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Monosacáridos – Azúcares simples
Los monosacáridos (Gk. Mono- = simple, sacárido = azúcar) tienen una sola unidad de azúcar en su estructura. Se denominan azúcares simples , ya que no se pueden dividir en sustancias que aún tengan las características de un azúcar. Las unidades de monosacáridos pueden combinarse para formar disacáridos (que contienen dos unidades de azúcar) o polisacáridos como almidón (que contienen varias unidades de azúcar).
Los monosacáridos de mayor importancia en el cuerpo humano son la glucosa, la ribosa y la desoxirribosa . Otros monosacáridos, utilizados por los humanos principalmente como nutrientes son fructosa, galactosa, manosa y tagatosa .
Los monosacáridos están hechos de carbono, hidrógeno y oxígeno y se organizan en grupos de acuerdo con el número de átomos de carbono en sus moléculas, como triosas que contienen tres átomos de carbono, tetrosas cuatro, pentosas (por ejemplo, ribosa, desoxirribosa) cinco y hexosas (por ejemplo, glucosa). , fructosa) seis átomos de carbono.
Lista detallada de monosacáridos
A. Glucosa
La glucosa ( Imagen 1 ) es el monosacárido más importante que se encuentra en el cuerpo humano y es la principal fuente de energía para humanos y animales. También se conoce como azúcar de uva, azúcar de maíz, azúcar de almidón y azúcar en sangre . Es un azúcar de seis carbonos (hexosa). La fórmula empírica de la glucosa es C6H12O6 .
Imagen 1. Glucosa, fórmula estructural
Síntesis de glucosa en plantas
Las plantas con la ayuda de clorofila (un pigmento verde) producen azúcar. Las plantas y algunos organismos que tienen clorofila son los únicos seres vivos que pueden producir glucosa a partir de elementos simples (carbono, hidrógeno y oxígeno) utilizando energía solar a través de un proceso conocido como fotosíntesis. Este azúcar se almacena en las plantas en forma de monosacáridos, disacáridos (por ejemplo, sacarosa, maltosa) o carbohidratos complejos como almidón o celulosa. Los animales y los humanos consumen almidón (animales como el ganado también consumen celulosa) y, a través de su descomposición enzimática o hidrólisis, obtienen glucosa que se absorbe de sus intestinos a la sangre y luego se utiliza principalmente como fuente de energía.
Fuentes naturales de glucosa
La glucosa, que puede ser utilizada por humanos, se encuentra generalmente en frutas, verduras, miel y almidón . El azúcar de mesa o sacarosa se compone de moléculas de glucosa y fructosa. La glucosa también es un componente de otros disacáridos importantes como la lactosa y la maltosa.
Producción artificial de glucosa
La glucosa se produce comercialmente a partir de la hidrólisis del almidón: almidón de maíz, arroz, trigo, papa, mandioca, arrurruz, sagú, etc.
Glucosa, creada en el cuerpo humano
La glucosa en el cuerpo humano se puede sintetizar también a partir de no carbohidratos como grasas, ácidos carboxílicos y aminoácidos convirtiéndolos primero en acetil CoA o ácido pirúvico durante el proceso conocido como gluconeogénesis . Esto ocurre principalmente en el hígado y, en cierta medida, en la corteza renal.
La glucosa es un componente natural de la sangre humana.
Absorción de glucosa en el intestino
La glucosa se absorbe del intestino delgado humano a la sangre con la ayuda de dos transportadores, SGLT-1 y GLUT-2. El transportador dependiente de sodio SGLT-1 es responsable del transporte activo de glucosa con una cantidad equimolar de sodio contra un gradiente de concentración a través del lado de los alimentos del revestimiento epitelial hacia la célula del intestino delgado. Desde allí, el transportador GLUT-2 bombea glucosa al lado sanguíneo de las células intestinales y luego se difunde hacia la sangre capilar.
Otros transportadores implicados en la absorción de glucosa son:
- GLUT1- en músculo, cerebro, riñón y colon
- GLUT2 en células beta hepáticas y pancreáticas
- GLUT3- en el cerebro
- GLUT4- en músculos esqueléticos y tejido adiposo
Absorción de azúcares simples – Monosacáridos
Absorción de glucosa – Detallada
La absorción de glucosa puede disminuir después de la extirpación quirúrgica de una parte del estómago o del intestino delgado. La absorción de azúcar aumenta en hipotermia (disminución de la temperatura corporal), hiperfagia (“comer en exceso”), embarazo, lactancia (producción de leche en las mujeres) y consumo crónico de dietas altas en carbohidratos. La absorción de glucosa puede ser diferente en diferentes horas diarias. Lea sobre los factores que influyen en la absorción intestinal de azúcar (artículo de investigación).
