UT1. Glúcids

UT1. Glúcids

Glúcids/ glícids/ hidrats de carboni (HC)/ carbohidrats (CH)/ sucres

Començar

2. Classificació dels glúcids segons el grau de polimerització

3. Classificació nutricional dels glúcids

1. Concepte i estructura química dels glúcids

Índex

4. Funcions dels glúcids

Apunts en castellà

1. Concepte i estructura química bàsica dels glúcids

Els glúcids són macronutrients. Un glúcid és una biomolècula orgànica constituïda per bioelements primaris/plàstics: C,H,O i algunes vegades N, S o P. Fòrmula: (C(H2O))n ;

• n= 3 – milers
• H:O = 2:1

Els que tenen interés des del punt de vista nutricional són els de més de 4C (n>4).

2. Clasificació dels glúcids segons el seu grau de polimerització

2.1. Monosacàrids = oses

2.1.1. Monosacàrids = oses. Concepte

• Glúcids monomèrics (una única molècula).

Documental: Adicció al sucre

Documental: Els secrets del sucre

2.1.2. Monosacàrids = oses. Estructura bàsica comuna

Poden tenir 3 - 8 àtoms de carboni (C): trioses, tetroses, pentoses, hexoses, heptoses y octoses. L'estructura bàsica de tots els monosacàrids és:

• Una cadena linial (no-ramificada) d'àtoms de C units entre ells per enllaços covalents simples.
• Un C està unit a un àtom d'oxigen (O) per un doble enllaç covalent, formant el grup carbonil.
• La resta de C estan units a grups hidroxils (polialcohols).

+ info

2.1.3. Monosacàrids = oses. Tipus segons la localització del grup funcional (Isomeria constitucional)

Si el grup carbonil està en un extrem de la cadena (posició 1 = C1), el monosacàrid és un aldehid i el glúcid s'anomena aldosa.Si el grup carbonil està en altra posició en la cadena (posició 2 = C2), el monosacàrid és una cetona i el glúcid s'anomena cetosa.

+ info

2.1.4. Monosacàrids = oses. Propietats químiques principals

2.1.5. Monosacàrids = oses. Propietats físiques principals

Ben absorbits en condicions normals

Isòmers: Són compostos que tenen la mateixa fórmula molecular, però diferent estructura (i diferents propietats, per tant). Per exemple: glucosa, fructosa i galactosa.Entre els monosacàrids n’hi ha diversos tipus d’isomeria: Isòmers espacials o estereoisòmers: Isòmers que resulten de que a una molècula existeixen carbonis asimètrics/ quirals (units a 4 grups diferents). Tots els monosacàrids, excepte la dihidroxiacetona, tenen al menys un carboni asimètric. En general, una mol·lècula amb n centres quirals pot tenir 2n estereoisòmers. Enantiòmers: estereoisòmers en que una molècula és la imatge especular de l’altre: ambdues són iguals però inverses i no es poden superposar, com les dues mans. TOTS els grups hidroxil/alcohol -OH) de la molècula estan situats en costats contraris de la cadena linial de C. Tenen les mateixes propietats excepte l’activitat òptica. Com diferenciem els diferents enantiòmers en el cas dels monosacàrids?
Si el grup -OH va a la dreta del carboni asimètric més allunyat del grup carbonil, el compost és un isòmer D.
Els monosacàrids més abundants a la natura pertanyen a la sèrie D. Els enzims són capaços de distingir entre un eteroisòmer i altre i, per tant, seleccionar-los en la seva activitat biocatalitzadora. Si el grup -OH va a l’esquerra del carboni asimètric més allunat del grup carbonil, és un isòmer L. Són menys abundants a la natura.

D- o L-glucosa?

D- o L-glucosa? 1) C asimètrics/ quirals?

D- o L-glucosa? 1) C asimètrics/ quirals?

D- o L-glucosa? 1) C asimètrics/ quirals?

D- o L-glucosa? 1) C asimètrics/ quirals?

D- o L-glucosa? 1) C asimètrics/ quirals?

D- o L-glucosa? 2) On es troba el grup OH del darrer C asimètric/ quiral?

L-glucosa

D-glucosa

2.1.6.Monosacàrids = oses amb importància biológica

Pentoses Monosacàrids amb 5 C. No són considerades fonts d'energía. La seva funció primordial és l'estructural/plàstica.Els seus derivats es troben en petita quantitat a totes les cèl·lules animals i vegetals:

• D-xilosa: estructures vegetals
• L-arabinosa: fruites y arrels
• D-ribosa: aldopentosa que forma part de l'àcid ribonucleic (ARN) i de nucleótids del citoplasma (ARNt, ARNm, ARNr, miRNA).
• Desoxirribosa: aldopentosa que forma part de l'àcid desoiribonucleic (ADN).

