FundamentosTerico-Prcticos

deNutricin y Diettica

J. Alfredo Martnez

CAPTULO 1Ciencias de la alimentacin

Conceptos preliminares Evolucin histrica

Conceptos preliminares

Una primera aproximacin al concepto de alimento puede obtenerse de la definicindel Cdigo Alimentario Espaol -cuerpo orgnico de normas bsicas y sistematizadasrelativas a alimentos, condimentos, estimulantes y bebidas- segn la cual, tienen laconsideracin de alimento todas las sustancias o productos de cualquier naturaleza,que por sus caractersticas, aplicaciones, preparacin y estado de conservacin sonsusceptibles de ser habitualmente o idneamente utilizados para alguno de los finessiguientes:

a) Para la normal nutricin humana o como fruitivos.b) Como productos dietticos en casos especiales de alimentacin humana.Los componentes de los alimentos que aseguran esos objetivos son denominados

nutrientes, los cuales se clasifican en:

- Hidratos de carbono- Lpidos- Protenas- Minerales- Vitaminas- Agua

En este contexto, la dieta adecuada es aquella que contiene cantidades apropiadasde todos los nutrientes para cubrir las necesidades vitales y mantener la salud de unapersona o colectividad.

Entre las Ciencias dedicadas al estudio de los alimentos, cubriendo diferentes pun-tos de vista, se encuentran la Nutricin, la Bromatologa, la Diettica y la Tecnologade los alimentos.

Particularizando, la Nutricin, del latn nutrire, se preocupa preferentemente delestudio de los procesos de ingestin, transformacin y utilizacin de los alimentos porel organismo para llevar a cabo las funciones de homeostasis, crecimiento y repro-duccin; mientras que la Bromatologa, del griego bromos-atos y logos, se dedica pri-mariamente al conocimiento de la naturaleza, composicin, elaboracin, fabricacin,alteracin y conservacin de los alimentos.

Por otra parte, la Diettica estudia la forma de proporcionar los alimentos a cadaindividuo o colectividad necesarios para su adecuado desarrollo segn el estado fisio-lgico y las circunstancias existentes; y la Tecnologa de Alimentos se ocupa de losmtodos, equipos y procedimientos destinados a la produccin, transformacin, con-servacin, presentacin, transporte, etc. de los alimentos.

A partir de 1969, el Consejo de la U.E. ha adoptado una serie de directivas sobrealimentos, que abarcan la definicin y normalizacin de sus caractersticas y tambinlas condiciones de etiquetado, conservacin, transporte, empleo de aditivos y la ela-boracin de productos destinados a la alimentacin. De esta labor legislativa saldr elperfil definitivo del Derecho Comunitario de la alimentacin para la proteccin de lasalud y seguridad de los consumidores y el desarrollo del sector alimentario, en el quehabr de tener en cuenta aspectos de produccin, uso de aditivos, aceptabilidad porel consumidor y calidad del producto, as como las nuevas operaciones y manipula-ciones tecnolgicas de los alimentos.

Evolucin histrica de las Ciencias de los Alimentos

La humanidad se ha alimentado desde tiempos remotos siguiendo prcticas emp-ricas, de modo que los componentes de su dieta fueran seguros, nutritivos y satisfac-torios para cubrir sus necesidades vitales.

El estudio de los alimentos y su aprovechamiento por el organismo, desde una pti-ca cientfica es un empeo reciente que se remonta a no ms de doscientos aos. Encada momento, se han ido incorporando nuevas informaciones y mtodos analticosen consonancia con los avances propios de la Ciencia y Tecnologa de los Alimentoso de otras ciencias afines, que han incidido en los conocimientos actuales en estecampo, tales como la Qumica, la Biologa, la Fisiologa, la Microbiologa, el AnlisisQumico, etc.

Ciencias de los alimentos hasta el siglo XIX

Las primeras referencias escritas sobre alimentacin se encuentran en la Biblia yen las obras del historiador Herodoto (siglo VI a. C.), donde existen diversos comen-tarios sobre la elaboracin y caractersticas del pan y otros alimentos, junto con con-sideraciones dietticas relacionando la posible incidencia de los alimentos sobre lasalud y la enfermedad. En esta lnea, tambin se encuentran indicaciones en los librosde los tres grandes maestros de la medicina antigua: Hipcrates, Celsus y Galeno(entre los siglos V a. C. y II d. C.), cuyas ideas perduran en la Baja Edad Media (siglosIX - XIV) apoyados por las teoras y escritos de Rhazes, Joanitius, la Escuela deSalerno y Roger Bacon.

En el Renacimiento italiano (siglos XV y XVI), Paracelso, Leonardo da Vinci ySantorius se preocupan por el balance entre la ingesta y la eliminacin de los alimen-tos por el organismo, mientras que en el siglo XVII Boyle trabaj en la influencia delos alimentos sobre la composicin del cuerpo, de la sangre y de la orina y tambinsugiri una semejanza entre los procesos de respiracin y combustin.

Durante el perodo de 1700 a 1800 se realizaron importantes avances cientficos,que contribuyeron en gran medida al desarrollo directo, o indirecto, de las ciencias delos alimentos, a travs de los estudios y trabajos de Cavendish, Black, Rutherford,Priestley, Scheele, Lavoisier, de Saussure, Gay-Lussac, Davy, Berzelius, Bertholet,Thomson, Beaumont, Dumas, Baussigault y otros.

As, Scheele describi el cido lctico y otros cidos orgnicos, sugiri la conser-vacin del vinagre por el calor (1782) y descubri el cloro y el oxgeno. Priestley tam-bin identific en esta poca, de forma independiente, el oxgeno, mientras que entre1757 y 1772 Black, Cavendish y Rutherford caracterizaron el anhdrido carbnico, elhidrgeno y el nitrgeno, respectivamente.

Antoine Lavoisier (1743-1794), considerado uno de los padres de la Nutricin yBromatologa, acab con la teora del flogisto y desarroll la qumica de la combustincon estudios sobre la respiracin, el valor energtico de los alimentos y el consumode oxgeno en funcin de la actividad fsica.

En los comienzos del siglo XIX, qumicos de la escuela francesa como Bertholet,Gay-Lussac, de Saussure y Thenard, entre otros, junto con el sueco Berzelius y elescocs Thomson investigan sobre el contenido en nitrgeno, carbono, hidrgeno yagua de diferentes alimentos y bebidas. Tambin en este perodo, el qumico ingls

Davy, asla y caracteriza el potasio, sodio, bario, estroncio, calcio y magnesio, mien-tras que Chevreuil enumer los elementos existentes en los productos orgnicos ydescribi distintas tcnicas analticas para materiales animales y vegetales. En estapoca Baussigault establece una posible relacin entre el yodo y el bocio y la impor-tancia del calcio para el crecimiento.

Junto con los notables avances en el campo de la qumica, cientficos como Starkestudian el efecto de la ingestin de diferentes alimentos sobre la salud o investiga-dores como Magendie establecen la necesidad de ingerir alimentos nitrogenados,mientras Bernard describe la influencia de la dieta sobre la homeostasis corporal yotros como Proust, Reamur y Beaumont se preocupan de los procesos digestivos,investigando sobre la naturaleza del cido clorhdrico y la degradacin de los compo-nentes de los alimentos.

Los trabajos de Justus Von Liebig (1803-1873), que fueron en parte publicados enel que es considerado primer libro sobre qumica de los alimentos, contribuyen deforma notable a la evolucin de las ciencias de los alimentos. As, este investigadoralemn estudi el proceso de fermentacin del vinagre, identific la tirosina en laleche, clasific los alimentos en nitrogenados y no nitrogenados, a los que atribuyfunciones plsticas y respiratorias, respectivamente y, junto a Mulder, describi alas protenas como una clase qumica, a la que inicialmente atribuy slo valor ener-gtico.

Hacia la mitad del siglo XIX, ya eran conocidos la mayora de los componentes delos alimentos y la estacin de Weende en Alemania, desarroll un procedimiento paradeterminar el contenido en humedad, grasa, cenizas y nitrgeno en los alimentos.Estos avances quedan reflejados en el libro de Pavy Treatise on food and dieteticspublicado en 1879, en el que se presentan la composicin de numerosos alimentos yalgunas de las funciones nutritivas de las protenas, hidratos de carbono, lpidos yminerales, a partir de los estudios de Trube, Frankaand y otros. Tambin en estapoca se establecen escuelas agrcolas donde se imparten las primeras enseanzasespecficas sobre Nutricin y Bromatologa en Europa y los Estados Unidos, mientrasque en Espaa la primera ctedra de Anlisis Qumico y Especial de Alimentos datade 1882.

En estos aos, se llevan a cabo los primeros ensayos para evaluar las necesidadesde los diferentes principios inmediatos en el ser humano. As, Dumas durante el sitiode Pars de 1871, seala que frmulas elaboradas con mezclas de hidratos de car-bono, lpidos, protenas y minerales son insuficientes para asegurar un adecuadodesarrollo y crecimiento de la poblacin infantil.

El valor energtico de los diferentes nutrientes y alimentos, en trminos de calor-as, fueron firmemente establecidos por Carl Voit y Rubner en Alemania y por Atwater,Lusk y otros en Amrica, confirmando la teora de que la energa necesaria para lavida es suministrada por el metabolismo de los alimentos que componen la dieta,postulando as los conceptos actuales de metabolismo basal y accin dinmico-espe-cfica o termognica de los alimentos.

Estos avances de los estudios y conocimientos de Nutricin y Bromatologa fueroncontemporneos a la iniciacin de la adulteracin y falsificacin de los alimentos, loque estimul el desarrollo de la qumica analtica de los alimentos. Estas prcticasfraudulentas condujeron al establecimiento de diferentes protocolos oficiales de an-lisis qumico y microbiolgico, como el Diccionario de alteraciones y falsificacionesalimentarias en 1885; y la elaboracin de diferentes normas legales destinadas aproteger al consumidor, como la Pure Food and Drug Act de 1906 y la aprobacinde aditivos autorizados por la Sociedad Universal de la Cruz Blanca en 1908, que enla actualidad se recogen en las normas de la FDA en los Estados Unidos, en los cdi-gos alimentarios de diferentes pases europeos y en las directivas de la ComunidadEconmica Europea.

Paralelamente a los trabajos relativos al estudio de la naturaleza, caracterizacin yutilizacin de los principios inmediatos, que tienen lugar en el siglo XIX, existe una cre-ciente preocupacin referente a la fabricacin, conservacin y alteraciones de los ali-mentos. En este contexto, los estudios pioneros de Scheele, sobre la conservacin delvinagre mediante el calor, fueron confirmados por Appert mediante trabajos sobremantenimiento de alimentos en recipientes hermticos tratados trmicamente y quems tarde fueron aclarados, de forma definitiva, por Pasteur (1822-1895) en sus cl-sicos ensayos sobre alteraciones de alimentos por microorganismos.

La conservacin de alimentos mediante la aplicacin de fro fue iniciada porCailletet hacia 1840, mientras que las tcnicas de congelacin se pusieron en prcti-ca casi un cuarto de siglo despus. Por otra parte, la desecacin como mtodo deconservacin de alimentos parece ser que se utiliz industrialmente, por primera vez,a partir de una patente britnica de 1780, ganando gran popularidad con el paso delos aos.

