Las funciones de los carbohidratos en el cuerpo

En esta parte de nuestra revisión sobre carbohidratos, explicamos los diferentes tipos y funciones básicas de los carbohidratos, incluidos los azúcares. Para obtener una descripción general de cómo el consumo de carbohidratos se relaciona con la salud, consulte el artículo "¿Son los carbohidratos buenos o malos para usted?".

1. Introducción

Junto con las grasas y las proteínas, los hidratos de carbono son uno de los tres macronutrientes de nuestra dieta y su función principal es proporcionar energía al organismo. Se presentan en muchas formas diferentes, como azúcares y fibra dietética, y en muchos alimentos diferentes, como cereales integrales, frutas y verduras. En este artículo, exploramos la variedad de carbohidratos que se encuentran en nuestra dieta y sus funciones.

2. ¿Qué son los carbohidratos?

En su forma más básica, los carbohidratos están hechos de azúcares y se pueden clasificar de acuerdo con la cantidad de unidades de azúcar que se combinan en su molécula. La glucosa, la fructosa y la galactosa son ejemplos de azúcares de una sola unidad, también conocidos como monosacáridos. Los azúcares de doble unidad se denominan disacáridos, entre los cuales la sacarosa (azúcar de mesa) y la lactosa (azúcar de la leche) son los más conocidos. Los monosacáridos y disacáridos suelen denominarse carbohidratos simples. Las moléculas de cadena larga, como los almidones y las fibras dietéticas, se conocen como carbohidratos complejos. En realidad, sin embargo, hay más diferencias claras. La Tabla 1 ofrece una descripción general de los principales tipos de carbohidratos en nuestra dieta.

Tabla 1. Ejemplos de carbohidratos basados ​​en las diferentes clasificaciones.

Los carbohidratos también se conocen con los siguientes nombres, que generalmente se refieren a grupos específicos de carbohidratos:

• azúcares
• carbohidratos simples y complejos
• almidón resistente
• fibras dietéticas
• prebióticos
• azúcares intrínsecos y añadidos

Los diferentes nombres provienen del hecho de que los carbohidratos se clasifican según su estructura química, pero también según su función o fuente en nuestra dieta. Incluso las principales autoridades de salud pública no tienen definiciones comunes alineadas para los diferentes grupos de carbohidratos.

3. Tipos de carbohidratos

3.1. Monosacáridos, disacáridos y polioles

Los carbohidratos simples, aquellos que tienen una o dos unidades de azúcar, también se conocen simplemente como azúcares. Algunos ejemplos son:

• Glucosa y fructosa:monosacáridos que se pueden encontrar en frutas, verduras, miel, pero también en productos alimenticios como jarabes de glucosa y fructosa
• El azúcar de mesa o sacarosa es un disacárido de la glucosa y la fructosa, y se encuentra naturalmente en la remolacha azucarera, la caña de azúcar y las frutas
• La lactosa, un disacárido formado por glucosa y galactosa, es el carbohidrato principal de la leche y los productos lácteos
• La maltosa es un disacárido de glucosa que se encuentra en los jarabes derivados de la malta y el almidón

Los azúcares monosacáridos y disacáridos suelen ser añadidos a los alimentos por los fabricantes, los cocineros y los consumidores y se denominan "azúcares añadidos". También pueden presentarse como "azúcares libres" que se encuentran naturalmente en la miel y los jugos de frutas.

Los polioles, o los llamados alcoholes de azúcar, también son dulces y se pueden usar en alimentos de manera similar a los azúcares, pero tienen un contenido calórico más bajo en comparación con el azúcar de mesa normal (ver más abajo). Ocurren de forma natural, pero la mayoría de los polioles que usamos se fabrican mediante la transformación de azúcares. El sorbitol es el poliol más utilizado en alimentos y bebidas, mientras que el xilitol se utiliza con frecuencia en chicles y mentas. Isomalt es un poliol producido a partir de sacarosa, que se usa a menudo en confitería. Los polioles pueden tener un efecto laxante cuando se ingieren en cantidades demasiado grandes.

Si desea obtener más información sobre los azúcares en general, lea nuestro artículo 'Azúcares:abordando preguntas comunes', el artículo 'Abordando preguntas comunes sobre edulcorantes', o investigue las oportunidades y dificultades para reemplazar el azúcar en productos horneados y alimentos procesados ​​(' Azúcares desde la perspectiva de la tecnología alimentaria').

