Tema 2: Nutrición PDF

TEMA 2. Nutrición NATALIA MARTÍNEZ AMORÓS Fundamentos de Alimentación y Nutrición 2019/2020 TEMA 2. Nutrición 2.1. Introducción. 2.2. Nutrición y nutrientes. 2.3. Clasificación de los nutrientes según diferentes puntos de vista. 2.4. Función de los nutrientes. 2.5. Necesid...

TEMA 2. Nutrición NATALIA MARTÍNEZ AMORÓS Fundamentos de Alimentación y Nutrición 2019/2020 TEMA 2. Nutrición 2.1. Introducción. 2.2. Nutrición y nutrientes. 2.3. Clasificación de los nutrientes según diferentes puntos de vista. 2.4. Función de los nutrientes. 2.5. Necesidades nutricionales energéticas, plásticas y reguladoras. 2 Los nutrientes son compuestos que forman parte de los alimentos y son necesarios para el funcionamiento de nuestro organismo, que los obSene por medio del proceso de la digesSón. Clasificación Función Necesidad Cantidad 3  Según la función que desempeñan, los nutrientes se clasifican en: ØNutrientes energéticos: Al ingerirlos, permiten que podamos realizar todas nuestras actividades diarias (trabajar, comer, estudiar, correr, defendernos del frío, etc). ØNutrientes plásticos: Forman la estructura de nuestro organismo. ØNutrientes reguladores: Utilizan correctamente los nutrientes anteriores y permiten desarrollan por tanto sus funciones de modo adecuado. 4  Según la canSdad que ingerimos en la dieta, los nutrientes se clasifican en: ØMacronutrientes: Son aquellos que el organismo necesita en canSdades relaSvamente grandes y consStuyen la mayor parte de los alimentos. Son las proteínas, lípidos e hidratos de carbono. ØMicronutrientes: El organismo necesita canSdades menores para su funcionamiento. Son las vitaminas, los minerales y los oligoelementos. 5  Según la necesidad de ingerirlos en la dieta, los nutrientes se clasifican en: ØEsenciales: Nutrientes que no pueden ser sintetizadas en cantidades suficientes por el organismo, pero son imprescindibles para el crecimiento y desarrollo de la persona y para el mantenimiento de una vida sana, por lo que precisan ser administradas en la dieta. ØNo esenciales: Nutrientes que pueden ser sintetizados en cantidades suficientes por el organismo. 6 § Nutrientes esenciales 7 § Además de los nutrientes, los alimentos contienen una serie de sustancias no nutritivas, que no son necesarias para el organismo pero que en ocasiones pueden jugar un papel relevante en el estado de salud de las personas. Colorantes AnSnutrientes Estabilizadores Emulsionantes No Espesantes y Conservantes nutri8vas Gelificantes Antioxidantes Contaminantes Otros 8 § Funciones: Ø Función energé+ca: Aportan la energía para cubrir el metabolismo basal y mantener las funciones vitales, así como para permiSr la realización de acSvidad csica. Las principales fuentes de energía son los hidratos de carbono y los lípidos. Los primeros se uSlizan como fuente energéSca inmediata, mientras que los segundos actúan como la principal fuente energéSca de reserva. Las proteínas también pueden aportar energía, pero desempeñan básicamente un papel estructural. Ø Función estructural o plás+ca: Mediante el suministro de materiales para la formación y renovación de las propias estructuras y tejidos del organismo. Los nutrientes que Senen función estructural son fundamentalmente las proteínas, algunos lípidos, minerales como el calcio y el agua. Ø Función reguladora: Proporcionan elementos que actúan modulando las reacciones bioquímicas que Senen lugar en los procesos metabólicos y de uSlización de los diferentes nutrientes. A esta función van a contribuir principalmente las proteínas, vitaminas, minerales y agua. 9 Lípidos ü Moléculas orgánicas formadas principalmente por carbono e hidrógeno y, en menor proporción, oxígeno. ü Además, pueden contener fósforo, nitrógeno y azufre. ü Es un grupo muy heterogéneo de sustancias que comparten dos caracterísScas comunes: o Son insolubles en agua. o Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc. 10 Lípidos Funciones Ø Función energética. Representan una importante fuente de energía y son la principal reserva energética del organismo, constituyendo depósitos en tejidos especializados. Un gramo de grasa aporta 9,3 kcal en las reacciones metabólicas de oxidación, frente a las 4,1 kcal aportadas por la misma cantidad de proteínas o glúcidos. Ø Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares, recubren, proporcionan consistencia y protección mecánica a los órganos y funcionan como aislante térmico. 