1. BQ de la Nutrición TEMA 1 (2013)

Apunte Español
Universidad Universidad Rovira y Virgili (URV)
Grado Bioquímica y Biología Molecular - 3º curso
Asignatura Bioquímica de la Nutrició
Año del apunte 2013
Páginas 13
Fecha de subida 18/01/2015
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TEMA 1: NUTRICIÓN Y SALUD OBJECTIVOS 1. Conocer que significan los términos nutrición, nutrientes, alimentos y dieta. Micronutrientes, macronutrientes… 2. Tomar conciencia de que la nutrición es fundamental para tener buena salud: ¿Somos lo que comemos? Hay una relación nutrición-salud. Las patologías que presentamos o si realmente el desarrollo de nuestra vida viene motivado por cómo nos hemos alimentado, no solamente cuando somos adultos, sino también cuando hemos sido niños, e incluso cuando estamos todavía en el vientre de nuestra madre.
3. Identificar las clases de nutrientes esenciales y conocer sus características y funciones básicas. Hidratos de carbono, lípidos, proteínas, micronutrientes y macronutrientes.
4. Comprender el concepto de cantidad diaria recomendada y determinar cómo se puede calcular la ingesta de nutrientes de la dieta (Seminario 1). (EXAMEN: importante, las CDRs).
5. Valorar lo que hay que creer en nutrición: Investigación en nutrición: ¿qué hemos de creer en nutrición? (Actividad en clase). Saber cuándo damos crédito a una noticia y cuando no.
BIOQUÍMICA? …de la NUTRICIÓN La bioquímica describe la estructura, la organización y las funciones de la materia viva en términos moleculares y con visión estática y dinámica.
El objetivo es el conocimiento de la vida en términos moleculares, su comportamiento, sus alteraciones y cómo responde un organismo vivo a los condicionantes ambientales tanto exógenamente como endógena.
BIOQUÍMICA se segmenta en tres grandes áreas… 1. La química estructural de los componentes de la materia viva y la relación de la función biológica con la estructura química.
2. El metabolismo, es decir, el conjunto de las reacciones químicas que se producen en la materia viva.
3. La química de los procesos y las sustancias que almacenan y transmiten la información biológica (genética molecular). Todo lo que tiene que ver con la genética.
… interacción con otras disciplinas • Química Orgánica - las propiedades de las biomoléculas.
• Biofísica - aplicación de las técnicas físicas al estudio de la estructura de las biomoléculas.
• Medicina - comprender los estadios patológicos en términos moleculares.
• Nutrición - comprensión y descripción del metabolismo a través de los requerimientos alimenticios para el mantenimiento de la salud.
• Microbiología - estudio de los organismos unicelulares y virus como seres especialmente adecuados para la determinación de muchas rutas metabólicas y mecanismos de regulación.
• Fisiología - investigación de los procesos vitales a nivel tisular y del organismo.
• Biología celular - describe la división bioquímica de trabajo dentro de una célula.
• Genética - describe el mecanismo que proporciona a una determinada célula u organismo su identidad bioquímica.
NUTRICIÓN En el transcurso de la vida consumimos alrededor de 70 000 comidas y 60 toneladas de alimento.
¿Qué es la nutrición? Ciencia que estudia cómo los alimentos nos nutren y el impacto que tienen los alimentos en nuestro cuerpo y en nuestra salud.
* La homeostasis es el mantenimiento del equilibrio.
Dentro de la nutrición aparecen dos conceptos que son la nutrigenómica i la nutrigenética.
NUTRIGENÓMICA También se denomina genómica nutricional o nutrición molecular, y estudia como de alguna forma los alimentos que ingerimos afectan a nuestros genes tanto a nivel molecular, como nivel sistémico (todo el organismo), como a nivel celular.
El objetivo final sería el desarrollo de dietas totalmente individuales para la prevención o tratamiento de las enfermedades.
Sabemos cómo los nutrientes afectan a los genomas, pues entonces al final se podría conseguir eso.
La nutrigenética es al revés, como los genes pueden afectar a la nutrición.
