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Carlos del Porto Blanco

Los hidratos de carbono, también conocidos como carbohidratos o glúcidos, son uno de los tres macronutrientes esenciales para el ser humano, junto con las proteínas y las grasas. Desde la Revolución Agrícola (hace unos 12 000 años), cuando los humanos comenzaron a cultivar cereales como el trigo y el arroz, esos compuestos han sido la base de la alimentación en casi todas las culturas. Sin embargo, en las últimas décadas, su reputación ha sido objeto de debate: desde ser considerados la fuente principal de energía hasta ser demonizados como responsables de la obesidad y la diabetes. A estos compuestos dedicaré la columna de hoy.

La vida es un proceso de combustión lenta, y los hidratos de carbono son el combustible que nos mantiene en movimiento. Albert Szent-Györgyi (Premio Nobel en 1937).

Los hidratos de carbono son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, aunque algunos de ellos también contienen otros bioelementos tales como: nitrógeno, azufre y fósforo, su estructura química les permite almacenar energía de manera eficiente. Su nombre fue acuñado en el 1844 por el químico francés Jean-Baptiste Dumas y proviene de su composición química típica: carbono, hidrógeno y oxígeno, con una proporción que sugiere la fórmula general Cn(H2O)nCn (H2O)n, aunque hoy se sabe que su estructura es más compleja y diversa.

Químicamente, los glúcidos se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas (o, en su defecto, sustancias cuya hidrólisis da lugar a esos compuestos), que denotan la presencia de esos grupos funcionales: el hidroxilo, que se presenta varias veces a lo largo de la cadena carbonatada, y un grupo carbonilo, que puede ser aldehído o cetona. Las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía; la celulosa cumple con una función estructural al formar parte de la pared de las células vegetales, mientras que la quitina es el principal constituyente del exoesqueleto de los artrópodos.

Anteriormente, se les conocía como hidratos de carbono, debido a que, en su fórmula empírica, los átomos de hidrógeno y oxígeno están unidos entre sí. Hidrato de carbono o carbohidrato son nombres poco apropiados, ya que esas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales como carbonilo e hidroxilo. Ese nombre proviene de la nomenclatura química del siglo XIX, ya que las primeras sustancias aisladas respondían a la fórmula elemental Cn(H2O)n (donde «n» es un entero ? 3). De aquí que el término “carbono-hidratado” se haya mantenido, si bien posteriormente se demostró que no lo eran. Además, los textos científicos anglosajones insisten en denominarlos carbohydrates lo que induce a pensar que ese es su nombre correcto. Del mismo modo, en dietética, se usa con más frecuencia la denominación de carbohidratos.

Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, aminación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad específica, como puede ser de solubilidad.

Se clasifican en tres grandes grupos:

  • Monosacáridos: También reciben el nombre de azúcares simples al ser los glúcidos más sencillos. Se caracterizan por pasar a través de la pared del tracto alimentario sin sufrir modificación por parte de las enzimas encargadas de la digestión. Entre los ejemplos más comunes y conocidos de monosacáridos están la glucosa (o dextrosa), la fructosa (o levulosa) y la galactosa. Pero también existe la eritrosa, treosa, ribosa, xilosa, alosa, manosa, talosa y sorbosa, por mencionar más ejemplos. Según el grupo funcional carbonílico, los monosacáridos se dividen en aldosas y cetosas. Según el número de carbonos presente, se clasifican en diosas, triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, heptosas.

Su estructura básica les permite ser absorbidos rápidamente por el cuerpo. Las fuentes fundamentales para obtenerlos son las frutas, la leche y la miel, Como curiosidad se puede señalar que la glucosa es la principal fuente de energía para el cerebro, él que consume alrededor de 120 gramos diarios (aproximadamente el 20% del gasto energético total del cuerpo.

  • Disacáridos: Los disacáridos son compuestos de azúcares simples, es decir, son resultado de la unión de dos monosacáridos. Pero para que el cuerpo los pueda absorber en el tracto alimentario, los tiene que convertir antes nuevamente en monosacáridos. Entre los ejemplos más comunes de disacáridos están la sacarosa (azúcar de mesa), la lactosa (azúcar de la leche) y la maltosa (azúcar de malta). Pero también existe la lactulosa, nigerosa, trehalosa, celobiosa e isomaltosa.
  • Polisacáridos: Son glúcidos de mayor complejidad que los dos anteriores. Compuestos por largas cadenas de monosacáridos. Pueden ser metabolizados por algunas bacterias y protistas y algunos son fuentes comunes de energía en la alimentación. Entre los ejemplos más comunes de polisacáridos están el almidón (o fécula), el glicógeno (o almidón animal), la celulosa (es sustancia fibrosa) y la quitina.

