Nutrición Humana PDF

Tema 1 Nutrición humana Introducción ============ - La nutrición debe tratarse como un elemento necesario, ya que: - Aumenta la salud - Ayuda en la recuperación - Ayuda en la rehabilitación de enfermedades  Concepto de Nutrición =====================...

Tema 1 Nutrición humana Introducción ============ - La nutrición debe tratarse como un elemento necesario, ya que: - Aumenta la salud - Ayuda en la recuperación - Ayuda en la rehabilitación de enfermedades  Concepto de Nutrición ===================== - Conjunto de procesos biológicos, a través de los cuales el organismo digiere, transforma y utiliza determinadas materias y energía para llevar a cabo las funciones de crecimiento - No es un proceso voluntario, sino que [obedece a leyes fisiológicas] Concepto de Alimentación ======================== - Es una secuencia de actos voluntarios y conscientes que van desde la planificación hasta la ingestión de los alimentos - Es un acto educable e influenciable por varios factores (sociedad, economía, religión etc.) Concepto de Metabolismo ======================= - Son transformaciones químicas que sufren los nutrientes en los tejidos, una vez superados los procesos de digestión y absorción - Puede ser catabólico cuando se [obtiene energía] - Puede ser anabólico cuando se forman diversas biomoléculas utilizando parte de la energía, es decir, que hay un [gasto de energía] Los nutrientes como combustibles metabólicos ============================================ - Un combustible metabólico es un compuesto circulante, que es tomado por los tejidos para producir energía - Existen [dos tipos] de combustibles para el organismo: - Exógenos: derivados [de la ingesta de alimentos] - Endógenos: derivados [de los almacenes tisulares] (glucógeno y triglicéridos) [o de la oxidación incompleta] de otros combustibles (lactato y cuerpos cetónicos) - Los macronutrientes pueden ser [oxidados parcialmente], produciendo así por ejemplo lactato y cuerpos cetónicos, [u oxidados completamente] Los nutrientes como sillares (pilastri) estructurales ===================================================== - Los alimentos suministran energía y representan la fuente principal de sustancias de naturaleza estructural - Las proteínas son la [fuente fundamental de los aminoácidos] para la construcción de las proteínas corporales propias - Los lípidos proveen energía y son la fuente de compuestos estructurales como los [ácidos grasos esenciales y el colesterol] - La glucosa se utiliza con fines energéticos y se aprovecha para la formación de numerosas [estructuras en la que están implicadas glucoproteínas y glucolípidos] - Los minerales están implicados en el [desarrollo y mantenimiento de tejido óseo etc.] - Las vitaminas participan como [biocatalizadores de numerosas reacciones metabólicas y modulan la expresión de varios genes implicados en el crecimiento] Nutrientes esenciales, no esenciales y semiesenciales ===================================================== - Los nutrientes esenciales se [ingieren con la dieta] y son, por ejemplo, vitaminas y aminoácidos - Los nutrientes semiesenciales pueden ser [sintetizados en el organismo], pero en cantidades que pueden resultar insuficientes en determinados estados (ác. fólico durante el embarazo) Recambio metabólico de los nutrientes ===================================== - Se le llama también turnover y es cuando los sustratos metabólicos están siendo continuamente utilizados y reemplazados - A mayor vida media menor es el recambio, ej: la ingesta de un adulto en proteína es entre 50-100g, sin embargo, la degradación es aproximadamente 350 g Flujo de nutrientes a través de las vías metabólicas ==================================================== - El [flujo de la sangre a los tejidos] o la tasa de utilización de la glucosa es de 2 mg/kg de peso corporal por minuto - Esta utilización es compensada con la producción de glucosa en el hígado Pools de nutrientes y metabolitos ================================= 1. El Pool precursor provee el sustrato a partir del cual se puede sintetizar un nutriente o metabolitos, por ejemplo, **[el ácido linoleico es el Pool precursor del ácido araquidónico]** 2. El Pool funcional **[para la síntesis de eicosanoides sería el ác. araquidónico liberado de los fosfolípidos de la membrana]** 3. El Pool de almacenamiento estaría representado por dichos **[ácidos grasos en los fosfolípidos de la membrana]** - No todos los nutrientes disponen de estos tres tipos de Pool: **[los nutrientes esenciales, los minerales y oligoelementos]** no disponen de un **Pool precursor**, ya que necesariamente deben ser ingeridos con la dieta, pero si disponen de Pool de almacenamiento - Si el Pool funcional de aminoácidos no se rellena la síntesis de proteínas cesaría - El tamaño de los Pools varía para cada nutriente o metabolito Adaptaciones metabólicas a la ingesta alterada de nutrientes ============================================================ - En muchas circunstancias, el organismo es capaz de responder a estados nutricionales o metabólicos alterados (ej. Estrés) con objeto de minimizar las consecuencias de tales alteraciones adaptándose - Por ejemplo, en un proceso de **desnutrición** en el que hay **un bajo aporte de HC**, la adaptación es: 1. La producción de glucosa a partir de aminoácidos provenientes de la degradación muscular 2. Uso de cuerpos cetónicos por parte del cerebro como combustible alternativo a la glucosa 3. Disminución del gasto energético en reposo El metabolismo ============== - El metabolismo puede ser energético ([producción y utilización de energía]) e intermedio ([estudio] detallado de [dichas vías]) - Una función muy importante de los [macronutrientes] es la de suministrar energía, éstos deben sufrir distintos procesos metabólicos para producir una molécula única: el ATP, cuyos enlaces almacenan parte de dicha energía - La obtención de ATP puede hacerse por dos vías diferentes: con O~2~ (fosforilación oxidativa) y sin O~2~ (fosforilación a nivel de sustrato) - El ATP es directamente utilizable para las necesidades del organismo, sin embargo, en algunos tejidos (tejido muscular) los requerimientos energéticos pueden ser muy grandes en un momento determinado y existe la posibilidad de almacenar una sustancia que se transforma muy fácilmente en ATP y viceversa que es el **[creatín-fosfato]** - El metabolismo intermediario se puede dividir en tres fases: 1. Relaciona las macromoléculas con las moléculas simples correspondientes 2. Relaciona estas moléculas simples con el acetil-CoA 3. Son todas aquellas rutas, que al final te permiten obtener ATP  Compartimentación tisular ========================= - Los tres principales combustibles utilizados por las células son los glúcidos, los ácidos grasos y los aminoácidos; estos son catabolizados por vías independientes y convergen en el CK - Además de estas tres moléculas el organismo también utiliza cuerpos cetónicos y ácido láctico como fuente de energía alternativa Energía de los alimentos ======================== La energía metabolizable supone de un 90 a un 99% de la energía del alimento y representa la cantidad de energía de un alimento de la que el organismo dispone una vez que se ha perdido la energía no digerible y se restan las pérdidas orgánicas de energía que se producen por el sudor, cabellos y la orina La energía metabolizable supone de un 90 a un 99% de la energía del alimento y representa la cantidad de energía de un alimento de la que el organismo dispone una vez que se ha perdido la energía no digerible y se restan las pérdidas orgánicas de energía que se producen por el sudor, cabellos y la orina - La energía metabolizable representa la cantidad de [energía de un alimento de la que el organismo dispone] una vez que **se ha perdido la energía no digerible y se restan las pérdidas orgánicas** que se producen por el sudor cabellos y la orina - La energía bruta es la cantidad de **energía liberada cuando se quema el alimento en presencia de aire** hasta obtener los productos finales oxidados \ [*energía* *metabolizable*  = *energía* *bruta*  − *pérdidas* *fecales* *y* *urinarias* ]{.math.display}\ Los hidratos de carbono - Aportan energía, almacenándose en el hígado y en el músculo, alrededor de 4 Kcal/g - Sus funciones son: energética, estructural, reguladora y detoxificadora **Función energética** **Función estructural** **Función informativa** **Función detoxificadora** **Función reguladora** ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------ Son combustibles de uso inmediato, gracias al poder reductor Forman parte de moléculas como el ADN y el ATP Se unen a lípidos o