Las funciones de los carbohidratos en el cuerpo

Last Updated : 14 January 2020

En esta parte de nuestra revisión sobre los 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 está relacionado con la salud, consulte el artículo ¿Los carbohidratos son buenos o malos para usted?

1. Introducción

Junto con las grasas y las proteínas, los carbohidratos son uno de los tres macronutrientes en nuestra dieta y su función principal es proporcionar energía al cuerpo. Aparecen en muchas formas diferentes, como azúcares y fibra dietética, y en muchos alimentos diferentes, como granos enteros, frutas y verduras. En este artículo, exploramos la variedad de carbohidratos que ocurren en nuestra dieta y sus funciones.

2. ¿Qué son los carbohidratos?

En su forma más básica, los carbohidratos están hechos de bloques de construcción 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 llaman disacáridos, entre los cuales la sacarosa (azúcar de mesa) y la lactosa (azúcar de la leche) son los más conocidos. Los monosacáridos y disacáridos generalmente se denominan carbohidratos simples. Las moléculas de cadena larga, como los almidones y las fibras dietéticas, se conocen como carbohidratos complejos. En realidad, sin embargo, hay diferencias más claras. La Tabla 1 ofrece una visión general de los principales tipos de carbohidratos en nuestra dieta.

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

CLASE

EJEMPLO

Monosacáridos

Glucosa, fructosa, galactosa

Disacáridos

Sacarosa, lactosa, maltosa

Oligosacáridos

Fructooligosacáridos, maltooligosacáridos

Polioles

Isomalt, maltitol, sorbitol, xilitol, eritritol

Polisacáridos almidón

Amilosa, amilopectina, maltodextrinas

Polisacáridos no almidonados (fibra dietética o fibra alimentaria)

Celulosa, pectinas, hemicelulosas, gomas, inulina

Los carbohidratos también se conocen bajo los siguientes nombres, que generalmente se refieren a grupos específicos de carbohidratos:1

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

Los diferentes nombres provienen del hecho de que los carbohidratos se clasifican según su estructura química, pero también según su papel o fuente en nuestra dieta. Incluso las principales autoridades de salud pública no tienen definiciones comunes alineadas para diferentes grupos de carbohidratos.2

3. Tipos de carbohidratos

3.1. Monosacáridos, disacáridos y polioles

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

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

Los fabricantes, cocineros y consumidores tienden a agregar azúcares de monosacáridos y disacáridos a los alimentos y se denominan "azúcares agregados". También pueden aparecer como "azúcares libres" que se encuentran naturalmente en la miel y los zumos 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 (vea más abajo). Aparecen naturalmente, pero la mayoría de los polioles que utilizamos están hechos por la transformación de azúcares. El sorbitol es el poliol más utilizado en alimentos y bebidas, mientras que el xilitol se usa con frecuencia en gomas de masticar y mentas. Isomalt es un poliol producido a partir de sacarosa, a menudo utilizado en confitería. Los polioles pueden tener un efecto laxante cuando se comen 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 una perspectiva de 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: fructooligosacáridos), que consisten en hasta 9 unidades de fructosa y se encuentran naturalmente 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, granos, vegetales y miel. La mayoría de los oligosacáridos no se descomponen en monosacáridos por las enzimas digestivas humanas y en su lugar 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 granos integrales. Tiene cadenas de glucosa de diferentes longitudes, más o menos ramificadas, y se presenta en gránulos cuyo tamaño y forma varían entre las plantas que los contienen. El polisacárido correspondiente en 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 no almidonados, que forman parte del grupo de fibra dietética (aunque algunos oligosacáridos como la inulina también se consideran fibra dietética). Ejemplos son celulosa, hemicelulosas, pectinas y gomas. Las principales fuentes de estos polisacáridos son las verduras y frutas, así como los granos integrales. Una característica distintiva de los polisacáridos no almidonados y, de hecho, de todas las fibras dietéticas es que los humanos no pueden digerirlos; de ahí 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 bacterias intestinales, dando lugar a compuestos beneficiosos para nuestro cuerpo, como los ácidos grasos de cadena corta. Obtenga más información sobre las fibras dietéticas y su importancia para nuestra salud en nuestro artículo sobre "granos integrales" y fibra dietética

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

4. Funciones de los carbohidratos en nuestro cuerpo

Los carbohidratos son una parte esencial de nuestra dieta. Lo más importante es que 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.1 Durante la digestión, los carbohidratos que consisten en más de un azúcar se descomponen en sus monosacáridos por las enzimas digestivas, y luego se absorben directamente causando una respuesta glucémica (vea más abajo). El cuerpo usa la glucosa directamente como fuente de energía en los músculos, el cerebro y otras células. Algunos de los carbohidratos no se pueden descomponer y se fermentan por nuestras bacterias intestinales o transitan por el intestino sin ser cambiados. Curiosamente, los carbohidratos también juegan un papel importante en la estructura y función de nuestras células, tejidos y órganos.

