En muchas ocasiones usamos de forma indistinta los términos nutrición y alimentación o nutriente y alimento pero debemos distinguirlos claramente.
La nutrición es el conjunto de procesos (voluntarios e involuntarios) que consisten en adquirir un aporte externo de materia y energía para poder mantener la vida, crecer y recuperar lo que vamos perdiendo al realizar nuestra actividad continua.
En el proceso de nutrición tomamos alimentos complejos ricos en materia orgánica e inorgánica, lo digerimos hasta liberar sus moléculas básicas: los nutrientes (aparatos digestivo y respiratorio), los trasportamos a todas las células del organismo, recogemos los desechos producidos tras su uso, y los llevamos a los órganos excretores (sistema circulatorio) para que sean expulsados al exterior (aparato excretor).
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Los nutrientes son el conjunto de biomoléculas, orgánicas e inorgánicas, que constituyen nuestro organismo.
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La alimentación es el conjunto de actividades voluntarias y conscientes mediante las cuales tomamos los alimentos y los introducimos en el cuerpo.
Los alimentos son compuestos que están formados por sustancias básicas que dan a los seres vivos materia y energía imprescindibles para el buen funcionamiento del cuerpo. Se pueden clasificar atendiendo a distintos criterios: naturaleza, origen, duración, etc. Un alimento está formado por uno o más nutrientes. Por ejemplo, un alimento es la leche y sus nutrientes son vitaminas, sales minerales, proteínas, lípidos, glúcidos; etc. El ser humano puede ingerir alimentos muy variados, ya que nuestra dieta es omnívora.
Mientras que la alimentación es un proceso voluntario y consciente que podemos aprender y mejorar; la mayoría del proceso de la nutrición es involuntario e inconsciente y no se puede aprender.
1. Biomoléculas y nutrientes
La unión de los bioelementos va a formar las moléculas que constituyen la materia viva (biomoléculas o principios inmediatos). Dentro de las biomoléculas podemos distinguir entre biomoléculas inorgánicas (no están formadas por cadenas de carbono, son de pequeño tamaño y aparecen tanto en el medioambiente como en los seres vivos) y biomoléculas orgánicas (formadas por cadenas de carbono, de gran tamaño y aparecen solo en la materia orgánica).
1.1 Biomoléculas inorgánicas
1.1.1 Los gases
Existen muy pocos casos en los que las moléculas aparezcan en estado gaseoso en los seres vivos. Prácticamente solo es posible encontrarlos como tales en algunos órganos de flotación.
El O2 se va a transportar unido a proteínas dada su baja solubilidad en agua, el CO2 se transporta en gran medida disuelto en forma de bicarbonato (por eso su acumulación afecta al pH) y el amoniaco suele ser eliminado disuelto en agua (en los organismos acuáticos) o es necesario incorporarlo a sustancias como la urea y el ácido úrico.
1.1.2 El agua (H2O)
Es el componente mayoritario en los seres vivos. Su proporción, siempre muy elevada varía en función de:
a) Edad; en general los tejidos de los individuos jóvenes tienen una mayor proporción de agua porque presentan una mayor actividad metabólica (que ocurre en el agua) y un mayor crecimiento.
b) Tipo de tejido; los tejidos con una gran actividad metabólica (p. ej. nervioso) tienen una mayor cantidad de agua que los tejidos con muy poca actividad metabólica (p. ej. tejidos de sostén/esqueléticos).
Hemos de recordar que el principal factor que permite la vida fuera del medio acuático es la capacidad de determinados seres vivos de conservar el agua de su medio interno evitando la deshidratación. Dentro de los seres vivos el agua suele localizarse de tres maneras:
Estructura química del agua (H2O)
Sus propiedades derivan de su estructura molecular: los dos átomos de hidrógeno están unidos al oxígeno por enlaces covalentes en un ángulo de 104,5º.
Esto es fundamental pues la gran electronegatividad del oxígeno hace que los electrones compartidos con el hidrógeno se sitúen en su zona creando una molécula que, aunque sea de carga neutra, se comporta de forma polar. Esto provoca un carácter dipolar que permite el establecimiento de puentes de hidrógeno (atracciones electroestáticas +/-). Son atracciones leves y efímeras pero cuando se suman todas ellas conllevan una serie de propiedades que hacen que el agua sea fundamental para la vida.
1.1.3 Las sales minerales
Las sales minerales son biomoléculas o principios inmediatos inorgánicos que aparecen el los seres de dos formas: precipitadas y disueltas.
A) Sales minerales precipitadas
Las sales en estado sólido son insolubles en agua, se encuentran precipitadas (normalmente asociadas a proteínas) y cumplen una función estructural, de protección y sostén como por ejemplo, huesos y caparazones. Las más comunes son el carbonato cálcico (CaCO3), el fosfato cálcico (Ca3(PO4)2) y la sílice o dióxido de silicio (SiO2).
El carbonato cálcico (CaCO3) constituye el esqueleto de corales, forman las conchas de gasterópodos y bivalvos, endurecen huesos y dientes de vertebrados, constituyen los otolitos en el oído interno de vertebrados que permiten mantener el equilibrio, forma parte de protozoos marinos, etc.
El fosfato cálcico (Ca3(PO4)2) forma parte de los esqueletos de vertebrados (huesos y dientes).
B) Sales minerales disueltas
Es la forma en que se encuentran la mayoría de los compuestos minerales de los seres vivos. Al encontrarse en un medio acuoso, están disociadas en iones. Entre ellos debemos citar:
a) Aniones; iones con carga eléctrica negativa como Cl─, CO32-, CO3H─, PO43─, PO4H2─ y NO3─.
b) Cationes; iones con carga eléctrica positiva como Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Fe2+, etc.
Funciones de las sales minerales disueltas
1.2. Biomoléculas orgánicas
1.2.1 Los glúcidos
Los glúcidos, también llamados azúcares (el término gluco viene de glukûs = dulce), aunque no todos son dulces, o sacáridos (del griego sácchar = azúcar), son el grupo de biomoléculas orgánicas más abundante en la naturaleza.
Muchos glúcidos responden a fórmulas empíricas que se pueden escribir como (CH2O)n, por lo que antiguamente se pensó que eran algún tipo de combinación de carbono y agua y se les llamó hidratos de carbono. Hoy sabemos que esta denominación es químicamente engañosa, pero quizás esté demasiado arraigada como para que sea abandonada definitivamente; de todos modos no se recomienda su uso.
Existen dos clases principales de glúcidos:
A) Monosacáridos u osas; son azúcares simples, monómeros no hidrolizables, que consisten en una sola unidad de polihidroxialdehído o polihidroxicetona. Se clasifican a su vez en aldosas y cetosas (según su grupo funcional).
Los más importantes son la ribosa y la desoxirribosa (pentosas que forman los ácidos nucleicos), la glucosa (hexosa) que es la principal molécula energética de los seres vivos y forma la mayoría e los glúcidos más complejos, la galactosa (hexosa) que junto con la glucosa forma la lactosa (azúcar de la leche) y la fructosa que es el azúcar de la fruta y la miel y que junto a la glucosa forma la sacarosa (azúcar de mesa).
B) Ósidos; son azúcares complejos que, cuando sufren hidrólisis, liberan monosacáridos (por lo tanto son polímeros y están formados por un número variable de monosacáridos unidos covalentemente entre sí).
Algunos ósidos se componen exclusivamente de monosacáridos y se denominan holósidos. Si estos están formados por un número de monosacáridos entre 2 y 10 se llaman oligosacáridos y si están formados por más de 10 monosacáridos se llaman polisacáridos (y dentro de estos si todos los monosacáridos son iguales se llaman homopolisacáridos y si son distintos se llaman heteropolisacaridos).
Otros ósidos contienen además de monosacáridos otros componentes de naturaleza no glucídica (aglucón)y se denominan heterósidos. Dependiendo de la naturaleza del aglucón distinguimos los glucolípidos y las glucoproteínas.
A) Monosacáridos; los más importantes son la ribosa y la desoxirribosa (pentosas que forman los ácidos nucleicos), la glucosa (hexosa) que es la principal molécula energética de los seres vivos y forma la mayoría e los glúcidos más complejos, la galactosa (hexosa) que junto con la glucosa forma la lactosa (azúcar de la leche) y la fructosa que es el azúcar de la fruta y la miel y que junto a la glucosa forma la sacarosa (azúcar de mesa).
B) Disacáridos; los disacáridos más importantes son la maltosa (azúcar de la malta) formado por la unión de dos glucosas y que forma por polimerización el almidón y el glucógeno (glúcidos de reserva de las plantas y los animales), la lactosa (azúcar de la leche) formada por la unión de una galactosa y una glucosa) y la sacarosa (azúcar de mesa) formado por la unión de una glucosa y una fructosa que obtenemos del cultivo de la caña de azúcar y la remolacha.
C) Polisacáridos; los polisacáridos más importantes son el almidón (polisacárido de reserva de las plantas), el glucógeno (polisacárido de reserva de los animales) y la celulosa (polisacárido estructural de las plantas que no podemos digerir y nos sirve como fibra alimentaria).
El almidón y el glucógeno están formados por muchos miles de glucosa y por lo tanto son fundamentales en la alimentación para obtener los glúcidos que necesitamos en la dieta.
Funciones generales de los glúcidos
Entre sus funciones destacan:
A) Energética; siendo los disacáridos y sobre todo los monosacáridos una fuente de energía inmediata, la glucosa es la principal fuente energética de las células, aunque también se pueden usar otros monosacáridos.
Los polisacáridos funcionan como reserva energética, recordar que el almidón y glucógeno están formados únicamente por glucosas unidas por enlaces O-glucosídicos fácilmente hidrolizables.
B) Estructural; los polisacáridos celulosa, quitina y mureína tienen función estructural, ya que son el componente principal de las paredes celulares; la celulosa en vegetales, la quitina en los hongos (y en el exoesqueleto de los artrópodos) y la mureína en bacterias.
La ribosa y la desoxirribosa son dos monosacáridos con función estructural a nivel molecular pues forman parte del ARN y del ADN, respectivamente.
C) Portadores de información biológica; finalmente, hay que considerar que la secuencia de monosacáridos de un glúcido complejo y el tipo de enlace que presentan funciona como un mensaje portador de información biológica. Por esto, otra importante función de los glúcidos es la de marcadores o señalizadores, principalmente los oligosacáridos ligados a proteínas y lípidos.
