TG Estructura de Biomoléculas y Nutrición

DILOGOS SOBRE ESTRUCTURA Y FUNCIN I - CARREA DE MEDICINA - UDP

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CUESTIONARIO DE ESTRUCTURA DE BIOMOLCULAS Y NUTRICIN

Los carbohidratos, las protenas y los lpidos constituyen los as llamados macronutrientes.

En el curso, usted estudiar muchas vas metablicas asociadas a este tipo de molculas.

Sin embargo, a este nivel creemos que usted debe poner en prctica algunos conocimientos

adquiridos en clases, abordando algunos aspectos nutricionales.

PRIMERA PARTE

En las respuestas a las preguntas 1 a la 5, considere, cuando corresponda, el empleo de

trminos como los siguientes:

LDL-HDL colesterol - cidos grasos saturados, monoinsaturados y poliinsaturados -

cidos grasos esenciales - grasas trans amilopectina amilasa insulina fibra - ndice

glicmico - aminocidos esenciales - cuerpos cetnicos amonaco urea - metabolismo

basal - consumo de energa total.

Considere previamente que los objetivos principales de esta actividad son:

- Aplicar conceptos aprendidos en clase a la valoracin de informacin nutricional

disponible que soporte un estilo de alimentacin saludable.

- Generar una inquietud en la profundizacin de contenidos bioqumicos a lo largo del

curso para complementar las respuestas a estas preguntas y a otras de inters similar.

1. Cules son las proporciones de grasa, hidratos de carbono y protena en una dieta ideal?

Lo recomendado aparece en la siguiente tabla:

Protenas: 10 y 20% de la ingesta total de caloras

diarias.

Carbohidratos: 50 a 60% de la ingesta total de caloras

diarias.

Lpidos: No ms del 30 % de la ingesta total de

caloras diarias.

Tabla 1 (Con esta tabla queda respondida la pregunta)

Ntese que son porcentajes y no valores totales. Es decir, en cualquier dieta, se trata

de establecer primero el total de caloras diarias necesarias (= consumo en reposo +


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consumo de actividad fsica + efecto trmico de los alimentos) y, despus, mantener la

ingesta de estas caloras segn la proporcin adecuada de macronutrientes (carbohidratos,

grasas, protenas).

Para llevar estos porcentajes a los gramos de macronutrientes necesarios de ingerir,

deben considerarse las siguientes equivalencias:

Protenas: 4,0 kcal/g

Carbohidratos: 4,0 kcal/g

Lpidos: 9,0 kcal/g

Tabla 2

(Dato freak: Alcohol 7,0 kcal/g, como dato adicional).

Estas caloras son las metabolizables, es decir, ya se han descontado las caloras

que se pierden en la digestin. As es que los equivalentes calricos que se obtendran en la

quema de estas sustancias en un calormetro seran ligeramente mayores, pero careceran de

sentido biolgico. Lo que cuenta es lo metabolizable.

Recordar que 1000 cal = 1 kcal. Usualmente (y de manera errnea), se anota la kcal

como Cal (As mismo, con mayscula) en las etiquetas de los alimentos. Eso hace que

pocos acepten con indiferencia que una dieta normal tpica de un adulto consistente en unas

2500 kcal diarias sean dos millones quinientas mil caloras. Lo que es una equivalencia

absolutamente cierta.

2. Hay que cambiar esas proporciones si se desea bajar o aumentar de peso?

No se recomienda. Todas aquellas dietas que enfatizan algunos de los macronutrientes

provocan complicaciones. Disminuir o aumentar la ingesta porcentual de cualquiera de

ellos, fuera de lo recomendado, equivale a aumentar la ingesta porcentual de alguno de los

otros en desmedro de otros. Considere los siguientes ejemplos:


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- En este curso, ver que uno de los productos de desecho de las protenas es el

amoniaco. Para protegerse de esta sustancia muy txica, en el hgado, el cuerpo lo

convierte en urea, menos txica. Este ltimo producto de desecho se elimina por la orina a

travs de los riones.

Por lo tanto:

Dietas ricas en protena: 1) Mayor trabajo para el hgado, 2) Mayor trabajo para los

riones, 3) Exposicin de los dems rganos a desechos txicos.

Considere tambin que, ltimamente, se ha observado que un exceso de protena

est asociado a descalcificacin sea (tal vez debida al aumento de la prdida de calcio,

junto con otros minerales, por la diuresis asociada a la eliminacin de la urea) y a una

hipersensibilidad del sistema inmune (fenmenos de alergia y autoinmunidad).

