Biomoléculas portadoras de Energía

Biomoléculas Energéticas

Escrito por carbohidratosbiomoleculas 28-02-2009 en General. Comentarios (1)

Carbohidratos

 

Los carbohidratos, hidratos de carbono, glúcidos o azúcares nos aportan abundante energía pero primero veremos su clasificación y sus funciones. Su clasificación no depende de sus funciones sino de la composición y hay carbohidratos simples y complejos.

 

Los Carbohidratos, también llamados hidratos de carbono, glúcidos o azúcares son la fuente más abundante y económica de energía alimentaria de nuestra dieta.
Están presentes tanto en los alimentos de origen animal como la leche y sus derivados como en los de origen vegetal; legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas.

 Dependiendo de su composición, los carbohidratos pueden clasificarse en:

 

 

Simples

 

 

·         Monosacáridos: glucosa o fructosa

·         Disacáridos: formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc.

·         Oligosacáridos: polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos.

 

Complejos

 

·         Polisacáridos: están formados por la unión de más de 20 monosacáridos simples.

·         Función de reserva: almidón, glucógeno y dextranos.

·         Función estructural: celulosa y xilanos.

Importancia de los Carbohidratos

Escrito por carbohidratosbiomoleculas 28-02-2009 en General. Comentarios (6)

Funciones de los carbohidratos

 

 

 

·                  Función energética. Cada gramo de carbohidratos aporta una energía de 4 Kcal. Ocupan el primer lugar en el requerimiento diario de nutrientes debido a que nos 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. La glucosa es de suma importancia para el correcto funcionamiento del sistema nervioso central (SNC). Diariamente, nuestro cerebro consume más o menos 100 gr. de glucosa, cuando estamos en ayuno, SNC recurre a los cuerpos cetónicos que existen en bajas concentraciones, es por eso que en condiciones de hipoglucemia podemos sentirnos mareados o cansados.

·                   También ayudan al metabolismo de las grasas e impiden la oxidación de las proteínas. La fermentación de la lactosa ayuda a la proliferación de la flora bacteriana favorable.

Carbohidratos en la alimentación

Escrito por carbohidratosbiomoleculas 28-02-2009 en General. Comentarios (20)

 

Carbohidratos y fibra vegetal

 

      La fibra vegetal (presente en los carbohidratos complejos)presenta infinidad de beneficios, ayuda a la regulación del colesterol, previene el cáncer de colon, regula el tránsito intestinal y combate las subidas de glucosa en sangre (muy beneficiosa para los diabéticos), aumenta el volumen de las heces y aumenta la sensación de saciedad, esto puede servirnos de ayuda en las dietas de control de peso.

También se ha demostrado que los alimentos ricos en fibra soluble consiguen mayor efecto hipocolesterolemiante que los vegetales ricos en fibra insoluble como el salvado al modular la absorción de grasas, colesterol y azúcares en el intestino.
El requerimiento diario aconsejado es de 30 gramos al día, obtenida a través de frutas, verduras, legumbres y cereales integrales.
Grandes ingestas de fibra (más de 30 gr. al día) tiene efectos perjudiciales ya que afecta la absorción de ciertos nutrientes como el calcio, el zinc y el hierro.
La fibra dietética no se considera un nutriente ya que carece de valor calórico, razón por la cual nuestro organismo no puede absorberla ni metabolizarla para obtener energía.
Engloba a todas aquellas sustancias vegetales que nuestro aparato digestivo no puede digerir, actuando fundamentalmente sobre el tránsito intestinal combatiendo el estreñimiento.

 

Requerimientos diarios de carbohidratos en la dieta

 

En una dieta equilibrada, la ingesta de alimentos ricos en carbohidratos es del 55%, un 30% de grasas y el 15% restante de proteínas.


         Dentro de los carbohidratos se diferencian los simples o de rápida asimilación, como los dulces: galletas, chocolates, mermeladas, postres, etc. y los complejos o de lenta asimilación como los cereales integrales, verduras y frutas frescas, lácteos y legumbres.

 

Por lo que si deseamos controlar nuestro peso, evitar las caídas bruscas de azúcar en sangre y los efectos que producen en nuestro estado de ánimo, debemos limitar los azúcares simples y concentrarnos en los complejos o de asimilación lenta.


         Una dieta basada en el consumo de cereales integrales libera una corriente continua de glucosa en sangre que permanece por varias horas.