11 Lípidos 12 Lípidos Funciones Ø Función catalizadora, hormonal y de mensajero químico. Las vitaminas liposolubles (A, D, E y K), las hormonas esteroideas, las prostaglandinas y sus precursores son lípidos. Vitamina A Vitamina D 13 Lípidos Funciones Ø Función transportadora. Las sales biliares facilitan la absorción en el intesSno delgado por emulsión. Las lipoproteínas (quilomicrón, VLDL, LDL y HDL) permiten el transporte de lípidos por la sangre y linfa. 14 Lípidos Clasificación Atendiendo a su composición química podemos clasificar a los lípidos en dos grupos, según posean ácidos grasos (lípidos saponificables) o no (lípidos insaponificables). Saponificación 15 Lípidos Los lípidos saponificables se dividen en: ² Lípidos simples (acilglicéridos y ceras). Son aquellos lípidos que sólo conSenen carbono, hidrógeno y oxígeno. ²Lípidos complejos. Son los lípidos que, además de estar formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, conSenen en su estructura otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra biomolécula como un glúcido. Pertenecen a este grupo los fosfolípidos, los glicolípidos y las lipoproteínas. 16 Lípidos Los lípidos insaponificables se dividen en: ²Esteroides. Ácidos biliares, hormonas sexuales, vitamina D, colesterol, etc. Colesterol Isopreno ²Terpenos. Vit. A, K y E, carotenoides, etc. ²Eicosanoides. Prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos. Prostaglandina 17 Proteínas Las proteínas fueron las primeras sustancias reconocidas como vitales para todos los organismos; de ahí que su nombre provenga de la palabra griega proteios, que significa «de primera importancia», y consStuyen uno de los componentes más abundantes de la mayoría de los seres vivos. 18 Proteínas Las proteínas son macromoléculas consStuidas por hidrógeno, carbono, oxígeno y nitrógeno y, en ocasiones, algunos elementos como hierro, cobalto o fósforo. Están formadas por una secuencia específica de sus elementos consStuSvos propios: Los aminoácidos, que Senen un grupo amino (–NH2) y un grupo carboxilo (–COOH) unidos al mismo átomo de carbono (carbono alfa) y se diferencian en sus cadenas laterales o grupos R. 19 Proteínas Existen 20 aminoácidos diferentes que se unen a través de enlaces pepodicos. 20 Proteínas Hay nueve aminoácidos que el ser humano no es capaz de sintetizar por sí mismo y deben ser aportados por la dieta; son los denominados aminoácidos esenciales: Treonina, metionina, lisina, valina, triptófano, leucina, isoleucina, fenilalanina e histidina; este último esencial durante el crecimiento, pero no para el adulto. 21 22  Proteínas Funciones 1.Estructural: Queratina, elastina, colágeno. 2.Catalítica: Enzimas. 3.Transporte de moléculas o iones: Hemoglobina, lipoproteínas, albúmina. 4.Defensiva: Inmunoglobulinas, fibrinógeno. 5.Regulación: Insulina, oxitocina, vasopresina, glucagón, manteniendo el equilibrio osmótico entre fluidos y reguladora del equilibrio ácido- base. 6.Reserva: Ferritina, mioglobina. 7.Contracción muscular: Actina, miosina y dineína. 8.Energética: Todas las proteínas. 23 Proteínas Se diferencian cuatro niveles estructurales en las proteínas: qPrimaria: Definida por la secuencia de aminoácidos. qSecundaria: Definida por la formación de puentes de hidrógeno entre los aminoácidos. Pueden presentarse con estructura de hélice alfa y lámina plegada beta. Se les conoce como proteínas fibrosas y desempeñan funciones estructurales en los organismos. qTerciaria o globular: La conformación tridimensional de la cadena polipepodica. Según la configuración espacial tridimensional que adopte una determinada secuencia de aas, sus propiedades pueden ser totalmente diferentes. qCuaternaria: Las relaciones espaciales entre múlSples cadenas polipepodicas. 