Metabolismo de la glucosa
Una vez liberadas a la circulación, las moléculas de glucosa son absorbidas por las células del cuerpo con la ayuda de una hormona pancreática llamada insulina . Por tanto, la insulina reduce el nivel de glucosa en sangre. Otras hormonas que influyen en el nivel de glucosa en suero son:
- El glucagón se activa por un nivel bajo de glucosa en la sangre (durante el ejercicio, entre comidas) y provoca la degradación de la producción de glucógeno y glucosa en el hígado, lo que aumenta el nivel de glucosa en sangre.
- La epinefrina ( adrenalina , una hormona del estrés) aumenta rápidamente el nivel sérico de glucosa.
- El cortisol (otra hormona del estrés) promueve la descomposición de proteínas que producen aminoácidos que pueden usarse en la síntesis de glucosa (gluconeogénesis), lo que aumenta el nivel de glucosa en sangre.
- La hormona del crecimiento también aumenta el nivel de glucosa en suero.
Los niveles normales de glucosa en sangre se encuentran entre 4,5 y 5,5 mmol / l (80-100 mg por 100 ml). Cuando aumenta por encima de este rango, la glucosa se convierte en glucógeno y se almacena en el hígado y los músculos. El exceso de glucosa se convierte en glucógeno que se descompone en glucosa (glucogenólisis) nuevamente cuando se requiere para obtener energía.
Una vez dentro de la célula , la glucosa se quema para liberar calor y ATP, las moléculas de energía. La glucosa se puede descomponer en presencia de oxígeno (proceso aeróbico) o sin oxígeno (proceso anaeróbico). La glucosa, cuando se oxida (metaboliza aeróbicamente) durante la respiración celular, libera energía con producción de dióxido de carbono y agua a razón de 3.9 kcal por g, o 686 kcal por gramo-mol, o 16 kilojulios por gramo.
Si no hay glucosa disponible para la producción de energía, como ocurre con la inanición, el cuerpo sintetiza glucosa a partir de ácidos carboxílicos, grasas y aminoácidos mediante un proceso conocido como gluconeogénesis. La glucosa se convierte en glucógeno y se almacena en el hígado, que se puede convertir en glucosa cuando sea necesario. El exceso de glucosa que permanece en circulación después del límite de saturación de glucógeno, el excedente se convierte en ácidos grasos y glicerol que se almacenan como triglicéridos (grasa) en el tejido graso, los músculos y el hígado.
Índice glucémico (IG)
El IG es una medida de la respuesta relativa de la glucosa en sangre a los alimentos que contienen carbohidratos.
- Valor de IG alto: 70 o más.
- Valor GI medio: de 56 a 69 inclusive.
- Valor de IG bajo: 55 o menos.
Tabla internacional de índice glucémico / valores de carga –
Índice glucémico de alimentos para diabéticos 2008
Usos médicos de la glucosa
La glucosa como nutriente administrado médicamente se puede administrar:
- para el tratamiento de la hipoglucemia, el coma diabético y el shock, donde se administra por vía intravenosa
- para terapia de rehidratación oral.
- para la nutrición parenteral, posoperatoriamente y durante la recuperación
Trastornos relacionados con la glucosa
- Diabetes mellitus tipo I y II, diabetes gestacional y prediabetes.
- Hipoglucemia
- Hiperglucemia no relacionada con la diabetes mellitus, debido a trastornos endocrinos como tirotoxicosis, acromegalia, síndrome de Cushing, etc.
- Glucosuria
- Dental caries
- Obesidad
- La intolerancia a la glucosa como trastorno genético. Leer más aquí (el enlace no funciona)
B. Fructosa
Otro importante monosacárido natural que se encuentra en la nutrición humana es la fructosa. Es un azúcar cetohexosa comúnmente conocido como azúcar de frutas o levulosa . La fórmula empírica es C6H12O6.
