Proteínas

Dietética y Nutrición
Macronutrientes
Tema 3
1-. Características y metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas.2-. Nutrientes esenciales y no esenciales.3-. Calidad de las proteínas.4-. Requerimientos diarios.5-. Interconversión de los nutrientes.-
Macronutrientes
Tipos de Nutrientes
Los Nutrientes pueden clasificarse por su
estructura o por su función:
Nutrientes energéticos.
Nutrientes plásticos.
Nutrientes oligodinámicos (micronutrientes).
No nutrientes.
Energía de los Macronutrientes
Glúcidos Lípidos
Calor de combustión
(kcal/g)
Digestibilidad
(%)
Energía Metabolizable
(kcal/g)
Coeficientes de Atwater
(kcal/g)
Proteínas
4,10
9,45
5,35
99,0
95,0
92,0
4,06
8,98
3,96
4,00
9,00
4,00
Glúcidos
GLÚCIDOS: ESTRUCTURA
Formados por carbono, hidrógeno y
oxígeno. En la mayoría, H y O están en
la misma proporción que el agua (2:1)
METABOLISMO
Destinos de la glucosa
La unidad estructural básica es el
monosacárido (oligo y polisacáridos)
Captación por los tejidos
Constituyen la principal fuente de
energía en la alimentación humana
(alimentos de origen vegetal)
Transformación del exceso
en
ácidos
grasos
y
triglicéridos
en
hígado
(almacenados en el tejido
adiposo)
INGESTA RECOMENDADA
Utilización
energéticos
con
fines
INGESTA RECOMENDADA
Se considera que entre un 50 y
un 60% de la energía total de la
dieta debe consumirse en
forma de glúcidos.
Ácido ascórbico
Ningún glúcido es esencial en la
alimentación humana, excepto el
ácido ascórbico.
Cantidades mínimas: oscilan
entre 50 y 150g diarios (según
autores). Son las necesarias
para asegurar el suministro de
glucosa
a
los
órganos
glucodependientes y evitar la
cetosis.
INGESTA RECOMENDADA
Reducir a la mitad el consumo de azúcares
refinados (en el siglo pasado pasó del 25% al 40%)
ABSORCIÓN Y METABOLISMO
Absorción rápida versus absorción lenta
Incrementar el consumo de fibra e hidratos de
carbono complejos:
Asociación entre el consumo elevado
de sacarosa y la aparición de
patologías
Efectos beneficiosos de la fibra
Relación entre consumo de grasas y
mayor incidencia de enfermedades
como el cáncer y la aterosclerosis
LA FIBRA ALIMENTARIA
Azúcares simples versus
Carbohidratos
complejos
Metabolismo
Parte no digerible ni absorbible de muchos
alimentos de origen vegetal. No son
hidrolizados por las enzimas endógenas del
tracto digestivo humano
La fibra no se digiere pero sufre
transformaciones antes de ser
eliminada en las heces
Polisacáridos complejos (glucosa y otros
monosacáridos como unidades básicas) y
lignina
Las bacterias presentes en el colon la
hidrolizan parcialmente y utilizan los
productos
Dos tipos de componentes:
Los ácidos grasos de cadena corta
proporcionan hasta un 75% de los
requerimientos energéticos de los
colonocitos
Solubles:
pectinas,
algunas
hemicelulosas, gomas y mucílagos
Insolubles en agua: celulosa, la
mayoria de hemicelulosas y lignina
Propiedades de la fibra
Inconvenientes de su consumo
Disminución de la absorción de nutrientes
↑ volumen del residuo intestinal por su
propia presencia y por su capacidad de
retener agua: aumenta el peristaltismo
↑ la velocidad
(insolubles)
de
tránsito
Propiedades irritantes
sobre la mucosa
de
algunos
componentes
Molestias derivadas de la fermentación bacteriana de
la fibra en el colon
intestinal
↑ retención de sustancias tóxicas evitando
el contacto con el epitelio (colesterol, ácidos
biliares, etc). Dificulta la recaptación de
ácidos biliares
↓ velocidad de absorción de nutrientes
(glucosa)
Ingesta recomendada
Enfermedades de la civilización
atribuidas al descenso en el
consumo de fibra: estreñimiento,
hemorroides, diverticulosis, cáncer
de colon, etc.
