Download INTRODUCCIÓN La bioquímica, disciplina científica que trata de

INTRODUCCIÓN
La bioquímica, disciplina científica que trata de explicar en términos moleculares la estructura y la
funcionalidad de los sistemas vivos, desempeña un papel central en el análisis de cuestiones
trascendentales que atañen a la nutriología y que se alejan de una simplista aproximación a los
elementos generales del metabolismo celular (1).
La alimentación como etapa de aporte en el complejo proceso de la nutrición, constituye uno de
los modos más importantes de interacción de los seres vivos con su entorno, a través de ella se
lleva a cabo la incorporación al organismo de las sustancias indispensables para sostener la
constante autorenovación de la composición química de todas las células del cuerpo. Este proceso
de recambio implica, el establecimiento de un estado estacionario de alto grado de dinamismo,
que debe su existencia al conjunto de eventos y procesos que constituye la forma fundamental del
movimiento biológico: El metabolismo.
El metabolismo es inherente a la vida, y la existencia de esta se verifica a través de el. Este
conjunto de procesos comprende la totalidad de las reacciones químicas que ocurren en las
células, las cuales a su vez responden tanto a las necesidades energéticas como a las de síntesis de
sustancias de gran significación funcional (1).
Ciencia De Los Alimentos-Bioquímica
La composición química de los alimentos y las modificaciones que experimenta la misma como
resultado del acopio, almacenamiento, y procesamiento tecnológico.
Son los procesos bioquímicos catalizados por las enzimas propias de cada alimento que
consumimos, los que de forma general aseguran la presencia de la mayor parte de los diferentes
componentes químicos en los mismos.
El aumento de forma considerable de nuestros conocimientos sobre bioquímica, el
descubrimiento de las rutas metabólicas utilizadas por células, tanto de animales como de
vegetales, ha hecho que con base en la bioquímica hayan surgido nuevas ciencias, como la
enzimología, que tiene un papel fundamental en el estudio de los alimentos (2). Las características
particulares de la composición química de un alimento, así como el hecho de que algunos de ellos
sean más ricos en un nutrimento que en otros, son situaciones condicionadas por la carga genética
de cada espacie traducida en las capacidades metabólicas para la síntesis de las diversas sustancias
que los componen.
La ciencia moderna ha trabajado en los últimos años en el manejo del material genético de
nuestras fuentes de alimentos, con el animo de aumentar la productividad de las mismos, y
provocar en ocasiones la presencia de sustancias nutritivas que de forma natural no están
presentes, este es el caso del arroz genéticamente modificado rico en beta-caroteno (arroz
dorado) y que representa una alternativa para el manejo de la deficiencia de vitamina-A en
determinadas regiones del mundo. En torno a esta modernas prácticas biotecnológicas de
manipulación genética, se ha desencadenado un importante batalla legal en muchos países,
generando un profundo cuestionamiento acerca del verdadero valor como alimento de los
transgénicos, y de la problemáticas desde el punto de vista ético y de salud pública que estos
procedimientos generan (3).
Los alimentos suelen sufrir importantes cambios y modificaciones en su composición durante el
procesamiento y almacenamiento posterior, la particularidad de estos cambios responde a la
composición química, las propiedades físico-químicas de los alimentos, las condiciones de
almacenamiento y a la naturaleza del proceso tecnológico al que son sometidos. Esos cambios y
modificaciones tienen un significado muy especial para el valor nutricional resultante del alimento,
en ocasiones se obtiene un incremento en la digestibilidad de las proteínas del mismo, o un
aumentó en la disponibilidad de determinada vitamina o mineral, aumentando de esta forma la
calidad nutritiva del alimento, o muy por el contrario se provoca la formación de estructuras
químicas complejas y secuestrantes de minerales y vitaminas, la disminución en el contenido de
alguna vitamina como resultado de su destrucción, o sencillamente se genera condensación de
nutrientes entre si, disminuyendo de esta forma la biodisponibilidad de ambos (4).
