Proteinas: Digestión y absorción

Proteínas: Digestión y absorción

Absorción

Las proteínas que ingerimos con la dieta sólo pueden ser incorporadas al organismo como aminoácidos y, es por ello, que deben ser digeridas para poder disgregarlas en los aminoácidos que las componen.

Cuando las proteínas llegan al estómago comienza a segregarse una enzima denominada gastrina que favorece la producción de ácido clorhídrico (HCl), el cual desnaturaliza las proteínas y hace más fácil la digestión, que la realiza la pepsina, degradando las proteínas hasta péptidos de tamaño variable y aminoácidos libres.

Cuando el contenido ácido del estómago pasa al intestino comienza la síntesis de una hormona, la secretina. La función de esta hormona es estimular al páncreas para que produzca bicarbonato y de esta manera neutralizar la acidez del contenido de ácido proveniente del estómago. Así se evitan irritaciones que podrían dar lugar a erosiones (úlceras) en la primera porción del duodeno. Recordemos que el estómago se protege de su propia acidez mediante la segregación de mucosidad, pero esto no ocurre en el intestino.

La digestión proteica tiene lugar, fundamentalmente, en la primera porción del intestino delgado (duodeno-yeyuno). Allí, tanto las proteínas que aún no se han degradado en el estómago, como los péptidos, son transformados por las enzimas pancreáticas y del propio intestino en aminoácidos y pequeños péptidos.

Las enzimas que actúan a este nivel intestinal son la tripsina, la quimiotripsina, la elastasa, las carboxipeptidasas y endopeptidasas.

Después de todas estas etapas y por la acción de las diferentes enzimas comentadas, las proteínas han quedado reducidas a los aminoácidos que las componían. Dichos aminoácidos pasarán a la sangre que los transportará hasta el hígado. Este órgano actúa como regulador entre el flujo de aminoácidos que le llegan y las necesidades que tienen de ellos los diferentes tejidos.

Alrededor del 25% dejan el hígado sin sufrir modificación, la mayoría son degradados, y otros son utilizados para sintetizar distintos tipos de proteínas, que serán secretadas a la circulación periférica. Debido a este aumento en la síntesis de proteínas, se produce un incremento transitorio de las proteínas hepáticas.

Funciones de las proteínas

Función estructural: muchas proteínas constituyen estructuras celulares y forman parte de los tejidos de sostén (óseo, cartilaginoso y conjuntivo) proporcionándoles elasticidad y resistencia.

ü  Glucoproteínas de membrana

ü  Histonas de los cromosomas

ü  Colágeno del tejido conjuntivo fibroso

ü  Elastina del tejido conjuntivo elástico

ü  Queratina de la piel

Función enzimática: las reacciones metabólicas son llevadas a cabo por enzimas que son moléculas de naturaleza proteica. Son las proteínas más abundantes

ü  Enzimas digestivas (gastrina, pepsina)

ü  Enzimas catabólicas (Piruvato kinasa)

ü  Enzimas anabólicas (Cardiolipina sintasa)

ü  Enzimas transporte (L-carnitina)

Función hormonal: las hormonas son mensajeros químicos que conectan unas células con otras. Muchas de estas hormonas son de naturaleza proteica.

ü  Insulina y glucagón regulan los niveles de glucosa

ü  Calcitonita regula los niveles de calcio

ü  Hormona del crecimiento

Función de defensa: muchas de las sustancias que protegen al organismo de agentes extraños son de naturaleza proteica.

ü  Inmunoglobulinas actúan como anticuerpos

ü  Trombina y fibrinógeno intervienen en la coagulación

ü  Mucinas protegen las mucosas

Función de transporte: los transportadores biológicos son proteínas que facilitan el paso de nutrientes y otras sustancias al interior de la célula.

ü  Hemoglobina transporta el oxígeno en sangre

ü  Mioglobina transporta el oxígeno en los músculos

ü  Lipoproteínas transportan lípidos en la sangre

Función de reserva en animales y plantas:

ü  Ovoalbúmina de la clara de huevo

ü  Lactoalbúmina de la leche

ü  Gliadina del grano de trigo

Proteínas ¿Todas son iguales?

