Nutrients PDF

Nutrients PID_00258489 Amèlia Díaz-Guerra Millán Temps mínim de dedicació recomanat: 12 hores © FUOC PID_00258489 Nutrients Cap part d'aquesta publicació, incloent-hi el disseny general i la coberta, no pot ser copiada, reproduïda, emmagatzemada o transmesa de cap manera ni per cap mitjà, tant si és elèctric com químic, mecànic, òptic, de gravació, de fotocòpia o per altres mètodes, sense l'autorització prèvia per escrit dels titulars del copyright. © FUOC PID_00258489 Nutrients Índex 1. Nutrients............................................................................................... 7 1.1. Tipus de nutrients....................................................................... 7 1.2. Classificació dels nutrients......................................................... 8 1.2.1. Segons la seva importància per a l'organisme............... 8 1.2.2. Segons la seva quantitat................................................ 9 1.2.3. Segons la seva funció.................................................... 10 1.3. Mecanismes de la nutrició: digestió, absorció i metabolisme..... 10 1.3.1. Digestió.......................................................................... 11 1.3.2. Absorció......................................................................... 13 1.3.3. Metabolisme................................................................... 14 1.4. Estat nutricional.......................................................................... 17 2. Hidrats de carboni............................................................................. 19 2.1. Classificació dels hidrats de carboni........................................... 19 2.1.1. Monosacàrids................................................................. 19 2.1.2. Oligosacàrids.................................................................. 23 2.1.3. Polisacàrids..................................................................... 25 2.2. Funció dels hidrats de carboni................................................... 29 2.3. Digestió, absorció i metabolisme dels hidrats de carboni........... 31 2.3.1. Digestió dels hidrats de carboni.................................... 31 2.3.2. Absorció dels hidrats de carboni................................... 32 2.3.3. Metabolisme dels hidrats de carboni............................. 32 2.4. Necessitats nutricionals............................................................... 36 2.5. Fonts alimentàries d'hidrats de carboni...................................... 37 2.5.1. Aliments d'origen vegetal.............................................. 37 2.5.2. Aliments d'origen animal.............................................. 38 2.6. Patologies relacionades............................................................... 39 3. Lípids..................................................................................................... 40 3.1. Classificació dels lípids............................................................... 40 3.1.1. Àcids grassos.................................................................. 41 3.1.2. Acilglicèrids.................................................................... 44 3.1.3. Fosfolípids...................................................................... 46 3.1.4. Esteroides....................................................................... 50 3.1.5. Lipoproteïnes................................................................. 52 3.1.6. Terpens........................................................................... 53 3.2. Funció dels lípids........................................................................ 54 3.3. Digestió, absorció i metabolisme dels lípids............................... 56 3.3.1. Digestió dels lípids........................................................ 56 3.3.2. Absorció de lípids.......................................................... 57 3.3.3. Metabolisme de lípids................................................... 57 3.4. Necessitats nutricionals............................................................... 62 © FUOC PID_00258489 Nutrients 3.4.1. Recomanacions específiques.......................................... 63 3.5. Fonts alimentàries dels lípids..................................................... 64 3.5.1. Aliments d'origen vegetal.............................................. 64 3.5.2. Aliments d'origen animal.............................................. 65 3.6. Patologies relacionades............................................................... 66 4. Proteïnes............................................................................................... 68 4.1. Estructura bàsica de les proteïnes: aminoàcids........................... 68 4.2. Classificació de les proteïnes...................................................... 70 4.2.1. Proteïnes simples........................................................... 71 4.2.2. Proteïnes conjugades..................................................... 75 4.2.3. Proteïnes derivades........................................................ 78 4.3. Funció de les proteïnes............................................................... 78 4.4. Digestió, absorció i metabolisme de les proteïnes...................... 81 4.4.1. Digestió de les proteïnes............................................... 81 4.4.2. Absorció de les proteïnes............................................... 82 4.4.3. Metabolisme de les proteïnes........................................ 83 4.5. Necessitats nutricionals de proteïnes.......................................... 88 4.6. Fonts alimentàries de proteïnes.................................................. 90 4.6.1. Proteïnes d'origen animal.............................................. 90 4.6.2. Proteïnes d'origen vegetal.............................................. 91 4.7. Patologies relacionades............................................................... 92 5. Vitamines.............................................................................................. 94 5.1. Classificació de les vitamines...................................................... 94 5.1.1. Vitamines hidrosolubles................................................ 95 5.1.2. Vitamines liposolubles................................................... 104 5.2. Absorció i metabolisme de les vitamines.................................... 109 5.3. Fonts alimentàries de vitamines................................................. 110 5.4. Necessitats nutricionals............................................................... 111 6. Minerals................................................................................................ 114 6.1. Característiques dels minerals..................................................... 114 6.2. Classificació dels minerals.......................................................... 115 6.2.1. Macrominerals............................................................... 115 6.2.2. Microminerals................................................................ 122 6.3. Absorció i metabolisme dels minerals........................................ 131 6.4. Fonts alimentàries de minerals................................................... 131 6.5. Necessitats nutricionals............................................................... 133 7. Aigua...................................................................................................... 136 7.1. Estructura molecular de l'aigua................................................... 136 7.2. Aigua corporal............................................................................. 140 7.2.1. Distribució de l'aigua corporal...................................... 140 7.3. Funcions de l'aigua..................................................................... 141 7.4. Balanç hídric............................................................................... 142 7.4.1. Balanç extern................................................................. 142 © FUOC PID_00258489 Nutrients 7.4.2. Balanç intern................................................................. 144 7.5. Necessitats d'aigua....................................................................... 145 7.5.1. Piràmide de la hidratació saludable.............................. 146 7.6. Fonts alimentàries d'aigua.......................................................... 147 7.7. Patologies relacionades............................................................... 148 Bibliografia................................................................................................. 149 © FUOC PID_00258489 7 Nutrients 1. Nutrients Els nutrients són aquells elements o compostos químics que contenen els aliments i que són necessaris per a desenvolupar les funcions vitals d'un ésser viu. L'organisme humà necessita quaranta nutrients diferents per a mantenir-se sa (de vuit a deu aminoàcids essencials obtinguts de les proteïnes, àcids grassos essencials, carbohidrats, tretze vitamines i divuit minerals, a més de l'hidrogen, el carboni, el nitrogen i l'oxigen). Cadascun d'aquests nutrients s'obté de di- ferents aliments, ja que no hi estan distribuïts de manera homogènia. A cada aliment n'hi ha o en predomina un o un altre, i per això la importància de seguir una dieta variada. Aquests elements són presos per les cèl·lules del nostre organisme, i en passen a formar part per mitjà d'un procés metabòlic de biosíntesi denominat ana- bolisme, o bé són degradats per a obtenir altres molècules i energia per mitjà del catabolisme. Els nutrients també tenen una funció significativa sobre la salut, sia benefici- osa o tòxica. Per exemple, el sodi és un nutrient que participa en processos d'equilibri hidroelectrolític quan es proporciona en quantitats adequades. Però el seu aportament excessiu en la dieta pot afavorir la hipertensió arterial. 