proteínas en nutrición artificial -...

Proteínas en nutrición artificial

Nutrición enteral

Miguel León SanzUnidad de Nutrición ClínicaHospital Doce de Octubre. Madrid

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Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Digestión y absorción de las proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Requerimientos de proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Calidad de proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Tipos de proteínas empleadas en fórmulas de nutrición enteral . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Índice

Las proteínas constituyen uno de los com-ponentes fundamentales de las fórmulasde nutrición enteral (NE), que suelen clasi-ficarse según criterios como su densidadcalórica y proteica o la forma molecularque tiene la proteína.

El nombre de proteína deriva de la palabragriega protos o primero, pues se conside-raba que era el nutriente más importanteen la alimentación humana. Las proteínasse digieren en el aparato digestivo paraliberar sus aminoácidos constituyentes. Enel organismo estos aminoácidos se incor-poran a un fondo general de reserva condiferentes destinos: síntesis de distintasmoléculas (proteínas, otros aminoácidos,glucosa, glutatión, vitaminas, etc.), energíay catabolismo. Las proteínas tienen unamisión de carácter estructural, como lasproteínas musculares u óseas, o funcional,como enzimas, anticuerpos, citocinas, hor-monas, proteínas transportadoras, etc. Seestima que el 90 % de las proteínas celula-res tienen una función enzimática conmayor o menor importancia para el meta-bolismo celular. Los aminoácidos tambiénson utilizados para obtener energía, dehecho, las proteínas constituyen el segun-do almacén más importante de energía delorganismo después de la grasa del tejidoadiposo. Los aminoácidos pueden conver-tirse en glucosa y aseguran la disponibili-dad constante de ésta cuando los depósi-tos de glucógeno se han consumido por elayuno. Sin embargo, los depósitos de pro-

teínas deben conservarse por sus numero-sas funciones vitales para el organismo.Aunque el cuerpo humano contiene entre 6y 10 kg de proteínas, a diferencia de lo queocurre con la grasa y los hidratos de car-bono, carece de un depósito funcional deproteínas. La pérdida de proteína implica eldeterioro de la función. En personas falleci-das por huelga de hambre, la desapariciónde proteínas es aproximadamente del 40 %.Por consiguiente, se estima que la dismi-nución de más del 30 % de las proteínascorporales constituye un riesgo mortal. Poreso, el aporte adecuado de proteínas yenergía es fundamental para conservar lafunción y la integridad celular, la salud y lacapacidad de reproducción.

Cualquier proteína es un polímero de ami-noácidos unidos entre sí por un enlacepeptídico. Cuando el polímero contienemenos de 100 aminoácidos puede lla-marse polipéptido. La estructura física dela molécula de la proteína no es lineal, sinoque tiende a adquirir formas tridimensio-nales definidas. Puede crear hélices en vir-tud de puentes de hidrógeno entre lascadenas laterales de los aminoácidos(estructura secundaria) y segmentos deestas hélices pueden plegarse, por puen-tes disulfuro o por uniones no polaresentre las cadenas laterales, dando lugar aformas globulares o alargadas (estructuraterciaria). La forma exacta depende, porun lado, de su formación y, por otro, de suinteracción con otras moléculas (estruc-

Introducción

Proteínas en nutrición artificial2

tura cuaternaria). Muchas proteínas estánconstituidas por varias cadenas peptídicasdiferentes unidas por enlaces iónicos ocovalentes.

Existen 20 aminoácidos diferentes que pue-den formar parte de las proteínas, todosellos con una configuración levógira. Losaminoácidos se caracterizan por tener ungrupo carboxilo, un grupo amino y unacadena lateral unida a un carbono centralα. Esta cadena lateral caracteriza a cadaaminoácido en función de su tamaño, pola-ridad y grado de hidrofilia. Los gruposhidrofóbicos tienden a colocarse en el cen-tro de las proteínas globulares, mientrasque los hidrofílicos se disponen en la perife-ria en contacto con el medio acuoso, en laperiferia. Los grupos sulfidrilo de la cisteínaforman puentes disulfuro con otros resi-duos de cisterna, lo que aumenta la estabi-lidad de la estructura terciaria de la proteí-na. Los grupos hidroxilo y amida se unen aoligosacáridos en las glucoproteínas, comolactasa o mucina. Las cadenas lateralescon grupo carboxilo (ácido glutámico yácido aspártico) permiten enlaces iónicos,como, por ejemplo, con calcio en la tropo-nina C y otras proteínas que intervienen enla contracción muscular, o con hierro en lasproteínas transportadoras de este oligoele-mento. Algunos aminoácidos son modifica-dos después de su incorporación a lacadena peptídica, como la 3-metilhistidinapresente en actina y miosina o hidroxipro-lina e hidroxilisina presentes en colágeno.

