Carbohidratos en la alimentación humana

Mucho se ha hablado, y se hablará en los años venideros, acerca del papel de los carbohidratos en la nutrición humana. Las tendencias actuales en Dietética Y Nutrición parecen hacer un esfuerzo por ir más allá de la pirámide nutricional, en busca de nuevas recomendaciones basadas en la evidencia científica disponible, las cuales deberían ser genuinamente diferentes a las que se vienen haciendo y enseñando ya sea desde los centros de formación universitaria en nutrición o desde las campañas de promoción de salud para la población general. Este cambio de paradigma, si bien engloba un gran número de elementos a tener en cuenta, nos obliga indudablemente a hablar largo y tendido sobre un nutriente que está llamando la atención y que seguro no deja indiferente a nadie. Me refiero, como no podía ser de otra manera, a los hidratos de carbono.

Siempre digo que el ser humano gusta de los extremos, y en el caso de la alimentación no iba a ser distinto. Es por esto que las posturas enfrentadas en cuanto al consumo de hidratos de carbono están bien delimitadas y cualquier intento por situarse en un punto intermedio puede tener consecuencias indeseables; porque, en lo que respecta a los hidratos de carbono, o los amas o los odias.

En esta entrada (o posiblemente serie de entradas) intentaremos comprender el papel que tienen los hidratos de carbono en la nutrición humana, y adquirir conocimientos sobre los distintos alimentos y pautas para su consumo en el contexto de una alimentación saludable.

La bioquímica de los carbohidratos

Los hidratos de carbono, también llamados carbohidratos o glúcidos, son cadenas de átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno y oxígeno por enlaces denominados covalentes. Adoptan una gran variedad de estructuras en la naturaleza, y tienen una doble función energética y estructural. En la gran mayoría de animales la forma básica es la glucosa, glúcido de seis átomos de carbono que adopta una conformación hexagonal (por lo que globalmente se denominan hexosas) y constituye la molécula energética predeterminada de la mayoría de los tipos celulares del organismo.

Existen otras muchas moléculas glucídicas, de diferente complejidad y tamaño: los disacáridos formados por la unión de dos monosacáridos, como la lactosa (glucosa más galactosa) o la sacarosa (glucosa más fructosa, también llamada azúcar de mesa); los oligosacáridos, que presentan hasta diez moléculas de monosacáridos; y los polisacáridos, largas cadenas de glúcidos como el almidón, el glucógeno o la celulosa. Los carbohidratos de pequeño tamaño, principalmente mono- y disacáridos, poseen sabor dulce y son denominados azúcares; los carbohidratos de mayor longitud carecen de este sabor.

Aunque acabamos de comentar que los glúcidos tienen dos funciones principales (energética y estructural), no podemos pasar sin citar otras funciones de interés: así, por ejemplo, dos monosacáridos, la ribosa y la desoxirribosa, son constituyentes básicos de nuestro ADN y ARN respectivamente; y otros forman parte de los antígenos de membrana que dan lugar al grupo sanguíneo. 

Las principales reacciones metabólicas que implican a los hidratos de carbono son tres:

- Glucólisis o ciclo de Embden-Meyerhof-Parnas. Es la oxidación de la glucosa hasta ácido pirúvico, produciendo energía en el proceso. El piruvato puede continuar posteriormente hacia otras etapas del metabolismo oxidativo, como el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones.

- Gluconeogénesis. Es la síntesis de moléculas de glucosa a partir de precursores no glucídicos, consumiendo energía en el proceso.
- Glucogenogénesis. Es la síntesis de glucógeno, unidad básica de almacenamiento de glucosa en el cuerpo humano.

Hablar ahora del proceso de digestión, absorción y metabolización de los carbohidratos sería demasiado extenso, por lo que prefiero posponerlo para otra entrada.

Fuentes de hidratos de carbono en la alimentación humana

Existen diversas y muy variadas fuentes de hidratos de carbono en la naturaleza, cada una de los cuales presenta características propias que debemos conocer a la hora de seleccionar qué alimentos consumir y con qué frecuencia.

