Macronutrientes - Carbohidratos, Lipidos, Proteinas - Bioquimica

1. UNIDAD III BIOQUIMICA Y NUTRICIÓN

4. SISTEMAS VIVIENTES Macromoléculas Hidratos de Carbono Clases/Tipos de Moléculas Compuestos Relacionados con las Reacciones Metabólicas Lípidos (Grasas) Proteína (Prótidos) Elementos Comunes que Contienen Carbono (C) Hidrógeno (H 2 ) Oxígeno (O 2 )

5. ALIMENTACION VS NUTRICION

6. LOS ALIMENTOS CONTIENEN NUTRIENTES ESENCIALES MACRO NUTRIENTES HIDRATOS CARBONO PROTEINAS GRASAS AGUA MICRO NUTRIENTES MINERALES VITAMINAS OLIGOELEMENTOS NO aporta calorias aporta calorias

7. DISTRIBUCION DEL VALOR CALÓRICO TOTAL

8. METABOLISMO DE MACRONUTRIENTES Y CICLO DE KREBS

10. Carbohidratos

11. Concepto Hidratos de carbono son una clase básica de compuestos químicos . Son la forma biológica primaria de almacén o consumo de energía; otras formas son las grasas y las proteínas .

14. Polihidroxialdehidos Polihidroxicetonas

15. Las funciones que cumple en el organismo son: 1 - E nergéticas 2- De ahorro de proteínas 3- Regulan el metabolismo de las grasas 4- Estructural . FUNCIONES

16. Energéticamente , los carbohidratos aportan 4 Kcal. (kilocalorías) por gramo de peso seco. Cubiertas las necesidades energéticas, una pequeña parte se almacena en el hígado y músculos como glucógeno (normalmente no más de 0,5% del peso del individuo), el resto se transforma en grasas y se acumula en el organismo como tejido adiposo. Se recomienda que minimamente se efectúe una ingesta diaria de 100 gramos de hidratos de carbono para mantener los procesos metabólicos. FUNCIONES

17. Ahorro de proteínas : Si el aporte de carbohidratos es insuficiente, se utilizarán las proteínas para fines energéticos, relegando su función plástica. FUNCIONES

18. Regulación del metabolismo de las grasas : En caso de ingestión deficiente de carbohidratos, las grasas se metabolizan anormalmente acumulándose en el organismo cuerpos cetónicos, que son productos intermedios de este metabolismo provocando así problemas (cetosis). FUNCIONES

19. Estructuralmente , los carbohidratos constituyen una porción pequeña del peso y estructura del organismo, pero de cualquier manera, no debe excluirse esta función de la lista, por mínimo que sea su indispensable aporte. FUNCIONES

20. CLASIFICACIÓN 1- Según el número de moléculas. 2- Según su composición nutritiva. 3- Según el número de átomos de Carbonos.

21. CLASIFICACIÓN 1- Según el número de moléculas. A) Monosacáridos b) Disacaridos c) Oligosacaridos d) Polisacaridos

22. CLASIFICACIÓN 1- Según el número de moléculas. a) Monosacáridos Los monosacáridos son los más simples, conteniendo de tres a siete átomos de carbono. Su fórmula emperírica es (CH 2 O) n donde n ≥ 3. Se nombran haciendo referencia al número de carbonos , terminado en el sufijo osa .

23. CLASIFICACIÓN a) Monosacáridos Al igual que los polisacáridos , son , solubles en agua (hidrosolubles) y cristalinos. Los más conocidos son la glucosa, la fructosa y la galactosa. Estos azucares constituyen las unidades monómeros de los HCO para formar los POLISACARIDOS Tienen la propiedad de desviar la luz polarizada, propiedad que le confiere su carbono asimétrico , llamándose dextrógiros los que la desvían hacia la derecha, y levógiros , hacia la izquierda.