De entre los átomos que constituyen losaminoácidos, el nitrógeno (N) es el que másvalor tiene, aproximadamente un 16 % delpeso de la proteína o 1 g de N por cada6,25 g de proteína. De los aminoácidos, 10pueden ser sintetizados por las células: sonaminoácidos no esenciales o dispensables;

los otros 10 son aminoácidos esenciales oindispensables, de los cuales 8 son esen-ciales a lo largo de toda la vida y 2 sólo enmomentos de rápido crecimiento, comoocurre en la infancia (tabla 1). El niñorequiere todos los aminoácidos básicos,ramificados o aromáticos, con excepciónde tirosina, aminoácido que puede sinteti-zarse a partir de fenilalanina. Un niño pre-maturo puede necesitar también tirosina ycisteína si en el momento del nacimientono ha madurado todavía las vías metabóli-cas para su síntesis. Éste es un ejemplodel concepto de aminoácido condicional-mente esencial o indispensable. En lamayoría de las circunstancias, el orga-nismo puede sintetizar esos aminoácidosy cubrir sus necesidades. Sin embargo, enotras circunstancias es necesario unaporte de estos aminoácidos en la dietapara alcanzar una homeostasis nitroge-nada normal. Estas circunstancias puedenser fisiológicas, como la descrita anterior-mente, o patológicas, como los requeri-mientos aumentados de glutamina enenfermedades con elevado catabolismo

Tabla 1. Aminoácidos esenciales o indis-pensables

Adultos

• Isoleucina

•Leucina

•Lisina

•Metionina

•Fenilalanina

•Treonina

•Triptófano

•Valina

Lactantes

•Arginina

•Histidina

La digestión de las proteínas comienza enel estómago con la acción de pepsina ycontinúa en el intestino delgado con enzi-mas pancreáticas como tripsina, quimio-tripsina, aminopeptidasas y carboxipeptida-sas. Estas enzimas se secretan en la forma«pro» y son activadas por la escisión de unapequeña secuencia peptídica. Esta divisiónla realizan enterocinasas secretadas en ellíquido intestinal. Las proteínas de la dietaestimulan la secreción de las proenzimaspancreáticas. El tripsinógeno se divide paraformar tripsina y ésta se une a las proteínasde la dieta para comenzar la hidrólisis.Cuando ésta termina, aumenta el contenidode tripsina libre en el intestino, lo que cons-tituye una señal para cesar la secreción detripsinógeno. Posteriormente, las oligopep-

tidasas y aminopeptidasas del borde epite-lial del enterocito completan la digestión;cada una de estas enzimas tiene unaacción específica. La tabla 2 muestra unaclasificación de las proteasas, que incluyetanto enzimas que actúan en el aparatodigestivo humano como otras que seemplean en la obtención de hidrolizados deproteínas (véase más adelante).

La mayoría de los péptidos de más de tresaminoácidos son hidrolizados extracelular-mente por las enzimas del borde en cepi-llo de los enterocitos, mientras que losdipéptidos y los tripéptidos pueden serabsorbidos intactos. La absorción de pép-tidos y aminoácidos ocurre, principalmente,en el intestino delgado proximal, general-

proteico. No obstante, hay que tener encuenta que no existe una clara definiciónde los requerimientos mínimos de esteaminoácido en esas enfermedades.

Si el organismo no dispone de suficienteshidratos de carbono, los aminoácidos sondesaminados y el esqueleto hidrocarbo-nado se utiliza en la síntesis de glucosa.

Las proteínas de las fórmulas enterales pue-den presentarse en tres formas principales:proteína intacta, proteína parcialmente hi-drolizada o digerida, –lo que da lugar a poli-péptidos y oligopéptidos–, y aminoácidosindividuales. Las dos primeras formas nece-sitan digestión en el aparato digestivo. A ma-yor hidrólisis de la proteína y péptido, mayorosmolaridad de la solución que los contiene.

Digestión y absorción de las proteínas

Nutrición enteral 3

Tipos de proteasas

Endopeptidasas Exopeptidasas

Serina proteasas

SH proteasas

Aspartato proteasas

Metalo proteasas

Otras

Tripsina (arginina, lisina)Quimotripsina

(aminoácido aromático)

Papaína, bromelina

Pepsina, quimiosina

Colagenasa, termolisina

Renina, queratinasa

Carboxipeptidasas

AB

Aminopeptidasas

Diepeptidasas

Separan aminoácidos delextremo carboxilo

Aminoácido neutralAminoácido básico

Separan aminoácidos delextremo amino

Separan dipéptidos

Tabla 2. Clasificación de enzimas que intervienen en la digestión de proteínas

mente por transporte activo mediantetransportadores específicos para los dife-rentes tipos de aminoácidos. Los dipépti-dos, tripéptidos y oligopéptidos tienentambién sistemas transportadores especí-ficos. Se calcula que un 25 % de las pro-teínas de la dieta se absorben comodipéptidos y tripéptidos. Los aminoácidosse absorben en presencia de sodio y tantoéstos como los dipéptidos y tripéptidos seabsorben rápidamente. Las dipeptidasas ytripeptidasas pueden hidrolizar posterior-mente estos péptidos a aminoácidos, peroalgunos alcanzan intactos la circulaciónsanguínea.