Verduras y frutas

Constituyen la primera fuente natural de hidratos de carbono para el consumo humano que aparece en el planeta. Tal es así que a lo largo de su evolución han adoptado una gran diversidad. En términos generales están compuestas por una cantidad variable aunque baja de glucosa, fructosa y sacarosa; más alta en las frutas que en las verduras. Junto a éstas contienen  fibra, vitaminas y minerales, moléculas imprescindibles para el correcto funcionamiento del organismo. Han estado presentes en la dieta humana desde tiempos inmemoriales, aunque muy probablemente las opciones disponibles actualmente, sobre todo en el caso de las frutas, son bastante diferentes a su homólogas "ancestrales", fruto de la domesticación y el cultivo.

Existen datos suficientes para considerar los vegetales como la base de una alimentación equilibrada, debido a su alta densidad de micronutrientes, y sería recomendable incluirlos en todas las comidas. No obstante, suelen colocarse en la base de las consabidas pirámides nutricionales al mismo nivel que los cereales y otras opciones menos saludables, o incluso otorgándoles menor peso, lo que constituye un error grave que no debemos cometer.

Las frutas presentan una mayor cantidad de hidratos de carbono que las verduras, parte de los cuales aparecen en forma de fructosa. Aunque la reducción de determinadas frutas puede ser de utilidad en estrategias de control de peso, no existe evidencia científica actual que relacione el consumo de fructosa naturalmente presente en las frutas con la obesidad, la resistencia a la insulina u otras patologías. Parece claro que nuestro organismo es capaz de metabolizar la fructosa de las frutas de forma eficiente, al presentarse ésta acompañada de alta cantidad de fibra y micronutrientes, al contrario de lo que ocurre con los azúcares refinados.

Tubérculos

Son tallos subterráneos de ciertas plantas, modificados para el almacenamiento de nutrientes. Contienen carbohidratos en forma de almidón, una larga molécula ramificada compuesta múltiples unidades de glucosa, de fácil digestión y absorción. Poseen también pequeñas cantidades de minerales y algunos pigmentos (betacarotenos, antocianinas) con efecto antioxidante.

El consumo de tubérculos es algo más reciente que el de vegetales, apareciendo en las últimas etapas del paleolítico. Su consumo es altamente variable entre distintos hábitats, siendo mayor en las sociedades de clima tropical, y reduciéndose conforme nos acercamos a los polos. Sin embargo, la especie humana desarrolla pronto (aunque no universalmente) los mecanismos necesarios para garantizar su consumo, con la aparición de la enzima amilasa que permite la digestión de los almidones y las adaptaciones hormonales que facilitan el metabolismo de grandes cantidades de hidratos de carbono.

Algunas variedades como la patata contienen una clase de alcaloides denominados saponinas (solanina, chocanina), que pueden ocasionar hendiduras en la membrana de las células intestinales y favorecen la aparición de intestino permeable. No obstante, los pocos estudios que aportan evidencia sobre el daño de las saponinas a dosis fisiológicas se han realizado en individuos con cierta predisposición genética. La mayoría de tubérculos concentran las saponinas en la piel y zona superficial e incluso algunos otros, como el boniato, carecen totalmente de estas sustancias, por lo que es relativamente sencillo reducir al mínimo su ingesta. La patata, así como otros tubérculos, cuando son cocinados y posteriormente enfriados desarrollan un tipo de almidón denominado resistente, que actúa como prebiótico y tiene contrastados efectos beneficiosos en la microbiota intestinal. Incluso existen algunos tubérculos dulces, como la patata púrpura de Okinawa que han demostrado tener efectos beneficiosos en el sistema nervioso en ratones.

En general, dado su contenido intermedio-alto en hidratos de carbono y su índice glucémico elevado, se aconseja individualizar su consumo a cada caso, dependiendo de la actividad física y el metabolismo de cada persona.