proteínas de la superficie celular Para eliminar compuestos tóxicos, que son muy poco solubles en agua y se acumulan en tejidos con un alto contenido lipídico Regulan las funciones intestinales En el organismo encontramos una pequeña reserva en forma de glucógeno en el hígado (75-100g) y en el músculo (125-400g) Tienen una grande capacidad de interaccionar con medios acuosos, ya que son solubles en agua Son responsables, antigénicos de los grupos sanguíneos El ácido glucurónico permite la eliminación a través de la orina o por otros días Monosacáridos ============= - Se dividen en aldosas y cetosas - Presentan alta solubilidad en agua - Su [sabor] es [dulce] (sacarosa) - Todos los monosacáridos tienen poder reductor. - Tienen entre 3 y 7 carbonos en su estructura - Los enlaces químicos que se forman entre ellos son α (1-4) y α (1-6) que son **digeribles** por las enzimas del tracto gastrointestinal y del tipo β (1-4) **no** pueden ser **atacados** por las enzimas digestivas Glucosa Fructosa Galactosas ---------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Todos los HC le van a dar lugar en el organismo Es el azúcar más dulce, teniendo el 180% del poder edulcorante de la sacarosa No se encuentra en forma libre en la naturaleza, pero se produce a partir de la lactosa mediante la hidrólisis Todas las células son capaces de utilizarla como combustible Su velocidad de absorción es más lenta que la de la glucosa y se transforma en glucosa o bien en glucosa 6-P para ser metabolizada (para diabéticos) Se transporta por la sangre y se encuentra en los cerebrósidos Su absorción es rápida Su metabolismo tiene lugar principalmente en el hígado y no se metaboliza en el cerebro Es soluble en agua y tiene un poder edulcorante de un 30% respecto a la sacarosa Se almacena en el hígado y los músculos en forma de glucógeno. Tiene un poder edulcorante de un 75% respecto a la sacarosa Oligosacáridos ============== - Los más abundantes son los disacáridos - Sacarosa Cuando se hidroliza mediante enzimas digestivas se convierte a partes iguales en fructosa y glucosa - Lactosa Se hidroliza en glucosa y galactosa - Maltosa Resulta de la hidrolisis enzimática del almidón - Fructooligosacáridos (FOS) Polímeros de fructosa resistentes a la hidrólisis por las enzimas digestivas humanas; se encuentran disponibles en gran variedad de plantas y frutos; en el **colon son fermentados completamente preferentemente por las bifidobacterias** - Galactoligosacáridos (GOS) Se encuentra en legumbres; **se metaboliza en el colon por las bifidobacterias y los lactobacilos** Polisacáridos ============= - Se pueden dividir en: - Fuente de energía - Estructurales Almidón ------- - Es la gran reserva glucídica en los vegetales - Formado por: amilosa (enlaces α 1-4) y amilopectina (enlaces α 1-6) - El almidón crudo es inaccesible a las enzimas digestivas del tracto gastrointestinal  Absorción azúcares simples ========================== - Existen tres tipos de transportes: - Difusión facilitada (pasivo) - Sistemas sensibles a hormonas (músculo y tejido adiposo) - Transporte activo secundario acoplado a Na^+^ - La glucosa para su ingreso requiere una proteína transportadora en la membrana celular, pueden ser los GLUT (difusión facilitada) o los SGLT (Na^+^-glucosa) - La cantidad de azúcares absorbidos es de 1 g/Kg de peso corporal por hora aproximadamente - En el período de 30 - 60 min después de la comida, se alcanza habitualmente un nivel máximo de cerca de 130 mg/dL (7.2 mmol/L) que disminuye en 2 - 2:30 horas a 70 mg/dL (3.9 - 5.0 mmol/L) aproximadamente Los GLUT -------- - Se encuentran en las membranas celulares y presentan 12 dominios transmembrana - GLUT 1 se encuentra en el **cerebro y** en los **eritrocitos**; **transportan glucosa y galactosa**, pero no fructosa - GLUT 2 es el transportador de glucosa en **hígado, riñón, intestino y células beta pancreáticas** - GLUT 3 es el principal transportador de glucosa en el **cerebro**; tiene una **gran afinidad** por la glucosa esto significa que es el primero en actuar - GLUT 4 es dependiente de la insulina; se encuentra en el **músculo y en las células adiposas** - GLUT 5 se encuentra en el **ID**; **actúa con el transportador de glucosa y sodio**; es el principal **transportador de fructosa** - GLUT 7 se expresa en células de **RE de hepatocitos**; se encarga del proceso de gluconeogénesis hepática Intolerancia a la lactosa ========================= - Se produce por una disminución de la actividad de la lactasa intestinal. Produce malabsorción y también síntomas de intolerancia (diarrea, náuseas, meteorismo, dolor y distensión abdominal). El diagnóstico se realiza mediante varias pruebas, aunque los más habituales y rentables con la prueba de intolerancia en sangre y la prueba de hidrógeno espirado - La lactosa llega al colon donde es fermentada por la flora intestinal y se producen ácidos grasos de cadena corta y gas, sobre todo hidrógeno (H2), dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4), que serían los responsables de los síntomas del paciente Metabolismo de los HC ===================== - La regulación de la glucemia es sobre todo bajo control hormonal con el glucagón y la insulina Metabolismo en el Hígado (post-pandrial) ---------------------------------------- - El aumento de los niveles de glucosa en sangre provoca el aumento de la entrada de glucosa en el hepatocito a través de los transportadores GLUT 2 - El destino principal es el almacenamiento en forma de glucógeno (para mantener la concentración de glucosa en situaciones de ayuno) - La glucógeno sintasa es la enzima principal que regula la vía, puede estar de forma activa (desfosforilada) y forma inactiva (Fosforilada) - La capacidad de almacenamiento es de 100 g, para cubrir las demandas en un período de 10-15h - La glucosa también es utilizada en el hígado por la vía de las pentosas fosfato para la producción de **NADPH**, además se obtienen Ribosas fosfato necesarias para la **síntesis de nucleótidos** - También se utiliza en la ruta del ác. glucurónico importante en la eliminación de fármacos y bilirrubina Metabolismo en el Hígado (ayuno) -------------------------------- - La disminución de la glucemia desencadena un aumento del **GLUCAGÓN** y una disminución de la **INSULINA** - El glucagón estimula la degradación del glucógeno hepático (glucogenólisis) activando al glucógeno fosforilasa Metabolismo en el músculo esquelético ------------------------------------- - El músculo utiliza diferentes combustibles, presenta grandes diferencias en la demanda energética dependiendo de la actividad que realiza - En **reposo** interviene en la disminución de la glucemia atrás una comida rica en glúcidos; el aumento de glucosa provoca un aumento de insulina, lo que provoca la **inhibición de la glucogenólisis**; las células musculares tienen un sistema de transporte que requiere insulina y es el GLUT4; el principal combustible en reposo son los ácidos grasos - En **ejercicio** Durante el esfuerzo se liberan hormonas como la adrenalina, la cual promueve la producción de AMPc, activando la glucógeno fosforilasa; el glucógeno movilizado se convierte en lactato, el cual viene **utilizado por el hígado para convertirlo en gluc**osa que regresa al músculo como combustible - En **ayuno** un ejemplo de fuentes de energía son las proteínas, los aminoácidos se transforman en alanina por transaminación del piruvato, se transporta por la sangre al hígado y se convierte en glucosa pasando el músculo y pudiéndose utilizar de nuevo Metabolismo en el corazón ------------------------- - No tiene reservadas tan solo tiene una pequeña cantidad de fosfocreatina, por lo que debe recibir los combustibles de otros tejidos - Al igual que en el músculo de la glucólisis está promovida por la adrenalina Metabolismo en el tejido adiposo -------------------------------- - Los adipocitos tienen un sistema de glucosa dependiente de insulina, es decir, tienen un GLUT4 - En situaciones de hiperglucemia, la insulina promueve la glucólisis - **El glucagón, junto con la adrenalina**, favorecen la movilización de ácidos grasos en situaciones de hipoglucemia Metabolismo en el cerebro ------------------------- - Sus células son muy dependientes de la glucosa sanguínea, y se trata de un órgano sin reservas de glucosa - En condiciones normales, el cerebro utiliza el 60 % de toda la glucosa del ser humano en reposo - La entrada de glucosa se produce por medio de los transportadores 1 y 3, estos son muy sensibles a la entrada de la glucosa, incluso cuando las concentraciones son muy bajas Índice glucémico ================ - Es un sistema de clasificación de carbohidratos