Aún con mucha menor frecuencia, tambiénexiste una absorción limitada de proteínasintactas, bien a través de las uniones de lascélulas epiteliales o bien por captación devesículas desde la luz intestinal hasta lazona basal de estas células epiteliales. Esta

absorción no tiene repercusión nutricional,pero puede ser importante desde un puntode vista inmunológico, porque puede darlugar a respuestas alérgicas.

Tras la digestión de proteínas, los aminoá-cidos son transportados al hígado, dondese regula el flujo de aminoácidos de ladieta que entra en la circulación sistémica.El hígado transamina y oxida los aminoáci-dos sobrantes. En la práctica, el excesode proteínas (aminoácidos) en la dieta deun sujeto sano da lugar a un aumento dela eliminación urinaria de nitrógeno. Elhígado es el lugar principal de metaboliza-ción de aminoácidos esenciales, conexcepción de los aminoácidos ramifica-dos, que apenas se degradan en el ejeenterohepático y son más bien metaboli-zados por otros tejidos periféricos; porejemplo, sólo un 2 % de la leucina de ladieta es oxidada en el hígado.


Deben considerarse diversos factorespara establecer los requerimientos de pro-teínas: la composición en aminoácidos, lainfluencia de la edad y el desarrollo delindividuo, su estado de salud o de enfer-medad, trabajo, actividad física que rea-liza, etc.

Las proteínas de la dieta son necesariaspara sustituir a las que pierde el orga-nismo. Se estima que el cuerpo sintetizaunos 300 g de proteína al día. Las proteí-nas de tipo estructural, como colágeno oelastina, tienen una vida media prolon-gada; sin embargo, la de las proteínas fun-cionales, especialmente las enzimas, esmucho más corta, lo que les permiteadaptarse al metabolismo corporal en

constante cambio. Cuanto más activo seael punto de la vía metabólica donde actúauna enzima, más rápido será el procesode síntesis y degradación de ésta.Alrededor del 80 % de los aminoácidosque resultan de la degradación de proteí-nas son reciclados para la síntesis pro-teica, el resto son degradados y deben sersustituidos por aminoácidos sintetizadospor el organismo o por aminoácidos de ladieta, si no pueden ser sintetizados.

La pérdida de aminoácidos varía según elaporte energético. En el ayuno disminuye elflujo de aminoácidos y la pérdida de nitró-geno en orina se reduce considerable-mente. Por lo tanto, los seres humanos tie-nen capacidad para mantener el balance

Requerimientos de proteínas

nitrogenado a lo largo de un amplio inter-valo, con gran variabilidad individual e inte-rindividual. Si la carencia supera esa capa-cidad de adaptación, la fisiología corporalse altera y aparecen síntomas como creci-miento insuficiente, defectos inmunitarios,mala cicatrización de las heridas, etc.

Los requerimientos de proteínas se hanestudiado mediante diferentes métodos.En ratas en crecimiento la cantidad y cali-dad de las proteínas tiene un efecto inme-diato en su crecimiento, que depende dela síntesis proteica y, a su vez, de laingesta de aminoácidos. Sin embargo, esevidente que este método no puede utili-zarse en humanos y por eso se recurre aotros procedimientos.

El método factorial estudia las pérdidascorporales de nitrógeno en un individuoque ingiere una dieta sin proteínas. Enpocos días se instauran mecanismos parareducir la pérdida de nitrógeno, aunquenunca llega a eliminarse por completo,pues, aunque reducidos, persisten deforma obligatoria algunos procesos meta-bólicos, aunque reducidos, como la oxida-ción de aminoácidos y la formación de ureay de otros compuestos nitrogenados. En la

tabla 3 se resumen los cálculos sobre losque se fundamenta la estimación de reque-rimientos de proteínas con este método. Elresultado final se modifica en función delcrecimiento en niños o de las mayoresnecesidades propias del embarazo y de lalactancia. A este método se le puede hacerla objeción de que basa sus cálculos en elindividuo en ayunas, con las consecuentesadaptaciones metabólicas, lo que puededar lugar a valores diferentes respecto delas necesidades reales de una personasana que toma una alimentación estable.

Por este motivo, se ha utilizado también elestudio del balance nitrogenado. Un niveladecuado de ingesta de proteínas esaquel que mantiene un balance de nitró-geno neutro o ligeramente positivo. Enindividuos con diferentes características(lactantes, embarazo, ancianos, etc.), pue-de añadirse progresivamente mayor canti-dad de proteínas en la dieta hasta estable-cer ese balance nitrogenado idóneo. Estemétodo tiene las limitaciones derivadas delos posibles errores al calcular el nitrógenoingerido a través de los alimentos y elexcretado a través del sudor, aire exha-lado, piel, cabello, etc. En general, setiende a subestimar las pérdidas y a


Pérdidas obligadas de nitrógeno

Orina

Heces

Sudor, piel, pelo, uñas

Total

38 mg/kg/día

12 mg/kg/día

2-3 mg/kg/día

54 mg/kg/día (rango 41-69 mg/kg/día)

Requerimientos de proteínas

Equivalente proteico de pérdidas de nitrógeno

Coeficiente de variación 15 % (+ 2 DS)

Calidad de la proteína (composición de aminoácidos y digestibilidad)

0,34 g/kg/día de proteína

0,44 g/kg/día

0,8 g/kg/día

Tabla 3. Cálculo de los requerimientos de proteínas según el método factorial


sobrestimar la ingesta. Es interesanteresaltar que si no se administra suficienteenergía, el balance nitrogenado será nega-tivo, pese a que la ingesta proteica hayasido adecuada.