1.1. Tipus de nutrients Als aliments hi ha els següents tipus de nutrients: Hidrats de carboni: són els encarregats d'alliberar l'energia amb què el cos humà manté les seves funcions vitals (bombatge de sang, respiració, regu- lació de la temperatura corporal...). També permeten el desenvolupament de l'activitat física. Lípids: són els nutrients típicament energètics. La majoria constitueixen elements de font energètica (9 kcal/g) i de protecció en l'ésser viu (teixit adipós). També formen part de la membrana cel·lular i participen en el transport i absorció de vitamines. Els àcids grassos són els components d'alguns lípids. Proteïnes: són la base fonamental de l'estructura no òssia de l'organisme. Les proteïnes estan formades per aminoàcids i col·laboren en el transport de greixos i oxigen; formen part de determinades hormones, enzims i de © FUOC PID_00258489 8 Nutrients les immunoglobulines o anticossos responsables de defensar l'organisme; intervenen en la formació de teixits corporals i són les encarregades de produir la regeneració del pèl i les ungles. Vitamines: es necessiten en petites quantitats, encara que no per això són menys importants que altres nutrients. No aporten energia, però sense les vitamines l'organisme no és capaç d'aprofitar els elements constructius i energètics subministrats per l'alimentació. Minerals: són els elements inorgànics de la dieta i es caracteritzen per- què són essencials per a l'organisme. S'utilitzen com a materials de cons- trucció per a certes estructures (ossos i dents); són presents als líquids extracel·lulars i intracel·lulars i, associats a certes proteïnes, exerceixen un paper important en les reaccions bioquímiques de les cèl·lules. Aigua: és considerada per diferents autors un nutrient, encara que no apor- ti energia. Forma part del nostre organisme en més proporció que qualse- vol altre element. Participa en funcions reguladores i estructurals: serveix com a mitjà per a elaborar qualsevol reacció química i és el vehicle de transport i eliminació de substàncies. 1.2. Classificació dels nutrients Els nutrients es poden classificar tenint en compte diferents criteris: Segons la seva importància per a l'organisme. Segons la seva quantitat. Segons la seva funció nutricional. 1.2.1. Segons la seva importància per a l'organisme Depenent de la participació en les reaccions metabòliques de l'organisme en el seu conjunt, els nutrients poden ser nutrients essencials o no essencials. Nutrients essencials. Els nutrients essencials són aquells que es conside- ren imprescindibles per a l'organisme, ja que no els pot sintetitzar per si mateix. Per tant, són substàncies que necessàriament s'han d'obtenir dels aliments de la dieta. Exemples de nutrients essencials Entre els nutrients essencials per a les persones s'inclouen: Àcids grassos essencials: linoleic, linolènic. © FUOC PID_00258489 9 Nutrients Aminoàcids essencials: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptòfan i valina. Totes les vitamines. Certs minerals: sodi, magnesi, clor, potassi, calci, fòsfor, sofre, ferro, iode, fluor, cou- re, zenc, manganès, seleni, molibdè, vanadi, níquel, crom, cobalt i silici. Aigua. Nutrients no essencials. Els nutrients no essencials són aquells que no es consideren imprescindibles per a l'organisme i que, amb determinades condicions, se sintetitzen per mitjà de molècules precursores (general- ment, nutrients essencials). Per tant, l'organisme no necessita l'aportament regular d'aquests nutrients, sempre que obtingui les substàncies precurso- res de la dieta. 1.2.2. Segons la seva quantitat Depenent de la quantitat necessària per a les cèl·lules i els organismes, els nu- trients es classifiquen en macronutrients i micronutrients. Els macronutrients són compostos que l'organisme necessita en grans quantitats diàries, normalment entorn de grams. En aquest grup, s'inclouen les proteïnes, els hidrats de carboni i els lípids. Constitueixen els principals ingredients de la dieta, ja que subministren la major part de l'energia metabòlica de l'organisme (l'ideal és que els hidrats de carboni i els greixos proporcionin el 55% i el 30% de l'energia que necessita el nostre organisme) i participen en la construcció de tei- xits i sistemes i el manteniment de les funcions corporals (per norma general, les proteïnes i els greixos formen el 44% i el 36% del pes del cos, respectivament). Els micronutrients són aquells elements que hi ha als aliments en con- centracions reduïdes i dels quals també l'organisme necessita quantitats més petites per a funcionar (des de mil·ligrams fins a micrograms). Són les vitamines i els minerals. Aquests compostos són indispensables per al creixement i desenvolupa- ment correctes de l'organisme humà, per a la utilització metabòlica dels macronutrients i per al manteniment de les defenses adequades davant malalties infeccioses. També exerceixen funcions catalitzadores impor- tants en el metabolisme ja que formen part de l'estructura de nombrosos enzims. Uns quants dels micronutrients més importants són el iode, el ferro i la vitamina A, que són essencials per al creixement físic, el desenvolupament de les funcions cognitives i fisiològiques i la resistència a les infeccions. © FUOC PID_00258489 10 Nutrients 1.2.3. Segons la seva funció Encara que un mateix nutrient pot fer diverses funcions, es poden classificar en energètica, plàstica i reguladora. Funció energètica. Els nutrients que fan una funció energètica servei- xen de substrat metabòlic per a obtenir energia que ens permeti fer mo- viments, generar calor o desenvolupar qualsevol altra activitat corporal. Aquests nutrients són: – Els lípids o greixos, que aporten 9 kcal/g. Compleixen una funció im- portant de reserva energètica a l'organisme per a situacions de dejuni o de necessitats energètiques més grans. – Els hidrats de carboni, que aporten 4 kcal/g. Constitueixen el princi- pal combustible de l'organisme, de manera que han d'aportar més de la meitat d'energia ingerida amb la dieta. – Les proteïnes, que també aporten 4 kcal/g. Desenvolupen una funció energètica, sobretot en aquells casos en què l'aportament d'hidrats de carboni i lípids no és suficient per a cobrir les necessitats energètiques. Funció plàstica. Els nutrients que fan una funció plàstica tenen com a missió formar, mantenir i reparar els teixits orgànics indispensables per al creixement i conservació tissular. Les proteïnes són els elements encarregats d'aquesta funció, encara que el calci i altres minerals també hi intervenen, sobretot en la formació dels ossos. Funció reguladora. La funció reguladora consisteix a controlar les reacci- ons químiques que tenen lloc a les cèl·lules per a mantenir l'organisme. Les vitamines, els minerals i les proteïnes (aminoàcids) són els nutrients encarregats de fer aquesta funció. 1.3. Mecanismes de la nutrició: digestió, absorció i metabolisme La majoria dels nutrients continguts als aliments s'uneixen a grans molècules que l'intestí no pot absorbir directament, sia per la mida que tenen o perquè no són solubles. Per això, per a incorporar els nutrients a l'organisme, després de la ingestió dels aliments, es posen en marxa una sèrie de processos físics i químics encar- regats de rebre, transformar i utilitzar les substàncies químiques que contenen aquestes nutrients. © FUOC PID_00258489 11 Nutrients Aquests processos, de caràcter involuntari i inconscient, són la digestió, l'absorció i el metabolisme. 1.3.1. Digestió La digestió s'encarrega de transformar les substàncies nutritives (hidrats de carboni, greixos i proteïnes) en compostos més simples (glucosa, àcids grassos i aminoàcids), capaços de travessar la paret de l'aparell di- gestiu i de passar a la sang. Els dos processos principals de la digestió, el mecànic i el químic, tenen lloc simultàniament: El procés mecànic s'encarrega d'impulsar el menjar cap endavant en for- ma de massa líquida i espessa (quim), per mitjà de les contraccions mus- culars de les parets del tracte intestinal. El procés químic és l'encarregat de provocar la hidròlisi que descompon els hidrats de carboni, els greixos i les proteïnes en molècules més petites, perquè les pugui absorbir la paret de l'intestí prim. Els principals responsables del procés químic de la digestió són les secrecions digestives, que contenen aigua, electròlits, enzims i moc. D'aquests elements, és important destacar els enzims digestius, la funció dels qual és trencar els enllaços entre els components dels aliments. Aquestes secrecions s'alliberen en resposta a diversos estímuls relacionats amb la presència de l'aliment, la seva composició i la quantitat ingerida. Els enzims són molècules de proteïnes especialitzades que afavoreixen les reaccions bioquímiques de l'organisme. Les característiques més importants dels enzims són: Actuen com a catalitzadors, és a dir, acceleren les reaccions bioquími- ques i multipliquen la velocitat per un milió de vegades i fins i tot més, sense reaccionar químicament amb les substàncies sobre les quals actuen (substrat), ni alterar l'equilibri de la reacció. La velocitat de les reaccions enzimàtiques depèn de la concentració de l'enzim, de la concentració del substrat (fins a un límit) i de la temperatura i el pH del medi. © FUOC PID_00258489 12 Nutrients Especificitat, tant en la reacció que catalitzen com en la selecció de les substàncies reaccionants (substrats). D'aquesta manera, cadascuna de les transformacions que experimenten els aliments en el sistema digestiu està associada a una classe específica d'enzim. Segons el nutrient sobre el qual actuïn, es poden classificar en: – Amilases, que actuen sobre els hidrats de carboni. – Proteases, que ho fan sobre les proteïnes. – Lipases, que desenvolupen l'activitat sobre els greixos. – Lactasa, que actua sobre la lactosa de la llet. En la taula següent es recullen els enzims que participen en la digestió i les principals característiques que tenen: Enzim Substrat Propor- Lloc on es produeix Característi- sobre el ciona ques del medi qual actua Ptia- Midons Monosacà- Glàndules salivals Moderadament alcalí lina rids i disacà- rids Ami- Midons i su- Glucosa Estómac i pàncrees Moderadament àcid lasa cres Pepsi- Proteïnes Pèptids i Estómac