‘Entendimiento de los mecanismos moleculares y genéticos por los cuales los alimentos y/o sus componentes pueden afectar la expresión de determinados genes en un individuo y de cómo esta interacción puede afectar al balance entre salud y enfermedad’ Los nutrientes afectan de forma diferente a las diferentes personas dependiendo de la genética, tampoco los diferentes individuos respondemos de la misma manera a los fármacos.
No es lógico asumir que todos los individuos responden de la misma forma a los nutrientes, alimentos, fármacos! Influencia de los nutrientes en la expresión génica: (La nutrigenómica puede afectar a diferentes niveles) (A) Actuando como ligandos para proteínas que se unen directamente al DNA afectando su transcripción (factores de transcripción) .
(B) Al metabolizarse alteran las concentraciones de sustratos o intermediarios.
(C) Funcionando directamente como moléculas señalizadoras en cascadas de trasnducción de la señal.
Tecnología OMICA: Estudio simultáneo de miles de genes y proteínas.
El gran avance de la nutrigenómica ha traído como avance también el avance de las técnica ómicas. En concreto aplicado a la nutrigenómica, que queremos estudiar como lo alimentos y sus componentes influyen sobre los genes, podemos mirar a nivel del DNA, a nivel de RNA, a nivel de proteína, o a nivel de los propios metabolitos. Hay una ómica correspondiente, según lo que estemos estudiando: genómica, transcriptómica, proteómica y metabolómica. Son las ciencias que tienen gran aplicación, al final todo esto se traduce en cambios en biomarcadores que nosotros debemos de conocer, para ver si un alimento afecta o no afecta al DNA o al RNA.
NUTRIGENÉTICA La nutrigenética es al contrario, como los genes influencian a la nutrición de una determinada persona.
Puede verse afectada la genética del metabolismo de nutriente o la del receptor del nutriente.
Un ejemplo es la mala absorción de la lactosa.
¿Dónde estamos? ¿Hacia dónde vamos? A no mucho tiempo se hablaba de una dieta general, una dieta general absolutamente para toda la población. Pero después, hace ya unos años (en los años 70 en Japón y después en Europa en los 90) empezó el concepto de los alimentos funcionales. Son alimentos que hemos visto que además de las propiedades propias de nutrir, tienen propiedades adicionales que lo que hacen es provocar algún efecto adicional beneficioso a la persona que lo consume. Entonces esto es un camino que se está recorriendo, y se puede ver en los supermercados que tienen muchos tipos de leche diferentes.
Se piensa que en un futuro se podría ir hacia la nutrición personalizada, dependiendo de nuestros genes nos pueden venir bien unos nutrientes u otros.
Al final, como la ciencia ficción, sería la nutrición comunitaria creando grandes bases de datos de ADN y que al final según exactamente lo que tú necesitas te dan una especie de complejo entre alimento y medicamento para que estés estupendamente, y no nos moriríamos nunca.
Lo que sí que es actual y sí que se ve es que ha habido una evolución clara en la nutrición y hemos pasado de unas recomendaciones globales (para toda la población) y que simplemente nos decían unas pirámides nutricionales que serían más o menos iguales para todo el mundo, a una dieta más terapéutica que va encaminada a un individuo concreto; y al final la tendencia es hacia una dieta totalmente personalizada dependiendo de tu genotipo.
EVOLUCIÓN DEL ESTUDIO DE LA NUTRICIÓN Hacia la nutrición personalizada….
Paso 1. La pirámide nutricional Sugiere de manera general y sólo discerniendo entre rangos de edad la variedad de alimentos a consumir en forma cotidiana. Lo que propone la pirámide es el consumo de los productos que la componen en proporciones parecidas a las de sus escalones.
Esto de una forma muy gráfica se puede ver aquí en el que al principio eran unas recomendaciones generales con solamente una pirámide nutricional y solamente, a veces, diferenciando entre rangos de edad (niños, adultos y ancianos).
Paso 2. La pirámide nutricional adaptada Establece distintos grupos poblacionales y sugiere distintas pirámides nutricionales para cada uno de ellos en base a su riesgo/patología incluyendo o eliminando nutrientes de especial importancia para el grupo. Cada vez está más adaptada a grupos pequeños (por ejemplo: los diabéticos).
