Un artículo informativo con detalles sobre el azúcar.
El azúcar se considera una de las conexiones orgánicas. Existen conexiones inorgánicas y orgánicas.
Las conexiones orgánicas generalmente se caracterizan por estar compuestas principalmente de átomos de carbono e hidrógeno. Se estabilizan mediante enlaces covalentes.
Naturalmente, hay excepciones en las conexiones orgánicas, así como conexiones inorgánicas con carbono, como el dióxido de carbono o el monóxido de carbono. Las conexiones inorgánicas generalmente se entienden como sustancias como agua, sales, ácidos y bases.
Ambos tipos son necesarios para el metabolismo y se encuentran casi en todas partes y en todo momento.
Carbohidratos
Los carbohidratos se forman en las plantas verdes durante la fotosíntesis a partir de dióxido de carbono y agua. La luz solar se almacena como energía química en los carbohidratos y está disponible para todos los seres vivos.
Los carbohidratos están compuestos por los elementos carbono, hidrógeno y oxígeno. En el organismo humano, los carbohidratos sirven principalmente como una fuente de energía de rápida disponibilidad. Los carbohidratos se distinguen según la longitud de su cadena en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.
Rol. Los carbohidratos se dividen según su tamaño en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.
Monosacáridos
Los monosacáridos (mono = uno, sacáridos = azúcar) son moléculas de azúcar simples y en forma de anillo. El azúcar simple más importante en el cuerpo humano es la glucosa (azúcar de uva, dextrosa). La glucosa puede ser utilizada por la mayoría de las células para obtener energía. Por lo tanto, la glucosa es el portador de energía más importante del organismo humano. Otros monosacáridos comunes son la fructosa (azúcar de frutas) y la galactosa.
Disacáridos
Cuando dos azúcares simples reaccionan entre sí, se forma un disacárido (di = dos). El azúcar de caña o de remolacha (Sacarosa) se forma a partir de glucosa y fructosa, el azúcar de leche (Lactosa) a partir de glucosa y galactosa. Los disacáridos pueden volver a descomponerse en azúcares simples.
Polisacáridos
Algunos disacáridos pueden unirse con otros azúcares simples para formar polisacáridos ("azúcares complejos"). En este proceso se forman moléculas muy grandes, llamadas macromoléculas. Un ejemplo de esto es el almidón (amilosa). Representa la forma de almacenamiento vegetal de la glucosa formada por fotosíntesis. Las papas, el maíz y el trigo contienen especialmente mucho almidón.
Cuando una persona consume una comida rica en almidón, el almidón se descompone nuevamente en el tracto digestivo. Se divide en fragmentos más pequeños. En este proceso, se forma glucosa nuevamente, que luego se absorbe en la sangre. cuando una persona consume una comida rica en almidón, el almidón se descompone nuevamente en el tracto digestivo en fragmentos más pequeños. En este proceso, se forma glucosa nuevamente, que se absorbe en la sangre.
Obtención de energía a partir de la glucosa
Como "combustible" para la obtención de energía vital, la mayoría de las células humanas prefieren la glucosa. Los pasos principales de la obtención de energía se ilustran por la descomposición de la glucosa.
La descomposición de la glucosa se puede dividir en cuatro pasos:
1. La glucólisis: generación de energía sin oxígeno.
La glucólisis abarca numerosas reacciones enzimáticas.
En este proceso, una molécula de glucosa finalmente se descompone en dos moléculas de piruvato (ácido pirúvico). El rendimiento energético inmediato de esta cadena de reacciones es bajo: por cada molécula de glucosa se producen dos ATP. Por otro lado, la glucólisis que ocurre en el citoplasma tiene la ventaja de que las células pueden obtener energía incluso sin oxígeno.
En caso de falta de oxígeno, las células musculares esqueléticas no pueden descomponer más el piruvato. Se convierte en lactato (= ácido láctico) y se transporta al hígado a través del torrente sanguíneo. Curiosamente, las células del músculo cardíaco pueden satisfacer parte de sus necesidades energéticas a partir del lactato durante un esfuerzo intenso.
ATP significa trifosfato de adenosina. El ATP es el compuesto energético más importante dentro de la célula. Es una sustancia presente en todos los seres vivos que sirve como fuente de energía para muchos procesos metabólicos. El ATP se forma a partir de difosfato de adenosina (ADP) durante procesos generadores de energía.
2. Acetil-Coenzima-A: la molécula central del metabolismo energético
Con suficiente suministro de oxígeno, el piruvato, el producto final de la glucólisis, entra en la mitocondria y reacciona con la coenzima A para formar acetil-coenzima-A, abreviado acetil-CoA. La acetil-coenzima-A es una molécula esencial en todo el metabolismo energético.
Con suficiente oxígeno, el producto final glucolítico, el piruvato, entra en la mitocondria y se une con la coenzima A, abreviada CoA-SH, la forma activa del ácido pantoténico, para formar acetil-coenzima-A, es decir, acetil-CoA. Aunque no se produce ATP directamente, el NADH formado, la forma reducida de NAD (dinucleótido de nicotinamida adenina), puede ser utilizado más tarde en la cadena respiratoria para proporcionar energía.
3. El ciclo del citrato
El ciclo del citrato es la siguiente serie de reacciones controladas enzimáticamente que ocurren en las mitocondrias.
Por cada acetil-CoA que entra, se forma un fosfato rico en energía (trifosfato de guanosina, abreviado GTP), que puede convertir directamente ADP en ATP. Además, se forman las coenzimas reducidas NADH y FADH2 (FAD = dinucleótido de flavina adenina), que se utilizan más tarde en la cadena respiratoria (detalles sobre oxidación y reducción más abajo).
