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Universidad SEK Facultad de Salud y Ciencias de la Actividad Física Carrera de Nutrición y Dietética
Nutrición Básica I
Unidad I- MacronutrientesLas Proteínas
Destinos Metabólicos de las ProteínasEl destino metabólico de los aminoácidos encontrados dentro del pool corporal pueden utilizarse para la formación de proteínas, así como una variedad de productos como glucosa (vía gluconeogénesis) y grasa a partir de los esqueletos carbonados. La urea (sintetizada en el hígado) resulta del desecho de amonia (NH3) liberada durante la degradación ó catabolismo protéico. La urea, es posteriormene excretada por el riñón.
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Reservorio ó Pool de Aminoácidos Corporal
El organismo no puede almacenar los aminoácidos, y por tanto, está continuamente descomponiendo y rehaciendo proteínas (procesos catabólicos y anabólicos). Para estimular esta "renovación de proteínas" o proceso de reciclaje, se requiere un aporte constante de proteínas a través de la alimentación. A menudo se da un exceso de algunos aminoácidos y del total de proteínas. Entonces, el hígado los convierte en glucosa, que proporciona energía.
Los aminoácidos se encuentran de forma libre en todo el cuerpo (en las células, sangre y fluidos). Estos aminoácidos circulantes son el reservorio ó pool de aminoácidos del cuerpo . Este reservorio es suplido por tres fuentes:
1) aminoácidos que provienen de la degradación de proteínas corporales.2) aminoácidos derivados de la proteína dietética 3) síntesis de aminoácidos no esenciales a partir de intermediarios
Por el contrario, este reservorio ó pool de aminoácidos se ve disminuido por tres rutas:1) síntesis de proteínas corporales2) aminoácidos consumidos como precursor de moléculas que contienen Nitrógeno (los aminoácidos son fuente de nitrógeno)3) conversión de aminoácidos a glucosa
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ROTACIÓN DE LA PROTEÍNA CORPORAL
La proteína corporal no es estática. Los procesos de síntesis y degradación de proteínas son constantes. A este proceso se le conoce como rotación de la proteína, y le permite a las células adaptarse a situaciones cambiantes.
La velocidad de rotación de las proteínas varía según la proteína bajo estudio y tiene correlación con su función en el cuerpo humano. Sin embargo, debe de existir un balance global entre la síntesis y degradación de proteínas. El balance en adultos sanos, que no están ni subiendo ni bajando de peso, la cantidad de N consumido como proteína en la dieta debe de coincidir con la cantidad de N perdido por la orina, heces y otras rutas. A pesar de esto, la proteína que se moviliza en el cuerpo es considerablemente mayor que la proteína que se consume.
Durante un día, un adulto puede degradar unos 250 a 300 g de proteínas, reciclando muchos de los aminoácidos. Si comparamos estos 250 g de proteína con los 65 a 90g que se consumen por medio de la dieta típicamente, se observa la importancia de este reciclaje de aminoácidos.
Las hormonas que incrementan la síntesis proteica son la insulina y la hormona de crecimiento. En contraste, la hormona cortisol incrementa la degradación proteica.
Si la dieta de una persona es deficiente en proteína por un largo período de tiempo, los procesos de reparación se ven disminuidos. Eventualmente, los músculos esqueléticos, corazón, hígado, proteínas sanguíneas y otros órganos disminuyen su tamaño y volumen. Únicamente el cerebro resiste la degradación proteica.
INTESTINO HIGADO
RIÑON
INGESTA90 G proteína
HECES10 G proteína
Proteínas Secretadas
70 G proteína
Proteínas Absorbidas
150 G proteína
Orina75 G proteína
SINTESIS PROTEICA Músculo (75g)ViscerasCerebroPulmonesProteínas Plasmáticas Albumina (12g)GB (20g)GR (8g)Otros (8 g)
TOTAL 250 G
127 g
Otras Pérdidas5 G proteína
Rotación Protéica Corporal
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Balance NitrogenadoEn determinadas etapas de la vida, el nitrógeno juega un papel fundamental como parte estructural y de mantenimiento en el organismo. Como el ser humano no puede tomarlo directamente de la atmósfera, debe ingerirlo contenido en las proteínas de la dieta.