Legumbres

Son semillas de las plantas de la familia de las leguminosas. Contienen gran cantidad de carbohidratos en sus distintas formas, sobre todo almidones, aunque también oligosacáridos; contienen también proteínas en proporción variable (entre un 20% y un 35% de su peso seco), vitaminas y minerales. Aunque suelen recomendarse como fuente de proteínas, el menor valor biológico de éstas así como la muy superior cantidad de hidratos de carbono restan veracidad a esta afirmación. Su digestión y absorción no genera elevaciones bruscas de glucemia ni picos insulínicos. Existen algunos estudios que relacionan su consumo con mejoría del perfil lipídico, la inflamación o la sensibilidad a la insulina, lo que las hace interesantes nutricionalmente.

Son un alimento de introducción más reciente en la alimentación humana y, aunque existe evidencia suficiente de que algunas legumbres eran consumidas por neandertales, es con el establecimiento de la agricultura cuando se convierten en componente importante en la dieta de muchas poblaciones, y aún hoy lo siguen siendo en muchos países en vías de desarrollo, donde suponen la principal fuente de proteínas.

Las cualidades nutricionales de las legumbres se ven limitadas por la presencia de algunas sustancias como los FODMAPs, oligosacáridos fermentables que podrían ocasionar problemas de digestión y absorción en determinadas personas; y otras moléculas con efecto "anti-nutriente", como las lectinas o el ácido fítico.

Las lectinas son proteínas que pueden unirse a las membranas celulares y ocasionar daños sobre el intestino, el páncreas o el tejido muscular entre otros. No obstante, la cocción neutraliza las lectinas en la mayoría de legumbres. Además, sería necesario consumir una gran cantidad de legumbres para que lectinas ingeridas produjeran efectos significativos, por lo que éstas no suponen un motivo suficiente para eliminar las legumbres de la dieta. Quizás la excepción sea el cacahuete, con una cantidad relativamente mayor de lectinas que el resto de leguminosas.

El ácido fítico puede unirse minerales (en especial hierro y zinc) e interfiere con la acción de algunas enzimas digestivas, como la tripsina y la pepsina. Sin embargo, la cantidades de ácido fítico presentes en las legumbres son relativamente bajas, y aún podrían reducirse más mediante los procesos de remojo y cocción, lo cual es, de hecho, un procedimiento típico en la preparación de la mayoría de platos con legumbres.

Por los motivos expuestos podríamos afirmar que las legumbres tienen cabida en una alimentación equilibrada, aunque las recomendaciones nutricionales actuales parecen indicar una frecuencia de consumo superior a la recomendada, siendo una mejor opción limitar su consumo a unas cuantas veces al mes, así como estudiar los casos en los que se puedan presentar problemas digestivos. 

Cereales

Son semillas de las plantas gramíneas, con alto contenido en hidratos de carbono (sobre todo polisacáridos) y pequeñas proporciones de proteínas y grasas. Algo más recientes que las legumbres, su importancia en la alimentación y la evolución humana es tal que su consumo marca el inicio del periodo Neolítico y la aparición de los primeros grandes asentamientos humanos. Hoy en día son considerados la base de las recomendaciones nutricionales de la gran mayoría de países y constituyen, de hecho, un alimento de consumo diario en amplios sectores de la sociedad, siendo imprescindibles especialmente para los colectivos de menor poder adquisitivo. Sin embargo, desde una perspectiva evolutiva tiene poco sentido que los cereales, un alimento tan reciente en la dieta de la especie humana, hayan alcanzado la consideración de alimento básico diario.

Existe una amplia evidencia científica a favor del consumo de cereales. Sin embargo, y por sorprendente que parezca, la inmensa mayoría de estudios que reportan beneficios en el consumo de cereales son observacionales, con cortos periodos de tiempo, o comparan el consumo de cereales integrales con refinados, lo que resta potencia a estas afirmaciones. De hecho, en los últimos años empiezan a aparecer revisiones de estudios que no encuentran tantos efectos beneficiosos en el consumo de cereales como clásicamente venimos oyendo. 