24 Proteínas Cada especie animal o vegetal está formada por su propio Spo de proteínas, caracterísScas de esa especie y que le confieren su carácter genéSco e inmunológico específicos. 25 Glúcidos o Los hidratos de carbono o glúcidos son compuestos orgánicos formados por carbono, oxígeno e hidrógeno. o Su misión es fundamentalmente energéSca y la mayor parte de la energía de la dieta es suministrada por estos nutrientes. Sin embargo, algunos de los derivados de los hidratos de carbono son de naturaleza estructural o funcional, generalmente cuando van unidos a proteínas o lípidos. 26 Glúcidos Estructura y clasificación Los hidratos de carbono que tienen funciones en nutrición son las pentosas (formadas por cinco átomos de carbono) y las hexosas (formadas por seis átomos de carbono)—denominados en conjunto monosacáridos por constar únicamente de una molécula—, así como los polímeros de éstas (polisacáridos). 27 Glúcidos 1. Hidratos de carbono simples o azúcares, dentro de los cuales se incluyen: Ø Monosacáridos: Formados por una molécula. Glucosa, fructosa y galactosa, así como las formas polialcohol de éstas (sorbitol y manitol). Ø Disacáridos: Formados por dos moléculas. Incluyen la maltosa, formada por dos glucosas; la sacarosa, formada por glucosa y fructosa; y la lactosa, formada por glucosa y galactosa. 2. Oligosacáridos: Formados por entre tres y nueve moléculas. Incluyen las dextrinas. 28 Glúcidos 3. Hidratos de carbono complejos o polisacáridos. Ø Formados por más de nueve monosacáridos, pudiendo llegar hasta diez mil. Ø Hay muchos Spos, siendo los más interesantes desde el punto de vista nutricional los polímeros de la glucosa. Ø Los polisacáridos, a su vez, se clasifican en función de la capacidad del organismo humano para digerirlos, exisSendo por tanto los polisacáridos digeribles y los no digeribles: 29 Glúcidos 3. Hidratos de carbono complejos o polisacáridos. § Polisacáridos digeribles: Pueden ser uSlizados de forma directa por el organismo. Incluyen el almidón digerible y el glucógeno. Mientras que el primero es la reserva glucídica de los vegetales, el segundo lo es de los animales. § Polisacáridos no digeribles: Que sólo pueden ser uSlizados de forma indirecta y parcial debido a la acción de la microbiota intesSnal. ConsStuyen el 90% de lo que se denomina fibra alimentaria. Incluyen principalmente el almidón no digerible y la celulosa. 30 NO GLUCÉMICOS: Fibra alimentaria Minerales § Los minerales son sustancias inorgánicas, no energéScas, que suponen aproximadamente el 5-6% del peso corporal total, del que el 50% procede del calcio y el 33% del fósforo. § De los 20-26 que se reconocen como esenciales para la vida animal, sólo se conocen las funciones y requerimientos de unos pocos. § Los minerales se pueden dividir en tres grupos: 1. Macrominerales: Los que el organismo necesita en canSdades mayores de 100 mg/día. Pertenecen a este grupo el calcio, fósforo, sodio, potasio, magnesio, azufre y cloro. 2. Microminerales. Se necesitan en canSdades menores de 100 mg/día. Hierro, cobre, zinc, flúor, cobalto, cromo, manganeso, yodo, molibdeno y selenio. 3. Otros: Se desconoce su papel fisiológico y sus fuentes no están idenSficadas. Arsénico, boro, cadmio, níquel, silicio, Stanio y vanadio. 31  Minerales Funciones 1.Función estructural: Forman tejidos como huesos y dientes (calcio, fósforo, flúor, magnesio) y son parte constitutiva de alguna macromoléculas (la hemoglobina contiene hierro; la tiroxina, yodo...). 