Introducción

Las proteínas están formadas por pequeñas moléculas denominadas aminoácidos que se unen unos a otros a través del denominado enlace peptídico. La unión de estos aminoácidos forma los péptidos. Si el número de aminoácidos que se unen es inferior a diez, el péptido recibe el nombre de oligopéptido; si esa unión se produzca entre más de 50 aminoácidos podemos hablar de proteínas.

Aminoácidos

Existen 20 aminoácidos que forman parte de las proteínas. Todos se caracterizan por presentar un grupo carboxilo (COOH) y un grupo amino (NH2) que van unidos, ambos, a un carbono. Cada uno de ellos se diferencia de los otros por su grupo R o cadena lateral.

Los aminoácidos se pueden nombrar por su nombre completo, por un código de tres letras o por una letra que los identifica.

Calidad de las proteínas

Las fuentes proteicas pueden ser de origen animal o de origen vegetal. Los alimentos más completos son los de origen animal como la carne, el pescado, la leche y los huevos, ya que las proteínas presentes en ellos contienen una cantidad elevada de los ocho aminoácidos esenciales. Por ello se denominan proteínas de alta calidad o de alto valor biológico. Entre los alimentos de origen vegetal que contienen proteínas podemos destacar la soja, el arroz, el maíz, el pan, legumbres y leguminosas. Estas proteínas contenidas en los alimentos de origen vegetal (excepto la soja) se denominan incompletas ya que o bien no contienen todos los aminoácidos esenciales o bien no los contienen en cantidades suficientes. Al aminoácido que falta se le denomina limitante.

Por tanto, el valor biológico o calidad biológica de las proteínas se define por la capacidad de aportar todos los aminoácidos esenciales, necesarios para el crecimiento y el mantenimiento de las funciones fisiológicas. Cuantos más aminoácidos esenciales tenga una proteína, mayor será su valor biológico.

Una dieta equilibrada en proteínas puede estar formada por proteínas de alto valor biológico, sin aminoácidos limitantes o por varios alimentos que se complementen en sus aminoácidos limitantes. El ejemplo más extendido es la mezcla de cereales con legumbres: los primeros son deficitarios en lisina y ricos en metionina, mientras que los segundos representan el caso contrario.

La calidad de una proteína se calcula utilizando diversas medidas:

ü  Valor biológico de la proteína (VB): cantidad de aminoácidos esenciales presentes en una proteína.

ü  Ratio de eficacia proteica (PER): proporción de la proteína absorbida que es utilizada por el organismo.

ü  Coeficiente de utilización neta de la proteína (NPU): mide la proporción de proteína digerida que es utilizada.

Requerimientos diarios

Las proteínas pueden considerarse como un macronutriente esencial. La grasa puede obtenerse dentro del organismo a partir de hidratos de carbono y de proteína (a excepción de los ácidos linoleico y linolénico), los hidratos de carbono los podemos fabricar a partir de proteína y grasa, pero las proteínas deben obtenerse exclusivamente a partir de la dieta. Aunque no es su función, en determinadas circunstancias, también pueden actuar como nutrientes energéticos, aportando 4 kcal por gramo, al igual que los hidratos de carbono.

Las proteínas deben ingerirse al menos en las tres comidas importantes del día: desayuno, almuerzo y cena, ya que el organismo, al contrario que hace con carbohidratos y grasas, no las acumula en depósitos de reserva. Además, nuestro cuerpo pierde diariamente una determinada cantidad de proteínas (pérdidas por descamación, fecales, urinarias...) que se miden mediante la determinación del llamado nitrógeno proteico. La ingesta diaria de proteínas debe ser, como mínimo igual a las pérdidas. Esto es lo que se conoce como balance nitrogenado: la comparación entre el nitrógeno proteico ingerido y el perdido. En la edad adulta, si hay una situación normal, está equilibrado, es decir, los ingresos son iguales a las pérdidas.

Un balance nitrogenado positivo indica que el ingreso de nitrógeno es superior a las pérdidas. Esto debe producirse durante el crecimiento, la gestación, la lactancia y en aquellas situaciones de entrenamiento deportivo en que se entrena la fuerza y/o la hipertrofia muscular.