3.2. Oligosacáridos

La Organización Mundial de la Salud (OMS) define los oligosacáridos como carbohidratos con 3-9 unidades de azúcar, aunque otras definiciones permiten longitudes de cadena ligeramente más largas. Los más conocidos son los oligofructanos (o en términos científicos apropiados:fructo-oligosacáridos), que consisten en hasta 9 unidades de fructosa y se encuentran de forma natural en vegetales de baja dulzura como las alcachofas y las cebollas. La rafinosa y la estaquiosa son otros dos ejemplos de oligosacáridos que se encuentran en algunas legumbres, cereales, verduras y miel. La mayoría de los oligosacáridos no se descomponen en monosacáridos por las enzimas digestivas humanas y, en cambio, son utilizados por la microbiota intestinal (consulte nuestro material sobre fibras dietéticas para obtener más información).

3.3. Polisacáridos

Se necesitan diez o más, y a veces hasta varios miles, de unidades de azúcar para formar polisacáridos, que generalmente se distinguen en dos tipos:

• Almidón, que es la principal reserva de energía en tubérculos como cebollas, zanahorias, patatas y cereales integrales. Tiene cadenas de glucosa de diferente longitud, más o menos ramificadas, y se presenta en gránulos cuyo tamaño y forma varían entre las plantas que los contienen. El polisacárido correspondiente en los animales se llama glucógeno. Algunos almidones solo pueden ser digeridos por la microbiota intestinal en lugar de los mecanismos de nuestro propio cuerpo:estos se conocen como almidones resistentes.
• Polisacáridos sin almidón, que forman parte del grupo de fibra dietética (aunque algunos oligosacáridos como la inulina también se consideran fibra dietética). Los ejemplos son celulosa, hemicelulosas, pectinas y gomas. Las principales fuentes de estos polisacáridos son las verduras y frutas, así como los cereales integrales. Una característica distintiva de los polisacáridos sin almidón y, de hecho, de todas las fibras dietéticas, es que los humanos no pueden digerirlos; por lo tanto, su contenido de energía promedio más bajo en comparación con la mayoría de los otros carbohidratos. Sin embargo, algunos tipos de fibra pueden ser metabolizados por las bacterias intestinales, dando lugar a compuestos beneficiosos para nuestro organismo, como los ácidos grasos de cadena corta. Obtenga más información sobre las fibras dietéticas y su importancia para nuestra salud en nuestro artículo sobre "cereales integrales" y "fibra dietética".

De aquí en adelante, nos referiremos a "azúcares" cuando hablemos de monosacáridos y disacáridos, y a "fibras" cuando hablemos de polisacáridos no amiláceos.

4. Funciones de los hidratos de carbono en nuestro organismo

Los carbohidratos son una parte esencial de nuestra dieta. Lo que es más importante, proporcionan la energía para las funciones más obvias de nuestro cuerpo, como moverse o pensar, pero también para las funciones de "fondo" que la mayoría de las veces ni siquiera notamos. Durante la digestión, los carbohidratos que constan de más de un azúcar se descomponen en sus monosacáridos mediante enzimas digestivas y luego se absorben directamente y provocan una respuesta glucémica (ver más abajo). El cuerpo utiliza la glucosa directamente como fuente de energía en los músculos, el cerebro y otras células. Algunos de los carbohidratos no se pueden descomponer y nuestras bacterias intestinales los fermentan o transitan por el intestino sin cambiar. Curiosamente, los carbohidratos también juegan un papel importante en la estructura y función de nuestras células, tejidos y órganos.

4.1. Hidratos de carbono como fuente de energía y su almacenamiento

Los carbohidratos descompuestos principalmente en glucosa son la fuente de energía preferida de nuestro cuerpo, ya que las células de nuestro cerebro, músculos y todos los demás tejidos utilizan directamente los monosacáridos para sus necesidades energéticas. Según el tipo, un gramo de hidratos de carbono aporta diferentes cantidades de energía:

• Los almidones y los azúcares son los principales carbohidratos que proporcionan energía y aportan 4 kilocalorías (17 kilojulios) por gramo
• Los polioles proporcionan 2,4 kilocalorías (10 kilojulios) (el eritritol no se digiere en absoluto y, por lo tanto, proporciona 0 calorías)
• Fibra dietética 2 kilocalorías (8 kilojulios)

Los monosacáridos son absorbidos directamente por el intestino delgado hacia el torrente sanguíneo, donde son transportados a las células que los necesitan. Varias hormonas, incluidas la insulina y el glucagón, también forman parte del sistema digestivo. Mantienen nuestros niveles de azúcar en la sangre al eliminar o agregar glucosa al torrente sanguíneo según sea necesario.

