BIOMOLÉCULAS Y ALIMENTACIÓN

¿Somos lo que comemos?

Gracias a los avances en la ciencia de la Nutrición, nos damos cuenta de la relación que existe entre alimentación, salud y enfermedad. Esta ciencia nos dice por que cada nutriente debe figurar en la dieta, la ración necesaria de ellos, que productos los contienen, los factores que influyen en su utilización, preferencias de los alimentos y los resultados de sus deficiencias y exceso.

DEFINICIÓN DE NUTRICIÓN La nutrición, como un proceso para obtener nutrientes, está estrechamente relacionada con los aspectos sociales, económicos, culturales y psicológicos de las formas de alimentación.Una forma sencilla de definir a la ciencia de la Nutrición, es la siguiente:

"Es la ciencia que estudia los medios que nos permiten "Es la ciencia que estudia los medios que nos permiten obtener, asimilar y utilizar los nutrientes que nos obtener, asimilar y utilizar los nutrientes que nos

proporcionan los alimentos"proporcionan los alimentos"

Al momento de consumir nuestros alimentos, estamos ingiriendo nutrientes que son indispensables como materia prima del metabolismo; así mismo, podemos ingerir sustancias que sin ser nutrientes, nos ayudan a efectuar ciertos procesos.Si ampliamos la definición de Nutrición, podremos afirmar que es:

"La ciencia de los alimentos, de los nutrientes y de otras "La ciencia de los alimentos, de los nutrientes y de otras sustancias que estos contienen; su acción, interacción y sustancias que estos contienen; su acción, interacción y

equilibrio en relación a la salud y la enfermedad; los equilibrio en relación a la salud y la enfermedad; los procesos por los cuales el organismo ingiere, digiere, procesos por los cuales el organismo ingiere, digiere,

absorbe, transporta y utiliza a los nutrientes y elimina sus absorbe, transporta y utiliza a los nutrientes y elimina sus productos finales"productos finales"

¿Cuáles son los principales nutrientes?Los nutrientes son la materia prima del metabolismo, estas sustancias participarán en la formación de nuevos materiales y energía para que los seres vivos se desarrollen, puedan vivir y reproducirse. Podemos decir que existen cinco clases de nutrientes: carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas y minerales.

Los carbohidratos, los lípidos y las proteínas son moléculas orgánicas también llamadas

biomoléculas.

Estas biomoléculas tienen una estrecha relación con los procesos vitales de los organismos y no pueden ser absorbidas hasta que han sido digeridas.

Por su parte, las vitaminas son moléculas orgánicas que pueden ser absorbidas sin necesidad de ser digeridas; los minerales, son sustancias inorgánicas que también son absorbidas sin necesidad de ser digeridas.

Frutas y lácteos, fuente de carbohidratos

Son la fuente principal de energía; el más importante de estos es la glucosa. La energía que de ellos obtenemos, la utilizamos para realizar una gran variedad de funciones como son: llevar a cabo las reacciones del metabolismo, impulsar nuestra sangre por el sistema circulatorio, mover a nuestro organismo, reparar heridas, etc. Una persona con un peso de 75 kg. requiere de unas 2000 calorías diarias para vivir, a esto se le llama gasto energético basal; cualquier otro tipo de actividad exige energía adicional, como se puede ver en esta tabla.

Tipo de actividad Calorías por hora

1.- Sueño 65

2.- Sentarse en reposo 100

3.- Ejercicio ligero 170

4.- Caminar lentamente 200

5.- Ejercicio intenso 450

6.- Nadar 500

7.- Correr (8.5 km por hora) 570

8.- Subir escaleras 1100

Gasto de energía por hora para un hombre de 75 Kg.

Aunque los lípidos y las proteínas pueden reemplazar a los carbohidratos como fuente de energía en casi todas las células del cuerpo, el hombre no puede prescindir de ellos, ya que la glucosa es indispensable para los tejidos cerebral, nervioso y pulmonar. En una dieta balanceada, es recomendable que del 50 al 60% de las calorías provengan del consumo de carbohidratos.