Sin embargo, el ciclo del citrato no solo es importante para la descomposición de la glucosa. De hecho, muchas vías metabólicas catabólicas desembocan indirecta o directamente en el ciclo del citrato, y al mismo tiempo, el ciclo del citrato proporciona sustratos de partida para numerosas reacciones metabólicas anabólicas. Por lo tanto, se le llama con razón "centro de intercambio" del metabolismo.
4. La cadena respiratoria
En las fases de descomposición de la glucosa descritas anteriormente, las reacciones de reducción unen electrones a las coenzimas. La cadena respiratoria, es decir, la cadena de transporte de electrones, transfiere estos electrones posteriormente al oxígeno. En este proceso se forman agua y grandes cantidades de energía, que se utilizan para la formación de nuevo ATP.
Gradualmente, se forman un total de 36 moléculas de ATP a partir de una molécula de glucosa.
La "regeneración de ATP" se refiere a la unión de ADP con fosfato, es decir, la fosforilación. La cadena respiratoria y la fosforilación de ATP están directamente acopladas, por lo que se habla de fosforilación oxidativa. Durante la cadena respiratoria, los electrones de NADH y FADH2 no llegan directamente al oxígeno. En cambio, son captados y transferidos sucesivamente por enzimas y coenzimas. De esta manera, también se forman gradualmente las 36 moléculas de ATP.
La descomposición oxidativa, es decir, la descomposición con oxígeno, de carbohidratos y grasas proporciona energía. Este proceso de obtención de energía mediante descomposición oxidativa se denomina colectivamente respiración celular. Para la glucosa, por ejemplo, se obtiene el siguiente balance:
Glucosa + 36 ADP + 36 P + 6 O2 " 6 CO2 + 6 H2O + 36 glucógeno, o correctamente ATP.
Si el cuerpo humano está suficientemente abastecido de glucosa, puede almacenarla en forma de glucógeno. El glucógeno humano y el almidón vegetal tienen una estructura similar y están compuestos únicamente de cadenas de glucosa. El glucógeno se almacena principalmente en el hígado y en los músculos esqueléticos.
Un adulto puede almacenar un total de alrededor de 400 g de glucógeno, lo que equivale a aproximadamente 2000 kcal. De esto, alrededor de 150 g se encuentran en el hígado y aproximadamente 250 g en los músculos. Si se consumen más carbohidratos, por ejemplo, debido al consumo constante de dulces, se produce un exceso. Este exceso de glucosa se convierte en grasa y se deposita en el hígado y en el tejido adiposo. La persona en cuestión aumenta de peso corporal y el hígado se engrasa.
Gluconeogénesis (nueva formación de glucosa)
El cerebro y los eritrocitos solo pueden utilizar glucosa para obtener energía. Además, la glucosa es la única sustancia que los músculos esqueléticos pueden utilizar para obtener energía en caso de falta de oxígeno. La gluconeogénesis, es decir, la formación de glucosa a partir de precursores no carbohidratos como ciertos aminoácidos, glicerina o lactato, asegura niveles suficientes de glucosa incluso sin ingesta de alimentos y con reservas de glucógeno agotadas.
La gluconeogénesis se puede considerar como el proceso inverso de la glucólisis.
Sin embargo, la gluconeogénesis solo ocurre con consumo de energía, es decir, con el uso de ATP.
Aproximadamente el 90% de la gluconeogénesis ocurre en el hígado, alrededor del 10% en la corteza renal.
Azúcar en la vida cotidiana
Para muchos, el azúcar se considera una fuente rápida de energía y un elevador del estado de ánimo. Al liberar insulina, promueve temporalmente la producción de serotonina en el cerebro, lo que mejora el bienestar. Sin embargo, este efecto positivo es solo de corta duración. Posteriormente, a menudo sigue una rápida caída del azúcar en sangre con fatiga, problemas de concentración, nerviosismo o hambre intensa: el conocido "Sugar Blues". Particularmente crítico es el consumo de azúcar de mesa en dulces, refrescos y harinas refinadas, a las que les faltan sustancias acompañantes naturales como fibra, vitaminas y minerales.
Las investigaciones demuestran que el alto consumo de azúcar no solo aumenta el riesgo de caries, sino que también está asociado con el sobrepeso, la diabetes y las enfermedades cardiovasculares. También aumenta el riesgo de mortalidad prematura. El cerebro también puede sufrir daños: la memoria y la capacidad cognitiva pueden disminuir, en los niños se discuten las relaciones con la hiperactividad y los déficits neurocognitivos. Además, las fuertes fluctuaciones en los niveles de azúcar en sangre pueden debilitar el sistema inmunológico y aumentar la susceptibilidad a las infecciones.
Sin embargo, no todo el azúcar es igual. El azúcar natural de las frutas o alimentos integrales se "frena" por las fibras y los micronutrientes. Esto hace que el nivel de azúcar en sangre aumente de manera más lenta y controlada. El azúcar de mesa, por otro lado, una mezcla de glucosa y fructosa, a menudo ingresa al cuerpo en grandes cantidades y sin sustancias protectoras acompañantes. Esto favorece picos altos de azúcar en sangre, liberación elevada de insulina, fases de hipoglucemia y, a largo plazo, trastornos metabólicos. Además, el exceso de fructosa se convierte fácilmente en grasa y puede promover niveles elevados de lípidos en sangre y un hígado graso.