Dietas pobres en carbohidratos:

El principal combustible metablico de las neuronas es la glucosa. Cuando hay

carencia de glucosa (perodos de ayuno prolongado) las neuronas emplean un combustible

alternativo: los cuerpos cetnicos. Estas sustancias aumentan en situaciones de ayuno

prolongado. Sus desechos metablicos, cuando se acumulan, son perjudiciales.

3. Hay hidratos de carbonos buenos y malos? Qu hidratos de carbono deberan

predominar en una dieta ideal?

Previamente, definiremos el ndice glicmico:

El ndice glicmico es un parmetro de los alimentos que no se relaciona directamente con

las caloras y est siendo cada vez ms considerado. Se define como la glicemia promedio

en un perodo de dos horas, expresada en porcentaje, de un alimento que contenga 50 gr. de

carbohidrato (por ejemplo, 200 gr. de espaguetis) con respecto a la glicemia promedio, en

un perodo similar, que ocasiona la ingesta de 50 gr. de glucosa pura (unas tres cucharadas).

Es conveniente incluir alimentos de ndice glicmico bajo (una baja capacidad de

elevar la glicemia, asimilndose ms lentamente), con el fin de que haya menos insulina


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secretada capaz de activar los procesos de sntesis de cidos grasos y ocasionando otro tipo

de problemas, como tumores. Se recomienda ingerir alimentos como cereales integrales,

legumbres, verduras y frutas de climas templados (no tropicales), cocer menos las pastas y,

en general, comer productos integrales (con fibra).

Distintas variedades de almidn (y con ellos variedades de arroz y grano) tienen

distinta composicin de amilasa y amilopectina. Una mayor proporcin de amilopectina

(ramificada) indicar mayores sitios de digestin enzimtica, por lo que la glicemia se

elevar ms rpidamente. As, preferir ms el arroz grano largo y menos el aglutinado. La

fibra hace ms lenta la absorcin intestinal de la glucosa (por qu?), por lo que tambin

contribuye a disminuir el ndice glicmico.

4. Hay grasas buenas y malas? Cules son las proporciones de diferentes tipos de grasa

en una dieta ideal?

Se reduce la cantidad de grasas saturadas, disminuyendo el consumo de mantequilla, crema,

leche entera, yogur y queso. En general, no consumir demasiados productos lcteos con

altos contenidos grasos.

De una dieta normal de un 30 % de grasa (porcentaje de caloras totales), un tercio

de las caloras (casi un 10 % del total) debera proceder de grasa saturada, otro tercio de

grasa monoinsaturada y el tercio restante de grasa poliinsaturada. (Algunos recomiendan la

proporcin 1/6, 2/3 y 1/6, respectivamente). Lo importante es que no se desecha ni se

privilegia en exceso ninguna de las variedades de grasas en cuanto a su grado de

insaturacin y, como siempre, se debe mantener un equilibrio. La composicin de grasa

animal est muy desplazada hacia los cidos grasos saturados (En grasa vacuna, 51:44:4)

Cuanto ms grasa saturada se consume, ser ms importante consumir cidos grasos

esenciales y una proporcin baja dada entre omega-6 y omega-3 (omega 3 presente en soja

y sus derivados, huevos de gallinas libres, nueces y semillas de lino y aceite de pescado -

que tiene los cidos grasos esenciales eicosapentanoico, EPA, y dihomogammalinolnico,

DHA).


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Un peligro en las dietas vegetarianas mal llevadas, pobres en pescado y huevos, es

la carencia de cidos grasos esenciales y la inclusin de semillas y aceites que empeoran la

proporcin omega-6/omega-3. En 1998 una comisin del NIH recomend reducir el

consumo de omega-6 y aumentar el consumo de omega-3 (ambas variedades poseen efectos

antagnicos mediados por las prostaglandinas, que compiten por los mismos sistemas

enzimticos).

Evitar aceites poliinsaturados (girasol, maz, ssamo), aceites parcialmente

hidrogenados, preferir aceite de oliva. El aceite de oliva contiene 14 % de cidos grasos

saturados, 77 % de monoinsaturado y 9 % de poliinsaturado. Nuestro organismo trata

metablicamente la grasa del cacao como el aceite de oliva, mejorando el perfil lipdico en

la sangre, as es que hay que preferir variedades de chocolate con alto contenido de cacao.

Ya ven que no todo se trata de las caloras!!).