basado en el efecto inmediato de los niveles de glucosa en la sangre, comparada con un standard (**Glucosa pura**). - Mide el incremento de glucosa en sangre después de ingerir un alimento - Cuanto mayor es el índice glucémico en sangre **mayor es la cantidad de insulina** producida, con el tiempo puede provocar resistencia a la insulina - La **glucosa** tiene IG **100** en comparación se dice que 70 es alto y 55 bajo - Factores que determinan el IG: - Tamaño de las partículas (menor tamaño más IG) - Fibra - Más amilopectina menor IG - La carga glucémica se calcula: (IG x CONTENIDO HdC DE LA DIETA) /100 Hormonas ======== - **INSULINA** (hipog.) Es sintetizada en el páncreas por las células **beta**; su tasa de liberación depende de la concentración de glucosa sanguínea variando de la situación de ayuno a la situación posprandial; produce una disminución de la glucosa en sangre; en el tejido adiposo favorece la conversión de glucosa a triglicéridos y en las musculares facilita el transporte de glucosa para obtener energía o su almacenamiento en forma de glucógeno - **GLUCAGON** (hiperg.) Segregado por las células **alfa** del páncreas, su liberación al torrente circulatorio aumenta cuando disminuye la glucemia; actúa principalmente sobre el hígado donde activa la glucogenólisis y bloquea la glucolisis, siendo además el principal activador de la gluconeogénesis - **ADRENALINA** (hiperg.) Un bajo nivel de glucemia aumenta su liberación provocando un efecto glucolítico sobre todo a nivel muscular, aunque también pueden ejercer este efecto sobre el hígado. Además, a nivel muscular, inhiben la captación de glucosa, favoreciendo la movilización de los ácidos grasos del tejido adiposo para su utilización como fuente de energía - **HORMONAS ESTEROIDEAS** El cortisol y la corticosterona son hormonas esteroideas sintetizadas en la corteza de las glándulas suprarrenales. Su función más importante en el metabolismo de hidratos de carbono es la de aumentar la glucemia sanguínea promoviendo la gluconeogénesis e incrementando la resistencia a la insulina Tema 3 Las fibras - Se conoce con este nombre a todos aquellos **compuestos de origen vegetal que están compuestos por macromoléculas no digeribles**, debido a que las enzimas del intestino no pueden hidrolizarlas Tipos de fibra dietética ======================== - En función de su **solubilidad** los polisacáridos tienen capacidad para fijar el agua de manera diferente y en cantidades variables en función de: número de grupos, hidroxilo, presencia de grupos carboxilo y estructura tridimensional; la fibra dietética puede establecer uniones polares con el agua, acumulándola en su matriz, o puede establecer interacciones iónicas más fuertes: **Fibra soluble** **Fibra insoluble** -------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- **¿Qué son?** Aquella que **en contacto con el agua forman soluciones viscosas**, porque crean un retículo en el que queda retenida el agua Tienen la **capacidad de retener agua** en su matriz estructural **sin formar soluciones viscosas** **Ejemplos** Dentro encontramos [las pectinas, algunas hemicelulosas, gomas, mucilagos y oligosacáridos] Dentro encontramos [la lignina, la celulosa y algunas hemicelulosas] **¿Qué provocan?** Provocan **retraso en el vaciamiento gástrico** por el aumento de la viscosidad del contenido, **mayor volumen y viscosidad del contenido intestinal**, aceleración del tránsito intestinal y **enlentecimiento de la absorción de algunos nutrientes como colesterol y glucosa** Esta capacidad genera un **incremento en el volumen de los contenidos luminales** y por tanto una **distensión de las paredes intestinales** que provoca un **aceleramiento del tránsito intestinal aumentando la sensación de saciedad**, el incremento puede **dificultar la absorción de nutrientes** - En función de su **fermentabilidad** la fibra llega de forma inalterada al intestino grueso y las bacterias del colon la utilizan como sustrato, produciendo su fermentación, y obteniendo a partir de ella energía utilizada por las propias bacterias intestinales y otros productos; la fibra **procedente de frutas y verduras es más fermentable que la que procede de los cereales**, ya que estos últimos presentan una pared celular más gruesa y un mayor grado del lignificación; la fermentación es mayor cuando las partículas son pequeñas, se someten a una exposición prolongada a pH ácido y cuando aumenta el tiempo del tránsito intestinal **No fermentable \< 10%** **Parcialmente fermentable 10-70%** **Muy fermentable \>70%** ----------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------- Son **resistentes a la degradación bacteriana** en el colon y son excretadas intactas por las heces Son fermentadas, aunque no en su totalidad **por las bacterias intestinales** Son fermentados y degradadas rápida y completamente **por la flora del colon** **[La lignina]** debido a su estructura de uniones cruzadas La **[celulosa y algunas hemicelulosas]** **[Hemicelulosas, pectinas, algunas gomas, mucilagos y almidón resistente ]** Fermentación de la fibra dietética ================================== - La degradación bacteriana de la fibra dietética en el colon comienza con una hidrólisis extracelular de los polisacáridos, cuyo resultado es la producción de mono y disacárido y a continuación tiene lugar una glucólisis anaeróbica intracelular - Como resultado de estos procesos, se produce energía utilizada por la flora bacteriana y por las células epiteliales de la mucosa colónica para su mantenimiento y desarrollo - Además, como resultados se liberan ácidos grasos de cadena corta (acético, butírico y propiónico) que representan el principal sustrato nutritivo de la célula de la mucosa intestinal, a nivel de ciego y colon el **propionato** se utiliza como sustrato para la gluconeogénesis y disminuye la síntesis de colesterol; el **acetato** se metaboliza dando lugar a glutamina y cuerpos cetónicos y **butirato** actúa como regulador de la expresión de genes del coloncito - Como resultado se producen también hidrógeno, dióxido de carbono y metano - Los productos que se forman finalmente, y sus cantidades dependen por un lado del tipo de fibra y por otro de la flora bacteriana - Los **AGCC** se **absorben** rápidamente **en el colon y,** solo una pequeña parte, **se elimina por las heces**, pueden aportar hasta 540 kcal al día Funciones de los AGCC ===================== - A nivel del **colon**: - Disminuyen el pH intraluminal - Estimula solución de agua y sodio - El **Butirato** tiene efecto trófico sobre la mucosa, los mecanismos por los cuales tienen lugar estos factores tróficos son: - Por aporte directo de energía - Aumento del flujo sanguíneo del colon - Incremento de la secreción pancreática - A nivel **sistémico**: - Van a regular el metabolismo lipídico y de la glucosa - El Propiónico disminuye la síntesis hepática de colesterol - El Acetato y Propionato regulan el metabolismo de la glucosa disminuyendo la glucemia posprandial y la respuesta insulínica Propiedades de la fibra ======================= - Los efectos de la fibra **dependen de**: - Grado de fermentabilidad **(+ soluble + fermentación)** - Capacidad de fijación de agua **(+ capacidad + soluble)** - Viscosidad **(+ viscoso + soluble)** - Unión a ácidos biliares **(+ unión -- fermentación)** Efectos sobre el tracto GI -------------------------- - Fibra **soluble** (forman **geles**) las fibras dietéticas hidrosolubles, en contacto con agua del contenido intestinal, reaccionan formando una masa gelatinosa viscosa capaz de retener agua, aumentando por lo tanto el volumen fecal - Sobre el **estómago** la fibra soluble produce un enlentecimiento del vaciado gástrico, ya que la masa viscosa atrapa los nutrientes retrasando su salida y digestión - Sobre el **intestino delgado** la fibra soluble disminuye el tiempo de tránsito; la absorción de nutrientes y la reabsorción de ácidos biliares - Sobre el **colon proximal** la fibra soluble aumenta la tasa de fermentación y produce un aumento de la biomasa colónica - Fibra **insoluble** (como **esponjas**) su capacidad de retención de agua tiene efecto sobre todo a nivel del colon distal aumentando la absorción de agua, disminuyendo el tiempo de tránsito intestinal Efectos sobre la absorción -------------------------- - Los **geles** formados por la fibra dietética son capaces de retener algunas sustancias presentes en la luz intestinal como cationes bivalentes, ácidos biliares y otras sustancias orgánicas - Las fibras **viscosas** tienen la capacidad de atrapar en su interior proteínas, HdC y grasas provocando una malabsorción - Algunos minerales como el