FACULTAD DE SALUD Y CIENCIAS DE LA ACTIVIDAD FÍSICA

Carrera de Nutrición y Dietética

Las Proteínas: Introducción

La palabra proteína viene de griego protos que significa "lo más antiguo, lo primero", lo cual nos indica el papel tan importante que tienen en la nutrición. Los aminoácidos contiene una forma especial de nitrógeno: nitrógeno unido a un carbono. Las plantas son las encargadas de combinar el nitrógeno del suelo con el carbón y otros elementos presentes en los aminoácidos. El consumo adecuado de proteína es vital para la salud. Estas forman estructuras importantes en el organismo, son parte de la sangre, son hormonas y enzimas regulan varias funciones en el cuerpo, entre otras funciones. La síntesis de estas proteínas empieza con los aminoácidos que provienen de la dieta y aquellos que se sintetizan a partir de compuestos en nuestro organismo. Las proteínas también pueden utilizarse para la producción de energía en el cuerpo.

Si no consumimos una adecuada cantidad de proteína por algunas semanas, muchos de nuestros procesos metabólicos empiezan a enlentecerse. Esto se debe a que nuestro organismo no dispone de los aminoácidos necesarios para sintetizar las proteínas que necesita. Por ejemplo, el sistema inmune no puede funcionar eficientemente ya que no posee proteínas claves, por lo tanto se incrementa el riesgo de infecciones, enfermedad y eventualmente la muerte.

CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS

Nuestro cuerpo necesita 20 diferentes aminoácidos para funcionar. Once de estos aminoácidos son considerados no esenciales ó dispensables con respecto a nuestra dieta. La célula humana produce estos aminoácidos mientras cuente con los ingredientes adecuados (el nitrógeno que se encuentra presente en otro aminoácido). Por lo que no es esencial que estos aminoácidos estén presentes en nuestra dieta. Los 9 aminoácidos que el cuerpo no puede sintetizar son conocidos como aminoácidos esenciales ó indispensables. Estos deben de obtenerse de los alimentos.

Aminoácidos no esenciales: aquellos que pueden ser sintetizados por el cuerpo humano en cantidades suficientes. Existen 11 aminoácidos no esenciales ó dispensables

Aminoácidos Semi-esenciales: son aquellos que al consumirse evitan el uso de un aminoácido esencial para su síntesis. También son conocidos como aminoácidos condicionalmente esenciales ya que en algunas circunstancias son esenciales en nuestra dieta.

Aminoácidos Esenciales: éstos no pueden sintetizarse por el cuerpo humano por lo que tienen que obtenerse de la dieta. También se conocen como aminoácidos indispensables.

Aminoácido Limitante: aminoácido esencial en la menor concentración en un alimento relativo a las necesidades del ser humano.

Esto es porque la célula no puede sintetizar la base de carbón del aminoácido, por lo que no puede introducir un grupo nitrógeno a dicha base.

Aminoácidos Esenciales Aminoácidos no EsencialesHistidinaIsoleucina*Leucina*LisinaMetioninaFenilalaninaTreoninaTriptofanoValina*

*aminoácidos Ramificados** aminoácidos conocidos como semiesenciales

AlaninaArginina**AsparaginaÁcido AspárticoCisteina**(Cistina)Ácido GlutámicoGlutamina**Glicina**Prolina**SerinaTirosina**

Una tercera clasificación se ha reconocido recientemente. Los aminoácidos condicionalmente indispensables ó semi-esenciales son aquellos que llegan a ser esenciales bajo ciertas condiciones clínicas. La histidina y la arginina, solo se les considera esenciales durante los periodos de rápido crecimiento celular, como la lactancia, infancia o durante una enfermedad. En otros momentos, la arginina se sintetiza en cantidad suficiente por el organismo.

Calidad de la Proteína

La proteína animal y vegetal puede diferir grandemente en su proporción de aminoácidos esenciales y no esenciales. Las proteínas animales contienen amplias cantidades de los 9 aminoácidos esenciales y no esenciales. Con la excepción de la proteína de soya, la proteína vegetal no cumple con nuestros requerimientos de aminoácidos esenciales tan precisamente como la proteína animal. Muchas proteínas vegetales, en especial los granos, son bajos en uno más de los 9 aminoácidos esenciales. Como es de esperar, la composición de los tejidos humanos se asemeja más a los tejidos animales que a los vegetales. Estas similitudes nos permiten utilizar las proteínas animales más eficientemente para sostener el crecimiento y mantenimiento del cuerpo humano de lo que podríamos hacerlo con las fuentes vegetales. Por esta razón, las proteínas animales (excepto la gelatina) son consideradas como proteína de alta calidad (proteínas completas) las cuales contienen los 9 aminoácidos esenciales.