Molt àcid na aminoàcids Lipasa Greixos Àcids gras- Pàncrees i intestí prim Alcalí, juntament amb sos i gliceri- l'acció de les sals biliars na Lac- Lactosa de la Glucosa i Intestí prim (la seva pro- Àcid tasa llet galactosa ducció disminueix amb el creixement). Llocs en què es produeixen les secrecions digestives Els aliments exerceixen una estimulació de les glàndules, directament o indi- rectament, per mitjà del sistema nerviós autònom i del sistema endocrí. Hi ha nombrosos receptors, localitzats al llarg de tot el tub digestiu, que capten els estímuls desencadenats pels aliments i provoquen els reflexos de secreció següents: Boca: les glàndules salivals segreguen un enzim, amilasa salival o ptiali- na, que actua sobre els midons i comença a transformar-los en monosa- càrids. Estómac: els aliments es barregen amb el suc gàstric, produït per la mucosa gàstrica, que està compost per: © FUOC PID_00258489 13 Nutrients – Una proteasa (pepsina), amb la qual es comença la digestió de les proteïnes. – Àcid clorhídric, que proporciona l'acidesa necessària que permet l'activitat de la pepsina, i que actua com a bactericida i augmenta la solubilitat de minerals com el ferro i el calci. – El factor denominat intrínsec, necessari per a absorbir de la vitamina B12. Intestí prim: se secreten els sucs digestius sobre la barreja d'aliments, que estan compostos per: – La bilis, que es produeix al fetge i s'emmagatzema a la vesícula biliar, des d'on s'expulsa a l'intestí a mesura que es necessita. La funció que té és activar les lipases i emulsionar els greixos, la qual cosa dóna lloc a la formació de glòbuls petits que ofereixen una superfície molt més gran, i faciliten així l'acció de la lipasa. Com que és lleugerament alcalina, la bilis neutralitza l'acidesa del quim. – El suc pancreàtic, que és segregat pel pàncrees. A més d'una concen- tració elevada de bicarbonat (que neutralitza els àcids de l'estómac), conté diversos enzims digestius com una potent amilasa -que acaba de trencar els midons-, lipasa -que separa els triglicèrids en àcids grassos i glicerina-, i altres enzims que s'encarreguen de fraccionar les proteïnes que no han pogut ser digerides amb la pepsina de l'estómac. – Els sucs intestinals, que són segregats per la mucosa de l'intestí prim mateix. Conté diversos enzims que acaben la tasca de trencar les mo- lècules de tots els nutrients. Els més importants són les proteases, que actuen sobre les proteïnes, ja que, com que són els nutrients més com- plexos, són els que necessiten una digestió més complicada i laboriosa. 1.3.2. Absorció L'absorció consisteix en la transferència de nutrients provinents de la digestió des de la llum de l'intestí prim i, a través de l'epiteli que el revesteix, a la lamina pròpia, en la qual ingressa a la sang i els vasos limfàtics. Els nutrients poden passar la membrana intestinal fins al corrent sanguini de dues maneres: Per simple gradient, és a dir, perquè hi ha menys concentració a la sang que a la llum intestinal. © FUOC PID_00258489 14 Nutrients Contra gradient, ajudats per algunes substàncies transportadores. Una vegada al corrent sanguini, són distribuïts per tot l'organisme, on com- pleixen les funcions que tenen. Aquest procés es produeix principalment al llarg de l'intestí prim, encara que no de la mateixa manera en tots els punts. La zona més important per a absorbir nutrients és el jejú. A través de la paret intestinal, s'absorbeix la major part de l'aigua, l'alcohol, els sucres, els mine- rals i les vitamines hidrosolubles, i també els productes que resulten de la di- gestió dels principis immediats (hidrats de carboni, greixos i proteïnes). Les vitamines liposolubles són absorbides juntament amb els àcids grassos en què se solubilitzen. L'ili, part que continua al jejú, repeteix molts dels processos d'absorció d'aquest jejú i, a més, té processos especialitzats, com, per exemple, per a la vitamina B12 i les sals biliars. La fibra que ha resistit l'acció de tots els enzims hidrolítics que actuen a l'intestí prim arriba a l'intestí gruixut, on els bacteris que l'habiten sintetitzen la vi- tamina K i petites quantitats de vitamines del complex B, que s'absorbeix. A l'intestí gruixut l'absorció és molt més petita i només afecta l'aigua i les sals minerals. Després de ser absorbits, la major part dels nutrients arriba directament al fet- ge, que és l'encarregat de distribuir els nutrients als teixits perifèrics, de regular les concentracions de nutrients a la sang i de formar la bilis. 1.3.3. Metabolisme El metabolisme és el procés mitjançant el qual les cèl·lules converteixen els nutrients alimentaris en energia útil, al mateix temps que creen mo- lècules per a la síntesi de teixits nous i altres compostos vitals. Aquest procés es fa en dues fases simultànies: catabolisme i anabolisme. La imatge següent mostra la utilització que fa la cèl·lula dels nutrients dels aliments. © FUOC PID_00258489 15 Nutrients Font: Adaptat d'Anderson i altres (1994). Nutrición y nutrientes. Barcelona: Edicions Bellaterra. El catabolisme és la fase en què els nutrients es degraden a compostos més senzills, i alliberen energia. Aquests nutrients poden provenir dels aliments o de les reserves de l'organisme. Font: Adaptat de Lubert Stryer (1988). Bioquímica. Barcelona: Reverté. Aquest procés es pot dividir en dues fases: Fase I: les molècules obtingudes en el procés de digestió i absorció es de- graden en unitats simples, que tenen un paper central en el metabolisme. Els àcids grassos, els monosacàrids i alguns aminoàcids es converteixen en el fragment acetil de l'acetil coenzim A (acetil-CoA), que és la molècula © FUOC PID_00258489 16 Nutrients clau en el metabolisme dels principis immediats. La resta d'aminoàcids se sumen directament al cicle oxidatiu (fase II), després de l'eliminació de l'oxigen (desaminació). Fase II: està constituïda pel metabolisme oxidatiu de l'acetil-CoA, format Fosforilació oxidativa pel cicle de l'àcid cítric o de Krebs i la fosforilació oxidativa. En aquesta fase, És el procés mitjançant el qual s'allibera la màxima quantitat d'energia potencial derivada dels aliments. l'energia alliberada durant la Aquesta energia és conservada de manera química pel compost adenosina transferència d'electrons fins a l'oxigen es transforma en ATP. trifosfat (ATP), que serveix de vehicle energètic per a aquells processos o reaccions cel·lulars que la requereixen, o s'acumula com a greix. Una ve- gada s'ha obtingut l'energia, els nutrients es degraden i es transformen en diòxid de carboni i aigua. Així mateix, la sang actua com a vehicle per a eliminar els metabòlits finals: el diòxid de carboni, format en el cicle oxidatiu, és portat als pulmons, on abandona el cos amb l'aire exhalat; el nitrogen, procedent dels aminoàcids sotmesos a desaminació, intervé en la síntesi d'urea al fetge, i és excretat pel ronyó a l'orina, juntament amb l'aigua resultant del metabolisme cel·lular. Adenosina trifosfat (ATP) És la unitat biològica d'energia lliure en els éssers vius. Exerceix un paper essencial en la connexió entre les vies metabòliques que produeixen energia (catabòliques) i les vies metabòliques que consumeixen energia (anabòliques). L'anabolisme és la fase constructora en què s'elaboren molècules petites que s'utilitzen per a formar molècules complexes (proteïnes, glicogen, tri- glicèrids...) per unió i polimerització d'unitats més elementals per a susten- tar les activitats cel·lulars de creixement, conservació i reposició. Per a fer aquesta síntesi, és necessari emprar l'energia produïda en el catabolisme. © FUOC PID_00258489 17 Nutrients Font: Adaptat de Lubert Stryer (1988). Bioquímica. Barcelona: Reverté. En la via anabòlica, la síntesi de molècules noves es produeix de la manera següent: Els aminoàcids són utilitzats per a la síntesi de les proteïnes, sia per a pro- duir cèl·lules noves o per a mantenir les que ja s'han format o reemplaçar les existents. El glicogen pot ser sintetitzat a partir de la glucosa a les cèl·lules hepàtiques o musculars. La combinació de molècules d'acetat pot donar lloc a un àcid gras especí- fic, que formarà part del teixit adipós, juntament amb els lípids obtinguts directament dels aliments. 1.4. Estat nutricional L'estat nutricional de les persones és el resultat del balanç entre la in- gesta de nutrients per mitjà dels aliments i les necessitats fisiològiques, bioquímiques i metabòliques de l'organisme. Aquest equilibri entre ingesta i necessitats de nutrients no és el mateix per a totes les persones, ja que és condicionat per diversos factors, com l'edat, el sexe, la situació fisiològica, la situació patològica de cada individu i la situació psicosocial. © FUOC PID_00258489 18 Nutrients Per a mantenir una nutrició equilibrada, s'ha de conèixer les necessi- tats nutricionals de cada persona i els aspectes nutricionals dels aliments que s'ingereixen. D'aquesta manera, es determinarà si la forma habitual d'alimentació és la correcta. En cas contrari, s'haurà de modificar la dieta. La deficiència prolongada d'un determinat nutrient provoca els efectes se- güents a l'organisme, que es manifesten de manera progressiva: la seva desa- parició gradual dels teixits, alteracions bioquímiques i, finalment, manifesta- cions clíniques característiques del seu defecte en la dieta. Igualment, les in- gestions excessives d'un o diversos nutrients poden desenvolupar situacions d'obesitat o toxicitat. Per tant, una bona nutrició és conseqüència d'una alimentació correcta. © FUOC PID_00258489 19 Nutrients 2. Hidrats de carboni Els hidrats de carboni, també dits carbohidrats, sucres o glúcids, són molè- cules orgàniques formades per carboni combinat amb hidrogen i oxigen en la proporció d'un àtom de carboni per dos d'hidrogen i un d'oxigen. Constitueixen la major part de la matèria orgànica de la terra, a causa de les variades funcions que tenen en tots els éssers vius, i són un dels principals grups de compostos bioquímics que hi ha a l'organisme humà. Els hidrats de carboni, a més, són els components més abundants dels aliments i els que s'han distribuït més àmpliament. Se'n troben en molt pocs aliments de manera lliure, ja que el normal és que s'integrin a estructures complexes o estiguin combinats amb altres molècules orgàniques. 