Las glucoproteínas y glucolípidos de la membrana celular, las inmunoglobulinas y los proteoglicanos son algunos ejemplos destacados.
Los glúcidos compuestos participan en casi todos los procesos biológicos, desde la señalización intracelular, al desarrollo de órganos, pasando por el crecimiento de un tumor.
Son importantes en las interacciones entre células, en procesos inmunológicos para defenderse de patógenos, en la formación de biofilms protectores, etc.
1.2.2 Los lípidos
Los lípidos constituyen un grupo de sustancias químicamente muy heterogéneo que no se caracteriza, como otras biomoléculas, por la posesión de un determinado conjunto de grupos funcionales. Aunque químicamente heterogéneos, todos presenten un denominador común estructural: la totalidad, o al menos una parte significativa, de su molécula es de naturaleza hidrocarbonada, y por lo tanto apolar.
Por ello, resulta mucho más conveniente identificarlos sobre la base de sus propiedades físicas: se caracterizan por ser poco o nada solubles en agua y, por el contrario, muy solubles en disolventes orgánicos no polares (éter, cloroformo, benceno) con los que pueden establecer interacciones hidrofóbicas (fuerzas de Van der Waals). Son poco densos y suelen flotar sobre el agua.
Otras de sus características físicas es que son untuosos al tacto y suelen tener un brillo característico (graso).
Según su composición química, los lípidos se clasifican en lípidos simples (C, H, O) y lípidos complejos (C, H, O, N, P). Sin embargo, la clasificación que solemos usar los divide en:
a) Lípidos saponificables; aquellos que contienen ácidos grasos unidos a un alcohol (y que por tanto pueden hidrolizarse).
b) Lípidos insaponificables; aquellos que no contienen ácidos grasos y, por lo tanto, no pueden hidrolizarse. Su monómero teórico es el isopreno.
A) Ácidos grasos; los ácidos grasos son compuestos orgánicos que poseen un grupo funcional carboxilo y una cadena hidrocarbonada larga con un número par de carbonos. La fórmula general es por lo tanto: CH3 – (CH2)n - COOH, siendo n un número par entre 10 y 22 (los más comunes tienen entre 16 y 18 carbonos).
Los ácidos grasos son moléculas anfipáticas: tienen una parte polar (grupo carboxilo) y una gran cadena apolar (cadena hidrocarbonada). Esto va a provocar unos comportamientos especiales en medio acuoso que veremos más adelante.
Los ácidos grasos no suelen encontrarse libres en la naturaleza como tales, sino que forman parte de las macromoléculas de los lípidos. Existen dos tipos principales de ácidos grasos:
a) Ácidos grasos saturados; no poseen dobles enlaces,
b) Ácidos grasos insaturados; poseen uno o más dobles enlaces a lo largo de su cadena hidrocarbonada.
La geometría tetraédrica de los orbitales del carbono determina que las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos adopten una característica disposición en zig-zag. Sin embargo, los ácidos grasos saturados e insaturados difieren significativamente en cuanto a la disposición espacial de sus cadenas hidrocarbonadas.
En los saturados, aunque la libre rotación de los sustituyentes alrededor de los enlaces sencillos proporciona una gran flexibilidad a la cadena, la conformación más estable es aquella en la que dicha cadena se encuentra lo más extendida posible, minimizando así las interacciones repulsivas entre átomos vecinos.
En los insaturados, por otra parte, la tendencia de la cadena hidrocarbonada a adoptar la conformación más extendida se ve limitada por la rigidez de los dobles enlaces, que impide que los distintos sustituyentes de los carbonos implicados en ellos puedan rotar a su alrededor. Esto determina la aparición de cambios de orientación en la dirección de la cadena hidrocarbonada de los ácidos grasos insaturados, no pudiendo adoptar ésta una conformación totalmente extendida. En concreto, en los ácidos grasos cis-monoinsaturados, que son los más abundantes, la cadena presenta dos tramos rectilíneos, separados por un doble enlace, que forman entre sí un ángulo de unos 120º.
Los ácidos grasos cis-poliinsaturados presentan estructuras complejas con varios tramos rectilíneos separados por dobles enlaces.
Los dobles enlaces trans (muy raros en la naturaleza) apenas determinan una ligera sinuosidad en la cadena sin que ello suponga un cambio significativo en la orientación de la misma: los ácidos grasos trans-insaturados presentan conformaciones espaciales muy similares a las de los saturados. Estas diferencias en cuanto a la conformación espacial de los distintos tipos de ácidos grasos influyen considerablemente en sus propiedades físicas y tienen notables implicaciones biológicas.
Algunos ácidos grasos poliinsaturados son esenciales, es decir, nuestro cuerpo no puede sintetizarlos, dado que la maquinaria celular es incapaz de colocar dobles enlaces en dichas posiciones, por lo que debemos ingerirlos en la dieta. Los ácidos grasos esenciales más conocidos son el linoleico (omega-6) y α-linolénico (omega-3), de origen vegetal; y el araquidónico (omega-6), de origen animal, que se encuentra en la carne y huevos. Estos ácidos grasos son importantes para la síntesis de prostaglandinas, que veremos más adelante. La denominación en omega empieza por el final, pues omega (Ω) es la última letra del alfabeto griego. Por ej., un ácido omega-6 es el que presenta el primer doble enlace en el carbono 6 empezando a contar por el final de la cadena hidrocarbonada.
Propiedades físicas de los ácidos grasos
Las propiedades físicas de los ácidos grasos vienen determinadas en gran medida por la longitud y grado de insaturación de su cadena hidrocarbonada. Entre estas propiedades cabe destacar, por su importancia biológica, dos de ellas:
a) Punto de fusión; el punto de fusión de los ácidos grasos aumenta gradualmente con la longitud de su cadena hidrocarbonada. Cuando los ácidos grasos se solidifican sus moléculas se empaquetan formando un retículo regular en el que cada una de ellas se encuentra unida a sus vecinas mediante interacciones de Van der Waals entre las respectivas cadenas hidrocarbonadas. Cuanto más largas sean dichas cadenas mayor será el número de interacciones que se podrán establecer entre ellas y, por lo tanto, más cantidad de energía térmica habrá que emplear paran romperlas y pasar así del estado sólido al estado líquido, es decir, mayor será el punto de fusión.
Los ácidos grasos saturados tienen puntos de fusión significativamente mayores que los insaturados de igual número de átomos de carbono. Esto se debe a que la conformación extendida de los ácidos grasos saturados permite que sus moléculas se empaqueten muy estrechamente estableciéndose interacciones de Van der Waals todo a lo largo de sus cadenas hidrocarbonadas; por el contrario, los cambios de orientación existentes en las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos cis-insaturados impiden que sus moléculas se empaqueten tan estrechamente dificultando la formación de interacciones de Van der Waals.
Así, al existir entre las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos saturados un mayor número de interacciones de Van der Waals, la energía térmica necesaria para romper estas interacciones es mayor, lo que se traduce en un mayor punto de fusión de los ácidos grasos saturados (y trans-insaturados).
El punto de fusión de los ácidos grasos determina el de los lípidos que los contienen. Es muy importante que determinadas estructuras lipídicas, como las membranas celulares, permanezcan fluidas, y por ello los distintos tipos de organismos deben regular la composición en ácidos grasos de sus lípidos constituyentes. Así, en los vegetales y los animales poiquilotermos, que no mantienen una temperatura corporal constante, abundan los ácidos grasos insaturados, que tienen un punto de fusión bajo, mientras que los animales homeotermos, que mantienen una temperatura corporal constante y elevada, pueden recurrir en mayor medida a los ácidos grasos saturados sin correr el riesgo de que sus membranas "cristalicen" cuando la temperatura exterior es muy baja.
b) Comportamiento en disolución; los ácidos grasos son sustancias anfipáticas: el grupo carboxilo, que a pH=7 se encuentra ionizado, es netamente polar, mientras que la cadena hidrocarbonada es totalmente no polar. Por lo tanto, en medio acuoso los ácidos grasos tenderán a formar monocapas, bicapas, micelas y otras estructuras afines.
B) LÍPIDOS SAPONIFICABLES
Grasas o triacilglicéridos
Los acilglicéridos son ésteres de la glicerina, un polialcohol de tres átomos de carbono, con los ácidos grasos. La glicerina (o glicerol) puede considerarse como un azúcar-alcohol que deriva biológicamente de la dihidroxiacetona (una cetotriosa); sus tres grupos hidroxilo pueden reaccionar con uno, con dos o con tres ácidos grasos para dar lugar respectivamente a los monoacilglicéridos, diacilglicéridos y triacilglicéridos.
Cuando la glicerina reacciona con tres ácidos grasos para dar lugar a un triacilglicérido se liberan tres moléculas de agua.
Esta reacción de esterificación es reversible en determinadas condiciones, es decir, los triacilglicéridos pueden sufrir hidrólisis cuando reaccionan con el agua para rendir de nuevo la glicerina y los ácidos grasos libres, tal y como sucede durante la digestión de las grasas en el intestino delgado por acción de la lipasa pancreática.
Por otra parte, los triacilglicéridos pueden sufrir una saponificación cuando reaccionan con álcalis (bases) como el hidróxido sódico (NaOH) para dar lugar a la glicerina libre y a las correspondientes sales sódicas de los ácidos grasos que se conocen con el nombre de jabones. Esta reacción no es exclusiva de los triacilglicéridos, sino que la sufren en general todos los lípidos que contienen ácidos grasos unidos, mediante enlace éster o similar, a otro componente; por ello, el carácter saponificable o no de los distintos tipos de lípidos se utiliza como criterio para clasificarlos. La reacción de saponificación se utiliza industrialmente en la fabricación de jabones.
Las moléculas de jabón son sustancias anfipáticas cuya cabeza polar (representada con un círculo) se une a otras sustancias polares como el agua y cuya cola apolar (representada con una línea irregular) atrae sustancias apolares como las grasas. De esta manera, el jabón lava porque las sustancias apolares son rodeadas por la parte apolar del jabón, y el agua, al arrastrar el jabón (se une a la parte polar del jabón), se lleva la suciedad.
Los triacilglicéridos pueden ser simples, si contienen un sólo tipo de ácido graso, o mixtos, si contienen más de un tipo. Los triacilglicéridos naturales suelen ser mezclas complejas de triacilglicéridos simples y mixtos. Por otra parte, los triacilglicéridos ricos en ácidos grasos saturados se encuentran en estado sólido a temperatura ambiente y se denominan sebos o tocinos, mientras que los ricos en ácidos grasos insaturados permanecen líquidos a temperatura ambiente y se denominan aceites.