Bioquímica Y Fisiología De La Alimentación
Eventos bioquímico-fisiológicos relacionados con la digestión de los alimentos, y la absorción,
transporte
e
incorporación
al
metabolismo
de
los
diferentes
nutrimentos
Los aspectos de índole bioquímica relacionados con la fisiología de la alimentación son
fundamentales para la correcta interpretación de los procesos que conllevan a la captación y
retención de los nutrientes por el organismo. Una compresión real del proceso digestivo no puede
sustraerse de una aproximación bioquímica a los distintos eventos que a este comprende.
Son de interés bioquímico las características particulares de las diferentes enzimas responsables
del desdoblamiento de los alimentos y nutrientes a unidades elementales más pequeñas viables
de ser absorbidas a través de las microvellosidades del tubo digestivo, también a la bioquímica
corresponde esclarecer en virtud de que, y cuales sustancias participan en la emulsificación y la
dinámica molecular del proceso de digestión y absorción de los lípidos, así como el papel que la
regulación hormonal tiene, no solo en el proceso digestivo a través de la acción de hormonas
locales, sino también en los mecanismos de absorción y retención de los nutrientes resultantes del
propio proceso.
La explicación de las formas químicas distintivas que adoptan los nutrientes para transportarse a
través de todo el organismo es responsabilidad de la bioquímica, por ejemplo; quien podría negar
el valor que para el estudio de la fisiología del transporte de lípidos en el organismo, ha tenido el
análisis de las estructuras moleculares y la composición de las diferentes lipoproteínas
involucradas en el proceso (5)(6).
Las características estructurales de las membranas celulares, y la dinámica de los diferentes tipos
de transporte que en ellas se produce para la captación de los nutrientes que se mueven en la
sangre y otros fluidos corporales, constituyen también un tema de la mayor importancia en el
estudio Bioquímico- fisiológico del proceso de la nutrición, y sería mutilante no concebirlo desde la
integración de ambas disciplinas.
Esos mecanismos de absorción y retención de nutrientes por las células, están estrechamente
relacionados con la posterior incorporación de los mismos al metabolismo, y los diferentes
eventos metabólicos contribuyen de alguna forma al control de la absorción de ellos.
Nutrientes como fuente de energía.
El conocimiento de la composición nutricional de los alimentos y los diferentes grupos en que
estos se clasifican es fundamental para la preparación de dietas, pues simplifica y ayuda
extraordinariamente en la elección de los alimentos y menús que formarán parte de la dieta. El
hombre para mantener la salud desde el punto de vista nutricional, necesita consumir diariamente
una determinada cantidad/calidad de energía y de unos 50 nutrientes que se encuentran
almacenados en los alimentos. Gracias a las diversas adaptaciones que ha desarrollado a lo largo
de su evolución, en la actualidad, puede utilizar o consumir una amplia gama de productos o
alimentos para obtener la energía y los nutrientes necesarios. Según el Código Alimentario
Español, los alimentos son aquellas sustancias o productos de cualquier naturaleza que, por sus
componentes, características, preparación y estado de conservación, son susceptibles de ser
habitual e idóneamente utilizados para la normal nutrición humana, como fruitivos o como
productos dietéticos en casos especiales de nutrición humana.
Energía Digestible (ED)
Durante la digestión ocurren pérdidas de energía. Al determinar la energía de los excrementos:
Energía Fecal (EF) y restarla de la: .EB se obtiene la Energía Digestible (ED) aparente, llamada así
porque la EF incluye energía proveniente de productos metabólicos del organismo y del alimento
no digerido.
La Energía Digestible se determina sin necesidad de hacer análisis químicos, usando la Bomba
Calorimétrica para medir la EB del alimento y de las heces considerando únicamente las pérdidas
por digestión.