 

Debemos consumir entre 3 y 5 raciones al día de carbohidratos

por ejemplo:

·         2 piezas de fruta fresca.

·         50 a 100 gr. de arroz o pasta integral.

·         30 a 40 gr. de galletas o pan integral.

·         30 a 60 gr. de fruta desecada.

Lamentablemente, la alimentación de la sociedad moderna hoy en día, incluye el consumo del 70% de carbohidratos, de los cuales, ni el 20% son complejos o de lenta asimilación, es por esto, que junto al consumo excesivo de azúcares simples y grasas se detectan tantos casos de sobrepeso, obesidad, problemas cardiocirculatorios, colesterol, etc.

                           Carbohidratos y azúcar en la sangre

 

        Hay dos formas principales de carbohidratos: azúcares y almidones. Los tipos de azúcar incluyen la fructosa (azúcar en las frutas y algunos alimentos cocidos al horno), la glucosa (la principal forma de azúcar en nuestros organismos que también se encuentra en alimentos como pasteles, galletas y bebidas dulces) y lactosa (azúcar en la leche y el yogurt). Los tipos de almidón incluyen verduras como patatas, maíz y guisantes; granos, arroz y cereales; y pan.

El cuerpo humano descompone o transforma la mayoría de los carbohidratos en glucosa, que es absorbida por el flujo sanguíneo. Conforme el nivel de la glucosa sube en la sangre, el páncreas libera una hormona que se llama insulina. La insulina es necesaria para trasladar la glucosa de la sangre a las células, donde sirve como fuente de energía.

En las personas con diabetes, el páncreas no produce suficiente insulina (diabetes tipo 1) o el organismo está imposibilitado de responder adecuadamente a la insulina que se produce (diabetes tipo 2). En ambos tipos de diabetes, la glucosa no puede ingresar a las células normalmente, entonces el nivel del azúcar de la persona es demasiado alto. Los niveles elevados de azúcar en la sangre pueden provocar enfermedad si no reciben tratamiento.

Los carbohidratos pueden ser parte de una dieta saludable

Consumir carbohidratos eleva el nivel de azúcar en la sangre, pero eso no quiere decir que los diabéticos deben dejar de consumirlos. De hecho, los carbohidratos son una parte saludable e importante de una dieta nutritiva.

Para todos, - inclusive para las personas con diabetes - algunos alimentos que contienen carbohidratos tienen más beneficios para la salud que otros. Los alimentos integrales de granos, verduras, dulces y sodas contienen carbohidratos. Pero las frutas, las verduras y los alimentos integrales generalmente son más saludables que los alimentos azucarados como las golosinas y la soda porque suministran fibra, vitaminas y otros nutrientes.

Además, algunos alimentos que contienen carbohidratos - como las meriendas azucaradas - contienen "calorías vacías". Eso quiere decir que tienen calorías, pero esas calorías carecen de valor nutritivo. Consumir demasiadas calorías vacías puede contribuir al sobrepeso y obesidad y desplazar otros alimentos más nutritivos de la dieta del niño. Estos alimentos también pueden causar daños en la dentadura.

La fibra es el único tipo de carbohidrato que no eleva el nivel de azúcar en la sangre. Todos necesitan fibra - ayuda a sentirse satisfecho y mantiene el sistema digestivo funcionando bien. . La mayoría de las personas no consumen lo suficiente.  Algunos expertos consideran que los diabéticos deberían consumir más fibra que el resto para controlar mejor los niveles de azúcar en la sangre.

Cualquiera que sea el tipo de carbohidratos que consuma su hijo recuerde lo siguiente: Generalmente, la cantidad de azúcar que llega hasta la sangre después de una comida depende de la cantidad de carbs que se consumen, no del tipo de los mismos. De modo que, básicamente, en cuanto al control de la diabetes se trata, un carb es un carb. Nuevamente, la única excepción es la fibra: Es la clase de carbohidrato que no eleva el nivel de azúcar porque el cuerpo humano no lo digiere ni lo absorbe.

Su objetivo es ayudar a su hijo a conseguir el equilibrio adecuado entre la insulina en el cuerpo humano y los carbohidratos en la comida.