En cuanto a la elaboracin de nuevos productos alimentarios, se desarrollan a lolargo del siglo XIX diferentes tecnologas, entre las que pueden destacarse la elabo-racin de margarina como sustitutiva de la mantequilla y la aparicin de harinas lac-teadas, leche desecada y leche condensada, cuya fabricacin a gran escala fomentel avance de la Tecnologa Alimentaria. En este perodo tambin se caracterizan eidentifican diferentes azcares (glucosa, fructosa, lactosa, etc.), cidos grasos (ctrico,mlico, oxlico, etc.), protenas (gluten, colgeno, etc.) y aminocidos (leucina, aspr-tico y otros) presentes en los alimentos.

Aunque desde los trabajos de Hawes y Gilbert en 1854 se sospechaba que las pro-tenas podan diferir en su valor nutritivo, hasta finales de siglo no se atribuyen estasdiferencias a la composicin aminoacdica de estas molculas con los trabajos deFisher.

Ciencias de los alimentos en el siglo XX

El concepto de aminocidos esenciales postulado inicialmente por Willcock yHopkins en los primeros aos de este siglo, se demostr por la necesidad especficadel triptfano, lo que posteriormente fue corroborado por Osborne y Mendel. El pti-

mo proteico fue fijado en 36 g/da por Chittenden en el libro Physiological Economyof Nutrition.

Paralelamente, entre 1906 y 1912, Hopkins especula sobre la posible existencia desustancias accesorias necesarias para la vida a partir de los primeros estudios deLind (1716-1794), que descubri un factor antiescorbtico en algunos vegetales, hoyconocido como vitamina C, y la etiologa del Beri-beri que la atribuy a una deficien-cia nutritiva. Ms tarde, Funk (1884-1967) denomin vitaminas a estos factores.

En esta lnea, McCollun descubri en 1913 el factor liposoluble A y en 1915 el fac-tor hidrosoluble B, mientras que en los diez aos siguientes fueron descubiertas la tia-mina, por Williams; la vitamina D, por Steenbock y Mellamby; y la niacina, porGolberger, concluyndose este proceso hacia los aos 40 cuando ya se identificaronel resto de las vitaminas conocidas hasta hoy. En la actualidad se reconocen, almenos, cuarenta constituyentes de los alimentos necesarios para la vida.

Adems de las investigaciones destinadas al descubrimiento de nuevos elementosnutritivos, adquieren gran auge los estudios relacionados con la cuantificacin de losprocesos de sntesis y degradacin de macromolculas en el organismo, basados enlos hallazgos preliminares de Schoemheimer; y de la bioenergtica del crecimiento,promovidos por Brody.

Al final de la II Guerra Mundial se constituye la Organizacin de las NacionesUnidas para la Agricultura y la Alimentacin (FAO) bajo la direccin de Lord Boyd Orr,quien impuls notablemente los estudios sobre necesidades mnimas nutritivas y laproduccin de alimentos en el mundo, lo que le vali el premio Nobel de la Paz. Enesta poca, aparecen las primeras listas de recomendaciones nutritivas, que sirven dereferencia de las necesidades de nutrientes para distintos segmentos de la poblacin.

Las tcnicas analticas de separacin, basadas en los trabajos iniciales de Tweed(1906), introducen continuos adelantos, como la cromatografa de reparto por Martiny Lynge (1941), la de capa fina optimizada por Stahl (1958), de intercambio inico queles supuso a Moore y Stein en 1948 el Premio Nobel, de gases y de lquidos de altapresin (HPLC). Los mtodos de electroforesis iniciados por Tiselius (1937) y de fil-tracin en gel, por Gelody y Parath, permiten la caracterizacin e identificacin denuevos compuestos y el estudio del metabolismo de protenas, lpidos, hidratos decarbono, minerales, vitaminas, etc. por el organismo.

Tambin destacan entre los mtodos de valoracin cuantitativa en Nutricin yBromatologa el empleo de istopos radiactivos, las tcnicas de radioinmunoensayo(RIA) descritas por Yallow, laureada con el Premio Nobel (1977), los mtodos de enzi-moinmunoensayo (ELISA), las tcnicas de espectrofotometra de masas, etc. Graciasal desarrollo de estas tcnicas se han podido valorar diversos constituyentes de losalimentos que se encuentran en concentraciones biocatalticas o aditivos, que sonresponsables del color, aroma y olor, as como tambin la dinmica y regulacin delmetabolismo de los nutrientes o la intervencin de mediadores en la respuesta nutri-tiva.

En 1934, se introdujo en Espaa con carcter voluntario la asignatura deBromatologa y Microbiologa en la Facultad de Farmacia, que se hizo obligatoria en1936 y posteriormente pas a denominarse en el ao 1943, Anlisis Qumico Aplicadoy Bromatologa. La asignatura de Nutricin y Diettica figura como asignatura optati-va en la Licenciatura de Farmacia desde finales de los aos 70 en algunasFacultades, apareciendo como materia troncal en los nuevos planes de estudios deFarmacia, y como optativa, en los de Medicina.

Hacia 1950 y bajo los auspicios de la Unin Internacional de Qumica AnalticaAplicada aparecen las primeras listas positivas de aditivos, acogidas al criterio deprohibir aquellos que no se encuentren recogidos en ellas. En esta lnea, la comisinmixta de la FAO/OMS del Codex Alimentarius recopila las normas internacionalespara proteger la salud del consumidor y asegurar la correccin de las prcticas comer-ciales con los productos alimenticios.

En este sentido, el Cdigo Alimentario Espaol aparece en 1967. La directiva881/82/CEE establece el perfil del futuro Derecho Comunitario de la Alimentacin,segn el cual todas las disposiciones en el mbito alimentario deben garantizar ade-cuadamente la proteccin de la salud de los consumidores y de sus intereses econ-micos as como la buena fe de las transacciones comerciales.

Las primeras recomendaciones dietticas (RDAs), elaboradas por el NationalResearch Council (USA), aparecen en el ao 1943 y pretenden servir de referencia delas necesidades de nutrientes para distintos segmentos de la poblacin, habiendoalcanzado ya la 10 edicin (1989). De forma paralela, se promueve el concepto denutricin clnica basada en principios cientficamente comprobados.

En el momento actual, los alimentos que llegan al consumidor procedentes de lasactividades agrcolas, pesqueras, ganaderas,... deben ser sometidos generalmente auna serie de operaciones y manipulaciones tecnolgicas destinadas a una adecuadaconservacin, almacenamiento, presentacin, transporte, etc. e incluso deben serconsiderados los aspectos ecolgicos de la produccin (desechos nitrogenados, pes-ticidas, etc.). Adems, los alimentos actuales, que en gran parte provienen de la trans-formacin ms o menos profunda de las materias primas, implican la implantacin denuevos mtodos de produccin (empleo de anabolizantes, fertilizantes, etc.), la auto-rizacin del empleo de diferentes aditivos (conservantes, colorantes, estabilizantes,etc.) en beneficio de la aceptabilidad y calidad. La aparicin de nuevos alimentos yprocesos tecnolgicos (concentrados de protenas, extractos vegetales, levaduras,etc.) y nuevas tcnicas de almacenamiento, conservacin, presentacin, etc. ha plan-teado la necesidad de ampliar las tcnicas analticas y el establecimiento de nuevossistemas de control.

En este contexto, los trabajos en Ciencias de los Alimentos consideran los siguien-tes aspectos:

1. aspectos analticos2. aspectos higinico-sanitarios3. aspectos metablicos, dietticos y clnicos4. aspectos tecnolgicos5. aspectos sociales, educativos y de consumo6. aspectos legislativos7. aspectos de investigacin

con los siguientes objetivos:- produccin y elaboracin de alimentos para una alimentacin de la poblacin en

la salud y en la enfermedad;- elaboracin de alimentos nutritivos, de calidad, duraderos, seguros y satisfacto-

rios.

Los avances en Nutricin, Bromatologa, Diettica y Tecnologa de los Alimentos serecogen en diferentes publicaciones de la especialidad. La fundacin y creacin deuna serie de sociedades de mbito nacional e internacional aseguran el progreso, laeducacin y el intercambio de conocimientos en el campo de las Ciencias de losAlimentos.

CAPTULO 2Composicin de los alimentos

Anlisis de alimentos Valor nutritivo de los alimentos

Los alimentos son sustancias de naturaleza compleja que contienen los elementosnecesarios para el mantenimiento de las funciones vitales por el organismo. En laactualidad, se reconocen en los alimentos ms de cuarenta constituyentes esencia-les, entre los que se encuentran los hidratos de carbono, los lpidos, las protenas, losminerales, las vitaminas y el agua.

Anlisis de los alimentos

El anlisis inmediato de alimentos, a travs del esquema de Weende, consiste enuna secuencia de procesos fsico-qumicos, que constituye la base para la descrip-cin, cualitativa y cuantitativa, de la composicin de los alimentos a travs de lasdeterminaciones de humedad (agua), nitrgeno total (protena), fibra bruta (materialno digestible), cenizas (sales) y extractos etreos (componentes liposolubles).

El primer paso consiste en desecar la muestra de alimento en estufa hasta alcan-zar un peso constante, donde la prdida de peso corresponde al contenido acuoso delproducto inicial. A continuacin, a partir de una porcin alcuota desecada se procedea la extraccin con ter de los componentes liposolubles por medio de un equipoSoxhlet, obtenindose tambin en este caso el extracto etreo (grasa) del alimentopor gravimetra diferencial, mientras que el residuo de la extraccin, cuando se inci-nera permite calcular el contenido en cenizas (sales).

Una segunda porcin del material desecado se utiliza para valorar la cantidad deprotena bruta del alimento, por el mtodo Kjeldahl de medida de nitrgeno y multipli-cando por 6,25 este valor, asumiendo que las protenas tienen en promedio un 16%de nitrgeno.

Anlisis inmediato de los alimentos o de Weende

Una tercera fraccin alcuota se digiere sucesivamente con cido sulfrico y conhidrxido sdico durante 30 minutos, donde el material insoluble representa la fibrabruta ms las cenizas.

El clculo de los hidratos de carbono puede hacerse por diferencia respecto al totalde componentes del alimento considerado, denominndose, tradicional pero impreci-samente, a esta fraccin extracto libre de nitrgeno (fundamentalmente constituidapor azcares), en la que tambin se encuentran incluidas las vitaminas hidrosolubles.

Esta marcha analtica no permite determinar todos los nutrientes individualmente,aunque sirve de punto de partida para la identificacin y cuantificacin de la mayorade los nutrientes presentes en los alimentos.