2.1. Classificació dels hidrats de carboni Hi ha diferents classificacions dels carbohidrats, encara que generalment se solen classificar, segons la mida molecular que tenen, en tres grups: Monosacàrids: són els hidrats de carboni més senzills, formats per una sola molècula. Oligosacàrids: estan formats per la unió de molècules de monosacàrids en un nombre més petit de 10. Polisacàrids: estan formats per la unió de molècules de monosacàrids en un nombre més gran o igual que 10. 2.1.1. Monosacàrids Els monosacàrids, sòlids, blancs, cristal·lins, solubles en aigua i, generalment, de sabor dolç, són aldehids o cetones polihidroxilats, és a dir, són compostos que estan formats per polialcohols, grups hidroxil (-OH), i per un aldehid o cetona, grup carbonil (-C=O). La fórmula química general d'un monosacàrid és (CH2O)n, on n és qualsevol nombre igual o més gran que 3. Els monosacàrids són la principal font de combustible per al metabolisme. S'absorbeixen a l'intestí sense necessitat de digestió prèvia, per la qual cosa són una font molt ràpida d'energia. © FUOC PID_00258489 20 Nutrients Quan les cèl·lules ja no els necessiten, els monosacàrids són convertits ràpida- ment en oligosacàrids o polisacàrids. Classificació dels monosacàrids Els monosacàrids es denominen d'acord amb: La posició del grup carbonil: si el grup carbonil és un aldehid, el mono- Aldosa i cetosa sacàrid és una aldosa, i si es tracta d'una cetona, el monosacàrid és una cetosa. El nombre d'àtoms de carboni: els monosacàrids més petits són els que posseeixen tres àtoms de carboni, i són anomenats trioses; els que tenen quatre àtoms, són anomenats tetroses, i així successivament. Tots tenen un nom específic, com, per exemple, la glucosa, que és una aldohexosa, la ribosa, que és una aldopentosa, i la fructosa, que és una cetohexosa. En la taula següent es mostren els monosacàrids principals que hi ha: Nre. Nomen- Aldoses Cetoses carbonis clatura 3 Trioses Aldotrioses: Cetotrioses: Gliceraldehid Dihidroxiacetona 4 Tetroses Aldotetroses: Cetotetroses: Eritrosa Eritrulosa Triosa 5 Pentoses Aldopentoses: Cetopentoses: Ribosa Ribulosa Arabinosa Xilulosa Xilosa Lixosa 6 Hexoses Aldohexoses: Cetohexoses: Alosa Sicosa Altrosa Fructosa Glucosa Sorbosa Manosa Tagatosa Gulosa Idosa Galactosa Talossa La isomeria: la isomeria és una característica que apareix en aquelles mo- lècules que tenen la mateixa fórmula empírica, però presenten caracterís- tiques físiques o químiques que les fan diferents. A aquestes molècules se les denomina isòmers. En els monosacàrids, es poden trobar diferents classes d'isomeria: © FUOC PID_00258489 21 Nutrients – Isomeria de funció: els isòmers es distingeixen perquè tenen diferents grups funcionals. Les aldoses són isòmers de les cetoses. – Isomeria espacial o estereoisomeria: es produeixen quan la molècu- la presenta un o més carbonis asimètrics. Els radicals units a aquests carbonis es poden disposar en l'espai en diferents posicions. Com més carbonis asimètrics tingui la molècula, més classes d'isomeria es pre- senten. El carboni asimètric més allunyat del grup funcional serveix com a referència per a anomenar la isomeria d'una molècula. Quan el grup alcohol d'aquest carboni està representat a la seva dreta en la projecció lineal, es diu que aquesta molècula és SR. Quan el grup alco- hol d'aquest carboni està representat a la seva esquerra en la projecció lineal, es diu que aquesta molècula és L. – Isomeria especular: els isòmers especulars, anomenats també enantiò- mers, quirals enantiomorfs o isòmers, són molècules que tenen els grups -OH de tots els carbonis asimètrics, en posició oposada, reflex de l'altra molècula isòmera. – Isomeria òptica: quan es fa incidir un pla de llum polaritzada sobre una dissolució de monosacàrids que posseeixen carbonis asimètrics, el pla de llum es desvia. Si la desviació es produeix cap a la dreta, es diu que l'isòmer és dextrogir i es representa amb el signe (+); si la desviació és cap a l'esquerra, es diu que l'isòmer és levogir i es representa amb el signe (–). © FUOC PID_00258489 22 Nutrients La configuració: els monosacàrids es presenten principalment en forma lineal, anomenada projecció de Fischer, però també es poden trobar en una forma tautomèrica amb estructura cíclica, anomenada projecció de Haworth, en reaccionar un dels grups hidroxil amb el carbonil de l'aldehid o cetona. Així, s'observa que, en dissolució aquosa, alguna tetrosa genera furanoses (cicle de 5), i les hexoses i les pentoses poden adoptar la forma de piran o furan, depenent de la naturalesa que tinguin (cicle de 5 o 6). Ciclació glucosa Principals monosacàrids Entre els principals monosacàrids destacarem, per la importància que tenen en el procés de nutrició, els següents: Glucosa o dextrosa: la glucosa és la principal font d'energia de les cèl·lules i és, a més, el principal component de polímers d'importància estructural, com la cel·lulosa, i de polímers d'emmagatzemament energètic, com el midó i el glicogen. És una forma de sucre que es troba lliure a les fruites, especialment als raïms, a la mel i a la sang. © FUOC PID_00258489 23 Nutrients Fructosa o levulosa: la fructosa, com la glucosa, és una forma de sucre que es troba a les fruites i a la mel, però en grans quantitats. La fructosa és metabolitzada i la guarda, en part, el fetge en forma de glicogen com a reserva. És el carbohidrat més dolç. Galactosa: la galactosa no es troba en estat lliure a cap aliment, però és sintetitzada per les glàndules mamàries per a produir lactosa. 2.1.2. Oligosacàrids (1) Oligo significa 'pocs'. 1 Els oligosacàrids són hidrats de carboni formats per polímers de fins a deu unitats de monosacàrids. La unió dels monosacàrids té lloc amb enllaços glicosídics. © FUOC PID_00258489 24 Nutrients L'enllaç glicosídic es forma per la reacció entre el grup carbonil d'un monosa- càrid i un grup hidroxílic d'un altre monosacàrid per la pèrdua d'una molècula de H2O. Els oligosacàrids, com els monosacàrids, són incolors, solubles en aigua, cristal·litzen i tenen un gust dolç. Provenen de fonts biològiques i tenen un valor important com a components de la dieta humana a causa de la seva pre- sència en molts aliments. Classificació dels oligosacàrids Els oligosacàrids més abundants són els disacàrids, que estan formats per dos monosacàrids, sia iguals o diferents. Els disacàrids poden continuar unint-se a altres monosacàrids per mitjà d'enllaços glicosídics. Així, es formen els trisacàrids, els tetrasacàrids o, en ge- neral, els oligosacàrids. Principals oligosacàrids Entre els principals oligosacàrids, destaquen per la importància que tenen en el procés de nutrició: La lactosa: es troba exclusivament en la llet dels mamífers i està composta per una molècula de galactosa i una molècula de glucosa. Lactosa (forma β) © FUOC PID_00258489 25 Nutrients La sacarosa o sucre de canya: és el disacàrid més abundant, i està compost per una molècula de glucosa i una molècula de fructosa. En la naturalesa, es troba principalment a la canya de sucre, a la remolatxa sucrera i a la mel. Sacarosa La maltosa: és un disacàrid de glucosa, que apareix com a producte inter- medi de la degradació del midó. Maltosa (forma β) 2.1.3. Polisacàrids Els polisacàrids són biomolècules constituïdes per la unió d'una gran quantitat de monosacàrids, mitjançant enllaços glicosídics. Els polisa- càrids, igual que ocorre amb els oligosacàrids, es poden descompondre, per hidròlisi, en polisacàrids més petits, i també en disacàrids o mono- sacàrids. Hi ha moltes varietats de polisacàrids, però en nutrició només són importants els que es poden hidrolitzar en molècules de glucosa. Els polisacàrids, per hidròlisi, produeixen una gran quantitat de monosacàrids, entre cent unitats i noranta mil unitats. © FUOC PID_00258489 26 Nutrients Classificació dels polisacàrids Des del punt de vista nutricional, els polisacàrids se solen classificar en dos grans grups: Polisacàrids disponibles: denominats també polisacàrids de reserva. Són utilitzats com a font d'energia i representen una forma d'emmagatzemar glucosa, la principal molècula proveïdora d'energia per a les cèl·lules dels éssers vius. La majoria dels polisacàrids disponibles són glucans, és a dir, polímers de glucosa, més exactament del seu isòmer d'anell hexagonal (glucopiranosa). Es tracta, sobretot, de glucans formats en les plantes pel midó i en els animals pel glicogen. Els hidrats de carboni són els princi- pals productes de la fotosíntesi i són emmagatzemats en forma de midó en quantitats elevades a les plantes. El producte equivalent, el glicogen, és emmagatzemat també en quantitats molt importants al múscul i al fetge. Al múscul, proporciona una reserva que pot ser utilitzada immediatament com a font d'energia per a la contracció muscular, i al fetge, actua com a reservori per a mantenir la concentració de glucosa a la sang. Polisacàrids no disponibles: els polisacàrids no disponibles o no amilacis (PNA), denominats també fibres alimentàries, són els que el nostre orga- nisme no pot utilitzar com a font d'energia, ja que, en ser ingerits, resis- teixen l'acció dels enzims del tracte gastrointestinal. Les fibres no es con- sideren nutrients, perquè no actuen directament en processos metabòlics bàsics. Alguns exemples són la cel·lulosa, l'hemicel·lulosa, les pectines, les gomes i els mucílags. Hi ha dues classes de fibra alimentària: la soluble, que està constituïda per pectines, gomes i mucílags, que es troba en abun- dància en llegums, fruites i verdures; i la insoluble, que està constituïda per la cel·lulosa, l'hemicel·lulosa i la lignina que formen part de les parets de les cèl·lules vegetals, presents a les tiges, les closques de grans o les frui- tes, les fulles... Principals polisacàrids Els polisacàrids més importants des del punt de vista de la nutrició són: Midó: és un polisacàrid constituït per una barreja de dos polisacàrids més: l'amilosa i l'amilopectina. Ambdós estan formats per múltiples uni- tats de glucosa. En el cas de l'amilosa, les unitats de glucosa s'uneixen les unes amb les altres mitjançant enllaços α-1-4-O-glicosídics, i donen lloc a una cadena lineal; en el cas de l'amilopectina, apareixen ramificacions degudes a la unió mitjançant enllaços α-1-6-O-glicosídics. La proporció © FUOC PID_00258489 27 Nutrients d'ambdós polisacàrids varia segons la procedència del midó, però, en ge- neral, l'amilopectina és la més abundant. El midó és important tant des del punt de vista nutricional com tecnològic. Constitueix el principal po- lisacàrid de reserva de la majoria dels vegetals, que l'emmagatzemen en els seus teixits o llavors per tal de disposar d'energia en situacions crítiques. Es troba principalment en cereals, llegums i tubercles. El midó, per a ser assimilat, ha de ser degradat per enzims. En els mamífers, aquests enzims es diuen amilases, i es produeixen, sobretot, a les glàndules salivals i al pàncrees. Glicogen: és el polisacàrid de reserva específic dels teixits animals, format per cadenes ramificades de glucosa. Es troba a gairebé totes les cèl·lules, però la seva concentració més elevada s'emmagatzema als hepa- tòcits o cèl·lules del fetge (10% de la massa hepàtica) i a les cèl·lules mus- culars (1% de la massa muscular). A més, es poden trobar quantitats peti- tes de glicogen a certes cèl·lules glials del cervell. Quan l'organisme o la cèl·lula requereix un aportament energètic d'emergència, com en els casos de tensió o d'alerta, el glicogen es torna a degradar a glucosa, que queda disponible per al metabolisme energètic. L'enzim encarregat de la degra- dació del glicogen és el glicogen fosforilasa. Les ostres i els musclos con- tenen aquest polisacàrid. © FUOC PID_00258489 28 Nutrients Cel·lulosa: la cel·lulosa és un polímer amb una estructura lineal o fibro- sa, format per unitats glucosa mitjançant enllaços β-1,4-O-glicosídics. Es tracta d'un polisacàrid molt estable i no pot ser digerit en el tracte digestiu humà, que manca dels enzims, cel·lulases, necessaris per a hidrolitzar-la. La cel·lulosa forma part de les parets cel·lulars vegetals i és abundant en farina de blat sencera, segó, i verdures, com carxofes, espinacs i mon- getes tendres. Hemicel·luloses: fibra soluble i insoluble. És el principal constituent dels cereals integrals. Pectines: són polisacàrids d'alt pes molecular i es troben als teixits vegetals, sobretot als teixits tous, com els de les fruites. En les fruites, tenen un paper important en la textura, per la qual cosa són molt importants en l'elaboració de sucs. Cal destacar també les propietats gelificants que té. El sucre fonamental és l'àcid galacturònic que estarà parcialment metilat en el seu grup carboxil. En determinats punts de l'estructura de les pectines, hi ha un altre sucre que és la ramnosa. © FUOC PID_00258489 29 Nutrients Gomes i mucílags: són utilitzats com a additius i estabilitzants en la in- dústria alimentària. Quitina: és un polisacàrid d'estructura fibrosa, propi de l'exosquelet dels artròpodes, els crustacis i els insectes, i de les parets dels fongs. Està format, aproximadament, per cent vint unitats de N-acetilglucosamina. 2.2. Funció dels hidrats de carboni Els hidrats de carboni compleixen, a l'organisme, dues funcions prin- cipals: una d'energètica i una altra d'estructural. Tot i això, també se'n coneix altres funcions secundàries, moltes vegades relacionades. En definitiva, les funcions dels hidrats de carboni es poden enumerar en: Funció energètica. La principal funció dels hidrats de carboni és la pro- ducció d'energia. Els hidrats de carboni són la font més important del com- bustible metabòlic (ATP) i d'emmagatzematge d'energia dels éssers vius. Representen, a l'organisme, el combustible d'ús immediat. La combustió d'1gram de carbohidrats produeix unes 4 kilocalories (17 kJ/g). L'elevat nivell de reducció dels glúcids els fa bons combustibles i, a més, la presència de grups carbonils i alcohols permeten que interaccionin amb l'aigua més fàcilment que altres molècules combustibles, com són els grei- xos. Per aquest motiu, els greixos s'utilitzen com a font energètica d'ús diferit i els hidrats de carboni, com a combustibles d'ús immediat. Quan les necessitats energètiques de l'individu estan cobertes, una part petita s'emmagatzema al fetge i als músculs com a glicogen, no pas més de 0,5% del pes de l'individu, i la resta es transforma en greixos i s'acumula a l'organisme com a teixit adipós. Funció estructural. Els carbohidrats estan implicats en la construcció d'estructures orgàniques. Entre els més importants, hi ha la cel·lulosa, que és el principal component de la paret cel·lular en les plantes, i la qui- tina, que compleix el mateix paper en els fongs, a més de ser la base de l'exosquelet dels artròpodes i altres animals similars. Funció reguladora del metabolisme dels greixos. La glucosa és un nutri- ent molt important per al funcionament correcte del sistema nerviós cen- tral. Diàriament, el cervell consumeix uns 100 grams de glucosa. Quan hi © FUOC PID_00258489 30 Nutrients ha un metabolisme insuficient dels hidrats de carboni, sia per esgotament de glicogen a causa d'una dieta inadequada o per exercici prolongat, el sistema nerviós central recorre als cossos cetònics, que n'hi ha en concen- tracions baixes, i el cos comença a mobilitzar els greixos a un ritme més gran del normal. El resultat, tant en repòs com després de l'exercici, és un metabolisme incomplet dels greixos. En condicions d'hipoglucèmia, se solen manifestar situacions de marejos o esgotament. En conseqüència, se sol recomanar una ingesta diària mínima d'hidrats de carboni de 100 grams a 125 grams per a mantenir els processos metabòlics en equilibri i evitar la cetosi. Funció reguladora del metabolisme de les proteïnes. En disminuir les reserves d'hidrats de carboni, l'organisme busca vies alternatives per a la síntesi de glucosa a partir de proteïnes. Per això, uns consums adequats d'hidrats de carboni eviten que les proteïnes siguin utilitzades com a font d'energia. En condicions normals, les proteïnes exerceixen un paper vital en el man- teniment, la reparació i el creixement dels teixits de l'organisme i, en un grau més petit, com a font alimentària d'energia. Això permet que es pu- guin utilitzar moltes de les proteïnes per a les seves funcions estructurals bàsiques de construcció de teixits. Funció fisiològica reguladora. Els polisacàrids no amilacis, encara que no es considerin nutrients, exerceixen funcions fisiològiques reguladores beneficioses per a l'organisme, com, per exemple: – Afavorir el trànsit intestinal en absorbir aigua. – Estovar i augmentar el volum d'excrements. – Augmentar la sensació de sacietat. – Reduir, després de menjar-ne, el pic de glucèmia en diabètics. – Disminuir l'absorció de l'organisme de substàncies, com el colesterol. – Reduir el risc de càncer de còlon i malalties cardiovasculars. Funció moduladora. Els hidrats de carboni, en particular els oligosacàrids, formen part dels glicolípids i de la membrana plasmàtica i les lipoproteïnes que es troben en el sèrum o plasma sanguini. Aquests oligosacàrids, units a lípids o a proteïnes, són els responsables antigènics dels grups sanguinis; també estan implicats en el reconeixe- ment intercel·lular d'hormones, anticossos, bacteris, virus o altres cèl·lules. S'utilitzen com a marcadors per a dirigir la proteïna dins de la cèl·lula o per a expulsar-la, ja que augmenta la seva solubilitat. I, finalment, eviten que les proteïnes siguin digerides per les proteases. Funció de síntesi. Els hidrats de carboni formen part de l'RNA i del DNA. La ribosa i la desoxiribosa són constituents bàsics dels nucleòtids. Els nu- cleòtids que contenen ribosa es diuen ribonucleòtids i els que contenen desoxiribosa, desoxiribonucleòtids. © FUOC PID_00258489 31 Nutrients Funció desintoxicadora. Hi ha rutes metabòliques del nostre organisme que produeixen compostos potencialment molt tòxics (bilirubina, hormo- nes esteroïdals...) que s'han d'eliminar o neutralitzar. També hi ha productes produïts per altres organismes, com els denomi- nats metabòlits secundaris (toxines vegetals, antibiòtics); o compostos de procedència externa xenobiòtics (fàrmacs, drogues, insecticides, additius alimentaris...) que són tòxics i molt poc solubles en aigua, per la qual cosa se solen dipositar en teixits amb un contingut lipídic alt, com el cervell o el teixit adipós. En aquest cas, la funció dels hidrats de carboni és unir- se als compostos tòxics o potencialment tòxics, mitjançant l'àcid glucu- rònic, un derivat de la glucosa, per a fer-los més solubles en aigua i així eliminar-los fàcilment. 2.3. Digestió, absorció i metabolisme dels hidrats de carboni L'organisme aprofita els nutrients procedents dels hidrats de carboni que con- sumeix mitjançant una sèrie de processos denominats idigestió, absorció i me- tabolisme. 2.3.1. Digestió dels hidrats de carboni El principal objectiu de la digestió dels hidrats de carboni és transformar els oligosacàrids i els polisacàrids en les molècules de monosacàrids que els componen, de manera que aquests siguin assimilats fàcilment per l'intestí prim. No tots els carbohidrats són digerits de la mateixa manera. Per exemple, alguns polisacàrids gairebé no són digerits, encara que, com hem vist, també tenen un efecte fisiològic important a l'organisme com a fibra alimentària. La digestió dels glúcids comença a la boca per acció d'un enzim denominat amilasa salival o ptialina, que és a la saliva; prossegueix al duodè, prime- ra part de l'intestí prim, amb l'amilasa pancreàtica segregada pel pàncrees. L'acció d'aquests enzims converteix els polisacàrids en molècules més petites, trisacàrids i disacàrids, i no aconsegueix hidrolitzar-los en els seus monosacà- rids. © FUOC PID_00258489 32 Nutrients Segons el carbohidrat digerit, aquesta hidròlisi s'aconsegueix per l'acció de di- ferents enzims específics, denominats oligosacaridases, presents a la membrana de la cèl·lula intestinal. En la taula següent es mostren alguns exemples: Oligosacàrids Oligosacaridases Monosacàrids Maltosa Maltasa Glucosa Maltotriosa Dextrina Dextrinasa Glucosa Lactosa Lactasa Glucosa + Galactosa Sacarosa Sacarasa Glucosa + Fructosa Finalment els monosacàrids digerits seran absorbits, al costat dels monosacà- rids de la dieta, per les vellositats intestinals a l'epiteli intestinal. 