 

Balanceando los carbohidratos

 

Además de alimentar a su hijo con una dieta balanceada de carbohidratos, proteínas y grasas, hay otras tareas que usted necesita realizar para ayudar a su hijo a mantener el azúcar en la sangre en un nivel saludable:

  • asegúrese que el nivel de azúcar en la sangre se mida regularmente
  • estimule a su hijo que haga bastante ejercicio
  • asegúrese que su hijo reciba suficiente insulina y otros medicamentos para la diabetes de acuerdo a un horario y en las dosis adecuadas

El seguir un plan de alimentación ayudará a que su hijo vigile el consumo de carbohidratos. Cuando usted prepare con su hijo y el equipo del cuidado de la salud para la diabetes un plan de alimentación, éste incluirá directrices generales para el consumo de carbohidratos. No existe una cantidad precisa de carbohidratos que se debe consumir. El equipo probablemente creará pautas de acuerdo a la edad, tamaño, meta de peso, frecuencia de ejercicios, medicamentos y otros temas médicos relacionados con su hijo. En el plan también se considerarán las comidas favoritas de su hijo.  En general, sin embargo, es más fácil para la mayoría de las personas con diabetes controlar sus niveles de azúcar en la sangre si consumen carbohidratos en cantidades y frecuencias aceptablemente consistentes día a día.

Tres clases generales de planes de alimentación pueden ser útiles para lograr el equilibrio adecuado.

Un plan de intercambio de alimentos enumera los componentes de seis grupos de alimentos y designa la cantidad de cada porción de comida. Usted puede mezclar y combinar las comidas mientras controla lo que su hijo consume, incluso la cantidad de carbohidratos.

Otra forma de concebir un plan de alimentación es el plan de alimentación constante de carbohidratos, en el cual las personas consumen aproximadamente la misma cantidad de carbohidratos y alimentos cada día. Este puede ser un buen método para quienes toman insulina solamente una o dos veces al día o quienes no necesitan consumir insulina para controlar su diabetes.

Con una tercera clase de plan, cómputo de carbohidratos, una persona equilibra su dosis de insulina con la cantidad de carbohidratos que consume. Este plan ofrece más flexibilidad y puede adaptarse bien para las personas que reciben insulina con cada comida principal y merienda.

           Manteniendo el control de los carbohidratos

 

Los niños pueden sentirse tentados a "hacer trampa" en su plan de alimentación consumiendo meriendas azucaradas. Usted probablemente tendrá que conversar sobre esto con su hijo, incluso si aún no ha ocurrido. Es más saludable crear un canal abierto de comunicación acerca de los alimentos que consume su hijo, en lugar de hacerle sentir la necesidad de ocultar sus fallas dietéticas. Enfatice que todos consumen soda y galletas dulces, a veces, pero que consumir demasiadas meriendas dulces puede causar dificultades para mantener los niveles de azúcar en la sangre en un promedio saludable. ¡Además puede causar aumento de peso y dolorosas caries! Recuerde a su hijo por qué las personas con diabetes - y todos en general - no deberían exagerar en el consumo de azúcar.

Si usted no está seguro de la cantidad de carbohidratos que los alimentos contienen, revise la etiqueta del alimento o consulte con alguien - como el mesero o el cocinero - acerca de los alimentos que no han sido clasificados, como los platillos de entrada en los restaurantes.

También verifique las etiquetas de los alimentos dietéticos. Estos alimentos pueden contener azúcar adicional como sustituto de calorías grasas. Es prudente involucrar a su hijo o adolescente mientras evalúa y selecciona los alimentos saludables que contienen carbohidratos. Con su orientación y el plan de alimentación, su hijo puede comenzar a escoger por su cuenta los alimentos y aprender cómo los carbohidratos afectan el nivel de azúcar en la sangre.

Al asumir un método inteligente para balancear los carbohidratos, los medicamentos y las actividades, usted puede contribuir a que su hijo disfrute de las comidas y permanezca saludable al mismo tiempo.

Carbohidratos para bajar de peso

 

FRUTAS, VERDURAS E HIDRATOS DE CARBONO COMPLEJOS EN LAS DIETAS  

                                                 DE ADELGAZAMIENTO


El arroz, la pasta y las legumbres son la principal fuente de hidratos de carbono complejos de nuestra dieta y junto con las frutas, verduras y hortalizas deben constituir la base de nuestra alimentación. Sin embargo, nuestra preocupación por la línea y la falsa creencia de que los alimentos en carbohidratos engordan nos ha llevado a disminuir su consumo. El estudio CARMEN (Carbohydrate Ratio Management in European National Diets) demuestra lo equivocado de nuestra postura.