Se recomienda un mínimo diario de
20-35g de fibra, fundamentalmente
derivada de frutas, verduras,
legumbres y cereales, en lugar de
concentrados de fibras.
LÍPIDOS: ESTRUCTURA
Grupo heterogéneo de compuestos que se
caracterizan por que una parte o toda la molécula
es hidrofóbica.
Insolubles en agua y solubles en disolventes
orgánicos.
Formados por carbono, hidrógeno y oxígeno.
Funciones biológicas muy variadas.
Clasificación:
isoprenoides.
lípidos
simples,
complejos
e
FUNCIÓN
LÍPIDOS DE INTERÉS NUTRICIONAL
Reserva
Plástica y protectora
Triacilgliceroles
Reguladora
Fosfolípidos
Energética y saciante
Colesterol
Vehículo de compuestos liposolubles
Mejoran las características organolépticas de los alimentos
TRIACILGLICEROLES
TRIACILGLICEROLES
Ácidos grasos
Ácidos grasos saturados versus ácidos grasos insaturados
Constituyen el 95%-98% del consumo total de
grasa
Sus propiedades dependen de su composición en
ácidos grasos:
Saturados: sólidos a temperatura
ambiente
Insaturados: líquidos a temperatura
ambiente
Ácidos grasos esenciales
Metabolismo del colesterol
Función versus “leyenda negra”
Esencialidad:
Debido a la imposibilidad de introducir dobles
enlaces muy cerca del extremo ω.
Son esenciales: ácido linoleico, ácido linolénico y
ácido araquidónico (se puede sintetizar a partir de
linoleico).
Componente de las membranas celulares (fluidez)
Componente de la bilis y precursor de los ácidos
biliares
Precursor de las hormonas esteroides y de la
vitamina D
Efectos negativos
Su acumulación en las células produce cristales que
les provocan la muerte
Elevados niveles circulantes se asocian con la
formación de placas ateroscleróticas
Metabolismo del colesterol
Metabolismo del colesterol
Procede de la dieta o de
la síntesis endógena
(aprox. 50%)
Se sintetiza en la
mayoría de las células
del organismo
Síntesis de colesterol:
resultado del equilibrio entre
la velocidad de entrada en las
células y su utilización
El colesterol de la dieta
repercute poco en el
colesterol plasmático.
Colesterol LDL
Distribuyen el colesterol
entre los tejidos
Colesterol HDL
Recogen el colesterol
excedente de los tejidos
y lo transportan al
hígado
para
su
excreción
Formación del ateroma
FUENTES ALIMENTARIAS
↑LDL/HDL
Aumenta el riesgo de formación de placa
aterosclerótica
LDL oxidadas
Dañan el endotelio vascular y contribuyen a
la acumulación de lípidos
Grasas saturadas
Carnes y derivados
Papel de los AG saturados
Lácteos y derivados
Promueven la síntesis de colesterol y de
LDL
Grasas insaturadas
Pescados
Disminuyen la captación de LDL por los
tejidos
Aceites
Papel de los AG ω-3 y ω-6
Otros
Reducen los TAG circulantes
Margarinas y shortenings
Inhiben la agregación plaquetaria
INGESTA RECOMENDADA
INGESTA RECOMENDADA
pirámide de la alimentación (1992
1992))
Moderar el consumo de grasa en
general y de colesterol en particular
Evitar consumo de lípidos
30% de la ingesta calórica
30% del total de calorías
<350 mg colesterol diarios
Promover
glúcidos
Reducir la ingesta de grasas de
origen animal y mantener o aumentar
la de origen vegetal
Consumo
grasos
equilibrado
de
consumo
de
55% de la ingesta calórica
ácidos
<10% AG saturados
5% AG poliinsaturados
15-20% AG monoinsaturados
Rebuilding the food pyramid.
Scientific American, January 2003
Investigación y Ciencia, Marzo 2003
Mensaje:
Incrementar el consumo de
glúcidos para que
descienda el consumo de
grasas
Pirámide de la alimentación (1992
1992)):
consecuencias
La sustitución de grasas saturadas por glúcidos:
glúcidos:
• Disminuye el colesterol total pero no se modifica la
relación LDL/ HDL
• Eleva los niveles sanguíneos de triglicéridos
La sustitución de grasas monomono- y poliinsaturadas por
glúcidos::
glúcidos
Se incrementa la relación LDL/ HDL
Eleva los niveles sanguíneos de triglicéridos
Funciones de las proteínas (I)
Proteínas
Son macromoléculas, y constituyen el componente
más abundante en las células (hasta un 50% del
peso seco).