Las proteínas vegetales individualmente (excepto la proteína de soya) son consideradas proteínas de baja calidad (proteínas incompletas) debido a que su patrón de aminoácidos difiere mucho con el nuestro; por lo que una fuente de proteína vegetal por sí misma, como el choclo, no puede sostener el crecimiento y mantenimiento del cuerpo humano. Para obtener suficiente cantidad de aminoácidos esenciales una variedad de proteínas vegetales deben de consumirse ya que las proteínas vegetales no tienen una adecuada cantidad de uno ó más aminoácidos esenciales.

Cuando solo se consumen proteínas de baja calidad, no se obtiene suficiente cantidad de los aminoácidos esenciales necesarios para la síntesis protéica. Por ello, al compararlo con las proteínas de alta cantidad, una gran cantidad de proteína de baja cantidad es necesaria para mantener la síntesis proteica. Al utilizarse por completo alguno de los 9 aminoácidos esenciales contenidos en la proteína vegetal, la síntesis proteica es imposible. Con la depleción de tan solo uno de los 9 aminoácidos esenciales se previene la síntesis de proteína por lo que todos los aminoácidos esenciales deben de estar presentes ó ninguno puede ser utilizado. Los aminoácidos restantes se utilizarían para producir energía ó se convierten en hidratos de carbono y grasa. El aminoácido esencial que se encuentra en la menor cantidad dentro de la proteína de la dieta en relación a las necesidades de nuestro organismo se convierte en el factor limitante, conocido como el aminoácido limitante, debido a que limita la cantidad de proteína que nuestro organismo puede sintetizar.

Cuando dos o más proteínas se combinan para compensar las deficiencias en su contenido de aminoácidos esenciales de cada una, las proteínas se llaman “proteínas complementarias”. En las dietas basadas en fuentes proteicas vegetales, las proteínas complementarias se deben de consumir en la misma comida para cumplir con el requerimiento de aminoácidos esenciales.

Alimento AA limitante Buena fuente vegetal del AA limitante

Combinación tradicional

Legumbres Metionina Granos, semillas, maní, semillas de soya tostadas

Hummus y pan pita integral

Semillas y Nueces

Metionina Germen de trigo, semillas, maní, semillas de soya tostadas

Pan integral con mantequilla de almendra

Lisina Soya y otras legumbres soya tostadas y semillas de sésamo (miso)

Granos (arroz, trigo, avena)

LisinaTreonina

Soya y otras legumbres Arroz con porotosLentejas con arroz

Triptofano Germen de trigo, semillas, maní, semillas de soya tostadas

Tortillas de maíz con porotos

Vegetales Metionina Germen de trigo, semillas, maní, semillas de soya tostadas

Sopa de vegetales con legumbres

Lisina Germen de trigo, pan integral, soya y otras legumbres

EVALUACION DE LA CALIDAD DE LA PROTEÍNA

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:

a) patrón y abundancia de aminoácidos esenciales;

b) cantidades relativas de aminoácidos esenciales y no esenciales en la mezcla; c) digestibilidad cuando son ingeridas; d) presencia de materiales tóxicos como inhibidores de la tripsina o alérgenos.Los métodos para determinar la calidad de una fórmula ó fuente proteica caen en 2 categorías: evaluación biológica empírica y sistema de puntaje.

Evaluación Biológica

Se asume que “la proteína de alta calidad biológica” es la proteína que mantiene el máximo crecimiento en animales. La eficiencia proteica se define como: el peso aumentado (en gramos) / cantidad de la proteína consumida (en gramos) evaluado en ratas en el transcurso de algunos días.

Sistema de Puntaje: Score Proteico

En lugar de utilizar el crecimiento de especies animales para indicar la calidad de la proteína, se han desarrollado diversos métodos para asignar un valor cuantitativo al patrón de aminoácidos en una fórmula ó fuente proteica. Estos métodos de puntaje pueden utilizarse para definir la calidad de la proteína en términos de su contenido de aminoácidos. Block y Mitchell plantearon en 1946 que todos los aminoácidos deben de proveerse simultáneamente en el lugar de síntesis proteica en el cuerpo en la misma proporción que va en la proteína a sintetizar. Asumiendo que ningún aminoácido no esencial se encuentre limitado, ellos proponen que el valor de la proteína puede determinarse según el aminoácido esencial más limitado en abundancia relativa a la cantidad óptima necesaria. De esta idea “aminoácido más limitado” proviene el concepto del puntaje químico el cual ha sido utilizado para determinar las necesidades dietéticas de los humanos. La clave de este método es que la proteína bajo estudio se compara con una proteína de referencia la cual es de “alto valor biológico” según su composición de aminoácidos.