El balance nitrogenado negativo indica que las pérdidas son superiores a las ganancias. Esto puede ocurrir cuando la ingesta de proteínas diarias es deficiente.

Las fuentes proteicas en la alimentación son fundamentalmente la clara de huevo, la leche, la carne, el pescado, las legumbres y la soja.

La Organización Mundial de la Salud recomienda que un tercio de las proteínas ingeridas diariamente sea de procedencia vegetal.

Los requerimientos mínimos diarios de proteínas para el hombre adulto no deportista son de 0,8 gramos por kilo y día, mientras que para la mujer no deportista son de 0,7 gramos.

Lípidos para el renimiento deportivo

Lípidos en el deporte

Durante la realización de ejercicio

Los ácidos grasos esenciales son componentes de las membranas y estructuras celulares y determinan en gran medida la elasticidad y rigidez de las células musculares y sanguíneas, que sufren un gran estrés durante el ejercicio aeróbico exhaustivo.

También existen diferentes factores que determinan el uso de grasas como sustrato energético durante el ejercicio físico o competición deportiva. Estos pueden ser la intensidad, duración o volumen del ejercicio, la disponibilidad de ácidos grasos libres en sangre. A medida que la intensidad del ejercicio se reduce y el volumen aumenta, se hace mayor la importancia de los lípidos como sustrato energético para la contracción del músculo.

Las grasas son la fuente principal de energía para ejercicios aeróbicos de una o más horas de duración y de intensidad relativamente baja, ya que en ellas se almacena una alta cantidad de energía (9 kcal).

Durante un ejercicio prolongado de intensidad moderada los ácidos grasos contenidos en la sangre son una fuente importante para la producción de ATP a través del metabolismo aeróbico. La presencia de elevados niveles de ácidos grasos libres permiten su utilización y oxidación muscular, lo que comporta un ahorro del glucógeno muscular y, por tanto, se consigue un mayor rendimiento deportivo.

Aunque no hay datos que sugieran la mejora de la capacidad aeróbica mediante la suplementación con estas sustancias, parece ser que los ácidos grasos esenciales de cadena larga (eicosapentanoico, docosohexanoico y gamma-linolénico), pueden disminuir la respuesta inflamatoria al estrés físico que comporta el entrenamiento intenso.

Por ello parece razonable su consumo en forma de complementos dietéticos si existen dudas sobre su aporte necesario mediante los alimentos que componen la dieta diaria. Recordemos que estas sustancias se encuentran fundamentalmente en el pescado azul (sardina, atún, salmón, caballa, arenque).

Algunos suplementos nutricionales tienen en su formulación un equilibrado porcentaje de estos ácidos grasos, junto con otros nutrientes necesarios para cualquier tipo de dieta.

MCT (Triglicéridos de Cadena Media)

Es interesante destacar aquí el papel que tienen los Triglicéridos de Cadena Media (conocidos como MCT o aceite MCT) en la nutrición deportiva. Se denominan así porque son en los que la longitud de los ácidos grasos que los componen está entre 6 y 10 átomos de carbono. Esta longitud corta de las cadenas les aporta unas características que los diferencian del resto de las grasas alimentarias.

La mayoría de grasas de nuestra dieta habitual están formadas por triglicéridos de cadena larga (LCT), no conteniendo los de cadena media (MCT).

Los MCT tienen un tamaño molecular pequeño, son líquidos a temperatura ambiente y más solubles en agua que los LCT, que son sólidos e insolubles en agua.

Todas estas características los hacen potencialmente importantes para los deportistas, ya que son digeridos rápidamente y absorbidos en el intestino, desde donde se transportan directamente al hígado sin necesidad de circular a través de la linfa. Además, cuando son liberados al torrente sanguíneo, los MCT pueden circular libres o unidos a la albúmina, mientras que los LCT solamente lo pueden hacer unidos a la albúmina.

Pero hay otra importante diferencia que los hace muy interesantes desde el punto de vista de la obtención de energía: los ácidos grasos, una vez en el interior de la célula, antes de que puedan ser oxidados, recordemos que deben ser transportados al interior de la mitocondria.