A partir de las décadas de 1970 y 1980, los glúcidos —especialmente los refinados— comenzaron a asociarse con el aumento de la obesidad y la diabetes tipo 2. Esa percepción se intensificó con la popularización de dietas bajas en glúcidos como la dieta Atkins (1972) y, más recientemente, la cetogénica. No obstante, la ciencia contemporánea distingue claramente entre glúcidos de calidad (integrales, ricos en fibra) y glúcidos ultraprocesados, responsables en gran medida de los problemas metabólicos actuales.

Los glúcidos en su mayoría son elaborados por las plantas durante la fotosíntesis (proceso complejo mediante el cual el dióxido de carbono del ambiente se convierte en azúcares sencillos). Los enlaces químicos de los glúcidos de tipo covalente son difíciles de romper, pero almacenan gran cantidad de energía, la que es liberada cuando la molécula se oxida. En la naturaleza son un constituyente esencial de los seres vivos, formando parte de biomoléculas aisladas o asociadas a otras como las proteínas y los lípidos, siendo los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza.

Los glúcidos cumplen dos papeles fundamentales en los seres vivos. Por un lado, son moléculas energéticas de uso inmediato para las células (glucosa) o que se almacenan para su posterior consumo (almidón y glucógeno); un gramo proporciona 4.5 kilocalorias. Por otra parte, algunos polisacáridos tienen una importante función estructural ya que forman parte de la pared celular de los vegetales (celulosa) o de la cutícula de los artrópodos.

Definiciones y etimologías

  • Carbohidratos o hidratos de carbono: Hubo intentos para sustituir el término de hidratos de carbono. Desde 1996 el Comité Conjunto de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry) y de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (International Union of Biochemistry and Molecular Biology) aconseja el término carbohidrato y no recomienda el de hidratos de carbono.
  • Glúcidos: Ese nombre proviene de que pueden considerarse derivados de la glucosa por polimerización y pérdida de agua. El vocablo procede del griego (gly?ýs o glukús) que significa dulce.
  • Azúcares: Ese término solo puede usarse para los monosacáridos (aldosas y cetosas) y los oligosacáridos inferiores (disacáridos). En singular (azúcar) se utiliza para referirse a la sacarosa o azúcar de mesa.
  • Sacáridos: Proveniente del griego (sácchar) que significa «azúcar». Es la raíz principal de los tipos principales de glúcidos (monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos).
  • Harinas: Se conoce de esa forma a todos los polvos de granos e incluso tubérculos y raíces siempre y cuando en su composición contengan fécula (almidón).

Función en el cuerpo humano y relevancia histórica

Cuando se consumen glúcidos, el cuerpo los descompone en glucosa, que es transportada por la sangre a las células. El exceso de ésta se almacena como glucógeno (a corto plazo) o se convierte en grasa (a largo plazo). Son vitales por las siguientes razones:

  • Fuente de Energía: Proporcionan energía rápida y eficiente.
  • Regulación del Metabolismo: Ayudan en la regulación del metabolismo de grasas y proteínas.
  • Fibra Dietética: Algunos polisacáridos, como la celulosa, son fundamentales para la salud digestiva, ya que contribuyen a la formación de heces y previenen el estreñimiento.

La fibra, un tipo de glúcidos no digestible, es esencial para: Regular el tránsito intestinal; reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares y controlar los niveles de azúcar en sangre. Un meta-análisis publicado en la revista británica The Lancet en el año 2019, confirmó que una dieta rica en fibra reduce la mortalidad por enfermedades crónicas en un 15-30%.

Los glúcidos se encuentran en alimentos, como:

  • Cereales: Arroz, trigo, avena y maíz son ricos en almidón.
  • Frutas: Contienen fructosa y fibra, proporcionando energía y nutrientes esenciales.
  • Verduras: Algunas, como las papas y las zanahorias, son ricas en carbohidratos complejos.
  • Legumbres: Frijoles, lentejas y garbanzos son buenas fuentes de carbohidratos y proteínas.

Principales cultivos de glúcidos, producción y países

Cultivo Producción anual en 2024 (millones de toneladas) Países líderes
Maíz 1200 Estados Unidos, China, Brasil
Trigo 780 India, Rusia, China
Arroz 520 China, India, Indonesia
Papas 380 China, India, Rusia
Yuca 300 Nigeria, Tailandia, Congo

Fuente: FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura). Informe 2024

Esos cultivos no solo alimentan a la población, sino que también son materia prima para los biocombustibles como el etanol, cuyo uso se expandió tras la crisis del petróleo de 1973. Brasil, por ejemplo, cubre cerca del 40% de su demanda de combustible con etanol de caña de azúcar.

De la historia de los glúcidos.