+ info

mirna sirna

Hexoses Monosacàrids amb 6 C

Glucosa/ dextrosa Aldohexosa present en vegetals (fruites i verdures) i en la sang d'animals (1g/l).

• No és abundant com a tal en els aliments naturals, però és el constituent fonamental en tots els hidrats de carboni glucèmics.
• Acostuma a trobar-se en forma de D-glucosa.
• Sabor dolç i soluble en aigua.

Per què és perjudicial si no es controlent els nivells?

Problemes diabetis

Dejú

Totes les cèl·lules poden emprar glucosa per a obtenir energiaAlguns òrgans, teixits i cèl·lules són glucodependents (només poden utilitzar glucosa):

• cervell
• nervis perifèrics
• retina
• ronyons
• eritròcits
• fetus

Les cèl·lules cerebrals poden emprar cossos cetònics en casos de dejú glucídic prolongat.

Transportadors

Fructosa/ levulosa/ sucre de la fruita

• Cetohexosa

• Present en petita quantitat als aliments vegetals -sobretot a fruites- i, en menor quantitat, a la mel, de la que és component majoritari.
• També es troba al xarop de blat de moro que es fa servir per endolçar refrescs i aliments.
• És la unitat estructural de la inulina, un polisacàrid abundant a carxofes, alls i cebes.
• És el glúcid més dolç.
• S'absorbeix més lentament que la glucosa (40% de la velocitat d' absorció de la glucosa).

El consum de fructosa en dosis baixes durant el dia es considera segur i recomanable, doncs no modifica les xifres d'hemoglobina glicosilada (HbA1C). La fructosa no estimula la secreció d'insulina.La fructosa afavoreix el desenvolupament d'obesitat quan es consumeix en quantitats excessives, el que comporta efectes perjudicials sobre el metabolisme lipídic (augment de triglicèrids) i de la glucosa. “Altas ingestas del fructosa pueden dar lugar a complicaciones metabólicas, tales como dislipemia, resistencia a la insulina y adiposidad visceral”

Galactosa

• Aldohexosa.
• Es soluble en aigua y té un gust dolç bastant agradable.
• Gairebé no es troba als aliments com a tal, es troba formant part del disacàrid lactosa (sucre de la llet) juntament amb la glucosa,
• Es transporta per la sang i es troba als cerebròsids (glucolípids del sistema nerviós central –beines de mielina-, melsa i eritròcits)

2.2. Disacàrids = òsids constituits per 2 monosacàrids

Glúcids formats per 2 unitats de monosacàrids -generalment hexoses- unides per un enllaç O-glucosídic.

2.2. Disacàrids = òsids constituits per 2 monosacàrids

Sacarosa [ GLUCOSA + FRUCTOSA (α1 - β2) ]

• És molt abundant a la natura, s'obté de la remolatxa i la canya de sucre. També es troba en petita quantitat a la fruita.
• És el sucre comú i un ingredient fonamental de productes de brioxeria, pastisseria i edulcorant de begudes refrescants.
• No té poder reductor.

Escuchar

Lactosa [GLUCOSA + GALACTOSA (β1− 4)]

• Sucre de la llet dels mamífers, que es troba a llet.
• Iogurts i altres derivats lactis fermentats i/o processats poden tenir menys quantitat.
• És el sucre amb menys gust dolç.
• Té poder reductor.
• S'hidrolitza a l'intestí prim gràcies a l'enzim lactasa.
• La producció de lactasa és variable, depenent de la freqüència i la quantitat de consum de lactis. Un individu que no consumeix habitualment lactosa és incapaç d'hidrolitzar-la per falta de lactasa.

Intolerància vs al·lèrgia

Maltosa [ GLUCOSA + GLUCOSA ( α 1− 4) ]

• També conegut com sucre de malta, doncs es troba al gra de cibada germinat.
• No es troba en cap aliment com a tal, només s'obté per hidròlisi del midó.
• Molt soluble en aigua.
• Té poder reductor.

2.3. Oligosacàrids = òsids amb 3-10 monosacàrids

Maltodextrines/ dextrines límits

• Alfa-glucans.
• No es troben de forma natural als aliments, sinó que són producte de la hidròlisi parcial del midó.
• Solubles en aigua.
• S'usen per fòrmules làcties infantils d'inici, fòrmules enterals, suplements esportius...
• Són ben digerits i absorbits -excepte les maltodextrines resistents, que actuen com fibra dietètica (FD).