Energía metabolizable
La energía bruta (EB) contenida en los alimentos no es aprovechada en su totalidad por el
organismo; en efecto, una parte de la energía ingerida se pierde debido a la incompleta digestión
de los alimentos. Se denomina energía digestible (ED) a la diferencia entre la energía bruta
ingerida y la energía bruta contenida en las heces. Obviamente, en aves no se determina la energía
digestible que aportan los alimentos. El principal factor que afecta a la digestibilidad de la energía
es el contenido en fibra de las raciones; la digestibilidad habitual de la energía contenida en las
raciones de los monogástricos es del 80-85%, y la de los monogástricos herbívoros del 60-70%, ya
que estas raciones suelen contener bastante fibra. La ED sobrevalora el contenido energético real
de la proteína del alimento (ya que parte de esta ED se va a perder en las desaminaciones) y de la
fibra (ya que parte se digiere en el intestino grueso, absorbiéndose ácidos grasos volátiles de bajo
valor energético), e infravalora el valor energético real de la grasa (ya que su metabolización
produce poco calor).
Sin embargo, no toda la energía digestible es utilizada por el organismo animal. En efecto, durante
las fermentaciones intestinales se produce una pequeña cantidad de gases (principalmente
metano); aunque las pérdidas energéticas en forma de metano son despreciables en general en
los monogástricos, pueden ser importantes en el caso de los monogástricos herbívoros. Por otra
parte, ya se ha señalado que aunque la mayor parte de los aminoácidos absorbidos en el aparato
digestivo son utilizados para la formación de productos (huevo, leche, carne) ó para la renovación
de los tejidos corporales, una cierta cantidad son utilizados para obtener ATP (sobre todo en peces
y carnívoros) ó son convertidos en glucosa ó grasa. En el proceso de síntesis de ATP, glucosa y
grasa se libera el grupo amino que, como ya es bien sabido, es metabolizado y expulsado por la
orina; estos productos de excreción suponen otra pérdida de energía. Se denomina energía
metabolizable (EM) a la diferencia entre la energia digestible y la energia bruta contenida en los
gases y la orina.
Metabolismo Basal.
El metabolismo basal es el valor mínimo de energía necesaria para que una célula subsista. Esta
energía mínima es utilizada por la célula para la realización de funciones metabólicas esenciales,
como es el caso, por ejemplo, de la respiración.
En el organismo, el metabolismo basal depende de varios factores, entre los que destacamos sexo,
talla, peso, edad. La tasa metabólica disminuye con la edad y con la pérdida de masa corporal.
El metabolismo basal es el gasto energético diario, es decir, lo que un cuerpo necesita diariamente
para seguir funcionando.
Para calcular un aproximado del metabolismo basal diario, podemos calcularlo de manera
aproximada con la siguiente forma mediante las ecuaciones de Harris Benedict:
Mujer: 66,551 + (9,463 x masa (kg)) + (4,8496 x estatura (cm)) - (4,6756 x edad (años))
Hombre: 66,473 + (13,751 x masa (kg)) + (5,0033 x estatura (cm)) - (6,55 x edad (años))
(Calcula la energía basal de 4 compañeros)
Actividad física.

Actividad sedentaria (principalmente sentado): añada 20 a 40 % de metabolismo basal.

Actividad ligera (un empleado que participa en un programa diario de caminata): añada 55
a 65% de metabolismo basal.

Actividad moderada (un profesor que lleva acabo ejercicio vigoroso diariamente): añada
70 a 75 % de metabolismo basal.

Actividad intensa (un cartero que camina por su ruta o un adulto que participa en un
programa de ejercicios diariamente): añade 80 a 100 % o más de metabolismo basal.
Efecto térmico del alimento.
Un medio rápido para calcular aproximadamente este valor es tomar 10 % de la suma de Kcal del
metabolismo basal y de la actividad física.
Trastornos Nutricionales.