Fuentes naturales de fructosa
La fructosa está disponible de forma natural a partir de la miel, frutas como manzanas, peras, uvas, melocotón, plátano, albaricoque, bayas, frutas secas y verduras como melones, remolachas, batatas, maíz dulce, zanahoria, pimiento rojo, cebolla, ñame, azúcar. caña, remolacha azucarera, sacarosa, etc.
- Más higroscópico y 1,73 veces más dulce que la sacarosa.
Producción de fructosa
La producción comercial de fructosa es a partir de almidón de maíz por conversión enzimática de glucosa o por hidrólisis enzimática de sacarosa.
Creación de fructosa en el cuerpo humano
El cuerpo puede producir fructosa al metabolizar la sacarosa.
Absorción de fructosa en el intestino
Los seres humanos pueden absorber solo una cantidad limitada de fructosa. Incluso una persona normal puede absorber sólo 25-50 g / ración y el umbral es aún menor en aquellas con malabsorción de fructosa a tan solo 1 g por ración.
La presencia de glucosa en una proporción equimolar o con más glucosa mejora la absorción de fructosa en el intestino delgado. Esto es importante especialmente para personas con mala absorción de fructosa.
La fructosa no requiere ninguna enzima para ser absorbida por el cuerpo. Se transporta a las células del intestino delgado con la ayuda de la proteína transportadora GLUT-5 y desde allí se transporta a la sangre a través de la membrana basal del intestino delgado con la ayuda del transportador GLUT-2.
Metabolismo de la fructosa
La fructosa se metaboliza rápidamente en el hígado. Las enzimas involucradas son fructoquinasa y aldolasa b. El principal producto del metabolismo de la fructosa son los triglicéridos. A diferencia de la glucosa, la fructosa puede ingresar a cualquier célula del cuerpo humano sin la ayuda de la hormona insulina.
Metabolismo de fructosa, glucosa y galactosa – Detalles
Trastornos relacionados con la fructosa
La malabsorción de fructosa es la incapacidad de absorción de al menos 25 g de fructosa por ración debido a la deficiencia de transportadores de hexosa GLUT-5 o GLUT-2. El trastorno puede ser hereditario, pero se desconoce la causa exacta.
La intolerancia hereditaria a la fructosa (HFI) es una fuerte reacción corporal incluso a pequeñas cantidades de fructosa. Este raro trastorno genético se debe a la falta de una enzima en la hepática aldolasa b.
Usos de fructosa
su uso principal es como edulcorante en repostería y repostería. Aumenta la vida útil de los productos horneados y mejora el aroma y tiene un efecto de pardeamiento.
C. Galactosa
La galactosa es otro monosacárido importante para los seres humanos y es un componente básico de la vida. La fórmula empírica de la galactosa es C6H12O6 y es un epímero de glucosa. La galactosa también se llama azúcar cerebral . La galactosa es menos dulce que la glucosa y tiene un índice glucémico más bajo de 20-24.
Fuentes naturales de galactosa
La galactosa es parte del azúcar de la leche o lactosa en combinación con glucosa. Se ve naturalmente en la leche y otros productos lácteos, mucílagos y remolacha azucarera y también en el cuerpo humano.
Fuentes artificiales de galactosa
La galactosa se fabrica mediante hidrólisis enzimática a partir de lactosa o hemicelulosas con la ayuda de la enzima beta galactosidasa.
Creación de galactosa en el cuerpo humano
Durante la lactancia, el cuerpo convierte la glucosa en galactosa en las glándulas mamarias para producir lactosa en la leche materna.
Absorción de galactosa en el intestino
La galactosa se absorbe en el intestino delgado con la ayuda del transportador de hexosa GLUT-2.
Metabolismo de la galactosa
La galactosa se metaboliza en el hígado. Se convierte en glucosa que se utiliza para la producción de energía. Esto se logra con la ayuda de la enzima galactoquinasa y la galactosa-1-fosfato uridiltransferasa.
Trastornos relacionados con la galactosa
- Intolerancia a la galactosa
- Galactosemia
D. Manosa
La manosa es un monosacárido con la misma fórmula empírica que la glucosa.
Fuentes naturales de manosa
La manosa se encuentra naturalmente en las secreciones de algunos árboles y arbustos. También está presente en el jugo de arándano. La D-manosa está presente en Aloe Vera, fenogreco, grosellas negras o rojas, grosellas, judías verdes, pimiento (pimienta de cayena), repollo, berenjena, tomates, nabos, hongos shiitake y algas marinas.