Los grupos poblacionales suelen basarse en patología/riesgos de alta prevalencia. Alta prevalencia es que se presentan con alta frecuencia. Como por ejemplo (se les recomienda que tomen algunos nutrientes de forma más específica): - Enfermedades cardiovasculares - Dislipemias - Obesidad - Cáncer - Diabetes - Enfermedades Neurodegenerativas Paso 3. La pirámide nutricional personalizada Realiza recomendaciones dietéticas a diferentes grupos poblacionales específicos y para el tratamiento de los pacientes basadas en el genoma individual.
Se basa en la extracción y caracterización del DNA de un paciente y en la construcción de una dieta personalizada según su perfil genético.
Una pirámide de nutrición totalmente personalizada, en la que las sub-poblaciones en las que se va separando la población son cada vez más pequeñas, hasta que éstas fueran de un solo individuo, en las que se hacen las recomendaciones dependiendo de las necesidades mucho más concretas.
Percepción del consumidor Las nuevas tendencias de mercado: Se puede ver claramente en los supermercados, aqúi tenemos el caso del chocolate, pero el caso más claro es el de la leche (con fibra, con esteroles, con calcio…). Cada vez hay alimentos enfocados a subpoblaciones.
BIOQUÍMICA DE LA NUTRICIÓN Consideraremos la bioquímica de la nutrición como la ciencia que estudia el metabolismo que sufren los componentes de los alimentos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos, vitaminas y minerales, en el interior de los seres vivos y las formas de uso que hacemos los humanos así como las consecuencias de su déficit.
* Macronutrientes serían las proteínas, los carbohidratos y los lípidos.
* Micronutrientes serían las vitaminas y los minerales.
ALIMENTOS, NUTRIENTES Y DIETA NUTRIENTE Producto exógeno (del exterior) o sustancia química que las células del organismo captan desde el exterior para realizar sus funciones vitales. Tomado por la célula y transformado en constituyente celular a través de un proceso metabólico de biosíntesis. Es lo que alimenta la célula.
ALIMENTOS Nutrientes casi nunca en estado puro, sino formando combinaciones más o menos complejas como los tejidos de animales y plantas (número limitado de nutrientes vs. elevada cantidad de alimentos).
Es el alimento para el cuerpo, nosotros nos alimentamos de unas combinaciones más o menos complejas de los nutrientes. Un trozo de carne lleva proteína, lleva hierro… un nutriente es lo que le llega a la célula.
DIETA Conjunto de alimentos que se ingieren durante un tiempo determinado, habitualmente representa lo que se come cada día. También pueden ser dietas a más largo plazo.
DIETA EQUILIBRADA Contiene las cantidades adecuadas de todos los nutrientes para cubrir las necesidades vitales y mantener la salud de un grupo o de un colectivo. No es lo mismo una dieta equilibrada para un adulto, que para un niño, que para un anciano.
TIPOS DE NUTRIENTES Aquí hay algunas diapositivas generales: GLÚCIDOS (CARBOHIDRATOS) – Clasificación estructural Aquí vemos la clasificación de los carbohidratos.
Tenemos los polisacáridos que dependiendo del tipo de sus unidades físicas, no es lo mismo que nosotros tomemos un azúcar simple que es muy fácil de absorber, que por ejemplo un almidón que el organismo tendrá que transformarlo para que seamos capaces de extraer los nutrientes. A nosotros nos interesa el tipo de azúcar que estamos tomando.
En general, los polisacáridos con enlace β (celulosa, xilano) tienen funciones estructurales y los que tienen enlaces α (almidón, glucógeno...) tienen funciones (no estructurales) energéticas o de reserva.
Hay una excepción que es la lactosa, ya que tiene un enlace β pero tiene función de reserva.
Cuidado, la lactosa (disacárido formado por una molécula de galactosa y una de glucosa mediante un enlace β-1, 4 tiene una función de reserva energética.
Aquí tenemos los diferentes azucares, la clasificación y el origen principal del que provienen.