Históricamente las proteínas del huevo y la leche de vaca han sido utilizadas como proteína de referencia. En 1973, FAO/OMS determinó el patrón de requerimiento de aminoácidos para varios grupos etarios. El método de puntaje es fácil de aplicar ya que no se necesitan estudios en animales ó estudios clínicos para comparar diferentes fórmulas nutricionales. En el puntaje químico de una proteína se calcula en dos pasos:

1) se calcula el puntaje para cada aminoácido esencial en la proteína comparado con una proteína de referencia:

Puntaje Aminoácido Esencial= (contenido de aae en la proteína bajo estudio) * 100 (contenido de aae en la proteína de referencia)

2) El puntaje menor se selecciona: el aminoácido con el puntaje menor se define cono el aminoácido limitante.

El puntaje químico del aminoácido limitante es el puntaje de la proteína bajo estudio. Típicamente, el aminoácido limitante en las proteínas dietéticas es la lisina (aa que contiene sulfuro), Treonina, y Triptófano. Los aminoácidos ramificados y la fenilalanina / tirosina no son usualmente limitantes. El método de puntaje apunta a lo obvio: las proteínas que no son

balanceadas en su contenido de aminoácidos esenciales no son tan buenas como aquellas que si lo son.

En el caso de los veganos (estrictamente vegetarianos) se omite toda fuente de proteína animal, lo que pone en riesgo la salud de estas personas, ya que la síntesis proteica esta alterada debido a la falta de ingesta de algunos aminoácidos esenciales. Gracias al concepto de la complementariedad proteica, se tiene otra posibilidad que consiste en mezclar alimentos que contengan proteínas de bajo valor biológico con distinto aminoácido limitante (mezclas vegetales).

Contenido proteico, valor aminoácido limitante yvalor lisina de alimentos vegetales seleccionados

Alimento Contenido proteico (%) Valor aminoácido limitante Valor lisina

Cereales

Maíz 9,4 49 (Lisina) 49

Arroz (blanco) 7,1 62 (Lisina) 62

Harina de trigo 10,3 38 (Lisina) 38

Legumbres

Porotos 23,6 100 118

Arvejas 23,5 100 117

Maní 25,8 62 (Lisina) 62

Hortalizas

Tomate 0,9 56 (Leu) 64

Zapallo 1,2 70 (thr) 95

Pimentón 0,9 77 (Lisina Leu) 77

Yuca 1,3 44 (Leu) 56

Papa 2,1 91 (Leu) 105

Fuente: Adaptado de Young y Pellett, 1994.

Disponibilidad de Aminoácidos en las Fuentes ProtéicasEl método de puntaje químico tiene la desventaja de no considera otros factores propios de la proteína bajo estudio o el efecto que tenga el tipo de preparación para su consumo.

La 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. Se expresa en porcentaje:

D= nitrógeno absorbido x 100 Nitrógeno ingerido

La digestibilidad ideal es 100%. Las proteínas de origen animal poseen una buena digestibilidad, lo que implica una buena absorción, mientras que las de origen vegetal, la suelen tener generalmente inferior.

Hay factores que, independientemente de la proteína, pueden modificar la digestibilidad, entre ellos tenemos: las condiciones de procesamiento y almacenamiento de los alimentos, el contenido en fibra insoluble y la cantidad total de fibra de la dieta ingerida.

La preparación de los alimentos puede afectar significativamente la biodisponibilidad de los aminoácidos individuales. Un procesado adecuado se consigue con el cocinado los alimentos. En las carnes y pescados el cambio de color del rojo al pardo y en la clara del huevo el cambio del transparente al blanco, son los que marcan un procesado correcto. Si no se produce este cambio de color, se puede reducir la digestibilidad y por tanto el aprovechamiento de sus aminoácidos hasta en un 50%.

Algunas plantas contienen inhibidores proteicos de las enzimas proteolíticas digestivas. Por ejemplo, la proteína de soya es limitada en términos de su contenido de metionina. Al alimentar a las ratas con proteína de soya ésta crecen pobremente debido a la presencia de inhibidores de la enzima tripsina. Al calentar la proteína de soya, éste inhibidor es inactivado y mejora el crecimiento.

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

Lactancia primeros seis meses 17 23

Lactancia después de seis meses 12 16

Fuente:a FAO/OMS/UNU 1985