desarrollo de la vida - anme.com.mx20bioqu%edmicos%20de%20n… · vitaminas, sales minerales y ......
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ganismo que lo utiliza y no del nutrimento. Así, la vitamina C es un nutrimento dispensa-ble en la dieta de los rumiantes, pero indispensable en la dieta de los primates, pues los primeros son capaces de sintetizar ácido as-córbico, mientras que los segundos han perdido esa habilidad.
Así, los nutrimentos pueden clasificarse en esenciales y no esenciales. Los nutrimentos esenciales son sustancias que forman parte de la materia orgánica, cuya ausencia del régimen alimentario o su disminución por debajo de un límite mínimo ocasionan, después de un tiempo variable, una enfermedad carencial. Esto se debe a que el organismo no los puede sintetizar a partir de sustancias que le son propias, siendo por lo tanto obligatoria su ingestión a determinados niveles. Dentro de ellos tenemos algunos aminoácidos, ácidos grasos insaturados, vitaminas, sales minerales y agua. Los nutrimentos no esenciales son sustancias constituyentes de la materia orgánica que pueden ser obtenidas a partir de otras que le son propias. Dentro de ellos está cualquier sustancia no incluida en los nutrimentos mencionados antes.
Por lo que respecta al criterio químico, para clasificar a los nutrimentos, probablemente es más adecuado utilizar un criterio bioquímico a partir de la identificación de las unidades estructurales mínimas que utiliza la célula en el metabolismo intermedio.
Desde el punto de vista nutritivo, los nutrimentos desempeñan las siguientes funciones:
Plástica. Consiste en la formación de estructuras propias y específicas del organismo. Se encuentra fundamentalmente a cargo de las proteínas pero también intervienen los lípidos y algunos minerales. Esta función permite el crecimiento, mantenimiento y reparación de los tejidos.
Energética o calórica. Consiste en la obtención de energía a partir de las oxidaciones biológicas de los principios inmediatos.
Esta función se encuentra principalmente a cargo de carbohidratos y lípidos, y en menor proporción de las proteínas. La energía así obtenida se emplea para producir calor en el proceso de termogénesis, o bien para producir trabajo. Los tipos de trabajo más importantes desarrollados por el organismo humano son: mecánico (contracción muscular), eléctrico (potenciales de acción), químico (síntesis de macromoléculas), y osmótico (formación de líquidos hipertónicos). La energía utilizada para estos procesos debe ser obtenida de las oxidaciones biológicas en forma de energía químicamente útil contenida en un compuesto donador universal de energía, el adenosíntrifosfato (ATP). Después de su uso, esta energía se transforma en calor. Por lo tanto, toda la energía contenida en los alimentos y utilizada en el organismo va a ser transformada a final de cuentas en calor. Este hecho es de gran utilidad al abordar el tema del balance energético.
Reguladora. Consiste en la contribución a la modulación de las reacciones químicas que forman parte del metabolismo celular. La función se encuentra a cargo de proteínas, vitaminas y sales minerales, ya que éstas son nutrimentos que forman parte de la estructura de las enzimas, las cuales son las moléculas reguladoras por excelencia. Esta última función permite que se lleven a cabo las dos anteriores.
El oxígeno es un caso especial dentro de los nutrimentos. Su esencialidad es evidente e innegable. El hombre tarda minutos en morir por falta de oxígeno, 2 a 3 días sin agua y semanas, meses o años por carencia del resto de los nutrimentos.
En los seres aerobios, el oxígeno es una molécula indispensable para la vida, funcionando como un receptor de electrones y protones dentro de la cadena respiratoria. En los organismos pequeños, la difusión del oxígeno a través de su superficie basta para oxigenar sus tejidos; en los organismos grandes se requieren sistemas especiales de transporte
de este gas. Para el hombre este sistema está constituido por el aparato respiratorio que tiene una superficie interior 40 veces más grande que la superficie externa. El oxígeno molecular es el único nutrimento que no se obtiene a través de los alimentos.
1.1.4 Leyes de la alimentación
"Una comida bien equilibrada es como una especie de poema al desarrollo de la vida"
Anthony Burgess
Antes de enunciar estas leyes, conviene insistir en que alimentación normal es la que permite al que la consume mantener las características bioquímicas peculiares de la salud y del momento de desarrollo en que vive; permite perpetuar a través de generaciones los caracteres del individuo y de la especie, para lo cual debe mantener la composición normal de tejidos y órganos, permitir el funcionamiento de aparatos y sistemas, capacitar al sujeto a gozar de una sensación de bienestar que lo impulse al trabajo y a la alegría, asegurar, en su caso, la posibilidad de la reproducción y favorecer la lactancia.
Para lograr todo lo anterior, la alimentación debe cubrir los requisitos que se resumen en las siguientes leyes de la alimentación:
1. Ley de la cantidad {suficiente). Se refiere a que los nutrimentos contenidos en los alimentos deben estar en las cantidades calóricas mínimas requeridas para satisfacer las exigencias energéticas del organismo y mantener su equilibrio.
2. Ley de la calidad (completa). Se refiere a que los alimentos deben contener los nutrimentos necesarios para evitar la aparición de enfermedades carenciales. Dicho de otro modo, el régimen alimentario debe proporcionar los requerimientos necesarios de nutrimentos esenciales, como son: algunos
aminoácidos, algunos ácidos grasos, las vitaminas, algunos oligoelementos y el agua, se le conoce también como ley de la calidad y se le ha relacionado no sólo con la carencia, sino también con el exceso de algunos nutrimentos, como el colesterol, lo que también provoca la aparición de enfermedades.
3. Ley de la armonía (armónica). Se refiere a que los nutrimentos contenidos en los alimentos deben guardar una relación de proporción tal que respeten el aporte que les corresponde a cada uno en 24 horas. Obviamente esta ley hace referencia tanto a los nutrimentos energéticos, carbohidratos, lípidos y proteínas, los que deben ingerirse en un determinado porcentaje con respeto al total calórico diario, como a los nutrimentos no energéticos, como algunos oligoelementos (Ca, P, Cu, Fe, etc.), los que deben ingerirse respetando cierta relación entre sí. Tal es el caso de la relación Ca/P que debe ser igual o superior a la unidad y de la relación Cu/Fe que debe ser cercana a 0.10.
Ley de la adecuación (adecuada). Se refiere a que los nutrimentos ingeridos deben estar en relación con la edad y el estado fisiológico de los individuos, resulta obvio que no va a tener el mismo aporte de nutrimentos un adulto que un recién nacido.
Por otro lado, dicho aporte debe ser adecuado no sólo a la fisiología del aparato digestivo, sino del organismo en su totalidad, pues si bien es cierto que para un individuo sano una dieta normal es la adecuada, para un enfermo una dieta adecuada puede no ser la "normal".
5. Ley de la pureza (pura). Los alimentos deben estar libres de gérmenes patógenos y sustancias tóxicas. Hay autores que no aceptan esta ley por considerar que está incluida dentro de la anterior (adecuación). Si bien es cierto que el cumplimiento de estas leyes es la base de una alimentación "equilibrada" o normal, también lo es que su incumplimiento conlleva a la malnutrición. Debemos tener en cuenta que debido a la
interrelación de estas leyes, la violación de una de ellas, afecta necesariamente a las demás.
7.2.5 Malnutrición
"Cualquiera que haya sido el padre de un padecimiento, la madre fue una dieta pobre"
George Herbert (1660)
Es el detrimento de la salud que se presenta como consecuencia de una deficiencia o exceso de nutrimentos. Este término incluye dos grandes grupos de enfermedades nutri-cionales- metabólicas que Mann ha denominado tipo I y II.
Malnutrición tipo I. Incluye a las enfermedades nutricionales por exceso de uno o más nutrimentos y generalmente de calorías con respecto a las necesidades fisiológicas del individuo. En la Fig. 1.2, se muestra su complejo mecanismo de producción.
Malnutrición tipo II. Incluye las enfermedades nutricionales por "déficit" y se define como la deficiencia de calorías y/o uno o más de los nutrimentos con respecto a las necesidades fisiológicas del individuo. En la Fig. 1.3 se muestra su mecanismo de producción.
Aunque una alteración en la absorción de nutrimentos (vgr.: síndrome de mala absorción) o un exceso en la eliminación de los mismos (vgr.: síndrome diarreico) son causas de este tipo de malnutrición como se muestra en la Fig. 1.3, la causa más frecuente es, sin embargo, el déficit en la ingestión
Figura 1.3 Malnutrición tipo II.
de tales nutrimentos. Resulta entonces que, desde el punto de vista médico, la mayor parte de casos de malnutrición tipo I y II son evitables si se da una alimentación equilibrada. Esto significa respetar las leyes de la alimentación, o de otro modo, tener un aporte adecuado en nutrimentos energéticos y nutrimentos no energéticos.
MODELO CLÍNICO: Marasmo Niño de 18 meses de edad, de padres con
nivel socioeconómico bajo, producto de parto distócico, sin control prenatal y con peso aproximado de 2200 g. Fue alimentado al seno materno hasta los dos meses continuando con dieta hipoproteica e hipoenergé-tica.
El padecimiento actual lo inició hace un año con pérdida de peso, retraso del crecimiento y cuadros repetidos de rinofaringitis. A la exploración física se encontraron los siguientes valores: peso 9 kg, talla 74 cm. FC 110 x min. FR 32 min., temperatura 36.4°C, TA 70/60.
A su ingreso, el paciente se encontró consciente, adelgazado, con palidez de tegumentos, pupilas normorrefléxicas, hipotoni-cidad de globos oculares, mucosa oral regularmente hidratada, faringe congestiva, turgencia de piel disminuida, ruidos cardio-rrespiratorios normales, abdomen blando y dolores en marco cólico, peristalsis aumentada, sin edema en las extremidades.
El laboratorio reporta = Hb 7g. Ht 21, CPS uncinaria.
MODELO CLÍNICO: Kwashiorkor Niña de 4 años. de edad, de padres con ni
vel socioeconómico bajo, producto de gestación a término, sin control prenatal, parto eutócico atendido en casa, nació con peso aproximado de 2,300 g. Fue alimentada al seno materno hasta los dos años, ablactación a los 9 meses con alto contenido en almidones y féculas.
El padecimiento actual lo inició hace un año, con pérdida de peso y retraso del crecimiento, asociado a infección de vías respiratorias y digestivas. Por exploración física se encontraron los siguientes valores: peso 12 kg., talla 90 cm, FC 100 x min, FR 26 x min, temperatura 36°C, TA 80/60.
A su ingreso, la paciente se encontraba con marcado adelgazamiento, palidez de tegumentos y decaída. Se apreciaron lesiones angulares en comisuras palpebrales, pupilas normorrefléxicas, hipotonicidad de globos oculares, narinas con rinorrea hialina, conductos auditivos sin alteraciones, mucosa oral regularmente hidratada, faringe hiperé-mica, turgencia de piel disminuida, ruidos cardiorrespiratorios normales, hepatomega-lia, peristalsis aumentada y edema de extremidades.
Los exámenes de laboratorio reportan: Hb 9 g, Ht 27, CPS Giardia lamblia, albúmina 2 g, relación A/G 2/1, urea 14 mg.
A fin de aportar al organismo los requerimientos energéticos, un individuo debe consumir macronutrimentos, es decir, carbohidratos, grasas y proteínas.
1.2 NUTRIMENTOS ENERGÉTICOS
1.2.1 Carbohidratos
Los carbohidratos son los compuestos orgánicos más abundantes y ampliamente distribuidos en la naturaleza; por ello son la fuente de alimentación más abundante y accesible para el ser humano. El sol es la fuen
te primaria de energía para los organismos vivientes. Por un proceso complejo conocido como fotosíntesis los vegetales sintetizan carbohidratos a partir del bióxido de carbono del aire y del agua del suelo; estos carbohidratos se almacenan bajo la forma de almidón o forman parte de la estructura del soporte vegetal como celulosa.