Las proteínas son prácticamente los únicos compuestos del organismo que llevan nitrógeno (un 16% aproximadamente.). Se ha establecido que 6.25 g de proteína contienen 1 g de Nitrógeno.
En una dieta adecuada y equilibrada, para un individuo adulto sano, el nitrógeno ingerido debe ser aproximadamente igual al eliminado por: vía urinaria (procedente del desgaste de los tejidos y de los productos finales del metabolismo de las proteínas), vía fecal (procedente de la dieta y debido a las secreciones digestivas y desperdicios celulares) y vía descamación de células epiteliales o sudor.
El nitrógeno sirve de referencia para evaluar el metabolismo global de las proteínas en el cuerpo humano y determinar así su calidad nutricional.
Existen varios métodos para medir la rotación protéica corporal. El más antiguo y el más utilizado es el Balance Nitrogenado. En este método individuos son estudiados por varios días. Se les da una ingesta controlada de aminoácido ó proteína y se recolecta la orina y heces de 24 horas para medir la excreción de N. El Balance Nitrogendo se considera un método estándar de referencia para definir los niveles mínimos de ingesta de proteína y aminoácidos esenciales en humanos. Sin embargo, no nos da información de los procesos internos de los aminoácidos. Es durante estos procesos internos donde se dan los procesos de síntesis y degradación.
BALANCE NITROGENADO = INGESTA DE N - EXCRECIÓN DE N – OTRAS PERDIDAS DE N
Balance N no nos da información si la diferencia entre la ingesta y la excreción se debe a: ↑ síntesis de proteínas ó ↓ de la degradación de proteínas. En estos casos debe de utilizarse marcadores isotópicos.
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El balance positivo (Ningerido>Nexcretado) se produce en las primeras etapas del ser humano (embarazo, nacimiento, niñez, adolescencia.) ya que se deben atender necesidades de tipo estructural y de soporte.
El balance negativo (Ningerido<Nexcretado) se produce en situaciones de patología, de ayuno, ejercicio físico o estrés, en que los procesos catabólicos proteicos aumentan la concentración de nitrógeno, con lo que se puede provocar un exceso de eliminación de N2 por vía urinaria. Si no se ingiere en los alimentos, estas situaciones pueden crear un déficit de nitrógeno en el organismo.
Estudios basados en el balance nitrogenado han ayudado a determinar las necesidades proteicas
Cuando el cuerpo se encuentra en crecimiento (niñez, adolescencia, embarazo) ó cuando se encuentra recuperándose de una enfermedad, el organismo necesita de una mayor cantidad d proteína para construir tejido nuevo. Para lograr esto, una persona debe de consumir mayor cantidad de proteína de la que pierde. Además, las hormonas, insulina, hormona de crecimiento y testosterona estimulan la síntesis proteica. El sólo hecho de comer mayor cantidad de proteína no produce un crecimiento de tejido proteico al menos que las condiciones hormonales sean adecuadas. El ejercicio de resistencia también estimula la síntesis muscular.
En los individuos saludables, la cantidad de proteína en la dieta necesaria para compensar la pérdida protéica obligatoria que puede determinarse incrementando la ingesta protéica hasta que produzca un balance neutro (para ello, las necesidades energéticas deben de cumplirse para que los aminoácidos no sean utilizados como fuente de energía)
Al tomar raciones alimenticias deficitarias en hidratos de carbono y lípidos, se necesita quemar más aminoácidos para proporcionar la energía necesaria en el organismo, siendo tomados de la dieta o de la degradación proteica. Por otro lado, un aporte muy pobre en aminoácidos esenciales conlleva a sintetizar muy pocas proteínas con lo que la mayoría de aminoácidos se degradan, aumentando el nitrógeno excretado. En ambos casos, el balance de nitrógeno será negativo
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No sólo es la cantidad, también la calidad importa.EVALUACION DE LA CALIDAD DE LA PROTEÍNA
Las proteínas son imprescindibles para la vida. Antiguamente se pensaba que esto se debía a su contenido en nitrógeno, pero numerosos experimentos con animales alimentados con gelatina demostraron que no sobrevivían, pese a recibir cantidades ingentes de nitrógeno.
