Su nombre proviene del griego protos que significa primero o más importante, fue utilizado por primera vez por el químico holandés Gerardus Mulder en 1839, para referirse a un componente nitrogenado de los alimentos, de primordial importancia en el desarrollo corporal sin el cual la vida sería imposible.
Son el componente clave de cualquier organismo vivo, ya que forman parte del citoplasma y núcleo de cada una de las células y, en cada una de estas puede encontrarse miles de proteínas.
Entre 15 y 20 % del peso corporal de un adulto está constituido por proteínas. Aproximadamente la mitad se encuentra en la muscu- latura, la quinta parte en la piel y el resto en otros tejidos y líquidos orgánicos, salvo la bilis y en la orina donde no se encuentra en condi- ciones normales.
Son macromoléculas compuestas por unidades básicas deno- minadas aminoácidos (unidad estructural de las proteínas y existen
20 aminoácidos). Se caracterizan por poseer un grupo amino (NH2)
y un grupo carboxilo (COOH) unidos al mismo átomo de carbono (tablas 3.4 y 3.5).
Tabla 3.4. Clasificación de los aminoácidos
Esenciales Condicionalmente esenciales No esenciales
Valina Arginina Prolina
Leucina Tirosina Serina
Isoleucina Histidina Glutamato
Triptófano Otros Alanina
Fenilalanina Aspartato
Metionina Cisteína
Lisina Taurina
Treosina Glicina
Glutamina Tabla 3.5. Estructura de las proteínas
Estructura Características
Primaria Secuencia de aminoácidos. Refleja el número, tipo y orden de los aminoácidos
Secundaria Configuración extendida o enrollada de las cade- nas de aminoácidos en forma de hélice u hoja doblada. Definida por la relación espacial entre aminoácidos adyacentes
Terciaria Estructura tridimensional dada por el modo como se pliega o curva en el espacio
Cuaternaria Referente a las relaciones espaciales entre múlti- ples cadenas polipeptídicas que se encuentran fuertemente asociadas (enzimas)
El consumo de proteínas es necesario porque: aporta al organis- mo las fuentes nitrogenadas precisas para la biosíntesis de los com- puestos corporales nitrogenados y provee de todos y cada uno de los aminoácidos esenciales (tabla 3.6).
La configuración de las proteínas puede alterarse por tratamien- tos tecnológicos y culinarios, lo cual influye en su textura, digestibilidad y biodisponibilidad.
Las proteínas que se adquieren mediante los alimentos no son útiles como tales, por medio de la digestión, absorción y metabolización han de descomponerse en aminoácidos libres y más tarde proteínas propias para cada organismo (tabla 3.7).
Tabla 3.6. Funciones de las proteínas
Funciones Componentes Características
Plástica Reparar desgaste proteico Estimula la síntesis proteica diario. Síntesis de nuevos al acelerar el transporte de tejidos aminoácidos. Contrarrestan el
catabolismo proteico. Síntesis de tejido en situaciones anabólicas como crecimiento y desarrollo, ante heridas fractu- ras, quemaduras
Energética En ausencia de otras fuentes
energéticas se produce su oxi- dación en el ciclo de Krebs Reguladora Enzimas Formando parte de las enzimas,
Hormonas hormonas, anticuerpos e Anticuerpos inmunoglobulinas que llevan a
cabo todas las reacciones del organismo y regulan su meta- bolismo
Transporte Mantenimiento del equilibrio Contribuyen al mantenimiento osmótico. Transporte de del equilibrio osmótico entre sustancias los distintos fluidos del orga- nismo. Transporte de sustan- cias desde los órganos a los tejidos
La absorción de los aminoácidos se realiza en el intestino delga- do, transcurre por mecanismos de transporte activo, puede tener lu- gar contragradiente, precisa energía y requiere transportadores específicos ubicados en la membrana de los eritrocitos.
Se debe destacar que cantidades traza de proteínas se pueden absorber en el intestino y pasar al torrente circulatorio, lo cual puede estar relacionado con el desarrollo de alergias alimentarias y de algu- nas afecciones como enfermedades autoinmunes, celíacas, etc.
La tabla 3.8 muestra orígenes, características y fuentes alimentarias de las proteínas.