Los requerimientos de proteínas incluidosen las Dietary Reference Intakes (DRI) se

resumen en la tabla 4. Para su elaboraciónse han tenido en cuenta los resultados deestudios de balance nitrogenado más queel método factorial.

Como ya se ha comentado, los requeri-mientos de proteínas cambian con la edady el crecimiento. Las enzimas del metabo-

Grupo de edad RDA/IA* (g/día) Proteínas g/kg/día RADM (%)

Lactantes

0-6 meses

7-12 meses

Niños

1-3-años

4-8 años

Varones

9-13 años

14-18 años

19-30 años

31-50 años

50-70 años

> 70 años

Mujeres

9-13 años

14-18 años

19-30 años

31-50 años

50-70 años

> 70 años

Embarazo

< 18 años

19-30 años

31-50 años

Lactancia

< 18 años

18-30 años

31-50 años

9,1*

11

13

19

34

52

56

56

56

56

34

46

46

46

46

46

71

71

71

71

71

71

1,5

1,5

1,1

0,95

0,95

0,85

0,8

0,8

0,8

0,8

0,95

0,85

0,8

0,8

0,8

0,8

1,1

1,1

1,1

1,1

1,1

1,1

Desconocido

Desconocido

5-20

10-30

10-30

10-30

10-35

10-35

10-35

10-35

10-30

10-30

10-35

10-35

10-35

10-35

10-35

10-35

10-35

10-35

10-35

10-35

Tabla 4. Ingestas dietéticas recomendadas de proteínas para personas sanas

Fuente: Dietary reference intakes for energy, carbohydrate, fiber, fat, fatty acids, colesterol, protein and aminoacids (2002/2005), accesible en www.nap.eduRDA: raciones dietéticas aconsejadas. IA: ingesta adecuada. RADM: rango aceptable de distribución de macro-nutrientes.

lismo de aminoácidos maduran con laedad en el feto y en el lactante. Esto afectaparticularmente a la histidina, que es esen-cial en lactantes, pero no en niños y adul-tos. En los lactantes, los aminoácidosesenciales suponen alrededor del 30 % delos requerimientos proteicos, y disminuyenpaulatinamente a lo largo de la infancia yadolescencia hasta llegar a un 11 % en losadultos. Los requerimientos de aminoáci-dos según la edad y el tipo de proteínas seindican en las tablas 5 y 6. En el mundooccidental el consumo de proteínas sueleestar por encima de las RDA (raciones die-

téticas recomendadas). Si esta proteína esde alta calidad, como la del huevo, la mitadde sus aminoácidos son esenciales. Por lotanto, no es difícil alcanzar en el adulto lasrecomendaciones para estos aminoácidoscuando las proteínas son consumidas enesas cantidades.

Las necesidades de proteínas durante laenfermedad se estudian en otras mono-grafías de esta colección. Basta mencio-nar aquí que cualquier proceso queinduzca una respuesta inflamatoria sisté-mica (enfermedad infecciosa o inflamato-


Tabla 5. Requerimientos de aminoácidos en la dieta según el grupo de edad (mg/kg/día)

AminoácidoLactantes 3-4 meses

Niños 2-5 años

NIños 10-12 años

AdultosAdultos

(Según V. Young)

Histidina

Isoleucina

Leucina

Lisina

Metionina + cisterna

Fenilalanina + tirosina

Treonina

Triptófano

Valina

28

70

161

103

58

125

87

17

93

?

31

73

64

27

69

37

12

38

?

28

42

44

22

22

28

3

25

8-12

10

14

12

13

14

7

4

10

23

39

30

15

39

15

6

20

Tabla 6. Requerimientos de aminoácidos por proteína y grupo de edad comparados con proteína de huevo y proteína corporal (mg de aminoácido/g de proteína)