Se concluyó de que no todas las proteínas son iguales, las hay de mejor y de peor calidad, de elevado o poco "valor biológico", dependiendo del número y cantidad de aminoácidos que aporte.
La calidad de la proteína es definida por: su habilidad para promover el crecimiento. Las proteínas de alto valor biológico producen una velocidad de crecimiento más rápida. Las medidas de velocidad de crecimiento evalúan los factores que son importantes en las proteínas:
patrón y abundancia de aminoácidos esenciales; cantidades relativas de aminoácidos esenciales y no esenciales en la mezcla; digestibilidad cuando son ingeridas; presencia de materiales tóxicos como inhibidores de la tripsina o alergenos.
Cuando una proteína de la dieta contiene los aminoácidos esenciales en la cantidad necesaria para los seres humanos, se dice que tiene un valor biológico elevado. Cuando uno o más aminoácidos esenciales están presentes, pero en cantidades insuficientes, se dice que dicha proteína tiene un valor biológico bajo. El aminoácido que está presente en menor cantidad de la necesaria se denomina "aminoácido limitante" ya que limitará ó frenará la síntesis protéica en la célula.
La calidad nutricional de las proteínas se puede estimar mediante criterios químicos (cómputo proteico), o bien mediante criterios biológicos (valor biológico, coeficiente de digestibilidad y utilización neta proteica).
LA DIGESTIBILIDAD DE LA PROTEÍNA AFECTA SU VALOR BIOLÓGICOa digestibilidad de una proteína es uno de los condicionantes del índice de calidad de las proteínas. Se define como la fracción de nitrógeno ingerido con el alimento y que es absorbido en el tracto gastrointestinal.
D= nitrógeno absorbido x 100 Nitrógeno ingerido
La digestibilidad ideal es 100. Generalmente las proteínas animales presentan una mejor digestibilidad a comparación con las proteínas vegetales ya que éstas suelen tener generalmente inferior digestibilidad.
Los factores relacionados con la digestibilidad de la proteína son: condiciones de procesamiento el contenido en fibra insoluble Inhibidores de enzimas proteolíticas
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¿QUÉ CANTIDAD DE PROTEINA ES REQUERIDA EN LA DIETA PARA MANTENER LA SALUD?
Es complejo evaluar las necesidades protéicas de los individuos ya que a la dificultad de detectar el déficit protéico del organismo en los primeros estadios de la carencia, se une la inexactitud del método del balance del nitrógeno. Para contestar esta pregunta debe de evaluarse:
La cantidad de proteína y los aminoácidos individuales en ésa proteína. Etapa de vida y desarrollo humano, presencia de enfermedad, y condiciones de trabajo y
ambiente diferentes.