ACIDOS GRASOS– Clasificación estructural: Los diferentes tipos de lípidos: los insaturados, saturados, polinsaturados, trans, cis… LÍPIDOS (GRASAS) – Clasificación estructural Los lípidos que nos vamos a encontrar con mayor frecuencia en los alimentos que nosotros ingerimos, que es lo que nos interesa des del punto de vista de la nutrición. Son tres tipos fundamentales: los triglicéridos, TAG (95-98% de los lípidos que ingerimos y son los que están presentes en los aceites y las grasas animales), los fosfolípidos (cantidad menor, suelen estar presentes en las membranas celulares y en el cerebro), el colesterol (hay colesterol libre o almacenado de gotas en forma de éster de colesterol, y el colesterol es específico de los animales).
Los ácidos grasos además de diferenciarse por la saturación de su cadena, también por la longitud de la cadena: Clasificación de los ácidos grasos Longitud de la cadena: Dependiendo de la longitud de la cadena se absorben en diferentes lugares de nuestro organismo, lo cual es importante para nosotros, el metabolismo que sufren depende de la longitud de la cadena.
AG de cadena corta (2‐6C) AG de cadena mediana (8‐12C) AG de cadena larga (14‐24C) AG de cadena muy larga (>26C) Grado insaturación de la cadena: - Los ácidos grasos saturados son los que están saturados de hidrógeno, entonces son los que no presentan dobles enlaces.
- Los poliinsaturados o PUFA son más típicos, son la serie omega 3 y omega 6.
- Los ácidos grasos trans.
Cuando hablamos de insaturación, hay que tener claro si es cis o trans, sobretodo porque cuando es cis lo que ocurre es un cambio conformacional de la molécula y eso hace que le de unas características totalmente diferentes. Por ejemplo, el hecho de que tengan discontinuidad porque presenten un enlace cis, hace que tenga unas características de fluidez mucho mayores, esto es importante de cara a su funcionalidad.
LÍPIDOS (GRASAS) – NOMENCLATURA LÍPIDOS (GRASAS) – ÁCIDOS GRASOS ESENCIALES Aquí la serie de ácidos grasos omega 3 y omega 6, son importantes por dan lugar al EPA, al DHA y al DPA. Se les adjudican unas propiedades de salud fundamentales.
La serie de los omega 3 y los omega 6 son importantes porque se les consideran esenciales, es decir, no somos capaces de sintetizarlos, los tenemos que tomar en los alimentos; por eso tiene gran importancia en la bioquímica de la nutrición.
PROTEÍNAS Hay unos aminoácidos que son esenciales porque no somos capaces de sintetizarlos (igual que los ácidos grasos) los tenemos que incorporar en nuestra dieta; después están los aminoácidos que se consideran semiesenciales, que dependiendo de las circunstancias pueden o no pueden ser sintetizados. Y después están los no esenciales que son aquellos que se ingieren, en las cantidades que necesitamos, con los alimentos.
Función principalmente plástica *aminoácidos esenciales menos abundantes en la dieta.
Hay especial problema como son el triptófano, la metionina y la lisina, porque son esenciales y los tenemos que ingerir, porque son poco abundantes en la dieta.
CALIDAD DE LAS PROTEÍNAS Se puede definir por la capacidad de aportar todos los aminoácidos necesarios para el crecimiento y mantenimiento de las funciones fisiológicas, más concretamente la capacidad de aportar aminoácidos esenciales.
Por eso se dice que las proteínas vegetales tienen menos variedad que las proteínas animales, porque los aminoácidos esenciales los tienen en cantidades muy bajas. Tenemos que combinar las proteínas de los cereales, con las de las leguminosas, por ejemplo las lentejas con arroz, hacen que estemos enjeriendo una proteína de muy alta calidad, pero si las combinamos. Si comemos solamente proteína de arroz, o solamente proteína de leguminosa, tendríamos déficit de estos aminoácidos.
VITAMINAS • Compuesto orgánico diferente a las grasas, proteínas y glúcidos.
• Componente natural de los alimentos donde se encuentra presente en pequeñas cantidades.
• Esencial en pequeñas cantidades para el correcto funcionamiento fisiológico. Son esenciales para nuestro organismo, tienen que tener este requisito para que se consideren vitaminas, las necesitamos ingerir en pequeñas cantidades para el correcto funcionamiento del organismo.
• Su carencia provoca un síndrome de deficiencia específico.
