guia+chomaestria2012
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CARBOHIDRATOS DE IMPORTANCIA NUTRICIONAL
Dra. Ana Lía FelipoffDocente de Nutrición
Facultad de Farmacia y Bioquímica. UBA
Vegetales
Frutas
Lácteos
Granos
CARBOHIDRATOS
-POLIHIDROXIALDEHÍDOS
-POLIHIDROXICETONAS
-ALCOHOLES
-ACIDOS(monómeros o polímeros)
H-C=O
H-C-OH
HO-C-H
H-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
Grupo hidroxilo
Fructosa
C n (H2O) n1:2:1
C = OHO – C -Grupo sacarídico
Glucosa
Grupo carbonilo
Clasificación de los Carbohidratos
-Monosacáridos
- Disacáridos
-Azucares alcoholes
Glucosa , Fructosa, Galactosa,
Sacarosa, Lactosa, Maltosa Azucares
Sorbitol, Xilitol, Maltitol, Polidextrosa
-Oligosacáridos(3 – 9)
Rafinosa, Estaquiosa,
Fructo y galactooligosacáridos
-Polisacáridos
(Almidones)
Amilosa, Amilopectina, Almidones modificados
- Polisacáridos
(No almidones)
Celulosa, Hemicelulosa, Pectinas, Gomas,
Inulina
CARBOHIDRATOS
DIGERIBLES
MONOSACARIDOS
GliceraldehídoTriosas Dihidroxiacetona
D-Ribosa ARNPentosas D2-Deoxiribosa ADN
L-ArabinosaD-Xilosa
GlucosaHexosas Galactosa
Fructosa
Disacáridos
α 1-> 4
α 1-> 2
β 1-> 4
amilosa
amilopectina
ALMIDON
Polisacárido de reserva de los vegetales
Amilosa% Amilopectina%
Arroz 18.5 81.5
Papa 20 80
Maíz 24 76
Trigo 25 75
Polímero de glucosa
α 1-> 4 glucosídica
α 1 -> 6 glucosídica
POLISACARIDOS
Granos y derivados, legumbres , tubérculos)
GLUCÓGENOPolisacárido de reserva
en animales
α 1-> 4 glucosídica
α 1 -> 6 glucosídica
Cereales y subproductos,
Fitatos Harinas de oleaginosas, No son Carbohidratos
Granos de leguminosas
H2PO3O
OPO3H2H2PO3O
OPO3H2
OPO3H2
OPO3H2
Ac. Mioinositol hexafosfórico
Ciclitoles: Inositol: grupos -OH
En las semillas:
Principal reserva de P y de otros minerales (Na, Mg, Ca)
Fitasas: actividad
durante la germinación
En los animales y en el hombre
Los fitatos pueden formar sales insolubles con cationes como Ca, Zn, Cu, Mn, Fe,
disminuyendo su biodisponibilidad
No cariogénicos
AZÚCARES ALCOHOLES Aporte calórico
Indice glucémico
Monosacárido Azúcar-alcohol Tolerancia (g/día)
Xilosa (hemicel.) Xilitol (70%)* > 50Glucosa Sorbitol (50%) 30 – 50Manosa Manitol (65%) 10 – 20
Disacáridos (Lactitol, Manitol)Oligosacáridos (Jarabe de maltitol)Polisacáridos (Polidextrosa)
*PE (Poder edulcorante)
Repostería, gomas de mascar, salsas, bebidas, jaleas, helados
Digestión de los Carbohidratos
Sustratos
*Boca : amilasa salival (pH opt.6.8)• ( 1-> 4)
*Luz Intestinal: amilasa pancreática ( 1-> 4)
* Ribete en cepillo del enterocito
Maltasa ( 1-> 4)
-glucosidasas Isomaltasa ( 1-> 6)
Sacarasa ( 1-> 2)
-galactosidasas Lactasa ( 1-> 4)
Almidón
Dextrinas
Maltosa
Isomaltosa
Sacarosa
Lactosa
Glucosa
Fructosa
Galactosa
Productos finales
Clasificación de los Almidones
Almidones de digestión rápida (cereales cocidos)
Almidones de digestión lenta (cereales crudos)
Almidones resistentes (RS)• RS1: Físicamente inaccesible (granos, semillas)
• RS2: Ricos en amilosa (bananas verdes)
• RS3: Amilosa retrogradada (alimentos procesados)
• RS4:Almidones modificados (ácidos, fosfatos, acetatos)
Digestión de los carbohidratos
Productos finales de la digestión:
Glucosa
Fructosa
Galactosa
Carbohidratos que no son digeridos y llegan al colon
Almidón resistente 8 – 10 g
Polisacáridos no almidón 8 – 18 g
Azúcares no absorbidos 2 – 10 g(lactosa)