Si no se usa directamente, el cuerpo convierte la glucosa en glucógeno, un polisacárido como el almidón, que se almacena en el hígado y los músculos como una fuente de energía fácilmente disponible. Cuando es necesario, por ejemplo, entre comidas, por la noche, durante los picos de actividad física o durante períodos cortos de ayuno, nuestro cuerpo convierte el glucógeno nuevamente en glucosa para mantener un nivel constante de azúcar en la sangre.

El cerebro y los glóbulos rojos dependen especialmente de la glucosa como fuente de energía y pueden usar otras formas de energía de las grasas en circunstancias extremas, como en períodos muy prolongados de inanición. Es por esta razón que nuestra glucosa en sangre debe mantenerse constantemente en un nivel óptimo. Se necesitan aproximadamente 130 g de glucosa al día para cubrir solo las necesidades energéticas del cerebro adulto.

4.2. La respuesta glucémica y el índice glucémico

Cuando comemos un alimento que contiene carbohidratos, el nivel de glucosa en sangre aumenta y luego disminuye, un proceso conocido como respuesta glucémica. Refleja la tasa de digestión y absorción de glucosa, así como los efectos de la insulina en la normalización del nivel de glucosa en sangre. Varios factores influyen en la velocidad y la duración de la respuesta glucémica:

• La comida en sí:
  • El tipo de azúcar(es) que forman el carbohidrato; p.ej. la fructosa tiene una respuesta glucémica más baja que la glucosa y la sacarosa tiene una respuesta glucémica más baja que la maltosa
  • La estructura de la molécula; p.ej. un almidón con más ramificaciones se descompone más fácilmente por las enzimas y, por lo tanto, es más fácil de digerir que otros
  • Los métodos de cocción y procesamiento utilizados
  • La cantidad de otros nutrientes en los alimentos, como grasas, proteínas y fibra
• Las circunstancias (metabólicas) de cada individuo:
  • La extensión de la masticación (fallo mecánico)
  • La tasa de vaciado gástrico
  • Tiempo de tránsito a través del intestino delgado (que está parcialmente influenciado por la comida)
  • El propio metabolismo
  • La hora del día en que se ingiere la comida

El impacto de diferentes alimentos (así como la técnica de procesamiento de los alimentos) en la respuesta glucémica se clasifica en relación con un estándar, generalmente pan blanco o glucosa, dentro de las dos horas posteriores a la ingesta. Esta medida se llama índice glucémico (IG). Un IG de 70 significa que la comida o bebida provoca el 70% de la respuesta de glucosa en sangre que se observaría con la misma cantidad de carbohidratos de glucosa pura o pan blanco; sin embargo, la mayoría de las veces los carbohidratos se comen como una mezcla y junto con proteínas y grasas que influyen en el IG.

Los alimentos con un IG alto provocan una mayor respuesta de la glucosa en sangre que los alimentos con un IG bajo. Al mismo tiempo, los alimentos con un IG bajo se digieren y absorben más lentamente que los alimentos con un IG alto. Hay mucha discusión en la comunidad científica, pero actualmente no hay pruebas suficientes que sugieran que una dieta basada en alimentos con un IG bajo se asocie con un riesgo reducido de desarrollar enfermedades metabólicas como la obesidad y la diabetes tipo 2.

4.3. Función intestinal y fibra dietética

Aunque nuestro intestino delgado no puede digerir la fibra dietética, la fibra ayuda a garantizar un buen funcionamiento intestinal al aumentar el volumen físico en el intestino y, por lo tanto, estimular el tránsito intestinal. Una vez que los carbohidratos no digeribles pasan al intestino grueso, la microflora intestinal descompone algunos tipos de fibra, como gomas, pectinas y oligosacáridos. Esto aumenta la masa total en el intestino y tiene un efecto beneficioso sobre la composición de nuestra microflora intestinal. También conduce a la formación de productos de desecho bacterianos, como los ácidos grasos de cadena corta, que se liberan en el colon con efectos beneficiosos para nuestra salud (consulte nuestros artículos sobre fibra dietética para obtener más información).

5. Resumen

Los hidratos de carbono son uno de los tres macronutrientes de nuestra dieta y, como tales, esenciales para el buen funcionamiento del organismo. Vienen en diferentes formas, desde azúcares sobre almidón hasta fibra dietética, y están presentes en muchos alimentos que comemos. Si quieres saber más sobre cómo afectan a nuestra salud, lee nuestro artículo "¿Son los carbohidratos buenos o malos para ti?".