Personas que consumen dietas pobre en grasas y altas en carbohidratos (aumenta

demasiado el nivel de triglicridos en la sangre), disminuye en ellas el colesterol bueno

(HDL) y tienen partculas anormales de colesterol malo (LDL), ms pequeas y ms

densas, que aumentan el riesgo de aterosclerosis.

5. Hay fuentes buenas y malas de protenas?Qu alimentos protenicos deberan

predominar en una dieta ideal?

Se recomiendan aquellas fuentes que contengan una variada proporcin de aminocidos.

En casos de alimentacin vegetariana, habr que procurar una combinacin adecuada de

granos y legumbres. El colgeno (jalea casera) es un alimento pobre en aminocidos, pues

tienen demasiada glicina, prolina y 4-hidroxiprolina (Gly-X-Pro o Gly-X-4-Hyp).

Consumir protenas de origen animal aumenta las posibilidades de consumir las

grasas que acompaan al tejido muscular.

(Considerar aqu lo mencionado ms adelante en relacin a la protena de la leche)


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SEGUNDA PARTE

Conteste las siguientes preguntas empleando fundamentos bioqumicos que consideren

estructuras moleculares e interacciones, si las hubiere (Cuando corresponda, incluya un

dibujo detallando tales estructuras e interacciones):

1. Por qu no podemos digerir la celulosa? Quines pueden digerirla?

Por los enlaces glicosdicos beta (14). Se requerira una enzima betaglicosdica, como la

que tienen ciertos hongos capaces de digerir la celulosa, pudiendo crecer sobre una hoja de

papel o un trozo de madera.

2. Qu ventaja posee un cereal dextrinado?

Est digerido enzimticamente en forma parcial en su proceso de fabricacin. Esto facilita

la digestin enzimtica por el organismo, proporcionando ms sitios de reaccin. Se evitan

con esto problemas asociados a la digestin incompleta de los carbohidratos (como ocurre

con ciertas legumbres, que terminan siendo digeridas por bacterias intestinales).

3. Qu consecuencias tiene el preparar una pasta al dente, en comparacin con una

sobrecocida?

La pasta sobrecocida posee unidades de almidn menores, producto de la hidrlisis

producida por efecto del calentamiento (aplicar energa rompe enlaces). Eso facilita la

degradacin enzimtica posterior.

4. Qu diferencias existen entre los distintos tipos de arroz que sean significativas en

cuanto al ndice glicmico?

Se respondi en parte de la respuesta a la pregunta 3 de la primera parte de esta gua.

5. Qu ventajas entrega el consumo de fibras?

Parte de la respuesta est incluida en parte de la respuesta a la pregunta 3 de la primera

parte de esta gua.


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La fibra es la porcin no digerible del alimento, formada por carbohidratos

complejos, principalmente celulosa. Hay fibra insoluble, como celulosa y lignina (por qu

insoluble?) y la hemicelulosa, ligeramente hidrosoluble. Aumentan el volumen de las

heces, reduciendo el tiempo de trnsito intestinal. Las gomas y las pectinas son dos tipos

de fibras hidrosolubles. En el intestino la fibra hidrosoluble se une a cidos biliares y

colesterol, previniendo su reabsorcin (como efecto neto reduce el colesterol). La

flatulencia e hinchazn producida por el excesivo consumo de fibra es debido a que los

hidratos de carbono complejos que las componen slo pueden ser digeridos por bacterias

(liberacin de gas metano). Esto se relaciona con los problemas digestivos asociados al

consumo de legumbres. Se recomienda la ingesta natural en granos, semillas y frutos. La

ingesta de suplementos de fibra puede producir obstruccin intestinal, gases y absorcin

deficiente de minerales.

6. Qu implica para el organismo el sobreconsumo de grasa animal y cules de sus

molculas destacara en su respuesta?

Adems de la alta proporcin de cidos grasos saturados, hay carencia de cidos grasos

esenciales omega-3, pues los animales son criados industrialmente con cereales, sin

alimentacin nativa basada en las hierbas.

7. Cmo se producen las grasas trans y por qu estn contraindicadas?

Casi todos los cidos grasos mono y poliinsaturados del organismo poseen configuracin

cis y no trans (esta ltima configuracin requiere mayor energa). Pasar de la configuracin

cis a la trans requiere energa. Esa energa es aportada por el calentamiento del aceite (que

adems contribuye a la oxidacin del aceite y la formacin de compuestos cancergenos).

