Lic. José Manuel Arriaga Romero, Q.B.
Clasificación de los carbohidratos
De
acuerdo con su estructura química los
carbohidratos pueden clasificarse en:
Simples
○ Monosacáridos
Glucosa
Fructosa
Galactosa
○ Disacáridos
Formados por la unión de dos monosacáridos
iguales o distintos
- Lactosa
- Maltosa
- Sacarosa
○ Oligosacáridos
Polímeros de hasta 20 unidades de
monosacáridos
○ Polisacáridos complejos
Están formados por la unión de más de 20
monosacáridos simples
Función
- De reserva
- Almidón
- Glucógeno
- Dextranos
- Estructural
- Celulosa
- Xilanos.
Monosacáridos
Llamados también azúcares sencillos
Hexosas (moléculas de 6 carbonos)
○ Glucosa
Es la más abundante
Constituye la unidad estructural básica
más común de los otros carbohidratos
más complejos
○ Fructosa
Monosacáridos
Pentosas (5 carbonos)
○ No tienen importancia nutricional
○ Son constituyentes de compuestos
metabólicamente esenciales en el
organismo
Ribosa
Desoxirribosa)
Glucosa
También
llamada dextrosa por ser
dextrorrotatoria [D(+)-Glucosa]
Está
presente en la sangre humana en
concentración de 65-100mg/100ml
Es
posiblemente el producto natural más
abundante
Se encuentra como polisacárido en el
almidón, la celulosa y el glucógeno
Glucosa
También aparece combinada como
disacárido
Sacarosa (fructosa y glucosa)
○ Azúcar común
Lactosa (galactosa y glucosa)
○ Leche de todos los mamíferos
Fructosa
Es
una cetohexosa
Entre
los azúcares es el compuesto más
dulce
Es más edulcorante que la sacarosa, en la
que se encuentra enlazada con la glucosa
Se encuentra libre en la miel y en muchas
frutas
Funciones de los carbohidratos
Función
energética
Cada gramo de carbohidratos aporta una
energía de 4 Kcal
Aportan el combustible necesario para
realizar las funciones orgánicas, físicas y
psicológicas de nuestro organismo
Una vez ingeridos, los carbohidratos se
hidrolizan a glucosa, la sustancia más
simple
Funciones de los carbohidratos
Función
organoléptica
La sacarosa, y en grado menor la fructosa y
la glucosa, confieren sabor dulce a los
alimentos
Los almidones y las pectinas les confiere
textura, tanto en forma natural como
procesada
Funciones de los carbohidratos
Función
metabólica
La glucosa es de suma importancia para el
correcto funcionamiento del sistema nervioso
central (SNC)
○ Diariamente, el cerebro consume más o menos
100g de glucosa
○ En estado de ayuno, el SNC recurre a los
cuerpos cetónicos como fuente de energía
○ En condiciones de hipoglucemia el cerebro se
ve seriamente amenazado
Funciones de los carbohidratos
Ayudan al metabolismo de las grasas e
impiden la oxidación de las proteínas
La fermentación de la lactosa ayuda a la
proliferación de la microbiota bacteriana
intestinal favorable
Fuentes de la glucosa sanguínea
Fuente
exógena
Carbohidratos de la dieta
○ Digestión de
Polisacáridos
- Almidón
- Glucógeno
Disacáridos
- Sacarosa
- Maltosa
- Lactosa
Glucoproteínas
Fuentes de la glucosa sanguínea
Fuente
endógena
Glucógeno hepático
Gluconeogénesis
Digestión y absorción
Digestión
de los carbohidratos
La digestión de los carbohidratos ocurre en
la boca y en el intestino delgado
○ Boca
Las glándulas salivales secretan α-amilasa, la
cual inicia la hidrólisis del almidón
Da como productos finales maltosa, algo de
glucosa y dextrinas (oligosacáridos de unos 8
residuos de glucosa)
Digestión y absorción
○ Estómago
Cuando el bolo alimenticio llega al estómago
y se impregna de ácido clorhídrico, la αamilasa salival se inactiva
○ Intestino delgado
La digestión de los carbohidratos continúa en
el intestino delgado
El bicarbonato secretado por el páncreas
neutraliza el material alimenticio proveniente
del estómago
La degradación es catalizada por la α-amilasa
pancreática
La α-amilasa hidroliza el almidón a maltosa,
maltotriosa y dextrinas
Las dextrinasas del intestino delgado
catalizan la hidrólisis de las dextrinas desde
el extremo no reductor para liberar glucosa.