Glúcidos
También llamados hidratos de carbono o azucares. Son sustan- cias energéticas importantes para el organismo que se encuentran en los vegetales, aunque también existen en el reino animal. Son com- puestos orgánicos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuya
fórmula general es (C (H2O))n.
Algunos carbohidratos, como el azúcar y el almidón, son funda- mentales en la dieta humana de casi todos los países, y la oxidación de los carbohidratos es la principal ruta de obtención de energía en la mayoría de las células no fotosintéticas.
Las plantas fabrican y almacenan carbohidratos como fuente prin- cipales de energía. Los carbohidratos constituyen la forma más im- portante en que las plantas almacenan energía potencial.
Tabla 3.7. Digestión de las proteínas
Proceso Características
Desnaturalización Pérdida de la estructura secundaria y terciaria Provoca aumento en general de su valor nutritivo.Más fáciles de digerir. Inactivan sustan- cias antinutritivas. Se provoca a través de tra- tamientos térmicos (calor y frío), mecánicos (ba- tidos) o por adiciones de sales
Hidrólisis Desintegración por unión con el agua. Aparición de polipéptidos, péptidos y aminoácidos libres de gran importancia desde el punto de vista sen- sorial u organoléptico
La clasificación y estructura de los glúcidos se muestra en la figura 3.1.
Los carbohidratos en el cuerpo funcionan principalmente en for- ma de glucosa, la cual es indispensable para mantener la integridad funcional de los tejidos nerviosos, y en condiciones normales es la única fuente de energía del cerebro. Son indispensables para la con- tracción muscular (tabla 3.9).
La digestión de los carbohidratos comienza en la boca con la masticación de los alimentos, los que se mezclan con la amilasa salival que inicia la degradación del almidón de la dieta. En el estómago, debido a los cambios de pH, la hidrólisis del almidón se reduce o detiene y vuelve a reanudarse en el duodeno gracias a la acción de las enzimas intestinales y pancreáticas, por tanto el conjunto de azú- cares ingeridos en la dieta queda reducidos a unidades de disacáridos que actúan sobre la membrana con borde de cepillo de la mucosa intestinal y son absorbidos por esta y transportados casi en su totali- dad hacia el hígado a través de la vena porta.
Tabla 3.8. Fuentes alimentarias de proteínas. Convencionales
o clásicas
Origen Fuente alimentaria Características
Animal Carne Excelente fuente de proteínas, vitaminas del grupo B y la mejor fuente de vitamina B12 y Fe más aprovechable
Leche y derivados Proteínas de buena calidad,
buen coeficiente de digestibilidad, me- jor fuente de calcio, vitamina A y com- plejo B
Huevos Su clara contiene las proteínas de me- jor calidad, mayor valor biológico,conside- radas proteínas patrón
Pescados y mariscos Valor nutritivo semejante al de la carne, en su hígado hay más vitamina A y D Vegetal Cereales (trigo, maíz, Contenido proteico oscila entre 6 y 20 %,
arroz, etc.) pobres en lisina, su mezcla con las le- gumbres permite aportar todos los aminoácidos esenciales
Leguminosas Proteínas de baja calidad por falta de metionina, buenas como complemento para los cereales
La absorción intestinal de los monosacáridos (glucosa, fructosa y galactosa) sucede mediante un mecanismo que requiere aporte de
energía metabólica y que está muy relacionado con la bomba Na+/K+,
es decir, con el gradiente de concentración de Na+ existente entre el
medio intracelular y extracelular del eritrocito.
La elevación de la concentración de azúcares en sangre pone en funcionamiento mecanismos de adaptación orientados a mantener la homeostasis del plasma.
Aporte de glúcidos al organismo. No es posible demostrar sín-
tomas de deficiencia cuando la alimentación está exenta de ellos, en
general se cree que el organismo no tiene
"
necesidades"
a corto plazo dehidratos de carbono en su alimentación, sin embargo, en estos casos pueden producirse alteraciones del metabolismo y de la función in- testinal.
Fig. 3.1. Clasificación y estructura de los glúcidos.