La polaridad típica de los grupos hidroxilo de la glicerina y carboxilo de los ácidos grasos desaparece por completo cuando éstos reaccionan para formar un enlace éster. Por ello, aunque la glicerina es una sustancia polar y los ácidos grasos son sustancias anfipáticas, los triacilglicéridos son totalmente apolares y por lo tanto insolubles en agua. Esta insolubilidad se pone claramente de manifiesto en las mezclas agua-aceite, que presentan dos fases completamente separadas.
Funciones de las grasas o triacilglicéridos
La principal función de los triacilglicéridos en las células vivas es de reserva energética, constituyen depósitos de combustible metabólico rico en energía al que la célula puede recurrir en períodos en los que escasean los nutrientes procedentes de su entorno. Se almacenan en forma de gotículas microscópicas que forman un fase separada del citosol acuoso circundante.
Como sustancias de reserva los triacilglicéridos presentan dos ventajas significativas con respecto a los polisacáridos como el almidón o el glucógeno, que comparten con ellos esta función. En primer lugar, por ser sustancias altamente reducidas (o hidrogenadas), su oxidación libera más del doble de energía que una cantidad equivalente de glúcidos (9 Kcal/g frente a 4 Kcal/g), que presentan un grado de oxidación mayor y por lo tanto no son tan ricos en energía. En segundo lugar, por ser sustancias hidrofóbicas, pueden almacenarse en forma anhidra, sin que el organismo tenga que soportar el peso adicional del agua de hidratación de los polisacáridos, mucho más hidrofílicos.
Por esta razón, los animales, que dependen en gran medida de la locomoción para desarrollar sus funciones vitales, recurren preferentemente a los lípidos como material de reserva, ya que la misma cantidad de energía en forma de polisacáridos hidratados dificultaría sus movimientos debido al exceso de peso; los vegetales, por ser estáticos, no tienen este problema, por lo que pueden recurrir en mayor medida a los polisacáridos para almacenar su combustible metabólico.
En algunos animales los triacilglicéridos no actúan sólo como sustancias de reserva energética, sino que, por encontrarse almacenados preferentemente en el panículo adiposo existente bajo la piel, desempeñan también la función de aislante térmico para proteger al organismo de las bajas temperaturas. También es reseñable su función de amortiguadores mecánicos en zonas como las articulaciones o alrededor de los órganos vitales.
Ceras
Los ceras son ésteres de los ácidos grasos con alcoholes monohidroxílicos de cadena larga (16 a 30 átomos de carbono), que también se denominan alcoholes grasos. El éster formado por el ácido palmítico (16C) y el triacontanol (alcohol graso de 30C) es el componente principal de la cera que fabrican las abejas.
Al igual que los triacilglicéridos, los céridos son sustancias netamente hidrofóbicas (tienen dos cadenas hidrocarbonadas muy largas y apolares) y por lo tanto insolubles en agua. Esta insolubilidad en agua junto con su elevada consistencia constituyen la base físico-química de su principal función biológica que consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes. Así, ciertas glándulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y la piel manteniéndolos flexibles, lubricados e impermeables; los pájaros, especialmente las aves acuáticas, secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua; en muchas plantas, sobre todo las que viven en ambientes secos, las hojas y los frutos están protegidas contra la excesiva evaporación de agua por películas céreas que les dan además un aspecto brillante característico.
Las ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmacéutica y cosmética.
Fosfolípidos o fosfoglicéridos
Los fosfoglicéridos, son un grupo de lípidos con un denominador estructural común que es la molécula de ácido fosfatídico. El ácido fosfatídico está formado por una molécula de glicerina, dos ácidos grasos y una molécula de ácido fosfórico.
Los grupos hidroxilo de los átomos de carbono 1 y 2 de la glicerina están unidos mediante enlace éster a los dos ácidos grasos (normalmente el esteárico, saturado, con el C1 y el oleico, insaturado, con el C2), el hidroxilo del carbono 3 está unido, también mediante enlace éster, al ácido fosfórico. El ácido fosfatídico apenas se encuentra como tal en la naturaleza, sino unido a través de su molécula de ácido fosfórico a diferentes compuestos de naturaleza polar, dando así lugar a los diferentes fosfoglicéridos. La unión entre el ácido fosfatídico y el compuesto polar también es de tipo éster.
Los fosfoglicéridos presentan una cierta similitud con los triacilglicéridos: se podría concebir un fosfoglicérido como un triacilglicérido en el que uno de los ácidos grasos ha sido sustituido por una molécula de ácido fosfórico y un compuesto polar unido a él. Los compuestos polares que forman parte de los fosfoglicéridos son de naturaleza variada; entre ellos cabe citar algunas bases nitrogenadas como la colina y la etanolamina, algún aminoácido como la serina, o el azúcar-alcohol cíclico inositol. Todos ellos tienen en común su carácter acusadamente polar.
Los fosfoglicéridos son sustancias anfipáticas: tienen en su molécula una parte no polar, representada por las cadenas hidrocarbonadas de los dos ácidos grasos y el esqueleto de la glicerina, y una parte polar formada por el ácido fosfórico y el compuesto polar. Como hemos visto en la ilustración superior, es habitual representar a los fosfoglicéridos mediante una "cabeza" polar y dos "colas" no polares.
El carácter anfipático de los fosfoglicéridos constituye la base físico-química de su principal función biológica, que es la de ser componentes esenciales de las membranas celulares. Otras sustancias anfipáticas más simples, como los ácidos grasos, son de forma aproximadamente cónica, por lo que tienden a formar micelas en medio acuoso; sin embargo, los fosfoglicéridos, por tener dos "colas" hidrocarbonadas, son de forma aproximadamente cilíndrica, y por ello tienden a formar en medio acuoso estructuras más complejas como las bicapas, las cuales a su vez pueden doblarse sobre sí mismas dando lugar a estructuras cerradas, con un compartimiento acuoso interior, que se denominan liposomas.
La estructura de las membranas celulares está basada en una bicapa formada por lípidos con carácter anfipático. Es probable que las primeras células que existieron en el océano primitivo se parecieran mucho a los liposomas, estando aisladas de su entorno por una simple bicapa lipídica que posteriormente evolucionó dando lugar a las actuales membranas.
B) LÍPIDOS INSAPONIFICABLES
Terpenos
Los terpenos o isoprenoides son un grupo de lípidos que no contienen ácidos grasos y son por lo tanto no saponificables. Químicamente están formados por la polimerización de un hidrocarburo de 5 átomos de carbono llamado isopreno.
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un número variable de unidades de isopreno polimerizadas. Generalmente la "cabeza" de cada unidad de isopreno está unida con la "cola" de la siguiente. Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofóbicas y por lo tanto insolubles en agua.
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal. Gracias a que presentan un sistema de dobles enlaces conjugados tienen la propiedad de absorber luz de diferentes longitudes de onda, por lo que pueden actuar:
a) Como pigmentos; algunos terpenos como los carotenos y xantofilas son los responsables de la coloración característica de muchos frutos y participan en la fotosíntesis absorbiendo determinadas longitudes de onda de la luz.
e) La vitamina A, que deriva biológicamente de los carotenos, también es un terpeno y tiene un papel decisivo en la visión.
Otra posibilidad, al tener dobles enlaces conjugados, es participar en las cadenas de transporte de electrones y de energía, en este apartado se incluyen las vitaminas E y K, la E es un potente antioxidante y la K interviene en la coagulación sanguínea.
Esteroides
Los esteroides son un grupo de lípidos de estructura compleja que no contienen ácidos grasos y por lo tanto son no saponificables. Están relacionados estructuralmente con el hidrocarburo tetracíclico denominado ciclopentanoperhidrofenantreno. Biológicamente están relacionados con los terpenos, de los cuales derivan. Los diferentes esteroides se diferencian en la naturaleza y posición de diversos grupos funcionales, dobles enlaces y cadenas alifáticas lineales o ramificadas añadidas al anillo del ciclopentanoperhidrofenantreno.
Entre los esteroides se encuentran los esteroles, que poseen un grupo hidroxilo en el carbono 3 y un doble enlace C5=C6; son los más abundantes e incluyen muchas moléculas de interés biológico entre las que destaca el colesterol.
El colesterol desempeña importantes funciones biológicas en las células animales. En primer lugar, gracias a su moderado carácter anfipático, es un componente esencial de las membranas celulares, a las que proporciona fluidez intercalándose entre los demás lípidos de membrana para impedir que se agreguen demasiado y "solidifiquen" (sobre todo a bajas temperaturas). Por otra parte al situarse entre los fosfolípidos reduce su movilidad e impide que se separen con que disminuye la fluidez de la membrana. Por lo tanto es una molécula esencial para mantener la estabilidad de las membranas.
Se transporte por la sangre unido a lipoproteínas y puede depositarse en los vasos generando placas de ateroma. Durante muchos años se ha recomendado limitar su ingesta pero es sintetizado en el hígado y sus niveles dependen más de factores genéticos que de la dieta.
El colesterol es el principal esterol de los tejidos animales. En otros organismos existen esteroles semejantes, como el estigmasterol en las plantas y el ergosterol en los hongos. Con pocas excepciones las bacterias carecen de esteroles.
Los esteroles actúa como precursor de un amplio grupo de sustancias con actividades biológicas importantes entre las que cabe citar:
a) Hormonas sexuales como la testosterona (hormona sexual masculina), el estradiol (hormona sexual femenina), y la progesterona (hormona progestágena).
b) Hormonas adrenocorticales como la aldosterona y el cortisol, que regulan diferentes aspectos del metabolismo.
c) Ácidos biliares, principales componentes de la bilis, cuya función es emulsionar las grasas en el intestino delgado para facilitar la acción de las lipasas.
d) Vitamina D, que regula el metabolismo del fósforo y del calcio.
Son un grupo de lípidos que derivan de la ciclación de un ácido graso poliinsaturado de 20 átomos de carbono, el ácido araquidónico.
a) Algunas prostaglandinas estimulan la contracción del músculo liso del útero durante el parto o la menstruación.
b) Otras afectan al flujo sanguíneo
c) Al ciclo sueño-vigilia
d) Otras son las responsables de la fiebre y el dolor asociados a los procesos inflamatorios.