2.3.2. Absorció dels hidrats de carboni Els hidrats de carboni digerits al costat dels monosacàrids de la dieta travessen la paret de l'intestí prim, per absorció, a través dels capil·lars, i arriben al fetge per la circulació portal. La velocitat d'absorció dels monosacàrids varia, i augmenta en l'ordre següent: arabinosa, xilosa, manosa, fructosa, glucosa. La ingestió repetida d'un mono- sacàrid fa que n'augmenti la velocitat d'absorció, segurament per una activació progressiva dels seus transportadors. El fetge processa la glucosa, en deixa passar una part a la sang i emmagatzema la resta com a glicogen en els teixits musculars, el fetge i el teixit adipós. 2.3.3. Metabolisme dels hidrats de carboni Els hidrats de carboni són necessaris com a font de combustible per a diverses cèl·lules del nostre organisme i indispensables per al cervell, els eritròcits, els testicles i la medul·la del ronyó, ja que la glucosa és la font d'energia única per a aquests òrgans. També s'utilitzen, com hem vist, per a la síntesi de teixits nous i altres teixits vitals. © FUOC PID_00258489 33 Nutrients Per a això, els hidrats de carboni utilitzen les rutes metabòliques següents: Glicòlisi. La glicòlisi o glucòlisi és la principal ruta bioquímica per a l'oxidació de la glucosa en components més simples, piruvats, i es genera una quantitat neta d'energia, dues molècules d'ATP. Aquest procés té lloc dins de les cèl·lules de l'organisme, concretament al citoplasma, i es du a terme mitjançant deu reaccions encadenades, catalitzades per diferents enzims. A més de l'energia que proporciona a les cèl·lules, la glicòlisi també faci- lita intermediaris per a la reacció de biosíntesi d'aminoàcids, glicogen i percussors dels àcids nucleics. La funció del piruvat és transformar-se en acetil-CoA, producte comú de la degradació dels principals combustibles metabòlics. Ruta de les pentoses fosfat. La ruta de les pentoses fosfat és una via me- tabòlica que es fa al citoplasma de cèl·lules de fetge, a les glàndules ma- màries durant la lactància, al teixit adipós, a les glàndules suprarenals i als eritròcits. © FUOC PID_00258489 34 Nutrients Les principals funcions de la via de les pentoses fosfat és generar dues NADPH o NADP molècules molt importants per a les cèl·lules: l'NADPH, que intervé en El NADPH o NADP, també la síntesi d'àcids nucleics i de lípids, i la ribosa 5-fosfats, percussora dels conegut com a fosfat dinucle- nucleòtids. òtid de nicotinamida i adenina reduït, és un compost reduc- tor, que juntament amb l'ATP s'encarreguen de transformar Cicle de l'àcid cítric o de Krebs. El cicle de Krebs, també conegut com a l'aigua i el diòxid de carboni en compostos orgànics reduïts. cicle de l'àcid cítric o dels àcids tricarboxílics, té lloc dins de les mitocòndries i completa la ruptura de la glucosa en descompondre acetil-CoA, derivat de l'àcid pirúvic, en diòxid de carboni. El cicle de Krebs comença amb la incorporació d'una molècula d'acetil- CoA a una molècula d'oxalacetat, per a formar una molècula d'àcid cítric (d'aquí en ve el nom). Aquesta molècula de citrat experimenta una sèrie de reaccions que regeneren la molècula inicial d'oxalacetat, de manera que torni a reaccionar amb un nou acetil-CoA i comenci un altre cop el cicle. En cada volta del cicle, s'obtenen GTP, transportador actiu similar a ATP, equivalents reductors (NADH i FADH), CO2 i aigua. El cicle de Krebs no solament té una funció energètica sinó que també FADH proporciona els precursors de la síntesi de diversos aminoàcids. Per aques- FADH (dinucleòtid de flavina i ta raó, aquesta ruta metabòlica és important, fins i tot a organismes ana- adenina). Energia lliure estàn- eròbics. dard d'oxidació. Quan aques- ta substància cedeix dos elec- trons a l'oxigen, allibera una enorme quantitat d'energia, Fosforilació oxidativa o cadena de transport electrònic. La major part que equival aproximadament a set vegades la d'un mol d'ATP. de l'ATP cel·lular es produeix durant la fosforilació oxidativa. Els electrons d'alta energia, NADH o FADH2, són transferits per mitjà d'una sèrie de transportadors d'electrons, complexos de proteïnes, a la membrana mito- còndrial interna. Els electrons alliberen la seva energia, que és emprada per a bombar pro- tons mitjançant la membrana interna de la mitocòndria i generar un gra- dient electroquímic de protons, de manera que es produeix una quantitat elevada d'energia. Gliconeogènesi. La gliconeogènesi és la biosíntesi de la glucosa a partir d'aminoàcids. Té lloc gairebé exclusivament al fetge. Mitjançant la glico- neogènesi, les cèl·lules són capaces de sintetitzar glucosa a partir de molè- cules obtingudes en el catabolisme d'altres principis immediats, àcids gras- sos i altres metabòlits. Quan l'organisme està en dejú, ha d'obtenir energia dels cossos de la ceto- na que es converteixen a l'acetil-CoA. Els precursors més importants són el lactat, alguns aminoàcids i el glicerol, que s'incorporen a la via gliconeogè- nica com a piruvat, oxalacetat i dihidroxiacetona-fosfat, respectivament. Des del punt de vista energètic, el procés no segueix el camí invers de la glucòlisi. © FUOC PID_00258489 35 Nutrients Glicogenòlisi. El procés de degradació del glicogen té un paper fonamen- tal en la regulació de la glucèmia de l'organisme, al mateix temps que apor- ta la quantitat adequada de glucosa a les cèl·lules. L'estructura tan ramifi- cada del glicogen permet obtenir molècules de glucosa en el moment en què l'organisme la necessita. El polímer de glicogen es divideix, en primer lloc, per l'acció de l'enzim glicogen fosforilasa en presència d'ortofosfat per a produir glucosa-1-fos- fat. Aquest enzim actua sobre el polímer per l'extrem no reductor de la molècula. La glucosa-1-fosfat que es produeix en aquest procés no pot sortir fora de la cèl·lula muscular i, per tant, ha de ser utilitzada in situ. Només el fetge, a causa de la presència de glucosa-6-fosfatasa, pot alliberar glucosa al cor- rent sanguini. Per això, es parla d'aquest òrgan com a regulador essencial de la glucèmia de l'organisme. Des del punt de vista energètic, la ruptura fosforolítica del glicogen té l'avantatge que la glucosa alliberada ja està fosforilada, mentre que, si el procés fos hidrolític, la glucosa hauria de ser fosforilada i s'hauria d'utilitzar una molècula d'ATP per a integrar-se a la via glucolítica. És important tenir en compte que, a més, hi ha unes hormones específi- ques que afecten principalment el metabolisme del glicogen: la insulina, el glucagó i la somatostatina. La insulina, que incrementa l'activitat del fetge en la síntesi del glicogen, s'activa quan el nivell de glucosa a la sang és elevat. La funció que té és afavorir l'absorció cel·lular de la glucosa. En canvi, el glucagó és alliberat a la sang quan disminueix el nivell de glu- cosa i, finalment, la somatostatina s'encarrega de regular la producció i alliberament tant de glucagó com d'insulina. Glicogènesi. La síntesi de glicogen a partir de glucosa s'anomena glicogè- nesi, i es produeix gràcies a l'enzim glicogen sintetasa. L'addició d'una mo- lècula de glucosa al glicogen consumeix dos enllaços d'alta energia: un que procedeix de l'ATP i un altre que procedeix d'un altre nucleòtid UTP (trifosfat d'uridina). La síntesi del glicogen té lloc en diversos passos: – En primer lloc, la glucosa és transformada en glucosa-6-fosfat, i es gasta una molècula d'ATP. © FUOC PID_00258489 36 Nutrients Glucosa + ATP → glucosa-6-P + ADP – A continuació, es transforma la glucosa-6-fosfat en glucosa-1-fosfat, amb despesa d'un ATP. Glucosa-6-P ←→ glucosa-1-P – La glucosa-1-fosfat es transforma en UDP-glucosa, amb la despesa d'un UTP. Glucosa-1-P + UTP → UDP-glucosa + PPi – Finalment, l'enzim glicogen sintetasa uneix UDP-glucosa per a formar el glicogen. (Glucosa)n + UDP-glucosa → (glucosa)n+1 + UDP UTP i UDP UTP (trifosfat d'uridina): és un nucleòtid important que intervé, com a transfer de variats radicals, en processos metabòlics diversos. UDP (difosfat d'uridina): és un nucleòsid àmpliament distribuït en la naturalesa. És un dels nucleòsids pirimidícs que intervé en un gran nombre de reaccions bioquímiques. 2.4. Necessitats nutricionals La ingesta diària d'hidrats de carboni no és imprescindible, ja que el seu aportament nutricional pot quedar cobert a partir d'altres nutrients. Per això no s'han establert quantitats específiques d'ingesta de carbohidrats. Així i tot, l'FAO i l'RDA han fet una sèrie de recomanacions que poden variar segons l'edat, el sexe, l'activitat física i la situació fisiopatològica de la perso- na. Aquestes recomanacions estableixen que la ingesta de carbohidrats ha de representar del 50% al 60% de les calories totals de la dieta. Això equival a uns 100 grams o 125 grams al dia, un 40% o un 50% dels quals són polisacàrids i un 10%, monosacàrids. Les raons d'aquestes recomanacions es fonamenten en el fet que, a més de ser econòmics, proporcionen energia immediata, amb la qual cosa evitem el sobreesforç metabòlic que comporta la utilització de greixos o aminoàcids. D'altra banda, es recomana també un consum diari d'uns 25 grams de fibra per persona. © FUOC PID_00258489 37 Nutrients 2.5. Fonts alimentàries d'hidrats de carboni La principal font d'hidrats de carboni en l'alimentació són els aliments d'origen vegetal. No obstant això, també es troben, en menys quantitat, en aliments d'origen animal com la llet o els crustacis. 