Fraccin Protenas: aminocidos esenciales y no esencialescomponentesnitrogenados No protenas: cidos nucleicos, aminas,

Lpidos simples: triglicridosExtracto etreo Lpidos compuestos: glucolpidos, fosfolpidos,

Lpidos derivados: colesterol, vitaminas liposolubles,

Monosacridos: glucosa, fructosa, Extracto libre Disacridos y oligosacridos: sacarosa, maltosa, de nitrgeno Polisacridos digeribles: almidn y glucgeno

Vitaminas hidrosolubles: vitaminas B y C

Fibra bruta Polisacridos no digeribles: celulosa, lignina,

Cenizas Macrominerales: Ca, P, Microminerales: Fe, Zn, F,

El anlisis especfico de los nutrientes conocidos puede llevarse a cabo mediantediversas tcnicas basadas en propiedades fsico-qumicas de stos, en cuyo caso losresultados se presentan en unidades de peso (g, mg g,). Alternativamente, se hanempleado pruebas biolgicas de utilizacin nutritiva, de un determinado componentede la dieta, con ayuda de animales de experimentacin, y donde los valores aparecencomo porcentajes respecto a un control (Utilizacin proteica, Coeficiente de digestibi-lidad, Valor biolgico, etc.); o tambin ensayos microbiolgicos, que se fundamentanen la medida del crecimiento de cultivos de microorganismos en funcin de ciertosniveles del nutriente en el medio, expresndose en este caso los datos como unida-des internacionales (U.I.).

Las determinaciones del contenido en nutrientes de los alimentos aparecen recopi-ladas en diferentes tablas de composicin de los alimentos, que han sido recogidaspor diferentes organismos internacionales (FAO, INCAP,...), instituciones nacionales(USDA, CSIC,...) o laboratorios de investigacin, algunas de las cules contienen msde 1.500 alimentos con hasta 50 componentes.

Los valores de estas tablas son estimaciones aproximadas y representativas delcontenido en nutrientes de los distintos alimentos; aunque la composicin final depen-de de las variaciones individuales y especficas propias de los productos de origenanimal o vegetal, y tambin de factores genticos, edafolgicos y climticos. Los pro-cesos tecnolgicos, de almacenamiento y de preparacin culinaria tambin puedenafectar al valor nutritivo final de los alimentos ingeridos. El empleo de estas tablasest, en ocasiones, condicionado por la falta de datos de algunos alimentos o nutrien-tes y por la ausencia de consideraciones sobre la biodisponibilidad o de posibles inte-racciones entre nutrientes.

Las tablas de composicin de alimentos pueden utilizarse para comparar el conte-nido en nutrientes de diferentes alimentos, para elaborar dietas equilibradas, paraseleccionar alimentos ricos en determinados nutrientes o para facilitar el intercambioo sustitucin de alimentos con valores nutritivos semejantes.

Valor nutritivo de los alimentos

El valor nutritivo de los alimentos depende de la cantidad y calidad de sus compo-nentes, as como de la presencia o ausencia de sustancias que afecten a su utiliza-cin nutritiva (digestibilidad, absorcin o metabolismo) o con efectos txicos. En estecontexto, los alimentos se han clasificado de acuerdo a su valor nutritivo en lossiguientes cuatro grupos bsicos: grupo de la leche y derivados, grupo de la carne,grupo de las frutas y verduras y grupo del pan y los cereales.

El grupo de la leche incluye no slo leche de diferente origen sometida a diferentestratamientos, sino tambin sus derivados como los quesos, yogures, etc. Estos ali-mentos tienen una alta digestibilidad, que oscila entre el 95-100%, y su valor nutritivose fundamenta en la presencia de protenas de alta calidad y de lactosa, as como enniveles notables de algunos minerales (calcio, fsforo,...), de vitaminas del complejoB y de vitamina A. Ocasionalmente, algunos productos lcteos estn fortificados con

Rueda de los alimentos

vitamina D o hierro y son, por tanto buenas fuentes de esta vitamina o mineral, res-pectivamente.

El grupo de la carne est formado por alimentos heterogneos, pero con valoresnutritivos equivalentes, entre los que se encuentran las carnes y pescados de dife-rente procedencia y naturaleza (ovino, vacuno, caprino, porcino, volatera, productosmarinos,...), los huevos, las legumbres y los frutos secos, cuya digestibilidad vara el70 y el 100%. Los alimentos de este grupo aportan fundamentalmente protenas, quepueden ser de elevado valor biolgico (carne, pescado, huevo) o medio (legumbres)y lpidos con diferente grado de saturacin (grasas animales y vegetales, pescadosazules,....). Tambin estos alimentos son ricos en ciertos minerales como hierro, fs-foro, magnesio, zinc,... y vitaminas del complejo B. Las vsceras son excelentes, fuen-tes de vitaminas liposolubles y los pescados de yodo y flor.

Las frutas y verduras constituyen otro grupo de alimentos cuyo valor nutritivo se atri-buye fundamentalmente al aporte de vitaminas hidrosolubles (B y C), carotenoidesprecursores de vitamina A y minerales (hierro, calcio, magnesio,....), aunque stosdependen de los niveles en el suelo. La digestibilidad de los alimentos de este grupooscila entre el 50 y el 100% debido a la presencia de fibra diettica (material no dige-rible), como pectinas, celulosa, hemicelulosa etc., en distinta proporcin en sus inte-grantes.

El grupo del pan y cereales contiene abundantes hidratos de carbono, de tal formaque estos alimentos son utilizados en el suministro de caloras para la dieta. El valornutritivo del grupo se completa con niveles representativos de algunos minerales (hie-rro, zinc, calcio, magnesio,...) y vitaminas del complejo B. La digestibilidad de los com-ponentes de este grupo es variable, en funcin del contenido en material no degra-dable. Algunos cereales y sus derivados tambin se emplean como proveedores defibra (harinas integrales).

Grupos bsicos de alimentosGRUPO ALIMENTO COMPOSICION DIGESTIBILIDAD VALOR NUTRITIVO

DEL GRUPO

GRUPO DE Leche 87% agua 100% ProtenasLA LECHE 3-4% protenas Ca y P

(casena) Riboflavina3-4% grasa Vitaminas complejo B5% H. de C (lactosa) Vitamina D y A

Queso 15-40% protenas 95-100%5-35% grasa2% lactosa

Yogur 5% protenas 100%1% grasa14% H. de C

GRUPO DE Vacuno 15-20% protenas 85-100% ProtenaLAS CARNES Ovino 8-30% grasa Vitaminas complejo B

Porcino 60-65% agua P, Mg, Fe, ZnAves 20-25% protenas 80-100%

3-8% grasa60-70% agua

Pescado 15-23% protenas 70-100% Adems I y FMariscos 1-15% grasa

0-2% H. de C60-70% agua

Huevos 12-13% protenas 90-100% (+) Colesterol8-12% grasa65% agua

Legumbres 19-24% protenas 90-100% Protena calidad media1-5% grasa Almidn50-60% H. de C Fibra10-20% agua

Frutos secos 15-25% protenas 85-90%45-70% grasa10-20% H. de C2-5% agua

GRUPO DE Verduras 1-5% protenas 50-100% Vitamina CLAS FRUTAS Y 1-2% grasa Vitamina A (carotenos)VERDURAS 2-25% H. de C Vitamina B6

70-90% agua Fe, Mg, Ca, KFibra

Frutas 1-3% protenas 70-100%0-1% grasa5-20% H. de C

GRUPO DEL Pan 8-10% protenas 90-100% FibraPAN Y LOS Harina 1-3% grasa Vitamina B6CEREALES 50-80% H. de C Caloras

10% agua Fe, Ca, MgCereales 6-7% protenasArroz 1-2% grasa

85% H. de C

Azcar (variable) 95-100% CalorasGrasas Vitaminas liposolubles

El azcar (sacarosa) y los aceites (triglicridos) tambin pueden ser importantes enel suministro de caloras de la dieta.

El valor energtico de un alimento o bebida depende de su contenido en hidratosde carbono, lpidos y protenas y es muy variable (Tabla). El agua de un alimento,tiene una gran importancia, ya que no aporta calora alguna y puede representar unafraccin representativa y modificable del alimento. Las bebidas alcohlicas aportan lasdenominadas caloras vacas, as definidas, como consecuencia de que no propor-cionan energa a partir de otros nutrientes energticos, diferentes al alcohol.

CAPTULO 3Utilizacin nutritiva de los alimentos

Nutrientes Concepto de metabolismo Metabolismo de nutrientes

La Alimentacin estudia la forma de proporcionar a cada individuo los alimentos queen cada circunstancia precisa para su adecuado desarrollo o situacin fisiopatolgica.

El aprovechamiento de la dieta o utilizacin nutritiva de los alimentos por el orga-nismo tiene lugar a travs de procesos de ingestin, digestin, absorcin, transportey transformacin de los alimentos para su asimilacin, obtencin de energa y regula-cin de las funciones corporales. En este contexto, se considera alimento a cualquierslido o lquido que aporta, bien:

a) Material combustible para ser utilizado por el organismo como fuente de energapara produccin de calor, movimiento, etc.

b) Material plstico para crecimiento, regeneracin y recambio, reproduccin, etc.c) Sustancias moduladoras necesarias para regular la produccin de energa, pro-

cesos de crecimiento, sntesis, etc.

Nutrientes

Los nutrientes son aquellos elementos bsicos de la dieta, que pueden ser utiliza-dos como material energtico, estructural o como agentes de control de reaccionespropias del organismo y que se encuentran en los alimentos.

Los nutrientes se clasifican en:- Hidratos de carbono o glcidos, cuya funcin primordial consiste en contribuir al

aporte energtico (4 Kcal/g).- Grasas o lpidos, con funciones energticas (9 Kcal/g) y constituyentes del tejido

adiposo y membranas celulares.- Protenas, con valor fundamentalmente estructural, aunque tambin presentan un

valor energtico (4 Kcal/g).- Minerales y vitaminas, que son sustancias moduladoras de las reacciones orgni-

cas y actan como reguladores y catalticos en diferentes procesos. Algunos minera-les pueden tener funciones estructurales.

- Agua, que es considerada por diferentes autores como un nutriente, participandoen funciones reguladoras y estructurales en el organismo.

Concepto de metabolismo

Las clulas del organismo obtienen la energa y los componentes estructurales apartir de los alimentos, mediante un conjunto altamente integrado de procesos fsico-qumicos, que recibe el nombre de metabolismo. Los trminos anabolismo y catabo-lismo hacen referencia a las reacciones de sntesis y degradacin de macromolcu-las propias en el organismo, respectivamente, en las que participan los hidratos decarbono, los lpidos, las protenas, los minerales y las vitaminas y que son responsa-bles de los procesos vitales. Este conjunto de reacciones metablicas estn estre-chamente relacionadas.

Todas estas reacciones se dan de forma integrada, en tiempo y espacio, lo queimplica que las rutas de biosntesis y degradacin se encuentran en una situacin deequilibrio dinmico, es decir, permitiendo una constancia en los componentes celula-res. Adems, facilitan el recambio de los componentes del organismo.

El metabolismo requiere una regulacin precisa de las diferentes etapas del mismo,lo que se consigue fundamentalmente a travs de la existencia de enzimas, la com-partimentalizacin celular, la carga energtica y la diferenciacin entre vas de snte-sis y degradacin. Otros factores que intervienen en la regulacin son las vitaminas,los minerales, los neurotransmisores y las hormonas.

Reacciones destinadas a la obtencin de energa

Los procesos de obtencin y almacenamiento de energa ocurren por la oxidacin(combustin) de los nutrientes contenidos en los alimentos, gracias a una serie dereacciones de carcter degradativo de los glcidos (glucolisis), lpidos (lipolisis) y pro-tenas (proteolisis) y que concluyen con produccin de anhdrido carbnico, agua ycaloras, a travs del ciclo del cido ctrico, y en los que tambin participan ciertosminerales y vitaminas.