El conocido fármaco ácido acetilsalicílico (aspirina) actúa inhibiendo la síntesis de prostaglandinas, de ahí su acción analgésica y antipirética.
FUNCIONES GENERALES DE LOS LÍPIDOS
Los lípidos en los seres vivos desempeñan tres tipos de funciones:
a) Función energética; Aunque debido a su insolubilidad en agua, con la consiguiente dificultad para ser transportados en medio acuoso, los lípidos no pueden ser utilizados como combustible metabólico para un uso inmediato, constituyen (sobre todo los triacilglicéridos) un excelente almacén de combustible metabólico a largo plazo.
Esto es debido a que se conservan deshidratados (mucho menos peso) y aportan más energía que el resto de biomoléculas (9 kcal/g frente a 4 kcal/g).
b) Funciones estructurales; algunos tipos de lípidos (fosfoglicéridos, esfingolípidos y colesterol) son componentes esenciales de las membranas celulares. Otros como las ceras desempeñan funciones de protección y revestimiento de determinadas superficies, o de aislamiento térmico del organismo, como los triacilglicéridos almacenados en el tejido adiposo.
c) Funciones dinámicas; los lípidos más abundantes desempeñan en las células papeles relativamente "pasivos" como servir de combustible o formar parte de las membranas. Sin embargo, otros lípidos más escasos realizan importantes funciones de control y regulación del metabolismo celular. Así, algunas vitaminas y coenzimas son de naturaleza lipídica, como lo son también algunas hormonas, pigmentos fotosintéticos y otras biomoléculas de especial relevancia para la vida de las células.
1.2.3 Las proteínas
El término proteína deriva del griego "proteos" (lo primero, lo principal) y habla de su gran importancia para los seres vivos. La importancia de las proteínas es, en un primer análisis, cuantitativa: constituyen el 50% del peso seco de la célula (15% del peso total) por lo que representan la categoría de biomoléculas más abundante después del agua.
Sin embargo su gran importancia biológica reside, más que en su abundancia en la materia viva, en el elevado número de funciones biológicas que desempeñan, en su gran versatilidad funcional y sobre todo en la particular relación que las une con los ácidos nucleicos, ya que constituyen el vehículo habitual de expresión de la información genética contenida en éstos últimos.
Las proteínas son biomoléculas de elevado peso molecular (macromoléculas) y presentan una estructura química compleja. Sin embargo, cuando se someten a hidrólisis ácida, se descomponen en una serie de compuestos orgánicos sencillos de bajo peso molecular: los α-aminoácidos. Son macromoléculas, es decir, son polímeros complejos formados por la unión de unos pocos monómeros o sillares estructurales de bajo peso molecular. Existen 20 α-aminoácidos diferentes que forman parte de las proteínas (aminoácidos proteogénicos).
1.2.3.1. AMINOÁCIDOS
Los aminoácidos son compuestos orgánicos que poseen un grupo carboxilo y un grupo amino. Los aminoácidos son compuestos sólidos, cristalinos, que presentan un punto de fusión y una solubilidad en agua muy superior a lo que cabría esperar dado su peso molecular.
Existen 20 aminoácidos diferentes que forman parte de las proteínas. Todos ellos tienen una parte de su molécula en común (formada por el átomo de carbono α unido a los grupos amino y carboxilo) y difieren entre sí en la naturaleza de la cadena lateral (habitualmente llamada grupo R): aminoácidos apolares, polares sin carga, polares con carga - y polares con carga +.
Los aminoácidos esenciales son los que nuestro cuerpo no puede sintetizar y por lo tanto, hay que ingerirlos en la dieta. Cuando un alimento contiene proteínas con todos los aminoácidos esenciales, se dice que son proteínas (o alimentos) de alta o de buena calidad (proteína animal). La lista incluye hasta 10 aminoácidos: fenilalanina (Phe), isoleucina (Ile), leucina (Leu), lisina (Lys), metionina (Met), treonina (Thr), triptófano (Trp), valina (Val), histidina (His) y arginina (Arg) condicionalmente, pues puede ser esencial en los niños muy pequeños ya que sus requerimientos son mayores que su capacidad para sintetizar este aminoácido.
Comportamiento ácido-base de los aminoácidos
Los aminoácidos pueden comportarse como ácidos o como bases según el pH del medio; se dice que son sustancias anfóteras. En disoluciones acuosas neutras, los aminoácidos se encuentran ionizados, son iones dipolares o híbrido (se llama también zwitterión) pues el grupo carboxilo pierde un protón y se carga negativamente y el grupo amino gana un protón y se carga positivamente.
Si el medio acidifica, aumentará la concentración de protones y disminuye el pH. El aminoácido es una sustancia tampón que actuará amortiguando el cambio de pH. Por tanto, el grupo COO- capta un protón y pierde su carga negativa. El aminoácido queda cargado positivamente y se comporta como una base.
Por el contrario, si el medio se hace básico disminuirá la concentración de protones y aumenta el pH. En el aminoácido entonces el grupo NH3+ libera un protón y pierde su carga positiva, por tanto, el aminoácido queda cargado negativamente y actuará como ácido.
Existe un valor de pH llamado punto isoeléctrico (pI) para el cual el aminoácido está compensado eléctricamente (carga neta = 0). Este valor es una propiedad distintiva de cada aminoácido y nos sirve para aislarlos e identificarlos cuando hacemos una electroforesis.
Por otra parte, como ya hemos visto antes, algunos aminoácidos presentan cadenas laterales (R) con grupos funcionales que son potenciales dadores o aceptores de protones, y que por lo tanto también influyen de manera determinante en sus propiedades ácido-base.
El comportamiento ácido-base de los aminoácidos reviste una gran importancia biológica, ya que influye a su vez en las propiedades de las proteínas de las que forman parte.
1.2.3.2. Oligopéptidos de interés biológico
Los oligopéptidos pueden ser definidos como pequeñas proteínas, y resultan de la unión de 2 a 10 aminoácidos. Entre los ej., más destacados se encuentran varias hormonas como la insulina, el glucagón, la oxitocina, la vasopresina y la β-endorfina. Los venenos extremadamente tóxicos producidos por algunas setas como Amanita phaloides también son péptidos, al igual que muchos antibióticos.
La insulina es una hormona de 51 aminoácidos, producida y secretada por las células β de los islotes de Langerhans del páncreas, interviene en el aprovechamiento metabólico de los nutrientes, sobre todo con el anabolismo de los glúcidos.
El glucagón, de 29 aminoácidos, actúa en el metabolismo del glucógeno liberando glucosas. Es sintetizado por las células α de los islotes de Langerhans del páncreas. Tienen un mecanismo de actuación antagónico a la insulina, cuando el nivel de glucosa disminuye es liberado a la sangre.
La oxitocina (del griego ὀξύς oxys "rápido" y τόκος tokos "nacimiento") y la vasopresina son hormonas del hipotálamo liberadas a la circulación a través de la neurohipófisis. Ambas actúan sobre la musculatura lisa, la primera provoca la contracción del útero en el parto y la segunda disminuye la luz de los vasos sanguíneos.
Las endorfinas son péptidos opioides endógenos que funcionan como neurotransmisores. Son producidas por la glándula pituitaria y el hipotálamo en vertebrados durante el ejercicio físico (también por excitación, el dolor, el consumo de alimentos picantes o de chocolate, el enamoramiento y el orgasmo) y son similares a los opiáceos en su efecto analgésico y en la sensación de bienestar que producen.
1.2.3.3. Conformación tridimensional de las proteínas
A la secuencia de aminoácidos única de cada proteína hay que añadir que, en las células vivas, las cadenas polipeptídicas de las proteínas no se encuentran extendidas ni plegadas al azar adoptando estructuras caprichosas o variables, sino que cada una de ellas se encuentra plegada de un modo característico, que es igual para todas las moléculas de una misma proteína, y que recibe el nombre de estructura o conformación tridimensional nativa de la proteína.
La conformación tridimensional de una proteína es un hecho biológico de una gran complejidad: existen distintos niveles de plegamiento que se superponen unos a otros. Debido a ello, para sistematizar el conocimiento acerca de este fenómeno, se establecen una serie de niveles dentro de la estructura de la proteína que se conocen como estructuras primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.
1.2.3.4. Desnaturalización de las proteínas
Se entiende por desnaturalización de una proteína la pérdida de la conformación tridimensional nativa de la misma, pérdida que suele ir acompañada de un descenso en la solubilidad y el precipitado de la proteína (las cadenas polipeptídicas de la proteína desnaturalizada se agregan unas a otras y forman un precipitado que se separa de la disolución).
Durante el proceso de desnaturalización se rompen las interacciones débiles que mantienen estable la conformación pero se mantienen los enlaces covalentes del esqueleto polipeptídico, es decir, se pierden las estructuras secundaria, terciaria y, en su caso, cuaternaria, pero permanece intacta la estructura primaria.
La desnaturalización puede ser provocada por diferentes causas o agentes desnaturalizantes de tipo físico o químico. Destacaremos dos de ellos (aunque puede ocurrir por otros motivos como alta salinidad, agitación molecular o alteraciones en la concentración):
a) Aumento de temperatura; los aumentos de temperatura provocan una mayor agitación molecular que hace que las interacciones débiles que mantienen estable la conformación de la proteína terminen por ceder con la consiguiente desnaturalización.
b) Alteración del pH; estas alteraciones causan variación en el grado de ionización de distintos grupos funcionales (carboxilo, amino, hidroxilo, etc.) implicados en interacciones débiles que estabilizan la conformación. Estas variaciones provocan la rotura de dichas interacciones (sobre todo enlaces iónicos y también puentes de hidrógeno) y por lo tanto la desnaturalización (debido a ello son tan importantes los tampones que mantienen estable el pH de los fluidos biológicos).
Si la desnaturalización ha sido lenta y progresiva es posible que la proteína vuelva a recuperar su estructura secundaria, terciaria y cuaternaria y, con ello, su función. A esto se le llama renaturalización.
1.2.3.6. Clasificación de las proteínas
Las proteínas se clasifican en dos clases principales atendiendo a su composición:
a) Las proteínas simples u holoproteínas son las que están compuestas exclusivamente por aminoácidos.
b) Las proteínas conjugadas o heteroproteínas son las que están compuestas por aminoácidos y otra sustancia de naturaleza no proteica que recibe el nombre de grupo prostético. Las proteínas conjugadas pueden a su vez clasificarse en función de la naturaleza de su grupo prostético. Así, se habla de glucoproteínas, lipoproteínas cuando es un lípido, metaloproteínas, fosfoproteínas, etc.