calcio, hierro, cobre, magnesio y zinc pueden ser atrapados también por la fibra y de esta manera se reduce su biodisponibilidad, se atribuye también por la presencia de folatos u oxalatos en los vegetales que forman compuestos insolubles con estos minerales Efectos sobre la obesidad ------------------------- - Los alimentos ricos en fibra dietética requieren un mayor esfuerzo de masticación prolongada, lo que promueve la distensión gástrica es un estímulo **activador de la saciedad** durante las comidas y en el período postprandial - Este efecto de la fibra sobre la reducción del peso corporal se ha propuesto como uno de los mecanismos de protección cardiovascular Efectos sobre el estreñimiento ------------------------------ - La fibra **poco fermentable** incrementa la masa intestinal de forma directa, lo que estimula los movimientos propulsores del intestino y acelera el tránsito intestinal - La fibra **muy fermentable** aumenta la masa intestinal, pero lo hace al favorecer del crecimiento bacteriano, la producción de AGCC y gases que producen un aumento de la motilidad intestinal y el impulso de la bomba fecal Efectos sobre el metabolismo lipídico ------------------------------------- - Se ha demostrado que el consumo de fibra tiene un efecto positivo: - Disminuye los niveles de colesterol en sangre (LDL-colesterol) - Incrementa en la perdida fecal de ácidos biliares - La fibra soluble incrementa la actividad enzimática de colesterol-7-a-hidroxilasa, contribuyendo a disminuir las concentraciones intracelulares del colesterol libre - Actividad hipocolesterolemiante como resultado de esta fermentación se produce un AGCC, el Propionato, que puede actuar inhibiendo la HGM-CoA reductasa cuya función es regular la síntesis de colesterol hepático Fijación sustancias orgánicas e inorgánicas ------------------------------------------- - La fibra posee la capacidad de **hidratación y fijación** que varía según el tipo de sustancia: - **Proteínas, grasas y HdC** su absorción será retrasada y aumenta ligeramente su excreción por las heces - **Sales biliares** algunas fibras como la lignina pueden secuestrarlas y excretarlas por las heces - **Minerales y vitaminas** Componentes de la fibra y características ========================================= +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **Polisacáridos | **Polisacáridos no | **Compuestos no | | estructurales** | estructurales** | carbohidratos** | +=======================+=======================+=======================+ | Celulosa | Gomas | Lignina | | | | | | Almidón resistente | Mucilagos | | | | | | | Hemicelulosa | | | | | | | | Sustancias pécticas | | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ 1. **CELULOSA** - Forma parte de los componentes insolubles de la fibra dietética - Está formada por unidades de glucosa unidas por enlace b-1,4 - Tiene una gran capacidad para absorber agua - Se emplea en la industria alimentaria como estabilizante y material de relleno 2. **HEMICELULOSA** - Formada por unidades de monosacáridos como los xiloglicanos, arabinoxilanos, b-glucanos y ácidos urónicos - En función de la cantidad de ác. urónico se distinguen en: **ácidas** (ricas en ác. urónico) y **neutras** (pobres en ác. urónico) - Una parte de ellas están íntimamente unidas a la celulosa, mientras que otras se encuentran en otras plantas - Favorecen la excreción de ácidos biliares, el aumento del volumen de las heces y la reducción de la presión intraluminal del colon 3. **GOMAS** - Son polisacáridos ramificados complejos y heterogéneos - La planta las sintetiza en respuesta a una agresión y suelen destinarse a reparar áreas dañadas - Contienen varios azúcares neutros y ác. urónicos - Retardan el tiempo del vaciamiento gástrico - Constituyen un sustrato fermentable para las bacterias colónicas - Reducen la concentración plasmática de colesterol 4. **MUCILAGOS** - Son polisacáridos complejos compuestos por azucares y ác. urónicos - Forman parte de las fibras solubles - Sus efectos fisiológicos son parecidos a los de las gomas 5. **PECTINAS** - Son polisacáridos ramificados formados por unidades de ác. galacturónico - Retardan el tiempo de vaciamiento gástrico - Constituyen un sustrato fermentable para las bacterias colónicas - Reducen la concentración plasmática de colesterol 6. **ALMIDON RESISTENTE** - Es el único polisacárido alimentario digerible por las enzimas intestinales humanas - Se define como la suma del almidón y sus productos degradados - Mayor es la relación amilasa/amilopectina más resistente es el almidón a la digestión - Su contenido aumenta si los productos se someten a un número creciente de ciclos de calentamiento y enfriamiento - Es un sustrato muy importante para las bacterias colónicas - Tiene una gran influencia en la producción de AGCC sobre todo el butirato 7. **LIGNINA** - Es un polímero fenólico situado en la pared celular que contribuye a su rigidez haciéndola resistente a impactos y flexiones - No es aprovechable a nivel nutricional - Una propiedad es su capacidad de ligarse a ác. biliares y otros componentes orgánicos (como colesterol) retrasando su absorción intestinal 8. **INULINA Y OLIGOSACARIDOS** - La inulina y los fructooligosacáridos (FOS) son polímeros de fructosa que se fermentan completamente en el **colon** - **Galactooligosacáridos o GOS** se encuentran de forma natural en la leche de mamíferos y en algunos productos procesados y están formados por una molécula de lactosa unida a residuos de galactosa. **No son hidrolizados o absorbidos en el intestino delgado**. Son rápidamente fermentados en el colon proximal en donde su fermentación por bifidobacterias favorece su proliferación - **Los Fructooligosacáridos o FOS** están constituidos por una molécula de sacarosa unida a residuos de fructosa siendo los más importantes la kestosa, nistosa y fructosilnistosa. **Son rápida y completamente fermentados por la microflora colónica**. Son fibras solubles, aunque presentan una baja viscosidad - El efecto fisiológico más estudiado de los FOS y los GOS es su actividad selectiva sobre la flora colónica, estimulando el crecimiento de bacterias beneficiosas (bifidobacterias) y disminuyendo el crecimiento otros géneros bacterianos - Su fermentación en el colon produce AGCC siendo el acetato el principal seguido por el butirato y propionato estimulan el peristaltismo intestinal y aumentan la frecuencia de deposiciones Immagine che contiene testo, schermata, Carattere, diagramma Descrizione generata automaticamente Flora intestinal ================ - **La microbiota intestinal tiene una actividad metabólica equivalente a la del hígado** - Hay 10 veces más bacterias en el intestino que en la célula, que constituyen el organismo - Cada individuo tiene una composición bacteriana distinta - La mayoría de las bacterias pertenecen a dos filos Firmicutes y Bacteroidetes - Sus funciones: - **Protección frente a patógenos** (efecto de barrera) competencia por los sustratos y los nichos ecológicos; liberación de moléculas con actividad antibiótica (ácido láctico) - **Metabolismo y nutrición** rescate colónico de los nutrientes, no digeridos y absorbidos en el intestino delgado; síntesis de vitaminas (B12, K, folato) - La permeabilidad intestinal incluye la interacción del sistema inmunitario con varias sustancias en la región luminal; se considera que juega un papel importante dentro del eje intestino-hígado Probióticos =========== - Son microorganismos vivos que pueden agregarse a la fórmula de diferentes productos - Para considerarse debióticos, debe haberse mostrado un beneficio para la salud - No colonizan de forma permanente el huésped y por eso deben ser ingeridos regularmente - Generalmente, los preparados comerciales son una mezcla de Lactobacilos y Bífidobacterias Prebióticos =========== - Son componentes alimentos que resultan beneficiosos para el huésped produciendo estimulación en la selectividad de las bacterias del colon - Son sustancias de la dieta como polisacáridos y oligosacáridos - Entre las características, destacan: - Resistencia a la digestión intestinal delgado - Hidrólisis y fermentación por la microflora colónica - Estimulación selectiva del crecimiento de bacterias en el colon Tema 4 Las vitaminas - Un compuesto de naturaleza orgánica presente en los alimentos como tal o en forma de precursor directo, que actúan como biocatalizadores en multitud de reacciones bioquímicas - No sirven como combustibles metabólicos no se obtiene energía, pero son indispensables para el mantenimiento vital - Son producidas generalmente por los vegetales, los animales no las sintetizan o en cantidades insuficientes - Las