Desde el punto de vista estructural y funcional son
las biomoléculas más numerosas y variadas, así
como las que presentan mayor número de
funciones biológicas.
Son también los componentes más importantes de
la materia viva, ya que son las responsables del
mantenimiento del fenómeno vital.
Funciones de las proteínas (II)
Las proteínas desempeñan diversas funciones,
todas ellas imprescindibles y variadas, pero entre
todas hay dos que destacan:
Otras funciones importantes de las proteínas son:
• Función estructural: son el principal material de
construcción de los seres vivos, formando parte
de todas sus estructuras.
• Función hormonal, varias hormonas son proteínas: insulina, somatotropina (crecimiento)…
• Función enzimática: la vida se mantiene gracias a
un conjunto de reacciones químicas, y todas
ellas necesitan proteínas (denominadas enzimas)
para poder producirse.
• Función de transporte y almacenamiento: hemoglobina, transferrina, ferritina…
• Función contráctil, responsable de los movimientos celulares coordinados: actina, miosina…
• Función de defensa y protección, que son todas
las relacionadas con el sistema inmunitario:
anticuerpos (inmunoglobulinas), antígenos…
Funciones de las proteínas (III)
• Función de reserva, algunas proteínas pueden
actuar como reserva de aminoácidos (no de
energía): ovoalbúmina, caseina…
• Función de recepción y transmisión de señales,
que recogen información sobre el ambiente que
rodea a las células u organismos: receptores de
membrana, rodopsina del ciclo visual…
• Función de control del crecimiento y diferenciación celular: factores de crecimiento…
Composición de las Proteínas
Químicamente, son polímeros lineales formados
por 20 aminoácidos distintos, que funcionan
como unidades estructurales.
La secuencia de los aminoácidos determina su
estructura tridimensional, y esta codificada en el
ADN, con lo que se transmite de una generación
a la otra.
La forma espacial y los pequeños cambios que ésta
puede experimentar son los responsables de su
funcionalidad.
• Funciones especializadas: osmótica, protectora...
Aminoácidos
Son compuestos que tienen un grupo amino y un
grupo ácido unidos al mismo carbono.
También tienen un radical R que es diferente para
cada aminoácido.
H
H2N C COOH
R
Aminoácidos esenciales
Aminoácidos esenciales: los que deben ser
suministrados de manera específica por los
alimentos, ya que los tejidos son incapaces de
sintetizarlos o la velocidad de síntesis es tan lenta
que no permite cubrir los requerimientos del
organismo.
Aminoácidos no esenciales: los que pueden ser
sintetizados por los tejidos a partir de
intermediarios que pueden ser transaminados,
utilizando el nitrógeno amínico de otros aminoácidos que están en exceso.
Aminoácidos esenciales
Ocho aminoácidos son esenciales siempre para los
humanos. Otros son esenciales en situaciones
fisiológicas concretas.
Esenciales
Semiesenciales
No esenciales
Utilización de los aminoácidos
Los aminoácidos son muy importantes como:
- Fuente de proteínas endógenas
- Combustibles metabólicos
Leucina
Cisteina
Glicina
- Precursores de otros aminoácidos
Isoleucina
Tirosina
Alanina
Valina
Arginina
Serina
- Precursores de lípidos y, sobre todo, de glúcidos
Metionina
Histidina
Prolina
Treonina
Glutamato
Lisina
Glutamina
Fenilalanina
Aspartato
Triptófano
Asparraguina
- Precursores de otros compuestos nitrogenados
Metabolismo de los aminoácidos
Utilización de las proteínas
Es muy complejo, ya que implica al menos el
metabolismo de los 20 aminoácidos proteicos, que
provienen principalmente de las proteínas de la
dieta.
De los 100 g de proteínas ingeridas, 10 g se pierde
por las heces, mientras que los 90 g restantes
pasan a formar parte del acervo aminoacídico total.