Otro criterio de clasificación de las proteínas es la forma tridimensional de su molécula:
a) Las proteínas fibrosas son de forma alargada, generalmente son insolubles en agua y suelen tener una función estructural
b) Las proteínas globulares forman arrollamientos compactos de forma globular y suelen tener funciones de naturaleza dinámica (catalíticas, de transporte, etc).
Desde un punto de vista funcional se distinguen:
a) Proteínas monoméricas: constan de una sola cadena polipeptídica, como la mioglobina.
b) Proteínas oligoméricas: constan de varias cadenas polipeptídicas. Las distintas cadenas polipeptídicas que componen una proteína oligomérica se llaman subunidades, y pueden ser iguales o distintas entre sí.
Como ya dijimos antes, dentro de las holoproteínas podemos distinguir entre:
1) PROTEÍNAS FIBROSAS (alargadas e insolubles en agua). Destacamos:
a) El colágeno es la proteína más abundante en vertebrados, llegando a un 25-35% del total de proteínas en mamíferos. Es una proteína extracelular que está organizada en fibras insolubles, con estructura de triple hélice. Ello es adecuado para la función del colágeno como componente que soporta la tensión en los tejidos conectivos o conjuntivos, tales como los huesos, los dientes, los cartílagos, los tendones, los ligamentos y las matrices fibrosas de la piel y de los vasos sanguíneos.
b) La elastina como su nombre indica es una proteína dotada de gran elasticidad, que le permite recuperar su forma tras la aplicación de una fuerza. Se encuentra en órganos sometidos a deformaciones reversibles como los pulmones, vasos sanguíneos y la dermis de la piel.
c) La queratina es una proteína que presenta un mayor porcentaje de cisteínas que otras proteínas, con lo que se pueden establecer puentes disulfuros lo que da mayor rigidez. Aparece formando parte del cabello, la lana, la piel, uñas...
d) La fibroína es la proteína que forma la seda de los insectos, arañas, etc., es tremendamente elástica y muy resistente.
e) La miosina es la proteína más abundante del músculo esquelético; es una proteína fibrosa, cuyos filamentos al unirse a la actina, permiten la contracción de los músculos. También interviene en la división celular y en el transporte de vesículas en la célula.
f) La fibrina: interviene en la coagulación sanguínea al unirse con las células sanguíneas formando una red o entramado insoluble. Esta proteína se obtiene a partir del fibrinógeno, una proteína sanguínea globular por la acción de una enzima llamada trombina se transforma en fibrina, que tiene efectos coagulantes.
2) PROTEÍNAS GLOBULARES (esféricas, solubles en agua). Destacamos
a) Las globulinas son las proteínas globulares de mayor tamaño de forma esférica. Hay muchos ejemplos importantes de globulinas (ver en heteroproteínas), como las α y β-globulinas de la hemoglobina, con función transportadora y las γ-globulinas o inmunoglobulinas que forman los anticuerpos, de función defensiva. Destacan como componentes importantes del plasma sanguíneo.
b) Las albúminas tienen funciones de reserva de aminoácidos como la lactoalbúmina de la leche, la ovoalbúmina del huevo. También pueden ser transportadoras, como la seroalbúmina de la sangre, que ayuda a controlar la presión osmótica. Bajas concentraciones de seroalbumina indican malnutrición, inflamación, y enfermedades graves de hígado o riñón.
c) Las histonas son proteínas que se asocian con el ADN formando la cromatina y los cromosomas, tienen un importante papel en la regulación genética.
d) La actina junto con la miosina es responsable de la contracción muscular. Los microfilamentos de actina forman parte del citoesqueleto de las células eucariotas.
La mayor parte de las proteínas cuando son funcionales no son homoproteínas sino heteroproteínas. Se clasifican según su grupo prostético o parte no proteica en:
a) Las glucoproteínas, llevan un glúcido como grupo prostético, como ej., destacan las glucoproteínas de la membrana con función de reconocimiento, el fibrinógeno, las γ globulinas o inmunoglobulinas y las mucoproteínas o proteoglucanos.
b) Las lipoproteínas llevan un lípido como grupo prostético, los más conocidos son las lipoproteínas transportadoras de la sangre como HDL y LDL (vistas el tema anterior).
c) Las nucleoproteínas son complejos entre ácidos nucleicos y proteínas básicas como la unión histonas - ADN que veremos en el tema 6.
d) Las fosfoproteínas cuyo grupo prostético es un grupo fosfato, se caracterizan por ser proteínas de alta calidad, por ejemplo, la caseína de la leche o la vitelina de la yema de huevo.
e) Las cromoproteínas llevan en su grupo prostético un pigmento. Se clasifican en dos grupos según posean o no en su estructura la porfirina. La porfirina es un anillo tetrapirrólico, es decir con cuatro grupos pirrol formando una estructura cerrada, en cuyo centro hay un catión metálico (letra M). Si el catión es el ion ferroso (Fe+2), la porfirina se llama grupo hemo.
Entre las cromoproteínas porfirínicas destacan la hemoglobina que trasporta oxígeno en la sangre, la mioglobina que transporta oxígeno en el músculo, los citocromos y el anillo de la clorofila que lleva Mg2+ en vez de Fe2+.
Hay otras cromoproteínas de naturaleza no porfirínica, por ejemplo, la hemocianina que es un pigmento azulado que lleva cobre y transporta oxígeno en algunos invertebrados; y la rodopsina presente en las células de la retina, esta proteína es imprescindible para realizar el proceso visual ya que es una molécula que capta luz.
1.2.3.7. Funciones de las proteínas. Relación entre estructura y función.
Las proteínas son las macromoléculas más versátiles de cuantas existen en la materia viva: desempeñan un elevado número de funciones biológicas diferentes. Cada proteína está especializada en llevar a cabo una determinada función.
La función de una proteína depende de la interacción de la misma con una molécula a la que llamamos ligando (en el caso particular de los enzimas el ligando recibe el nombre de sustrato). El ligando es específico de cada proteína. A su vez, la interacción entre proteína y ligando reside en un principio de complementariedad estructural: el ligando debe encajar en un hueco existente en la superficie de la proteína (el centro activo) tal y como lo haría una llave en una cerradura. Sólo aquel o aquellos ligandos capaces de acoplarse en el centro activo de la proteína serán susceptibles de interactuar con ella.
Hay que tener en cuenta que este acoplamiento no es meramente espacial, sino que la proteína "ve" en su ligando, además de la forma, la distribución de cargas eléctricas, sus distintos grupos funcionales, y, en general, las posibilidades de establecer interacciones débiles con él a través de los grupos R de los aminoácidos que rodean el centro activo (el ligando "atraca" en el centro activo como lo haría un barco en un muelle, se establecen entre ambos "amarras" en forma de interacciones débiles que hacen más estable la asociación).
De lo anteriormente expuesto es fácil deducir que para que una proteína desempeñe su función biológica debe permanecer intacta su conformación tridimensional nativa (ESPECIFICIDAD). Si se pierde dicha conformación, y por lo tanto se altera la estructura del centro activo, ya no habrá acoplamiento entre proteína y ligando (no se "reconocerán") y la interacción entre ambos, de la que depende la función, ya no tendrá lugar. Como corolario de este razonamiento podemos afirmar que la función biológica de una proteína depende de su conformación tridimensional.
Las principales funciones de las proteínas son:
a) Enzimas; la gran mayoría de las reacciones metabólicas tienen lugar gracias a la presencia de un catalizador de naturaleza proteica específico para cada reacción. Estos biocatalizadores reciben el nombre de enzimas. Los catalizadores disminuyen la energía de activación de una reacción química acelerándolas (hasta millones de veces) y posibilitando que se produzcan a temperaturas bajas.
Las enzimas no sufren ninguna alteración en las reacciones químicas. Las moléculas sobre las que actúan se denominan sustratos y las moléculas resultantes de la reacción productos. Las enzimas son muy específicas y solo pueden catalizar una reacción determinada pues solo pueden actuar sobre un sustrato determinado.
b) Hormonas; son sustancias producidas por una célula y que una vez secretadas ejercen su acción sobre otras células dotadas de un receptor adecuado. Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la hormona del crecimiento, o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).
c) Reconocimiento celular; la superficie celular alberga un gran número de proteínas encargadas del reconocimiento de señales químicas de muy diverso tipo. Existen receptores hormonales, de neurotransmisores, de anticuerpos, de virus, de bacterias, etc. En muchos casos, los ligandos que reconoce el receptor (hormonas y neurotransmisores) son, a su vez, de naturaleza proteica.
d) Transporte; en los seres vivos son esenciales los fenómenos de transporte, bien para llevar una molécula hidrofóbica a través de un medio acuoso (transporte de oxígeno o lípidos a través de la sangre) o bien para transportar moléculas polares a través de barreras hidrofóbicas (transporte a través de la membrana plasmática). Los transportadores biológicos son siempre proteínas.
e) Estructural; las células poseen un citoesqueleto de naturaleza proteica que constituye un armazón alrededor del cual se organizan todos sus componentes, y que dirige fenómenos tan importantes como el transporte intracelular o la división celular. En los tejidos de sostén (conjuntivo, óseo, cartilaginoso) de los vertebrados, las fibras de colágeno forman parte importante de la matriz extracelular y son las encargadas de conferir resistencia mecánica tanto a la tracción como a la compresión.
f) Defensiva; en los vertebrados superiores, las inmunoglobulinas o anticuerpos se encargan de reconocer moléculas u organismos extraños y se unen a ellos para facilitar su destrucción por las células del sistema inmunitario.
g) Movimiento; todas las funciones de motilidad de los seres vivos están relacionadas con las proteínas. Así, la contracción del músculo resulta de la interacción entre dos proteínas, la actina y la miosina.
h) Reserva; la ovoalbúmina de la clara de huevo, la lactoalbúmina de la leche, la gliadina del grano de trigo y la hordeína de la cebada, constituyen una reserva de aminoácidos para el futuro desarrollo del embrión.
i) Reguladora; muchas proteínas se unen al ADN y de esta forma controlan la transcripción génica. Las distintas fases del ciclo celular son el resultado de un complejo mecanismo de regulación desempeñado por proteínas como la ciclina.