Con este estudio se pone de manifiesto que sufrir sobrepeso es menos probable con dietas ricas en carbohidratos complejos en las que abunden las verduras, hortalizas, frutas, pastas, legumbres y cereales integrales. Estos alimentos, característicos de la dieta mediterránea, vuelven a estar de moda por sus múltiples beneficios. Son una fuente importante de vitaminas, minerales, proteínas y fibra vegetal y su aporte de grasa es casi nulo.

El valor promedio de los carbohidratos viene a ser de 4 calorías por gramo, similar al de las proteínas e inferior a las grasas que aportan 9 calorías por gramo.

En los últimos años, su consumo había decaído en favor de una alimentación rica en proteínas de tipo animal y con exceso de grasa saturada, propia de las dietas occidentales del norte de Europa. Ahora, con este estudio, se demuestra que reducir las grasas -especialmente las saturadas- y aumentar la proporción de carbohidratos, además de ser beneficioso para el corazón, parece favorecer la pérdida de peso.

Sobrepeso


         El sobrepeso es el resultado de un desequilibrio energético que se produce cuando hay una ingestión calórica excesiva en relación con el gasto de energía del sujeto. Al ingerir más energía de la necesaria, ésta se almacena en forma de grasa. El primer paso es reducir el consumo total de calorías al día. Al bajar el consumo total de calorías, hay que consumir menos de todo. También de carbohidratos. Lo que se plantea es subir el porcentaje de hidratos sobre el total del aporte energético a costa de reducir el de las grasas.

Generando Energía

Escrito por carbohidratosbiomoleculas 28-02-2009 en General. Comentarios (2)

Energía

Es la capacidad de realizar un trabajo. A pesar que existen varias formas de energía: química, luminosa, mecánica, etc. , solo hay dos tipos básicos:

Potencial: es la capacidad de realizar trabajo como resultado de su estado o posición. Puede estar en los enlace químicos, en un gradiente de concentración, en un potencial eléctrico, etc.

Cinética: es la energía del movimiento, puede existir en forma de calor, luz, etc.

En términos bioquímicos, representa la capacidad de cambio, ya que la vida depende de de que la energía pueda ser transformada de una forma a otra, cuyo estudio es la base de la termodinámica. Sus leyes son aplicables a los sistemas cerrados o aislados, es decir aquellos que no intercambian energía con el medio que los rodea; las células son sistemas abiertos, o sea pequeñas partes de un sistema cerrado mayor. Las leyes de la termodinámica expresan:

1º Ley: en un sistema aislado la energía no se crea ni se destruye, puede ser transformada de una forma en otra.

2º Ley: no toda la energía puede ser usada y el desorden tiende a aumentar, lo que se conoce como entropía.

Metabolismo


        Cada célula desarrolla miles de reacciones químicas que pueden ser exergónicas (con liberación de energía) o endergónicas (con consumo de energía), que en su conjunto constituyen el METABOLISMO CELULAR. Si las reacciones químicas dentro de una célula están regidas por las mismas leyes  termodinámicas ... entonces cómo se desarrollan las vías metabólicas?

1. Las células asocian las reacciones: las reacciones endergónicas se llevan a cabo con la energía liberada por las reacciones exergónicas.

2.  Las células sintetizan moléculas portadoras de energía que son capaces de capturar la energía de las reacciones exergónicas y las llevan a las reacciones endergónicas.

3. Las células regulan las reacciones químicas por medio de catalizadores biológicos: ENZIMAS.

ATP: Reacciones acopladas y transferencia de energía

       Las células acostumbran a guardar la energía necesaria para sus reacciones en ciertas moléculas, la principal es el: ATP, trifosfato de adenosina. Las células lo usan para capturar, transferir y almacenar energía libre necesaria para realizar el trabajo químico. Funciona como una MONEDA ENERGÉTICA.

       La función del ATP es suministrar energía hidrolizándose a ADP y Pi. Esta energía puede usarse para:

Obtener energía química: por ejemplo para la síntesis de macromoléculas;

Transporte a través de las membranas

Trabajo mecánico: por ejemplo la contracción muscular, movimiento de cilios y Flagelos, movimiento de los cromosomas, etc.