2.Función reguladora: §Regulación enzimática de los procesos metabólicos, actúan como cofactor de sistemas enzimáticos. §Transporte de oxígeno a las células y de azúcares a través de la membrana. §Mantenimiento de líquidos corporales, intra y extracelulares, interviniendo en el equilibrio ácido-base y en su osmolaridad. §Actividad de nervios y músculos permitiendo un funcionamiento correcto. 32 33 34 35 36 Vitaminas Definición y caracterís+cas generales § Las vitaminas son sustancias orgánicas que conSenen carbono, hidrógeno y en algunos casos, oxígeno, nitrógeno y azufre. § La gran mayoría de las vitaminas son nutrientes esenciales para el hombre debido a que éste no puede sinteSzarlas o, si lo hace, es en canSdad insuficiente para cubrir completamente sus necesidades. § La vitamina D3 se puede sinteSzar a parSr del colesterol o ergocolesterol y la radiación UV. § La vitamina K la sinteSza la microbiota intesSnal. § El ácido nicoonico o niacina (B3) se forma en el hígado a parSr del triptófano. 37  Vitaminas Definición y caracterís+cas generales § Son fundamentales en la regulación de los procesos metabólicos, y tanto el déficit como el exceso de su ingesta pueden resultar perjudiciales y producir enfermedades. § Son necesarias en la dieta en muy pequeñas canSdades y debe prestarse atención al procesado de los alimentos que las conSenen, pues en general son moléculas sensibles al calor, la oxidación y otros procesos químicos. 38  Vitaminas Estructura y clasificación § Se conocen 13 vitaminas, cuya estructura química no guarda ninguna relación. § Se han clasificado de forma diversa. La clasificación más aceptada es la que las divide en vitaminas hidrosolubles y liposolubles, debido a que esta caracterísSca determina un manejo diferente de las mismas por parte del organismo en su absorción, distribución, almacenamiento y eliminación. Esto a su vez condiciona su modo de acción y su toxicidad. 39  Vitaminas Ø Vitaminas hidrosolubles 1.Vitamina B1 o tiamina 2.Vitamina B2 o riboflavina 3.Vitamina B3, niacina, ácido nicotínico o PP 4.Vitamina B5 o ácido pantoténico 5.Vitamina B6 o piridoxina 6.Vitamina B8 o biotina 7.Vitamina B9 o ácido fólico 8.Vitamina B12 o cianocobalamina 9.Vitamina C o ácido ascórbico 40  Vitaminas Ø Vitaminas liposolubles 1. Vitamina A o retinol 2. Vitamina D3 o colecalciferol 3. Vitamina E o tocoferol 4. Vitamina K o fitomenadiona 41 Vitaminas Ø Vitaminas hidrosolubles. Funciones. 42 Vitaminas Ø Vitaminas hidrosolubles. Funciones. 43 Vitaminas Ø Vitaminas liposolubles. Funciones. 44 Agua ü El agua es el principal componente del ser humano, consStuyendo entre el 55 y el 70% de su peso corporal. Dado que no se sinteSza a nivel endógeno en canSdad suficiente, es necesario ingerirla. ü Se requiere una ingesta mínima de dos litros diarios. Esta ingesta puede hacerse en forma de agua, otras bebidas o, también, en forma de alimentos, dado que casi todos los alimentos conSenen una cierta porción de agua. ü Sus funciones son muy variadas: Medio de disolución de todos los líquidos corporales, cumple funciones estructurales, parScipa en el mantenimiento de la temperatura corporal y transporta sustancias de desecho para su eliminación y de nutrientes en las células, entre otras. 45 Fibra alimentaria Ø La adecuada definición de la fibra ha sido y es moSvo de controversia. Ø La denominación de fibra no es totalmente correcta, ya que no todos los compuestos que se incluyen en este grupo Senen estructura fibrosa (por ejemplo, las pecSnas no la Senen). Ø Tampoco su inclusión tradicional dentro de los hidratos de carbono es adecuada, ya que algunos no son polisacáridos (la lignina, los alcoholes de azúcares o los compuestos polifenólicos). 46  Fibra alimentaria Ø Existe un tipo de almidón no digerible (2-5%) que se comporta como fibra alimentaria. Ø Por tanto, probablemente la definición más acertada sea la de residuo vegetal no digerible en condiciones fisiológicas. Es decir, la fibra serían aquellos componentes de los alimentos vegetales que no pueden ser degradados por las enzimas del hombre. Ø Dentro del concepto de fibra se incluyen compuestos de naturaleza química diversa. La fracción mayoritaria la constituyen la celulosa, la hemicelulosa, las pectinas y, en menor medida, la lignina. 