1.2.4 Vitaminas
Las vitaminas son un grupo de sustancias orgánicas, de distinta composición, que, en general, no podemos sintetizar, o lo hacemos en cantidad insuficiente, por lo que es necesario ingerirlas en la dieta.
Aunque son imprescindibles para la vida (“vita”), sólo se necesitan en pequeñas cantidades. Las vitaminas son nutrientes que, junto con otros elementos nutricionales, actúan como catalizadoras de todos los procesos fisiológicos, actuando algunas como cofactores de las enzimas. Es importante que tengamos en cuenta que las vitaminas NO APORTAN ENERGÍA (aunque sean necesarias para las reacciones químicas que la producen).
Las vitaminas se alteran con facilidad con los cambios de temperatura, la luz, o los almacenamientos prolongados. Por ejemplo, cocer los alimentos reduce a la mitad la cantidad de vitaminas, por lo que es necesario ingerir alimentos frescos, como frutas y ensaladas.
A veces, no podemos tomar directamente las vitaminas, sino que están en forma de provitaminas, que se transformarán para dar lugar a las vitaminas.
Los requisitos mínimos diarios de las vitaminas no son muy altos, se necesitan sólo dosis de miligramos o microgramos, pero tanto su déficit como su exceso pueden ocasionar problemas:
a) Avitaminosis: carencia total de una vitamina determinada.
b) Hipovitaminosis: carencia parcial de una vitamina determinada.
c) Hipervitaminosis: exceso de una vitamina determinada.
Las trece vitaminas se pueden clasificar según su solubilidad en:
a) Vitaminas liposolubles (A, D, E y K).
b) Vitaminas hidrosolubles (complejo vitamínico B y la vitamina C).
Las vitaminas liposolubles son moléculas lipídicas y, por tanto, tienen baja densidad, son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos, como grasas y aceites.
Pueden almacenarse en el hígado y en la grasa del cuerpo, por lo que no es necesario tomarlas todos los días, puesto que es posible, tras un consumo suficiente, subsistir una época sin su aporte.
Si se consumen en exceso (más de 10 veces las cantidades recomendadas) pueden resultar tóxicas porque no se eliminan por la orina y es factible acumular cantidades demasiado elevadas.
Pertenecen a este grupo las vitaminas A, D, E y K.
Conocida también como vitamina antixeroftálmica.
Fuentes: Se encuentra en alimentos de origen animal y vegetal, aunque en éstos se encuentra en forma de provitamina. Se encuentra en el hígado, yema de huevo, lácteos, zanahorias, espinacas, brócoli, lechuga, albaricoques, melón. Se deteriora con la cocción.
Acción: Protege los tejidos epiteliales: mucosas, piel… Además es necesaria para la percepción lumínica, y la formación del colágeno de los huesos.
Déficit: La carencia de esta vitamina provoca la aparición de infecciones en los tejidos epiteliales y la xeroftalmia (sequedad de la córnea). La falta de vitamina A produce un empobrecimiento de la cantidad de retineno, con la consecuente pérdida de agudeza visual, y la ceguera nocturna. También produce la desecación de las membranas mucosas, así como el desarrollo y crecimiento retrasados.
Exceso: La ingestión de grandes cantidades de esta vitamina es tóxica y produce una serie de alteraciones, como ahogo, caída del pelo, debilidad…
La vitamina D engloba a una serie de esteroles: vitamina D2, D3, D4, D5 y D6. Las más conocidas son la vitamina D2 o calciferol y la vitamina D3 o colecalciferol, que se obtienen a partir de dos provitaminas: ergosterol y 7-deshidrocolesterol, respectivamente. Esta obtención tiene lugar mediante la acción de los rayos ultravioletas del Sol en la piel.
Fuentes; existen tres vías de obtención en el ser humano:
a) Por ingestión de ergosterol, provitamina de origen vegetal que se transforma en la piel en vitamina D2.
b) A partir del 7-deshidrocolesterol (derivado del colesterol), que es segregado por glándulas epidérmicas y que se transforma sobre la piel en vitamina D3, que es reabsorbida.
c) Por ingestión directa al tomar alimentos que la contengan, como arenque, salmón, sardina, extractos de hígado, leche y huevos.
Acción; favorece la absorción de Ca2+ a través de la pared intestinal, la concentración de Ca2+ en la sangre y su fijación en huesos y dientes.
Déficit; su falta origina el raquitismo en los niños y la osteomalacia en los adultos. Estas enfermedades producen una defectuosa calcificación de los huesos, que se ablandan y deforman.
Exceso. El consumo excesivo de esta vitamina provoca trastornos digestivos, con vómitos y diarreas, y calcificaciones de órganos como el riñón, hígado, corazón, etc.
Fuentes; se encuentra en alimentos de origen vegetal, sobre todo en los de hoja verde, en semillas, aceites vegetales, mantequilla y también en la yema de huevo.
Acción; protege a los lípidos de membrana su oxidación metabólica. Actúa como cofactor en la cadena de transporte electrónico.
Déficit; se ha comprobado que la hipovitaminosis produce, además de trastornos digestivos y reproductores, parálisis y distrofia muscular.
Exceso; su consumo excesivo no produce toxicidad.
Fuentes; es abundante en la coliflor. Como también la sintetizan las bacterias intestinales, no es imprescindible su ingestión en la dieta.
Acción; actúa en la formación de la protrombina, proceso que tiene lugar en el hígado. Esta molécula es la precursora de la trombina, enzima que transforma el fibrinógeno en fibrina, sustancia necesaria para la coagulación sanguínea.
Déficit; las carencias de vitamina K son raras y se deben a alteraciones en la absorción intestinal, generalmente causadas por déficit de ácidos biliares encargados de la absorción de lípidos en el intestino. La hipoavitaminosis favorece los trastornos en la coagulación sanguínea.
Exceso; no produce ningún trastorno.
1.2.4.2 Vitaminas hidrosolubles
Son solubles en agua, y por tanto se difunden muy bien por la sangre. Se trata de coenzimas o precursores de coenzimas, necesarias para muchas reacciones químicas del metabolismo.
El exceso de vitaminas ingeridas no produce trastornos, ya que se excreta fácilmente por la orina, por lo que se requiere una ingesta prácticamente diaria, porque como no se almacena, depende de la dieta. En este grupo se incluyen las vitaminas del complejo vitamínico B (vitaminas B1, B2, B3, B5, B6, B8, B9 y B12) y la vitamina C.
A) Vitamina B1 o tiamina
Fuentes. La producen muchas bacterias, hongos (levaduras) y vegetales y aparece con abundancia en las envueltas de cereales y legumbres. También en cerdos y vísceras.
Acción. Regula el metabolismo de los glúcidos. La forma difosfotiamina, transforma el ácido pirúvico en el grupo acetil, paso necesario en el ciclo de Krebs.
Déficit. Su carencia produce un cuadro de síntomas denominado beriberi, que se caracteriza por una degeneración de las neuronas (neuritis) y se manifiesta mediante debilidad muscular, falta de coordinación, hipersensibilidad, insuficiencia cardiaca, falta de apetito, edemas y, en casos extremos, la muerte.
Fuentes; aparece en casi todos los alimentos. Es producida por bacterias, levaduras y vegetales de color amarillo (con pigmentos como la antoxantina de color amarillo). También se encuentra en la leche, huevos, hígado…
Acción; forma parte del FAD (flavín-adenindinucleótido) y del FMN (flavín-mononucleótido). Ambos son coenzimas de enzimas deshidrogenasa que actúan en procesos respiratorios celulares, sobre todo en la oxidación de glúcidos y aminoácidos.
Déficit; su carencia origina alteraciones como el enrojecimiento e irritabilidad de labios, lengua, mejillas y ojos; éstos, además, acusan molestias frente a la luz (fotofobia).
Esta vitamina también es conocida con los nombres de ácido nicotínico o vitamina PP (preventiva de la pelagra). Una variante es la nicotinamida.
Fuentes; es producida por hongos, por lo que abunda en alimentos obtenido por fermentación con levadura. Los animales pueden sintetizarla a partir de triptófano. Es también abundante en la leche y en la carne.
Acción; forma parte del NAD (nicotín-adenín-dinucleótido) y del NADP (fosfato de NAD), que son coenzimas de enzimas encargadas de la deshidrogenación en los procesos de oxidación de glúcidos y prótidos.
Déficit; su carencia ocasiona la aparición de la pelagra, que se caracteriza por el enrojecimiento de la cavidad bucal, trastornos del aparato digestivo (con vómitos, diarreas y náuseas), aparición de piel áspera y de color oscuro en las zonas expuestas a la acción del sol. En casos graves se producen trastornos nerviosos y mentales (confusión, pérdida de memoria, depresión, alucinaciones, manías persecutorias…) y, en casos extremos, la muerte.
Exceso; es la única vitamina hidrosoluble que causa trastornos al ser ingerida en grandes cantidades. Estos trastornos son: sonrojo, quemazón y picores en la piel.
Fuentes; es sintetizado por bacterias, hongos (levaduras) y vegetales de hoja verde. Aparece en todos los tejidos animales, en donde se almacena.
Acción; forma parte de la coenzima A, que interviene en la formación y degradación de ácidos grasos y colesterol. También se conoce su actividad en gran número de reacciones metabólicas.
Déficit; su carencia produce dermatitis, despigmentación, anemia y retraso en el crecimiento.
Fuentes; es sintetizada por vegetales de hoja verde y por levaduras. Los animales la acumulan en el hígado, por lo que este órgano es rico en dicha vitamina.
Acción; actúan en la formación de niacina a partir del triptófano. Por tanto, sus síntomas carenciales se confunden con lo de esta vitamina. Además, el fosfato de piridoxina es una coenzima de enzimas reguladoras del metabolismo de los aminoácidos.
Déficit; su carencia provoca anemia, acompañada de alteraciones del sueño, irritabilidad y posibles trastornos mentales.
F) Vitamina B8 o biotina
Fuentes; es producida por los vegetales y por las bacterias. Los animales obtienen la biotina por absorción a través de la pared intestinal, en donde la flora bacteriana también la produce.
Acción; actúa en reacciones de fijación de CO2 (carboxilaciones).
Déficit; su carencia origina palidez, dermatitis, dolores musculares y anemia.
Fuentes; aparece en un gran número de alimentos: hígado, riñón, alimentos producidos mediante fermentación con levadura, huevos, leche, semillas, vegetales verdes.