Los carbohidratos se encuentran sobre todo en los comestibles de origen vegetal, como las frutas y verduras, ya que una gran cantidad de este tipo de nutrientes, lo obtenemos en forma de almidón (frijol, maíz, trigo, manzana, papa y jícama entre otros). Entre las pocas fuentes animales de carbohidratos, encontramos a la lactosa, que se encuentra en la leche de vaca que contiene aproximadamente un 5% de lactosa, mientras que la leche humana posee un 7%. Los productos lácteos, ya que parte de ella se descompone durante el proceso de su elaboración.

Alimento Ración Carbohidratos (gr)

1.- Pan 1 rebanada (25 gr.) 13

2.- Macarrón, espagueti seco 1/2 taza cocido (70 gr.) 16

3.- Cereales secos 1 taza de hojuelas (30 gr.) 24

4.- Galletas de todos tipos 4 saladas (11 gr.) 8

5.- Harina de todos tipos 2 cucharadas (14 gr.) 11

6.- Nueces 1/4 de taza (36 gr.) 7

7.- Pastel 1 rebanada decorado (75 gr.) 45

8.- Papas blancas 1 hervida (122 gr.) 18

9.- fruta fresca 1 manzana (158 gr.) 18

Contenido de carbohidratos en algunos alimentos.

Las personas diabéticas, deben evitar el consumo de glucosa y de todos aquellos carbohidratos que durante su metabolismo puedan descomponerse en glucosaPero el bajo consumo de carbohidratos, ocasiona fatiga, deshidratación, náuseas, vómitos, inapetencia y disminución temporal de la presión sanguínea.Un aporte normal de estos nutrientes, contribuye a mantener un nivel adecuado de los depósitos de glucógeno que se requieren para realizar una actividad física prolongada.

CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOS

Azúcares

Comúnmentedenominados

No son dulcesComo Almidón

Celulosa

Son dulcesOtrosUnos Como Glucosa

Fructosa

Sirven como

Reserva energéticaMaterial estructuralFuente de energía

Ejemplo

Derivados aldehídicos de alcohol polivalente

Se definen como

Se clasifican como

monosacáridosdisacáridospolisacáridos

Ejem

o

Derivados cetónicos de alcohol polivalente

Ejem

Están formados por una sola unidad de azúcar

Por hidrólisis no se descomponen en carbohidratos más simples

Los más importantes en la nutrición son: glucosa, galactosa y fructosa.

Monosacáridos

MMMooonnnooosssaaacccááárrriiidddooosss

GlucosaGlucosaGlucosa

Se obtienede

Jugo de frutasCaña de azúcar

sirve como

Fuente de energía Su fórmula

abierta es

Se relaciona con

α- glucosa

DiabetesObesidadEnvejecimiento

Monosacáridos

MMMooonnnooosssaaacccááárrriiidddooosss

Para los

Animales

Su fórmula cerrada es

β - glucosa

Disacáridos

DDDiiisssaaacccááárrriiidddooosss

Están formados por la unión de dos unidades de monosacáridos

Esta unión se efectúa a través de los llamados enlaces glucosídicos

Cuando se hidroliza a un disacárido, se producen dos moléculas de monosacáridos

Los más importantes son: maltosa, lactosa y sacarosa

SACAROSASACAROSASACAROSA

Se le conoce como

Azúcar común

Se forma por la unión de

α-glucosa y β-2-fructosa

Disacáridos

DDDiiisssaaacccááárrriiidddooosss Unidas por

Su fórmula es

Enlace α-1-β-2-glucosídico

Caña de azúcarPiña

Fuente de glucosa

Por

Se obtiene apartir de

Es importante como

hidrólisis

Produce

Es el azúcar de la

LACTOSALACTOSALACTOSA

Leche

se utilizaen la

Nutrición de mamíferos

Se forma por la unión de

β-galactosa y α-glucosa

Disacáridos

DDDiiisssaaacccááárrriiidddooosss

Unidas por

Su fórmula es

Enlace β -1,4- glucosídico

Por

Hidrólisis Produce

MALTOSAMALTOSAMALTOSA

Se obtienede

Cebada germinadaHidrólisis de almidon

Se utilizaen la

Fabricación de cerveza

Se forma por la unión de

Dos moléculas de α -glucosa

Disacáridos

DDDiiisssaaacccááárrriiidddooosss

Unidas por

Su fórmula es

Enlace α -1,4- glucosídico

Por

Hidrólisis Produce

POLISACÁRIDOS

PPPOOOLLLIIISSSAAACCCÁÁÁRRRIIIDDDOOOSSS

Están formados por la unión de varias unidades de monosacáridos

Esta unión se efectúa a través de los llamados enlaces glucosídicosCuando se hidroliza a un polisacárido, se producen varias unidades de monosacáridos o de disacáridos

los polisacáridos más importantes nutricional y estructuralmente hablando son: almidón, glucógeno y celulosa