2.5.1. Aliments d'origen vegetal Els hidrats de carboni solen ser sintetitzats en els processos de fotosíntesi. El pigment verd de les plantes, la clorofil·la, per efecte de l'aigua, l'absorció del diòxid de carboni de l'aire i l'energia solar, mitjançant nombroses reaccions catalitzades per enzims, pot sintetitzar una gran varietat d'hidrats de carboni (a més d'altres productes químics essencials). Com hem vist, els hidrats de carboni sintetitzats a les fulles s'emmagatzemen en forma de midó a les tiges, les arrels, els tubercles i les llavors. Els fruits verds, durant el procés de maduració, transformen el midó en gluco- sa o fructosa. També s'ha de tenir en compte que, a les parets cel·lulars de les plantes, hi ha les fibres alimentàries. Per això, els carbohidrats se solen trobar fonamentalment en aliments d'origen vegetal: cereals, lleguminoses, tuber- cles, verdures i fruites. Aliment Monosacàrids Disacàrids Polisa- Fibra càrids Glucosa Fructosa Sacarosa Lactosa Mal- Midó Fibra tosa Sucre de ca- 100 g 0 nya Galetes 52 g 30 g 5g Arròs blanc 2g 77 g 0,2 g Farina de 3g 68 g 2,2 g blat Xocolata 45 g 22 g 0 Gelat 12 g 4g 0 Patates 0,33 g 0,33 g 0,33 g 17 g 2g Pèsols 0,30 g 0,30 g 1g 11 g 5,2 g Espinacs 0,08 g 0,1 g 0,15 g 2,8 g 6,3 g Font: Adaptat de José Mataix i altres (1998).Tabla de composición de alimentos. Granada: Universidad de Granada. © FUOC PID_00258489 38 Nutrients Aliment Monosacàrids Disacàrids Polisa- Fibra càrids Glucosa Fructosa Sacarosa Lactosa Mal- Midó Fibra tosa Pomes 1,8 g 7g 2,1 g 0,90 g 2g Albercocs 2g 0,5 g 5,8 g 2,1 g Taronges 2,3 g 3,2 g 3,5 g 2g Maduixes 2g 3,2 g 0,9 g 2,2 g Font: Adaptat de José Mataix i altres (1998).Tabla de composición de alimentos. Granada: Universidad de Granada. No tots aquests aliments d'origen vegetal contenen la mateixa quantitat ni els mateixos carbohidrats. En la taula següent s'observa el contingut en hidrats de carboni per cada 100 grams d'alguns aliments d'origen vegetal: 2.5.2. Aliments d'origen animal Els mariscos i crustacis, com també algunes carns d'au i carns magres, tenen quantitats mínimes d'hidrats de carboni en forma de glicogen, emmagatzemat als músculs i al fetge. També es troben petites quantitats d'hidrats de carboni als ous, a la mel i a la llet. En la taula següent s'observen alguns valors per cada 100 grams d'aliment: Aliment Hidrats de carboni Fibra Gambes 2,9 g 0 Musclos 3,4 g 0 Tonyina fresca 0 0 Sardines 1g 0 Cloïsses 2,2 g 0 Perdius 0,5 g 0 Galls dindi 0,4 g 0 Bistec de vedella 0,5 g 0 Pollastre 0 0 Cabrit 0,7 g 0 Xai 0 0 Porc 0 0 Font: Adaptat de José Mataix i altres (1998). Tabla de composición de alimentos. Granada: Uni- versidad de Granada. © FUOC PID_00258489 39 Nutrients Aliment Hidrats de carboni Fibra Llet 5g 0 Ous 1g 0 Mel 17 g 0 Font: Adaptat de José Mataix i altres (1998). Tabla de composición de alimentos. Granada: Uni- versidad de Granada. 2.6. Patologies relacionades El consum d'hidrats de carboni ha de ser adequat, ja que un excés o una falta de glúcids en la dieta pot produir trastorns a la salut, de la manera següent: Excés: els principals trastorns per consum excessiu d'hidrats de carboni solen ser esgotament de les vitamines del complex B, trastorns gastroin- testinals, càries dentals i obesitat. Dèficit: un dèficit d'hidrats de carboni en la dieta produeix símptomes Vegeu també d'inanició com deshidratació, fatiga i pèrdues de proteïnes corporals. A Sobre la cetosi consulteu el més, quan es degraden els lípids, pot aparèixer cetosi, com hem vist, i quan subapartat "La funció regula- es degraden les proteïnes, es forma urea, que necessita un aportament ad- dora dels greixos". dicional d'aigua per a eliminar-la. © FUOC PID_00258489 40 Nutrients 3. Lípids Els lípids són molècules orgàniques, hidrofòbiques o insolubles en aigua i solubles en dissolvents orgànics. La majoria són biomolècules i estan compostes principalment per carboni, hidrogen i, en menys quantitat per oxigen, encara que també poden contenir fòsfor, sofre i nitrogen. Col·loquialment, se'n diuen greixos, encara que els greixos són només una clas- se de lípids procedents dels animals. Els lípids fan diverses funcions en els organismes dels éssers vius, entre les quals es pot destacar la de reserva energètica, l'estructural i la reguladora. 3.1. Classificació dels lípids Els lípids són un grup molt gran i heterogeni de molècules; per això solen ser difícils de classificar. Per a estudiar-los, en relació amb la nutrició humana, el més comú és classificar-los segons l'estructura química que tenen, que esta- bleix tres categories de lípids. Tanmateix, aquest criteri sol resultar molt rígid segons Fennema (1993), per la qual cosa recomana que s'utilitzi només com una guia. Lípids simples: els lípids simples només contenen, en la seva estructura, carboni, hidrogen i oxigen. Formen part d'aquest grup: – Àcids grassos: són molècules formades per cadenes hidrocarbonades. – Acilglicèrids: són èsters de glicerol amb àcids grassos. – Ceres: són èsters d'alcohols monohidroxilats i àcids grassos. Lípids compostos: són lípids simples units a molècules no lipídiques. Per- tanyen a aquest grup: – Fosfolípids: són èsters que contenen àcid fosfòric en lloc d'un àcid gras, combinat amb una base de nitrogen. – Glicolípids: són compostos de carbohidrats, àcids grassos i esfingosi- na, anomenats també cerebròsids. – Lipoproteïnes: són compostos de lípids i proteïnes. Lípids associats: tots són de composició química molt variada. S'inclouen en els lípids, perquè són insolubles en aigua i solubles en solvents orgànics. Compleixen funcions importants en el metabolisme. En aquest grup de lípids hi ha: © FUOC PID_00258489 41 Nutrients – Esteroides – Terpens – Prostaglandines De tots aquests lípids, veurem directament els més importants des del punt de vista nutricional: àcids grassos, acilglicèrids, fosfolípids, lipoproteïnes, es- teroides i terpens. 3.1.1. Àcids grassos Els àcids grassos són compostos orgànics formats per una llarga cadena hidrocarbonada lineal, amb un nombre parell d'àtoms de carboni, en l'extrem de la qual hi ha un grup carboxil (-COOH), que és el que li confereix la propietat d'àcid. Generalment, són molècules anfipàtiques; això significa que tenen una regió apolar hidròfoba (la cadena hidrocarbonada), que repel·leix l'aigua, i una regió polar hidròfila (l'extrem carboxil), que interactua amb l'aigua. Els àcids grassos constitueixen les unitats bàsiques dels lípids simples i com- postos. En la taula següent es mostren alguns àcids grassos dels aliments: Nom comú Nom sistemàtic càpric decanoic làuric dodecanoic mirístic tetradecanoic palmític hexadecanoic esteàric octadecanoic araquídic eicosanoic behènic docosanoic lignocèric tetracosanoic palmitoleic 9-hexadecenoic oleic 9-octadecenoic gadoleic 11-eicosaenoic cetoleic 11-docasaenoic erúcic 13-docasaenoic © FUOC PID_00258489 42 Nutrients Nom comú Nom sistemàtic nervònic 15-tetracosaenoic linoleic 9,12-octadecadienoic -linolènic 9,12,15-octadecatrienoic -linolènic 6,9,12-octadecatrienoic dihomolinolènic 8,11,14-eicosatrienoic araquidònic 5,8,11,14-eicosatetraenoic AEP 5,8,11,14,17-eicosapentaenoic Adrènic 7,10,13,16-docosatetraenoic ADP 4,7,10,13,16-docosapentaenoic ADH 4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic Classificació dels àcids grassos Els àcids grassos es poden classificar segons el nombre d'àtoms de carboni que posseeixen, del grau de saturació, és a dir, de la presència o no de dobles en- llaços en la seva estructura i de la capacitat de l'organisme de sintetitzar-los. Així, es poden distingir: Segons el nombre d'àtoms de carboni, entre: – Àcids grassos de cadena curta: són aquells que tenen de quatre a sis àtoms de carboni. – Àcids grassos de cadena mitjana: són aquells que tenen de sis a dotze àtoms de carboni. En general es parla dels àcids grassos de cadena curta i mitjana (menys de 12 C) com un grup que es distingeix dels de cadena llarga (> 12C). – Àcids grassos de cadena llarga: són aquells que tenen més de dotze àtoms de carboni. Com més curta és la cadena, més solubles són els àcids grassos, ja que la regió hidròfoba és més curta. Segons el grau de saturació, entre: – Àcids grassos saturats: no tenen dobles enllaços a la seva molècula. Són presents, fonamentalment, als aliments d'origen animal -carns i subproductes carnis, lactis i derivats, cansalada, ous (rovell), etc.- i en un reduït nombre de vegetals -coco, cacau i oli de palma. Hi ha dos àcids grassos saturats abundants: l'àcid palmític (C16H32O2) i l'àcid esteàric (C18H34O2). © FUOC PID_00258489 43 Nutrients Àcid esteàric Àcids grassos insaturats: presenten dobles enllaços a la seva molècula. Són presents en aliments d'origen vegetal -olis vegetals (d'oliva, blat de moro, gira-sol, raïm, soja), fruita seca (nous, avellanes, cacauets), olives, etc.