AminoácidoNiños 1 año

Niños 2-5 años

NIños 10-12años

AdultosProteína dehuevo de

gallina

Proteínacorporal

Histidina

Isoleucina

Leucina

Lisina

Metionina + cisterna

Fenialalnina + tirosina

Treonina

Triptófano

Valina

16

40

93

60

33

72

50

10

54

19

28

66

58

25

63

34

11

35

19

28

44

44

22

22

28

9

25

11

13

19

16

17

19

9

5

13

22

54

86

70

57

93

47

17

66

38

65

50

25

65

25

10

35

ria, politraumatismo, cirugía importante,etc.), supone un aumento del gasto ener-gético, de la síntesis y de la degradaciónproteica. Parte de los aminoácidos se utili-zan con fines energéticos, y parte seemplean en la síntesis de proteínas de faseaguda; el balance nitrogenado se hacenegativo. Sin embargo, el tratamiento deestos cambios metabólicos no es sencillo.El aporte de cantidades extra de energía yproteínas puede aminorar ese balancenegativo, pero sin llegar a hacerlo positivo.También hay que tener en cuenta que elaporte excesivo de energía no es benefi-cioso para el organismo, y no se ha pro-bado que un aporte de proteínas superiora 2,5 g/kg/día sea beneficioso en ningunasituación clínica aguda (traumatismos,sepsis, quemaduras, etc.). En humanos,se ha demostrado una relación directaentre la cantidad de proteína en la dieta yel grado de estimulación de la síntesis pro-teica. Sin embargo, esta relación es limi-tada y la estimulación máxima se consiguecon un aporte de 1,5-1,7 g/kg/día de pro-teína de alta calidad. En adultos desnutri-dos, Collins y cols. (1998) encontraron quela realimentación inicial con un porcentajede proteína respecto a la energía del 8,5 %se asociaba a una menor mortalidad si secomparaba con una el del 16,4 %, que espróximo al que suelen tener las fórmulasenterales poliméricas, isocalóricas.

Los requerimientos individuales de amino-ácidos fueron estudiados en la década de1950 por Rose, quien evaluaba el balancenitrogenado con dietas adecuadas enenergía y en aminoácidos cristalinos, salvoel que se quería estudiar. Éste se añadíaprogresivamente, hasta conseguir la canti-dad mínima necesaria para lograr elbalance nitrogenado. Estos estudios serealizaron en un reducido número de indi-

viduos, pero constituyen la base paraconocer los requerimientos de aminoáci-dos.

Otros investigadores han buscado definirestos requerimientos a través de la realiza-ción de estudios de la oxidación de ami-noácidos, tanto en animales en creci-miento como en seres humanos, utili-zando como trazadores isótopos noradiactivos. La dosis del aminoácido estu-diado se incrementa paulatinamente. Asíse obtienen dos curvas, una sin pendiente(que corresponde a la oxidación mínimaobligatoria), y otra con pendiente positiva(que refleja el momento en el que el aportede aminoácido sobrepasa los requerimien-tos mínimos). El punto de corte de ambascurvas corresponde a la cantidad de ami-noácido aportado en la dieta experimentala partir de la cual comienza la oxidación noobligatoria. Otra posibilidad es estudiar laoxidación de un aminoácido esencial, queactuaría de trazador, cuando otro aminoá-cido esencial se elimina de la dieta o seaporta en cantidades crecientes. Mientrasno se dé la cantidad mínima necesaria delaminoácido problema, no se puede llevara cabo la síntesis proteica. El aminoácidoesencial trazador no se incorpora a la pro-teína y el exceso consiguiente se oxida.Los resultados obtenidos con estos méto-dos apuntan a que las necesidades denumerosos aminoácidos esenciales sonsuperiores a las establecidas. Sinembargo, los datos encontrados por dife-rentes grupos de investigadores con esteprocedimiento difieren y, por lo tanto, esposible que en el futuro se hagan ulterioresprecisiones sobre las necesidades de ami-noácidos esenciales. Los requerimientosde otros aminoácidos, como histidina,arginina o glutamina, son también objetode investigación y controversia.


La calidad nutricional de la proteínaentera o hidrolizada de una fórmula ente-ral o de una fórmula infantil se estudiatanto por análisis de los aminoácidosque aporta como por los efectos queproduce en un animal de experimenta-ción para estimular su crecimiento. Lanecesidad de ambos tipos de compro-bación deriva de la insuficiencia de cadauno por separado. Cuanto mejor es lacalidad de la proteína, mayor velocidadde crecimiento.

La calidad de las proteínas depende deltipo de aminoácidos que la componen. Siuna proteína es deficiente en uno o másaminoácidos esenciales, tiene baja calidad,puesto que la síntesis proteica requiere ladisponibilidad de todos los aminoácidosque la integran. Una proteína de alta cali-dad tiene todos los aminoácidos en lasproporciones adecuadas. El contenido enéstos se obtiene por hidrólisis completa ycromatografía líquida de alto rendimiento(HPLC) y revelado con luz ultravioleta. Lautilización de la proteína por el animaldepende, en parte, de esta composiciónde los aminoácidos. Las proporciones ópti-mas entre aminoácidos esenciales y noesenciales han sido determinadas por laOrganización para la Agricultura y laAlimentación/Organización Mundial de laSalud, de la Naciones Unidas (FAO/ WHO);estas cantidades dependen de la edad ydel estado de salud del grupo poblacionalal que van dirigidas.