ALMIDÓNALMIDÓNALMIDÓN

Se obtienede

Cereales FrutosTubérculosRaíces

Se utiliza como

Reserva energética en los vegetalesPrincipal fuente de carbohidratos para los animales

Se forma por

Dos subunidades

polisacáridos

pppooollliiisssaaacccááárrriiidddooosss

llamadas

Su fórmula es

Amilosa

y

Amilopectina

Tiene

Una ramificación cada 20 a 25 unidades de α-glucosa

GLUCÓGENOGLUCÓGENOGLUCÓGENO

Se almacenan en

HígadoMúsculos

Se utilizacomo

Reserva energética en los animales

es una

Cadena ramificada

POLISACÁRIDOS

PPPOOOLLLIIISSSAAACCCÁÁÁRRRIIIDDDOOOSSS

similar a Su fórmula es

Amilopectina

Con mayor número de

Ramificaciones Una cada 12 a 18 unidades de α-glucosas

CELULOSACELULOSACELULOSA

Es un

Polisacárido estructural

Es importante ya que

Forma los tejidos de sostén en los vegetalesFacilita la salida de los desechos alimenticios en los animalesFuente de energía para los herbívoros

Se forma por la unión de

β-Glucosas

POLISACÁRIDOS

PPPOOOLLLIIISSSAAACCCÁÁÁRRRIIIDDDOOOSSS

Unidas por

Su fórmula es

Enlaces β -1,4- glucosídico

No puede ser

Metabolizada porel hombre

Ya que no puede romper

Los lípidos o grasas representan una fuente alternativa de energía, participan en la formación de estructuras como la membrana celular, ayudan en la absorción intestinal de las llamadas vitaminas liposolubles, recubre órganos vitales protegiéndolos de golpes, impide la pérdida excesiva de calor, etc.

En una dieta balanceada, es recomendable que el 35% de las calorías provengan del consumo de lípidos; 1 gr. de lípidos nos proporciona 9 calorías.En promedio se requiere de unas 2,500 kilocalorías diarias; de estas, el 35% debe provenir del consumo de lípidos, esto es, 875 kilocalorías. De lo anterior, se deduce que el consumo de lípidos debe andar por el orden de los 97.2 gramos, ya que esta cantidad proporcionaría las 875 calorías.

REQUERIMIENTOS DE LÍPIDOS EN LA DIETA

Contenido de lípidos o grasas en algunos alimentos.

ALIMENTO RACIÓN PESO DE GRASA (gr)

1.- Leche entera 1 taza (244 gr.) 10

2.- Helado 112 ml. (60) 8

3.- Jamón cocido 1 rebanada (60) 17

4.- Pechuga de pollo frita 1 pieza chica (90 gr.) 145.- Huevo 1 pieza (50 gr.) 66.- Aguacate 1/2 mediano (100 gr.) 16

7.- Papas fritas 10 rebanadas grandes (20 gr.) 8

8.- Aceite de ensalada 1 cucharada (14 gr.) 11

9.- Mantequilla o margarina 1 cucharada (50 gr.) 18

Las fuentes de lípidos pueden ser identificadas como fuentes concentradas y fuentes de grasa invisible. Las fuentes concentradas de grasas son aquellas en las que a simple vista se observa la grasa; entre ellas podemos mencionar las siguientes: aceites, grasas hidrogenadas, mantequilla, margarina, tocino y aderezos para ensaladas

Las fuentes de grasa invisible son en las que a simple vista no se aprecia la grasa, como por ejemplo: carnes de aves, pescados, productos lácteos (excluyendo mantequilla), huevo y productos horneados. El pescado tiene menor cantidad de grasa que los otros tipos de carnes, la grasa del huevo se encuentra en la yema en forma de fosfolípidos y colesterol. Las frutas, vegetales, leguminosas, cereales y harinas son bajas en grasas.