Las reacciones que presentan un balance de energa libre negativo (AG < 0) se pro-ducen de forma espontnea; es decir, son aqullas cuya realizacin implica la pro-duccin de energa. Existen transformaciones qumicas que son termodinmicamen-te desfavorables, pero asociadas a otras reacciones, pueden tener lugar de forma glo-bal.

Rutas metablicasde las protenas

Rutas metablicasde los carbohidratos

Rutas metablicasde las grasas

La energa obtenida a partir de los alimentos se destina al mantenimiento de las fun-ciones fisiolgicas (metabolismo basal), a la accin termognica de los alimentos (pro-duccin de calor tras la ingestin de alimentos) y a la actividad fsica que cada indivi-duo desarrolla (sedentaria, moderada o activa). El consumo de energa depende delpeso, la talla, la edad y el sexo. Esta energa se utiliza primordialmente para el man-tenimiento del tono muscular, el transporte activo, la ampliacin y transmisin deseales, la biosntesis de macromolculas y la conservacin de la temperatura cor-poral. Una parte de esta energa se transforma en adenosn trifosfato (ATP) que esconsiderado como la unidad de intercambio energtico del organismo, o se acumulacomo grasa.

Intercambio o transformacin de materia

En el organismo, adems de las reacciones destinadas a la obtencin de energa,existen procesos de sntesis y degradacin de macromolculas. Los procesos de sn-tesis o reacciones anablicas consisten en la formacin de molculas complejas porunin y polimerizacin de unidades ms elementales. As, estos procesos participanen la formacin de glucgeno a partir de glucosa, de triglicridos desde cidos grasosy glicerol, de protenas a partir de aminocidos y finalmente, cidos nucleicos desdeazcares y molculas nitrogenadas.

En las clulas, tambin coexisten reacciones catablicas, que permiten obtenercierta cantidad de energa y la formacin de molculas centrales del metabolismo(agua, acetil CoA, cido pirvico) o productos finales para su eliminacin (NH3, urea,CO2).

Por otra parte, los procesos de sntesis y degradacin de las distintas macromol-culas, en particular de las protenas, intervienen en una mejor adaptacin al creci-miento y a las condiciones cambiantes del medio

Transmisin gentica

Algunas de las reacciones que ocurren en el organismo pueden jugar un papelimportante en el mantenimiento, la elaboracin y la transmisin de material gentico(DNA y RNA), participando en los procesos de regeneracin, adaptacin y reproduc-cin.

Metabolismo de nutrientes

El estudio de las transformaciones fsico-qumicas de los hidratos de carbono ymonosacridos, lpidos y cidos grasos, protenas y aminocidos, as como el meta-bolismo energtico y el papel de algunos minerales y vitaminas, pone de manifiesto laposible interconversin entre carbohidratos y protenas. Mientras que la transforma-cin de las grasas en hidratos de carbono o protenas tiene lugar slo de forma par-cial.

Este conjunto de reacciones tiene lugar en distintas clulas, tejidos y rganos, per-mitiendo el crecimiento, la obtencin de energa y el mantenimiento de las funcionescelulares y la homeostasis corporal.

Utilizacin nutritiva de los hidratos de carbono

Los hidratos de carbono, glcidos o azcares, son qumicamente aldehdos o ceto-nas polihidroxilados o productos derivados de ellos. Los hidratos de carbono conimportancia nutritiva incluyen los monosacridos (glucosa, fructosa, galactosa,...),disacridos (sacarosa, lactosa,...) y polisacridos (glucgeno, almidn,...) y, van adesempear un papel fundamentalmente energtico, aunque tambin intervienen enla sntesis de nuevas sustancias (heparina, ribosa). La fibra diettica est constituidapor material de naturaleza hidrocarbonada, que no puede ser digerido, pero que juegaun papel muy importante en la regulacin de la fisiologa intestinal.

La utilizacin metablica de los glcidos requiere: procesos digestivos de transfor-macin de azcares complejos (almidones) en disacridos y monosacridos en laboca por medio de una amilasa salival (ptialina); el medio cido del estmago; dife-rentes amilasas intestinales y pancreticas; y su paso a la sangre por absorcin a tra-vs de las clulas mucosales del intestino por transporte activo y difusin pasiva.Posteriormente, en los tejidos tienen lugar diferentes reacciones oxidativas para obte-ner energa por medio del ciclo de Krebs o de interconversin en otros nutrientes.Adems de la dieta, el control del metabolismo de los glcidos se realiza fundamen-talmente por medio de la insulina, aunque otras hormonas como los glucocorticoides,la tiroxina, el glucagn, las catecolaminas y la somatotropina, tambin participan ensu regulacin, a travs de cambios en los procesos de glucolisis, glucognesis y glu-coneognesis.

Factores y situaciones hiperglucemiantes Factores y situaciones hipoglucemiantes

- Alimentacin - Ayuno- Diabetes - Insulina- Sedentarismo - Actividad fsica- Glucocorticoides - Deficiencias hormonales- Hormona de crecimiento - Antidiabticos orales- Adrenalina- Glucagn- Frmacos

Metabolismo de los hidratos de Carbono en situaciones postabsortivas

metabolismo de los hidratos de Carbono en situaciones de ayuno

HIDRATOS DE CARBONOSon compuestos qumicos que contienen C, H y O en la proporcin CH20.

CLASIFICACINMonosacridos (C6H12O6)

- Glucosa- Fructosa- Galactosa

Disacridos (C12H22O11)- Sacarosa (glucosa + fructosa)- Lactosa (glucosa + galactosa)- Maltosa (glucosa + glucosa)

Polisacridos Cn (H2O)n-1- Almidn- Glucgeno- Celulosa

FUNCIONES- Fuente de energa (4 Kcal/g)- Funcin moduladora de protena (ahorro)- Funcin moduladora de grasas (ahorro)- Sntesis de nuevos compuestos (heparina, RNA, DNA, etc.)- Estructural (celulosa)- Fibra en la dieta

FUENTES- Cereales- Legumbres- Leche (lactosa)- Frutas y verduras- Dulces

REQUERIMIENTOS- No se han establecido lmites mnimos de ingestin- Son funcin del Metabolismo basal + Actividad fsica- Existen variaciones de edad, sexo, situacin fisiopatolgica- Recomendaciones

- al menos 100-125 g/da- 50-60% ingesta calrica deben ser H. de C- Preferiblemente 40-50% polisacridos y 10% azcares refinados

ENFERMEDADES RELACIONADAS- Caries- Diabetes- Obesidad

Utilizacin nutritiva de los lpidos

Las grasas o lpidos constituyen un grupo estructuralmente heterogneo de mol-culas, pero con caractersticas comunes en cuanto a solubilidad, ya que son prctica-mente inmiscibles en agua, pero solubles en disolventes orgnicos. Los triglicridos,steres de un polialcohol (glicerol) con tres cidos grasos, son los ms abundantes enla dieta, perteneciendo tambin a este grupo los fosfolpidos, las lipoprotenas, elcolesterol, etc.

Metabolismo de los lpidos en situaciones postabsortivas

Metabolismo de los lpidos en situaciones de ayuno

LIPIDOSSon compuestos orgnicos formados por C, H, O, insolubles en H20

CLASIFICACINLpidos Simples

- Acidos grasos: no saturados y saturados- Grasas neutras: triglicridos- Ceras: steres con alcoholes de cadena larga

Lpidos Compuestos- Fosfolpidos- Glucolpidos- Lipoprotenas

Lpidos Derivados- Colesterol- Esteroides- Vit. A, D, E, K- Sales biliares

FUNCIONES- Componentes del organismo: tejido adiposo, membranas...- Fuente de energa (9 Kcal/g)- Reserva protena- Transporte y absorcin de vitaminas- Sntesis de nuevas molculas: colesterol, esteroides, etc.- Aislamiento, saciedad, palatabilidad, etc.

FUENTES- Mantequilla, margarina, aceite- Carne, pescado graso, volatera y huevo- Productos lcteos

REQUERIMIENTOS- Acido linoleico (2-6 %) de la ingesta calrica. Es esencial.- Recomendaciones

- 30% caloras de la dieta de origen lipdico- Repartidas: 7-10% Ac. grasos saturados

10-15% Ac. grasos monoinsaturados8-10% Ac. grasos poliinsaturados

- Reducir el colesterol de la dieta ( < 300 mg/da)

ENFERMEDADES RELACIONADAS- Obesidad- Arterioesclerosis- Pancreatitis, hepatitis- Esteatorrea

En su mayor parte, estas sustancias constituyen elementos de reserva energticay proteccin en el ser vivo, aunque algunos lpidos complejos forman parte estructu-ral de las membranas biolgicas, participando activamente en diversos aspectos de lafisiologa celular como la sntesis de nuevas molculas (hormonas esteroideas y salesbiliares) y en el transporte y absorcin de ciertas vitaminas. La utilizacin digestiva deestos nutrientes comienza por la accin de enzimas pancreticos (lipasas), mientras

que las sales biliares facilitan su absorcin como cidos grasos a nivel intestinal. Laparte ms importante del metabolismo lipdico tiene lugar en el hgado, bajo un con-trol fundamentalmente endocrino en el que intervienen la insulina, las hormonas tiroi-deas, la hormona de crecimiento y la adrenalina, y que tambin est sujeto a lascaractersticas de la alimentacin.

Factores y situaciones lipognicas Factores y situaciones lipolticas- Alimentacin - Ayuno- Insulinemia - Hipertiroidismo- Sedentarismo - Ejercicio

- Hormona de crecimiento- Agonistas -adrenrgicos

Utilizacin nutritiva de las protenas

Las protenas estn constituidas por secuencias lineales de aminocidos conamplia variabilidad estructural y con funciones biolgicas muy diversas. A diferenciade los polisacridos, que suelen ser polmeros repetitivos de uno o dos monmerosnicamente, casi todas las protenas contienen series formadas por 20 aminocidosdiferentes, en el caso de las protenas simples, mientras que las protenas conjuga-das pueden estar integradas tambin por metales, azcares, cidos, etc. Los amino-cidos denominados esenciales (fenilalnina, histidina, isoleucina, leucina, lisina,metionina, treonina, triptfano y valina) no pueden ser sintetizados a travs de reac-ciones metablicas por el propio organismo y deben ser suministrados por la dieta.

Metabolismo de las protenas en situaciones postabsortivas

La polivalencia funcional de estos nutrientes va desde la participacin en la estruc-tura, crecimiento y fisiologa celulares (papel fundamental), hasta su utilizacin confines energticos en determinadas situaciones y como reguladores del equilibrioosmtico, hdrico, cido-base o del transporte de oxgeno (hemoglobina). tambin sonprotenas las enzimas, algunas hormonas, la albmina y las inmunoglobulinas, queintervienen en la regulacin homeosttica del organismo.

Las protenas se degradan parcialmente por la digestin a nivel del estmago porel cido clorhdrico y con enzimas proteolticos como la pepsina; posteriormentesufren un nuevo ataque enzimtico en el intestino delgado por la tripsina y quimiotrip-sina pancreticas y las peptidasas mucosales. Los aminocidos resultantes de ladigestin de las protenas se absorben por transporte activo y difusin pasiva parafinalmente alcanzar el hgado.