El uso de carbohidratos en la alimentación humana representa varias ventajas. El rendimiento de energía por superficie de tierra cultivada es mucho mayor para alimentos vegetales que para alimentos animales porque el animal debe primero convertir la energía de los vegetales que consume en proteínas y grasas. Por estas razones los alimentos ricos en carbohidratos son menos costosos.
La estructura química de este importante grupo de nutrimentos se tratará en la VI Unidad.
FUENTES. Los carbohidratos se encuentran abundantemente en los siguientes grupos de alimentos: semillas secas de cereales (maíz, trigo y arroz), semillas maduras de leguminosas (frijol, haba, garbanzo, lenteja, alverjón, soya), tejidos vegetales frescos (raíces, tallos, frutas), mieles, azúcar de caña y chocolates.
Funciones en la nutrición. La función más importante de los carbohidratos es la energética, pues es bien sabido que las células al oxidar la glucosa obtienen la mayor parte de la energía que necesitan para sus procesos vitales. Además de este glúcido de uso energético inmediato existe el glucógeno, que representa una reserva energética a corto plazo pues es almacenado en los tejidos hepático y muscular, desde los que puede ser movilizado para satisfacer durante algunas horas las necesidades calóricas del organismo.
Existen otros carbohidratos cuya función básica es estructural como la desoxirribosa que forma parte del ácido desoxirribonuclei-co (DNA), la ribosa del ácido ribonucleico
(RNA) y la galactosa que forma parte de la colágena y los galactocerebrósidos, entre otros.
Es importante mencionar dentro de los carbohidratos al ácido ascórbico (vitamina C) y al inositol que si bien no dan lugar a energía, cumplen una función imporante; el primero interviene activamente en las reacciones de oxidorreducción, en la síntesis de colágena y como modulador de la transcripción genética, mientras que el segundo interviene en la síntesis de inositolípidos (fosfolípidos). Aquellos nutrimentos no son sintetizados por el hombre.
El almidón es un polisacárido que al digerirse libera glucosa y su contribución al contenido de energía de la dieta es muy valiosa. Por sí solo representa el 60% al 65% del peso seco de una dieta; es por lo tanto, el componente más abundante de una dieta normal.
En 1975, Burkitt y Trowell introdujeron el término fibras de la dieta para referirse a aquellos componentes de material vegetal que no son digeridos por las enzimas digestivas del hombre, como son la celulosa, los P-glucanos, las hemicelulosas, las pectinas, las gomas y la lignina (aunque esta última no es un carbohidrato).
El interés actual por las fibras como un componente importante de la dieta surge de la asociación epidemiológica entre una elevada ingestión de una fibra y la menor incidencia de cáncer de colon, diabetes y enfermedades coronarias. Dentro de las funciones de la fibra se pueden mencionar la modulación de la respuesta glucémica, la disminución de la absorción de colesterol y la regulación de la velocidad del tránsito intestinal, lo que permite dar a las heces su consistencia característica y evitar la aparición de estreñimiento. Actualmente se considera deseable que la dieta contenga entre 20 y 30 g de fibra.
Cantidad. Como son los nutrimentos más abundantes en la naturaleza y los más asequibles económicamente, en los países subdesa-
rrollados la alimentación es fundamentalmente glucídica. En los Estados Unidos de Norteamérica proporcionan entre el 40 y 50% de las calorías totales de la alimentación; en tanto que en los países mediterráneos proporcionan entre el 50 y 70% y cuando hay escasez de grasas y proteínas pueden proporcionar hasta el 80%. Consideramos que en México proporcionan el 60% del total calórico. Para un varón adulto, joven, de vida media activa y de 70 kg. de peso, la necesidad de ellos sería de 6.2 g/Kg/día (Tabla 1.5).
Calidad. No son nutrimentos esenciales puesto que en el proceso metabólico de la gluconeogénesis se pueden obtener carbohidratos de algunos aminoácidos, así como de la fracción glicerol de las grasas; sin embargo, para este proceso se necesita algo de carbohidrato preformado por lo que se considera que un mínimo de 5 g de carbohidratos por 100 cal. de la dieta total son necesarios para impedir la aparición de cetosis debida fundamentalmente a la movilización orgánica de grasas para las oxidaciones biológicas cuando no hay buena disposición de glúcidos.
La tendencia actual incide en una ingestión de carbohidratos que corresponda con un 60% de las calorías totales, de las cuales 50% provenga de azúcares complejos y naturales y 10% de azúcares refinados.
Reserva. Se calcula que en un hombre adulto joven de 70 kg de peso existen, según se ilustra en la Tabla 1.6, alrededor de 1500 calorías almacenadas en forma de carbohidratos. Si consideramos, de acuerdo con nuestro caso ejemplo, el gasto diario de energía en alrededor de 3000 calorías, vemos que los carbohidratos almacenados proporcionan energía tan sólo para 12 horas.
1.2.2 Lípidos
Los lípidos o grasas son un conjunto heterogéneo de moléculas orgánicas. Su característica común es la de ser insolubles en agua
y solubles en disolventes orgánicos no polares, como cloroformo, éter, benceno y otros. No obstante, a este grupo pertenecen los fos-folípidos y glucolípidos que tienen la característica peculiar de ser parcialmente solubles en agua y en solventes oleosos; es decir, no son ni hidrófobos ni hidrófilos, son antipáticos. Una sustancia anfipática es aquella que posee grupos químicos afines al agua y grupos afines en grasas, en la misma molécula. Es justamente a esta característica que se debe una de las principales funciones de los lípidos, la de formar membranas. La importante separación de las células y de las estructuras subcelulares en compartimientos acuosos separados se consigue mediante el uso de membranas.
Por otro lado, los lípidos son moléculas con un número relativamente alto en átomos de carbono, con abundancia de hidrógeno y pobres en átomos de oxígeno. Esta abundancia de hidrógeno los hace ser de alto contenido energético (como los hidrocarburos). Su almacenamiento en forma de triacilgliceroles triglicéridos) es más eficiente y cuantitativa
mente importante que el almacenamiento de los glúcidos en forma de glucógeno. Un gramo de lípido proporciona 9 kcal; compárese con las 4 kcal por gramo de los carbohidratos.
Fuentes. Los grupos de alimentos que más lípidos contienen son las oleaginosas, grasas y aceites, y lacticíneos. El huevo de gallina contiene grasas y proteínas, además de algunas vitaminas y hierro; es una fuente habitual de colesterol, por lo que se debe evitar el abuso en su consumo.
Funciones en la nutrición. Las grasas utilizadas para preparar los alimentos les confieren apetibilidad y buen sabor con lo que facilitan la digestión de los nutrimentos al aumentar las secreciones digestivas. Las grasas dietéticas son el vehículo utilizado por las vitaminas liposolubles para su absorción y transporte. Los fosfolípidos y otras grasas desempeñan una importante función estructural, pues son componentes indispensables de la unidad de membrana, por lo que debido a las características propias del tejido nervioso, intervienen significativamente en la estructura de tal sistema.
Desde el punto de vista energético los tri-glicéridos son la principal reserva calórica del organismo, pues al ser movilizados desde el tejido adiposo tanto el glicerol como los ácidos grasos que los constituyen, pueden ser utilizados como fuentes de energía por las células de la economía. El glicerol puede ingresar a la gluconeogénesis y ser convertido a glucosa. Un riesgo inherente a la amplia movilización de grasas es la gran producción de Acetil-CoA, con la subsecuente derivación a cuerpos cetónicos que originan cetonemia y acidosis metabólica, lo que no ocurre cuando se movilizan carbohidratos o proteínas. A pesar de ello, el organ i smo pref ie re a lmacena r l íp idos y degradarlos cuando sea necesario, pues además de que por gramo de peso son los que contienen más calorías, debido a su carácter apolar rechazan el agua, por lo que se pueden acumular en un menor espacio que el que les correspondería a carbohidratos y proteínas pues ambos son polares y al almacenarse llenarían mucho espacio con el agua que atraen.
Cantidad. Las cantidades lipidíeos ingeridas en la dieta de los diversos países son muy variadas. Así, por ejemplo, en los países industriales de Occidente, las grasas proporcionan alrededor de 40% del total de
calorías en 24 horas, en tanto que en los países de Oriente la grasa suministra solamente 8-10% del total calórico. La American Heart Association recomienda que la energía derivada de las grasas no exceda de 35% del consumo diario total, considerándose como promedio aceptable el 25 %. Aunque el contenido de grasas tiende a aumentar con las necesidades energéticas, pues los individuos que realizan trabajo físico intenso seleccionan espontáneamente dietas más ricas en grasa, es preferible respetar las recomendaciones anteriores. Esto significa que para un varón adulto joven, de 70 kg de peso y de vida media activa, se requiere la ingesta de 1.2 g/kg/día de lípidos (Tabla 1.5).
Calidad. Algunos ácidos grasos poliinsa-turados son considerados como nutrimentos esenciales para el hombre. Estos tienen influencia sobre los niveles séricos de coleste-rol (y subsecuentemente sobre la incidencia de enfermedades cardiovasculares), los que disminuyen cuando el contenido dietético de grasas insaturadas prevalece sobre el de grasas saturadas. Los requerimientos en cuanto a la calidad de los lípidos dietéticos serán satisfechos si del total de ácidos grasos ingeridos 1/3 son saturados totales, 1/3 monoinsatura-dos y 1/3 poliinsaturados; o bien si del total de calorías ingeridas, el 1 % le corresponde a
los ácidos grasos esenciales. Una guía para seleccionar una dieta lipídica que se ajuste a estos requerimientos se proporciona en la Tabla 1.7.
Reserva. Como ya se dijo, el tejido adiposo es una importante reserva energética para el organismo. Tomando en cuenta que los lípi-dos constituyen alrededor del 12% del mismo,
cada kilogramo de peso corporal contiene 1,116 Cal en forma de grasa por lo que un hombre de 70 kg tiene en su tejido adiposo una reserva de 78,120 kcal. Sin embargo, según Cahill, en este individuo hay una cantidad de grasa total (15 kg) que equivale a 139,000 kcal. Atendiendo a este último dato y suponiendo que el consumo energético fuera de 3,000 kcal, la energía almacenada en forma de grasa constituye una reserva para 46.5 días.
1.2.3 Proteínas y aminoácidos
Las proteínas constituyen, sin duda, uno de los nutrimentos de mayor trascendencia en los seres vivos. Desempeñan una amplia variedad de funciones que determinan en gran parte la actividad metabólica y morfología de los seres vivos. No en vano Berze-lius sugirió que a la sustancia compleja que describiera Mulder en 1838 se le llamara proteína, palabra griega que significa "primordial" o "primer lugar". El químico holandés Mulder al describir el material orgánico en cuya composición intervenía el nitrógeno mencionó que era "sin duda la más importante de todas las sustancias conocidas en el reino orgánico, sin la cual no parece posible la vida sobre nuestro planeta".
Actualmente se conserva el nombre de proteína para designar un grupo de sustancias que son los principales constituyentes nitrogenados de todos los organismos animales y vegetales. Decir que las proteínas son más importantes que cualquier nutrimento no es apropiado, ya que, en el estudio de la nutrición, cualquier suministro dietético inadecuado o que interfiera en la utilización de cualquier nutrimento es de graves consecuencias.
En este siglo se han discutido y debatido constantemente las necesidades y aportes de proteínas. Ningún otro nutrimento ha estado sujeto a semejante inspección minuciosa. La
valoración más completa sobre este punto se encuentra en el informe de 1985 sobre Energía y Necesidades Proteicas preparado por la Organización de Alimentación y Agricultura (FAO), la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Universidad de las Naciones Unidas (ÜNU). No obstante, el "Kwas-hiorkor" y el "marasmo" así como estados más benignos de estas enfermedades siguen siendo el principal problema nutricional de los países en desarrollo del mundo. Literalmente, millones de niños son víctimas de estas enfermedades en Asia, África, América Central, Las Indias Occidentales y Sudamérica.