Dado su alto contenido en carbohidratos y su elevado índice glucémico (algo menor en las variantes integrales), es necesario controlar su consumo para reducir o incluso eliminar de la dieta de personas diabéticas, hipertensas y con sobrepeso.

Los cereales aportan pequeñas cantidades de vitaminas y minerales, sin embargo algunos de estos micronutrientes son poco biodisponibles y la densidad nutricional de éstos es relativamente baja en comparación con la densidad calórica del alimento. Dado que los cereales presentan también sustancias con efecto anti-nutriente como el ácido fítico antes citado, su consumo se ha relacionado con empeoramiento en la absorción de proteínas, vitaminas y minerales (calcio, magnesio, zinc, fósforo). Aunque el ácido fítico y otras sustancias similares podrían reducir su concentración mediante procesos de remojo y germinado, no resultan métodos tan efectivos como en el caso de las legumbres.

Generalmente se recomienda el consumo de cereales integrales, pues la gran mayoría de estudios que comparan su consumo con respecto al de cereales refinados parecen encontrar beneficios en los primeros. Si bien, hay que tener en cuenta que parte de las sustancias con efecto anti-nutriente se concentran en la cáscara. En el caso de algunos cereales como el arroz, determinadas plantaciones han mostrado niveles elevados de contaminantes como el arsénico, especialmente en la cáscara, por lo que el arroz blanco podría resultar más recomendable que el integral.

Hablar de cereales equivale a hablar de gluten, lo cual nos lleva irremediablemente a la celiaquía, así como también a la recientemente descubierta y aún puesta en duda intolerancia al gluten no celiaca. El gluten es una proteína presente en el trigo, la cebada, el centeno, la avena y todos su híbridos; y que es causante de una serie de patologías en personas intolerantes, de extrema gravedad y alta prevalencia en la sociedad actual, cuya incidencia está aumentando en los últimos años, tal vez debido a que las variedades de trigos actuales son más ricas en gluten que sus homólogas más antiguas. 

En resumen, los cereales no parecen reportar suficientes beneficios como para ser considerados un alimento básico en la alimentación humana, y no existe evidencia suficiente para afirmar que su consumo sea imprescindible, siendo viable una dieta totalmente exenta de cereales. Por la complejidad del tema considero necesario realizar un análisis más en profundidad en otra ocasión.

Derivados de cereales: pan, pasta y "cereales" industriales.

Son elementos procesados a partir de cereales, de alto contenido en hidratos de carbono y prácticamente carentes de micronutrientes esenciales, que no aportan ninguna sustancia que no pueda ser obtenida de otros productos de origen natural. A pesar de esto, no es raro que aparezcan al mismo nivel que los cereales enteros en las recomendaciones oficiales. Por este motivo, carece de sentido considerarlos como alimentos básicos en la alimentación humana.

Azúcares refinados y otros carbohidratos sencillos añadidos a los alimentos

En este grupo incluimos algunos mono- y disacáridos como glucosa, fructosa o sacarosa, extraídos de otras fuentes por una gran variedad de procesos industriales y añadidos a los alimentos; no podemos, por tanto, considerarlos como fuentes de carbohidratos presentes en la naturaleza. No obstante, es usual que la industria alimentaria recurra a añadir estos azúcares a alimentos envasados, carnes, embutidos o conservas, por lo que no es raro que estemos consumiendo pequeñas cantidades incluso sin darnos cuenta.

Su consumo es altamente perjudicial para la salud, habiéndose relacionado ampliamente con la alta prevalencia de obesidad, diabetes, hipertensión, dislipemias y otras patologías en la sociedad actual. Por la extensión del tema así como el interés que creo puede generar trataré las propiedades de este grupo en una entrada posterior.

Clasificaciones de los carbohidratos en la alimentación, fundamento y aplicaciones

A pesar de que tener en cuenta su estructura química o las formas de presentación en la naturaleza parecen un método lógico de clasificar los hidratos de carbono, se ha intentado buscar otros esquemas más simples y asimilables por la población.