La anorexia nerviosa es otro trastorno de la alimentación que implica la dieta hasta la
inanición. La norma general es que se considera a una persona seriamente baja de
peso si está un 15 % por debajo de su peso ideal. Las personas con anorexia a menudo
vomitan o usan laxantes, al igual que los bulímicos. Tienen un miedo intenso a estar
gordas y están obsesionadas con estar delgadas. A menudo tienen una imagen corporal
distorsionada, lo cual significa que cuando se miran al espejo, tienden a ver a alguien
con sobrepeso, cuando otros las ven como esqueletos andantes. Las personas
anoréxicas a menudo vienen de familias muy competitivas y demandantes, y a menudo
son perfeccionistas con una gran necesidad de controlar todos los aspectos de sus
vidas.
Fisiológicamente, la anorexia ha sido relacionada con niveles anormales del
neurotransmisor serotonina, el cual está implicado en la regulación de la ingesta. La
investigación con gemelos sugiere que puede haber un aspecto genético en la anorexia
también.

Obesidad
A pesar de todo el sufrimiento del que es responsable la anorexia y bulimia, hay otro
desorden de la alimentación que causa más aún: La obesidad. Por lo general se te
considera obeso si tiene un 35 % por encima de tu peso ideal. Siguiendo esa regla, un
21 % de los americanos son obesos. Los europeos y otros con poblaciones más
delgadas no deben regodearse mucho de este hecho, de cualquier modo: Esta
tendencia es realmente global. Fisiológicamente, la obesidad está fuertemente
asociada con enfermedades como la diabetes, alta presión sanguínea, enfermedades
cardiacas y algunos cánceres. De hecho, la obesidad está asociada con el mismo
porcentaje de muertes por cáncer – 30 % -- que el hábito de fumar. Psicológicamente,
el peaje es también alto, y la obesidad está asociada con la depresión. Incluso
sociológicamente, la gente obesa se enfrenta a una considerable discriminación, desde
las burlas infantiles hasta la negación de empleo en los adultos. Y al contrario que otros
tipos de discriminación, esta es realmente considerada culpa de la persona gorda.
La genética es una causa principal de la obesidad, y en entre el 40 y 70 % de la
variación en el peso corporal parece ser genético. Nuestros antecesores que nos
transmitieron estos genes no se volvieron gordos, principalmente porque no tenían
tanta comida disponible como nosotros, y porque tenían que trabajar duro y andar
más para hacerlo.
Balance Hídrico.
El Balance Hídrico (BH) es la relación existente entre los ingresos y las pérdidas corporales. Dado
que en el volumen (hidro) se diluyen iones (electrolitos) se habla de balance hidroelectrolítico.
Para realizar el cálculo del balance hídrico se cuantifican los ingresos y pérdidas corporales por
diferentes vías para establecer un balance en un período determinado de tiempo no mayor de 24
horas. Suele medirse en pacientes que se encuentran en cuidados intensivos (UCI) con problemas
renales, cardíacos, con pérdidas de volumen de líquidos, sangre o electrolitos.
Agua Metabólica
La mayoría de agua utilizada por el organismo animal es ingerida ya sea como tal o como
componente de los alimentos. El agua metabólica o de oxidación es una fuente adicional que se
obtiene de diversos procesos metabólicos, se produce agua por oxidación o sea agua metabólica;
por ejemplo: al oxidarse la glucosa para producir la energía necesaria para los procesos orgánicos
se forma dióxido de carbono y agua.
C6H1206 + 602
6C02 + 6H2O
Los carbohidratos transforman un 60% de su peso en agua metabólica, las proteínas 40% y las
grasas 100%.
La oxidación de 1 g de carbohidratos, proteínas y grasas proporciona, aproximadamente, 0.60 g ,
0.41 g y 1.07 g de agua, respectivamente. En un adulto significa unos 300 ml por día.