Acción; es una coenzima que, en unión con una apoenzima, está encargada de la transferencia de grupos monocarbonados. Se ha comprobado su actividad en la formación de purinas y pirimidinas. También se conoce su relación con los procesos de crecimiento y en la eritropoyesis (formación de glóbulos rojos).
Déficit; su carencia en los adultos provoca anemia y, en los niños, detención del crecimiento. Su deficiencia durante el embarazo produce malformaciones congénitas.
Se denomina cobalamina, pues tiene un anillo porfirínico asociado a un átomo de cobalto. Se conocen varios derivados de la vitamina B12 que son activos.
Fuentes; es producida por bacterias. Los animales la obtienen a nivel de la pared intestinal, ya que es producida por las bacterias intestinales. En carnes rojas, huevos y productos lácteos.
Acción; interviene en el metabolismo de formación de proteínas y ácidos nucleicos. Asimismo, actúa en la eritropoyesis.
Déficit; la falta de esta vitamina origina un tipo grave de anemia denominada perniciosa, debida a malformaciones de los glóbulos rojos.
Fuentes; los vegetales la sintetizan, al igual que gran número de animales. La vitamina C abunda en los cítricos, en las hortalizas y en la leche de vaca.
Acción; es un potente reductor mediante su oxidación en ácido deshidroascórbico. Se ha comprobado su actividad en la síntesis del colágeno, fibra que forma parte de los tejidos reticulares, encargados de mantener la cohesión de los tejidos.
Déficit; la carencia de la vitamina C provoca un cuadro de síntomas denominado escorbuto, caracterizado por hemorragias, encías sangrantes, caída de dientes y trastornos digestivos. Todo ello favorece la aparición de infecciones y, en casos graves, incluso la muerte.
2. Necesidades nutricionales
Como ya hemos visto antes, los nutrientes satisfacen tres necesidades básicas en el organismo:
a) Necesidades energéticas; las células necesitan energía para realizar sus funciones y las obtienen de los glúcidos (menos energía pero más rápida) y de los lípidos (más energía pero más lenta). Solo se obtiene energía de las proteínas en caso de necesidad. Recordad que las vitaminas NO aportan energía.
b) Necesidades estructurales; el organismo debe crecer y mantener en buen estado todas sus estructuras. Las proteínas, algunos lípidos (como los fosfolípidos y el colesterol) y algunas sales minerales (como el calcio) son los más importantes.
c) Necesidades funcionales y reguladoras; el organismo debe controlar todas sus reacciones químicas (metabolismo) y el funcionamiento coordinado de todos los tejidos y órganos del cuerpo. De esto se encargan fundamentalmente las vitaminas y las sales minerales.
2.1 Necesidades energéticas del organismo
Las necesidades energéticas del cuerpo humano se dividen en tres grandes categorías:
a) Metabolismo basal; es la cantidad de energía para mantener al cuerpo vivo en reposo (respiración, latido cardíaco, temperatura, etc). Es un gasto muy importante y que depende de la edad (disminuye con la misma), el volumen corporal (aumenta con la altura y el peso), el sexo (es mayor en hombres que en mujeres) y las diferencias genéticas y la actividad física de cada persona. Aunque varía bastante de unas personas a otras suele suponer el 60% de toda la energía que gasta el cuerpo.
b) Gasto energético; es la cantidad de energía que gasta el organismo para realizar una actividad física (descontando el metabolismo basal, claro). Su valor es muy variable y depende del estilo de vida de cada persona (tipo de trabajo, deporte, etc). Un valor adecuado del mismo rondaría el 30%.
c) Gasto termogénico de los alimentos o gasto digestivo; digerir la comida es un proceso complejo y que requiere la participación y movimiento de muchos órganos. El gasto energético en hacer la digestión suele rondar el 10% del total.
Las necesidades energéticas de una persona pueden calcularse (de forma aproximada y general) usando las siguientes fórmulas:
Durante muchos años se ha usado una medida que relaciona el peso con la altura para calcular si una persona tiene un peso adecuado o si está por debajo o por encima de este. Esta medida es el índice de masa corporal (IMC).
Hoy en día se usa poco porque sabemos que influyen muchos factores como el sexo, la localización del tejido graso (la grasa subcutánea o situada en las caderas no es perjudicial para la salud pero la grasa visceral abdominal, sí). También influye de manera decisiva el ejercicio físico (es más importante para la salud si la persona realiza ejercicio regularmente o si es sedentaria).
Esto no significa que no sea importante y beneficioso para la salud (especialmente a medio y largo plazo) tener un peso adecuado y no estar muy por debajo o por encima del mismo pero sí que este peso “adecuado” depende en gran medida de las características de cada persona.
3. Las dietas
Tenemos que tener cuidado con la palabra dieta porque su uso popular se refiere al hecho de no comer determinados alimentos (normalmente porque se quiere perder peso). Sin embargo eso sería una dieta hipocalórica y no lo que significa la palabra dieta.
Dieta alimentaria es la cantidad y el tipo de alimentos que consume una persona de forma diaria o regular.
3.1 Dieta equilibrada o saludable
Una dieta saludable es aquella que está equilibrada, es decir, que nos aporta los nutrientes necesarios para cubrir nuestras necesidades energéticas, estructurales y funcionales en la dosis adecuada.
Por supuesto, no existe una receta única para todas las personas y varís dependiendo de la edad, el sexo, el estilo de vida y las diferencias morfológicas y fisiológicas de cada persona.
Tradicionalmente se han elaborado gráficas para ayudar a elaborar comidas que se adapten a las necesidades generales de las personas. Las más conocidas son la pirámide de los alimentos, la rueda de los alimentos y el plato saludable o plato Harvard.
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Estos modelos han ido cambiando con el tiempo porque hemos ido aprendiendo muchas cosas que han cambiado lo que pensábamos que era más adecuado y por las distintas presiones de lobbys económicos que querían colocar a sus productos alimentarios en mejor posición.
Lo que sí podemos hacer con seguridad es dar una serie de consejos para que nuestra dieta sea saludable y equilibrada:
a) Consume alimentos variados; no solo hace que disfrutemos más y aprendamos a conocer nuevos alimentos si no que ayuda a que obtengamos nutrientes de todos los tipos. Tradicionalmente se recomiendan unas proporciones aproximadas de 55% glúcidos, 30% grasas y 15% de proteínas.
b) Realiza varias comidas poco copiosas al día; facilita las digestiones y el mantener unos niveles equilibrados de nutrientes en sangre. Además evita que lleguemos a algunas comidas con demasiada hambre y nos atraquemos.
c) Aumenta la cantidad de alimentos vegetales frescos (frutas y verduras) de proximidad y de temporada; aportan muchas vitaminas y fibra, nos sacian sin aportar demasiadas calorías y si son de proximidad son muy sabrosos.
d) Evita los alimentos ultraprocesados (precocinados, bollería, fritos, refrescos, embutidos, etc). Las empresas les añaden muchos aditivos apetitivos (azúcar, sal, glutamato) para hacerlos más sabrosos y que los comas más.
e) Procura sustituir las carnes rojas y las grasas saturadas (mantequillas, tocinos) por carnes blancas (sin piel), pescado y aceites insaturados (oliva, girasol). Las primeras perjudican a la circulación y favorecen el cáncer de colon mientras las segundas favorecen la circulación y son más ricas en ácidos grasos esenciales.
f) Toma alrededor de 1-1,5 litros de agua al día. Evita los refrescos, especialmente los azucarados, los que tienen cafeína y, sobre todo, las bebidas energéticas. Suben mucho el azúcar en sangre y son una de las principales causas, junto a la falta de ejercicio, de la diabetes de tipo II.
g) Consume a diario alimentos ricos en fibra como las legumbres, verduras, frutas y frutos secos. La fibra alimentaria no es un nutriente pero es muy importante para el tránsito intestinal (reduciendo el riesgo de estreñimiento y cáncer de colon) y para la microbiota, o flora, intestinal (fundamental para la salud del aparato digestivo pues nos evita infecciones, nos ayuda a digerir algunos alimentos y a compactar las heces y nos proporciona sustancias útiles como la vitamina K).
Todos estos consejos no significan que un día, si te apetece, no puedas comerte una hamburguesa o una palmera de chocolate. Recuerda que cuando hablamos de dieta nos referimos a lo que comemos de forma habitual no a la excepción que hacemos de tarde en tarde.
También hay que volver a recordar la importancia de realizar ejercicio físico diariamente. Su impacto en la salud es mucho mayor que comer un poco más de una cosa o de otra.
En las distintas regiones y culturas del mundo hay diversas dietas culturales basadas en los alimentos disponibles y en la historia de dichas culturas. En nuestra región es la dieta mediterránea.
Esta dieta es la típica de los países que se encuentran en la ribera del Mediterráneo. Esta dieta se caracteriza por:
· Uso del aceite de oliva (uno de los aceites más saludables que existen).
· Consumo de cereales (trigo especialmente). Es más saludable cuando los cereales son integrales.
· Consumo frecuente de pescado. Aporta proteínas de alto valor y aceites insaturados (más saludables que la grasa animal).
· Las carnes que se consumen son predominantemente blancas (pollo, conejo) y en menor cantidad rojas (cerdo, vaca). Las carnes rojas generan más problemas digestivos, aportan más grasas saturadas y son un factor de riesgo del cáncer de colon.
· Consumo abundante de legumbres (lentejas, judías, garbanzos). Aportan hidratos y proteínas además de una buena cantidad de fibra alimentaria.
· Consumo abundante de frutas y verduras frescas. Muy ricas en vitaminas, sales minerales y fibra alimentaria.
· No se abusa de los fritos y se consumen muchos alimentos en crudo (ensaladas) o cocidos (guisos, pucheros, cocidos)
Estos beneficios traen aparejado un descenso en las enfermedades cardiovasculares, en el estreñimiento y el cáncer de colon, y en la obesidad. No es casualidad que la esperanza de vida en los países como España sea de las más altas del mundo.
En ocasiones tenemos que cambiar nuestra dieta ordinaria por diversos problemas de salud. En estos casos debemos siempre tener el asesoramiento y seguimiento de los sanitarios.
Tenemos que huir de las dietas milagro que ofrecen resultados MUY rápidos porque provocan trastornos en el cuerpo que provocan rápidas perdidas de peso o rápidas ganancias de volumen muscular pero causando daños importantes en el organismo. Además estas dietas tienen efectos rebote muy importantes al ser interrumpidas.
