Download biomoléculas y alimentación

BIOMOLÉCULAS Y
ALIMENTACIÓN.
Somos lo que comemos.
Jorge Joel Reyes Méndez
Tronco Común Divisional de CBS
Departamento de Atención a la Salud
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.
¿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 glucosa
Pero 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.
No son dulces
Unos
Otros
Como
Almidón
Celulosa
Son dulces
Como
Azúcares
Comúnmente
denominados
Reserva energética
Material estructural
Fuente de energía
Glucosa
Fructosa
Sirven como
CARBOHIDRATOS
Se definen como
Derivados aldehídicos de
alcohol polivalente
Ejem
o
Derivados cetónicos
alcohol polivalente
Ejemplo
de
Ejem
Se clasifican como
monosacáridos
disacáridos
polisacáridos
M
o
n
o
s
a
c
á
r
i
d
o
s
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.
M
o
n
o
s
a
c
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o
s
Animales
Para los
Jugo de frutas
Caña de azúcar
Se obtiene
de
Fuente de
energía
Su fórmula
abierta es
sirve como
Glucosa
Se relaciona
con
Diabetes
Obesidad
Envejecimiento
Su fórmula
cerrada es
- glucosa
 - glucosa
D
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s
a
c
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d
o
s
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
D
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s
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d
o
s
Se obtiene a
partir de
Azúcar común
Caña de azúcar
Piña
Es importante
como
Fuente de glucosa
Se le conoce
como
SACAROSA
Se forma por
la unión de
Su fórmula es
-glucosa y 
-2-fructosa
Produce
Unidas por
Enlace -1--2-glucosídico
Por
hidrólisis
D
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d
o
s
Leche
Es el azúcar
de la
Nutrición de mamíferos
se utiliza
en la
LACTOSA
Se forma por
la unión de
Su fórmula es
Por
-galactosa y glucosa
Produce
Unidas por
Enlace  -1,4- glucosídico
Hidrólisis
D
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s
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o
s
Fabricación
de cerveza
Cebada germinada
Hidrólisis de almidon
Se obtiene
de
Se utiliza
en la
MALTOSA
Se forma por
la unión de
Su fórmula es
Por
Dos moléculas
de  -glucosa
Produce
Unidas por
Enlace  -1,4- glucosídico
Hidrólisis
Están formados por la unión de varias unidades de
monosacáridos
P
O
L
I
S
A
C
Á
R
I
D
O
S
Esta unión se efectúa a través de los llamados enlaces
glucosídicos
Cuando 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
p
o
l
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s
a
c
á
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d
o
s
Cereales
Frutos
Tubérculos
Raíces
Se obtiene
de
Reserva energética en los vegetales
Principal fuente de carbohidratos para los
animales
Se utiliza como
ALMIDÓN
Se forma por
Dos subunidades
llamadas
Amilosa
y
Su fórmula es
Tiene
Amilopectina
Una ramificación cada 20 a 25
unidades de -glucosa
P
O
L
I
S
A
C
Á
R
I
D
O
S
Hígado
Músculos
Se almacenan en
Reserva energética en los animales
Se utiliza
como
GLUCÓGENO
es una
Cadena ramificada
similar a
Su fórmula es
Amilopectina
Con mayor
número de
Ramificaciones
Una cada
12 a 18 unidades de
-glucosas
P
O
L
I
S
A
C
Á
R
I
D
O
S
Polisacárido
estructural
Es un
Forma los tejidos de sostén en los vegetales
Facilita la salida de los desechos alimenticios en los
animales
Fuente de energía para los herbívoros
Es importante
ya que
CELULOSA
Se forma por
la unión de
Su fórmula es
β-Glucosas
No puede ser
Metabolizada por
el hombre
Unidas por
Enlaces β -1,4- glucosídico
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
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.)
14
5.- Huevo
1 pieza (50 gr.)
6
6.- 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
Contenido de lípidos o grasas en algunos alimentos.