Oligosacáridos 2 – 8 g
Polialcoholes
ABSORCION
Mecanismos:
Transporte activo(Na-glucosa co-transporte)
Glucosa y Galactosa
Difusión facilitada
Fructosa
Metabolismo de los Carbohidratos
Glucólisis: Oxidación de Glucosa Energía
Glucogenogénesis: Glucosa Glucógeno. (Hígado, Músculo)
Glucógenolisis: Glucógeno Glucosa
Gluconeogénesis: Síntesis de glucosa a partir de otros precursores
Vía de las pentosas: Poder reductor y síntesis de Ribosa y D2deoxiribosa
Vía del acido urónico: Detoxificación
Regulación del Metabolismo de los Carbohidratos
Asegurar un aporte adecuado de Energía a todas las células
Mantener los niveles de glucosa en sangre(70 a 100 mg/100 ml)
Regulación de la Glucemia
Modificaciones estructurales de enzimas claves
Alteración en la expresión de enzimas
Regulación hormonal
Niveles de glucosa en sangre
Transporte de Glucosa hacia los tejidos Insulina Glucolisis
Glucogenolisis
Gluconeogenesis
Glucagon
Epinefrina Niveles de glucosa en sangre
Glucocorticoides
DIABETES MELLITUSTrastorno en el metabolismo de los carbohidratos hiperglucemia
( Glucosa plasmática en ayuno: 126 mg/dl)
Diabetes tipo I(insulino-dependiente):
Enfermedad autoinmune – Pérdida de la producción pancreática de
insulina - Aparición temprana
Diabetes tipo II(no insulino-dependiente):
Desarrollo tardío a medida que los tejidos desarrollan resistencia a la
insulina y disminuye lentamente la producción de insulina por el páncreas
Diabetes Gestacional (durante el embarazo)
Diabetes Secundaria (Daño pancreático, medicamentos)
MECANISMOS DE ACCIÓN DE LA INSULINA
SANGRE
CÉLULA
DIABETES
Alteraciones en la secrecion y o accion de la insulina
Elevación de la Glucemia
Alteraciones en el metabolismo de : glucosa, lípidos y proteínas
Desarrollo de complicaciones
A corto plazo: Hiperglucemia, Hipoglucemia, Cetoacidosis,
Coma, Predisposicion a infecciones
A largo plazo: Oftalmopatías, Nefropatías, Neuropatías, Vasculopatías
Asociaciones frecuentes: Aterosclerosis, Dislipemia,Hipertensión
arterial
Diabetes: Recomendaciones sobre la ingesta de Proteínas, Grasas y Carbohidratos
Hasta 1921: Dietas pobres en Energía y en Carbohidratos
Año 1921 Descubrimiento de la insulina
Carbohidratos : 20% de la ingesta energética
Carbohidratos Grasas Proteínas (% de la E total
Año 1950 40% 40% 20%
Año 1971 45% 35% 20%
Año 1986 50% 30% 20%
Ültimos años 50 – 60% 25 – 30% 10 - 20%
(Tratamiento nutricional específico para cada paciente basado en la prevención y tratamiento de las complicaciones agudas y crónicas de la enfermedad)
REACCION DE MAILLARD “IN VIVO”
UNO DE LOS EFECTOS BIOLÓGICOS NEGATIVOSDEL CONSUMO EXCESIVO DE AZÚCARES
ENFERMEDADES ASOCIADAS AL ENVEJECIMIENTO
- DIABETES
- FORMACIÓN DE CATARATAS
- ENFERMEDAD DE ALZHEIMER
- ALTERACIONES EN LA ESTRUCTURA GLOMERULAR
- OTRAS
• Hemoglobina glicosilada (HbA1c)
• Indicador de la concentración media de la glucosa sanguínea en relación a la vida media de la molécula de Hb (6 semanas)
• VN = 5 – 8 % de la Hb total
• Reducción de 1% en la HbA1c• Se asocia a reducción en un: • 21% del riesgo de muerte por DBT• 14% por infarto de miocardio• 37% por complicaciones microvasculares
Indice Glucémico (IG)• Respuesta glucémica: el aumento en los niveles de
glucosa en sangre después de la ingesta de carbohidratos