4.1. Los carbohidratos como fuente de energía y su almacenamiento

Los carbohidratos descompuestos en glucosa principalmente son la fuente de energía preferida para nuestro cuerpo, ya que las células en nuestro cerebro, músculo y todos los demás tejidos utilizan directamente los monosacáridos para sus necesidades de energía. Dependiendo del tipo, un gramo de carbohidratos proporciona diferentes cantidades de energía:

  • Los almidones y azúcares son los principales carbohidratos que proporcionan energía, y suministran 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, desde donde son transportados a las células necesitadas. 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 estímulos 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 la sangre debe mantenerse constantemente a un nivel óptimo. Se necesitan aproximadamente 130 g de glucosa por día para cubrir las necesidades de energía del cerebro adulto solo.

4.2. La respuesta glucémica y el índice glucémico

Cuando comemos un alimento que contiene carbohidratos, el nivel de glucosa en la sangre aumenta y luego disminuye, un proceso conocido como la 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 la sangre. Varios factores influyen en la velocidad y duración de la respuesta glucémica:

  • La comida en sí:
    • El tipo de los azúcares que forman los carbohidratos; 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 ramas 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) en cada individuo:
    • La extensión de la masticación (avería mecánica)
    • La tasa de vaciado gástrico
    • El tiempo de tránsito a través del intestino delgado (que está parcialmente influenciado por la comida)
    • El metabolismo en sí
    • 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 después de comer. Esta medida se llama índice glucémico (IG). Un IG de 70 significa que la comida o bebida causa 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 IG alto causan una mayor respuesta de glucosa en la sangre que los alimentos con IG bajo. Al mismo tiempo, los alimentos con un IG bajo se digieren y absorben más lentamente que los alimentos que tienen un IG alto. Hay mucha discusión en la comunidad científica, pero actualmente no hay pruebas suficientes para sugerir que una dieta basada en alimentos con IG bajo se asocie con un riesgo reducido de desarrollar enfermedades metabólicas como la obesidad y la diabetes tipo 2.

EL ÍNDICE GLUCÉMICO DE ALGUNOS ALIMENTOS COMUNES (usando glucosa como estándar)

Alimentos con un IG muy bajo (≤ 40)

Manzana cruda
Lentejas
Soja
Judías rojas
Leche de vaca
Zanahorias (hervidas)
Cebada

Alimentos con un IG bajo (41-55)

Fideos y pasta
Zumo de manzana
Naranjas crudas / zumo de naranja
Dátiles
Plátano crudo
Yogur (fruta)
Pan de grano entero
Mermelada de fresa
Maíz dulce
Chocolate

Alimentos con un IG intermedio (56-70)

Arroz integral
Copos de avena
Refrescos
Piña
Miel
Pan de masa fermentada

Alimentos con un IG alto (> 70)

Pan blanco y integral
Patata hervida
Copos de maíz
Patatas fritas
Puré de patatas
Arroz blanco
Galletas de arroz

4.3. Función intestinal y fibra dietética

Aunque nuestro intestino delgado no puede digerir la fibra dietética, la fibra ayuda a garantizar una buena función intestinal al aumentar el volumen físico en el intestino y, por lo tanto, estimula el tránsito intestinal. Una vez que los carbohidratos no digeribles pasan al intestino grueso, la microflora intestinal descompone algunos tipos de fibra como las gomas, las pectinas y los oligosacáridos. Esto aumenta la masa total en el intestino y tiene un efecto beneficioso en 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 carbohidratos son uno de los tres macronutrientes en nuestra dieta y, como tales, son esenciales para el buen funcionamiento del cuerpo. Vienen en diferentes formas, que van desde azúcares sobre almidón hasta fibra dietética, y están presentes en muchos alimentos que comemos. Si desea obtener más información sobre cómo afectan nuestra salud, lea nuestro artículo sobre ¿Los carbohidratos son buenos o malos para usted?

 

References

  1. Cummings JH & Stephen AM (2007). Carbohydrate terminology and classification. European Journal of Clinical Nutrition 61:S5-S18.
  2. European Commission JRC Knowledge Gateway, Health promotion and disease prevention. Accessed 17 October 2019.