Tabla 3.9. Funciones y características de los glúcidos
Función Características
Plástica Forman parte de los tejidos del organismo
La ribosa y desoxirribosa forman parte de los ácidos nucleicos
Los mucopolisacáridos constituyen el cartílago, mucus, etc. Reserva Almacenamiento en el hígado
Reserva de glucógeno muscular
El exceso se transforma en grasa bajo la forma de triglicéridos en el tejido adiposo
Sin embargo, es recomendable una cantidad mínima de 50 g/día para evitar la destrucción excesiva de proteínas, el aumento de la cetogénesis y la pérdida de cationes sodio.
Entre 40 y 50 % de los carbohidratos debe ser de absorción lenta, rico en fibras (legumbres, cereales, frutas y verduras) y 10 % serán carbohidratos de acción rápida (azúcar, miel y derivados) (tabla 3.10).
Fuentes alimentarias de carbohidratos. Prácticamente todos los
carbohidratos que se ingieren a través de la dieta son de origen vege- tal, y la mayoría de los alimentos vegetales (excepto los aceites) con- tienen hidratos de carbono en mayor o menor proporción.
Los alimentos de origen animal apenas contienen glúcidos en su composición excepto en el caso de la leche que contiene lactosa.
Importancia nutricional de los hidratos de carbono. Los
carbohidratos proporcionan la principal y más barata fuente de ener- gía en la alimentación de los pueblos del mundo. En los países occi- dentales constituyen 50 % de los requerimientos energéticos y en los orientales y muchos países tropicales pueden cubrir hasta 90 % de la energía necesaria.
Determinados sectores de la población han discriminado el con- sumo de productos con elevado contenido de carbohidratos y han aumentado el consumo de otros ricos en proteínas y grasas, ya que consideran que los alimentos ricos en carbohidratos engordan y no son esenciales. Además de proporcionar energía fácilmente aprove- chable para el metabolismo oxidativo, los glúcidos contenidos en los alimentos son vehículo de importantes micronutrientes.
Tabla 3.10. Contenido de carbohidratos en los alimentos
Alimento % Alimento %
Azúcar 99,5 Pan blanco 55
Arroz 77 Plátano 20
Sémola, pastas 76,5 Patata 19
Miel, harina, pasas 75 Cebolla 10
Chocolate 65 Mandarina, naranja, zanahoria 9
Judías secas 60 Remolacha, perejil 8
Los carbohidratos de la alimentación son importantes para el con- trol de la glucemia y el metabolismo de la insulina, así como para la integridad y función gastrointestinal.
A diferencia de las grasas y proteínas los altos niveles de carbohidratos en la dieta, siempre que estos procedan de distintas fuentes, no están asociados a efectos adversos para la salud.
Lípidos
Los lípidos son un grupo heterogéneo de compuestos químicos entre los que están incluidas las grasas que constituyen la reserva energética más importante de nuestro organismo; alrededor del peso corporal de una persona es grasa.
Esta forma de almacenar energía es posible gracias a la indisolu- bilidad en agua de las grasas y a la gran cantidad de energía que nos proporciona, más que el doble que los hidratos de carbono y las pro- teínas.
Los lípidos biológicos son un grupo químicamente diverso de com- puestos cuya característica común es ser insoluble en agua. Están formados por hidrógeno, carbono y oxígeno (este en proporción muy escasa), lo que le da su característica hidrofóbica (tabla 3.11).
Tabla 3.11. Propiedades de los lípidos
Propiedades Tipo de propiedad Características
Físicas Solubilidad Insolubles en agua. Solubles en solventes orgánicos
Densidad Menor que el agua
Punto de fusión Ácidos grasos saturados mayor Olor, color, sabor que insaturados. Líquida a tem-
peratura ambiente Emulsión Transitoria mientras
se unen, preparándola para su digestión
Químicas Hidrólisis Desdoblamiento de sus moléculas
Saponificación Se obtiene glicerina y ácidos grasos
Enranciamiento Al calentarse se obtienen las sales alcalinas de los ácidos grasos
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Continuación tabla 3.11
Propiedades Tipo de propiedad Características
Alcoholisis Oxidación de los ácidos grasos Su mezcla con un alcohol libera glicerol y ácidos grasos Hidrogenización Purificación y limpieza de las
grasas ante la presencia de hidrógeno