alteraciones producidas pueden ser de tres tipos: - La **avitaminosis** - **Hipovitaminosis** - **Hipervitaminosis** Clasificación ============= - Se pueden clasificar según la función: - Función coenzima (ayudan funcionamiento metabolismo) - Otra clasificación puede ser: 1. **LIPOSOLUBLES**: - Se ingieren con la grasa de la dieta - Necesitan la bilis para una digestión y absorción adecuada - Son transportadas por torrente sanguíneo por los quilomicrones - Se almacenan en hígado y tejido adiposo (pueden causar toxicidad) 2. **HIDROSOLUBLES**: - Son solubles en agua - Generalmente no se almacenan en el organismo - Se eliminan a través de la orina - No presentan toxicidad por ingesta excesiva - Encontramos el grupo B, la vitamina C y el ácido fólico Vitamina A (Retinol o ácido retinoico) ====================================== - El depósito más importante es el palmitato de retinol - En este grupo se encuentran los carotenoides donde destaca el b-caroteno +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | **DIGESTION** | **FUNCIONES** | **ALIMENTOS** | **DEFICIENCIA** | +=================+=================+=================+=================+ | Alrededor del | Interviene en | Se | alteraciones de | | la absorción de | la rodopsina** | encuentra en | la visión, | | los | (para visión | hígado, | **influye en el | | carotenoides | nocturna). | sardina, atún, | sistema | | **depende de la | | huevos, | nervioso** y | | planta** ya que | Ayuda en el | mantequilla, | puede producir | | para **su | **crecimiento | leche y queso. | una **falta de | | absorción se | óseo y en la | En los | apetito** | | necesitan | reproducción**. | vegetales | | | micelas**. | | encontramos el | | | | Participa en | b-caroteno | | | Entra **por | crecimiento y | | | | difusión**, | diferenciación | | | | algunos | de las células | | | | carotenoides | epiteliales. | | | | **pasan al | | | | | enterocito y se | También tiene | | | | incorporan al | **función | | | | quilomicrón y | antioxidante** | | | | otros se | | | | | convierten en | | | | | retinol**; éste | | | | | se une a una | | | | | proteína hasta | | | | | **liberarse en | | | | | la sangre y | | | | | llegar a las | | | | | células | | | | | dianas** | | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ Vitamina D (Calciferol) ======================= - La D2 y D3 son las formas activas para su activación se necesita el sol +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | **DIGESTION** | **FUNCIONES** | **ALIMENTOS** | **DEFICIENCIA** | +=================+=================+=================+=================+ | **Circula en la | La forma activa | Se encuentra en | Puede provocar | | sangre unida | es una | pescados | **raquitismo**, | | a-globulina**, | **hormona que | grasos, hígado, | la cual afecta | | tiene vida | regula el | huevos, leche y | a niños y causa | | media de 19 a | metabolismo | derivados. | debilidad en la | | 25h, aunque se | fosfocálcico**. | | estructura ósea | | deposita en | Fortalece el | El organismo la | ya que hay | | almacenes de | sistema inmune | obtiene por | perdida de | | grasa durante | ayudando a | síntesis | calcio y | | tiempo | **prevenir | cutánea con la | fosfato en los | | prolongado. Es | infecciones**. | exposición al | huesos | | **captada por | | sol | | | el hígado donde | Al mismo tiempo | | | | sufre una | interviene en | | | | transformación | la secreción de | | | | y en el riñón | insulina por | | | | es activada** | parte del | | | | | páncreas | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ Vitamina E (Tocoferoles y Tocotrienoles) ======================================== - Familia de 8 sustancias relacionadas químicamente **DIGESTION** **FUNCIONES** **ALIMENTOS** **DEFICIENCIA** -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- Alfa y gamma, libre o esterificados, deben ser **hidrolizados en el delgado antes de ser absorbidos**; la absorción depende de una función pancreática ideal y la formación de micelas. Se **almacena en el hígado y tejido adiposo**, aunque se puede encontrar en otros tejidos (corazón y pulmones) Es un antioxidante, se **encuentra en los fosfolípidos de la bicapa lipídica y previene la peroxidación lipídica**. El principal producto de la oxidación es una quinona que puede conjugarse y dar glucuronato excretado por la bilis Se encuentra en aceites vegetales, nueces y vegetales de hojas verdes Se relaciona con la alteración de la estabilidad de la membrana de los eritrocitos Vitamina K (Filoquinona) ======================== **DIGESTION** **FUNCIONES** **ALIMENTOS** **DEFICIENCIA** --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------- En su forma libre se **absorbe** el 80% en el **delgado** tras su solubilización en las micelas mixtas; dentro de la mucosa intestinal **se incorpora a los quilomicrones que se secretan a la linfa y alcanzan el torrente sanguíneo**; la microflora intestinal sintetiza menaquinonas que son fuentes de la vitamina K Es indispensable para la **carboxilación de glutamilo** de precursores de los factore de la cascada de coagulación Se encuentra en verduras de hojas verdes e hígado Produce **hipocoagulabilidad** de la sangre y **hemorragias** Vitamina C (Acido Ascórbico) ============================ **DIGESTION** **FUNCIONES** ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Se absorbe en el **intestino delgado** (+ alta en duodeno y yeyuno); mecanismo Na dependiente; el porcentaje de absorción depende de la ingesta. Se transporta en **plasma como ascorbato y se distribuye en tejidos con alto metabolismo**; se elimina por las **heces** como vitamina no absorbida Es un **antioxidante** que protege de los **radicales libre**; actúa como coenzima en la síntesis de colágeno; actúa en las etapas de la **síntesis de hormonas esteroideas** Vitamina B1 (Tiamina) ===================== **DIGESTION** **FUNCIONES** **ALIMENTOS** **DEFICIENCIA** ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ -------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------- La de **origen animal** se encuentra en **forma fosforilada**, mientras la de **origen vegetal** se encuentra en **forma libre**; **para absorberse debe encontrarse** en su forma **libre**; es transportada vía portal hasta el hígado y se **elimina por la orina** Participa en el **metabolismo de los HdC** Se encuentra en levadura de cerveza, tejidos animales y cereales integrales Alteraciones en metabolismo de HdC y **Beriberi** Vitamina B2 (Riboflavina) ========================= - Existen dos derivados coenzimáticos: FMN y FAD - Se encuentra libre en la leche y coenzimática en el resto de los alimentos **DIGESTION** **FUNCIONES** ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Las formas coenzimáticas se transforman en riboflavina que al final se **eliminan con la orina, sudor y secreción biliar** Participa en la **cadena de transporte de electrones, en el CK y en la b-oxidación de los ác. grasos** Vitamina B3 (Niacina) ===================== - Existen dos derivados coenzimáticos: NADP y NAD +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **DIGESTION** | **FUNCIONES** | **ALIMENTOS** | +=======================+=======================+=======================+ | Se **absorbe** en el | En etapas metabólicas | Se encuentra en | | **delgado** por | y en la composición | leche, tejidos | | difusión facilitada y | de factor de | animales, huevos, | | se elimina a través | tolerancia a la | pescado y vegetales | | de la orina | glucosa | verdes | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ Vitamina B5 (Acido Pantoténico) =============================== +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **DIGESTION** | **FUNCIONES** | **ALIMENTOS** | +=======================+=======================+=======================+ | Se encuentra en sus | Actúa tanto en la | Se encuentra en | | **formas | síntesis como en la | alimentos de origen | | coenzimáticas**, que | **degradación de | animal, cereales, | | son | lípidos** y otros | nueces, yema de | | | sustratos metabólicos | huevo, levadura de | | hidrolizadas en el | | cerveza y legumbres. | | intestino y |  | También se encuentra | | yeyuno** por un | | en la leche, los | | proceso de transporte | | vegetales y la fruta | | activo; la | | | | **excreción** es | | | | principalmente por | | | | **vía renal** | | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ Vitamina B6 (Piridoxina) ======================== +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **DIGESTION** | **FUNCIONES** | **ALIMENTOS** | +=======================+=======================+=======================+ | su **absorción** | Actúa como