Sin embargo, no todos los aminoácidosasí obtenidos están realmente disponi-bles para el animal que los consume.También influye la digestibilidad de la pro-teína y otros factores, como la energíaque recibe un individuo. Por eso, paraevaluar la calidad nutricional de una pro-teína deben asociarse ensayos en anima-les, habitualmente ratas en crecimiento oadultas. Los animales reciben dietas iso-calóricas con una única modificación: elcontenido proteico. Se estudian gruposque reciben las proteínas enteras o hidro-lizados que se quieren estudiar, la prote-ína entera a partir de la que se ha reali-zado el hidrolizado, y como proteína dereferencia se suele emplear la caseínacon suplementos de metionina. Los estu-dios constan de dos fases. En el períodoinicial, se realimenta a los animales con ladieta control con la proteína de referenciaen una concentración restringida al límitede la pérdida proteica, por lo que losvalores de nitrógeno en heces y orina seconsidera que proceden de pérdidasobligadas, no de la proteína ingerida; esteperíodo se denomina endógeno. En lasegunda fase, más prolongada, los ani-males reciben las dietas que se quierenanalizar, se determina la excreción urina-ria y fecal de nitrógeno y se calculan losíndices señalados en la tabla 7. De estemodo, se puede comprobar que la case-ína tiene un coeficiente de eficacia de laproteína (PER) de 2,8, la proteína de sojade 2,4 y el gluten de trigo de 0,4.


Por último, no existen datos suficientes paraestablecer un nivel de ingesta superior tole-rable (UL) para proteínas ni aminoácidos.

No obstante, las DRI limitan el consumo pro-teico al 30 % del valor calórico total para dis-minuir el riesgo de enfermedades crónicas.

Calidad de las proteínas

En último término, el valor biológico de unaproteína se basa en la determinación delnitrógeno retenido para crecimiento omantenimiento de las funciones corpora-les, y se expresa como N retenido divididopor N absorbido (tabla 7).

Existen dos principios fundamentales eneste concepto: a menor valor biológico deuna proteína, mayores cantidades de lamisma se requieren para alcanzar unbalance nitrogenado neutro; cuanto menorvalor biológico tiene una proteína mayorproporción de aminoácidos no esenciales.Por eso se ha definido también un índicequímico basado en el perfil de aminoáci-dos de una proteína. Este método com-para la composición de aminoácidos deuna proteína con un patrón de referencia ouna proteína de alto valor biológico comola de huevo. Para eso se calcula el conte-nido de cada aminoácido esencial de unaproteína en estudio con el de una proteínade referencia. El aminoácido con el menoríndice químico es el aminoácido limitante y

ése es el índice químico de la proteína. Losaminoácidos que suelen ser limitantes conmás frecuencia son la lisina, la treonina y eltriptófano. Por otra parte, otros aminoáci-dos esenciales como los ramificados y lafenilanina suelen aparecer en casi todaslas proteínas.

En general, las proteínas de alta calidadson de origen animal, como la albúmina dehuevo o leche y las de carne o pescado.Todas las fórmulas enterales contienen pro-teínas de alta calidad, que se han estu-diado en animales de experimentación paraidentificar sus calidades relativas frente auna proteína patrón y su digestibilidad.

Cuando se utilizan proteínas naturales«enteras», sin digerir, suele existir un ade-cuado equilibrio entre los diferentes tiposde aminoácidos; cuando se emplean mez-clas de aminoácidos hay que evitar des-equilibrios. En este sentido, si se aumentael aporte de un aminoácido de un grupo(p. ej., ramificado), puede reducirse la utili-


Tabla 7. Índices de la calidad nutricional de las proteínas

Índice Equivalencia Fórmula

Coeficiente de digestibilidadverdadera (CDV)

Utilización neta de la prote-ína (NPU)

Valor biológico de la prote-ína (VB)

Coeficiente de eficiencia dela proteína (PER)

Índice químico de una proteína

(N absorbido / N ingerido) 3 100

(N retenido / N ingerido) 3 100

(N retenido / N absorbido) 3 100

Incremento de peso del animal(g) / proteína ingerida en elmismo período (g)

[Aminoácidos esenciales /Aminoácidos totales (proteínaanalizada)]/[Aminoácidos esen-ciales/Aminoácidos totales(huevo)] 3 100

CDV = [I 2 (F 2 Fe) / I] 3 100

NPU = [I 2 (F 2 Fe) 2 (U 2 Ue) /I] 3 100

VB = [I 2 (F 2 Fe) 2 (U - Ue)] / [I - (F - Fe)] 3 100

I: nitrógeno ingerido (mg/día). F: nitrógeno en heces (mg/día). Fe: nitrógeno en heces durante el período endó-geno (mg/día). U: nitrógeno en orina (mg/día). Ue: nitrógeno en orina durante el período endógeno (mg/día).

Proteína entera

Las fuentes de proteína utilizadas en lasfórmulas de nutrición enteral poliméricaspueden ser caseína, lactoalbúmina, proteí-na de soja, proteína de suero y caseínaenriquecida con metionina. Algunas fór-mulas contienen una sola de estas proteí-nas, otras mezclan varias de ellas, comopor ejemplo caseína (del 84 al 94 %) y pro-teína de soja (del 6 al 16 %), caseína (del50 al 75 %) y proteína de suero (del 25 al50 %), o caseína, proteína de suero y pro-teína de soja.

La Agencia Española de SeguridadAlimentaria acepta también como fórmu-las de nutrición enteral polimérica produc-tos liofilizados con proteína de legumbre,

carne, pollo, pescado, jamón o huevo,combinados con caseína, que adquierenuna textura de triturado o de puré cuandose reconstruyen con la adición de líquido.