24. CLASIFICACIÓN 1- Según el número de moléculas. a) Monosacáridos 1- Pentosas 2- Hexosas

25. Pentosas

26. Hexosas ( Son 24 pero, solamente 4 tienen importancia biológica)

27. D-Glucosa El monosacárido más abundante de la naturaleza - Libre: suero sanguíneo y medio extracelular (5 mM) zumo de uva - Como monómero se presenta en una gran cantidad de oligosacáridos y polisacáridos La práctica totalidad de las células vivientes son capaces de obtener energía a partir de glucosa. Hay células que únicamente pueden consumir glucosa, y no moléculas, p.e.: hematíes y neuronas.

28. Composición química : C 6 H 12 O 6 Peso molecular: 180 Constitución química : - Un grupo aldehído, -CHO - Cuatro alcoholes secundarios, -CHOH- - Un alcohol primario, -CH 2 OH: Tiene, por tanto, cuatro carbonos asimétricos o Quirales; lo cual da la posibilidad de 2 4 = 16 isómeros ópticos D-Glucosa

29. Otros monosacáridos - Según sea la naturaleza de la función carbonilo, tendremos: 1. Aldosas , cuando es un aldehido -CHO 2. Cetosas , cuando es una cetona -CO- - A lo cual se añade el número de átomos de carbono: Aldotriosas, Aldotetrosas, Cetopentosas, Aldohexosas, etc.

30. Aldotriosas Cetotriosa

31. Aldotetrosas Cetotetrosas

32. Aldopentosas

34. CLASIFICACIÓN 1- Según el número de moléculas. b) Disacáridos La formula empírica de los disacáridos es C 12 H 22 O 11 . El enlace covalente entre dos monosacáridos provoca la eliminación de un átomo de Hidrogeno de uno de los monosacáridos y de un grupo hidroxilo del otro monosacárido. En la mucosa del tubo digestivo del hombre existen unas enzimas llamadas disacaridazas , que hidrolizan el enlace glucosídico que une a los dos monosacáridos, para su absorción intestinal.

35. DISACARIDOS

36. CLASIFICACIÓN 1- Según el número de moléculas. c) Oligosacaridos Los oligosacáridos son polímetro de monosacáridos con un número de unidades monoméricas menor de diez. Los oligosacáridos forman parte de los glucolípidos y glucoproteínas que se encuentran en la superficie externa de la membrana plasmática y por lo tanto tienen una gran importancia en las funciones de reconocimiento celular.

37. CLASIFICACIÓN 1- Según el número de moléculas. c) Oligosacaridos 1- Trisacaridos 2- Tetrasacaridos

38. OLIGOSACARIDOS

39. CLASIFICACIÓN 1- Según el número de moléculas. d) Polisacaridos Los polisacáridos son compuestos formados por la unión de muchos monosacáridos . Pertenecen al grupo de los glucidos y cumplen la función tanto de reserva energética como estructural

40. CLASIFICACIÓN d) Polisacaridos Los polisacáridos son polímeros cuyos monosacáridos son los que se unen repetidamente mediante enlaces glucosídicos, formando cadenas en su estructura molecular. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado, que depende del número de unidades de monosacáridos que participen en su estructura. Pueden descomponerse en polisacáridos más pequeños, así como en disacáridos o monosacáridos mediante hidrólisis o por la acción de determinadas enzimas.

43. CLASIFICACIÓN 1- Según el número de moléculas. d) Polisacaridos 1- Almidón 2- Glucógeno 3- Celulosa 4- Inulina 5- Liquenina 6- Mucopolisacaridos

44. POLISACARIDOS

45. CLASIFICACIÓN 2- Según su composición nutritiva. a) Simples b) Complejos o Compuestos

46. CLASIFICACIÓN 2- Según su composición nutritiva. a) Simples Los simples , son azucares de rápida absorción y son energía rápida. Estos generan la inmediata secreción de insulina. Se encuentran en los productos hechos con azucares refinados, azúcar, miel, mermeladas, jaleas, golosinas, leche, hortalizas y frutas etc. Algo para tener en cuenta es que los productos elaborados con azucares refinados aportan calorías y poco valor nutritivo, por lo que su consumo debe ser moderado.