Podemos destacar las siguientes dietas terapéuticas que se siguen por prescripción médica cuando es necesario:
a) Dietas hipocalóricas; incluyen un porcentaje de alimentos energéticos (glúcidos y grasas) menor que el recomendado para una dieta equilibrada, por lo que son adecuadas para perder peso cuando este es excesivo.
b) Dietas hipercalóricas; se caracterizan por su elevado contenido de alimentos energéticos. Son apropiadas para personas con una delgadez extrema que deben aumentar de peso o en situaciones de gran demanda de energía.
c) Dietas bajas en colesterol; se recomiendan a las personas con riesgo de sufrir enfermedades del aparato circulatorio y a quienes ya las padecen. En estas dietas se reduce la ingesta de huevos, marisco, carnes y grasas de origen animal y se incrementa la de pescado azul y aceites vegetales, preferentemente de oliva, que contienen grasas insaturadas.
d) Dietas con alto contenido de residuos; se caracterizan por incluir una gran cantidad de alimentos ricos en fibra. Resultan muy adecuadas para aquellas personas que padecen estreñimiento crónico.
e) Dietas hipoproteicas; consiste en la ingesta de un menor porcentaje de alimentos que aporten proteínas. Está indicada para personas con ciertos problemas renales que hacen que acumulen en la sangre ácido úrico, que es muy tóxico.
f) Dietas blandas; se recurre a ellas en caso de algunas enfermedades, trastornos gastrointestinales o después de ciertas intervenciones quirúrgicas. En general incluyen alimentos fáciles de masticar y digerir y que no tengan condimentos, grasas o ácidos.
4. Conservación de los alimentos
En la actualidad la mayoría de alimentos se consumen mucho tiempo después de haberlos obtenidos o producidos. Como consecuencia de esto, muchos de ellos pueden alterarse rápidamente, modificando sus características nutritivas y sensoriales; a estos alimentos se les denomina perecederos. Para evitarlo, es necesario conservarlos adecuadamente hasta su consumo. Se calcula que más del 20 % de todos los alimentos producidos en el mundo se pierden por acción de los microorganismos.
A) Frío: consiste en bajar la temperatura de los alimentos para evitar que se desarrollen los microorganismos. El frío apenas modifica las características nutricionales de los alimentos. Hay dos posibilidades:
· Refrigeración: se enfría entre 0 y 7 ºC, como cuando introducimos los alimentos en la nevera. La mayoría de los alimentos refrigerados se conservan sólo unos pocos días.
· Congelación: el alimento es sometido a temperaturas inferiores a 0 ºC. Normalmente, en los congeladores caseros la temperatura ronda los -18 ºC, pero en las industrias se llega incluso a -35 ºC o temperaturas inferiores (ultracongelación). Los alimentos congelados se mantienen en buenas condiciones durante meses e incluso años, siempre que la cadena del frío se respete, es decir, que no se descongelen en ningún momento. Nunca debe volverse a congelar un alimento que previamente ha sido descongelado.
B) Calor: se calientan los alimentos para destruir los microorganismos e inactivar las enzimas. Dependiendo del grado de calentamiento hay varios métodos:
· Pasteurización: se calienta como máximo a 100 ºC, dependiendo del producto, durante unos minutos. De este modo se destruyen muchos microorganismos, pero no todos. Se mantienen bastante las características del alimento, aunque suelen durar poco tiempo sin alterarse. Se aplica a la leche, zumos, cerveza, nata, algunas conservas vegetales, etc.
· Esterilización: las temperaturas que se aplican son mayores de 100 ºC, durante varios minutos; para alcanzar estas temperaturas se aumenta la presión. Elimina todos los microorganismos presentes (esteriliza), pero también destruye muchas vitaminas y otros nutrientes, e incluso cambia el aroma. Los alimentos esterilizados se conservan durante varios meses, e incluso durante años. Se utiliza en la leche, conservas en lata, etc.
· UHT (Ultra High Temperature): proceso intermedio entre los dos anteriores. Se somete el producto a temperaturas de unos 140 ºC durante unos pocos segundos. De esta forma se destruyen casi todos los microorganismos, pero conservando la mayoría de las vitaminas y características del alimento. El alimento así conservado dura varios meses. Se utiliza para la leche, nata, etc.
C) Deshidratación (desecación); se elimina el agua del alimento mediante el calor, de tal manera que los microorganismos no pueden desarrollarse sin ella.
Una variante es la liofilización, en la que el alimento es desecado aplicándole el vacío mientras está congelado. Se venden desecados productos como: purés, leche en polvo, café soluble, sopas de sobre, sobres de pasta o arroz, etc. Tienen la ventaja de durar muchos años y reducir mucho su volumen y su peso.
D) Envasado al vacío o en atmósfera protectora; durante el proceso de envasado se retira el aire del alimento. Se aplica en numerosas conservas en frasco de vidrio o enlatadas, así como para mantener el café. En otros casos, se sustituye el aire por otros gases (nitrógeno o dióxido de carbono), denominándose envasados en atmósfera protectora (pj. patatas fritas). Esas condiciones evitan el desarrollo de gran parte de los microorganismos al no poder realizar la respiración; además, se evita la actuación de enzimas que oxidan el alimento.
E) Radiaciones; cuando determinados tipos de rayos se aplican sobre un alimento los microorganismos que éste contengan mueren y las enzimas se inactivan. Un ejemplo es el empleo de rayos ultravioleta (UV) para destruir microorganismos en productos de bollería y pastelería y también en algunas bebidas.
F) Ahumado; se somete al alimento al humo de madera, el cual suele contener sustancias antimicrobianas; además, el calor contribuye a destruir más microorganismos y desecar el alimento. Se emplea para algunas carnes (ej.: bacon ahumado) y pescados (ej.: salmón ahumado).
G) Aditivos; los aditivos son todas aquellas sustancias químicas (naturales o artificiales) que añadimos a los alimentos para mejorar sus propiedades.
Los aditivos tradicionales más conocidos son la salazón (añadimos sal: jamón, bacalao), las mermeladas (añadimos azúcar para conservar frutas), los encurtidos (conservamos en vinagre como las aceitunas, cebolletas), las conservas en aceite (pescado, queso), etc
Podemos distinguir diversos tipos de aditivos modernos tales como colorantes (color más atractivo), potenciadores del sabor (más sabroso), estabilizantes (textura y aspecto más atractivo), antioxidantes (evitan la oxidación del alimento), edulcorantes (endulzan el alimento) y los más importantes los conservantes (prolongan la duración del alimento).
Todos los aditivos que se usan en la Unión Europea deben estar aprobados por las autoridades alimentarias europeas y figuran en las etiquetas del alimento con una letra E seguida de un número.
No debemos caer en los mensajes desinformadores que muchas veces vemos en las rr. ss. o la televisión sobre “los químicos” en los alimentos: todo lo que comemos, bebemos o respiramos es químico.
Se produce a causa de la ingesta insuficiente de nutrientes, especialmente de proteínas e hidratos de carbono. Está muy relacionada con la pobreza y afecta de forma especialmente grave a los niños porque su crecimiento se ve limitado.
Puede llegar a provocar enfermedades muy graves, como el marasmo causado por la falta total de alimentos, y el kwashiorkor, debido a una dieta muy pobre en proteínas.
8.1.2 Enfermedades carenciales
Las enfermedades carenciales aparecen cuando alguna persona tiene un déficit o falta de algún nutriente regulador (vitaminas o sales minerales). Ocurre por ejemplo con el hierro (anemias), el calcio (raquitismo) o algunas vitaminas (avitaminosis como el escorbuto que vimos que aparecía cuando faltaba vitamina C).
Ocurre cuando se ingiere una mayor cantidad de nutrientes energéticos de los que precisa el organismo, estos se acumulan en forma de grasa. Cuando la acumulación es excesiva provoca obesidad.
También se generan otros problemas de salud como la formación de placas de grasa en los vasos sanguíneos (aterosclerosis) o la diabetes de tipo 2.
Las intolerancias están relacionadas con la incapacidad para digerir un determinado nutriente. Un ejemplo es el caso de la intolerancia a la lactosa (azúcar de la leche).
Un caso de enfermedad autoinmune alimentaria es la celiaquía o enfermedad celiaca. En estas personas el sistema inmunitario reacciona de forma inadecuada al gluten (proteína presente en cereales como el trigo, el centeno y la cebada. Los celíacos deben seguir dietas sin gluten que a veces son difíciles de seguir porque muchos productos llevan harinas de estos cereales.
Las alergias provocan una fuerte y rápida reacción del sistema inmunitario que, si persiste en el tiempo, puede llegar a causar la muerte. Hay alergias a numerosos alimentos como los huevos, marisco, leche, frutos secos, aditivos, etc. Es importante ser muy cuidadosos en la dieta porque puede ocasionar la muerte.
La contaminación de un alimento o su manipulación incorrecta pueden causar intoxicaciones alimentarias muy graves. Dos de los ejemplos más importantes son:
a) Salmonelosis; es producida por una bacteria, Salmonella, y se asocia fundamentalmente con el consumo de alimentos que contienen huevo, como la mayonesa o la tortilla, o el pollo.
b) Botulismo; es causado también por una bacteria, Clostridium, y origina un conjunto de síntomas que pueden llegar a ser mortales. Es provocado por la ingestión de alimentos mal conservados, como mermeladas o productos enlatados. La toxina es incolora, inodora e insípida así que no se detecta en el alimento y debemos sospechar si el envase se encuentra deformado o dañado.
8.4 Trastornos de la conducta alimenticia
Los trastornos de la conducta alimenticia se producen por problemas psicológicos asociados a una percepción corporal distorsionada. Son más frecuentes en las mujeres y en la adolescencia pero también aparecen en hombres y edades más avanzadas. Podemos destacar:
a) Anorexia; se caracteriza por un rechazo a la comida debido a un miedo obsesivo a engordar. Conduce a un estado de debilidad, a procesos mentales alterados y a daños físicos. En los casos más graves desemboca en fallos orgánicos irreparables y la muerte.
b) Bulimia; la persona no puede evitar realizar ingestas excesivas y compulsivas (atracones) al cabo de un tiempo. Tras el atracón se sienten culpables y se provocan la eliminación de estos alimentos mediante el vómito o el consumo de laxantes. Además de los daños por la falta de nutrientes se producen daños en el esófago, faringe y dientes debido a la exposición continuada a los ácidos estomacales durante el vómito.
Con esto hemos terminado el tema.
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