Los cidos grasos poliinsaturados son importantes en la formacin de membranas y como

precursores en la sntesis de algunas hormonas. Los cidos grasos con configuracin trans

no podrn metabolizarse cono los cis por ciertas enzimas que ya son especficas para los

cidos grasos con configuracin cis.

La mayora de los aceites vegetales que consumimos se extraen de semillas

mediante calor, presin o disolventes qumicos. Esto aporta la energa para pasar de la


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configuracin cis a la configuracin trans. La luz tambin favorece este cambio de

configuracin. Otro agente que los produce es la hidrogenacin parcial, propia de la

elaboracin de margarinas.

Los aceites vegetales se hidrogenan con el fin de aumentar su punto de fusin y

endurecerlos. Se debe calentar a 120-210 C con hidrgeno gaseoso a presin en presencia

de catalizadores metlicos por seis a ocho horas. Se supone que deben romperse todos los

enlaces dobles, pero el proceso se detiene, por lo general, antes de terminar, obtenindose

un producto con anormales contenidos de aceites insaturados con configuracin trans. La

margarina es fabricada de esta forma.

8. Qu efectos produce el calentamiento del aceite en la composicin del aceite?

Se responde en pregunta anterior.

El calentamiento del aceite favorece su oxidacin y la formacin de radicales libres.

Los aceites de frutos secos (como nueces y almendras), que son altamente poliinsaturados,

no se deben calentar nunca, debido a la facilidad con que se oxidan.

9. Por qu es preferible consumir semillas, como la de linaza, molidas slo justo antes de

su ingesta?

La semilla de lino es una fuente rica en cido linolnico (omega-3), pero el aceite que se

extrae de ella tiene 72 % de cidos grasos poliinsaturados, que puede ser fcilmente

oxidado (pasando del sabor dulce y almendrado al sabor de aceite de linaza para pintura).

Es tan reactivo que no debe calentarse, debe mantenerse en fro y en ausencia de luz. Su

mejor lugar de almacenamiento, protegido de la oxidacin (produce rancidez), es la misma

semilla, como ocurre para todos los aceites. En el proceso de rancidez, los cidos grasos de

cadena larga son degradados, formndose compuestos de cadenas cortas. Uno de los

productos de esta reaccin es el cido butrico, el cual produce el caracterstico sabor a

rancio.


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Si lo pensamos, veremos que el Hombre en estado natural coma esas semillas sin

procesar, por lo que el asunto no parece tan complicado: En muchos casos pareciera que la

naturaleza aparenta mayor hostilidad cuando la hemos intervenido a travs de la

industrializacin.

(Dato freak: Se dice que dos cucharadas diarias de semilla de linaza, triturada, aportan la

cantidad necesaria de aceite omega-3)

10. Por qu hay aceites, como el de oliva, que necesitan no ser expuestos a la luz,

recomendndose hasta su almacenamiento a bajas temperaturas? (Se recomienda mantener

a temperatura ambiente slo el que se consumir).

Tiene el mayor porcentaje de grasa monoinsaturada de todos los aceites comestibles (77%).

Esto lo hace vulnerable a la oxidacin, debiendo protegerlo de condiciones energizantes.

Hay quienes recomiendan guardar una gran porcin que no se usar inmediatamente en el

refrigerador. Por qu se solidifica tan lentamente y a tan baja temperatura?

La principal desventaja de este aceite es que casi no contiene cidos grasos

esenciales. Sin embargo, es uno de los ms recomendados en la dieta. El denominado

extra virgen procede del primer prensado del fruto.

11. Qu problemas puede ocasionar el consumo de un aceite tratado con procedimientos

mecnicos muy violentos, como el obtenido a partir del prensado de semillas?

Se responde en pregunta 7.

12. Qu peligros nutricionales ofrece la preparacin de la margarina? Descrbala.

Se responde en pregunta 7.

13. De qu est compuesta una mantequilla o margarina para que sea calificada como

light?


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Tanto la margarina como la mantequilla, suelen denominarse light cuando han sido batidas

con un 50% de agua. As, en trminos bioqumicos objetivos, los indicadores nutricionales,

buenos o malos, se reducen a la mitad (Le sugiere esto el trmino light o preferira ms

bien el trmino half?)

14. Qu relevancia tiene la indicacin en un alimento sobre la ausencia de colesterol?

Investigar las posibilidades de sintetizar el colesterol y de las variedades buenas y malas del

mismo.