Cuando se estudia la composición de aminoácidos de una fuente proteica, generalmente se enfoca en la cantidad de aminoácidos esenciales ó indispensables en la dieta. El requerimiento de aminoácidos puede estudiarse por medio del balance nitrogenado. Una dieta adecuada en necesidades de N pero deficiente en aminoácidos esenciales no es capaz de producir un balance N positivo ya que la proteína sólo puede sintetizarse si cada aminoácido se encuentra en la cantidad necesaria. Los aminoácidos no esenciales pueden sintetizarse si la ingesta proteica es adecuada, pero la ingesta limitada de un aminoácido esenciales limita la cantidad de proteína que puede ser sintetizada. El cuerpo se encuentra entonces con un exceso de de otros aminoácidos esenciales no limitados y aminoácidos no esenciales que no pueden ser utilizados para sintetizar proteínas. Estos aminoácidos serán entonces oxidados para la producción de energía produciendo mayor urea y un balance de N negativo (mayor excreción de N)
Además otro factor a evaluar es si los aminoácidos no esenciales alguna vez se convierten en aminoácidos esenciales. En caso que un aminoácido no esencial se utilizara en el cuerpo más rápido que su síntesis, este aminoácido se convertiría en aminoácido esencial para esa situación. Además debe de considerarse la edad ya que existen aminoácidos esenciales en la niñez que no lo son para los adultos.
Necesidades ó Requerimientos de Proteínas
Cuando una persona se encuentra bajo una dieta libre de proteína, la velocidad de oxidación de aminoácidos y la producción de urea disminuye a través de los días ya que el cuerpo intenta de conservar sus recursos, pero la oxidación de aminoácidos y producción de urea no disminuye a cero. Siempre existen una cantidad obligatoria de oxidación de aminoácidos, producción de urea y algunas pérdidas menores de N.
El requerimiento diario mínimo de proteína se asume que sea la cantidad que equivale a la suma de las pérdidas obligatorias de N. La WHO/FAO/UNU determinó que las pérdidas obligatorias de N son:
Perdida urinaria de N: 38 mg/kg/d Perdida fecal (enzimas y células muertas): 12 mg/kg/d
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Perdida por el sudor, pelo, uñas, flujo menstrual, fluido seminal, liberación de amonio por el aliento, secreciones nasales: 2-3 mg/kg/d para personas bajo una dieta libre de proteínas y 5 a 8 mg/kg/d bajo ingesta proteica normal.
Esto da un total de pérdidas mínimas de N de 54mg/kg/d lo que corresponde a una ingesta de proteína 0.34 g/kg/d (1g N = 6.25 g proteína)
La WHO/FAO/UNU define las necesidades de proteína como: “La dosis más baja de proteínas ingeridas en la dieta que compensa las pérdidas orgánicas de nitrógeno en personas que mantienen el balance de energía a niveles moderados de actividad física. En los niños y mujeres embarazadas y lactantes, se considera que las necesidades de proteína comprenden aquellas necesidades asociadas con la formación de tejidos ó la secreción de leche a un ritmo compatible con la buena salud.”
RECOMENDACIONES DIETETICAS DIARIAS (RDD) DE PROTEÍNA
La WHO/FAO/UNU basaron sus RDD de proteína en sus estudios de balance nitrogenado. La ingesta de proteína que producía un balance de N cero se incrementaron en 2 desviaciones estándar para cubrir al 95.45% de la población.
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Ingesta diaria de proteínas recomendada con un margen de seguridad para cubrir las necesidades de casi toda la población
Edad Ingesta recomendada
g/kg/día
Proteínas de buena calidad (a)
Proteínas de dieta mixta (b)
Niños 4 - 6 meses 1,85 2,5
7 - 9 meses 1,65 2,2
10 - 12 meses 1,50 2,0
1,1 - 2 años 1,20 1,6
2,1 - 3 años 1,15 1,55
3,1 - 5 años 1,10 1,5
5,1 - 12 años 1,00 1,35
Hombres 12,1 - 14 años 1,00 1,35
14,1 - 16 años 0,95 1,3
16,1 - 18 años 0,90 1,2
18,1 y más años 0,75 1,0
Mujeres 12,1 - 14 años 0,95 1,3
14,1 - 16 años 0,90 1,2
16,1 - 18 años 0,80 1,1
18,1 y más años 0,75 1,0
Cantidad adicional por día (g)
Embarazo 6 8
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Lactancia primeros seis meses 17 23
Lactancia después de seis meses 12 16 Fuente:a FAO/OMS/UNU 1985