• No es sintetizada por el organismo, al menos en cantidad suficiente para las necesidades fisiológicas (algunos compuestos sólo son vitaminas para determinadas especies y algunos solo bajo determinadas condiciones.
Algunos compuestos son vitaminas para algunas especies pero no para otras, por ejemplo entre el humando y la rata, puede haber diferencias.
VITAMINAS ‐ CLASIFICACIÓN Se clasifican en vitaminas liposolubles e hidrosolubles, es fundamental para nosotros porque según sean unas u otras, desde el punto de vista de la bioquímica de la nutrición, son totalmente diferentes.
Vitaminas liposolubles solamente hay 4: A, D, E y K (el resto son hidrosolubles). Como consecuencia de que se pueden almacenar en el organismo, en cantidades altas pueden ser tóxicas para nosotros. No pasa lo mismo con las hidrosoluble, que al ser solubles en agua, no se almacenan en el organismo, de hecho el exceso se puede eliminar por la orina, y entonces generalmente en las cantidades que se ingieren en los alimentos no produce toxicidad. Pero las vitaminas hidrosolubles pueden causar toxicidad en el caso de suplementación (ingestas exageradas).
De forma general las vitaminas hidrosolubles son la vitamina C y todas las del grupo de la vitamina B (hay muchas diferentes y con diferentes nombres).
MINERALES ‐ CLASIFICACIÓN Los minerales son micronutrientes, se ingieren en pequeñas cantidades, y también puede haber dos tipos diferentes (es importante saber de cual es cada tipo).
Los minerales mayoritarios son el Calcio, el Magnesio, el Fósforo, el Sodio, el Potasio y el Cloro, su característica es que nosotros hacemos un consumo alto de 100mg por día. La cantidad en el organismo puede ser superior a 5g, que también se considera alta.
Los minerales o elementos minoritarios, también se denominan oligoelementos o elementos traza, son el resto y se caracterizan porque en la ingesta es muy pequeña, más baja los 100mg por día y la cantidad almacenada en nuestro organismo es menor de 5g.
AGUA   Nutriente inorgánico vital para nuestra supervivencia.
70% o más de la mayor parte de las formes de vida. Tres cuartas partes de todas las formas que tienen vida.
VALORES DE REFERENCIA DE INGESTA DE NUTRIENTES Otros conceptos que hay que tener totalmente claros y hay que memorizar: CANTIDAD DIARIA RECOMENDADA (CDR) (RDA) Valor estimado de la ingesta diaria de un nutriente que satisface los requerimientos del 97‐98% de la población sana (agrupada por sexo, edad, estilo de vida y condiciones fisiológicas especiales (lactancia y embarazo).
Es una estimación, que con esta ingestión somos capaces de satisfacer una gran parte de la población, esta población puede esta agrupada. Si a nosotros nos dicen que tenemos que tomar de “esto” 10mg/día, significa que con esa cantidad somos capaces de satisfacer entre el 95-98% de la población, eso no significa que haya gente que necesite más o que necesite menos. Normalmente suele estar agrupado por sexo, los hombres tomaran “12” y las mujeres tomaremos “10”, porque normalmente los requerimientos para muchos de los nutrientes requieren del sexo, y normalmente también suele estar diferenciado por grupos de edad, no es lo mismo lo que tiene que tomar un niño pequeño, que un niño mayor. Las CDRs no tienen por qué ser las mismas para los mismos nutrientes, las que se dan en Estados Unidos, que las que se dan en Europa; o dentro de Europa, las que son para Finlandia, que tienen un determinado tipo de dieta, o las que se toman en Italia. Muchas de las CDRs que se utilizaban aquí se utilizaban basándose en datos de organizaciones que habían hecho estimaciones a Estados Unidos, entonces realmente las cosas no eran tan extrapolables porque las poblaciones eran muy diferentes.
Des de hace unos años la Unión Europea comenzó a trabajar en este tema, para hacer unas DCRs comunes para toda la zona de Europa.
INGESTA TOLERABLE (UPPER LEVEL‐UL) Valor de ingesta más elevado de un nutriente (crónico) que no tiene efecto adverso para la población VALORS USA: http://www.nal.usda.gov/fnic/etext/000105.html VALORS EUROPA: http://www.efsa.europa.eu/ (Dietary Reference Values) ...