El individuo que no utiliza con moderación las grasas, puede aumentar rápidamente su abasto calórico y aumentar su peso corporal por encima de lo normal; a esto le conocemos con el nombre de obesidad. La ingestión abundante de grasas saturadas y de colesterol, están relacionados con aterosclerosis coronaria, que consiste en el endurecimiento y taponamiento de las arterias coronarias, debido principalmente a la acumulación de colesterol en la luz de las mismas, lo que puede llevar a un ataque cardíaco.

LIPIDOSLIPIDOSLIPIDOS

O

Grasas

Se caracterizanpor

No se disuelven en agua.Se disuelven en solventes orgánicos

Animales

Se clasifica en

Para

Compuestos orgánicos generalmente insolubles en agua, pero muy solubles en solventes orgánicos

entre ellos PetróleoCloroformoAceite de pino

Vegetales

Carne de resTocinoHuevos

MaízOlivoAguacate

Fuentes de obtención Ejemplos

Fuente de energíaReserva energéticaMaterial estructural

El organismoLas células

Grasas neutrasCerasFosfolípidosEsteroides

Sirven como

Se definen como

GRASAS NEUTRASGRASAS NEUTRASGRASAS NEUTRAS

O

TRIGLICÉRIDOS

Un molécula de glicerolTres ácidos grasos

Formados por

Su fórmula general

Formados por

MANTECAS ACEITES

Animal

Ácidos grasosinsaturados

Vegetal

Ácidos grasossaturados

Se clasifican como

Son de origen

Sólidos a temperatura

ambiente

Líquidos a temperatura

ambiente

Son

CERAS:Son considerados lípidos estructurales ya que sirven de cubierta protectora para las hojas y frutos en diversas plantas; recubren piel, pelaje y plumaje, así como exoesqueletos de muchos insectos. Estos compuestos, son químicamente inertes debido a su alta insolubilidad en agua y se definen como ésteres de ácidos grasos y alcoholes de cadena muy larga.

La cera de abejas o miristato de cerilo, se utiliza en la fabricación de grasa para zapatos y velas; en su composición química se encuentra el ácido mirístico

CH3 – (CH2)12 – COO – CH2 – (CH2)24 – CH3

El tercer grupo dentro de la clasificación de los lípidos son los fosfolípidos, los cuales, debido a su estructura química, pueden participan en el intercambio de sustancias entre un medio acuoso y un medio lipídico, lo que resulta muy útil a nivel celular.

ESTEROIDESEste es el cuarto grupo de clasificación de los lípidos y comprenden una gran diversidad de compuestos con actividades fisiológicas múltiples. Tienen en común una estructura central llamada ciclopentanofenantreno.

Anillo D= CiclopentanoAnillos A, B, C = Fenantreno.

Estructura central de los esteroides

Entre los esteroides más importantes para el hombre tenemos a los siguientes: colesterol, estradiol, progesterona, testosterona, cortisona y ácidos biliares.

Estructura del colesterol

El colesterol es el más abundante de los esteroides y se encuentra formando parte de la estructura de las membranas celulares, excepto en las células bacterianas; es un componente importante en la vaina de mielina, que es la membrana que envuelve a las fibras nerviosas, además, es el precursor del resto de esteroides

Las proteínas que ingerimos diariamente al ser metabolizadas por nuestro organismo, nos proporcionan una gran cantidad de aminoácidos libres, mismos que utilizaremos para fabricar nuestras propias proteínas. Dichas proteínas deberán de realizar una gran variedad de funciones que se consideran vitales para la célula y para el organismo en general.

Entre las funciones que realizan las proteínas podemos mencionar las siguientes:

Fuente potencial de energía. Son los principales constituyentes nitrogenados

del citoplasma de células vegetales y animales. Constituyen el principal material sólido de los

músculos, órganos y algunas glándulas; además de ser los principales constituyentes de la matriz de los huesos y dientes; piel, uñas, cabello, células y suero sanguíneo. De hecho, cada célula viviente y todos los fluidos corporales, a excepción de la bilis y la orina, contienen proteínas.