47. CLASIFICACIÓN 2- Según su composición nutritiva. b) Complejos o Compuestos Los complejos , son de absorción más lenta, y actúan mas como energía de reserva por la anterior razón. Se encuentra en cereales, legumbres, harinas, pan, pastas.

48. CLASIFICACIÓN 3- Según el número de átomos de Carbono. a) Triosas b) Hexosas c) Pentosas d) Dextrosa

49. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS Los carbohidratos alimenticios se hidrolizan principalmente a monosacáridos en el intestino delgado y se absorben en la sangre. El monosacárido más importante y abundante es la glucosa, la cual es la fuente de energía fundamental de las células vivas. La glucosa se absorbe por medio de dos mecanismos diferentes.

50. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS El mecanismo principal requiere de la insulina, hormona que se necesita para la entrada de la moléculas de la glucosa en el corazón, el músculo esquelético y el tejido adiposo. Cuando la concentración de la glucosa en la sangre aumenta, el páncreas secreta la insulina en la sangre, las moléculas de la insulina viajan a través de ella y se une a los sitios receptores de las membranas celulares de las células objetivo.

51. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS La unión de las moléculas de la insulina al sitio receptor origina un mecanismo que transporta las moléculas de la glucosa a través de la membrana celular hacia el citoplasma de la célula. La glucosa que entra a las células se puede degradar para producir energía.

52. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS La ruta por la cual la glucosa se degrada se denomina Glucólisis ; si la célula no tiene una demanda de energía, la glucosa se almacena en las moléculas del glicógeno. La ruta por la cual se produce el glicógeno se denomina glicogénesis. Lo opuesto de la glicogénesis es la glicogenólisis

53. Carbohidratos y Actividad Física

54. 1. Es el combustible primario para la contracción muscular, son el nutriente más importante para el rendimiento atlético. 2. La energía de los carbohidratos puede liberarse, en los músculos activos, hasta tres veces más rápidamente que la energía de las grasas. 3. Las reservas de carbohidratos en el cuerpo son limitadas. Cuando estas reservas se agotan, el atleta no puede realizar ejercicio de alta intensidad y es posible que experimente fatiga. CONSIDERACIONES GENERALES

55. 4. La ingesta de suplementos de carbohidratos durante la competencia es a menudo beneficiosa para obtener un rendimiento óptimo. 5. Los atletas que se entrenan regularmente a alta intensidad deben tener una dieta rica en carbohidratos, con el propósito de reaprovisionar sus reservas de energía de una sesión de entrenamiento a otra. 6. El reaprovisionamiento completo de las reservas corporales de carbohidratos requiere, como mínimo, de 20 horas. CONSIDERACIONES GENERALES

56. ¿CUÁNTO CARBOHIDRATO NECESITAN LOS ATLETAS? El gasto calórico diario en la temporada de entrenamiento depende, obviamente, de la etapa de entrenamiento, de la intensidad y duración del ejercicio y de la cantidad de músculo activo. Los atletas de larga distancia se entrenan a menudo intensamente durante 90 minutos seguidos o más, y utilizan entre 1000 y 1400 kilocalorías en el proceso. En términos generales, dichos atletas deben ingerir aproximadamente 50 Kcal de alimento por cada kilogramo de peso por día.

57. ¿CUÁNTO CARBOHIDRATO NECESITAN LOS ATLETAS? Por ejemplo, para un atleta de 70 kg de peso un aproximado de 3500 Kcal. Las calorías que provienen de los carbohidratos deben representar, en la dieta de un atleta de eventos de larga distancia, un mínimo del 50%, pero idealmente entre 55 y 60% . Esto representa aproximadamente entre 500 y 600 gramos de carbohidratos (2000-2400 kcal/día). Las calorías restantes deben obtenerse de las grasas (20-30%) y las proteínas (10-15%).