coenzima | Se encuentra en | | tiene lugar en el | de metabolismo de aá. | alimentos de origen | | **yeyuno** por un | | animal, pescado, | | proceso de transporte | Participa en | huevos, legumbres, | | activo; es | **metabolismo de | frutos secos y | | | glucosa y lípidos** | plátanos | | **transportada al | | | | hígado por vía | | | | porta**, donde es | | | | transformada en PLP, | | | | es la forma | | | | mayoritaria en el | | | | **plasma, donde | | | | circula unido a la | | | | albúmina**. Se | | | | excreta por urina | | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ Vitamina B8 o B7 (H o Biotina) ==================================================== **FUNCIONES** **ALIMENTOS** -------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Se une a proteínas enzimáticas Se encuentra en vísceras (hígado, riñón), la yema de huevo, la leche, el pescado, los guisantes secos, las setas, la levadura de cerveza y los frutos secos Vitamina B9 (Ácido Fólico) ========================== +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | **DIGESTION** | **FUNCIONES** | **ALIMENTOS** | **DEFICIENCIA** | +=================+=================+=================+=================+ | Se ingieren en | Tienen la | Se encuentra en | Se produce por | | su mayor parte | capacidad de | los alimentos, | una ingesta | | en forma de | **donar y | tanto de origen | disminuida y | | poli glutamatos | captar unidades | vegetal como | puede producir | | unidos a | de carbono**, | animal. Las | **anemia | | proteínas, los | por eso | | megaloblástica* | | mono glutamatos | participa en la | principales | * | | se metabolizan | biosíntesis de | fuentes son las | | | a nivel | purinas, | verduras y | | | hepático; su | formación de | hortalizas, | | | excreción se | glicina y | legumbres, | | | produce | formación de | patatas y huevo | | | fundamentalment | glóbulos rojos | | | | e | | | | | por vía biliar | | | | | y urinaria | | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ Vitamina B12 (Cianocobalamina) ============================== **DIGESTION** **FUNCIONES** **ALIMENTOS** **DEFICIENCIA** -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------ En los alimentos se encuentra **unida a proteína**, la digestión gástrica permite la liberación de la cobalamina y se une a la proteína R, **luego se une al factor intrínseco que llega intacto al íleon, donde se absorbe la vitamina; se excreta por la bilis** Participa en reacciones metabólicas, junto al ácido fólico, participa en la **oxidación de ácidos grasos y algunos aminoácidos, previene la anemia megaloblástica** **No existe en alimentos de origen vegetal**, pero es muy abundante en la mayoría de las carnes Se produce por una ingesta disminuida y puede producir anemia megaloblástica Tema 5 Las proteínas - Son el componente clave de cualquier organismo vivo - Forman parte también del citoplasma y del núcleo - Son la fuente de nitrógeno de la dieta - Se pueden definir como un polímero formado por aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos - Están formadas por 20 a-aminoácidos en configuración L - Se diferencian por las cadenas laterales Clasificación proteínas en función de la complejidad ==================================================== - Proteínas **simples** como consecuencia de su hidrolisis se obtienen aá; según su solubilidad pueden encontrarse en fluidos animales (+ soluble) y en tejidos (- soluble); ejemplos son **albumina, globulina, glutenina y prolamina** - Proteínas **conjugadas** son combinaciones de las [simples con sustancias no proteicas] llamadas "grupo prostético"; esto permite llevar a cabo funciones que por separado serían imposibles; entre ellas destacan la **nucleoproteína, glucoproteína y lipoproteína** - **Derivados proteicos** son resultantes de la digestión de las proteínas y son los más simple estructuralmente (péptidos y polipéptidos) - Proteínas **fibrosas** tienen una función estructural y están formadas por una estructura secundaria y repetitiva; ejemplos son el **colágeno** y la **queratina** - Proteínas **globulares** son proteínas biológicamente activas con una estructura terciaria Clasificación proteínas en función de su valor nutritivo ======================================================== - Éste está determinado por la presencia o no de todo los aá esenciales: - Proteínas **completas** contiene todos los aá esenciales en cantidades suficientes para mantener los niveles adecuados del balance de nitrógeno; se encuentran en alimentos de **origen animal y la soja** - Proteínas **incompletas** carecen de alguno aá esenciales, denominados limitantes, son generalmente de **origen vegetal** y hay algunas (pocas) fuentes de origen animal como la **gelatina** - Proteínas **complementarias** los requerimientos diarios se pueden cubrir [consumiendo suficientes completas o consumiendo una cantidad suficiente y variada de incompletas o combinando completas e incompletas] Funciones de las proteínas ========================== - Función **plástica** proporcionan aá para la síntesis tisular; en organismos adultos están en equilibrio dinámico (**[se degradan y regeneran continuamente]**); existe un proceso de síntesis y degradación llamado "turnover proteico" - Función **energética** en ausencia de otras fuentes o cuando hay mayor aporte de proteínas del necesario; se produce una oxidación donde se queda un nitrógeno que hay que eliminar con un gasto energético por la formación de urea - Función **reguladora** las proteínas [forman parte de numerosas enzimas, hormonas, anticuerpos o inmunoglobulinas] que se encargan de regular y llevar a cabo las reacciones químicas que se desarrollan en el organismo y regulan el metabolismo - Función **transportadora** contribuyen al mantenimiento del equilibrio osmótico entre los distintos fluidos del organismo, transportando gases (hemoglobina), lípidos (seroalbúmina) o mediando en el intercambio entre el interior y exterior de la célula como las permeasas Clasificación aminoácidos en función de sus características nutricionales ========================================================================= - Aminoácidos **esenciales** son indispensables para el crecimiento y mantenimiento de las estructuras; deben ser aportados con la dieta porque su esqueleto no se sintetiza en el organismo humano; estos son: **Fenilalanina, Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Triptófano, Treonina y Valina** - Aminoácidos **no esenciales** pueden ser sintetizados por el organismo; pueden ser dispensables si son sintetizados a partir de otros aá o metabolitos y condicionalmente esenciales si se sintetizan por vías complejas a partir de otros aá cuya síntesis puede estar limitada en situaciones de fisiopatología - Aminoácidos **ramificados** Se utilizan a nivel muscular como fuente de energía, a la vez que modulan el metabolismo proteico del músculo, promoviendo la síntesis proteica (leucina, isoleucina y valina) - Aminoácidos **aromáticos** poseen una cadena cerrada (fenilalanina, tirosina y triptófano) su elevación se relaciona patogénicamente con el desarrollo de la encefalopatía en la insuficiencia hepática Clasificación aminoácidos en función de su utilización metabólica ================================================================= - En las etapas en las que el consumo de proteína es superior a sus necesidades, el esqueleto carbonado de los aá es utilizado para síntesis de carbohidratos o de ácidos grasos, según el destino de éste los aminoácidos se clasifican en: - Aminoácidos **glucogénicos** el esqueleto carbonado puede ser transformado en piruvato o en otros intermediarios del Ciclo de Krebs que son precursores de la glucosa vía gluconeogénesis; ejemplo son **todos los aminoácidos** **excepto la lisina y la leucina** - Aminoácidos **cetogénicos** aquellos cuyo esqueleto carbonado puede ser transformado en acetil‐CoA o acetoacetil‐CoA; la **lisina y la leucina** son los únicos aminoácidos que son solamente cetogénicos - Aminoácido **gluco y cetogénicos** grupo pequeño de aminoácidos formado por **isoleucina**, **fenilalanina, treonina, triptófano y tirosina** que pueden dar lugar tanto a precursores de la glucosa como de ácidos grasos Funciones de los aminoácidos ============================ - **Fenilalanina** Es un aminoácido necesario para la síntesis de proteínas, es precursor de tirosina, catecolaminas y melanina; se relaciona con el tratamiento de la depresión y con la reducción de la ingesta energética - **Histidina** Es un aminoácido **esencial para los recién nacidos**; es importante para la reparación y el crecimiento de los tejidos, necesario para la síntesis proteica