Metabolismo de las protenas en situaciones de ayuno

PROTEINAS

RI

Unidad estructural: Aminocido NH2 C COOH (16% de N2)IH

CLASIFICACIN1. Protenas simples: albmina, globulinas, colgeno, ...2. Protenas conjugadas:

- Lipoprotenas- Glucoprotenas y mucoprotenas- Metaloprotenas- Cromoprotenas- Fosfoprotenas- Nucleoprotenas

3. Protenas derivadas

FUENTES- Primarias: Carne, pescado, huevos y lcteos- Secundarias: Cereales y legumbres

FUNCIONES1. Constituyentes estructurales del organismo y de secreciones2. Mantenimiento y crecimiento3. Aporte energtico (4 Kcal/g)4. homeostasis:

- Balance hdrico, cido-base- Transporte lpidos (lipoprotenas), 02 (Hb)- Enzimas, Hormonas, Inmunoglobulinas

5. Sntesis compuestos nitrogenados: creatinina, bases pricas, porfirina, ...

REQUERIMIENTOS1. Las necesidades son funcin de la calidad de la protena ingerida y situacin fisiolgica o

patolgica2. Aminocidos esenciales (3-16 mg/Kg)

(His, Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Thr, Trp, Val)3. Protena (2,2 g/Kg lactantes; 0,8 g/Kg en adultos)4. Protena/calora: Esta relacin debe representar al menos 5%

Normalmente 10-12%

ENFERMEDADES RELACIONADAS- Kwarsiorkor: Dficit protena- Marasmo: Dficit protena + energa- Fenilcetonuria: Error innato por dficit del enzima

(que transforma Phe en Tyr.)- Gota: Depsito Ac. rico procedente purinas

Los aminocidos de la dieta pueden formar parte de las protenas corporales o sufrirprocesos de transaminacin y desaminacin en el hgado, donde pueden intercon-vertirse en glucosa o grasas o, alternativamente destinarse a la obtencin de energa.Los aminocidos de la sangre o de las protenas hepticas y plasmticas pueden ser-vir de substratos para la sntesis de protenas tisulares, dado que en la protena cor-poral existe una gran capacidad de renovacin. Los procesos degradativos de las pro-tenas dan lugar a molculas de amonaco, que se eliminan por la orina, tras su inte-gracin en el ciclo de la urea. Las reacciones metablicas propias de las protenasestn bajo un control neuroendocrino en el que participa el sistema nervioso autno-mo as como la insulina, los corticoesteroides, la somatotropina, la tiroxina, etc., que

pueden afectar a las procesos de sntesis y degradacin proteica y son funcin de lanutricin (valor calrico, as como la cantidad y calidad de la protena), el tejido espe-cfico y la situacin fisiopatolgica.

Factores y situaciones anablicas Factores y situaciones catablicas- Alimentacin - Ayuno- Testosterona - Glucocorticoides- Insulina - Hormonas tiroideas ( concentracin)- Hormona de crecimiento- Ejercicio

Utilizacin nutritiva de los minerales

Los minerales son los elementos inorgnicos de la dieta y se caracterizan por seresenciales para el organismo; Es decir, porque no pueden ser sintetizados por elmismo, debiendo formar parte regularmente de la alimentacin diaria. La deficienciade minerales en la dieta provoca enfermedades carenciales especficas, que suelencorregirse con su suplementacin en la misma.

Se pueden distinguir dos grupos de minerales:- Macrominerales, cuya concentracin en el organismo es superior al 0,005% del

peso corporal. En este grupo se incluyen el calcio, fsforo, magnesio, sodio, potasio,cloro y azufre.

- Microminerales o elementos traza, cuya concentracin en el organismo es inferioral 0,005% del peso corporal. En este grupo se incluyen elementos como el hierro,zinc, cromo, selenio, yodo, flor, etc.

Los minerales participan en diferentes funciones de regulacin metablica propiasde la homeostasis corporal como coenzimas, cofactores, etc. Tambin intervienen enla regulacin del balance hdrico en el equilibrio cido-base y en el mantenimiento dela presin osmtica.

Cantidad presente Principales funcionesMineral cuerpo adulto (g) Fuentes dietticas en el organismo Deficiencia Exceso

Calcio 1.500 Leche, queso, verduras, Formacin de huesos y Crecimiento detenido No registrado en elhueso (99%) legumbres secas dientes. Coagulacin de Raquitismo, Osteoporosis, hombre

la sangre. Transmisin Convulsionesnerviosa

Fsforo 860 Leche, queso, carne, Formacin de huesos Debilidad, desmineralizacin Erosin de la mandbulahueso (80%) volatera, cereales y dientes. Equilibrio del hueso. (mandbula porosa)

cido-base Prdida de calcioAzufre 300 Aminocidos sulfurados Constituyente de sustancias Relacionado con la ingestin Un exceso de ingestin

pelo, piel (metionina y cistena) titulares activas de y deficiencia de de aminocidos sulfuradospresentes en las cartlagos y tendones aminocidos sulfurados conduce a unprotenas de la dieta crecimiento escaso

Potasio 180 Carnes, leche, Equilibrio cido-base. Debilidad muscular. Debilidad muscular.Liq. intracel. muchas frutas Equilibrio hdrico del Parlisis Muerte

cuerpo. Funcin nerviosaCloro 74 Sal comn Formacin de jugo gstrico. Calambres musculares

Liq. extracel. Equilibrio Apata mental. Reduccin Vmitoscido-base del apetito

Sodio 64 Sal comn Equilibrio cido-base Calambres musculares. Elevada tensinhueso, Equilibrio hdrico del Apata mental. Reduccin sanguneaLiq. extracel. cuerpo. Funcin nerviosa del apetito

Magnesio 25 Cereales integrales, Activa las enzimas, interviene Fallos en el crecimiento. Diarreahueso verduras de hoja verde en la sntesis Alteraciones del comportamiento

proteica Debilidad, EspasmosHierro 4,5 Huevos, carnes magras, Constituyente de la Anemia ferropnica Siderosis, Cirrosis

Hb (75%) legumbres, cereales hemoglobina y de enzimas (debilidad, menor resistencia hepticaintegrales, verduras que intervienen en el a las infecciones)

metabolismo energticoFlor 2,6 Agua de bebida, t, Puede ser importante para Mayor frecuencia de Dientes moteados, aumento

dientes, hueso caf el mantenimiento de la prdida de los dientes de la densidad del huesoestructura de los huesos Alteraciones neurolgicas

Zinc 2 Ampliamente distribuido Constituyente de las Fallos en el crecimiento Fiebre, nusea, vmitostejido en los alimentos enzimas implicados en la Deficiencia glndula diarrea

digestin sexualCobre 1 Carnes, agua de Constituyente de Anemia, alteraciones Cuadro metablico raro

bebida enzimas asociadas con el seas (rara en el (enfermedad de Wilson)metabolismo del hierro hombre)

Silicio 0,024 Ampliamente distribuido Funcin desconocida No registrada para el Enfermedades profesionales:Vanadio 0,018 en los alimentos (esenciales para los hombre Silicio: silicosisEstao 0,017 animales) Vanadio: irritacin pulmonarNquel 0,01 Estao: vmitos

Nquel: neumona agudaSelenio 0,013 Mariscos, carnes y Funciones relacionadas Anemia (rara) Desrdenes gastrointestinales,

cereales estrechamente con la irritacin de losvitamina E pulmones

Manganeso 0,012 Ampliamente distribuido Constituyente de enzimas En los animales: crecimiento Envenenamiento en lasen los alimentos (sobre que intervienen en la deficiente, alteraciones minas de manganeso:todo, vegetales) sntesis de grasas del sistema nervioso, enfermedad generalizada

anormalidades en del sistema nerviosola reproduccin

Yodo 0,011 Pescados y mariscos, Constituyentes de las Bocio (tiroides La ingestin de cantidadestiroides productos lcteos, hormonas tiroideas hipertrofiado) muy elevadas disminuye

muchas verduras la actividad tiroideaMolibdeno 0,009 Legumbres, cereales, Constituyente de No registrada en el Inhibicin de enzimas

menudillos algunas enzimas hombreCromo 0,006 Grasas, aceites vegetales, Interviene en el metabolismo Fallos en la capacidad Enfermedades profesionales:

carnes, agua de la glucosa de metabolizacin de la daos en la piely energtico glucosa y riones

Cobalto 0,0015 Carne y menudillos, Constituyente de la No registrada en el Enfermedad profesional:leche vitamina B12 hombre dermatitis y enfermedad

eritrocitariaAgua 40.000 (60% del Alimentos slidos, Transporte de nutrientes. Sed, deshidratacin Dolores de cabeza,

peso corporal) lquidos, agua de bebida Regulacin de la temperatura. nusea. Edema. TensinParticipa en las reacciones sangunea elevadametablicas

Los elementos minerales esenciales

MINERALES

Nutrientes que son los elementos qumicos en su forma inorgnica, y que comportan lassiguientes propiedades:

- Son esenciales y deben ser incluidos en cantidades adecuadas en la dieta(en general muy pequeas).

- Su ausencia origina estados deficitarios especficos, que son corregidos porsu adicin a la dieta.

- Su concentracin en los distintos tejidos suele ser semejante en diferentesespecies.

CLASIFICACIN- Macronutrientes ( > 0,005% peso corporal): Ca, P, Mg, Na, K, Cl, S.- Micronutrientes ( < 0,005% peso corporal): Fe, Zn, F, I, Co.

FUNCIONES GENERALES- Estructura sea y dental- Regulacin balance hdrico, cido-base, presin osmtica- Componentes de enzimas, cofactores, etc. del metabolismo intermediario.- Excitabilidad nerviosa, contraccin muscular, transporte ...

REQUERIMIENTOS- Ca, P, Mg, Na, Cl, K, S > 100 mg/da.- Zn, Fe, I, F, Cu, Co, Cr < 20 mg/da.- Si, Sn, Mo, Va, Mn ... (trazas).

FUENTESEn numerosos alimentos como sales, iones, etc. y bebidas.

Algunos minerales como el calcio y el fsforo son elementos estructurales del huesoy juegan funciones importantes para el organismo como la participacin en la con-traccin muscular o en la Excitabilidad nerviosa, junto al sodio, potasio y cloro. Losmicrominerales suelen tener misiones especficas en el metabolismo y tambin parti-cipan en la respuesta inmune, en distintos sistemas enzimticos, en el crecimientocelular, etc.

Utilizacin nutritiva de la vitaminas

Las vitaminas son un grupo heterogneo de sustancias, caracterizado por su inter-vencin en la regulacin de diferentes reacciones metablicas. Estos constituyentesde los alimentos son esenciales para el organismo, debindose aportar diariamenteen la dieta. En estados carenciales, su suplementacin da lugar a una reversin rpi-da de los sntomas de deficiencia asociados. Las distintas vitaminas se clasifican deacuerdo a su solubilidad, en dos grupos:

- Vitaminas liposolubles, cuyas propiedades metablicas son:- Absorcin mediada por sales biliares- Posible almacenamiento- Excrecin a nivel fecal

En este grupo se incluyen la vitamina A o antixeroftlmica, la vitamina D o antirra-qutica, la vitamina E y la vitamina K o antihemorrgica

- Vitaminas hidrosolubles, cuyas propiedades metablicas son:- Absorcin por difusin pasiva o transporte activo- Almacenamiento bajo o nulo- Excrecin a nivel urinario

En este grupo se encuentra la vitamina C o antiescorbtica y el complejo vitamni-co B integrado por la tiamina o vitamina antineurtica, la riboflavina, la niacina o factorPP, la biotina, el cido pantotnico, la piridoxina o vitamina B6, el cido flico y la coba-lamina o vitamina B12.