Muchas personas no consumen las suficientes proteínas, ya sea por ignorancia en la selección de una buena dieta o por falta de dinero para comprar alimentos que contengan proteínas, que generalmente son los nutrimentos más caros de la dieta.
Fuentes. Las proteínas se encuentran fundamentalmente en huevos, leche y derivados lácteos, y algunas carnes (hígado y riñon), que contienen proteínas de excelente calidad; otras carnes (tejido muscular) de aves y pescados, y algunas leguminosas (como el frijol de soya), contienen proteínas de buena calidad; los cereales, las harinas, la mayor parte de los tubérculos y raíces vegetales, contienen proteínas de mediana calidad y la mayor parte de frutas y vegetales son alimentos de bajo contenido proteico.
Funciones en la nutrición. Las proteínas desempeñan una amplia variedad de funciones dinámicas dentro de la nutrición. La más importante es la función catalítica que se lleva a cabo a través de enzimas, todas ellas de naturaleza proteica y que participan en la mayor parte de las reacciones químicas celulares. La hidrólisis a la que son sometidos los nutrimentos en el proceso de digestión es función enzimática. La absorción de moléculas simples hacia el citoplasma de la célula como es el caso de la glucosa, se lleva a cabo por proteínas que se encuentran en la membrana de las células epiteliales del in-
testino. Otra función dinámica de las proteínas en la nutrición es el transporte. Ejemplo de ello es la hemoglobina que lleva a cabo funciones de primordial importancia en el transporte de oxígeno a los tejidos y en el equilibrio ácido base. Otras proteínas plasmáticas participan en el transporte de numerosas sustancias como los lípidos que se encuentran en el torrente circulatorio en forma de lipoproteínas. Igualmente algunos oligoelementos como el cobre, el hierro y otras moléculas, son trasladados unidos a proteínas debido a su carácter polar que las hace fácilmente solubles en el plasma. En general las proteínas de los alimentos proveen de aminoácidos para la formación de proteínas corporales con lo que se pueden resintetizar los tejidos que constantemente están en degradación.
Las proteínas tienen otras múltiples funciones en el metabolismo como es la de regulación a través de hormonas de naturaleza proteica. Las proteínas plasmáticas son fundamentales en la regulación de la presión osmótica y en el mantenimiento del equilibrio hidroelectrolítico como es el caso de la albúmina que por su poder hidrofílico retiene líquido dentro de los capilares evitando que el agua pase al espacio intersticial con lo que se produciría edema. El carácter anfotero de las proteínas se refiere a la capacidad que éstas tienen para captar y/o liberar hidro-geniones del medio que los contiene, regulando así el equilibrio ácido básico de los líquidos corporales.
Existen además proteínas con función protectora como las inmunoglobulinas en las cuales radica la llamada respuesta inmune, es decir, todas las acciones en respuesta al material extraño. Otras participan en los mecanismos de reconocimiento como es el caso de los receptores membranales o cito-sólicos. Algunas otras tienen función estructural, tal es el caso, entre otras, de la colágena que interviene en la estructura del tejido conectivo y la queratina que forma
parte de la piel y sus anexos. Finalmente no debe olvidarse el papel energético de las proteínas, pues algunos aminoácidos pueden ingresar a las vías oxidativas proporcionando así energía para las funciones celulares.
Cantidad. Una cantidad mínima de proteínas es indispensable en la dieta para asegurar la renovación de proteínas de los tejidos, que constantemente experimentan destrucción y resíntesis. A menudo se hace referencia a esto como la cuota de desgaste. Sin embargo, el requerimiento de proteínas aumenta considerablemente con las demandas del crecimiento, cuando se incrementa el metabolismo (como sucede en los síndromes febriles), en las quemaduras, después de traumatismos, en el embarazo y la lactancia. Se acepta que las proteínas deben cubrir entre el 10 y el 15% del total de calorías diarias ingeridas. Esto significa que para mantener el balance nitrogenado en equilibrio correspondiente a un hombre adulto joven de 70 kg de peso, se requiere un mínimo proteico de 0.56 g/kg. Sin embargo, considerando que no toda la proteína ingerida se absorbe y no toda la absorbida se retiene, se acepta que la ingesta proteica promedio sea de 1 g/kg/día. (Tabla 1.5.). En el niño y en el adolescente se recomienda, en cambio, una ingesta de 1.5 a 2 g/kg/día.
Aminoácidos esenciales y no esenciales. Osborne y Mendel en 1915 demostraron la importancia de la composición de aminoácidos de las proteínas al observar que las ratas no crecían o incluso morían al omitir en sus dietas algunos aminoácidos. Posteriormente, el Dr. William C. Rose estableció que esto también es cierto en los seres humanos. Por consiguiente, desde el punto de vista nutritivo, se clasificaron los aminoácidos en esenciales, aquellos que el organismo no puede sintetizar a partir de moléculas propias, y no esenciales, los que puede sintetizar y cuya presencia no se hace obligatoria en la dieta. Estrictamente hablando, todos los aminoáci-
dos son unidades esenciales para la síntesis de una proteína. No debe permitirse que la clasificación nutricional, basada en las necesidades dietéticas, oscurezca la importancia de los aminoácidos no esenciales; la alanina, por ejemplo, es un importante transportador no tóxico de nitrógeno liberado durante la degradación de los aminoácidos en los tejidos periféricos, desde donde lo transporta al hígado para ser transformado en urea. La glutamina es esencial para el mantenimiento del equilibrio ácido-base en el riñon, además de ser un amortiguador importante de amoniaco.
Aminoácidos como la tirosina y la cistina, que habitualmente son sintetizados en cantidades adecuadas por el organismo a partir de sus precursores, fenilalanina y cisteína respectivamente, suelen designarse a menudo como semiesenciales, término contradictorio en sí mismo. Recientemente Chipponi y Cois. (1982) propusieron el concepto de condi-cionalmente indispensable para sustancias que no son esenciales en circunstancias normales, pero que por una alteración metabóli-ca o por el estado fisiológico del organismo pueden no sintetizarse en cantidades suficientes para satisfacer las necesidades orgánicas. Por ejemplo, arginina e histidina, a pesar de ser sintetizados por el organismo, durante el crecimiento no tienen una tasa de
formación suficiente para satisfacer las necesidades fisiológicas. Podría aplicarse también a la cistina y a la tirosina en lactantes prematuros, probablemente a la taurina, y posiblemente a la carnitina.
El adulto humano requiere de ocho aminoácidos esenciales (Tabla 1.8) y los niños en crecimiento necesitan hasta diez.
Además de ser las unidades estructurales de todas las proteínas, los aminoácidos también tienen funciones específicas en el organismo. El triptófano sirve como precursor de la niacina, una de las vitaminas del complejo B, y de la hormona serotonina; la me-tionina proporciona grupos metilo para la síntesis de colina, compuesto que ayuda a prevenir el almacenamiento de grasa en el hígado y constituyente de un tipo de fosfolí-pidos. La glicina contribuye a la formación del anillo porfirínico de la molécula de hemoglobina y constituyente también importante de las purinas y pirimidinas, necesarias para la síntesis de ácidos nucleicos. La fenilalanina y tirosina son precursores de las hormonas (y neurotransmisores) adrenalina, noradrenalina, dopamina y tiroxina; y la histidina de la cual se forma la histamina. Las proteínas son también fuente potencial de energía, igual que lo son carbohidratos y grasas; cada gramo de proteína produce un
promedio de 4 kcal. La energía que necesita el cuerpo tiene prioridad sobre otras necesidades y si la dieta no proporciona suficientes calorías de grasas y carbohidratos, las proteínas de la dieta y las de los tejidos serán catabolizadas para obtener energía. Sin embargo, cuando los aminoácidos se utilizan para obtener energía, se pierden para propósitos de síntesis; inversamente, cuando los aminoácidos son incorporados a la molécula de proteína, no proporcionan energía hasta que las proteínas de los tejidos son nuevamente catabolizadas.
Calidad. La calidad nutricional de una proteína, es decir, la cantidad que se requiere para cubrir las necesidades de aminoácidos esenciales en comparación con una que sea muy fácil de digerir y que proporcione aminoácidos en las cantidades requeridas, depende de su composición de aminoácidos y la facilidad con que se digiere. Hace algunos años la Organización de Alimentos y Agricultura (FAO) a través de su Comité de Nutrición describió el requerimiento de proteínas en término de un patrón de referencia de aminoácidos. La proteína de referencia sería aquella que produzca un gramo de tejido por cada gramo consumido; o sea, tendría un valor biológico de 100. Después de una serie de investigaciones, se encontró que los patrones de aminoácidos en la leche humana y en el huevo entero corresponden a los patrones requeridos por los humanos. Así en 1965 un Comité conjunto FAO/OMS recomendó que estas proteínas se utilizaran como patrones de referencia.
En 1985, un informe FAO/OMS/UNU da a las necesidades de aminoácidos, valores que son prácticamente idénticos a los propuestos con anterioridad. Sin embargo, el comité propuso distintos patrones de puntuación de los aminoácidos para lactantes, niños y adultos, lo cual no ha sido aceptado en su totalidad, ya que no hay necesidad de ajustar los aportes proteicos de los adultos según la calidad de las proteínas. Por tanto,
sería preferible usar un solo patrón, basado en las necesidades del grupo más vulnerable, los niños pequeños. Con relación a los adultos, se reconoce que sus necesidades de aminoácidos son extremadamente bajas y que requieren más bien de proteínas desequilibradas, como las de la harina de trigo, que de las procedentes de la leche o ios huevos para conseguir un balance nitrogenado.
Desde el punto de vista de la calidad de una proteína, es importante considerar la di-gestibilidad, el valor biológico y la utilización neta de las proteínas.
Digestibilidad (D). Se refiere a la proporción en que se absorbe una cierta cantidad de proteína con respecto a la ingerida. A mayor absorción mayor digestibilidad de la proteína, de tal manera que si se absorbe toda, su digestibilidad será del 100%. Este valor se determina investigando la excreción fecal de nitrógeno en relación con el nitrógeno ingerido en forma de proteína. Considerar que 1 g de nitrógeno representa 6.25 g de proteínas.
Digestibilidad = N ingerido-Nfecal x lQQ N ingerido
Valor biológico (VB). Se refiere a la proporción de nitrógeno proteico retenido en el organismo con respecto al absorbido. Se determina considerando la ingestión y la pérdida de nitrógeno bajo condiciones controladas.
., , ,. ,. . N ingerido - (Nfecal+Nurinario) .__ Valor biológico = &——-—i—f — — ; L x 100
TV ingerido - N fecal
A mayor valor biológico de la proteína, mayor será la cantidad de nitrógeno proteico retenido en el organismo y, por lo tanto, mayor será su valor nutritivo. En la Tabla 1.9 se da una lista de varias proteínas con su respectivo valor biológico. Se puede observar que, en general este valor es más alto en las proteínas de origen animal que en las de origen vegetal, en virtud de que las primeras
contienen todos los aminoácidos esenciales. Las proteínas vegetales carecen de uno o más aminoácidos esenciales y son más difíciles de digerir, lo cual se refleja en valores biológicos bajos.
Utilización neta de proteína (UNP). Este valor se refiere a la proporción que hay entre el nitrógeno proteico retenido en el organismo con respecto al nitrógeno proteico ingerido.