58. ¿CUÁNTO CARBOHIDRATO NECESITAN LOS ATLETAS? A pesar de que la mayoría de los atletas reconoce la importancia de una dieta adecuada en carbohidratos para el entrenamiento de alta intensidad, sus dietas a menudo contienen menos de un 40 por ciento de carbohidratos (350 g.) El resultado es que probablemente van a sentir fatiga crónica durante los períodos de entrenamiento intensivo.

59. COMO OBTENER RESERVAS MÁXIMAS DE GLUCÓGENO MUSCULAR ANTES DE LA COMPETENCIA El atleta debe regular su dieta y entrenamiento pocos días antes de una competencia intensa y prolongada, con el propósito de intentar un aprovisionamiento máximo de glucógeno muscular. Esto se conoce como "sobrecarga" o "sobrecompensación" de glucógeno. Cuando los niveles de glucógeno antes del ejercicio son altos, el atleta se puede ejercitar por períodos más prolongados, retardando la fatiga .

60. COMO OBTENER RESERVAS MÁXIMAS DE GLUCÓGENO MUSCULAR ANTES DE LA COMPETENCIA El método más práctico de "sobrecarga de glucógeno" para un deporte en particular consiste en entrenar intensamente cinco o seis días antes de la competencia . Los días restantes antes del evento, el atleta debe disminuir gradualmente la cantidad de entrenamiento y debe ingerir comidas ricas en carbohidratos (más de 600 gramos) cada uno de los tres días previos a la competencia. Este tipo de régimen aumenta las reservas de glucógeno muscular entre 20 y 40% por encima de lo normal.

61. COMO OBTENER RESERVAS MÁXIMAS DE GLUCÓGENO MUSCULAR ANTES DE LA COMPETENCIA En algunas ocasiones se hace difícil el cumplir con un régimen de sobrecompensación de glucógeno debido a la participación en un torneo, a los viajes, u otras circunstancias. En estos casos es importante ingerir 600 gramos (2400 kcal) de carbohidratos la víspera de la competencia y otros 100 a 200 gramos (400 a 800 kcal) seis horas antes de la competición. Si los depósitos de glucógeno muscular no están llenos, parte de la comida precompetición puede ser utilizada por el cuerpo para aumentar el glucógeno muscular antes de la competencia

62. LA COMIDA PRE-COMPETICIÓN Las comidas con alto contenido de carbohidratos, ingeridas con un margen de 6 horas antes de la competencia, llenan las reservas de glucógeno en el hígado y el músculo a su capacidad normal. El hígado, que mantiene los niveles de glucosa en la sangre, depende de la ingesta frecuente de alimentos para conservar sus reservas de glucógeno, que son pequeñas (80 a 100 gramos). El atleta que ayuna de seis a doce horas antes del ejercicio y no consume carbohidratos durante la actividad física puede experimentar una baja prematura de la glucosa sanguínea durante la competencia

63. LA COMIDA PRE-COMPETICIÓN Aún después de haber cumplido con un régimen de sobrecompensación de glucógeno, es recomendable ingerir una comida de bajo contenido de grasas que provea entre 75 y 150 gramos de carbohidratos entre las tres y las seis horas que anteceden a la competición. El consumo de carbohidratos varía conforme al gasto calórico y el tamaño corporal del atleta.