La funcin primordial de las vitaminas es participar en el (control del metabolismolipdico, proteico, hidrocarbonado, mineral y energtico, aunque algunas de ellas tie-nen actividades especficas. As, la vitamina C interviene en la formacin de colge-no, la vitamina A es necesaria para la visin y el crecimiento, la vitamina D es nece-saria para la formacin de hueso, la vitamina K participa en los procesos de coagula-cin sangunea, ciertas vitaminas del complejo B (cido flico, B6, B12) contribuyen ala formacin y maduracin de los glbulos rojos, previniendo la anemia, etc.Utilizacin nutritiva del agua

El agua es necesaria para la vida, participando en funciones estructurales, regula-doras del equilibrio cido-base, osmtico, etc. y otras reacciones celulares, as comoen el mantenimiento de la temperatura corporal.

El organismo dispone de varios mecanismos neuroendocrinos que permiten con-trolar el volumen y la composicin de los fluidos corporales.

Principales funciones en elVitaminas Fuentes dietticas organismo Deficiencia ExcesoHIDROSOLUBLESVitamina B1 Cerdo, carne, menudillos Coenzima (tiaminpirofosfato) Beriberi (cambios en los Ninguno registrado(tiamina) cereales integrales, legumbres de reacciones de nervios perifricos, edema,(antineurtica) descarboxilacin fallo cardaco)Vitamina B2 Ampliamente distribuidos Constituyente de dos coenzimas Labios enrojecidos, fisuras Ninguno registrado(riboflavina) en los alimentos flavin-nucleotdicos en los bordes de la boca

que intervienen en el metabolismo (queilosis), lesiones ocularesenergtico (FAD y FMN)

Niacina Hgado, carnes magras, Constituyente de dos coenzimas Pelagra (lesiones cutneas Sonrojamiento, quemazn(PP) cereales, legumbres (puede que intervienen en y gastro-intestinales, y picores alrededor del

sintetizarse a partir de reacciones de xido-reduccin desrdenes nerviosos cuello, cara y manostriptfano) (NAD y NADP) y mentales)

Vitamina B6 Carnes, verduras, cereales Coenzima (fosfato de piridoxal) Irritabilidad, convulsiones, Ninguno registrado(piridoxina) integrales, legumbres y que interviene en el metabolismo temblores musculares,

yema de huevo de aminocidos dermatitis perioculares,litiasis renal

Acido Ampliamente distribuido en Constituyente de la coenzima A, Fatiga, trastornos del sueo, Ninguno registradopantotnico los alimentos que desempea un papel central fallos de coordinacin,

en el metabolismo energtico nusea (rara en el hombre)Acido flico Legumbres, verduras verdes, Coenzima (reducida) que Anemia, anomalas Ninguno registrado

productos de trigo integral interviene en la transferencia gastrointestinales, diarrea,de unidades individuales de lengua rojacarbono en el metabolismode aminocidos y cidos nucleicos

Vitamina B12 Carnes, huevos, productos Coenzima que interviene en la Anemia perniciosa, Ninguno registrado(Cobalamina) lcteos (no presente en transferencia de grupos metilo desrdenes neurolgicos(F. Extrins.) alimentos de origen vegetal) en el metabolismo, sntesis

de cidos nucleicosBiotina Legumbres, verduras, carnes Coenzima necesaria para la Fatiga, depresin, nusea, Ninguno registrado(Vit. H) sntesis de grasas, metabolismo dermatitis, dolores

de los aminocidos y formacin muscularesde glucgeno (almidn animal)

Vitamina C Ctricos, tomates, Mantiene la matriz intercelular Escorbuto (degeneracin de Relativamente atxica.(cido ascrbico) pimientos verdes, lechuga, del cartlago, hueso y dentina. la piel), dientes, vasos Posibilidad de litiasis renal(antiescorbtica) patata Importante para la sntesis sanguneos, hemorragias

del colgeno epitelialesLIPOSOLUBLESVitamina A Provitamina A (beta-caroteno) Constituyente de la rodopsina Xeroftalmia (queratinizacin Dolor de cabeza, vmitos,(retinol) ampliamente distribuida (pigmento visual). Mantenimiento del tejido ocular), ceguera descamacin de la piel,(antixeroftmlica) en los vegetales verdes. El de los tejidos epiteliales. nocturna, ceguera permanente anorexia, hinchazn de los

retinol presente en la leche, Desempea un papel importante huesos largosmantequilla, quesos, hgado, en la sntesis de mucopolisacridosmargarina enriquecida

Vitamina D Aceite de hgado de bacalao, Promueve el crecimiento y Raquitismo (deformidades Vmitos, diarrea, prdida(antirraqutica) huevos, productos lcteos, mineralizacin de los huesos. seas), en los nios. de peso, trastornos renales

leche enriquecida y margarina Aumenta la absorcin de calcio Osteomalacia en adultosVitamina E Semillas, vegetales de hojas Acta como un antioxidante Posiblemente, anemia Relativamente atxica(tocoferoles) verdes, margarina, aceites evitando daos a la(antiesterilidad) membrana celularVitamina K Verduras de hojas verdes. Importante para la coagulacin Deficiencias condicionadas Relativamente atxica. Las(filoquinona) Pequeas cantidades en de la sangre (interviene asociadas con graves formas sintticas a dosis(antihemorrgica) cereales, frutas y carnes, en la formacin de hemorragias. altas pueden provocar

hgado, salvado de trigo protrombina activa) Hemorragias internas ictericia

Las vitaminas

Las vitaminas son molculas orgnicas que se necesitan en muy pequeas cantidades en la dieta de los animales superiores. La mayora de las vitaminas hidrosolubles(complejo vitamnico B) actan como coenzimas (o catalizadores orgnicos); las cuatro vitamminas liposolubles (A, D, E y K) tienen funciones ms diferenciadas. Aunqueun aporte bajo de vitaminas puede dar lugar a una enfermedad carencial, el uso indiscriminado de preparados vitamnicos de gran potencia puede acarrear tambin efec-tos perniciosos. la vitamina C es hidrosoluble.

VITAMINAS

Este grupo de nutrientes engloba molculas orgnicas muy diferenciadas entre s y que renenlas siguientes caractersticas:

- Son necesarias en muy pequeas cantidades para crecimiento y funcin- Su ausencia en la dieta origina estados carenciales especficos que son

subsanados con su inclusin en la dieta- Deben estar incluidas en la dieta, ya que el organismo no las puede sintetizar, o

lo hace en cantidades insuficientes

CLASIFICACINHidrosolubles:

- Absorcin: transporte activo y difusin- Almacenamiento: pequeo o nulo- Excrecin: por orinaIncluye el complejo B (vitaminas interrelacionadas con funciones en elmetabolismo energtico) y Vitamina C.

Liposolubles:- Absorcin: mediada por sales biliares- Almacenamiento: en hgado, depsitos grasos- Excrecin: fecalIncluyen las vitaminas A, D, E y K

FUNCIONES GENERALES- Regulacin del metabolismo hidrocarbonado, lipdico y proteico- Regulacin del metabolismo mineral

Utilizacin nutritiva del alcohol

El alcohol presente en las bebidas alcohlicas es una sustancia liposoluble e hidro-soluble y es absorbido fcilmente a travs de la membrana celular. As, el alcohol seabsorbe tanto a nivel del estmago como del intestino y pasa rpidamente a la san-gre.

La ingesta de alcohol puede interferir con la ingesta de otros nutrientes energticos,ya que aporta 7,1 Kcal/g siendo ste prcticamente su nico valor nutritivo.

El alcohol se metaboliza a nivel heptico por medio de la alcohol-deshidrogenasa yla acetaldehdo-deshidrogenasa, que lo transforman en acetilcoenzima A que puedeser empleado como sustrato energtico o en la sntesis de cidos grasos, etc.

La eliminacin de alcohol tiene lugar a travs de los pulmones (CO2) y de la orina(H2O) en funcin de la alcoholemia, tras su utilizacin metablica.Integracin del Metabolismo

El conjunto de reacciones metablicas que tienen lugar en el organismo estnestrechamente relacionadas. As, existen interacciones entre el metabolismo de loshidratos de carbono y monosacridos, lpidos y cidos grasos, protenas y aminoci-dos, as como de los minerales y vitaminas que permiten su transformacin e inter-

conversin a travs de procesos anablicos y catablicos para el mantenimiento delas funciones vitales (homeostasis, crecimiento, reproduccin, etc.).

Adems, la integracin de las reacciones del metabolismo lleva asociada una com-pleja secuencia de reacciones para la obtencin y almacenamiento de energa enforma de ATP a travs del ciclo de Krebs.

Este conjunto est sujeto a una regulacin especfica por parte del sistema neuro-endocrino, en el que participan hormonas, mediadores, factores de crecimiento, enzi-mas neurotransmisores, etc., en funcin de la situacin, fisiolgica, nutritiva, patolgi-ca, etc. as como directamente a travs de la dieta.

Acitividad metablica durante el estado normal absortivo (hiperinsulnico)posabsortivo (hipoinsulnico)

Combustibles Estadometablicos metablico Hgado Clula adiposa Msculo

Hidratos de Postabsortivo sntesis de glucgeno captacin de glucosa captacin de glucosacarbono glucolisis metabolismo de glucosa gluclisis

fl gluconeognesis sntesis de glucgeno

Ayuno glucogenolisis fl captacin de glucosa fl captacin de glucosafl glucolisis fl metabolismo de glucosa fl glucolisis gluconeognesis glucogenolisis liberacin de glucosa

Grasas Postabsortivo sntesis de cidos grasos captacin de cidos fl captacin de cidosfl -oxidacin grasos grasos sntesis de triglicridos sntesis de triglicridos fl oxidacin de cidos

sntesis de cidos grasos grasosfl lipolisis

Ayuno fl lipognesis fl sntesis de triglicridos captacin de cidos captacin de cidos lipolisis grasos

grasos liberacin de cidos oxidacin de cidos -oxidacin grasos grasos cetognesis

Protenas Postabsortivo fl catabolismo de captacin de aminocidosaminocidos sntesis de protenas

Ayuno liberacin de proteolisisaminocidos liberacin de aminocidos

catabolismo deaminocidos

CAPTULO 4Balance energtico: peso y composicin corporal

Valor energtico de los alimentos Metabolismo energtico Consumo energtico: definicin Balance energtico: criterios metablicos Peso y composicin corporal: evaluacin Nutricin y balance energtico

Valor energtico de los alimentos

La energa, definida como la capacidad para realizar un trabajo, se puede obtenera partir de los hidratos de carbono, lpidos, protenas y del alcohol presentes en losalimentos y bebidas.