. r^rr. _ N ingerido - N eliminado (heces y orina) N ingerido
N retenido N ingerido x 100
El valor de UNP constituye una medida del grado en que se digiere una proteína y cómo se utilizan los aminoácidos una vez absorbidos, es directamente proporcional a la digestibilidad y al valor biológico, y es lo que determina el valor nutritivo de las proteínas. Esto depende en última instancia de la cantidad de aminoácidos esenciales presentes en la proteína. Generalmente, la mayoría de las proteínas animales tienen todos los aminoácidos esenciales y por lo tanto va
lores elevados de UNP (Tabla 1.10). También es posible expresar el valor nutritivo de una proteína en función del llamado valor químico, obtenido de la concentración de cada aminoácido esencial comparada con la que se encuentra presente en la proteína de huevo entero. Los valores químicos son comparables a los valores biológicos derivados de estudios de balance nitrogenado o de crecimiento en ratas jóvenes.
Tomada de la OMS Technical Report No. 522, Pág. 67. Un problema importante en las dietas ve
getarianas (sobre todo las estrictas) es que tienden a ser tan grandes en volumen, que no se alcanzan a cubrir las necesidades energéticas. Por otro lado, los aminoácidos esenciales escasean en los alimentos de origen vegetal (Tabla 1.11). Aún así, las dietas vegetarianas pueden utilizarse si se combinan, por ejemplo, el maíz (cereal deficiente en li-sina) con leguminosas como el frijol (deficientes en metionina pero ricas en Usina). Los platillos que se forman mediante estas combinaciones pueden aumentar la UNP con respecto a la que tiene cada alimento por separado. En la Tabla 1.12 se observan los tres aminoácidos esenciales que escasean con mayor frecuencia en las proteínas de origen vegetal. Cuando el frijol (leguminosa
y el maíz (cereal) se toman por separado, se presentan grandes lagunas en el contenido de aminoácidos si se les compara con la albúmina (proteína del huevo). Sin embargo,
si se consumen juntos, las lagunas desaparecen. Hardinge y asociados encontraron en un grupo de vegetarianos estrictos que las leguminosas, los granos enteros, las nueces
y los vegetales proporcionan una combinación satisfactoria de aminoácidos.
Cuando se proporciona una cantidad apre-ciable de proteínas vegetales junto con una pequeña cantidad de proteínas animales, la calidad de la mezcla es tan efectiva como la de las proteínas animales solas. Por ejemplo, los alimentos a base de cereales son generalmente bajos en lisina, pero la leche proporciona suficientes cantidades de la lisina faltante. Para utilizar mejor los alimentos proteicos, se sugiere incluir alguna proteína completa en cada una de las comidas del día, como la del huevo o la leche.
Las necesidades proteicas cualitativas quedan satisfechas si del total calórico que les corresponde en 24 horas, dos terceras partes son proporcionadas por proteínas de origen vegetal (Tabla 1.5). Si bien esto no deja de ser sólo una recomendación, ya que el consumo de proteínas de origen animal está, por otro lado, relacionado con un aumento en la incidencia de enfermedades cardiacas y de diversas formas de cáncer. Se podría suponer que probablemente no es la proteína animal por sí misma sino la grasa y el colesterol asociados a la misma. Por otro lado, una dieta vegetariana estricta no está exenta de riesgos, a no ser que el individuo esté muy bien informado dietéticamente.
Aminoácido limitante. Todos los aminoácidos que se necesitan para la síntesis de una proteína dada deben estar simultáneamente presentes en cantidades suficientes. Si falta un solo aminoácido, la proteína no puede construirse. Si uno de los aminoácidos está presente en cantidad limitada, la proteína podrá formarse hasta que la provisión de este aminoácido se termine. El aminoácido que se encuentra en déficit se conoce como aminoácido limitante. Si uno o más de los aminoácidos faltan en la poza, los aminoácidos restantes no están disponibles para la síntesis proteica y por tanto serán ca-tabolizados para producir energía.
1.3 NUTRIMENTOS NO ENERGÉTICOS
1.3.1 Vitaminas
"Nada es veneno, todo es veneno: la diferencia está en la dosis"
Theophrastus Bombart Von Hohemhein (Paracelso)
A comienzos de este siglo se presentaban ciertos padecimientos misteriosos y a menudo fatales que, en la época en que Pasteur divulgaba la idea de que todas las enfermedades eran causadas por microorganismos, era difícil imaginar otra causa y tener elementos para combatir estos padecimientos. Era común que los marinos que realizaban viajes prolongados por mar fueran las víctimas y algunos observadores empezaron a reconocer que la dieta estaba carente de algo.
En el Oriente, la enfermedad "beriberi" mató a millones con extraños efectos paralíticos (polineuritis). Por generaciones, los chinos sabían que un té, hecho de cascara de arroz, curaba el beriberi pero el conocimiento no tuvo amplia divulgación o no se creyó en él. En 1883, Eijkman, médico alemán, produjo parálisis en pollos alimentándolos con el arroz blanco que consumía la población de Java. Además, demostró que esta parálisis curaba pronto con extractos de cascara de arroz. Al principio pensó que alguna toxina del arroz blanco era neutralizada por la cascara, pero luego concluyó correctamente que la cascara contenía un nutrimento esencial.
En 1912, el bioquímico polaco, Casimiro Funk, formuló la teoría de la vitamina según la cual las enfermedades beriberi, pelagra, raquitismo y escorbuto eran producidas por carencia en la dieta de cuatro diferentes nutrimentos vitales. Funk imaginó que todos ellos eran aminas, de donde nació el término vitamina. En el mismo año, el inglés Hopkins anunció que un factor aislado de la leche era
necesario para el crecimiento normal de las ratas. En 1915, Me. Collum y Da vis, de Wis-consin, reconocieron que eran dos los factores. Al primero, soluble en grasas, se le llamó A y el otro soluble en agua, fue denominado factor B (que curaba el beriberi en pollos). Aunque años después se supo que el factor A no era amina, el término vitamina ya había sido acuñado para designar este tipo de cofactores.
Así fue como en los años de la primera guerra mundial, los hombres ya contaban con tres vitaminas para combatir males milenarios. En los balcanes y Dinamarca la "enfermedad de los ojos" era curada con vitamina A. En las zonas devastadas por la acción bélica, la vitamina C derrotaba al escorbuto. En Alemania, Polonia y otros países, el beriberi retrocedía ante la vitamina B.
El progreso en el aislamiento de las vitaminas fue lento. Cuando Williams empezó a aislar el factor antiberiberi en 1910, la gente creyó que su esfuerzo sería infructuoso debido a las ideas de Pasteur de la causa bacteriana de las enfermedades. Sin embargo, en 1926, Jansen aisló pocas cantidades de tia-mina. Pronto se observó que la nueva vitamina sola (Bi) era insuficiente para satisfacer los requerimientos dietéticos de la rata de factor B y se encontró que se requería un segundo factor (B2) además de tiami-na, muy lábil y fácilmente destruido por el calor. En seguida se observó que eran más los componentes de este factor y a la mezcla se le llamó complejo B de la cual se comenzaron a aislar cada uno de sus miembros: la riboflavina (B2) responsable de la estimulación del crecimiento; el piridoxal (Bg) que prevenía la dermatitis facial o "pelagra"; el ácido pantoténico que curaba la dermatitis del pollo; la nicotinamida que curaba la pelagra humana; y la biotina, necesaria para el crecimiento de las levaduras.
Siguiendo el orden, el factor antiescorbuto fue llamado vitamina C (ácido ascórbico), el factor liposoluble que prevenía el raquitismo
fue designado vitamina D (calciferol). En 1922, se reconoció otro factor liposoluble llamado vitamina E (tocoferol), esencial para llevar a término el embarazo en ratas. En 1930, se agregaron a la lista la vitamina K (del alemán Koagulation) y los ácidos grasos esenciales (entonces conocidos como vitamina F, de fatty).
El estudio de los trastornos sanguíneos en el hombre, anemia perniciosa y anemia ma-crocítica, condujo al reconocimiento de dos vitaminas hidrosolubles, el ácido fólico (de folio = hoja) y la vitamina B12, esta última aislada por Funk y Hopkins, quienes recibieron el premio Nobel en 1929 por sus descubrimientos.
En 1983, al modo de un símbolo, el viejo laboratorio de Batavia fue rebautizado. Tenía hasta entonces un nombre extenso y algo pomposo. Se le llamó Instituto Eijkman, en honor al pionero de las vitaminas.
Clasificación y nomenclatura
Las vitaminas se encuentran en dos grandes grupos de alimentos: los grasos, que contienen las vitaminas liposolubles, y los alimentos no grasos, en los que existen las vitaminas hidrosolubles. De aquí ha surgido la clasificación de las vitaminas, que hasta la fecha se utiliza, en dos grandes categorías en base a su solubilidad en los llamados solventes de grasas o en agua. Las vitaminas liposolubles reconocidas como esenciales para la nutrición humana son: A,D,E y K. Las vitaminas hidrosolubles esenciales para el ser humano incluyen la vitamina C (ácido ascórbico) y las del complejo B: Bl (tiami-na), B2 (riboflavina), B6 (piridoxina), fola-cina (ácido tetrahidrofólico o THF), B12 (cobalamina), ácido pantoténico, biotina y posiblemente ácido lipoico.
Algunas vitaminas hidrosolubles se comportan como coenzimas, por ejemplo la biotina que participa en reacciones de carboxila-
ción, descarboxilación y transcarboxilación. Otras en cambio son constituyentes de coenzimas, por ejemplo, la nicotinamida que forma parte de dos coenzimas que intervienen en reacciones de oxidorreducción: NAD+ y FAD. Así pues, en general, las vitaminas hi-drosolubles tienen una función reguladora en el metabolismo.
Fuentes. Las principales fuentes de vitaminas son: carne, leche y lacticíneos, huevos, frutas y legumbres. A pesar de que los alimentos contengan considerables cantidades de vitaminas, es necesario hacer notar que la manipulación de muchos de ellos antes de su ingestión puede afectar seriamente su aporte vitamínico. Por ejemplo, la cocción prolongada de las frutas y/o verduras que contienen vitamina C puede ocasionar la pérdida de una buena cantidad de ella, pues es muy termolábil.
Funciones. Dependiendo de la solubilidad que presentan las vitaminas se clasifican en hidrosolubles (Tabla 1.13) y liposoiubles (Tabla 1.14) según sean solubles en agua o grasa, respectivamente. Desempeñan diversas funciones en los animales, las que son descritas con más detalle en las tablas antes mencionadas.
Algunas vitaminas hidrosolubles se comportan como coenzimas, por ejemplo la biotina que participa en reacciones de carbo-xilación y transcarboxilación, uniéndose a enzimas como la piruvato carboxilasa. Otras en cambio son constituyentes de coenzimas, por ejemplo, la nicotinamida que forma parte de dos coenzimas que intervienen en reacciones de óxido-reducción: NAD+ y FAD. Así pues, en general, las vitaminas hidrosolubles tienen una función reguladora en el metabolismo, al comportarse como coenzimáticas. El caso del complejo B se ilustra en la Tabla 1.15.
Las vitaminas liposoiubles tienen funciones más específicas, por ejemplo, la K interviene en la formación de protrombina activa y factores VII, IX y X y es, por lo tanto, importante en la coagulación de la sangre.
Cantidad y calidad. Las vitaminas son moléculas que se requieren en cantidades muy pequeñas en la dieta de los animales superiores. No pueden ser sintetizadas por los mismos o lo hacen en cantidades insuficientes de tal forma que, aunque el requerimiento es bajo, su ingestión resulta obligatoria. Las necesidades de ellas varían de acuerdo a la edad, sexo, peso, talla y estado fisiológico (embarazo y lactancia) por lo que estos factores deben ser considerados en los requerimientos fisiológicos y las raciones recomendadas.