Carbohidratos simples y complejos

Esta distinción es usual en las consultas de médicos y nutricionistas, si bien los límites entre ambos tipos podrían resultar ambiguos. La clasificación inicial  tenía como objetivo distinguir los azúcares simples de otros carbohidratos, sin embargo mono- y disacáridos se encuentran presentes en fruta, verduras y granos, que generalmente se incluyen en el grupo de carbohidratos complejos. Teniendo esto en cuenta, la tendencia general es a considerar carbohidratos complejos a aquellos que están presentes en alimentos junto a vitaminas, minerales, fibra y otros; dejando el grupo de los simples para los azúcares refinados y productos relacionados.

Carbohidratos de absorción rápida y de absorción lenta

En esta ocasión, se intenta hacer referencia a la respuesta  del organismo ante el consumo de ambos grupos de hidratos de carbono. Los carbohidratos de absorción rápida son manejados por nuestro aparato digestivo, dando lugar a moléculas de glucosa que se absorben a gran velocidad, elevando las concentraciones de glucosa en sangre y despertando una respuesta de insulina para normalizar dichas concentraciones. Pertenecen a este grupo los alimentos ricos en almidón (cereales y tubérculos), los derivados de cereales y harinas, así como los productos que incorporan azúcares añadidos. Los carbohidratos de absorción lenta, al contrario, tardan más tiempo en ser digeridos y metabolizados, por lo que no elevan tanto las glucemias.

Esta forma de clasificar los hidratos de carbono se relaciona directamente con la distinción entre simples y complejos, pues los primeros serían de rápida absorción y los segundos de lenta. Así, por ejemplo, los alimentos enteros como las frutas o los cereales integrales se digieren más lentamente que las harinas o los alimentos con azúcares añadidos como caramelos o refrescos.

Índice glucémico, carga glucémica e índice insulínico

Intentando encontrar parámetros que permitan caracterizar el comportamiento de los carbohidratos consumidos y la respuesta que generan en el organismo nacen una serie de índices que permiten medir la concentración de glucosa en sangre en función del tipo de alimento y la cantidad presente en el mismo.

El índice glucémico (IG) representa la elevación bruta de la glucemia tras el consumo de un determinado alimento. Su utilidad reside en permitir conocer cómo digiere y absorbe un organismo los hidratos de carbono presentes en la dieta, aunque como valor de estudio puede presentar limitaciones, y es que puede variar entre personas, en función de la concentración de glucosa presente en sangre o la sensibilidad a la insulina; además, los métodos de procesado y cocción del alimento hacen variar el IG.

La carga glucémica (CG) representa la elevación de la glucemia tras el consumo de una cantidad determinada de carbohidratos, por tanto, no solo tiene en cuenta el IG sino la magnitud de las raciones que se van a consumir.

Tradicionalmente se ha intentado diseñar dietas donde IG y CG sean tenidos en cuenta a la hora de seleccionar los alimentos a priorizar, y se ha especulado con que las dietas con mayor cantidad de alimentos de bajo IG y CG ayudarían a la pérdida de peso y el control de la diabetes. Las investigaciones actuales parecen decantarse ligeramente hacia el consumo de alimentos de bajos IG y CG, aunque los beneficios de este tipo de dietas son discretos.

El índice insulínico (II) representa la cantidad de insulina generada ante el consumo de un alimento. A diferencia de IG y CG, el II puede emplearse en el estudio de ciertas comidas que no poseen carbohidratos.

Efectos de los carbohidratos de absorción rápida

Si tenemos en cuenta todas las características que hemos comentado podemos deducir que existen dos grandes grupos de alimentos en función de los carbohidratos que contienen: de absorción rápida y de absorción lenta.

El efecto de los carbohidratos de absorción más rápida, presentes en los cereales refinados, las harinas y sus derivados (pan, pasta, productos de repostería), así como los alimentos procesados con azúcares añadidos, se ha estudiado ampliamente en multitud de estudios, que arrojan una llamada de atención acerca de sus efectos: un aumento del peso y la grasa corporales; mayor incidencia de enfermedades cardiovasculares, hipertensión y diabetes; se han relacionado también con la enfermedad renal crónica, la patología con componente inflamatorio e incluso con ciertos tipos de cáncer.