Las unidades tradicionales de medida de la energa o valor calrico de los alimen-tos son las Kilocaloras (Kcal), popularmente conocidas como Caloras, y representanla cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un Kg de agua en 1C.Actualmente, los cientficos tienden a utilizar los Kilojulios (KJ). As, 1 Kcal equivale a4, 2 KJ (1 KJ = 0, 24 Kcal).

La energa bruta de un alimento depende de su contenido en nutrientes energticosy puede determinarse a partir de una bomba calorimtrica, que cuantifica el calor pro-ducido por la combustin de los nutrientes en presencia de oxgeno.

Los hidratos de carbono, grasas, protenas de la dieta y el alcohol de las bebidassuministran en sus molculas al organismo, la energa asociada a sus enlaces qumi-cos, segn la ecuacin:

Nutrientes + O2 > CO2 + H20 + Energa (calor, ATP, etc.)La cantidad de calor liberada en la oxidacin de glcidos, grasas y alcohol, en la

bomba calorimtrica es prcticamente equivalente a laenerga obtenida por el organismo, mientras que la oxi-dacin de las protenas, a nivel celular, es incompleta.En este ltimo caso, se produce tambin urea y amo-niaco como productos finales en el organismo.

El valor calrico bruto, medido con la bomba calorim-trica, para diferentes hidratos de carbono oscila entre3,9 y 4,2 Kcal/g, en las protenas entre 5,2 y 5,9 Kcal/gy en los lpidos entre 9,2 y 9,5 Kcal/g, mientras que elalcohol aporta 7,1 Kcal/g.

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El concepto de energa digestible aparente (DE), definido como la energa brutamenos la energa fecal (valor calrico de nutrientes no absorbidos y perdidos en lasheces) se ha establecido debido a que el tracto gastrointestinal no digiere y absorbetotalmente todos los componentes presentes en los alimentos. La digestibilidad de losnutrientes vara entre el 92% para las protenas, el 95% para las grasas y el 97% paralos glcidos, mientras que para el alcohol es prcticamente completa (100%).

La energa metabolizable (ME) se define como la energa digestible menos la ener-ga perdida en la orina debido a un aprovechamiento incompleto de los nutrientes. Laenerga remanente en la orina que procede del metabolismo de las grasas e hidratosde carbono, es de poca importancia, mientras que la energa perdida por el metabo-lismo incompleto de las protenas es del orden de 1,25 Kcal/g y es atribuible funda-mentalmente al valor calrico del amoniaco y de la urea eliminados en la orina.

La energa neta (NE) considera el incremento trmico o coste energtico asociadoa la utilizacin de los alimentos, por lo que se define como la energa metabolizablemenos las prdidas en forma de calor.

La estimacin del valor energtico de los nutrientes y del alcohol, til desde el puntode vista nutritivo, debe considerar la fraccin digestible en el alimento o prdidas enlas heces y las prdidas de energa en la orina, por lo que se han establecido los valo-res fisiolgicos de combustin o de energa metabolizable para las protenas e hidra-tos de carbono en 4 Kcal/g, para las grasas en 9 Kcal/g y para el alcohol en 7 Kcal/g,que son los valores ms ampliamente utilizados en la prctica.

Metabolismo energtico

Las reacciones de transformacin de la energa procedente de los alimentos, en losque tambin intervienen minerales y vitaminas, tienen lugar en los distintos comparti-mentos celulares y se destinan al mantenimiento de las funciones corporales (activi-

dad cardio-respiratoria, excitabilidad nerviosa, contraccin muscular, produccin lc-tea, crecimiento celular, etc.), a las actividades fsicas, al aprovechamiento y a la uti-lizacin de los nutrientes (digestin, absorcin, metabolismo, excrecin y almacena-miento de sustratos de reserva) y una parte importante se disipa en forma de calor.En cualquier caso, a pesar de estas prdidas como calor, el organismo puede consi-derarse como un sistema de muy alto rendimiento en la transformacin de energa.

Evaluacin del metabolismo energtico

La utilizacin de la energa presente en los alimentos por el organismo, puede esti-marse a travs de medidas de calorimetra directa con equipos hermticos y aisladostrmicamente, que permiten determinar el calor producido en unas circunstanciasdeterminadas, ya que el organismo humano es un sistema termodinmico que cum-ple la ley de la conservacin de la energa (la energa no se crea ni se destruye, sinoque se transforma).

Por otra parte, a travs de la denominada calorimetra indirecta, basada en el hechode que la combustin de los nutrientes consume una cantidad de oxgeno proporcio-nal a la cantidad de energa liberada en forma de calor, tambin se puede evaluar elgasto energtico. As, el equivalente calrico de oxgeno es 4,825 Kcal/l en una dietamixta. La determinacin de oxgeno puede realizarse con equipos sencillos, en losque la estimacin al consumo de oxgeno se realiza por diferencia de volmenes (res-pirmetro) o bien con instrumentos que cuantifican directamente, tanto el 02 consumi-do como el CO2 producido.

El hecho de que en los procesos del metabolismo energtico se produce anhdridocarbnico en la combustin de los nutrientes, en presencia de oxgeno, ha permitidodefinir el cociente respiratorio (CR) como la relacin entre el anhdrido carbnico pro-ducido y el oxgeno consumido. Este cociente es funcin de la proporcin de hidratosde carbono, lpidos, protenas y alcohol consumidos en la dieta.

El metabolismo de 1 gramo de almidn en el organismo consume 02 en volmenessemejantes al CO2 producido, por lo que el cociente respiratorio es la unidad, siendoel rendimiento energtico mximo de esta reaccin potencialmente destinado a laobtencin de ATP (36 moles/mol glucosa) del orden del 40%.

La produccin de anhdrido carbnico en la oxidacin de las grasas es menor queel consumo de oxgeno, con un valor medio de coeficiente respiratorio estimado en0,71 y el porcentaje mximo de conversin de la energa en ATP (130-150 molesATP/mol) a partir de los lpidos tambin es aproximadamente del 40%. El coeficienterespiratorio para las protenas est establecido en 0,81, por tanto con mayor consu-mo de oxgeno que produccin de anhdrido carbnico, con una eficiencia de trans-formacin en ATP (20-30 moles ATP/mol protena) no superior al 35%.

La energa total contenida en los alimentos, Adems de utilizarse en la produccinde ATP necesario para diferentes funciones celulares, tambin se consume en lospropios procesos de aprovechamiento de los nutrientes, tales como la digestin,absorcin o asimilacin por el organismo y en los procesos de recambio dinmico delos componentes y de las estructuras corporales (anabolismo y catabolismo de glci-dos, lpidos, protenas, etc.). La produccin de ATP a partir de los nutrientes, depen-de de la va metablica seguida.

El coeficiente respiratorio permite, en algunos casos, conocer posibles trastornosen su utilizacin diettica y estimar el porcentaje de los nutrientes energticos de ladieta.

Metabolismo energtico en situaciones especficas

En reposo, el organismo obtiene energa fundamentalmente por oxidacin de gra-sas con un bajo consumo de hidratos de carbono; sin embargo, al comienzo del ejer-cicio y durante un ejercicio prolongado, las proporciones de glucosa, cidos grasos yotros sustratos energticos consumidos, pueden modificarse en funcin de la dura-cin, intensidad y tipo de actividad, as como del entrenamiento y la dieta previa segui-da.

En situaciones de ayuno o restriccin calrica, el organismo depende de sus pro-pios depsitos energticos. As, en perodos de ayuno de 12-18 horas, el organismoutiliza inicialmente la glucosa y los cidos grasos circulantes en la sangre as como elglucgeno heptico y muscular (glucogenolisis), como fuentes de energa.Posteriormente, si el ayuno se prolonga, el organismo obtiene energa a partir de ami-nocidos, que se utilizan directamente como sustratos energticos o tras sufrir proce-sos de gluconeognesis, o a partir de triglicridos acumulados en el tejido adiposo,que sufren reaccin de -oxidacin y se integran en el ciclo de Krebs. Una utilizacinprolongada de lpidos como fuente energtica, conduce a la aparicin de cuerposcetnicos con una reduccin de la utilizacin de glucosa.

La obesidad se presenta, por el contrario, como consecuencia de una acumulacinde sustratos energticos, fundamentalmente como grasa, que no han sido utilizadospara la obtencin de energa y se almacenan en el organismo como triglicridos en eltejido adiposo.Consumo energtico: definicin y componentes

Las funciones vitales del organismo requieren un determinado gasto energtico,que debe ser compensado por los alimentos y bebidas de la dieta. As, las necesida-des energticas se definen como la cantidad de energa necesaria para mantener lasalud, el crecimiento y un nivel apropiado de actividad fsica.

En situaciones de equilibrio, el ajuste entre la energa ingerida con los alimentos yel consumo energtico diario se alcanza a travs de diferentes mecanismos neuroen-docrinos hipotlamo-hipofisarios que regulan con gran precisin el apetito, evitandograndes fluctuaciones en el peso a lo largo del tiempo y, por tanto, la desnutricin cal-rica y la obesidad.

La energa metabolizable o valor fisiolgico de combustin de los alimentos, puededisiparse en forma de calor (aproximadamente 50%), emplearse en el aprovecha-miento y asimilacin de los nutrientes (6-10%) y utilizarse en actividades fsicas o fun-ciones fisiolgicas o acumularse en forma grasa (25-45%).

La energa neta obtenida a partir de los alimentos tras las prdidas a travs de lasheces la orina o en forma de calor puede destinarse, fundamentalmente a cubrir elmetabolismo basal, la actividad fsica y a la accin termognica de los alimentos.

En ciertas circunstancias una parte del aporte energtico de la dieta tambin sepuede destinar al crecimiento de estructuras corporales, la produccin de leche (lac-tancia) o el desarrollo del feto durante el embarazo. Sin embargo, la actividad mental

NIA8 aos

ADOLESCENTE16 aos Adulta de 25 aos de promedio

NIO8 aos

5.000

4.000

3.000

2.000

1.000

Kilocaloras

1.728 Kcal/da 1.728 Kcal/da 1.728 Kcal/da 1.764 Kcal/da

1.143 Kcal/da

288 Kcal/da

993 Kcal/da

1.391 Kcal/da 1.442 Kcal/da

2.100 Kcal/da

2.300 Kcal/da

173 Kcal/da 173 Kcal/da 173 Kcal/da 176 Kcal/da

114 Kcal/da

99 Kcal/da

29 K

cal/d

a139 Kcal/da

144 Kcal/da

210 Kcal/da

230 Kcal/da

360 Kcal/da 360 Kcal/da 360 Kcal/da 1.560 Kcal/da

743 Kcal/da

123 Kcal/da

758 Kcal/da

1.270 Kcal/da 360 Kcal/da

190 Kcal/da

470 Kcal/da

2.239 Kcal/da 1.119 Kcal/da 159 Kcal/da

154 Kcal/da

5.000

4.000

3.000

2.000

1.000

Kilocaloras

4.500

2.420

3.500

2.000

440

1.850

2.800

2.100

2.500

3.000

HOMBRES MUJERESAMBOSSEXOS

TRABAJOPESADO

TRABAJOMODERADO

TRABAJOLIVIANO

Adulto de 25 aos de edad y promedio de 70 Kg. (rea superficialde 1,8 m2)

ADOLESCENTE16 aos

RECIENNACIDO

TRABAJOLIVIANO

EMBARAZO LACTACIN

3.380

2. EFECTO TERMOGNICO:La mera ingestin del alimentoestimula el metabolismo de lasclulas, por lo que aumenta laproduccin de calor (30% por lasp ro te nas , 4 -5% po r l oshidrocarbonados y grasas).Debe superar en 10 % losrequerimientos basales con unadieta mixta promedia.