64. Se ha propuesto que el atleta debe evitar ingerir comidas ricas en carbohidratos menos de dos horas antes de la prueba, debido a que los carbohidratos podrían elevar los niveles de insulina en la sangre al inicio del ejercicio, lo cual podría resultar en una disminución de la glucosa sanguínea durante el ejercicio . Cuando las reservas musculares y hepáticas de glucógeno no son óptimas antes de la competición, el suministro de carbohidratos pre-ejercicio es beneficioso para el rendimiento ( Ración de Espera ). LA COMIDA PRE-COMPETICIÓN

65. SUMINISTRO DE CARBOHIDRATOS DURANTE EL EJERCICIO PROLONGADO Luego de una a tres horas de ejercicio continuo, a una intensidad entre 70 y 80% del consumo máximo de oxígeno, el atleta se cansa debido al agotamiento de las reservas de carbohidratos. La ingesta de carbohidratos durante el ejercicio puede, aparentemente, retardar al fatiga hasta 30 ó 60 minutos, al permitir que los músculos activos dependan primordialmente de la glucosa sanguínea para obtener su energía hacia el final de la sesión de ejercicio, pero no porque permita el ahorro en la utilización del glucógeno muscular.

66. SUMINISTRO DE CARBOHIDRATOS DURANTE EL EJERCICIO PROLONGADO Aproximadamente entre 40 y 50% de la energía para el ejercicio a una intensidad de 70% del consumo máximo de oxígeno se obtiene de las grasas, mientras que el 50 a 60% restante se obtiene de los carbohidratos .

67. SUMINISTRO DE CARBOHIDRATOS DURANTE EL EJERCICIO PROLONGADO Durante la fase inicial del ejercicio, la mayoría de la energía de los carbohidratos proviene del glucógeno muscular. Conforme progresa el ejercicio, el glucógeno muscular disminuye su contribución a la demanda de carbohidratos que impone la actividad física. Esta menor dependencia del glucógeno muscular se equilibra mediante una mayor dependencia de la glucosa sanguínea como fuente de carbohidratos.

68. SUMINISTRO DE CARBOHIDRATOS DURANTE EL EJERCICIO PROLONGADO Luego de tres horas de ejercicio, la mayor parte de la energía obtenida de los carbohidratos se obtiene del metabolismo de la glucosa, la cual transporta del torrente sanguíneo a los músculos activos. Luego de dos a tres horas de ejercicios sin ingesta de carbohidratos, la concentración de glucosa sanguínea cae a niveles relativamente bajos. El hígado disminuye su producción de glucosa debido al agotamiento de las reservas de glucógeno hepático, mientras los músculos remueven la glucosa de la sangre rápidamente.

69. SUMINISTRO DE CARBOHIDRATOS DURANTE EL EJERCICIO PROLONGADO La fatiga puede ocurrir durante el ejercicio prolongado sin suministro de carbohidratos, debido a que no hay suficiente glucosa sanguínea disponible para compensar el agotamiento de las reservas de glucógeno muscular . Aunque los atletas pueden sufrir hipoglucemia (es decir, llegar a tener niveles bajos de glucosa sanguínea), menos del 25% de ellos experimenta síntomas tales como mareos y náusea. La mayoría de los atletas experimenta principalmente fatiga muscular localizada .

70. SUMINISTRO DE CARBOHIDRATOS DURANTE EL EJERCICIO PROLONGADO La fatiga no se puede prevenir mediante la ingesta de carbohidratos, solamente se puede retardar. Durante las etapas finales del ejercicio, cuando los niveles de glucógeno muscular son bajos y el atleta tiene una gran necesidad de glucosa sanguínea para obtener energía. Sus músculos se sienten pesados y le es necesario concentrarse para continuar el ejercicio a intensidades que en condiciones normales.

71. SUMINISTRO DE CARBOHIDRATOS DURANTE EL EJERCICIO PROLONGADO El atleta debe ingerir carbohidratos a intervalos regulares durante la actividad física. Se han observado mejorías en el rendimiento cuando la ingesta de carbohidratos ocurre a un promedio de 0,8 gramos por minuto, es decir, aproximadamente 24 gramos cada media hora. Esto requiere la ingesta de 240 ml de una solución de carbohidratos al 5%, o 120 ml de una solución al 10%, cada 15 minutos.