Producción de manosa
La manosa se fabrica por oxidación del manitol.
Papel de la manosa en el cuerpo
La manosa se puede encontrar en la mayoría de las células del cuerpo y es importante para la mielinización de los nervios.
Metabolismo de la manosa
La manosa se convierte primero en fructosa y luego en glucosa para ser metabolizada para la producción de energía en el hígado.
Trastornos relacionados con la manosa
Deficiencia de MBL ( deficiencia de lectina de unión a manosa)
E. Tagatosa
La tagatosa es un azúcar simple con una estructura similar a la fructosa y una textura similar a la sacarosa. Tiene un índice glucémico muy bajo, 1,5 kcal / g. que lo califica para ser utilizado en dietas para diabéticos y dietas bajas en carbohidratos.
Fuentes de tagatosa
La tagatosa se ve naturalmente en cantidades muy pequeñas en productos lácteos como la leche, el queso y el yogur. Se fabrica comercialmente a partir de lactosa.
Absorción de tagatosa en el intestino
El cuerpo absorbe solo el 15-20 por ciento de la tagatosa consumida del intestino delgado y el resto se fermenta en el colon. El metabolismo de la tagatosa es similar al de la fructosa.
Usos tagatosa
- Potencial para ser utilizado en medicamentos antidiabéticos / complementos alimenticios debido a su bajo valor calórico
- Potencial para ser utilizado como medicamento / suplemento alimenticio contra la obesidad, ya que tiene la capacidad de aumentar el colesterol HDL.
- Posibilidad de ser utilizado en pastas dentales, ya que no daña los dientes.
Tagatosa como fármaco antidiabético y de control de la obesidad (nih.gov)
F. Ribosa y desoxirribosa
La ribosa y la desoxirribosa son componentes básicos de los ácidos nucleicos (ARN y ADN) presentes en las células.
Ribosa
- La ribosa es un azúcar pentosa (contiene 5 átomos de carbono). Es la unidad de azúcar en el ARN o ácido ribosa nucleico, que es importante para la producción de proteínas y también juega un papel importante en la transferencia de códigos genéticos.
- El azúcar ribosa se combina con bases de purina o piramidina y ácido fosfórico para formar ARN.
- Produce una importante molécula de energía en combinación con la base de adenina para formar ATP o trifosfato de adenosina.
- El azúcar ribosa es un componente de varias coenzimas y vitaminas.
Desoxirribosa
El azúcar desoxirribosa es la unidad base del ADN o ácido nucleico desoxirribosa, que es el portador de información genética en los cromosomas. La fórmula empírica de este monosacárido es C5H10O4 . Este también es un azúcar pentosa. Este azúcar está presente en el citoplasma y el núcleo de las células.
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Índice glucémico de algunos azúcares
| Azúcar | Índice glucémico |
| Fructosa | 19 |
| Glucosa | 100 |
| Glucosa consumida con 15-20 gramos de fibra | 57-85 |
| Glucosa consumida con proteínas y grasas | 56 |
| Cariño | 55 |
| Lactosa | 46 |
| Sacarosa (azúcar de mesa granulada) | 68 |
Cuadro 1 . Índice glucémico de los principales monosacáridos y disacáridos
Azúcares comparados por dulzor
Imagen 3 . Azúcares comparados por dulzor
Índice de dulzura
| AZÚCAR | DULCE RELATIVA | OTRO NOMBRE |
| Sacarosa | 1 | Azúcar |
| Glucosa | 0,7 | Azúcar de uva |
| Fructosa | 1.1 | Azúcar de frutas |
| Lactosa | 0.4 | Azúcar de leche |
| Maltosa | 0,5 | Azúcar de malta |
| Sorbitol | 0,5 | – |
Tabla 2. Comparación de la dulzura de varios azúcares (fuente: healthyeatingclub.com)
Índice glucémico de algunos azúcares
| Azúcar | Índice glucémico |
| Fructosa | 19 |
| Glucosa | 100 |
| Glucosa consumida con 15-20 gramos de fibra | 57-85 |
| Glucosa consumida con proteínas y grasas | 56 |
| Cariño | 55 |
| Lactosa | 46 |
| Sacarosa (azúcar de mesa granulada) | 68 |
Lista detallada de azúcares y edulcorantes
Cuadros de alimentos con carbohidratos
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