47  Fibra alimentaria Funciones ü La fibra absorbe agua: § Incrementa el volumen de la ingesta, sensación de saciedad y evita un excesiva ingesta; § Aumento de la motilidad intestinal (efecto laxante); § Efecto diluyente del contenido intestinal (reduce peligro oncogénico). üRetención mineral por intercambio iónico y retención de nutrientes (sales biliares, colesterol, sustancias carcinogénicas, glucosa, etc.), los cuales son excretados. üDesarrollo de una adecuada microbiota bacteriana por fermentación que produce ácidos grasos de cadena corta, agua y gases. 48  Fibra alimentaria Clasificación Ø Insoluble: Celulosa, hemicelulosa y lignina, aportada por cereales (pan, arroz, etc.) y derivados integrales. Pueden absorber agua contribuyendo a aumentar el tamaño de las heces y de este modo aumentar la motilidad intestinal. Ø Soluble: Pectinas, hemicelulosa, gomas, etc. Legumbres, frutas, verduras y cereales (cebada y avena). Forma un gel al entrar en contacto con el agua, aumentado el volumen y reduciendo el tiempo de tránsito de los contenidos intestinales. 49 Sustancias no nutriBvas Las sustancias no nutriSvas suelen ser las más numerosas de los alimentos. No se han demostrado imprescindibles para el cuerpo humano y pueden tener tanto efectos beneficiosos como perjudiciales para la salud del individuo. 50  Sustancias no nutritivas Ø Clasificación: Componentes no naturales: AdiSvos (espesantes, colorantes, emulgentes, etc.), contaminantes. Componentes naturales de los alimentos de origen animal y vegetal: Tóxicos, anSnutrientes y biocompuestos. 51  Sustancias no nutritivas Ø Componentes no naturales: 1. Aditivos Son sustancias que se añaden intencionadamente a los alimentos, con la finalidad de mejorar la apariencia, el sabor y la textura de éstos, así como facilitar su conservación. Han de cumplir una serie de requisitos, como comprobar (estudios relativos a toxicidad, carcinogénesis o efectos sobre la reproducción humana) que su consumo es seguro para las personas, responder su uso a una necesidad manifiesta. Deben poder ser detectados y cuantificados en los alimentos. 52  Sustancias no nutriBvas Ø Componentes no naturales: 2. Contaminantes Los contaminantes son compuestos peligrosos para el organismo humano que, normalmente, no se encuentran presentes en los alimentos. Esta presencia suele estar relacionada con los sistemas de producción, manipulación, procesado o bien por circunstancias accidentales. La legislación actual establece las canSdades máximas permiSdas de este Spo de sustancias en los alimentos. ü PesScidas ü Metales pesados ü Hidrocarburos aromáScos policíclicos, etc. 53  Sustancias no nutriBvas Ø Componentes naturales: 1. Sustancias tóxicas naturales Predominan en los alimentos de origen vegetal, como las falotoxinas y amatoxinas de las setas del género amanita o la mirisScina de la nuez moscada. Los alimentos de origen animal que pueden contener sustancias tóxicas naturales suelen ser de origen marino, como el icSotoxismo y la intoxicación paralíSca por mariscos. 54  Sustancias no nutritivas Ø Componentes naturales: 2. An+nutrientes Son sustancias presentes en los alimentos que impiden que cierto nutrientes sean uSlizados por el organismo humano, por lo que pueden incrementar las necesidades nutriSvas del individuo con respecto a dichos nutrientes. Pueden afectar a las proteínas, los minerales o ser anSvitaminas. Un ejemplo de anSnutriente es el ácido cSco, presente en los cereales y algunas legumbres, que a altas dosis forma compuestos insolubles con los metales di y trivalentes (calcio, cinc, hierro...), e interfiere en la absorción intesSnal de minerales y su biodisponibilidad. 