Caseína

La caseína es un grupo de proteínas, clasi-ficadas cada una por letras del alfabetogriego, que constituye el 80 % de las pro-teínas totales de la leche. Son moléculasde elevado peso molecular, ricas en ácidoglutámico, leucina y prolina. Las caseínasforman polímeros, compuestos por cente-nares o millares de moléculas que se cono-cen como micelas de caseína. Los tipos decaseína más insolubles (α y β) se rodeande los más hidrófilos (κ) en una estructuraesférica, en la que el fosfato cálcico sirve


zación de los restantes aminoácidos delgrupo.

Otra consideración a tener en cuenta res-pecto a la calidad de las proteínas es elefecto del proceso de preparación o fabri-cación y de las características del almace-namiento de la fórmula. El calor favorece lareacción de Maillard, en la que monosacá-ridos reaccionan con los residuos de lisina.La oxidación o alcalinización puedenmodificar también los aminoácidos de unaproteína.

Sarwar y Peace (1994) han estudiado lacalidad de la proteína contenida en seisfórmulas de nutrición enteral comparán-dola con caseína enriquecida con metio-nina en un modelo de ratas en destete yen ratas de 18 meses aplicando algunos

de los indicadores reseñados anterior-mente. La digestibilidad de la proteína eradel 85 al 93 % en las ratas viejas y un pocosuperior en las ratas jóvenes comparadascon la dieta control. El coeficiente de efi-ciencia de la proteína (PER) era del 42 al56 % y mejoraba con la adición de ciste-ína, treonina y triptófano. La digestibilidadproteica corregida por el índice de amino-ácidos fue del 43-46, 69-75 y 86-93 %,comparada con huevo entero, caseína y elpatrón FAO-OMS (1991). Estos resultadosindicarían que los productos de nutriciónenteral son de menor calidad proteica quela caseína. Sin embargo, Young ha criti-cado algunas de las bases conceptualesde este estudio y ha señalado que losestudios realizados con ratas en creci-miento pueden conducir a errores cuandose aplican a seres humanos.

Tipos de proteínas empleadas en fórmulas de nutrición enteral

de nexo de unión entre las distintas molé-culas. La caseína se emplea en la fabrica-ción de numerosos productos lácteos,porque puede precipitar con relativa facili-dad.

Proteínas de suero de leche

Suponen el 20 % del contenido total deproteínas de la leche y son, por definición,aquellas que quedan en solución cuandoel pH de la leche se lleva hasta 4,6, elpunto isoeléctrico de la caseína. Asi-mismo, se hallan en el suero obtenido porcoagulación enzimática de la caseína, porejemplo con cuajo. Entre estas proteínasde suero de la leche se encuentran la alfa-lactoalbúmina, beta-lactoglobulina, queson las más abundantes, albúmina sérica,lactoperoxidasa, lactoferrina, transferrina,ceruloplasmina, factores de crecimiento,inmunoglobulinas, proteasas y cisteína. Engeneral, son proteínas ricas en aminoáci-dos ramificados, glutamina y cisterna. Elvalor biológico de las proteínas de suerode leche es de 104, frente a 87 de lacaseína.

La industria láctea produce concentradosa partir de leche total (Total Milk ProteinConcentrates, TMPC) y del suero lácteo(Whey Protein Concentrates, WPC) o frac-ciones aisladas de suero lácteo que con-tienen todas sus proteínas (Whey ProteinIsolates, WPI).

En la última década se ha avanzado en elconocimiento de los efectos beneficiososde las proteínas de suero en diferentesenfermedades. Así, por ejemplo, se hanobservado mejores respuestas inmunoló-gicas en animales de experimentación conhidrolizados de lactoalbúmina que conhidrolizados de caseína. Dado su alto con-tenido en aminoácidos ramificados y lisina,

las proteínas de suero son rápidamentedigeridas, por lo que existe un pico másalto en la concentración posabsorción deestos aminoácidos en suero. Esto seacompaña de una mayor estimulaciónpara la producción de insulina y menorescifras de glucemia que con otras fuentesproteicas. También se han realizado estu-dios según los cuales la estimulación de lasíntesis de proteínas, tanto en jóvenescomo en ancianos, sería mayor si seadminstran proteínas de suero que caseí-na. Sin embargo, la caseína puede inhibirmás la proteólisis.

Proteína de soja

La soja es una leguminosa que fija nitró-geno del aire mediante la acción de lasbacterias de sus raíces. Las semillas desoja contienen, aproximadamente, un 40 %de proteínas. Sin embargo, estas semillasson manipuladas industrialmente, retirandola grasa y el salvado (harina de soja), lagrasa, los azúcares y el agua (concentra-dos de proteína de soja) o realizando unaextracción química de la proteína (proteí-nas aisladas de soja), lo que aumenta elporcentaje de proteína aproximadamente aun 50, 65, y 96 %, respectivamente.