• Indice Glucémico compara el incremento en el área de la curva de glucemia provocada por la ingesta de un alimento con el incremento correspondiente a un alimento standard y se expresa como un porcentaje del standard
• Alimento de referencia : 50 g de glucosa o una cantidad de pan blanco que contenga 50 g de almidón (IG = 100)
Indice Glucémico
Área bajo la curva de glucemia (alimento de prueba)IG = ------------------------------------------------------------ ------X 100
Área bajo la curva de glucemia (alimento de referencia)
B
AC
DA D
E F
0 30 60 90 120
Time (min)
0.6
Blood
Gluco
se m
mol/L
Alimento de prueba: porción => 50 g CHOReferencia => 50 g glucosa o porción de pan => 50 g almidón
Factores que influyen sobre la respuesta glucémica
• Cantidad de carbohidrato consumido
• Monosacáridos que lo componen (Glucosa, fructosa)
• Tipo de almidón (amilosa, amilopectina, almidones resistentes)
• Velocidad de digestión, absorción y clearence
• Cocción o procesado del alimento (grado de gelatinización, tamaño de partícula, estructura celular)
• Forma física del alimento (jugo vs. fruta entera)
• Otros componentes de alimento (fibra, grasa, proteinas)
Indice Glucémico (Terapéutica Nutr. en DBT. SAN 2002)
Pan (Baguette francesa) 95
Pan de harina blanca de trigo 70
Glucosa 100
Miel 73
Sacarosa 65
Fructosa 23
Arroz blanco baja amilosa 87
Arroz blanco alta amilosa 59
Arroz integral 55
Pure de papa instantáneo 83
Papa al horno 85
Papa blanca hervida y enfriada 56
Naranja 43
Jugo de naranja 57
Banana 53 - Banana poco madura 30 - Pomelo 26 - Ciruela 24
CARGA GLUCEMICA
IG x porción CHO disponible
Carga Glucemica = --------------------------------------
100
Combina calidad y cantidad de carbohidrato
Indice Glucemico vs Carga Glucemica
Alimento Índice Glucemico
Carga Glucemica
Carbohidratos g/porción
Zanahoria 47 + 16 3 6
Torta de chocolate
38 + 3 20 52
Tomado de Am. J. Clin. Nutr. 2002; 76: 5 - 56
Indice Glucémico de un alimento(estimación in vitro)
Incubación in vitro: Alimento + Solución de enzimas digestivas
Determinación de Glucosa
20 min RAG (Rapidly available Glucose)
20 -120 min SAG (Slowly Available Glucose)
Cerebro y eritrocitos requieren un aporte continuo de glucosa como fuente de E
Principal combustible para el músculo esquelético
Captada activamente por el feto
Precursora del azúcar de la leche (lactosa) en glándula mamaria
Importancia nutricional de la glucosa
Lactosa: Importancia nutricional
Aporte de energía
Estructura química: galactosa-glucosa (β 1->4)
Osmolaridad
Efecto prebiótico:
- Favorece el desarrollo de flora acidófila
- Inhibición del desarrollo de gérmenes patógenos
- Síntesis de vitaminas
Estimula la absorción de cationes bivalentes y proteínas
Nutriente no esencial
Oligosacáridos de la Leche humana (1.2 g/100 ml)
Glucosa, Galactosa,
DP: 3 – 11 Acetilglucosamina 130 oligosacáridos
Acetilneuramínico diferentes
Efecto antiinfeccioso: Efecto prebiótico
Inhibiendo la colonización y Favoreciendo el desarrollo
crecimiento de patógenos de bacterias beneficiosas
GLUCÓGENOFosforilasas
Polisacarido de reserva
Aporte Energético: 4 (Kcal/g)
Almidones digeribles: 4.2
Azucares: 3.75 a 3.95
Almidones no digeribles:
(parcialmente fermentables)
Polisac. no almidón: 0 a 2.3
Polialcoholes 2.0 a 2.3
FUNCIONES DE LOS CARBOHIDRATOS
Síntesis de glucoproteínas(“códigos postales”)
