Carbohidrato

Qué es un carbohidrato

Un carbohidrato es cualquier compuesto orgánico cuya fórmula empírica responde al patrón C_n(H₂O)_n, lo que en el siglo XIX se interpretó, de forma errónea, como un "hidrato de carbono", es decir, carbono unido a moléculas de agua. La expresión procede del químico alemán Carl Schmidt, quien acuñó el término Kohlenhydrate en 1844 al observar que muchos azúcares conocidos hasta entonces se ajustaban a esa proporción. Hoy se sabe que la molécula no contiene agua en sentido estricto: los átomos de hidrógeno y oxígeno están enlazados a grupos funcionales carbonilo e hidroxilo, no a moléculas de H₂O. El nombre, sin embargo, perduró.

En español conviven tres sinónimos aceptados: carbohidrato (calco del inglés carbohydrate), hidrato de carbono (mayoritario en el uso clínico peninsular) y glúcido, del griego γλυκύς (glykýs), "dulce". Desde 1996 la IUPAC y la IUBMB recomiendan oficialmente el término carbohidrato, aunque la Real Academia Española mantiene las tres formas como válidas.

Estructura química y clasificación

Químicamente, los carbohidratos se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas y sus derivados. El criterio de clasificación más extendido atiende al número de unidades de azúcar simple (grado de polimerización) que contiene la molécula.

Monosacáridos. Son las unidades monoméricas que no pueden hidrolizarse en azúcares más sencillos. La glucosa es el más relevante desde el punto de vista metabólico; la galactosa y la fructosa completan el trío de hexosas con mayor presencia fisiológica. Se subdividen en aldosas y cetosas según posean un grupo aldehído o cetona, y en triosas, tetrosas, pentosas, hexosas o heptosas según el número de carbonos de la cadena.

Los disacáridos resultan de la unión de dos monosacáridos mediante enlace glucosídico. La sacarosa (glucosa + fructosa) y la maltosa (dos unidades de glucosa) son los de mayor relevancia nutricional, junto con la lactosa (glucosa + galactosa), abundante en la leche de los mamíferos.

Con cadenas de tres a nueve unidades se habla de oligosacáridos. A partir de diez, el compuesto recibe el nombre de polisacárido. El almidón y el glucógeno almacenan energía en vegetales y animales respectivamente; la celulosa, con enlaces beta-1,4 que las enzimas humanas no pueden romper, cumple una función puramente estructural en la pared de las células vegetales y constituye el componente principal de la fibra dietética insoluble.

Metabolismo de los carbohidratos

El organismo solo absorbe monosacáridos a través de la mucosa intestinal. Los polisacáridos y disacáridos ingeridos han de ser degradados previamente por amilasas salivales y pancreáticas, y por disacaridasas del borde en cepillo del enterocito, antes de que la glucosa, la galactosa y la fructosa pasen al torrente sanguíneo.

Una vez en el interior de la célula, la glucosa entra en la vía de la glucólisis, que la convierte en piruvato y genera dos moléculas de ATP. En presencia de oxígeno, el piruvato ingresa en el ciclo de Krebs y la cadena de transporte electrónico, con un rendimiento energético mucho mayor. Sin oxígeno suficiente, la célula recurre a la fermentación láctica. El exceso de glucosa circulante se almacena como glucógeno en hígado y músculo; cuando esas reservas se saturan, la vía lipogénica transforma los carbonos excedentes en ácidos grasos.

La concentración plasmática de glucosa (glucemia) se mantiene dentro de límites estrechos gracias a la acción coordinada de la insulina y varias hormonas contrarreguladoras. Cuando este equilibrio se altera de forma crónica, aparecen trastornos del metabolismo hidrocarbonado como la diabetes mellitus.

Errores congénitos del metabolismo de los carbohidratos

Varias enfermedades hereditarias afectan a enzimas concretas de las rutas metabólicas de los carbohidratos. Las glucogenosis agrupan defectos en la síntesis o degradación del glucógeno. La galactosemia resulta de la deficiencia de galactosa-1-fosfato uridiltransferasa, lo que impide la conversión de galactosa en glucosa y provoca acumulación tóxica del sustrato en el recién nacido. Son enfermedades poco frecuentes que habitualmente se detectan mediante programas de cribado neonatal.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra carbohidrato?

El término fue propuesto en alemán (Kohlenhydrate) por Carl Schmidt en 1844, al observar que los azúcares conocidos respondían a la fórmula C_n(H₂O)_n, como si el carbono estuviera "hidratado". Aunque la interpretación era incorrecta desde el punto de vista químico, el nombre arraigó y pasó a las demás lenguas europeas. En español también se emplea hidrato de carbono y, con menos frecuencia, glúcido, del griego γλυκύς, "dulce".

¿Es lo mismo un carbohidrato simple que uno complejo?

No. La distinción se basa en el tamaño de la molécula. Los carbohidratos simples (monosacáridos y disacáridos) se absorben con rapidez y elevan la glucemia de forma brusca. Los complejos (almidón, glucógeno, fibra) requieren digestión enzimática previa, por lo que la liberación de glucosa al torrente sanguíneo es más gradual. La fibra dietética, aunque es un polisacárido, no se digiere y transita sin aportar energía, pero contribuye a la regulación del tránsito intestinal.

¿Puede el organismo funcionar sin carbohidratos?

Estrictamente, no. El cerebro y los eritrocitos dependen de la glucosa en condiciones normales. Ante una restricción prolongada de carbohidratos, el hígado genera cuerpos cetónicos a partir de ácidos grasos para suplir parcialmente esa demanda, pero la gluconeogénesis hepática sigue fabricando glucosa a partir de aminoácidos y glicerol, lo que demuestra que el organismo necesita mantener un aporte mínimo de este sustrato.

¿Son iguales los términos glúcido, hidrato de carbono y carbohidrato?

Designan el mismo grupo de moléculas. Glúcido procede del griego y alude al sabor dulce de los azúcares simples. Hidrato de carbono fue la denominación original en la nomenclatura química decimonónica. Carbohidrato es un calco del inglés carbohydrate y la forma recomendada por la IUPAC desde 1996, si bien la RAE acepta las tres.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Carbohidratos. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
2. Merck & Co. Hidratos de carbono, proteínas y grasas. Manual MSD, versión para público general.
3. Real Academia Española. Carbohidrato. Diccionario de la lengua española, 23.ª edición.
4. Fundación Mayo para la Educación y la Investigación Médica. Hidratos de carbono: cómo incorporarlos en una alimentación saludable. Mayo Clinic.