Por requerimientos se entiende la cantidad de nutrimentos que necesita cada individuo para asegurar un correcto funcionamiento orgánico. Son por lo tanto muy variables de persona a persona y su determinación representa cierto grado de dificultad.
Por recomendación se entiende la cantidad de nutrimento que cubre adecuadamente las necesidades nutritivas de una comunidad sana. Se determinan tomando en cuenta el promedio de los requerimientos fisiológicos de los integrantes de la misma más dos desviaciones estándar. Con ello resultan obligadamente superiores a los requerimientos de cada individuo en particular y sólo un 2.28% no se ajustan a ellas. Tienen la ventaja de que una vez determinadas se constituyen en tablas de uso general, que deben ser revisadas periódicamente. En el caso de las vitaminas K, ácido pantoténico y biotina no se dispone de los suficientes estudios que permitan determinar sus raciones dietéticas recomendadas (RDA), por lo que en las Tablas 1.13 y 1.14 se mencionan sus intervalos de ingestión aconsejados. Si estos no se satisfacen se da lugar, como en el caso de los aminoácidos y de los ácidos grasos esenciales, a cuadros carenciales específicos que son descritos en las mismas tablas. Sin embargo, tan grave es el déficit como el exceso sobre todo de las vitaminas liposoiubles para las cuales se han descrito severos cuadros de hipervita-minosis. Esto tiene interés por la moda tan
Tabla 1.15 Formas coenzimáticas del complejo B.
Pirofosfato de tiamina (TPP) Mononucleótido de flavina y adenina (FMN) y dinucleótido de flavina y adenina (FAD). Fosfato de piridoxal (PPAL) Fosfato de piridoxamina (PPAM) 5' -desoxi-adenosilcobalamina Dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD ) Dinucleótido de nicotinamida y adenina-fosfato (NADP+). Acido tetrahidrofólico (THF) Coenzima A Proteína portadora de acilo (ACP) Biotina-adenosin-pirofosfato.
Vitamina Forma coenzimática
Tiamina(Bi) Riboflavina (B2)
actual de adicionar vitaminas a los alimentos preparados. Como una guía para evitar estos excesos se han clasificado aquéllos en tres grupos:
Alimentos ordinarios. Aquellos productos complementados que contienen hasta el 50% de la ración dietética recomendada (RDA).
Complementos dietéticos. Aquellos productos complementados que contengan 50-150% de RDA. Las vitaminas A y D y el ácido fólico son excepciones a esto, puesto que su límite superior es fijado en 100% del RDA.
Medicamentos. Aquellos preparados con más del 150% de la ración dietética recomendada (RDA), la cual excede en mucho las necesidades fisiológicas, por lo que deben ser usados únicamente para tratamiento de cuadros carenciales.
1.3.2. Sales minerales
Fuentes. Casi todos los alimentos proporcionan cantidades importantes de alguno de los elementos minerales. Sin embargo, las grasas y azúcares prácticamente no las contienen y las harinas y cereales altamente refinados los contienen en cantidades muy bajas. Existen alimentos que son especial
mente notables en lo que respecta al suministro de algunos minerales. Tal es el caso de los productos lácteos en relación al calcio y al fósforo, por ejemplo.
Funciones. Las sales minerales desempeñan tres funciones generales: estructural, reguladora y otras específicas.
Función estructural. Algunos minerales como el cobre, cinc y magnesio, intervienen en la composición del tejido conectivo, que constituye la sustancia intercelular, por lo que se encuentra ampliamente distribuido en el organismo. Es de especial importancia en huesos, dientes, cartílagos, piel y vasos sanguíneos, estructuras que resultan afectadas poruña deficiencia de aquellos minerales.
En los tejidos duros (huesos y dientes) el tejido conectivo sirve como matriz para el depósito de fósforo, calcio y floruro, responsables de la dureza de esos tejidos. Calcio y fósforo mineralizan huesos y dientes al formar cristales de hidroxiapatita, en tanto que el fluoruro lo hace al formar cristales de flu-roapatita.
El fósforo, por otro lado, forma parte de los fosfolípidos, los que conjuntamente con proteínas constituyen la unidad de membrana, por lo que no sería posible integrar la estructura celular sin la intervención de aquél. El azufre, igualmente, entra en la composi-
Pindoxina (B6 Cobalamina (B12 Niacina
Folacina Ac. pantoténico Biotina
ción de cisteína y metionina, aminoácidos indispensables para la síntesis de proteínas estructurales, tal como la queratina, responsable fundamental de la estructura de la piel y sus anexos.
Función reguladora. Además de regular el metabolismo energético, los minerales regulan el equilibrio hidroelectrolítico y el ácido básico. La regulación del metabolismo la ejercen interviniendo en la función de enzimas. El hierro es parte del grupo hemo de los citocromos, enzimas de la cadena respiratoria, que intervienen en la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas. El fósforo es parte de coenzimas tales como NAD+, NADP* y FAD, necesarias para la actividad de oxido-rreductasas implicadas en el metabolismo de los principios inmediatos. Otros minerales no intervienen directamente en la estructura de enzimas pero sí son cofactores de las mismas, tal es el caso de: magnesio, manganeso, calcio, cinc, cobre, selenio y molibdeno. El magnesio en particular tiene un papel importante en el funcionamiento de las cinasas, enzimas que catalizan reacciones en donde se transfieren grupos fosfatos, implicando la síntesis o degradación de ATP.
El yodo y el cinc intervienen en el funcionamiento hormonal. El primero forma parte de las hormonas tiroideas, que aceleran la utilización periférica de los carbohidratos y con ello incrementan el metabolismo basal. Por otro lado el cinc es necesario para la actividad biológica de la insulina que regula el metabolismo de las cadenas hidrocarbona-das al activar o inhibir enzimas implicadas en esas vías. En general se trata de una hormona anabólica en relación con las proteínas, las grasas y el glucógeno, que acelera además, el consumo de glucosa.
Así pues, los elementos minerales no son nutrimentos energéticos pero, tal como ha quedado claro en su función reguladora, son esenciales para la obtención de energía.
La regulación del equilibrio hidroelectrolítico corre a cargo sobre todo del cloro y el
sodio. Ambos modifican el volumen de los diferentes compartimientos orgánicos al variar su tonicidad, propiedad que tiene que ver con la presión osmótica ejercida por estos minerales.
En la regulación del equilibrio ácidobase intervienen: fósforo, sodio, cloro y potasio. Los dos primeros porque entran en la composición de sistema amortiguador de fosfatos (Na2HP04 / NaH2P04) . El cloro y el potasio por su capacidad para intercambiarse por bicarbonato e hidrogeniones respectivamente. A pesar de todo, la regulación ácidobase está fundamentalmente a cargo de sustancias que no son consideradas dentro de los elementos minerales como son los iones hidrógeno y bicarbonato.
Funciones específicas. Podemos mencionar al papel que juegan los minerales en la eritropoyesis y la coagulación de la sangre, el crecimiento y la reproducción, la actividad de nervios y músculos y el transporte de gases a través de membranas.
En la eritropoyesis intervienen el hierro, el cobre y el cobalto. El hierro por ser indispensable para la biosíntesis de hemogrlobi-na, pues forma parte estructural del grupo hemo. El cobre por intervenir en la absorción intestinal del hierro así como en su movilización a partir de los depósitos orgánicos del hígado, y el cobalto por formar parte de las vitamina B12 que participa en la síntesis de ácidos nucleicos y por lo tanto en la formación de los eritrocitos en la médula osea.
El calcio interviene en la coagulación de la sangre al participar en la conversión de protrombina a trombina y de fibrina laxa a fibrina compacta.
El cinc y el yodo participan en el crecimiento y la reproducción, este último por formar parte de las hormonas tiroideas.
Los minerales que tienen que ver con la actividad de fibras nerviosas y musculares son: sodio, potasio, calcio, magnesio y cobre. Los dos primeros intervienen en la depolarización y repolarización de la membrana ce-
hilar al variar sus concentraciones a uno y otro lado de la misma. El calcio interviene en la transmisión de impulsos eléctricos y en la contracción muscular por la propiedad que tiene de modificar la permeabilidad de la membrana celular. El cobre participa en la actividad nerviosa porque es componente de los fosfolípidos que oonstituyen las vainas de mielina que rodean los axones.
El sodio y el calcio participan en el transporte a través de las membranas. El primero es necesario para el paso de glucosa y aminoácidos a través de las células epiteliales del intestino delgado y el segundo lo es igualmente para la absorción de la vitamina B 12-
Cantidad y calidad. Al igual que las vitaminas, los elementos minerales se requieren en cantidades muy pequeñas para el funcionamiento orgánico. Se pueden almacenar, pero no sintetizar en el organismo, por lo que su ingesta resulta obligatoria en la dieta a fin de evitar cuadros carenciales. Se trata pues de nutrimentos esenciales. Su cantidad corporal es muy variable y se utiliza como parámetro para establecer una línea de demarcación entre ellos, pues los que se encuentran en cantidad mayor al 0.005% del peso corporal se denominan macronutri-mentos. Por abajo de esa cantidad son llamados micronutrimentos, elementos vestigio o elementos traza.
Las RDA de los elementos minerales se calculan generalmente tomando en cuenta la cantidad perdida por el organismo. Las RDA son sin embargo superiores a las pérdidas porque debemos tener en cuenta que no todo lo ingerido se absorbe y es utilizado por el cuerpo. Es más, la absorción de ellos rara vez está por arriba del 25%. De este modo la Junta de alimentación y nutrición (FNB) ha determinado raciones dietéticas diarias recomendadas para calcio, fósforo, magnesio, hierro, cinc y yodo. Para el resto de los minerales existen sólo aportes diarios considerados adecuados y seguros por care
cer de suficiente información para determinar sus RDA. En general los macronutri-mentos se ingieren en cantidades diarias por arriba de 100 mg y los micronutrimentos por abajo de esta cifra.
En la Tabla 1.16 se ofrece una síntesis de la información más importante acerca de los minerales del organismo.
1.3.3 Agua
Fuentes. Las necesidades orgánicas de agua se satisfacen a partir de tres funciones:
Agua contenida en los alimentos líquidos (leche, vinos, zumos de frutas, etc.), incluyendo la que se ingiere como tal.
Agua contenida en los alimentos sólidos, la mayor parte de los cuales no son tan "sólidos", pues contienen agua en un alto porcentaje (ver Tabla 1.17) por lo que sin exageración más que comerlos, los "bebemos".
Agua que se produce en el organismo como resultado de la oxidación de los alimentos ingeridos (Tabla 1.18). En este sentido podemos especificar las cantidades de ella que se obtienen a partir de 100 g de cada uno de los principios inmediatos.
Las diferentes cantidades hídricas aportadas dependen del estado de oxidación del nutrimento. Ambos se relacionan en razón inversa.
Funciones. Se comporta como lubricante al entrar en la composición de secreciones diversas como la saliva y las secreciones mucosas de los tractos gastrointestinales, respiratorio y genitourinario. Como componente de la saliva permite la deglución y como componente de las secreciones mucosas gastrointestinales facilita el movimiento de los nutrimentos digeridos a lo largo de tal tracto.
Interviene en reacciones de hidrólisis en-zimáticas incluidas las de digestión química de los nutrimentos.
Interviene en la absorción de los nutrimentos digeridos al disolverlos, sirviendo
de vehículo para su paso de la luz intestinal a la circulación mesentérica.
Por la misma razón, interviene en el transporte de los nutrimentos absorbidos hasta las células y en el de los desechos metabóli-cos de éstas hasta los órganos excretores.
Cómo es el principal componente de los fluidos corporales y disuelve la mayor parte de las sustancias del organismo, proporciona el medio ideal para que se lleven a cabo las reacciones metabólicas que permiten las funciones vitales de las células.