Constituyentes de glucolípidos, Ác. Nucleicos
Efecto anticetogénico
Efecto sobre los niveles de lípidos en plasma
Acción de ahorro sobre las proteínas
Alimentos aportadores de Carbohidratos: Vehículos de micronutrientes
Otros
Principales alimentos aportadores de Carbohidratos
Alimentos naturales
• Leche
• Cereales
• Leguminosas
• Verduras, hortalizas, frutas
• Miel
Sacarosa: Propiedades funcionales
Endulzante
Cuerpo y Textura (tortas, galletitas)
Viscosidad (bebidas gaseosas y jugos de frutas)
Preservación (compotas, confituras)
Descenso crioscópico, Emulsificante, Cremosidad(Prod.congelados)
Prevenir la cremosidad (prod. enlatados)
Enmascarar sabores (medicamentos, yogurt, café)
Sustrato para fermentaciones (pan, bebidas alcohólicas)
JARABES DE ALTA FRUCTOSA*
1866 Almidón de Maíz => glucosa
1882 Azúcar refinada de Maíz
1950 Jarabes de Maltodextrinas
1967 Jarabes de Maíz de Alta Fructosa
(Fructosa: 15% - 55% - 90%)
Jarabes de Alta Fructosa representan alrededor
del 50 a 60% de los endulzantes nutritivos
(Helados, gaseosas, panificados, yogurt, otros)
* HFCS -> HIGH-FRUCTOSE CORN SYRUP
Metabolización de glucosa y de fructosa en hígado
Glucosa Fructosa
Glucoquinasa
Fructoquinasa
Glucosa 6 P
Isomerasa
Fructosa 6 P Fructosa 1 P
Fosfofructo-Quinasa
Fructosa 1-6 di P
Aldolasa
Gliceraldehido
dihidroxicetona Glicerol 3-P
AG
TG
Piruvato VLDL
Acetil CoA AG
Energia
Exceso de sacarosa en la dietaUn alto consumo de sacarosa en la dieta se ha asociado epidemiológicamente con:
Obesidad
Diabetes
Enfermedades Cardiovasculares
Caries dental
Los organismos internacionales recomiendan que el consumo de sacarosa no aporte más del 5-10% de la energía
Debe tenerse en cuenta:
Propiedades sensoriales: deben percibirse como azúcares
Estabilidad en la preparación culinaria
Mínimo aporte de energía: no superar las 2 calorías/g
No presentar efectos tóxicos
No interferir con otros nutrientes
No aumentar el riesgo de trastornos fisiológicos u
enfermedades
Ser completamente excretados del organismo
Precio
Sustitutos de los azúcares dietarios
Edulcorantes
1. Deben ser inocuos,
2. el gusto dulce debe percibirse rápidamente
y desaparecer rápidamente, su gusto debe
ser parecido al azúcar, sin regustos.
3. Debe resistir las condiciones y los
tratamientos del alimento en el que se vaya
a utilizar
El esteviósido es un edulcorante natural no calórico que se obtiene a partir de las hojas de la
Stevia rebaudiana Bertoni
A pesar de ser de sabor dulce, no
aumenta la concentración de glucosa en
sangre (lo que lo hace apto para
diabéticos). Por este motivo se utiliza
como endulzante no calórico natural.
Endulza unas 250 a 300 veces más que la
sacarosa, y no trae problemas de salud
como los edulcorantes artificiales.
Isomaltulosa,, es un disacárido que se obtiene comercialmente por la conversión enzimática de sacarosa a través de fermentaciónbacteriana.
Su nombre químico es: 6-0-α-D-glucopyranosyl-D-fructose
Su fórmula química es: (C12H22O11)
• Esta presente en la caña de azúcar y miel de abeja
• Utilizado como sustituto de azúcar por su perfil de sabor muy similar
• Posee el mismo valor calórico que el azúcar (4kcal/g)
• Es un producto no cariogénico
• No incrementa los niveles de glucosa en la sangre, ni los niveles de insulina
• Baja velocidad de absorción.