Fructooligosacàrids i Galactooligosacàrids

• No alfa-glucans.
• No són hidrolitzats pels enzims digestius (no són glucèmics).
• Es degraden al còlon per acció de la microbiota, pel que són considerats fibra alimentària/ dietètica (FD).
• Aquesta degradació genera gasos i àcids grassos de cadena curta (AGCC).

2.4. Polisacàrids = òsids amb > 10 monosacàrids (fins milers).

• Glúcids complexes.

Els més importants són:

• Alfa-glucans: polímers de D-glucosa units per enllaços α(1→4) i amb ramificacions α(1→6). Degut a que els enllaços són de tipus α, són digeribles per enzims digestius humans.
• Midó
• Glucògen
• No α-glucans (β-glucans): (FD= Fibra Dietètica): no digeribles a l'intestí prim, no glucèmics. Arriben al còlon, on:
• Alguns són fermentats quasi totalment (generant gas + AGCC) (fibres solubles, viscoses)
• Altres són fermentats en molta menor proporció (fibres insolubles, ex. cel·lulosa, hemicel·luloses)
• Els més importants són:
• De la paret cel·lular• Cel·lulosa β(1→4)• Hemicel·lulosa• Pectines
• De dipòsit• Goma Guar• Inulina
• Exudats, gomes, mucílags, agar.

2.4.1. Alfa-glucans: midó i glucògen.

Midó/ fècula Alfa-glucà. Constituït per multitud d'unitats de glucosa unides entre sí formant: cadenes linials que adopten una estructura helicoidal (Amilosa; α(1→4)) + cadenes ramificades cada 20-30 unitats de glucosa (Amilopectina α(1→4) iadopten una estructura helicoidal α(1→6)). Normalment és més abundant la quantitat d'amilopectina (proporció Amilopectina/Amilosa = 3/1 – 4/1).

El midó és la gran reserva glucídica dels vegetals (cereals, tubercles, llegums) i és característic de cada espècie.

Glucògen

• Alfa-glucà (glúcid complex) digerible. Constituït per multitud d'unitats de glucosa (fins més de 120 000 monòmers) unides entre sí formant vàries cadenes que contenen de 12 a 18 unitats de gucosa unides per enllaços glucosídics α-1,4; un dels extrems d'aquesta cadena s'uneix a la següent cadena mitjançant un enllaç α-1,6-glucosídic, tal i com succeix en l'amilopectina.

La importància de que el glucògen sigui una molècula tan ramificada és:

• La ramificació augmenta la seva solubilitat.
• La ramificació permet l'abundància de residus de glucosa no reductors, que seran els punts reconeguts pels enzims glucògen sintasa i glucògen fosforilasa, és a dir, les ramificacions faciliten tant la velocitat de síntesi com la de degradació del glucògen.

• És la reserva glucídica dels animals.
• S'emmagatzema principalment a:
• fetge (10% de la massa hepàtica): essencial per a mantenir la normoglucèmia
• múscul esquelètic (1% de la massa muscular): per proporcionar energia exclussivament per a la contracció de les fibres musculars
• astròctis cerebrals:manteniment i supervivència neuronal en hipoglucèmia i isquèmia, sinapsis, aprenentatge i formació de memòria.

2.5. Heteròsids/ glucoconjugats.

• Compostos formats per glúcids i altres tipus de components (aglucones).

2.5.1. Glucolípids

Estan composts per una part lipídica i cadenes característiques d'oligosacàrids i polisacids.

Gangliòsids (MB de cèl·lules del SN: reconeixement, senyalització intercel·lular, creixement, diferenciació).

Cerebròsids (beina de mielina de SNC i SNP, oligodendròcits, cèl·lules musculars, melsa, eritròcits)

Vibrio cholerae Toxina colèrica

Canvi de la tendència d'absorció de l'intestí prim per SECRECIÓ Pèrdua d'aigua i electròlits Diarrea severa

2.5.2. Peptidoglucans= Peptidoglicans

2.5.3. Proteoglucans = Proteoglicans

Situats a la MP, actuen com organitzadors i influeixen en activitats com l'activació i adhesió del factor de creixement.

Àcid condroitin-sulfúric: Mucopolisacàrid/ proteoglicà constituit per glúcids i proteïnes i que forma part de teixits cartilaginosos. * No hi ha que confondre proteoglicà (contingut glicídic >90%) amb glucoproteïna (component glicídic 5-70%). Àcid mucoitin-sulfúric: Mucopolisacàrid/ proteoglicà present al mucus secretat per les glàndules dels sistemes respiratori i digestiu. per tal de protegir l'epiteli de les mucoses.