Son catalizadores específicos que participan en todas las reacciones químicas que ocurren en nuestro metabolismo; como la alcohol deshidrogenasa, que participa en el metabolismo energético. Regulan procesos corporales al funcionar unas como

hormonas y otras, como transportadoras de grupos de átomos, por ejemplo: la insulina desempeña una función hormonal y participa en la regulación del metabolismo de la glucosa; la hemoglobina se encarga del transporte de oxígeno hacia todas las células del organismo, etc.

La resistencia del organismo a las enfermedades, es proporcionada, en parte, por los anticuerpos que son de naturaleza proteica.

Tipo Función Ejemplos

1.- Almacenadoras Reserva Albúminas, ovoalbúminas, gliadina

2.- Transporte Transporte de grupos Hemoglobina, hemocianina

3.- Contráctiles Contracción muscular Actina, miosina y dineina

4.- Conectivas Unión Colágeno

5.- Hormonas Control Insulina

6.- Estructurales Estructura Queratina, glucoproteínas, fibroina

7.- Anticuerpos Inmunidad Gama globulinas

8.- Enzimas Catalizadores Alcohol deshidrogenasa, amilasa

9.- Reguladoras de genes Inhiben genes Histonas

10.- Proteoreceptoras Recepción de impulsos nerviosos Rodopsina (retina del ojo)

En una dieta balanceada se sugiere que al menos el 15% de las calorías ingeridas provengan de proteínas. Si un adulto con una actividad promedio requiere de unas 2,500 calorías diarias para realizar sus actividades, entonces deberá ingerir unos 93.75 gr. de proteínas, para obtener las 375 calorías que representa ese 15%.

Los requerimientos necesarios de proteínas para el humano se agrupan en dos categorías: ración necesaria de aminoácidos esenciales y ración necesaria de proteínas totales o nitrógeno total que el cuerpo debe obtener para la síntesis de aminoácidos no esenciales y de otros elementos nitrogenados del tejido. Para lograr lo anterior, se recomienda ingerir diariamente 0.8 gramos de proteínas por kilogramo de peso corporal, tratándose de adultos.

Alimentos Ración en gramos Proteína (g/día)

1.- Leche entera o descremada 244 8.5

2.- Requesón 60 10

3.- Queso Cheddar 30 7.5

4.- Helado 60 3.0

5.- Pollo o pavo cocido 90 26

6.- Pescado cocido 90 25

7.- Carne de res y cerdo cocidas 90 24

8.- Hígado cocido 60 18

9.- Atún enlatado 60 17

10.- Frijoles cocidos 100 6.0

Contenido de proteínas en algunos alimentos.

La palabra vitamina surge de "vital amina" ya que inicialmente se creía que todas las vitaminas eran aminas indispensables para el buen funcionamiento del organismo. Este término fue acuñado por el bioquímico polaco Csimir Funk en 1912; actualmente se aplica a cualquier compuesto o grupo de sustancias relacionadas que cumplan los siguientes criterios:

Ser un compuesto orgánico. Que no pueda ser sintetizado, cuando menos en cantidades

suficientes, por el organismo. Su inclusión en la dieta es indispensable para asegurar un

desarrollo y salud normal. Debe ser ingerido en cantidades traza. Su carencia ocasiona una enfermedad debido a una

deficiencia vitamínica específica.

Los minerales son elementos que nuestro organismo requiere en cantidades cantidades muy pequeñas. Estos nutrientes generalmente funcionan como cofactores, los cuales estimulan la actividad de las enzimas, o bien, participan en la estructura de las vitaminas.Los minerales son sustancias inorgánicas que arbitrariamente se clasifican en dos grupos:

• macrominerales, los cuales se requieren en cantidades mayores a los 100 mg/día; y

• microminerales cuyos requerimientos diarios son menores a los 100 mg/día.