Los disacáridos se hidrolizan en el borde en
cepillo de la mucosa intestinal, mediante α-D
glucosidasas específicas (maltasa y sucrasa)
y β glucosidasa (lactasa)
La digestión de los disacáridos y la
absorción de los azúcares se lleva a cabo
en el borde en cepillo, principalmente en la
región superior del yeyuno
Absorción
intestinal de los carbohidratos
El mecanismo por el cual se absorben los
azúcares en el intestino es complejo y no
se conoce por completo
La mayoría de las pentosas atraviesan la
barrera intestinal por difusión simple
Existen tres clase principales de transporte
de azúcares
○ Mecanismo facilitado (equilibrado)
Eritrocitos
○ Sistemas sensibles a hormonas
Músculo y tejido adiposo
○ Sistemas de transporte acoplado al Na+
- Intestino y tejidos renales
La glucosa entra a las células del cuerpo a
través de transportadores tipo GLUT
○ Son proteínas localizadas en las
membranas celulares
○ Realizan el proceso por difusión facilitada
Se han descrito por lo menos 12 proteínas
transportadoras de glucosa (GLUT)
○ Son una familia de proteínas con una secuencia
determinada, codificada por diferentes genes
○ Tienen una estructura en común de 12 zonas
hidrófobas que permanecen en contacto con la
membrana de la célula
○ Las terminaciones amino en un extremo y
carboxilo en otro extremo son extra citoplásmicas
El principal transportador de monosacáridos
(glucosa, galactosa y manosa) en el
intestino delgado es el SGLUT-1 (SodiumGlucose Transporter – 1)
○ Proteína que co-transporta 2 iones Na+ y una
molécula de glucosa a razón de unas 1,000
moléculas/segundo
○ Se organiza en forma de 14 alfa-hélices que
cruzan la membrana plasmática la misma
cantidad de veces
Una vez absorbidos, los monosacáridos
(galactosa, fructosa y glucosa) pasan al
sistema porta para dirigirse al hígado
Después son transportados a los
diferentes tejidos para su uso
○ Cerebro
100-200 g/día
○ Eritrocitos, plaquetas, leucocitos y músculo
50 g/día
○ Tejido adiposo y riñones
Alrededor de 20-30 g/día
La glucosa es utilizada por las células para
○ Producir energía
Su oxidación completa puede generar hasta
38 moléculas de ATP
○ Almacenarse como glucógeno
Por glucogénesis
○ Transformarse en grasa
El acetil-CoA derivado de la descarboxilación
oxidativa del piruvato puede ser utilizado para
sintetizar ácidos grasos
Glucosa a partir del glucógeno
hepático
El
proceso recibe el nombre de
glucogenólisis
Eventos
previos
Post absorción, la concentración de glucosa
sanguínea varía entre 80 y 100 mg/dl
Entre los 30 y 60 minutos después de la
ingestión de una comida rica en
carbohidratos, la glucosa puede elevarse
entre 120 a 160 mg/dl
Glucosa a partir del glucógeno
hepático
La sobrecarga de glucosa estimula al
páncreas a producir insulina
○ Facilitación del ingreso de glucosa a las
células para su metabolismo
Cuando se ha satisfecho la demanda
energética, el excedente de glucosa se
convierte en glucógeno en el hígado
○ A las 2 horas, el nivel de glucosa se normaliza
Al
agotarse la glucosa sanguínea
proveniente de la dieta, los niveles se
mantienen constantes por liberación de
glucosa del glucógeno hepático
(glucogenólisis)
Durante el ayuno, los niveles se mantienen
entre 60 y 70 mg/dl
Niveles menores dan origen a la hipoglicemia,
la cual puede tener consecuencias serias
para la salud
Para evitar esto, por estímulo de la
hipoglicemia, el páncreas libera glucagón
○ Hormona que estimula la glucogenólisis
Con
ayunos más prolongados (de 12 a 18
horas)
Se agota el glucógeno
Se estimula la producción de glucosa a partir de
otras fuentes endógenas (gluconeogénesis)
Gluconeogénesis
Es
la producción de glucosa a partir de
compuestos diversos
Por conversión directa a partir de
aminoácidos y propionato
Por reconversión en el hígado y los riñones
de productos intermedios del metabolismo
de la glucosa
Gluconeogénesis
En el ayuno prolongado, la fuente principal
de energía es el catabolismo de los lípidos
Fundamental para la susbsistencia en la
inanición
○ Producción de glucosa a partir del