Heparina Mucopolisacàrid/ proteoglicà de secreció. Es troba emmagatzemat en grànuls de basòfils i mastòcits.

.Actua com anticoagulant en activar la proteïna antitrombina, que a la vegada s'uneix a la trombina i impedeix que polimeritzi el fibrinògen i es formi el coàgul.

2.6. Carbohidrats hidrogenats: polialcohols, alcohols sucres.

3. Clasificació nutricional dels glúcids

3.1. Hidrats de carboni glucèmics

En ser digerits al TGI rendeixen glucosa, que serà absorbida a l'intestí prim.

3.1. Resposta glucèmica

La resposta glucèmica permet determinar l'efecte del consum d'aliments amb HC glucèmics sobre els nivells de glucosa en la sang. Es determina mitjançant l'índex glucèmic i pot prediur'es de manera aproximada estimant la càrrega glucèmica.

Índex Glucèmic (IG)

Mesura la capacitat que té un aliment problema d'elevar la glucèmia (nivell de sucre en sang) després de ser ingerit, en comparació amb l'estàndard glucosa pura. És la relació entre l'àrea sota la corba d'absorció de la ingesta de 25 - 50 g de glúcids utilitzables d'un determinat aliment i la d'una càrrega isoglicídica d'un aliment considerat estàndard (glucosa pura o pa blanc). L'estimació de la resposta a l'aliment estàndard és 100 . El IG de l'aliment estudiat s'expressa com una proporció de l'estàndard (%) És una determinació bioquímica sota condicions controlades. Es proporcionen al pacient solucions de glucosa pura i es prenen mostres sanguínies durant 2 o més hores a temps diferents. Els nivells de glucosa obtinguts es comparen amb els nivells obtinguts amb el consum de l'aliment problema.

Càrrega glucèmica (CG)

La CG pren en compte el tipus i la quantitat de glúcids consumits en una porció.S'obté de multiplicar l'IG pels grams de gúcids contintguts en una porció i dividint-ho entre 100. Exemples: La síndria té un IG de 72. Una porció (125 g) proporciona 6 g de glúcids digeribles: CG = IG * g glúcids en una porció / 100 CG =72 * 6 / 100 = 4'32 El pa blanc té un IG de 70. Una porció promig (30 g) conté 14 g de glúcids digeribles: CG = IG * g glúcids en una porció / 100 CG = 70 * 14 / 100 = 9'8 .La CG és un paràmetre més pertinent per a calcular els requeriments d'insulina en pacients diabètics en els diferents menjars.

La resposta glucèmica presenta una important variabilitat, que ve determinada per nombrosos factors, entre els quals es troben la taxa de digestió i la taxa d'absorció. Aquestes taxes, a la vegada, són influïdes per: La complexitat estructural i la mida de les partícules del glúcid.La presència d'altres components nutritius: fibres dietètiques, greixos, proteïnes...Preparacions i processaments que modifiquin l'estructura dels glúcids.Maduresa i temps d'emmagatzematge.Factors fisiològics personals.

3.1.1. Resposta glucèmica i complexitat estructural

Quant menor sigui la mida de les partícules glucídiques, major serà la velocitat d'absorció. Polímers > oligòmers > monòmers

(no precisan digestión)

3.1.2. Resposta glucèmica i presència d'altres components

Greixos: La lactosa lliure s'absorbeix més ràpidament que la lactosa de la llet sencera. La lactosa de la llet amb cacau o café tindrà una absorció més lenta. El gelat és un aliment ric en glúcids i en greixos, pel que el seu IG és baix. Afegir oli d'oliva o fruits secs redueix la velocitat d'absorció (tallarines saltejats amb verdures i fruits secs) Sacarosa: S'absorbeix més ràpidament quan està lliure que quan es troba amb altres aliments, com per exemple en postres. Fibra: Els glúcids dels cereals integrals s'absorbeixen més lentament que els refinats. Les llegums, en contenir gran quantitat de fibra, s'absorbeixen més lentament. Afegir verdures o hortalisses juntament amb els farinacis disminueix l'índex glucèmic (s'absoribiran més ràpid els glúcids d'un plat de pasta al dente que els d'un plat de pasta saltatejat amb verdures) Proteïna: Barrejar carbohidrats amb proteïna redueix també la velocitat d'absorció (arròs acompanyat d'un tros de salmó o pollastre a la planxa)

Greixos, fibres i proteïnes: Retarden el buidat gàstric Disminueixen la velocitat d'absorció L'increment de la glucèmia és més lent

3.1.3. Resposta glucèmica i preparacions i processaments

• Quant més refinats siguin els aliments, més ràpidament s'absorbiran els seus glúcids.