y como precursor de la histamina. Forma parte de dipéptidos con efecto vasodilatador (carnosina) - **Isoleucina** su función principal es la síntesis proteica, participando de manera especial en la formación y reparación muscular; es esencial para la formación de la hemoglobina - **Lisina** Aminoácido esencial que participa en la construcción de tejidos (en especial del tejido [conjuntivo]) y forma parte importante de los músculos; es precursor de carnitina que ayuda en el transporte de AGCL al interior de la mitocondria para la obtención de energía a partir de ellos; participa en la absorción de calcio intestinal. - **Treonina** Es precursor de la glicina y serina, se encuentra prácticamente en todas las proteínas del organismo; es necesario para la formación del colágeno y elastina; junto a con la metionina y el ácido aspártico ayuda al proceso de desintoxicación comandado por el hígado - **Valina** Es un aminoácido de cadena ramificada que participa en la síntesis proteica, estimula el crecimiento y la reparación de tejidos; junto a otros aminoácidos ramificados promueve la transferencia de nitrógeno entre astrocitos y neuronas en el cerebro. Además, este aminoácido puede ser crítico para la síntesis del neurotransmisor L‐glutamato - **Leucina** Interviene en la formación y reparación del tejido muscular y es esencial para el crecimiento; papel importante en la regulación del metabolismo de hidratos de carbono a nivel de las células beta pancreáticas; promueve la transferencia de nitrógeno entre los astrocitos y neuronas en el cerebro - **Metionina** Es un aminoácido azufrado constituyente de todas las proteínas y péptidos del organismo; es el precursor de la S‐adenosil metionina (SAMe), un metabolito celular endógeno, que participa activamente en el metabolismo de los aminoácidos azufrados (cistina, cisteína o taurina), y en la formación de fosfatidilcolina, carnitina y melatonina. Estimula la síntesis de la colina y la creatina; es un antioxidante rico en azufre importante para la salud de piel y uñas - **Triptófano** Necesario para la síntesis proteica ya que se encuentra en todas las proteínas y péptidos del organismo; es también precursor de la serotonina que participa en la regulación del ritmo circadiano y estacional, promueve la función inmune y puede participar en el sistema antioxidante. También es el aminoácido precursor del niacina - **Homocisteína** Su síntesis requiere SAMe; una consecuencia de los niveles moderadamente elevados es el incremento del riesgo de afecciones vasculares prematuras; de hecho, los síntomas predominantes en pacientes con homocisteinuria son tromboembolismo, ateroesclerosis prematura y retraso mental - **Glicina** Es un aminoácido indispensable durante los periodos de crecimiento rápido, así como para la conjugación de ácidos biliares, drogas y otras sustancias no naturales; se utiliza en la síntesis de numerosos compuestos nitrogenados como glutatión, creatina y purinas; su degradación puede dar lugar a oxalato; es el neurotransmisor inhibitorio de la médula espinal y en otras regiones del sistema nervioso central (SNC), incluyendo la retina, donde puede funcionar como factor trófico en etapas tempranas del desarrollo - **Alanina** Es un aminoácido no esencial, considerado como glucogénico, que se incorpora al metabolismo de la glucosa formando piruvato a partir de su esqueleto carbonado; es una importante fuente de energía para el tejido muscular, el cerebro y el sistema nervioso central; juega un papel decisivo en el transporte de nitrógeno desde los tejidos periféricos hacia el hígado para la síntesis de urea - **Acido glutámico** Participa en el metabolismo de hidratos de carbono (gluconeogénesis y síntesis de glucógeno) y en la lipolisis; es precursor de otros muchos aminoácidos, de algunos transmisores como el GABA es importante para la memoria y el aprendizaje - **Glutamina** Su función más característica es transportar grupos nitrogenados desde los tejidos periféricos al tejido muscular, hígado, enterocitos, células del sistema inmune y corteza renal; es fundamental en la sepsis para el funcionamiento de las células del sistema inmune y la reparación de los tejidos, ya que, en esta situación, se produce un incremento, por parte de los linfocitos y los macrófagos, de las necesidades de glutamina como substrato energético para su oxidación parcial. Otro de sus destinos metabólicos es intervenir en la síntesis de aminoazúcares - **Arginina** Es condicionalmente indispensable en pacientes críticos - **Cisteína** Es importante para la síntesis de colágeno y de la alfa‐queratina que forman parte de la piel, las uñas y el cabello. Es precursor del glutatión que interviene en procesos de detoxificación y en el control de los radicales libres; otra de las funciones es su actividad mucolítica en las vías respiratorias, por lo que es utilizado en el tratamiento de bronquitis, el enfisema y la tuberculosis - **Acido aspártico** Constituyente de la mayoría de las proteínas del organismo que actúa como precursor de otros como asparagina y arginina; participa como donador de átomos de nitrógeno en la síntesis de nucleótidos y en el metabolismo de la vitamina B6 en la conversión de piridoxal en piridoxamina - **Prolina** Participa en la síntesis del tejido conectivo; es fundamental en la estructura del colágeno, lo que podría explicar su papel beneficioso en la curación de heridas - **Taurina** es un aminoácido azufrado considerado como un aminoácido no **esencial**, excepto para **lactantes y niños**, al ser importante para el **desarrollo normal de la retina**. Entre sus acciones fisiológicas destaca su participación en diversos procesos metabólicos, en la conjugación de los ácidos biliares, en la regulación del volumen celular (es el aminoácido libre intracelular más abundante) y en la reducción de la agregación plaquetaria Transporte y almacenamiento de los aminoácidos ==================================================================== Digestión y absorción de las proteínas ====================================== - La proteína dietética es fuente de aminoácidos esenciales necesaria para la mantener el balance nitrogenado - La eficacia de la digestión y absorción es muy alta (94%) - Enorme variedad de posibles combinaciones aminoacídicas exige múltiples sistemas de hidrólisis enzimática y transporte aminoacídico intestinales - La **digestibilidad** depende de: - La fuente proteica ya que la animal \>\>\>\> vegetal - Conformación de la proteína: las proteasas atacan a las proteínas fibrosas insolubles más lentamente que a las proteínas globulares solubles. Pero, la digestibilidad puede ser fácilmente incrementada por la desnaturalización de la proteína - La unión a otros elementos como metales o lípidos limita la digestibilidad - Factores anti nutricionales como los inhibidores de tripsina o quimotripsina - El tamaño y superficie de la partícula donde se encuentran las proteínas: la digestibilidad de las proteínas de los cereales puede ser incrementada, por ejemplo, el molido más fino de la harina En el estómago -------------- - Las **proteínas** llegan **intactas** ya que la secreción salival no contiene enzimas proteolíticas capaces de hidrolizarlas - La entrada de proteínas estimula la secreción de **gastrina**, la cual a su vez estimula la formación de **HCl**, por las células parietales, que genera un **pH ácido** - Esta acidez produce la **desnaturalización** de las proteínas globulares desplegando la cadena polipeptídica y facilitando así la digestión de las mismas por la pepsina. - La **pepsina** es una enzima proteolítica que se sintetiza en forma de zimógeno (pepsinógenos A y B) por las células de la mucosa gástrica y es activada por el aumento de la acidez de estómago. Se trata de una endopeptidasa poco específica que comienza la hidrólisis de las cadenas polipeptídicas. - Hidroliza los enlaces peptídicos en los que intervienen aminoácidos aromáticos, aunque también lo hace donde se encuentran metionina y leucina, dando como resultados péptidos de tamaño variable y algunos aminoácidos libres. Una de las características de la pepsina es su capacidad para digerir el colágeno que es poco afectado por el resto de las enzimas digestivas. La pepsina sólo contribuye con el 10‐20% de la digestión proteica En el intestino delgado ----------------------- - La mayor parte de la digestión proteica tiene lugar en el intestino delgado, fundamentalmente en el duodeno y en el yeyuno - A medida que los contenidos ácidos del estómago pasan al intestino delgado, **se dispara la síntesis de la secretina a la sangre**. Esta estimula al páncreas para secretar bicarbonato en