La digestibilidad de la proteína de soja escomparable a la de otras fuentes proteicasde alta calidad, como la leche o el huevo.En su composición de aminoácidos des-taca únicamente la menor concentraciónde metionina. Si la soja se utiliza en combi-nación con otras proteínas, esto nosupone ninguna limitación e incluso, si seemplea como fuente única de proteínas, nose recomienda la adición de metioninasalvo en niños menores de 2 años deedad. En cambio, la proteína de soja tieneun alto contenido de lisina, por lo que com-


pensa la deficiencia de este aminoácido enlas proteínas de maíz o de trigo. La sojacontiene un inhibidor de tripsina, pero eltratamiento térmico de la proteína de sojainactiva estos inhibidores y mejora el efectode la proteína de soja en los estudios quevaloran el crecimiento de los animales.

La proteína de soja se ha asociado a otrasproteínas en la elaboración de alimentosporque tiene buena calidad nutricional ybuen precio, es fácil de obtener, estable ycardiosaludable. Las proteínas de sojapueden disminuir tanto las concentracio-nes como la oxidación de colesterol LDL ymejorar la función endotelial. Además dealgunas globulinas, otras moléculas comolas isoflavonas pueden contribuir a estosefectos beneficiosos.

Hidrolizados de proteína

Los hidrolizados de proteínas de las fór-mulas peptídicas u oligoméricas se obtie-nen a partir de proteína de soja, lactoalbú-mina y proteínas séricas, solas o en dife-rentes combinaciones entre ellas.

Estos hidrolizados contienen un elevadoporcentaje de dipéptidos y tripéptidos,que pueden ser absorbidos por el epiteliointestinal sin necesidad de más digestiónpor las oligoaminopeptidasas. Por otraparte, incluyen un bajo porcentaje de ami-noácidos, lo que disminuye la osmolaridadde la solución.

El sabor de los hidrolizados es tanto másamargo cuanto más amplia es la hidroliza-ción de las proteínas. Naturalmente, pre-sentan menor poder alergénico que lasproteínas enteras. Los hidrolizados de pro-teínas de suero lácteo poseen una mayorsolubilidad y menor viscosidad que la pro-

teína nativa, lo que favorece su uso en fór-mulas enterales.

Los hidrolizados proteicos pueden obte-nerse mediante hidrólisis química o enzi-mática. La hidrólisis alcalina o ácida seacompaña de la destrucción de algunosaminoácidos, tanto esenciales como noesenciales, y la incorporación de sales queaumentan su carga osmótica. Para evitarestos efectos poco deseables, se empleamás la hidrólisis enzimática para fabricarhidrolizados de alta calidad nutricional ybajo contenido en sales, que se utilizan enfórmulas de nutrición enteral. En el pasadose empleaban enzimas animales, comotripsina, pepsina o quimiotripsina, o vege-tales, como papaína, pero en la actualidadse emplean más proteasas obtenidas através por procesos de ingeniería genéticaen microorganismos.

Las proteasas se clasifican en endopepti-dasas, si fragmentan al azar enlaces en elinterior de las cadenas peptídicas, y enexopeptidasas, si separan aminoácidos ydipéptidos de los extremos de las cadenaspolipeptídicas (tabla 2). Cada tipo deenzima tiene mayor especificidad por unaproteína u otra, como por ejemplo caseínao proteína de suero. Por otra parte, paraobtener un alto grado de hidrólisis seemplean asociaciones de enzimas queactúan en paralelo o en serie, de acuerdocon el pH y la temperatura a la que actúan.

Una vez alcanzada la hidrólisis deseada,es necesario retirar las enzimas para queno continúe el proceso de hidrólisis. Estose consigue bien por ultrafiltración a tra-vés de membranas con diámetros deporo adecuados al tipo de enzima que sequiere remover, bien por degradaciónmediante tratamiento térmico.


Además de proteínas enteras e hidroliza-das en fórmulas enterales completas,existen los módulos de proteínas. Engeneral, los que se comercializan enpolvo son relativamente insolubles ycaros. La hidrólisis de la proteína mejorasu solubilidad y disminuye su viscosidad.Por el contrario, a mayor hidrólisis menoractividad emulsionante. Los hidrolizadosde proteína tienen un sabor amargo, quevaría según el tipo de proteína del queparten; se suele decir que los hidroliza-dos de proteína de soja son menos amar-gos y más fáciles de procesar que los decaseína.

Existen fórmulas enterales específicas dealgunas patologías, como encefalopatíahepática, en las que se aumentan los ami-noácidos ramificados y se disminuyen los

aromáticos. Los resultados de ensayoscontrolados con estas fórmulas revelanuna moderada eficacia para resolver laencefalopatía.

En los trastornos congénitos del metabo-lismo de aminoácidos se altera la capaci-dad de degradar alguno de ellos, comopor ejemplo fenilalanina en la fenilcetonuriao los aminoácidos ramificados en la enfer-medad de jarabe de arce. El exceso deaminoácidos es tóxico y puede originarretraso mental y alteraciones morfológi-cas. En la legislación española, se cono-cen como dietoterápicos complejos aque-llos productos que carecen de alguno deestos aminoácidos y permiten suplemen-tar una dieta muy restringida en proteínaspara así poder tratar a las personas conestas deficiencias.



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