El agua metabólica también se produce durante la síntesis de proteínas, de grasas y carbohidratos
por medio de mecanismos de deshidratación. El agua metabólica juega papel muy importante en
la economía del agua durante los períodos de privación de agua y en medios ambientales muy
secos con insuficiente abastecimiento de agua para bebida o muy poca agua en los alimentos
secos
Digestión de los Alimentos.
Enzimas.
Las enzimas son moléculas de proteínas que aceleran las reacciones químicas que tienen lugar en
los tejidos vivos. De forma general, las enzimas se nombran añadiendo la terminación “asa” a la
raíz del nombre de la sustancia sobre la que actúan.
Las enzimas no se combinan químicamente con las sustancias sobre las que actúan –sustrato-,
solo aumentan la velocidad de reacción. Por eso se conocen como catalizadores. Cada enzima es
afín a un tipo de sustrato, por eso se dice que la reacción enzima-sustrato es como una llave a una
cerradura.
Las transformaciones que experimentan los alimentos en el sistema digestivo están asociadas a
un tipo específico de enzima. Esas son las llamadas enzimas digestivas.
Cada tipo de enzima involucrada en la digestión de los alimentos trabaja en condiciones concretas
de acidez. En los casos donde no existe este contexto no se producen adecuadamente las
reacciones químicas de los procesos digestivos y los alimentos quedan parcialmente degradados.
Tarea. Buscar 5 enzimas y realizar un cuadro: identificando el nombre de la enzima, cobre que
sustancia actúan, con que reaccionan, parte del tracto digestivo y sobre que alimentos actuarían
a la hora de digerirlos. Ejemplo
ENZIMA
ACTÚA
REACCIONA CON
ACTÚA EN
ACIDEZ DEL MEDIO
Mono y disacáridos
Boca
Medio ligeramente
SOBRE
Ptialina
Almidones
básico
Amilasa
Almidones y
Glucosa
azúcares
Estómago y
Medio
páncreas
moderadamente
acido
Pepsina
Proteínas
Péptido y aminoácidos
Estómago
Medio muy ácido
Lipasa
Grasas
Ácidos grasos
Páncreas e
Medio alcalino
intestino
Lactasa
Lactosa
Glucosa y galactosa
Intestino
Medio ácido
(leche)
Fases de la Digestión.
Los alimentos pasan por cuatro etapas a través del tubo digestivo.
Ingestión. Corresponde a la entrada de los alimentos en nuestro cuerpo. Los alimentos se
mastican en la boca y pasan por el esófago hasta el estómago.
Digestión. Es la transformación de los alimentos en sustancias nutritivas simples. Este proceso de
transformación y absorción de los alimentos son ingeridos por vía bucal luego en el estómago y en
el comienzo del intestino delgado. En ella participan los jugos que producen el estómago, el
hígado y el páncreas..
Tiene lugar en el tubo digestivo y consta de dos tipos de fenómenos: mecánicos y químicos.
Mediante los mecánicos, como es la masticación, los alimentos se fragmentan y se mezclan con la
saliva para formar el bolo alimenticio. Los procesos químicos permiten la transformación de los
diferentes alimentos (moléculas más complejas) en elementos asimilables (moléculas más simples)
por el intestino, es decir, que puedan ser absorbidos por las vellosidades intestinales. Así, los
glúcidos o hidratos de carbono se han de convertir en azúcares de seis carbonos, principalmente
glucosa; las grasas se transforman en ácidos grasos y glicerina, y las proteínas en aminoácidos. La
principal reacción química que se da en estos procesos es la hidrólisis, y para ello se necesita de los
jugos digestivos que contienen las enzimas responsables de estas transformaciones.
Absorción Es el paso de las sustancias nutritivas a la sangre y se produce en el intestino delgado.
Defecación. Corresponde a la expulsión de los residuos alimenticios al exterior. La parte de los
alimentos que no se aprovecha pasa al intestino grueso y de allí se expulsa al exterior.