72. SUMINISTRO DE CARBOHIDRATOS DESPUÉS DEL EJERCICIO PROLONGADO En la alimentación después de la competición hemos de considerar los siguientes puntos: 1- ¿ Cuándo y que es lo que se debe comer después del entrenamiento o competición para reponer las pérdidas? 2- ¿ Cuándo se debe empezar a entrenar de nuevo en condiciones óptimas?

73. SUMINISTRO DE CARBOHIDRATOS DESPUÉS DEL EJERCICIO PROLONGADO Uno de los aspectos importantes después del entrenamiento ó competición es la hidratación, aun más cuando el deporte se practica a temperaturas elevadas. Lo primero a tener en cuenta es que el consumo de CHO se debe comenzar inmediatamente después de terminado el entrenamiento, ya que si tardamos más de 2 horas en consumirlos solo un 50% de los depósitos de Glucogeno se volverán a llenar.

74. SUMINISTRO DE CARBOHIDRATOS DESPUÉS DEL EJERCICIO PROLONGADO La otra cuestión importante es la cantidad de los mismos, pues una cantidad insuficiente no llega a llenar los depósitos y excesiva puede llegar a transformarse en grasa. La cantidad optima según muchos investigadores es de 1.5 grs. por Kg. de peso una vez terminado el ejercicio y otros 1.5 grs. por Kg. de peso 2 horas después de terminado el entrenamiento.

75. RESUMEN

77. Glucosa (en Sangre) LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Los Hidratos de Carbono Monosacáridos (Azúcares Simples ) Galactosa (en Glándulas Mamarias) Fructosa (Frutas, Miel de Abeja) *Tipos/Clasificación *

78. Sucrosa/Sacarosa (Caña de Azúcar)) LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Los Hidratos de Carbono Disacáridos (Dos Mososacáridos ) Lactosa (Leche) Maltosa (Digestión CHO) *Tipos/Clasificación *

79. Almidones (Granos, Tubérculos) LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Los Hidratos de Carbono Polisacáridos (Hidratos de Carbono Complejos ) Celulosa (Fibra) Glucógeno (Reservas de Energía en Músculos e Hígado) *Tipos/Clasificación *

80. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Los Hidratos de Carbono: Tipos/Clasificación Polisacáridos – Glucógeno - Importancia: Ejercicio Prolongado Glucógeno Recuperación Dieta Alta en Hidratos de Carbono Reservas de Glucógeno Ejercicio Glucogenólisis Glucosa Fuente de Energía Contracción Muscular

83. UNIDAD II BIOQUIMICA Y NUTRICIÓN

86. Las grasas, también llamadas lípidos, conjuntamente con los carbohidratos representan la mayor fuente de energía para el organismo.

87. Bioquimicamente, las grasas son sustancias apolares y por ello son insolubles en agua. Esta apolaridad se debe a que sus moléculas tienen muchos átomos de carbono e hidrógeno unidos de modo covalente puro y por lo tanto no forman dipolos que interactuen con el agua. Podemos concluir que los lípidos son excelentes aislantes y separadores. Las grasas están formadas por acidos grasos.

88. Como en el caso de las proteinas, existen grasas esenciales y no esenciales. Las esenciales son aquellas que el organismo no puede sintetizar, y son: el ácido linoléico y el linolénico, aunque normalmente no se encuentran ausentes del organismo ya que están contenidos en carnes, fiambres, pescados, huevos, etc.

89. En términos generales llamamos aceites a los triglicéridos de origen vegetal, y corresponden a derivados que contienen ácidos grasos insaturados predominantemente por lo que son líquidos a temperatura ambiente. (aceites vegetales de cocina, y en los pescados, ) Para el caso de las grasas, estas están compuestas por triglicéridos de origen animal constituidos por ácidos grasos saturados, sólidos a temperatura ambiente. (manteca, grasa, piel de pollo, en general: en lácteos, carnes, chocolate, palta y coco).