• La cocció (amb aigua) perllongada d'aliments feculents, produeix el trencament del midó en molècules més petites, permetent una digestió més ràpida. La pasta "al dente" s'absorbeix més lentament que si està molt cuita.
• El midó és insoluble en aigua freda, pel que la patata y la farina són indigeribles quan es consumeixen en cru.
• Quan els grans de midó s'escalfen o es cuinen en presència d'aigua, s'inflen i gelatinitzen (les cadenes de polisacàrids adquireixen una configuració a l'atzar), esdevenint més digeribles.
• Si l'escalfament és en sec (retrogradació/ recristalització), el midó es torna més resistent, com en el cas dels cereals d'esmorzar, els aliments precuinats, el pa i les patates cuites i refredades.

Escuchar

• Aliments líquids o molt trossejats (sucs, purés, aliments molts s'absorbeixen més ràpidament que les corresponents peces senceres.

Escuchar

3.1.4. Resposta glucèmica. Maduresa i temps d'emmagatzematge

La fruita madura presenta un índiex glucèmic major que la més verda, doncs el midó s'hidrolitza .

3.1.5. Resposta glucèmica i factors personals

• 3.1.5.1. Motilitat intestinal

Ver

3.1.5.2. Integritat de la mucosa del TGI

3.1.5.3.Secreció hormonal

• glucagó, adrenalina i glucocorticoids:
• hormones hiperglucemiants: estimulen la producció de glucosa a partir de proteïnes musculars i de greix del teixit adipós.
• insulina:
• hormona hipoglucemiant i anabòlica: estimula l'entrada de glucosa en múscul i teixit adipós, estimula la formació de glucògen hepàtic i muscular, estimula la síntesi de greix a partir de glucosa en fetge i teixit adipós, estimula la captació d'aa i afavoreix la síntesi proteica per part del múscul.

3.2. Hidrats de carboni no glucèmics

4. Funcions dels glúcids

4.1. Suministre i reserva d'energia. Hidrats de carboni glucèmics

La funció essencial dels glúcids és l'ENERGÈTICA El nº deAtwater és de 4 kcal/g.

UT5. Energia

Els glúcids poden emmagatzemar-se com a:

• Glucògen (glucogenogènesi) muscular i hepàtic
• Àcids grassos i triglicèrids (greixos) (lipogènesi)

El glucogen tendeix a emmagatzemar-se hidratat, és a dir, al costat de molècules d'aigua, per la qual cosa la seva massa molecular augmenta considerablement. Per aquest motiu, les reserves de glucogen dels animals són limitades i s'esgoten ràpidament. Els animals prefereixen emmagatzemar l'energia en forma de greix: no s'emmagatzema amb molècules d'aigua, i aporten més energia per gram que el glucogen (més energia, en menys volum).

Aquestes reserves poden mobilitzar-se i emprar-se per a obtenir energia quan sigui necessari perquè disminueixen els nivells de glucosa en sang. Quan hi ha un dèficit de glúcids, s'activa la formació de nuovo de glucosa (gluconeogènesi) a partir d'intermediaris procedents del metabolisme de lípids i proteïnes.

Contracció muscular i glucosa

Esport i tipus de metabolisme muscular

En el fetus i teixits i òrgans glucodepenents (cervell, retina, ronyons, nervis perifèrics...) la glucosa es la font preferent d'energia (única en condicions fisiològiques normals, però no en determinats estats de malabsorció o dejunis perllongats). Els eritròcits només obtenen energia del catabolisme de la glucosa.

La utilització de glucosa circulant i resultant de la hidròlisi del glucògen com a combustible:

• Desaconsella l'adopció de dietes molt restrictives o exemptes de glúcids.
• Impedeix l'excessiva movilització dels greixos que suposaria una cetosi.
• Impedeix la degradació de proteïnes musculars.

4.2. Funció plàstica/ estructural. Glúcids de constitució

Els oligosacàrids es troben a la cara externa de les membranes cel·lulars units a proteïnes (glucoproteïnes) o lípids (glucolípids), formant el glucocàlix. Juntament amb els fosfolípids, confereixen a les membranes plasmàtiques (MP) la seva asimetria.

La ribosa (aldopentosa) i la desoxiribosa (cetopentosa) formen part de l'estructura dels àcids nucleics.

Reconeixement cel·lular: heteròsids (antígens)

Heteròsids i càncer

4.3. Funció reguladora de les funcions GI

UT2. Fibres

Apunts en castellà

Apunts

Lliçó finalitzada!

Escuchar