Pues bien, los ácidos grasos provenientes de los MCT no necesitan del transportador L-carnitina para penetrar a través de la membrana mitocondrial, lo cual hace que la disponibilidad de L-carnitina que en ese momento tenga la célula, no sea en ningún momento un factor limitante para su transformación en energía.

Todo ello unido a que los MCT contienen el doble de energía que los hidratos de carbono, hace muy interesante su utilización para los deportistas. Solamente hay un problema importante, y es que la ingesta de cantidades importantes puede provocar problemas gástricos.

Por ello se recomienda que la toma de MCT no exceda de los 30 gramos en cada toma y si se realiza más de una, deben separarse, al menos, una hora.

Lípidos: Absorción y metabolización

7 – Lípidos: Digestión y absorción

Digestión

La digestión de las grasas comienza en la boca donde el alimento se disgrega en partículas más pequeñas y donde actúa la enzima denominada lipasa lingual.

Posteriormente, la digestión continúa en el estómago, actuando sobre las partículas de grasa, tanto la lipasa lingual como la lipasa gástrica, ya que estas enzimas no se inactivan en medio ácido.

Seguidamente, en el intestino delgado, concretamente en el duodeno y yeyuno, la presencia de ácidos grasos produce la liberación de colecistoquinina, una hormona, que activa la contracción de la vesícula biliar y, de esta manera, se produce la liberación de la bilis (y bicarbonato) que emulsiona las grasas y, a la vez, ayuda a reducir la acidez que todavía tiene el contenido intestinal en esa zona. De esta manera felicita la acción enzimática de la lipasa pancreática. De esta forma se obtienen finalmente monoglicéridos (una molécula de glicerol y un ácido graso), ácidos grasos, glicerol y colesterol.

Estos productos se recubren por sales biliares formando micelas mixtas, que como son anfipáticas, pueden atravesar las células del intestino delgado por un simple gradiente. Dentro ya de la célula, se resterifican en triglicéridos y esteres tal y como eran antes, y se empaquetan en quilomicrones, que son proteínas que van a transportarlos hasta el torrente sanguíneo (circulación enterohepática).   

Este proceso de absorción de las grasas es muy eficiente, puesto que la excreción media diaria en heces es de tan sólo 4-6 gramos con ingestas de alrededor de 100 gramos.

Metabolismo lipídico

Las grasas procedentes de la dieta que no son utilizadas en el metabolismo diario se acumulan en forma de triglicéridos dentro de los adipocitos (células específicas del tejido adiposo) con la función de servir de reserva energética en caso de necesidad.

Como ya se ha descrito en el capítulo anterior, el glucógeno es la fuente energética de primer orden en situaciones de ejercicio físico intenso, pero cuando los niveles de estos depósitos disminuyen, nuestro organismo debe recurrir a otra fuente energética: los lípidos.

El primer paso es la movilización de los mismos desde el tejido adiposo hasta las células que necesitan la energía. El proceso de división de triglicéridos en ácidos grasos y glicerol se denomina lipólisis. Posteriormente, los ácidos grasos pasan al torrente sanguíneo para ser transportados a los diferentes tejidos. Este proceso se ve favorecido por niveles bajos de glucosa en sangre.

Una vez dentro de las células, serán transformados en moléculas más pequeñas (AcetilCoA, que ya pueden entrar en la ruta aeróbica de producción de energía). Una vez formado el CoA, se produce dentro de la mitocondria la beta oxidación de ese ácido graso, un proceso mucho más energético que el ciclo de Krebs.

Ejemplo: Para metabolizar un ácido graso de 16 carbonos por ejemplo, se formarán 8 AcetilCoa, uno por cada ciclo. Esos 8 AcetilCoa rinden 108 ATP

Para que este proceso se lleve a cabo, los ácidos grasos han de atravesar la membrana mitocondrial y entrar en la mitocondria de la célula, que es el orgánulo celular donde serán transformados en energía. Los ácidos grasos son tan sumamente grandes que necesitan un transportador para poder entrar dentro de la mitocondria y así poder ser metabolizados. El transportador es el aminoácido L-carnitina.