55  Sustancias no nutriBvas Ø Componentes naturales: 3. Biocompuestos Componentes de los alimentos que influyen en la acSvidad celular y en los mecanismos fisiológicos y con efectos beneficiosos para la salud. Mayoritariamente de origen vegetal, denominados fitoquímicos, muchos de las cuales son fisiológicamente acSvos cuando se consumen, y pueden jugar un importante papel como factores de protección frente al estrés oxidaSvo y a la carcinogénesis. Tres grupos: Terpenoides (carotenoides y esteroles); compuestos fenólicos (flavonoides, taninos, etc.), y; compuestos azufrados. Ejemplos: Licopeno en tomates; alium en el ajo y la cebolla; luteína en vegetales de hoja verde; limoneno en los cítricos; resveratrol en las uvas, etc. 56  Sustancias no nutriBvas ØComponentes naturales: 3. Biocompuestos: Funciones AnSoxidante Modulación de la expresión genéSca (y su repercusión en el metabolismo) Destoxificación de cancerígenos (acSvación de sistemas enzimáScos de Fase I y II) Protección del ADN Modificación de la comunicación celular Modificación del perfil hormonal (p.e. niveles de hormonas esteroideas) Modulación del perfil lipídico EsSmulación del sistema inmunitario Efecto anSinflamatorio Efectos sobre la hemostasia Efecto hipocolesterolémico AcSvidad anSmicrobiana, etc. 57 Necesidades energéBcas ² Las necesidades de un individuo son la canSdad de energía alimentaria que debe ingerirse para compensar el gasto calórico, cuando el tamaño y composición del organismo y el grado de ac8vidad Hsica son compaSbles con un estado duradero de buena salud. ² Es importante recalcar que las esSmaciones de las necesidades de energía se refieren a largos periodos de 8empo, ya que existe una gran variabilidad entre estas necesidades día a día. ² En conjunto, las necesidades energéScas representan la canSdad de energía requerida para cubrir el gasto energéSco total, el cual incluye el gasto energéSco basal, la termogénesis y el coste energéSco de la ac8vidad Hsica. 58  Necesidades energéBcas 1. Metabolismo basal - CanSdad de energía mínima necesaria para mantener las funciones vitales del organismo en reposo. Sería equivalente al gasto energéSco que se Sene durante el sueño tranquilo. - El gasto energéSco en reposo (GER) es similar al basal aunque algo superior, ya que se determina en reposo relaSvo y habitualmente sin que el sujeto haya mantenido las doce horas de ayuno. - Representa casi dos tercios del consumo diario. 59 Necesidades energéBcas 2. Actividad física - Cantidad de energía destinada a la actividad física que el individuo realiza a lo largo del día. No es constante y depende de la actividad física diaria. - Representa casi un tercio del gasto energético. 3. Efecto térmico de los alimentos o termogénesis - Cantidad de energía destinada a la digestión, absorción, distribución, metabolismo, almacenamiento y excreción de los nutrientes. - La proteína presenta un mayor efecto termogénico. - Representa un 10% de la cantidad calórica ingerida. 60 Necesidades energéBcas 61 Necesidades plásBcas ²Derivan de la demanda por parte del organismo de material para la formación o renovación de sustancias y estructuras del cuerpo (fundamentalmente musculatura y masa ósea). ²Estas necesidades se producen a lo largo de toda la vida, y no sólo en etapas de crecimiento y desarrollo, pese a que es cierto que son más críScas en la infancia y adolescencia, cuando no solamente hay renovación o mantenimiento sino también un incremento de la masa corporal. ²Las necesidades plásScas son fundamentalmente de proteínas y algunos minerales. 62 Necesidades reguladoras ²Las necesidades reguladoras o protectoras se deben a que los complejos procesos bioquímicos (metabolismo) que tienen lugar en el organismo, para su correcto funcionamiento, modulación e integración, requieren de la participación de diversas sustancias, normalmente en cantidades muy pequeñas, pero que no pueden ser sustituidas por otras. ²Estas necesidades se cubren con vitaminas y minerales. 63