ALIMENTOS CON APORTE REDUCIDO DE GRASAS Y PROTEÍNAS
Agregado de almidones y malto dextrinas (helados, bebidas lácteas, postres lácteos , dulce de leche, yogurt y cremas)
Mantener la textura
Capacidad de ligar aguaIncrementar los sólidos totales
Incrementar cuerpo y viscosidad, Disminuir el derretimiento
Proveer textura cremosa y sabor limpio
Almidones y malto dextrinas especialmente desarrollados para ajustarse a los diferentes procesos (Ventaja: bajo costo)
TRASTORNOS DE LA DIGESTIÓN, ABSORCIÓN
Y METABOLIZACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS
SOBRECARGA DE AZÚCARES Ingesta exagerada de azúcares
Tránsito intestinal acelerado
Actividad de disacaridasas disminuída
DEFICIENCIAS DE DISACARIDASAS
INTOLERANCIA A LA FRUCTOSA
INTOLERANCIA A LA GALACTOSA
DIABETES MELLITUS
CARIES, OTROS
Efectos de la deficiencia de lactasa sobre la absorción de la lactosa
Bacterias Enterocito
•
• Absorción de
• lactosa limitada
• Acidos orgánicos
• de cadena corta
•
Lactosa
Deficiencia deLactasa
Diarrea
Gas Gas
Actividad de la lactasa intestinalen función de la edad
Nacimiento Destete Adulto
Actividad
Distribución geográfica y prevalencia de la deficiencia de lactasa
Porcentaje de individuos con hipolactacia
> 80 25 – 50 %
50 - 80 % < 25 %
Datos Insuficientes
Deficiencias primarias de lactasa
Congénita, Del desarrollo, Hipolactasia del adulto
Deficiencias secundarias de lactasa
Enfermedades gastrointestinales
• Enfermedad celíaca Estados de deficiencia• Gastroenteritis aguda y grave Inanición prolongada• Diarrea persistente de la infa Sindromes de inmunodeficiencia• Intolerancia a la proteína de la leche Malnutrición calórico proteica• Fibrosis quística del páncreas• Colon irritable• Enteritis viral - Parasitosis Sindrome de intestino corto• Sobrecrecimiento bacteriano Sindrome post- gastrectomía
Efectos de Drogas• Neomicina Radiaciones ionizantes• Kanamicina a nivel de intestino• Colquicina• Alcohol (Ingesta excesiva)• Otras que inhiben la síntesis proteica
“Prevalence of Self-Reported Lactose Intolerance in a Multi-ethnic Sample of Adults”
Theresa Nicklas et al. Am. J. Clin. Nutr. 2011
Multi-racial/ethnic national representative sample (n= 3452)
Mean age: 49 years (+13. years) - Gender: 68% female/32% male
• Self-Perceived Lactose Intolerance (SPLI)Whites …………….8 %Blacks …………….20 % Hispanics ……….. 9 %
SPLI vs. Non-SPLI
↓ Total calcium intake↓ Dairy intake
Physician- diagnosed↑ Diabetes↑ Hypertension
Fructosa (Frutas, miel, sacarosa, inulina, jarabes de fructosa)
INTOLERANCIA HEREDITARIA A LA FRUCTOSA
Fructoquinasa
Fructosa Fructosa 1-fosfato
Aldolasa
GliceraldehídoHipoglucemia + Glicólisis E
Dihidroxiacetona
Fru 1 – P en sangre
Liberación de Glu por el Hígado
GALACTOSEMIA CONGÉNITA
Hexoquinasa
Galactosa Galactosa 1-fosfato
Epimerasa Fosfogalactosauridil
-transferasa (UDPGa)
Glucosa 1- fosfato
Gal y Gal 1-P en eritrocitos, hígado, riñón
Casos graves: ictericia, hipoglucemia, defic. Mental
Síntoma característico: cataratas
Tratamiento: Eliminación de la lactosa de la dieta
Dieta libre de leche humana o de vaca
REQUERIMIENTOS DE CARBOHIDRATOS
RDA 130 g/d para niños y adultos
AMDR: 45 a 65% de las calorías totales como CHO
Azúcares agregados: < 25% de las calorías totales
Fibra (IA): 25 mg/dia
Granos enteros: 3 porciones diarias
Adultos y Niños Rango aceptable de distribución de los Macronutrientes
Macronutrientes
Kcal/100 Kcal tot.
Leche Humana
Niños pequeños
Niños mayores
Adultos
Grasas 51 30 – 40 25 – 35 20 – 35
Carbohidratos 42 45 - 65 45 – 65 45 - 65
Proteínas 7 5 - 20 10 - 30 10 - 35