La presencia en la dieta de este transportador favorece la movilización de lípidos para ser degradados y transformados en energía, de tal forma que cuanto más L-carnitina haya en la célula, mayor capacidad de transporte de ácidos grasos tendrá, y, por lo tanto, mayor cantidad de energía producirá a partir de las grasas.

Tema de la cetogenesis (o cetosis)

No me voy a meter en ninguna clase de dieta ni régimen que estimule este proceso, solo voy a explicar por encima en que se basa. La cetogénesis designa la producción de cuerpos cetónicos en las mitocondrias de las células, principalmente del hígado, y la cetosis es el nombre que recibe el estado metabólico en el que nos encontramos cuando esto se produce.

Cuando falta glucosa en sangre o esta no se asimila (diabetes), la grasa se ve afectada en su metabolismo y el cuerpo al no poder obtener energía, provoca que, sobre todo el hígado, produzca otra fuente de energía que se llaman cuerpos cetónicos, la cual es un recurso de emergencia que tiene el organismo para poder mantener funcionando al cerebro y el corazón en situaciones extremas, ya que sólo se produce en casos de diabetes, de ayuno prolongado o dietas cetogénicas (que excluyen los carbohidratos provocando a veces intencionadamente este estado). Estos cuerpos cetónicos es la causa por lo que una persona puede vivir en ayunas si bebe agua un tiempo bastante prolongado. Estos cuerpos cetónicos a excepción de la acetona son muy ácidos, por lo que su abundancia en sangre acidifica esta, produciendo daños en los tejidos como el sistema nervioso central e impidiendo la fijación del oxígeno a la hemoglobina, con lo que el final del ayuno o diabetes sin tratar (entre otras cosas) es siempre la muerte, las dietas antes mencionadas son otra cosa aparte. Este estado se reconoce por el olor a acetona que es uno de los cuerpos cetónicos que aparecen y que no se usa como energía, eliminándose como deshecho por excreción o exhalación, siendo una marca característica de este estado el olor a acetona del aliento de los afectados.

El hígado debe producir glucosa por gluconeogénesis a partir de aminoácidos que generalmente se obtienen del tejido muscular, lo que consume compuestos que son necesarios para el metabolismo de ácido grasos (lo que nos queda), principalmente oxaloacetato, de forma que al ser este necesario para el metabolismo de los ácidos grasos y haberse agotado en este proceso, este se ve afectado acumulándose otro compuesto intermedio, el acetil-CoA, lo que activa en el hígado sobre todo (también riñón y otros) su utilización para producir los cuerpos cetónicos.

Los cuerpos cetónicos que se producen son 3, el ácido acetoacetático, el ácido betahidroxibutírico y la acetona, siendo los primeros los que se usan para producir energía y compuestos muy ácidos, y el tercero es desechado. Al principio del estado de cetosis el corazón y músculos consumirán principalmente cuerpos cetónicos para preservar la poca glucosa que se pueda conseguir para el cerebro (máxima prioridad de nuestro organismo), por otra parte, el hígado produce cuerpos cetónicos para el resto de tejidos, pero no los utiliza para sí mismo.

Ya expliqué arriba las consecuencias del exceso de estos cuerpos cetónicos, respecto a las dietas que la provocan quisiera destacar como conclusión que si esta fuera la mejor y más inocua forma de energía en los humanos, no se activaría sólo en caso de necesidad extrema, de déficit nutricional grave o de enfermedad como son los tres casos en que se produce, sino que sería esta la forma habitual de energía y las otras serían las que se activarían en caso de necesidad, ni siquiera seríamos omnívoros, sino completamente carnívoros, y no tendríamos hormonas y enzimas para procesar la glucosa o los ácidos grasos de la forma que lo hacemos, igual que no tenemos enzimas ni proceso metabólico para usar la gasolina o el queroseno como energía. Hay miles de dietas para perder peso que provocan estados carenciales o deficitarios porque eso suele hacer perder peso como lo hacen muchísimas otras enfermedades (gastroenteritis, colitis ulcerosa, SIDA, cáncer…).