MINERAL FUNCIÓN DEFICIENCIA FUENTE

1) CalcioEs un constituyente de los huesos y dientes, participa

también en la regulación nerviosa y función muscular

En niños raquitismo, en adultos osteomalacia y puede contribuir al desarrollo de osteoporosis

Productos lácteos, hortalizas de hojas verdes y semillas

2) Fósforo

Constituyente de huesos, dientes, ATP, ácidos nucleicos y proteínas

Raquitismo en los niños y osteomalacia en los adultos; pérdida de material óseo

Leche, queso, car- nesrojas, pescado y aves; cereales de grano entero

3) Sodio

Catión principal del líquido extracelular (bomba de sodio-potasio), regula el equilibrio ácido-base, la función nerviosa y muscular

Aunque es rara su deficiencia alimentaria, se puede perder por el sudor y causa náuseas, debilidad y calambres

Sal de mesa, leche, carnes rojas, aves y pescado, yema de huevo

4) Potasio

Catión principal del líquido intracelular (bomba de sodio-potasio), regula la función nerviosa y muscular

Como en el caso del sodio, su deficiencia alimentaria es rara, sin embargo se puede perder por sudor o uso de diuréticos, causando náuseas, debilidad muscular, parálisis, confusión mental

Carnes rojas, aves y pescado, agua-cates, dátiles, ajo, nueces, papas, fru-tas, cereales y ver-duras

5) Cloro

Participa en el equilibrio de los líquidos y los electrolitos, así como en el transporte de ácido carbónico en los eritrocitos. Funciona como cofactor de la amilasa, la enzima que estápresente en la saliva

Se presentan vómitos prolon- gados Sal de mesa

6) Magnesio

Constituyente de huesos y dientes, funciona como cofactor enzimático en las quinasas

Provoca descontrol de la actividad neuromuscular, origi- nandoconvulsiones

Carne, leche, nue- ces, cereales, legu-minosas, plátano, aguacate, manza-na, higos, ajo, to-ronja, soya, limón, lima, nueces, du-razno y vegetales de hojas verdes

7) AzufreEs un constituyente de las proteínas y de la coenzima

ASe relaciona con la deficiencia de sustancias

que contienen azufre (aminoácidos y coenzima A)

Huevos, carne, le-che, queso, ajo, ce-bolla, soya

Mineral Función Deficiencia Fuente

1) Cobre

Constituyente enzimático de las oxidasas, interviene en la absorción del hierro (superóxidodismutasa), interviene en la formación de elastina y colágeno, las cuales son proteínas presentes en piel, huesos y tejido conectivo; también participa en la coloración del cabello y piel, formación de hemoglobina y góbulosrojos

Anemia, calvicie, diarrea, debilidad generalizada, alte-ración de la función respiratoria y lesiones cutáneas

Hígado, lenteja, fri-jol, nueces, remo-lacha, brócoli, nue-ces, naranja, rá-banos, salmón, ma-riscos, soya

2) Cromo

Participa en el metabolismo de la glucosa manteniendo, estables los valores de glucosa, el cromo a veces es llamado factor de tolerancia a la glucosa (GTF). También participa en la síntesis de colesterol y de proteínas

Ansiedad, fatiga, intolerancia a la glucosa, metabolismo inadecuado de los aminoácidos, riesgo de padecer aterosclerosis

Queso, carnes, fri-jol, pollo, maíz, aceite de maíz, hue-vos, hongos, papas

3) FlúorAyuda a incrementar el endurecimiento de huesos y

dientesCaries dental Sal de mesa

4) Hierro

Constituyente enzimático (grupo hemo y citocromo), forma parte de la estructura de la hemoglobina y de la de citocromo C oxidasa

Anemia, palidez, fatiga, pérdida de capacidad para el trabajo.

Carnes rojas, hí-gado, durazno, ce-reales, huevo.

5) YodoConstituyente de las hormonas tiroideas (tiroxina y

triyodotironina).En niños provoca cretinismo y en adultos

bocio e hipotiroidismoSal yodatada, ma-riscos

y pescado

6) Zinc

Cofactor enzimático de varias enzimas (lactato deshidrogenasa, fosfatasa alcalina, anhidrasacarbónica, carboxipeptidasa). Importante para el funcionamiento de la próstata, desarrollo de los órganos de reproducción, prevenir el acné, agudizar los sentidos del gusto y olfato

Hipogonadismo, trastornos del crecimiento, alteraciones en la reparación de heridas, dismi-nución de la agudeza olfatoria y gustativa

Yema de huevo, pescado, cordero, legumbres, hígado, sardinas, mariscos, hongos, ostras, car-nes de aves, alfalfa, semillas de girasol, soya, brócoli