Estructura del ATP: es un nucleótido compuesto por la adenina (base nitrogenada), un azúcar (ribosa) y tres grupos fosfato.

 

 

Note que las cargas altamente ionizables de los grupos fosfatos hacen que se repelan unos de otros; por lo tanto resulta fácil separar uno o dos Pi (fosfatos inorgánicos, forma corta del HPO42-) del resto de la molécula.
La hidrólisis del ATP da: 

1.    ATP + H2O ---> ADP + Pi

El cambio de Energía libre es igual a  -7,3 Kcal/mol --> muy exergónica (la energía libre de una célula viva está en - 12 Kcal/mol)

2. La hidrólisis del adenosín difosfato da: ADP + H2O ---> AMP + Pi

Energía Libre ' = -7,2 Kcal/mol --> muy exergónica

Para sintetizar ATP (adenosín-trifosfato) a partir de ADP (adenosín-difosfato) se debe suministrar por lo menos una energía superior a 7,3 Kcal. Las reacciones que, típicamente suministran dicha energía son la reacciones de oxidación.

ADP  +  Pi  + energía libre -->  ATP  + H2

 

Síntesis del ATP

     Las células requieren energía para múltiples trabajos:

Sintetizar y degradar compuestos

Transporte a través de las membranas (activo, contra el gradiente de concentración).

Endocitocis y exocitosis.

Movimientos celulares.

División celular

Transporte de señales entre el exterior e interior celular

 

      Esta energía se encuentra en las moléculas de ATP, en las uniones químicas de alta energía  de los fosfatos. Las moléculas de ATP se ensamblan en las mitocondrias a partir del ADP y los Pi con la energía tomada de la ruptura de moléculas complejas como la glucosa, que a su vez deriva de los alimentos ingeridos. 

 

       La Glucosa (C6 H12 O6) es el combustible básico para la obtención de energía, muchos otros compuestos sirven como alimento, pero casi todos son transformados a glucosa mediante una serie de numerosísimas oxidaciones graduales, reguladas enzimáticamente, al cabo de las cuales el oxígeno atmosférico (ingresado por respiración pulmonar) se une a los átomos de hidrógeno de las citadas moléculas para formar H2O. En cada oxidación se liberan gradualmente pequeñas porciones de energía que son capturadas para formar el ATP. Si las oxidaciones son fueran graduales, la energía se liberaría de manera violenta y se dispersaría como calor.

 

      En el proceso de obtener energía a partir de la glucosa hay tres procesos metabólicos:

GLUCÓLISIS: ocurre en el citosol, donde cada molécula de glucosa, con sus 6 átomos de Carbono, da lugar a dos moléculas de piruvato (de 3 átomos de Carbono). Se invierten dos ATP pero se generan cuatro.

RESPIRACIÓN CELULAR: ocurre cuando el ambiente es aerobio (contiene O2) y el piruvato se transforma en dióxido de Carbono (CO2) liberando la energía almacenada en los enlaces piruvato y atrapándola en el ATP.

FERMENTACIÓN: cuando el O2 está ausente, ambiente anaerobio, en lugar de producir CO2 se producen otras moléculas como el ác. láctico o el etanol.

Averigua más...

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ENLACES

 

A Detailed Diagram of Glycolysis http://www.people.virginia.edu/~rjh9u/glycol.html 

Un lindo y rápido resumen de la glicólisis. Realizado en la Universidad de Virginia (http://darwin.clas.virginia.edu/~rjh9u/metab1.html).

Un claro esquema de los intermediarios de la glicólisis. Realizado en la Universidad de Virginia (http://darwin.clas.virginia.edu/~rjh9u/glycol.html).

Una figura que resúme la cantidad de energía obtenida por molécula de glucosa.Obtenida también de la Universidad de Virginia (http://darwin.clas.virginia.edu/~rjh9u/atpyield.html).

Existe una serie de sitios mas complicados pero mas informativos que se encuentarn en la Base de datos de Enzimas y Vías Metabólicas en Glicolisis y Metabolismo de los intermediarios del Ciclo de Krebs (No esta traducido, léala en inglés o use un programa traductor).

Carbohidratos es una agradable página en la Univ. of North Carolina que discute la biología humana de la ingesta de azúcares y almidones. (No esta traducido, léala en inglés o use un programa traductor)

Química: http://scienceworld.wolfram.com/chemistry/