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.
Se caracterizan
por
No se disuelven en agua.
Se disuelven en solventes
orgánicos
entre ellos
Grasas
Carne de res
Tocino
Huevos
Animales
O
Fuentes de
obtención
Ejemplos
Maíz
Olivo
Aguacate
Vegetales
LIPIDOS
Petróleo
Cloroformo
Aceite de pino
Sirven como
Fuente de energía
Reserva energética
Material estructural
Se clasifica en
Para
El organismo
Las células
Grasas neutras
Ceras
Fosfolípidos
Esteroides
Compuestos orgánicos generalmente insolubles en agua,
Se definen como pero muy solubles en solventes orgánicos
GRASAS NEUTRAS
O
Formados por
Un molécula de glicerol
Tres ácidos grasos
TRIGLICÉRIDOS
Se clasifican como
MANTECAS
Su fórmula general
ACEITES
Son de origen
Animal
Vegetal
Formados por
Ácidos grasos
saturados
Ácidos grasos
insaturados
Son
Sólidos a
temperatura
ambiente
Líquidos a
temperatura
ambiente
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.
ESTEROIDES
Este 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=
Ciclopentano
Anillos 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
1) Calcio
2) Fósforo
3) Sodio
4) Potasio
5) Cloro
FUNCIÓN
DEFICIENCIA
FUENTE
Es 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
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- nes
rojas, pescado y
aves; cereales de
grano entero
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
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,
aguacates, dátiles, ajo,
nueces, papas, frutas, cereales y verduras
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 está
presente en la saliva
Se presentan vómitos prolon- gados
Sal de mesa
Constituyente de huesos y dientes, funciona como
cofactor enzimático en las quinasas
Provoca descontrol
neuromuscular,
convulsiones
actividad
nando
Carne, leche, nue- ces,
cereales,
leguminosas, plátano,
aguacate, manzana, higos, ajo, toronja, soya, limón,
lima, nueces, durazno y vegetales
de hojas verdes
Es un constituyente de las proteínas y de la coenzima
A
Se relaciona con la deficiencia de sustancias
que contienen azufre (aminoácidos y
coenzima A)
Huevos, carne, le-che,
queso, ajo, cebolla, soya
de
la
origi-
6) Magnesio
7) Azufre
de mesa, leche,
carnes rojas, aves
y pescado, yema
de huevo
Mineral
Función
Deficiencia
Fuente
Anemia,
calvicie,
diarrea,
debilidad
generalizada, alte-ración de la función
respiratoria y lesiones cutáneas
1) Cobre
Constituyente enzimático de las oxidasas, interviene
en la absorción del hierro (superóxido
dismutasa), 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 góbulos
rojos
Hígado, lenteja, fri-jol,
nueces,
remolacha, brócoli, nueces, naranja, rábanos,
salmón,
ma-riscos, soya
2) Cromo
Participa en el
manteniendo,
el cromo a
tolerancia a
participa en
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
Sal de mesa
metabolismo de la glucosa
estables los valores de glucosa,
veces es llamado factor de
la glucosa (GTF). También
la síntesis de colesterol y de
Ayuda a incrementar el endurecimiento de huesos y
dientes
Caries dental
3) Flúor
Anemia, palidez, fatiga, pérdida
capacidad para el trabajo.
de
4) Hierro
Constituyente enzimático (grupo hemo y citocromo),
forma parte de la estructura de la
hemoglobina y de la de citocromo C oxidasa
Carnes rojas, hí-gado,
durazno,
cereales, huevo.
5) Yodo
Constituyente de las hormonas tiroideas (tiroxina y
triyodotironina).
En niños provoca cretinismo y en adultos
bocio e hipotiroidismo
Sal yodatada, ma-riscos
y pescado
Cofactor enzimático de varias enzimas (lactato
deshidrogenasa, fosfatasa alcalina, anhidrasa
carbónica, 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
6) Zinc