-, i també en aliments d'origen animal -carn de peix. Aquests poden ser monoinsaturats, quan només presenten un doble enllaç, i poliinsatu- rats, quan presenten més d'un doble enllaç. Aquests últims es divideixen en dos grups: omega-6 (n-6) i omega-3 (n-3), els quals tenen diferents efectes i funcions fisiològiques. Els principals n-6 són l'àcid linoleic i els seus metabòlits, i els àcids gammalinolènic i araquidònic, presents en els olis vegetals. Els principals n-3 són l'àcid alfalinolènic i els seus metabòlits, l'àcid eicosapentaenoic i l'àcid docosahexaenoic, presents en els vegetals de fulles verdes i principalment en el greix de varietats de peix d'aigües fredes, com la sardina, la tonyina, la truita o el bacallà. Monosaturat: àcid oleic (C18:1, w -9 o n –9) Poliinsaturat: àcid linoleic (C 18:2, w -6 o n-6) Segons la capacitat de l'organisme de sintetitzar-los, entre: – No essencials: els pot sintetitzar l'organisme. – Essencials: no els pot sintetitzar l'organisme; necessàriament els ha d'aportar la dieta. Els àcids grassos essencials per a l'organisme humà són l'àcid linoleic, l'àcid alfalinolènic i l'àcid araquidònic. La resta d'àcids grassos els pot sintetitzar l'home. Isomeria cis-/trans- dels àcids grassos La configuració geomètrica del doble enllaç dels àcids grassos insaturats es designa generalment amb els prefixos cis- (del llatí, 'en el mateix costat') i trans- (del llatí, 'davant'), que indiquen si els grups alquil (CH3) són al mateix costat de la molècula o en un de diferent. © FUOC PID_00258489 44 Nutrients Paul i Palmer (1992) van indicar que, en estat natural, la majoria dels àcids grassos són en posició cis, mentre que els trans són en els greixos hidroge- nats comercials. La presència de cadascun d'aquests àcids influeix considera- blement en les característiques físiques i químiques dels lípids. Àcids grassos trans La major part dels àcids grassos trans presents a la dieta es formen en el procés d'hidrogenació industrial a què són sotmesos els olis vegetals per a usar-los en diferents aliments: margarines, mantegues, galetes dolces o salades, llaminadures, pastisseria, bar- res de cereals, etc. La hidrogenació permet solidificar greixos que, a temperatura ambi- ent, són líquids i augmenta l'estabilitat del producte davant l'oxidació, de manera que en retarda l'enranciment. La hidrogenació genera una gran quantitat d'àcids grassos trans, que pot arribar fins a un 40% dels greixos totals. El procés consisteix en la saturació, mitjançant hidrogen, de tots o d'una part dels dobles enllaços dels àcids grassos insaturats. Així, la hidrogenació converteix els greixos insaturats en saturats, n'altera l'estructura i dóna lloc a l'isòmer trans, que produeix efectes nocius sobre el metabolisme. D'altra banda, també es poden generar àcids grassos trans en processar olis vegetals a altes temperatures, com durant la fregida. Així mateix, aquests compostos es troben de manera natural en alguns aliments, principalment en la carn, la llet i els seus derivats. 3.1.2. Acilglicèrids Els acilglicèrids són èsters d'àcids grassos amb glicerol. Constitueixen el grup majoritari dels lípids de reserva energètica, i són molt abundants en el teixit adipós animal, en les llavors i els fruits de les plantes olea- ginoses. © FUOC PID_00258489 45 Nutrients El glicerol o propanotriol presenta tres grups alcohòlics i, per tant, pot aparèi- xer esterificat en una, dues o tres posicions, i així donar lloc, respectivament, a monoacilglicèrids, a diacilglicèrids i a triacilglicèrids. Els monoacilglicèrids i diacilglicèrids són molècules anfipàtiques a causa de la presència de grups OH no esterificats. En canvi, els triacilglicèrids són molè- cules molt hidrofòbiques. La majoria dels acilglicèrids es presenten com a triesters, encara que els mono- acilglicèrids i diacilglicèrids apareixen esporàdicament com a intermediaris en la biosíntesi o degradació de triglicèrids, o com a segons missatgers hormonals. Els triacilglicèrids són els lípids més abundants en la nutrició humana. Per això els tractarem particularment. Triacilglicèrids Els triacilglicèrids representen la forma química de la majoria dels lípids dins dels aliments, i també a l'organisme. Provenen, com hem vist, de l'esterificació de tres àcids grassos i una molècula de glicerol. © FUOC PID_00258489 46 Nutrients Segons el seu estat físic a temperatura ambient (20°C), els triglicèrids poden ser sòlids o semisòlids i líquids. Els triglicèrids sòlids o semisòlids es denominen greixos o llard i els líquids, olis. Els greixos i olis naturals constitueixen la reserva energètica dels éssers vius i s'acumulen a les cèl·lules adiposes dels animals i als vacúols de les cèl·lules vegetals (principalment, als fruits i les llavors de plantes, com el gira-sol o l'olivera). No són purs, sinó que són una barreja de triaglicèrids, i les seves ca- racterístiques físiques i químiques depenen, fonamentalment, dels triglicèrids que les componen; és a dir, el tipus, la concentració i la forma de distribució dels àcids grassos en les tres posicions. Generalment, els greixos presenten en l'estructura un nombre més gran d'àcids grassos saturats, de manera que l'empaquetament és més compacte que en els olis, en què el nombre és més petit i els enllaços són, per tant, més febles i amb un punt de fusió més baix, cosa dóna consistència sòlida o semisòlida als greixos i líquida als olis. 3.1.3. Fosfolípids Els fosfolípids o fosfoglicèrids són lípids formats per una molècula de glicerol, unida a dos àcids grassos i un grup fosfat. El grup fosfat està unit a un altre grup d'àtoms, que habitualment contenen nitrogen. © FUOC PID_00258489 47 Nutrients Són compostos anfipàtics, ja que tenen un cap polar (àcid fosfòric + alcohol) i una cua apolar (àcids grassos). A causa de l'estructura química que tenen, poden participar en l'intercanvi de substàncies entre un medi aquós i un medi lipídic, la qual cosa resulta molt útil en l'àmbit cel·lular. Fosfolípid Font: http://bioquimed.castpost.com/LIPIDOS.ppt Molècules anfipàtiques Alguns lípids, en particular els fosfolípids, els glicolípids i el colesterol, són molècules anfipàtiques i, per tant, poden adoptar diferents estructures en solució aquosa. Font: Educastur Hospedaje Web Quan aquestes molècules es dispersen en aigua, poden formar: Micel·les. Els grups hidròfils es disposen cap a la part aquosa i la part hidròfoba de ca- da molècula, cap a l'interior. Les suspensions que contenen aquesta classe de micel·les són molt estables. © FUOC PID_00258489 48 Nutrients Font: Educastur Hospedaje Web Monocapes. Els lípids anfipàtics es poden dispersar també per una superfície aquosa i es pot formar, si la quantitat és l'adequada, una capa d'una molècula de gruix. En aquest cas, les parts hidròfiles es disposen cap a l'interior de la superfície aquosa i els grups hidròfobs, cap a l'exterior. Font: Educastur Hospedaje Web Bicapes. Les parts hidròfobes dels lípids anfipàtics es disposen enfrontades i les parts hidròfiles es col·loquen cap a la solució aquosa i formen bicapes. Les bicapes po- den formar compartiments tancats denominats liposomes. Les bicapes lipídiques són permeables a l'aigua, però impermeables als cations i anions, i són també males con- ductores elèctriques. Font: Educastur Hospedaje Web © FUOC PID_00258489 49 Nutrients Els fosfolípids es troben, en concentracions elevades, a les diverses membra- nes cel·lulars de l'organisme on fan diverses funcions, entre les quals hi ha la de servir com a components estructurals de les membranes de la superfície cel·lular i dels orgànuls subcel·lulars. També tenen un paper en l'activació de certs enzims. Principals fosfolípids Els fosfolípids més importants per al nostre organisme són: Fosfatidilcolina (posseeix l'aminoalcohol colina). Les fosfatidilcolines, també conegudes com a lecitines, són fosfolípids que tenen funcions importants a l'organisme: ajuden a protegir els òrgans i les artèries de l'acumulació de greix, milloren el funcionament del cervell i faciliten l'absorció d'algunes vitamines del complex B i de la vitamina A. També promou la reducció dels nivells de colesterol i triglicèrids a la sang. És el component més abundant de la fracció fosfàtid que es pot extreure tant del rovell d'ou com de grans de soja. Fosfatidilserina (posseeix l'aminoalcohol serina). Les fosfatidilserines esti- mulen l'alliberament de diversos neurotransmissors, tals com l'acetilcolina i la dopamina. Milloren el transport de ions i incrementa el nombre de llocs receptors de certs neurotransmissors al cervell. N'hi ha en quantitats insignificants en la dieta normal. L'organisme les sintetitza a partir dels elements estructurals dels fosfolípids. Fosfatidiletanolamina o cefalina (posseeix l'aminoalcohol etanolami- na). La fosfatidiletanolamina és un fosfolípid present a les membranes cel·lulars, un dels més abundants en els teixits humans. Esfingomielines (posseeix l'alcohol mielina). Les esfingomielines es tro- ben a les membranes plasmàtiques de les cèl·lules animals i és un dels principals lípids estructurals de les membranes del teixit nerviós. Fosfatidilglicerols (posseeix l'alcohol glicerol). Els fosfodilglicerols més importants són les cardiolipines, que tenen un paper essencial en el procés de la coagulació i en cèl·lules del múscul cardíac. Són presents en aliments com el fetge, el cervell, el cor i el rovell d'ou. A més, actuen com a addi- tius en margarines i formatges. © FUOC PID_00258489 50 Nutrients 3.1.4. Esteroides Els esteroides són lípids que no contenen àcids grassos en la seva estruc- tura i deriven del cicle de l'esterà (ciclopentanoperhidrofenantrè) i tres anells fusionats de carboni; a més, posseeixen diversos grups funcionals i tenen parts hidrofíliques i hidrofòbiques. Esterà. Font: Lípidos Texto. Apunts. Tinet. Cat Principals esteroides Els fosfolípids comprenen dos grans grups de substàncies: els esterols i les hormones. Esterols: els esterols són esteroides, per la qual cosa posseeixen ciclopen- tanoperhidrofenantrè, a què s'afegeix una cadena lateral alifàtica de vuit a deu àtoms de carboni amb un hidroxil. Es troben de manera abundant en els éssers vius; especialment en els animals i en algunes algues vermelles. Són solubles en dissolvents orgànics, i tenen un elevat punt de fusió. Entre els esterols destaquen el colesterol i la vitamina D. – Colesterol: el colesterol és el principal esterol de l'organisme humà i precursor de tots els altres esteroides corporals. Forma part de mem- branes cel·lulars, lipoproteïnes, àcids biliars i hormones esteroïdals, excepte en les cèl·lules bacterianes. És un component important a la beina de mielina, que és la membrana lipídica que embolica a les fi- bres nervioses. El colesterol és un constituent important dels càlculs biliars, però la principal funció patològica que té és produir plaques d'ateroma (arteriosclerosi) a les artèries vitals. L'origen del colesterol a l'organisme té dues fonts: l'externa i el que produeix l'organisme mateix. © FUOC PID_00258489 51 Nutrients Vitamina D: la vitamina D és un esterol, que s'obté de la llet i dels ous o se sintetitza a partir del colesterol. Aquesta vitamina l'estudiarem juntament amb les altres en l'apartat de vitamines. Hormones esteroïdals: se sintetitzen a partir del colesterol en cèl·lules específiques dels testicles, l'escorça adrenal, els ovaris i la placenta. Les principals són les

Document Details

Tags

Related

Summary

Full Transcript

Upgrade to continue