BIOMOLCULAS Y ALIMENTACIN Somos lo que comemos Jorge

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 á r i d 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

D i s a c á r i 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 i s a c á r i 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 i s a c á r i 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 i s a c á r i d 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 i s a c á r i 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 Amilopectina Tiene 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 Animales O Fuentes de obtención Ejemplos Carne de res Tocino Huevos 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 CH 3 – (CH 2)12 – COO – CH 2 – (CH 2)24 – CH 3

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 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 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 de mesa, leche, carnes rojas, aves y pescado, yema de huevo 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, agua- cates, dátiles, ajo, nueces, papas, fru- tas, cereales y ver- duras 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 de la actividad neuromuscular, origi- nando convulsiones Carne, leche, nue- ces, cereales, legu- minosas, 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 6) Magnesio 7) Azufre

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, mariscos, soya 2) Cromo Participa en el metabolismo de la glucosa manteniendo, estables los valores de glucosa, el cromo a veces es llamado factor de tolerancia a la glucosa (GTF). También participa en la síntesis de colesterol y de 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 Ayuda a incrementar el endurecimiento de huesos y dientes Caries dental Sal de mesa 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