el intestino delgado para neutralizar el pH alrededor de 7.0 - La liberación de los aminoácidos al duodeno **activa la secreción de colecistocinina, hormona que estimula la secreción pancreática**. - El jugo pancreático secretado al intestino delgado aporta los zimógenos que van a participar en la digestión intestinal de las proteínas: tripsinógeno, quimotripsinógeno, procarboxipeptidasas A y B y proelastasa - La enteropeptidasa duodenal convierte el tripsinógeno en tripsina activa y ésta es la encargada de la activación del resto de zimógeno - La finalización del proceso digestivo se produce en **el borde del cepillo** de los enterocitos del ID - La mezcla resultante de aminoácidos libres y péptidos pequeños se transporta a las células de la mucosa por una serie de sistemas de transporte de aminoácidos específicos y para di‐ y tri‐péptidos, cada uno de los transportadores es específico para un número limitado de sustratos peptídicos - En el interior celular se completa la digestión de los péptidos absorbidos (por las peptidasas citosólicas) y los aminoácidos libres son secretados a la sangre portal por otros sistemas de transporte específicos en la célula de la mucosa o se metabolizan dentro de la propia célula **Transporte intestinal de aminoácidos** - El transporte de aminoácidos libres a través de membranas funciona por sistema de transporte activo o pasivo - La mayoría lo hace por transporte activo en contra de gradiente, cotransporte de Na+ **Destino de los aminoácidos en el enterocito** - Consumo energético hablamos de glutamina, aspartato y glutamato que son la principal fuente energética del intestino - Síntesis proteica - Liberación a la sangre portal para su utilización hepática Metabolismo de los aminoácidos en el hígado =========================================== - **La aminoacidemia** es el balance de un flujo de entrada y otro de salida - Los aminoácidos absorbidos pasan al hígado, donde una parte de ellos son asimilados y utilizados, y el resto pasan a la circulación sistémica y son utilizados por los tejidos periféricos - La velocidad de entrada de en el torrente circulatorio y su distribución a los diferentes tejidos está controlada por el hígado - Los aminoácidos ramificados como la valina, leucina e isoleucina no son catabolizados en el hígado ya que carecen de las enzimas terminan en tejidos periféricos - Algunos aá se utilizan en la síntesis de glucosa cuando la dieta carece de hidratos de carbono Metabolismo de los aminoácidos en el músculo ============================================ - La captación muscular de aminoácidos y su utilización en la síntesis de proteínas es estimulada por la INSULINA y los **GLUCOCORTICOIDES tienen efectos opuestos**. - Después de la ingestión: predomina la proteosíntesis - Periodos **interdigestivos**: liberación de aa con fines gluconeogénicos (alanina es el principal). - La **Alanina** se forma en el músculo a partir del piruvato mediante la transferencia del grupo amino por otros aas. con el ciclo glucosa‐alanina; actúa como transportador de amoniaco y piruvato desde el musculo al hígado - El músculo libera glutamina que actúa como reserva de grupos amonio y para la síntesis de glucosa en la corteza renal y posteriormente los grupos aminos se eliminan Destino de los aminoácidos ========================== - Las etapas de la degradación son 3: 1. Separación del grupo amino (con transaminación o desaminación) 2. Síntesis de urea 3. Degradación del cuerpo cetoácido - Destino del **esqueleto carbonado**: - Se utilizan para la síntesis de ácidos grasos y carbohidratos, así que los aá pueden ser: - Glucogénicos generando piruvato del CK - Cetogénicos generando acetil-CoA - En periodos de ayuno se utilizan como fuentes de energía - Degradación del **grupo amino**: - Todos los tejidos tienen capacidad de síntesis y degradación de aminoácidos, pero el hígado es el órgano principal en su metabolismo - Se elimina de los aminoácidos por las reacciones de desaminación y transaminación que resultan en la formación de amoníaco; la desaminación puede ser: - No oxidativa es el caso de la serina y treonina - A través de los nucleótidos de purina (aspartato) - Oxidativa es el caso del glutamato - El glutamato y el aspartato son los destinatarios de nitrógeno por transaminación, es decir, la conversión de un aminoácido a otro - El ciclo de glutamina interviene en el transporte desde la periferia hacia el tracto gastro intestinal y es esencial para la prevención de acumulación de amoníaco en la circulación - El **ciclo de la urea**: - El nitrógeno se elimina fundamentalmente en forma de urea, aunque también se elimina amoníaco, ácido úrico, creatinina, y algunos aminoácidos libres - La síntesis de urea se lleva a cabo en el hígado - Entre las reacciones esenciales en este proceso se encuentra la hidrólisis del aminoácido arginina para producir urea y la ornitina que no forma parte de las proteínas corporales - A veces es necesario otro mecanismo adicional para eliminar todo el amoníaco que pueda llegar al hígado, éste consiste en la formación de glutamina a partir de glutamato. De esta forma, gran parte del amoniaco producido en los tejidos periféricos es transportado en la sangre como la glutamina parte de ésta es metabolizada por los riñones Recambio proteico ================= - Es el proceso por el cual todas las proteínas del cuerpo están continuamente degradadas y resintetizadas - Constituye un camino para la adaptación celular a las modificaciones del medio ambiente. - Muchos de los aminoácidos liberados durante el recambio son reutilizados en la síntesis de nuevas proteínas. - Una media de 250 g se degrada y sintetiza diariamente - Lleva que la concentración proteica total se mantenga estacionaria - **Degradación de proteínas**: - Mecanismo por el que las proteínas son hidrolizadas a sus aminoácidos correspondientes - En la célula existen una amplia variedad de enzimas diferentes capaces hidrolizar los enlaces peptídicos, sin embargo, la mayor parte de la proteólisis celular tiene lugar en dos sistemas multienzimáticos: - Sistema lisosomal Sus enzimas pertenecen a dos tipos generales: endoproteasas y exopeptidasas que en conjunto reducen las proteínas a pequeños péptidos. Una característica de los lisosomas es el bajo valor de pH en su interior, al cual todas estas proteasas son especialmente activas; está altamente regulado por hormonas como la insulina y los glucocorticoides - Sistema proteosómico Se conocen una gran variedad de sustratos relacionados con diversos procesos celulares; es responsable de la degradación de proteínas anormales o - dañadas, junto con las proteínas reguladoras que se sintetizan y se degradan rápidamente - **Síntesis de proteínas**: - Tiene lugar en la mayoría de la célula del cuerpo, cuando no existe ni crecimiento ni pérdida de proteínas. La síntesis está en equilibrio con la degradación proteica - La principal consecuencia a una ingesta inadecuada, ejercicio, crecimiento y estrés es un cambio en este equilibrio Regulación hormonal =================== - **Hormona del crecimiento** aumenta el transporte de aminoácidos a través de la membrana - **Insulina** acelera el transporte de algunos aminoácidos a la célula - **Glucocorticoides** reduce la cantidad de proteína en la mayoría de los tejidos, al tiempo que aumenta la concentración de aminoácidos en el plasma - **Testosterona** aumenta el depósito de proteínas en los tejidos - **Tirosina** aumenta la síntesis de proteínas Evaluación de la calidad de proteínas ===================================== - Se evalúa: - Contenido en aá de la proteína alimentaria - Cambios en las proteínas por los procesos tecnológicos - Digestibilidad puede ser limitada debido a: - Conformación estructural - Factores antinutricionales - Tamaño y superficie de la proteína - Tratamiento térmico - Diferencias biológicas entre individuos - Los métodos tradicionales son: - Valor biológico es la capacidad de aportar todos los aminoácidos esenciales para el crecimiento y el mantenimiento - Valoración química - Utilización de la proteína neta mide el porcentaje de nitrógeno ingerido, que es retenido por el organismo - Coeficiente de eficacia biológica basado en el control del incremento de peso corporal, en relación con los gramos de proteína durante periodos de crecimiento - La nueva metodología es la Puntuación de los aminoácidos de las proteínas corregida según su digestibilidad (PDCAAS) su valor máximo es 1; tiene en cuenta el contenido de aminoácidos esenciales del alimento, la digestibilidad y la capacidad de suministrar aminoácidos en cantidad suficiente para satisfacer las necesidades de los seres humanos