Debido a que pequeños volúmenes de agua pueden absorber grandes cantidades de calor y a su elevada conductividad térmica es el líquido ideal para distribuir uniformemente en todo el organismo el calor resultante de las oxidaciones biológicas, con lo que evita sobrecalentamiento de los tejidos más activos metabólicamente. Asimismo participa en la eliminación de calor corporal, pues gran parte del que pierde el organismo en 24
horas se elimina por medio de los pulmones y la piel a través de las denominadas pérdidas insensibles de agua.
Cantidad y calidad. Desde un punto de vista cuantitativo el agua es el componente más importante del organismo humano. En el feto constituye más del 90% de su peso corporal y en el adulto oscila entre 50-60% según sexo y complexión.
Se pierde ordinariamente por riñon (orina), pulmón y piel (evaporación) y tubo digestivo (heces) (Tabla 1.19). Tales pérdidas deben ser repuestas, en promedio, proporcionado en la dieta 1 mi de agua por caloría ingerida, para el adulto y 1.5 ml/Cal para el niño.
1.4 GASTO CALÓRICO O ENERGÉTICO
Las calorías que un individuo necesita en 24 horas, dependen del gasto energético en
el mismo periodo de tiempo, de tal manera que se da lugar a un equilibrio dinámico entre el gasto y el aporte de energía en un lapso temporal dado. Como el primero determina al segundo, veremos los factores que ocasionan el gasto de calorías.
El gasto energético de un individuo depende de varios factores: metabolismo basal, actividad física y efecto térmico de los alimentos. Los valores son expresados en kilocalorías (1 kcal = cantidad de calor necesario para aumentar de 15 a 16°C la temperatura de un Kg de agua). En nutrición se acostumbra representarla como Cal = 1,000 cal.
1.4.1 Metabolismo basal
Se refiere como el nivel mínimo de gasto de energía para el mantenimiento de la vida estando el organismo en condiciones básales. Esta energía mantiene los signos vitales, tono muscular, funciones renal y glandular y
Tabla 1.20 Valor calórico de los nutrimentos
otras más que son necesarias para conservar la vida.
La tasa metabólica basal (TMB) se expresa en Cal/m2 de superficie corporal/hr y depende en general de la masa corporal metabólicamente activa del individuo. Como ésta puede variar por una serie de factores, el metabolismo basal será diferente de persona a persona. Dentro de los factores que influyen sobre el metabolismo basal tenemos:
Superficie corporal. Depende del peso y la talla del individuo y es directamente proporcional al metabolismo basal, lo cual quiere decir que éste es más elevado en individuos pequeños y es menor en sujetos de mayor tamaño, en términos relativos.
Edad. El metabolismo basal varía en razón inversa a la edad. Desde el nacimiento se incrementa hasta la edad de 2 años, a partir de la cual disminuye hasta la vejez, con un ligero aumento en la etapa de la adolescencia.
Sexo. Las mujeres tienen un metabolismo basal menor que el de los hombres, hecho que se observa claramente a partir de la adolescencia edad en que el metabolismo basal de las mujeres empieza a disminuir mucho más rápidamente que el de los hombres. Se debe a que las mujeres presentan más tejido adiposo (con baja actividad metabólica) y menos tejido muscular (metabólicamente más activo) que los hombres (ver Tabla 1.21).
Temperatura corporal. Es directamente proporcional al metabolismo basal. Esto
Tabla 1.21. Tasa metabólica basal, según edad y sexo
quiere decir que en la hipertermias el metabolismo basal es alto y en las hipotermias bajo. Lo anterior tiene que ver con la capacidad que tiene la temperatura para modificar la velocidad de las reacciones químicas.
Estado de nutrición. En los estados de malnutrición tipo II el metabolismo basal se encuentra bajo. La razón es la pérdida de masa corporal metabólicamente activa propia de estos estados.
Enfermedades. Aquellas enfermedades que aumentan la actividad celular incremen
tan el metabolismo basal. Dentro de ellas tenemos como ejemplo los síndromes febriles. Cada grado centígrado de aumento en la temperatura corporal con respecto a lo normal representa un incremento del 12% del metabolismo basal.
Efectos hormonales. Las hormonas afectan el metabolismo basal en la medida en que intervienen en la regulación del metabolismo en general y por lo tanto en la tasa de producción de calor. A este respecto existe una hormona con efectos muy marcados: la
tiroxina que eleva el metabolismo basal, por lo que éste se encuentra alto en el hipertiroi-dismo y bajo en el hipotiroidismo.
Para determinarlo es necesario que el individuo cumpla con ciertas condiciones:
El paciente no deberá haber ingerido alimento alguno durante las 12 horas anteriores a la prueba, esto se hace con el fin de evitar el gasto de energía debido a la absorción de nutrimentos por lo que el sujeto debe estar en un estado de pos-absorción.
Reposo físico y mental inmediatamente antes de practicar la prueba. Habitualmente se hace que el sujeto permanezca acostado media hora antes de realizar la prueba, con el fin de evitar gasto de energía atribuible a actividades físicas y mentales.
Decúbito dorsal durante la prueba. Se prefiere esta posición porque es en la que la mayor parte de los músculos permanecen relajados, evitando así gasto de energía atribuible a contracciones musculares presentes en otro tipo de posiciones.
El sujeto debe haber dormido un periodo normal antes de efectuar la prueba. Se hace con el fin de garantizar el reposo físico y mental anterior a la determinación.
El paciente debe estar despierto durante la prueba, con el fin de evitar movimientos y sueños que se presentan durante el dormir y que representan un gasto de energía extra.
La temperatura del medio debe ser entre 20-25°C. Es bien sabido que la temperatura del exterior afecta la producción y por lo tanto el gasto de energía en el organismo. En clima frío el organismo se ve precisado a producir mayores cantidades de energía porque ésta se pierde más fácilmente por irradiación.
Como ya fue mencionado al hablar de la función energética de los nutrimentos, toda la energía que el organismo produce y utiliza a partir de las oxidaciones biológicas en 24 horas, es finalmente transformada en calor. Entonces, al medir la producción de éste en un individuo en las condiciones básales enumera
das anteriormente, se determina el metabolismo basal. Sin embargo, tal medida ya no se efectúa directamente (calorimetría directa), sino a través de la cuantificación del oxígeno consumido en las mencionadas oxidaciones biológicas (calorimetría indirecta).
En la actualidad está claramente establecido que cada litro de oxígeno consumido por el organismo representa una producción de calor de 4.825 Cal. A partir de esta premisa ya es posible investigar el metabolismo basal, para lo cual se siguen los siguientes pasos:
Se mide el consumo de oxígeno durante 2 periodos de 6 minutos en condiciones básales.
Los datos obtenidos se corrigen para expresarlo en condiciones estándar de presión y temperatura pues es bien sabido que ambos factores afectan el volumen de los gases.
Se promedian los datos ya corregidos y el resultado se multiplica por 10 con el fin de obtener el consumo de oxígeno correspondiente en una hora.
El resultado se multiplica por 4.825 que es como ya se dijo, la cantidad de calorías producidas en el organismo al consumir un litro de O2. Con esto se obtiene la producción de calor en Cal/hora.
El resultado se multiplica por 24 para obtener las Cal/24 horas.
Ejemplo: Un hombre de 40 años de edad, con una estatura de 1.70 m y un peso de 70 kg consume un promedio (en dos periodos de 6 minutos cada uno) de 1.4 litros de oxígeno (corregido a presión y temperatura estándar). Su metabolismo basal será:
lo.- 1.4 1 de 02 en 6 minutos x 10 = 141 O2/6O minutos.
2o.- l lde0 2 :4 .825Cal :14l0 2 xCal R = 67.55 Cal/h x 24 = 1621.2 Cal/día. En la actualidad las pruebas de funciona
miento tiroideo han sustituido a la calorimetría indirecta, por ejemplo la determinación de yodo ligado a proteínas (PBI) y de Tj que indican la cantidad de tiroxina circulante. Aunque estos métodos no cuantifican el meta-
bolismo basal, sí lo revelan como un índice normal o anormal.
Sin embargo, tanto la calorimetría indirecta como las pruebas de funcionamiento tiroideo, aunque son métodos exactos, exigen la participación de personal especializado. Para fines prácticos existen métodos para determinar el metabolismo basal basados en información existente en la literatura.
Describiremos a continuación uno de ellos. Mediante el uso de nomograma de la Fig.
1.4. se traza una línea que una el peso y la talla del individuo problema y por extrapolación se obtiene su superficie corporal.
En el ejemplo que dimos anteriormente la superficie corporal es de 1.80 m2.
Determinada la superficie corporal, se calcula la tasa metabólica basal para lo cual se consulta la Tabla 1.21, en donde es posible obtener el dato en kcal/m2/min, a partir de la edad y el sexo del individuo. En nuestro ejemplo el resultado es de 0.6083. Al multiplicarlo por 60 obtenemos 36.49 Kcal/m2/h y al multiplicarlo por 24, obtenemos 875.76 Kcal/m2/día.
3o. Si se multiplica este resultado por la superficie corporal total (1.80 m2), se obtienen 1,576.36 Kcal/día, que es el gasto de energía atribuido al metabolismo basal.
1.4.2. Actividad física
Comprende los gastos energéticos debidos al trabajo muscular que el individuo realiza para efectuar actividades diarias. Estos gastos incrementan los debidos al metabolismo basal hasta en un 600-800% dependiendo de la intensidad y duración del esfuerzo físico. De aquí que la actividad física vaya desde muy ligera hasta muy pesada, de acuerdo con la energía que se consuma al efectuarla, (ver Tabla 1.22).
Para calcular el gasto de la energía por actividad física se pueden utilizar tablas que indican el gasto energético en Kcal/kg/min.
Figura 1.4 Nomograma para calcular la superficie corporal a partir del peso y la talla.
y luego multiplicar este factor por el peso del individuo y el tiempo en que se realizó determinada actividad. Sin embargo, una
manera más práctica y sencilla sería considerar un incremento del 30% sobre el requerimiento basal para una actividad leve (sedentario), 40% para una actividad moderada y 50% para actividad intensa como se anota en Tabla 1.22.
1.4.3 Efecto térmico de los alimentos
Después de ingerir alimentos se observa un aumento en la producción de calor por parte del organismo que alcanza un máximo en aproximadamente una hora y desaparece en aproximadamente cuatro horas. Esto se conoce como efecto térmico o calorígeno de los alimentos o termogénesis inducida por la dieta (antes acción dinámica específica).
Cada nutrimento energético tiene un efecto térmico específico cuando se ingiere en estado puro (proteínas 30%, lípidos 13% y carbohidratos 5 %). Sin embargo, en una dieta normal no se ingieren nutrimentos en estado puro sino mezclas de ellos. El efecto calorígeno de las proteínas disminuye considerablemente cuando éstas son ingeridas combinadas con carbohidratos y lípidos. En general, mientras mayor sea la cantidad de grasas presentes en la dieta, más disminuirá el efecto térmico. Se acepta comúnmente que la dieta mixta tiene una acción calorigé-nicadel 10%.
El sabor juega un importante papel en el número de calorías "quemadas" por termo-génesis. Una comida apetitosa produce más termogénesis que una insípida. Especias co-
Tabla 1.22 Ejemplos de actividades físicas según el grupo que les corresponde
Leve (1.2-4.9) Moderada (5.0-7.4) Intensa (7.5-18)'
Estar acostado despierto Estar sentado Manejar Mecanografiar Coser Planchar Tocar piano Caminata ligera Ir de compras Sastrería Trabajo de laboratorio Trabajo de restorán Jardinería Zapatero Lavar ropa Trabajo doméstico Golf Billar
Caminata moderada Boliche Voleibol Bailar Fregar pisos Enjalbegar Escarbar Azadonar Cargar bultos Mecánico Minería Peón Ciclismo Patinaje Tenis
Caminar cuesta arriba Correr Talar árboles Trabajar con pico y pala Basquetbol Natación Montañismo Fútbol Atletismo Remar Equitación Lucha Esquí Subir escaleras Carrera de medio fondo
* Los valores entre paréntesis se dan en Kcal/min. Tabla modificada de: L.W. Scheider, Nutrición, Conceptos básicos y Aplicaciones pág. 517, Me Graw-
Hill de México, 1985, con la gentil autorización del editor.
mo mostaza y chile pueden incrementar la termogénesis hasta un 25 %.