15. Indique cules son los cidos grasos esenciales.

Mencionar slo algunos y comentar la importancia de ingerirlos (sin ellos no hay

posibilidad de mantener una vida saludable)

16. Qu consecuencias tiene la no ingesta de los cidos grasos esenciales?

Relacionado con la respuesta anterior. Complementar con parte de la respuesta a la

pregunta 4 de la primera parte de esta gua.

17. Elija fuentes apropiadas de cidos grasos esenciales.

Contestada en parte de respuesta a pregunta 4 de la primera parte de esta gua.

18. Explique las denominaciones tipo omega en los cidos grasos (Ejemplifique con

Omega-3, Omega-6 y Omega-9)

La presencia de un doble enlace se indica con la letra griega T (omega), y su posicin en la

cadena se indica con el nmero del primer tomo de carbono que participa en ella. El cido

oleico (principal del aceite de oliva) tiene el mismo largo del cido esterico (C18:0, cido

graso saturado de la carne de muchos animales), pero tiene un doble enlace entre los

tomos de los carbonos 9 y 10. Por esta razn se designa C18:1T9, lo que significa un

cido graso monoinsaturado con un doble enlace entre los carbonos 9 y 10, perteneciente a

la serie omega-9, familia de cidos grasos con el primer doble enlace en la posicin 9-10.

El cido linoleico, uno de los cidos grasos esenciales, es otra cadena C18, pero es

poliinsaturado, teniendo dos dobles enlaces, uno en 6-7 y otro en 9-10. Se designa


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C18:2T6, perteneciendo a la serie omega-6 (en los cidos grasos poliinsaturados slo se

especifica la posicin del primer doble enlace). El otro cido graso esencial es el

linolnico, C18:3T3 (tiene, por tanto 18 carbonos, tres dobles enlaces, con el primero en 3-

4), perteneciente a los cidos grasos tipo omega-3. A diferencia de los animales, las plantas

s pueden sintetizar cidos grasos con dobles enlaces cerca de los extremos de las cadenas.

Por eso los cidos linoleico y linolnicos son esenciales: se requiere su incorporacin en la

dieta para vivir y estar sanos.

19. Explique la nomenclatura C18:2T6 y C18:3T3. A qu cidos grasos corresponden?

Se respondi en la respuesta a la pregunta anterior.

20. Cules son las proporciones ideales en la ingesta de cidos grasos saturados,

monoinsaturados y poliinsaturados?

Contestado en parte de respuesta a pregunta 4 de la primera parte de esta gua.

21. Explique la composicin qumica de la leche y sus derivados.

Este tpico constituye motivo para un curso completo. As es que el propsito de esta

respuesta es sealar aquellos elementos buenos o malos de la leche que se encuentran en

sus subproductos, as como entender que estos subproductos se obtienen a travs de

cambios fsicos y qumicos que pueden ser fcilmente entendidos. Por ejemplo, el caso del

la elaboracin del queso involucra los conceptos de prdida de la solubilidad y

desnaturalizacin proteica.

En esta respuesta, usted puede detallar la composicin de la leche en cuanto a:

grasa, protenas, carbohidratos, vitaminas, minerales (hormonas, antibiticos ups).

Ejemplo:

- Queso: Principalmente protena de la leche que ha perdido su propiedad de

solubilidad debido a agentes denaturante (Como el cuajo: raspadura de estmago de

vaca), separndose del suero. En el proceso de coagulacin, estas protenas retienen

contenido graso. Posteriormente, es sometido a un proceso de maduracin.


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- Requesn: Queso fresco, en el que recientemente se ha separado por filtracin el

suero de la protena precipitada. Normalmente se preparaba entibiando la leche y

cortndola con una cucharadita de jugo de limn por litro de leche (Por qu?).

Nota acerca del empleo de la palabra desnaturalizacin y sus derivados:

Las protenas se desnaturalizan. Sin embargo, tambin es comn referirse al

trmino diciendo que las protenas se denaturan. Esta ltima palabra se prefiere para el

uso de trminos derivados. De ah que se habla usualmente de denaturacin proteica o

agentes denaturantes o la protena denaturada; y no se suelen emplear los trminos

desnaturalizacin, desnaturalizantes o desnaturalizada, respectivamente.

22. Usted hara una campaa de salud pblica en la que simplemente se mencione Tome

leche? Por qu?

Explayarse en base a respuestas anteriores. Considerar la intolerancia de muchas personas

a la lactosa, el aporte de grasa animal y de protenas con un alto poder alergnico con

capacidad de debilitar el sistema inmune.

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