Con resultados más o menos discretos, las dietas en las que se prioriza el consumo de alimentos ricos en hidratos de carbono complejos, absorción lenta y menor IG, parecen encontrar mejores resultados en cuanto a la pérdida de peso y la morbimortalidad, de ahí que las recomendaciones actuales aconsejen hacer de ellos la principal fuente de hidratos de carbono de nuestra dieta, reduciendo el consumo de carbohidratos refinados y de mayor IG.

Reflexiones sobre el consumo actual de carbohidratos

Los carbohidratos son considerados uno de los tres macronutrientes básicos de la nutrición humana junto con las grasas y las proteínas, sin embargo sabemos que no existen carbohidratos esenciales y que, de hecho, nuestro organismo cuenta con las vías metabólicas necesarias para suplir las necesidades de hidratos de carbono a partir de otros compuestos presentes en nuestra alimentación. Este hecho (fisiología) ha venido siendo utilizado durante los últimos años con el objetivo de demonizar su consumo, y culpar a los hidratos de carbono (sin distinguir las distintas fuentes) de la obesidad y otras patologías de la sociedad moderna (mitología).

El auge de las dietas bajas en hidratos de carbono así como su efectividad (científicamente demostrada) ha supuesto un cambio de paradigma, desplazando nuestro punto de mira desde las grasas, injustamente consideradas responsables de gran número de enfermedades, hacia los hidratos de carbono.

Las recomendaciones nutricionales oficiales, la mayoría de las cuales tienen como protagonista la pirámide nutricional clásica derivada de las investigaciones de Ancel Keys se han mostrado incapaces a la hora de dar una respuesta contundente en la búsqueda de soluciones ante la creciente epidemia de obesidad, diabetes, hipertensión, dislipemias y otras. La conflictividad de la pirámide recae directamente en su base, donde los cereales son considerados un alimento básico, al mismo nivel que otras fuentes de carbohidratos como verduras y frutas, que carecen cualquier impacto negativo en nuestra salud y son una fuente imprescindible de vitaminas y minerales (micronutrientes esenciales). Unas recomendaciones nutricionales acordes con la salud de la población no deberían generalizar las cantidades de carbohidratos a consumir, sino ajustar dichas cantidades a las necesidades de cada individuo.

Desde una perspectiva evolutiva sabemos que el consumo de hidratos de carbono ha variado enormemente de unas épocas a otras. En el periodo Paleolítico (que supone más de 2 millones de años de nuestra historia en la Tierra) las frutas y verduras, junto con algunos tubérculos y una cantidad minoritaria de granos (surgidos durante los últimos 10000 o 20000 años del citado periodo) constituyeron la fuente más abundante de carbohidratos en la alimentación humana. Con la aparición de la agricultura en el periodo Neolítico se incrementa exponencialmente el consumo de cereales, lo que llega a desplazar como alimento básico a fuentes de proteínas y grasas, y a las frutas y verduras como fuentes de hidratos de carbono. La industrialización y el procesado de los alimentos en los últimos años han creado un nuevo protagonista: los azúcares simples; su impacto en la salud es innegable, aunque la población continúa consumiendo unas cantidades preocupantemente elevadas a pesar de la abundante evidencia en su contra, fruto tal vez de las intensivas campañas de márketing y de la influencia de la industria alimentaria sobre amplios sectores de la comunidad científica o la política.

La única manera lógica de entender el consumo de hidratos de carbono en la dieta actual pasa por conocer y comprender la diversidad de sus variedades y propiedades, y ajustar su ingesta de forma personalizada según las necesidades de cada paciente. Determinados individuos se beneficiarán de una dieta baja o muy baja en hidratos de carbono (dieta cetogénica); otros, en cambio, funcionarán mejor con enfoques moderados. Es responsabilidad de los profesionales de la salud ofrecer un modelo de alimentación basado en la ciencia, y alejado de radicalismos sin fundamento, así como de influencias externas. 

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