catabolismo de lípidos y proteínas
○ De lo contrario se desarrolla marasmo
Pérdida visible de tejido adiposo y masa
muscular
- Personas de piel y hueso
Aplicaciones clínicas de la medición
de la glucosa sanguínea
Diagnóstico
de desórdenes asociados a la
hiperglicemia
Diabetes mellitus tipo 1
○ Deficiencia de insulina de origen autoinmune o
idiopático
Diabetes mellitus tipo 2
○ Resistencia a la insulina, con deficiencia en su
secreción
Diabetes mellitus gestacional
Diabetes de otros tipos
○ Defecto genético del funcionamiento de las
células beta
○ Defecto genético en la acción de la insulina
○ Enfermedades del páncreas exócrino
○ Endocrinopatías
○ Inducida por drogas o agentes químicos
○ De origen infeccioso
○ Formas no comunes de diabetes de origen
inmune
○ Síndromes genéticos algunas veces asociados
con diabetes
Diagnóstico
de hipoglicemia
Hipoglicemia reactiva
○ Ficticia
Administración excesiva de insulina
○ Reducción de la gluconeogénesis secundaria a
la ingesta de alcohol
○ Hipoglicemia post prandial
Individuos con cirugía gastrointestinal
Diabéticos medianos
Hipoglicemia del ayuno o espontánea
○ Exceso en la producción de insulina
(insulinomas)
○ Producción de sustancias con actividad similar a
la de la insulina
○ Disfunción hepática
○ Deficiencia de glucocorticoides
○ Sepsis
○ Disminución de la reserva de glucógeno
Pruebas diagnósticas
Diabetes
mellitus
Glucosa al azar
○ ≥ 200 mg/dl
Glucosa en ayunas
○ Normal
○ Deficiencia en la tolerancia a la
glucosa
○ Diabetes mellitus
70 - 100 mg/dl
101 – 125 mg/dl
≥ 126 mg/dl
Pruebas diagnósticas
Glucosa urinaria
○ Positiva cuando los niveles séricos son mayores a
160-180 mg/dl
Glucosa 2 horas postprandial
○ Normal
○ Deficiencia en la tolerancia a la
glucosa
○ Diabetes mellitus
< 140 mg/dl
140-199 mg/dl
≥ 200 mg/dl
Pruebas diagnósticas
Test de tolerancia a la glucosa oral
○ Valores de 150 mg/dl o más, entre los 30 y 60
minutos después de la ingesta de cantidad
estandarizada de glucosa
○ Niveles dentro del rango normal a las dos
horas
○ Hay tendencia a tener valores levemente por
debajo de los del ayuno, pero retornan a la
normalidad a las 3 horas
Pruebas diagnósticas
Test para tamizaje de diabetes gestacional
○ Ingesta de 50 g de glucosa en cualquier momento
○ Normal
˂ 140 mg/dl
○ Diabetes gestacional
≥ 140 mg/dl
Hemoglobina glicosilada
○ Paciente diabético controlado
≤ 7%
○ Paciente diabético no controlado ˃ 7%
Microalbuminuria
○ Tratable
○ No tratable
˂ 300 mg/día
≥ 550 mg/dl
Muestras clínicas utilizadas para
medir glucosa
Muestra
Sangre completa
○ Útil para el monitoreo de glucosa con
dispositivos portátiles
○ Fácil obtención de la muestra
○ Presenta varios inconvenientes por
interferencias fisiológicas
Niveles de glucosa de 10% a 15% menores que
en plasma o suero
Plasma/suero
○ Es la muestra de elección
○ Proporciona valores más precisos
Hay diferencia en el contenido de agua entre el
plasma o suero y la sangre completa
○ Niveles de glucosa más altos en suero/plasma
de sangre capilar o arterial que de venosa
En ayunas alrededor de 3 mg/dl más alta
Entre 15 a 90 minutos luego de ingerir una carga
de carbohidratos alrededor de 32 mg/dl más alta
Líquido cefalorraquídeo
○ Nivel de glucosa entre 60% a 75% del valor en
suero/plasma
El SNC demanda bastante glucosa
○ Útil para en el diagnóstico de:
Meningitis bacteriana, tuberculosa o fúngica
Hipoglicemia sistémica
Otras enfermedades del SNC
Niveles de glucosa menores a 40 mg/dl pueden
ser secundarios a
- Deficiencia de transporte desde el plasma
- Incremento de su utilización por el cerebro
- Incremento de su utilización por bacterias,
leucocitos o células neoplásicas
○ Debe medirse la glucosa inmediatamente
Ventajas del suero/plasma sobre la
sangre completa
○ No hay interferencia por el hematocrito y
eritrocitos
Con Ht incrementado disminuye el nivel de
glucosa por disminución del contenido acuoso
Los eritrocitos contienen sustancias
reductoras diferentes a la glucosa que
interfieren con métodos reductores
○ No se requiere el uso de preservantes