El interés por los glúcidos se remonta a civilizaciones antiguas que extraían azúcar de la caña (se cree que en Nueva Guinea hacia el 8000 a. n. e.). La química de los glúcidos comenzó a estudiarse seriamente en el siglo XIX. En 1812, el químico ruso Kirchhoff logró descomponer el almidón en azúcar mediante ácidos, un paso clave en la comprensión de su estructura. En 1844, el químico francés Jean-Baptiste Dumas acuñó el término «hidrato de carbono».

Poco después, Emil Fischer, ganador del Premio Nobel en Fisiología o Medicina en 1902, dedicó décadas a descifrar la estructura de azúcares como la glucosa, sentando las bases de la estereoquímica. Una anécdota ilustrativa: Fischer usó modelos moleculares de papel y alambre para visualizar la disposición espacial de los átomos, un método rudimentario pero revolucionario para la época. Posteriormente, en el siglo XX, la bioquímica reveló el rol central de la glucosa en el metabolismo celular, especialmente con el descubrimiento de la glucólisis por Gustav Embden, Otto Meyerhof y Jakub Karol Parnas entre 1930 y 1940.

Los glúcidos siguen siendo la columna vertebral de la alimentación global, pero su consumo debe adaptarse a las necesidades individuales y al contexto cultural. Mientras la ciencia avanza en el desarrollo de cultivos más nutritivos y sostenibles, la clave está en:

  • Elegir fuentes de calidad (integrales, fibra, bajo procesamiento).
  • Evitar extremismos (ni demonizarlos ni basar la dieta exclusivamente en ellos).
  • Considerar el impacto ambiental, apoyando prácticas agrícolas responsables.

Algunos hechos relacionados con los glúcidos.

  • Los glúcidos han sido una parte fundamental de la dieta humana desde el comienzo de la agricultura, que se inició hace aproximadamente 10 mil años. Cultivos como el trigo y el arroz han alimentado a civilizaciones enteras.
  • En 1779, Jan Ingenhousz demuestra que las plantas, a la luz, generan oxígeno; ese es el punto de arranque para entender la fijación de carbono que dará origen a los glúcidos en la biosfera.
  • En 1827, el médico británico William Prout clasificó las sustancias orgánicas en tres grupos: grasas, proteínas e hidratos de carbono, sentando las bases de la nutrición moderna
  • En 1853, Claude Bernard observa y describe el glucógeno en el hígado, una revelación sobre cómo los animales “guardan” carbohidratos para uso rápido; su hallazgo cimentó la fisiología moderna del metabolismo. (Hecho histórico clásico de la bioquímica.)
  • En las décadas de 1890–1902, Emil Fischer decodifica la estereoquímica de los azúcares y recibe el Nobel de Química en 1902 por sus trabajos con azúcares y purinas; su nomenclatura y métodos aún estructuran cómo entendemos monosacáridos y enlaces glucosídicos. (Hecho histórico ampliamente documentado.)
  • En 1950–1961. Melvin Calvin y su equipo describen el ciclo de fijación del carbono en plantas (ciclo de Calvin), clave para explicar cómo el dióxido de carbono se convierte en carbohidratos; Calvin recibe el Premio Nobel de Química en 1961.
  • Finales del siglo XX–2020: La fibra dietética y los índices glucémicos se consolidan como conceptos prácticos para orientar consumo de glúcidos, especialmente en prevención de enfermedades cardiometabólicas; la industria incorpora glúcidos funcionales (inulina, oligosacáridos) para salud intestinal y reformulación de productos.
  • En 2021 un estudio publicado en The Lancet Public Health encontró que tanto dietas muy altas (>70% de calorías de glúcidos) como muy bajas (<40%) se asociaban con mayor mortalidad. La zona óptima estaba entre 50% y 55% de calorías provenientes de glúcidos, especialmente de fuentes vegetales y no refinadas.
  • En 2022 la OMS actualizó sus recomendaciones, insistiendo en que menos del 10% (idealmente menos del 5%) de la ingesta calórica diaria provenga de azúcares libres (azúcares añadidos y miel, jugos, jarabes), para prevenir caries y enfermedades metabólicas.
  • En 2024 las Investigadores del Instituto Broad del MIT y Harvard demostraron que la fibra dietética modula la respuesta inmune a través de metabolitos como los ácidos grasos de cadena corta, reforzando su papel más allá de la digestión.
  • En las últimas décadas, las dietas bajas en glúcidos han ganado popularidad, pero muchos expertos en nutrición enfatizan la importancia de los glúcidos complejos, como los que se encuentran en granos enteros y verduras.
  • En el fútbol peruano, la famosa “sopa de cóndor” (a base de pasta, papa, yuca y boniato) se popularizó como un plato rico en glúcidos para mejorar el rendimiento de los jugadores en la altura, demostrando la importancia cultural y práctica de esos nutrientes.

Referencias

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