Ejemplo: Si consideramos los tres factores que influyen en el gasto energético diario:
Requerimiento basal : 24 kcal/kg/día Actividad leve : +30% del basal
Actividad moderada : + 40% del basal Actividad intensa : +50% del basal
Termogénesis : + 10% del Total
Para un individuo de 70 kg de peso con una actividad moderada, su requerimiento energético diario será:
Requerimiento basal : 1,680 kcal Actividad física : 672 kcal
Termogénesis : 235.2 kcal
2,587.2 kcal
El embarazo y la lactancia imponen requerimientos energéticos adicionales. Durante el segundo y tercer trimestre del embarazo se requieren 300 kcal/día adicionales. Durante la lactancia se requieren 500 Kcal/día adicionales.
Así, para que un individuo adulto normal conserve su equilibrio calórico, la energía gastada debe ser repuesta en igual proporción por aquella contenida en los nutrimentos energéticos.
1.5 APORTE CALÓRICO DE NUTRIMENTOS ENERGÉTICOS
Los carbohidratos, los lípidos y las proteínas, en ese orden, son los nutrimentos que proporcionan el aporte calórico necesario en 24 horas. Sin embargo, su contribución al mismo varía de país a país, de acuerdo con el nivel de vida, las costumbres y los hábitos alimenticios. Por ejemplo, en Norteamérica los carbohidratos proporcionan el 46% de la ingestión calórica total por día, los lípidos el
36% y las proteínas el 18%. En Argentina, las cifras son 50%, 35% y 15%, para carbohidratos, lípidos y proteínas respectivamente, y en España es de 60%, 25% y 15% en el mismo orden.
En México, la recomendación sería utilizar valores de 60%, 25% y 15%, respectivamente , aunque en la realidad nuestra población consume menos de 15% en proteínas. (Figura 1.5).
Las calorías suministradas por carbohidratos, lípidos y proteínas pueden ser transformadas a gramos por medio de sencillas operaciones si consideramos los factores proporcionados en la Tabla 1.20. Una vez que se tienen las cantidades (en gramos) de nutrimentos de una dieta adecuada es necesario ver en qué alimentos están contenidos, para lo cual hay que consultar tablas que indiquen el valor calórico y nutritivo de los alimentos, con el fin de indicar las cantidades necesarias de ellos, en tal dieta.
1.6 PRESCRIPCIÓN Y REALIZACIÓN DEL RÉGIMEN ALIMENTARIO
Alimentación equilibrada es la ingestión en proporciones adecuadas de los nutrimentos necesarios para conservar la salud. Hemos indicado que la ingestión de los nutrimentos (incluidos los energéticos y por lo tanto las calorías) depende del gasto que de ellos realicen los individuos. Igualmente ya se han discutido los gastos de nutrimentos en 24 horas, así como las raciones dietéticas recomendadas de los mismos para recuperar tales gastos en ese periodo de tiempo. Como los nutrimentos se encuentran contenidos en los alimentos y es así como se ingieren, será necesario expresar aquéllos en términos de estos últimos a fin de recomendar una alimentación equilibrada. Aquí se darán algunas indicaciones en ese sentido.
1.6.1 Prescripción del régimen
Consiste en expresar cuantitativamente las necesidades de nutrimentos energéticos y no energéticos, lo que el médico lleva a cabo utilizando la "fórmula sintética de la alimentación", que consta de cuatro fases: expresar el valor calórico y plástico, el valor vitamínico, el valor mineral e hídrico y los caracteres del régimen.
Valor calórico y plástico. Se indica la cantidad de calorías y por lo tanto de carbohidratos, lípidos y proteínas, poniendo especial énfasis en estas últimas.
Las calorías necesarias constituyen el valor calórico total (VCT) y éste se determina a partir de los factores que ocasionan gasto de energía en el individuo: metabolismo ba-sal, actividad física y efecto térmico de los alimentos como ya quedó estipulado en el
punto 1.4. Una vez determinado el VCT (3,000 calorías en nuestro ejemplo) se procede, a partir de ello, a calcular las cantidades necesarias (en gramos) de carbohidratos, lípidos y proteínas, para lo cual hay que indicar las calorías que deben aportar tales nutrimentos en base al porcentaje del VCT que les corresponde satisfacer, por ejemplo, 60,25 y 15 respectivamente.
VCT - 3,000 Cal. Carbohidratos: 60% del VCT = 1,800
Cal. Lípidos: 25% del VCT = 750 Cal. Proteínas: 15 % del VCT - 450 Cal.
Para llevar a gramos las calorías correspondientes a cada nutrimento basta recordar que el organismo obtiene, en números enteros, 9, 4 y 4 calorías al oxidar 1 gramo de lí-
pidos, carbohidratos y proteínas, respectivamente. Esto se lleva a cabo entonces de la siguiente forma:
„ . . . . 1,800 Cal. Carbohidratos: = 450 g.
r i ., 750 Cal. Lípidos: = 83 g.
_, , 450 Cal. Proteínas: = 112g.
Con respecto a la cantidad de proteínas es necesario observar que esta manera de calcularla puede conducir en ocasiones a errores de magnitud considerables, sobre todo cuando el valor calórico total se indica para dietas reductivas. Si por ejemplo, el VCT prescrito es de 1,300 Cal. (frecuentemente en el tratamiento de obesidad) y a las proteínas les corresponde el 15% (195 Cal.) la ingesta de las mismas sería tan solo de 48.7 g/día, cantidad del todo insuficiente. Debido a ello se recomienda en estos casos, calcular el aporte proteico a razón de 1 g/kg/día para el adulto y el resto del VCT proporcionarlo con carbohidratos y lípidos.
Valor vitamínico. En caso de que no sea necesario un aporte extra o una limitación en la ingesta de una o varias vitaminas este rubro sólo se indicará como normal, con lo cual se asume que con los alimentos que seleccionará la dietista se cubrirán las raciones dietéticas recomendadas de estos nutrimentos.
Valor mineral e hídrico. Se procede de la misma manera que en el caso anterior. Si no se indica este valor como normal, el médico deberá especificar el aporte extra del mineral (hierro, por ejemplo, en el caso de mujeres embarazadas) o bien la limitación de la ingesta (sodio, por ejemplo, en el caso de personas con edema).
Caracteres del régimen. Tiene que ver con los aspectos cualitativos de ia dieta como son: consistencia (líquida, blanda, etc.),
cantidad de residuos y distribución de las comidas (número y horario de las tomas.
Así pues, el régimen prescrito por el médico podría quedar de la siguiente forma:
VCT = 3,000 Cal Carbohidratos = 450 g. Lípidos = 83 g. Proteínas = 112g. Vitaminas = cantidad normal Minerales y agua = cantidad normal Distribución - 3 comidas
2.6.2 Realización del régimen
Consiste en transformar en alimentos los nutrimentos prescritos por el médico. Se lleva a cabo en tres fases: elección de los alimentos, elaboración de la lista diaria de alimentos y sus cantidades y elección de las formas de preparación.
Elección de los alimentos. La dietista selecciona los alimentos en base a la fórmula sintética elaborada por el médico y teniendo además en cuenta factores personales (gustos), familiares (costumbres), culturales (cultura alimentaria), sociales (disponibilidad de alimentos) y económico (poder adquisitivo).
Elección de la lista diaria de alimentos y sus cantidades. Una vez seleccionados los alimentos se enlistan y se especifican las cantidades de los mismos que van a ser ingeridos diariamente, tomando en consideración su composición de nutrimentos. Para ello es necesario consultar tablas de análisis bromatológicos de los alimentos de mayor consumo en el país. En el caso de México se recomiendan las elaboradas en el Instituto Nacional de la Nutrición. Las cantidades pueden expresarse por el sistema de "pesada" usando instrumentos de medida tales como balanzas o recipientes de capacidad conocida o bien por el sistema de "raciones", en cuyo caso se indican los volúmenes
y tamaños bien definidos, como platos, ta- tión). Tienen como objetivo ablandar teji-zas, rebanadas, etc. (Ver Tabla 1.23). dos, desnaturalizar proteínas y mejorar el
Formas de preparación. Se refieren al sabor de los alimentos, e incluye, entre otros proceso a que deben ser sometidos los ali- procedimientos: hervido, frituras, calor se-mentos antes de ser ingeridos (prediges- co, calor húmedo, papillas, etc.
Tabla 1.23 Ejemplo de contenido en gramos de proteínas, carbohidratos y lípidos de un menú*
Desayuno Proteína Carbohidratos Lípidos
Café con leche: 1 taza (240 mi leche, 2 cuch. azúcar y café) 8.4 18 9.5 Bolillo (70 g) 5.9 43 2.2 Plátano (100 g) 1.4 22 0.3
Subtotal: 15.7 83 12.0
Comida
Sopa de pasta: 1 plato (300 mi) (20 g pasta, 10 g aceite, 20 g jitomate 2.0 15 9.7 Guisado de carne 10.0 4 10.2 (50 g carne, 50 g verduras) Tortillas =10 piezas medianas (30 g) 17.7 142 5.4 Frijoles de la olla = 1 plato (30 g) 5.8 18 0.3 Agua de limón = 3 vasos 0.1 30 0.0 (10 g azúcar por vaso)
Subtotal: 35.6 209 25.6
Cena:
Quesadillas con rajas fritas = 3 pzas. 11.3 49 38.8 (3 tortillas, 10 g cebolla, 50 g chile poblano, 30 g aceite, 30 g queso) Café con leche = 1 taza 8.4 18 9.5 Pan dulce = 1 pieza (35 g) 3.2 21
Subtotal: 22.9 88 52.1 TOTAL: 74.2 380 89.7
Fuente: Morales de León, Josefina C. Las proteínas. Cuadernos de Nutrición, Oct. Dic. Pág. 13-16, México, 1981. Bourges, H. Los hidratos de carbono. Cuadernos de Nutrición, Abr. Jun. pág. 33-38, México, 1982. Bourges, H. Los lípidos. Cuadernos de Nutrición. Ene-Marzo, pág. 33-39, México 1982.
* Menú preparado y calculado por la Lie. Patricia Calderón. Este menú representa un aporte de energía de 2 624.1 kcal., corresponde a 57.9% de carbohidratos,
30.7% de lípidos y 11.3% de proteínas. El mismo menú con leche descremada en lugar de leche entera aporta 2,456.7 kcal. (62% carbohidratos, 26% de lípidos y 12% de proteínas).
PRINCIPIOS BIOQUÍMICOS DE NUTRICIÓN
1.1 INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS GENERALES
Los términos nutrición, alimentos y alimentación se remontan al origen de los primeros organismos biológicos. Las teorías actuales plantean que las biomoléculas que integraron a los primeros seres vivos se sintetizaron afuera de ellos y previamente a su existencia. Es decir, hubo una época de síntesis "exterior" de las primeras proteínas, algunas con propiedades enzimáticas, y moléculas de ATP capaces de acumular energía química potencial; esto quizá continuó hacia la síntesis de nucleótidos. Bajo la acción del ATP y las enzimas, los primeros nucleótidos integraron las primeras moléculas de DNA y RNA.