De los 300 g de proteínas que se degradan, 70 g
proceden de la acción de los jugos gástricos sobre
las células epiteliales descamadas, y estos 70 g
son absorbidos y pasan a formar parte del acervo
total de aminoácidos.
El acervo de aminoácidos como resultado de la ingesta diaria,
recambio proteico y excreción de nitrógeno (para una
persona tipo de 70 kg de peso con equilibrio nitrogenado).
Utilización de las proteínas
Requerimientos nutricionales de
las proteínas
Los 300 g diarios de proteínas que se sintetizan se
utilizan en:
La dieta debe aportar las cantidades adecuadas de
cada uno de los aminoácidos, en especial de los
esenciales.
• 70 g corresponden a la necesidad de reponer las
pérdidas del tubo digestivo.
• 20 g para la síntesis de las proteínas plasmáticas.
El factor fundamental que determina las necesidades
nutricionales de proteínas de un organismo es el
aporte de los aminoácidos esenciales.
• 8 g para la síntesis de hemoglobina.
• 2 g se emplean en los leucocitos sanguíneos.
• Aproximadamente 100 g se utilizan para la síntesis
de proteínas musculares.
Requerimientos nutricionales de
las proteínas
La metionina es semiesencial porque
requerimientos pueden sustituirse por los
cisteína; la tirosina es semiesencial, ya que
requerimientos pueden sustituirse por los
fenilalanina, y viceversa.
Exceso de ingesta proteíca
sus
de
sus
de
Un aspecto importante es que el aporte de proteínas
no sea excesivo, debido a que un exceso de
proteína es peligroso para la salud, dado que las
dietas ricas en proteínas son cetogénicas, y, entre
otras cosas requieren de un mayor aporte de agua.
Los requerimientos diarios de cada aminoácido
esencial cambian durante las diferentes etapas de
la vida, y son diferentes para cada aminoácido.
Además, se asocian con un consumo elevado de
alimentos animales y están, por tanto, relacionadas
con enfermedades crónicas.
Recomendaciones
Calidad biológica de las proteínas
Las recomendaciones en la ingesta de las proteínas
se basan en:
Es el contenido en aminoácidos esenciales de las
proteínas con respecto a los necesarios para la
síntesis de proteínas en humanos.
• Un aporte energético discreto (10-12%).
• Asegurar la presencia de aminoácidos esenciales
en cantidades adecuadas.
• Un 40% de la proteína ingerida debe ser de alto
valor biológico.
Los aminoácidos no esenciales se interconvierten
entre si, así que no influyen en el valor biológico.
La calidad condiciona la cantidad, ya que ésta
dependerá del valor biológico.
Proteínas animales y vegetales
Proteínas animales y vegetales
En general, se puede afirmar que las proteínas procedentes de animales (aves y pescados) presentan
perfiles adecuados de aminoácidos esenciales, y
se consideran de elevado valor biológico.
Así, por ejemplo, los cereales suelen ser deficientes
en lisina y a veces en triptófano, mientras que las
legumbres son deficientes en los aminoácidos
sulfurados.
Sin embargo, las proteínas de origen vegetal (con
excepción de la proteína de soja) no cubren las
demandas proteicas del ser humano, ya que suelen
ser deficientes en 1 o 2 aminoácidos esenciales.
Todo ello determina que deben de mezclarse
diferentes alimentos de origen vegetal para poder
obtener una dieta vegetal que aporte la cantidad
adecuada de cada uno de los aminoácidos.
Se toman como referencia las proteínas de la leche y
del huevo, ya que presentan una distribución de
aminoácidos muy próxima a la óptima.
Complementariedad
Papel de la glucosa en el
metabolismo
Complementariedad: Se deben ingerir proteínas de
diversas fuentes, con el fin de compensar sus
diferentes valores biológicos.
Síntesis y utilización de
glucosa en el cuerpo
humano.
Control de la glucemia tras la
ingesta
Control de la glucemia en el ayuno
Relación entre los metabolismos
glucídico y lipídico
Acetil Coenzima A como intermediario clave
metabolismo de las grasas y el de los glúcidos.
entre
el
Variación en las concentraciones de los principales nutrientes
circulantes.
Almacenes corporales de energía
La conclusión final es que la dieta ha de ser
lo mas variada posible, contener la energía
justa y necesaria, y estar dentro de los
parámetros de la dieta mediterránea.