3. ACITIVIDADES DE LA VIDADIARIA:C o m o l a s e d e s t a c i n ,bipedestacin, deambulacin, etc.

4. ACTIVIDAD ESPECIAL:Los requerimientos individualesvaran segn el tipo de trabajo ojuego y, de un minuto a otro, de laINTENSIDAD del TRABAJO y lafrecuencia y duracin de las pausasde REPOSO.

REQUERIMIENTOS DE ENERGA

1. METABOLISMO BASAL:(Medido cuando el cuerpo est enreposo). Gasto de energa de lasclulas que intervienen en losprocesos vegetativos de la vida, porejemplo, los que intervienen en: RESPIRACIN CIRCULACIN DIGESTIN EXCRECIN SECRECIN SNTESIS DE SUSTANCIAS

ESPECIALES MANTENIMIENTO DE LA

TEMPERATURA DELCUERPO A 37

CRECIMIENTO YREPARACIN

aparentemente no influye sobre el gasto energtico. El gasto energtico global depen-de entre otros factores de la edad, el sexo y la actividad desarrollada.

Metabolismo basal: clculo

El metabolismo basal (MB) o energa basal es aquella fraccin del gasto energti-co destinada al mantenimiento de las funciones vitales y que se emplea fundamental-mente en procesos de transporte activo, que participan en diversas funciones como laactividad cardiorespiratoria, la excrecin, el mantenimiento de la temperatura corpo-ral, la ampliacin y transmisin de seales, el mantenimiento del tono muscular, etc.,as como en procesos de biosntesis de biomolculas. La determinacin del metabo-lismo basal por calorimetra, se debe realizar en la persona despierta y en reposo, trasun perodo de ayuno de 8-12 horas y en condiciones ambientales adecuadas, expre-sndose en Kcal/24 horas. El metabolismo basal en reposo (MBR) considera el gastoenergtico en condiciones de alimentacin normal y sin un ayuno previo de variashoras, siendo ligeramente superior al metabolismo basal.

El clculo del metabolismo basal, cuando no se dispone de equipo apropiado (res-pirmetro) para su evaluacin directa, puede hacerse a travs de diferentes ecuacio-nes.

a) Ecuacin de Harris - BenedictMB (Kcal/d, varn) = 66,47 + (13,75 * Kg) + (5,0 * cm) - (6,74 * aos)MB (Kcal/d, mujer) = 655,1 + (9,56 * Kg) + (1,85 * cm) - (4,68 * aos)b) Ecuacin de Brody - KlieberMB (Kcal/da)= 70 P3/4 (Kg)c) Ecuacin de estimacin rpidaVarn: MB = 1 Kcal/Kg/hMujer: MB = 0,9 Kcal/Kg/hAdems existen nomogramas que permiten evaluar el metabolismo basal en fun-

cin de la superficie corporal.

Entre los factores que aumentan el metabolismo basal estn el peso y la altura, lasuperficie corporal, el tono muscular, la fiebre (13% por cada C superior a 37 C) y elembarazo (13% por cada Kg extra de peso), mientras que disminuye con la edad(aprox. 2% por cada dcada a partir de los 20 aos).

Por otra parte, otros factores que tambin influyen en el metabolismo basal son elsexo (varn > mujer), la composicin corporal (el tejido muscular es ms activo meta-blicamente que el tejido adiposo) y el balance neuro-endocrino (las hormonas tiroi-deas y la adrenalina aumentan el metabolismo basal).

Actividad fsica

El segundo componente del consumo energtico global es la actividad fsica. As,sta se suele clasificar en diferentes categoras en funcin de la actividad cardaca orespiratoria a travs del consumo de oxgeno, aunque en su estimacin siempre exis-te un cierto componente subjetivo. De acuerdo con estos criterios, el gasto energti-co para diferentes niveles de actividad se ha estimado en menos de 2,5 Kcal/min. paraactividad sedentaria, entre 2,5 y 5 Kcal/min. para actividad ligera, entre 5 y 7,5Kcal/min. para actividad moderada, entre 7, 5 y 10 Kcal/min., para actividad pesada ysuperior a 10 Kcal/min. para actividad muy pesada, respectivamente. La energa des-tinada a la actividad fsica depende tambin de la edad, el peso corporal y el sexo.

Tambin existen tablas en las que se asignan valores en Kcal/Kg/hora para dife-rentes actividades o a travs de Equivalentes Metablicos (MET) que son mltiplosdel MB, dependientes de la actividad desarrollada. La evaluacin personalizada delconsumo energtico atribuible a una cierta actividad, puede determinarse directa-mente con espirmetros porttiles o de campo, que valoran el consumo de oxgenoen diferentes situaciones. Evidentemente, la proporcin de energa destinada a la acti-vidad fsica es muy variable de unas personas a otras.

Accin termognica de los alimentos

El tercer componente del gasto energtico es la accin termognica de los alimen-tos, o termognesis inducida por la dieta (TID), que es la proporcin del consumoenergtico empleada en la digestin, absorcin, distribucin, excrecin y almacena-miento de los nutrientes y tambin destinada a un incremento de la actividad meta-blica, al recambio tisular en los diferentes tejidos y a un aumento de la produccin decalor por la denominada grasa parda, dependiente de la nutricin. En una dieta mixta,la termognesis inducida por los alimentos no es superior al 10% del gasto energti-co total, siendo las protenas las que conllevan la mayor parte de consumo por ter-mognesis inducida, frente a valores intermedios de los glcidos y menores de los lpi-dos.

Consumo total de energa

El clculo de las necesidades totales de energa se obtiene a partir del consumodestinado al metabolismo basal, la actividad fsica y la accin termognica de los ali-mentos. Existen diferentes tablas de recomendaciones energticas establecidas pordiferentes organismos e instituciones para personas-tipo, en funcin de la actividaddesarrollada, la edad, el sexo, la situacin fisiopatolgica (embarazo o lactancia), etc.,o a travs de nomogramas.

Balance energtico: criterios metablicos

El balance entre la energa ingerida (EI) y la energa consumida (EC) es el factordeterminante del peso corporal (P) en los adultos y afecta al tamao de los depsitosgrasos de tejido adiposo:

(+/-) Incremento Peso = EI- ECEn cuanto a la energa, suele considerarse que, una vez fijado el nivel de peso cor-

poral y actividad fsica, y definida la tasa adecuada de crecimiento, slo hay una dosisde ingestin con la que se puede lograr el balance energtico adecuado, y en conse-cuencia, esa dosis se convierte en la necesidad de energa del individuo. Aunque esposible cierto grado de adaptacin, es probable que el margen sea bastante estrecho.Si la dosis ingerida est por encima o por debajo de las necesidades, en la forma defi-nida, es de esperar una modificacin en las reservas de energa orgnica, a menosque el gasto energtico cambie paralelamente. Si el gasto no cambia, las reservas deenerga, sobre todo en forma de tejido adiposo, aumentarn o disminuirn, segn laingesta supere las necesidades o no alcance a satisfacerlas, respectivamente.

Este balance est controlado por mecanismos nerviosos a travs de los centroshipotalmicos del hambre y la saciedad, por la eficacia de la utilizacin y produccinde ATP y por la liberacin del calor, as como por el balance endocrino, ya que algu-nas hormonas pueden inducir modificaciones sobre el apetito y la utilizacin energ-tica.

Las desviaciones en el balance energtico, tanto a nivel de la ingesta de nutrientescomo en su gasto, por el organismo, pueden ser de diferente etiologa u origen; sinembargo, en todas ellas se producen variaciones en el peso (aumento o disminucin)y se acompaan de cambios en la composicin corporal. Por otra parte, la ingestindesproporcionada de nutrientes energticos en relacin al gasto, induce alteracionesen el peso de una magnitud diferente a la meramente atribuible al desequilibrio cal-rico. Al parecer, el organismo dispone de mecanismos de adaptacin, fundamental-mente ligados a la grasa parda y a la hiperproduccin de hormonas tiroideas y soma-totropina, que tienden a regular las perdidas en forma de calor, lo cual brinda un cier-to apoyo cientfico a algunos tipos de obesidad de origen metablico.

Las ganancias o prdidas de peso provocadas por un desequilibrio (por exceso odefecto respectivamente) en la ingestin de nutrientes energticos se acompaan fun-damentalmente, pero no exclusivamente, de variaciones en los depsitos grasos. As,se acepta que cada kilogramo de tejido adiposo implicado en el exceso o defecto,equivale en promedio a 7.700 Kcal, aunque dependiendo de la composicin del tejidograso ganado o perdido puede oscilar entre 2.100 Kcal y 8.250 Kcal

Peso y composicin corporal: Evaluacin

El peso es una medida rpida y representativa del estado nutritivo de una persona,que puede medirse con equipos muy sencillos (balanza). El establecimiento del peso

567

88 1/2

99 1/49 1/29 3/4

11

10 1/2

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18 1/2

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19 1/220-28

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280300320340

Imprmase esta pginapara un uso correcto del nomograma

IVVarones Hembras

Edad Edad

IIAltura

sin zapatos

VIFactor

alimentario

VIICantidad

alimentaria

VCalorasbasales

IIIrea

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IPeso idealcon ropa

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Cant

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Calo

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/ 24

hora

s

Met

ros

cuad

rado

s

Libr

as

Kilo

gram

os

El error en algunas versiones publicadas del nomograma ideado por Boothby y Sandiford para determinar el rea de superficie corporal(ver Turcotte G. Erroneous nomograms for body surface area carta al editor. N Engl J Med 1979; 300:1339), no se encuentra en este nomograma.

saludable o deseable (en algunos textos antiguos denominado peso ideal) es difcil,por lo que se recurre a estimaciones poblacionales, en las que se relaciona el pesoen funcin de la altura y complexin con las tasas de morbilidad y mortalidad. Algunasde estas estimaciones han sido elaboradas por diferentes compaas de seguros yorganismos pblicos.

Una posible interpretacin de los valores de peso consiste en considerar situacio-nes de obesidad cuando se sobrepasa en un 20% el peso promedio ajustado a la altu-ra y complexin. Otra forma de evaluar el peso en relacin con la altura es el ndicede Quetelet o ndice de masa corporal (BMI) obtenido como el cociente entre el peso(Kg) y la altura (m) elevada al cuadrado, ya que este valor est estrechamente corre-lacionado con los depsitos grasos del organismo. La interpretacin ms universal-mente aceptada de esta relacin es aquella en la que valores entre 20 y 24,9 son indi-cativos de normalidad clnica, valores entre 25 y 29,9 indican sobrepeso y valores porencima de 30 son asignados a situaciones de obesidad, mientras que valores pordebajo de 20 son encontrados en procesos de desnutricin calrica.

La composicin corporal depende de diferentes factores como la edad y el sexo. Lacomposicin corporal tambin puede verse afectada por el ejercicio fsico, que favo-rece el depsito de protenas y la reduccin