La lucha por el alimento, o sea, la incorporación de energía química potencial acumulada en moléculas, se inició hace 3,200 millones de años con la existencia de la primera célula, la cual necesitaba alimento para subsistir. En aquel entonces el alimento se sintetizaba en el medio que rodeaba la célula. Se trataba de una situación ideal, quizás el "paraíso bíblico", puesto que las primeras células no dependían de otros organismos para obtener la energía química necesaria para subsistir.
"El hombre es lo que come" "Der mensch is was er isst" Ludwing Feverbach (1804-1872) «
Sin embargo, llegó el momento en que las células se reprodujeron demasiado aprisa y acabaron con las moléculas alimenticias puesto que las digerían más aprisa que la capacidad del medio para sintetizarlas. Sólo quedaban en el medio bióxido de carbono, agua, oxígeno y nitrógeno, que no podían servir de alimento puesto que no poseen energía química potencial. Las células tuvieron que arreglárselas para incorporar energía a estas moléculas y sintetizar en el "interior" aquellas grandes moléculas que antes les ofrecía el medio. Para ello recurrieron al proceso de fotosíntesis hace 1,700 millones de años.
Antes de que existieran las células foto-sintéticas la atmósfera terrestre estaba casi desprovista de oxígeno; éste se fue acumulando al incrementarse el número de células fotosintéticas.
Al no haber ya grandes biomoléculas en el océano primitivo algunas células resolvieron su problema de alimentación por medio del parasitismo; otras optaron por alimentarse de los restos de los cadáveres de otras células y se constituyeron en saprofitas. Algunas, más agresivas, decidieron comerse vivas a otras células y aparecieron las primeras formas de canibalismo celular, que persisten hasta la fecha.
Como puede verse, la nutrición de un sistema biológico después de la fotosíntesis constituye un proceso de transferencia de energía, de orden molecular, de entropía negativa. Desde este punto de vista existen tres tipos de células: las productoras, las consumidoras y las desintegradoras. Las células productoras, son aquellas que sintetizan compuestos complejos de carbono a partir de energía solar, bióxido de carbono y agua, son también llamadas células autotróficas porque pueden alimentarse a sí mismas. Entre estas células se encuentran muchas bacterias, algas y plantas.
Las células consumidoras son las que obtienen energía de las células productoras; son también llamadas células heterotróficas. Así, las células consumidoras se alimentan de las células productoras o de sus productos y, desde el punto de vista biológico, son parásitas. Todas las células que integran a los animales, incluyendo al hombre, son células consumidoras parásitas.
Las células desintegradoras corresponden a aquellos hongos y bacterias que se alimentan de los cadáveres de las células consumidoras, son también consideradas células heterotróficas.
La supervivencia de los animales depende de la existencia previa de células capaces de sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica y células capaces de transformar energía radiante en energía química. Los seres humanos quizá por haber sido los últimos en aparecer durante el proceso de la evolución, al llegar a la tierra nos encontramos por así decirlo, con la "mesa puesta". Sin embargo, al mismo tiempo nos llegaron las condenas bíblicas: "ganarás el pan con el sudor de tu frente" y "polvo eres y en polvo te convertirás". Ambas significan que todo organismo vivo, incluyendo el humano, tienden al desorden termodinámico (entropía"), al equilibrio, al caos, a la muerte. La segunda de las condenas bíblicas mencionadas está contenida en la segunda ley de la termodinámica:
"todo proceso en el universo tiende a la máxima entropía", esta ley constituye la primera fuerza motora de los procesos energéticos. Los alimentos ingeridos representan sustancias con alto contenido de energía libre y baja entropía. El organismo vivo, para mantenerse como tal, necesita un aporte constante de alimentos (primera condena) que se oponen a la tendencia al desorden y que permiten a la célula mantenerse en un estado estacionario (vivo).
Para mantener el estado estacionario, un sistema orgánico debe tener la capacidad de utilizar la energía potencial del alimento para llevar a cabo dos funciones: al mismo tiempo producir trabajo y autorrepararse. Ahora bien, los sistemas biológicos no incorporan cualquier forma de energía para mantener el estado estacionario. No pueden alimentarse de energía radiante, ni gravitacional, ni de energía eléctrica como el monstruo de Fran-kenstein sino de energía química (orden, entropía negativa) contenida en los alimentos. Según esto, los vegetales capturan el orden, los animales se lo apropian.
La mayor parte de las especies animales trabaja para obtener alimento. Sólo el hombre trabaja para adquirir lo superfluo. Si bien es cierto que unos pocos viven para comer, la totalidad tiene por fuerza que comer para vivir. El hambre en las sociedades que la padecen significa aumento de entropía, caos y equilibrio. Para algunos seres humanos privilegiados comer es satisfacer el apetito, pero la mayoría busca en la comida simplemente espantar el hambre.*
/ . / . / Nutrición
El proceso de la nutrición definido como la utilización de los alimentos por los orga-
* Los conceptos vertidos en esta introducción fueron autorizados por editor y autor de "Orden y Caos", Eduardo Césarman, Editorial Diana, S.A., págs. 281-4, México, 1982.
nismos vivos, es un proceso claramente bioquímico. No obstante, la nutrición es un tema controvertido; en parte porque la bioquímica tiene tendencia a estudiar rutas metabólicas como si fuesen universales y se olvidan de la variabilidad humana: "no hay dos personas que utilicen los nutrimentos de la misma manera". Hay que estar conscientes de que los conocimientos sobre nutrición provienen de estudios en animales. La utilización de presos "voluntarios" para la experimentación nutricional ha quedado atrás.
La nutrición es un concepto que puede definirse desde dos puntos de vista: como ciencia y como proceso.
El consejo de Alimentación y Nutrición de la Asociación Médica Americana en 1966 se encargó de definir la nutrición de la siguiente manera: "Es la ciencia de los ali
mentos, de los nutrimentos y de otras sustancias que éstos contienen; su acción, interacción y equilibrio en relación con la salud y la enfermedad; los procesos por los cuales el organismo ingiere, digiere, absorbe, transporta y utiliza las sustancias alimenticias y elimina sus productos finales. Además, la nutrición está estrechamente relacionada con los aspectos sociales, económicos, culturales y psicológicos de las formas de alimentación". El estado nutricional es la condición de salud de un individuo influido por la utilización de los nutrimentos.
Definida como proceso, la nutrición incluye un conjunto de funciones cuya finalidad primaria es proveer al organismo la energía y los nutrimentos necesarios para el mantenimiento, reparación y crecimiento de los tejidos. Tal proceso se esquematiza en la Figura 1.1.
Figura 1.1 El proceso de la nutrición
La nutrición es un proceso muy complejo que va de lo social a lo celular y en términos generales se puede definir como el conjunto de fenómenos mediante los cuales se obtienen, utilizan y excretan las sustancias nutritivas.
En esta definición está implícito el concepto de nutrimento que se refiere a la unidad estructural mínima que la célula utiliza para el metabolismo intermedio.
Como se ve, el proceso de la nutrición tiene su punto de partida fisiológica en la ingestión de los alimentos disponibles en el medio ambiente por lo que es necesario definir lo que son éstos.
1.1.2 Alimentos
Según el Código Alimentario Argentino, alimento es "toda sustancia o mezcla de sustancias naturales o elaboradas, que ingeridas por el hombre aportan a su organismo los materiales y la energía necesarios para el desarrollo de sus procesos biológicos".
No existe un criterio uniforme para clasificar los alimentos; como muestra basta observar las diferencias existentes entre la clasificación de alimentos contenida en los Códigos Alimentarios de Argentina y España (Tablas 1.1. y 1.2.) y las consideradas por el Instituto Nacional de la Nutrición de México y el Departamento de Nutrición de la Secretaría de Salud (Tablas 1.3 y 1.4).
1.1.3 Nutrimentos
Los nutrimentos son las sustancias químicas contenidas en los alimentos y como se dijo antes son la unidad estructural mínima que la célula requiere para el metabolismo orgánico. Clásicamente los nutrimentos se clasifican en carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas, minerales y agua. Sin embargo, desde el punto de vista conceptual
Tabla 1.1 Clasificación de los alimentos según el
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Código Alimentario Argentino.
Alimentos lácticos Alimentos cárneos y afines Alimentos farináceos Alimentos vegetales Alimentos azucarados Alimentos grasos Bebidas Productos estimulantes y fruitivos Correctivos y coadyuvantes.
Tabla 1.2. Clasificación de los alimentos según el
1. 2. 3. 4.
5. 6. 7. 8. 9.
10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.
Código Alimentario Español.
Carnes y derivados Aves y caza Pescado y derivados Mariscos (crustáceos y molucos) y derivados Huevos y derivados Leches y derivados Grasas comestibles Cereales Leguminosas Tubérculos y derivados Harinas y derivados Hortalizas y verduras Frutas y derivados Edulcorantes naturales y derivados Condimentos y especias Café y derivados Té y derivados Helados Bebidas no alcohólicas Bebidas alcohólicas
Tabla reproducida de: A. Coraminas y J. Ganda-rias, Elementos de Nutrición, pág. 60. Editorial Universitaria de Barcelona, España. 1979, con la gentil autorización del editor
Tabla 1.3. Clasificación de los alimentos según el
Instituto Nacional de la Nutrición (INN,
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
10. 11.
México)
Cereales Leguminosas y oleaginosas Verduras Frutas Carnes Leches y lacticíneos Huevos Grasas y aceites Azúcares y mieles Alcohol Otros
Tabla 1.4 Clasificación de los alimentos según el
Departamento de Nutrición de la Secretaría
1.
2.
3.
de Salud, México.
Alimentos ricos en Proteínas: Leche. Carnes, huevo, pescado, queso. Frutas y Verduras: Ricos en vitaminas. Cereales: Ricos en energía, vitaminas y minerales.
esta clasificación es inadecuada por las siguientes razones.
A) No utiliza la unidad estructural mínima; ya que por ejemplo, las proteínas en realidad son polímeros de nutrimentos y no nutrimentos.
B) No está basada en un sistema lógico de ordenación, debido a que confiere el mismo nivel de organización química a las diferentes clases de nutrim e n t o s . En es te s e n t i d o ser ía necesario iniciar dist inguiendo 2 grandes clases de nutrimentos: los
inorgánicos (mal llamados minerales) y los orgánicos y después subdividir a cada una de ellas en los subconjuntos necesarios.
C) Las categorías no se basan en el mismo criterio. Así, por ejemplo, mient ras que para unas categorías la agrupación se basa en la estructura química (vgr, hidratos de carbono), para otras la clase responde a razones históricas (ej. vitaminas).
D) Por último tampoco posee categorías mutuamente excluyentes; ya que por ejemplo algunas vitaminas son lípi-dos y por lo tanto pueden ser agrupadas en 2 clases: lípidos y vitaminas, dependiendo del criterio del clasificador.
Evidentemente es necesario entonces ensayar una nueva clasificación de nutrimentos. Hipotéticamente existen tantas clasificaciones como criterios; sin embargo, si se trata de buscar una clasificación sistemática, únicamente se cuenta con dos criterios para clasificar a los nutrimentos: el químico y el funcional. El funcional no permite construir categorías mutuamente excluyentes, ya que con frecuencia los nutrimentos cumplen una o más funciones en el organismo. De esta manera el calcio podría ser clasificado como catalítico y como estructural, los aminoácidos tendrían tanto funciones estructurales como energéticas y catalíticas y así sucesivamente. Cabe mencionar que con frecuencia se utiliza un tercer criterio para clasificar a los nutrimentos. Este criterio es el de la esenciali-dad y se refiere a la capacidad de un organismo determinado para sintetizar o no un nutrimento. Si bien este criterio es muy importante pues en gran medida determina la autosuficiencia o la dependencia de ese organismo del aporte exterior de nutrimentos, no es un criterio utilizable para clasificar a los nutrimentos ya que el atributo en que se basa (dispensabilidad) es una característica del or-