91. Poseen dos membrana de proteínas y lípidos Mitocondria Lípido Clorofila, proteína Cloroplastos Lípido, proteína y polisacárido Aparato de Golgi Membrana de lípido Retículo endoplásmico El 50 % Lípidos Membrana Celular Célula Eucariota

99. Membrana Plasmática 3.0 6.0 22.0 ---- 3.0 24.0 Colesterol ---- ---- 21.0 ---- ---- 3.0 Glicoesfingolípidos 2.5 3.0 6.0 ---- 14.0 8.5 Esfingomielinas 6.0 8.0 ---- ---- 4.0 2.2 Fosfatidilinositol 18.0 ---- ---- 5.0 ---- ---- Difosfatidilglicerol 2.0 ---- ---- 15.0 ---- ---- Fosfatidilglicerol 1.0 3.0 7.0 ---- 9.0 7.0 Fosfatidilserina 25.0 16.0 14.0 80.0 11.0 15.0 Fosfatidiletanolamina 45.0 55.0 11.0 ---- 18.0 31.0 Fosfatidilcolina 0.0 ---- ---- ---- 1.0 0.1 Ácido fosfatídico Mito Rea Mielina E. coli Hígado (rata) Glóbulo rojo (rata Lípido Porcentaje de Lípidos

120. UNIDAD II BIOQUIMICA Y NUTRICIÓN

123. En 1838 el químico holandés Gerrit Jan Mulder dio el nombre de proteínas a las sustancias que contenían nitrógeno. La palabra proteína proviene del griego protop (lo primero, lo principal, lo más importante). La proteínas son las responsables de la formación y reparación de los tejidos, interviniendo en el desarrollo corporal e intelectual. Las proteínas están formadas por aminoácidos . Los aminoácidos, gráficamente, son representados como ladrillos que forman una pared. Dentro de los aminoácidos que forman proteína hay aminoácidos esenciales y no esenciales .

124. Los primeros pertenecen a aquellos que el organismo humano no puede sintetizar en cantidad suficiente y, por lo tanto, debe tomarlos externamente de los alimentos; en cambio, de los no esenciales el organismo puede disponer a partir de otros. Los aminoácidos esenciales son: ISOLEUCINA, LEUCINA, LISINA, METIONINA, FENILALANINA, TREONINA, TRIPTÓFANO, VALINA, HISTIDINA

125. Para su absorción óptima, los aminoácidos deben estar en una correcta proporción; es decir, si requerimos construir una proteína cuya composición necesita de tres aminoácidos de los cuales dos son esenciales y uno de ellos no está presente en la cantidad necesaria, este actuaría como aminoácido limitante restringiendo la absorción o síntesis del resto de aminoácidos disponibles.

128. Calidad de las proteínas Las proteínas de la carne, el pescado, los productos lácteos y los huevos además de contener todos los aminoácidos esenciales su composición se asemeja a la que necesitan nuestras células. Las proteínas del reino vegetal son consideradas incompletas por no contener generalmente todos los aminoácidos esenciales.

129. Calidad de las proteínas El valor biológico de las proteínas o UPN (unidad proteica neta), es establecido por la similitud en cantidad y variedad de los aminoácidos que necesitamos con los procedentes del alimento. Por ejemplo, la clara de huevo posee una UPN del 94 por ciento; es decir que casi todas las proteínas del huevo serán asimiladas por nuestro cuerpo. Considerando lo expuesto, tenemos que la carne posee una UPN del 67 por ciento contra una UPN del 61 por ciento que posee la harina de soja.

130. Calidad de las proteínas Si bien es cierto que en el reino vegetal generalmente las proteínas no son completas, las combinaciones entre los aminoácidos procedentes de diversos alimentos vegetales producen proteína completa de alto valor sin colesterol y con menos purinas. Por ejemplo, legumbres con cereal.

131. Las proteínas son biopolímeros (macromoléculas orgánicas), de elevado peso molecular, constituidas básicamente por : carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N) aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (Y), entre otros elementos.

132. Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales (monómeros) llamados aminoácidos ( aa ), a los cuales se consideran como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos". Estos edificios macromoleculares se construyen y desmoronan con gran facilidad dentro de las células, y a ello debe precisamente la materia viva su capacidad de crecimiento, reparación y regulación. La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido ; si el número de aa que forma la molécula no es mayor de 10, se denomina oligopéptido ; si es superior a 10, se llama polipéptido y si el número es superior a 50 aa , se habla ya de proteína .

133. Las proteínas son, en resumen, biopolímeros de aminoácidos y su presencia en los seres vivos es indispensable para el desarrollo de los múltiples procesos vitales. Se clasifican, de forma general, en Holoproteínas y Heteroproteínas según estén formadas, respectivamente, sólo por aminoácidos o bien por aminoácidos más otras moléculas o elementos adicionales no aminoacídicos. La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria estructura cuaternaria . Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio.

134. La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte. Estructura Primaria

135. 1.- La a(alfa)-hélice Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue. La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria . Existen dos tipos de estructura secundaria: Estructura secundaria

136. 2.- La conformación beta En esta disposición los aminoácidos no forman una hélice sino una cadena en forma de zigzag, denominada disposición en lámina plegada. Presentan esta estructura secundaria la queratina de la seda o fibroína. Estructura secundaria

137. Estructura terciaria La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular. En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria. Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte, enzimáticas, hormonales .

138. Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces: 1.- el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tienen azufre. 2.- los puentes de hidrógeno. 3.- los puentes eléctricos. 4.- las interacciones hidrófobas .

139. Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero . El número de protómeros varía desde dos, como en la hexoquinasa ; cuatro, como en la hemoglobina , o muchos, como la cápsida del virus de la poliomielitis , que consta de sesenta unidades proteicas. Estructura cuaternaria

140. Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales. Las funciones de las proteínas son específicas de cada una de ellas y permiten a las células mantener su integridad, defenderse de agentes externos, reparar daños, controlar y regular funciones, etc... Todas las proteínas realizan su función de la misma manera: por unión selectiva a moléculas. Las proteínas estructurales se agregan a otras moléculas de la misma proteína para originar una estructura mayor.

141. Sin embargo, otras proteínas se unen a moléculas distintas : los anticuerpos, a los antígenos específicos la hemoglobina, al oxígeno las enzimas, a sus sustratos los reguladores de la expresión genética, al ADN las hormonas, a sus receptores específicos; etc... A continuación se exponen algunos ejemplos de proteínas y las funciones que desempeñan:

142. Funciones y ejemplos de proteínas

143. Función estructural · Algunas proteínas constituyen estructuras celulares. · Ciertas glucoproteínas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias. · Las histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes.

144. Función estructural · Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos: · El colágeno del tejido conjuntivo fibroso. · La elastina del tejido conjuntivo elástico. · La queratina de la epidermis. · Las arañas y los gusanos de seda segregan fibroina para fabricar las telas de araña y los capullos de seda, respectivamente.

145. Función enzimática Las proteínas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular.

146. Función Hormonal Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagon (que regulan los niveles de glucosa en sangre). Las hormonas segregadas por la hipófisis, como la del crecimiento o la adrenocorticotrópica (que regula la síntesis de corticosteroides) o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).

147. Función Reguladora Algunas proteínas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina).

148. Función de Transporte · La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados. · La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados. · La mioglobina transporta oxígeno en los músculos. · Las lipoproteínas transportan lípidos por la sangre. · Los citocromos transportan electrones.

149. Función Defensiva · Las inmunoglobulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos. · La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias. · Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas. · Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteínas fabricadas con funciones defensivas.

150. Función Homeostatica Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno. · La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular. · La dineina está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos. Función Contráctil · La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeína de la cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión. · La lactoalbúmina de la leche. Función Reserva

151. ¿Qué cantidad de proteínas necesita el organismo? Para definirla, se deben considerar las cantidades de nitrógeno perdidas e ingeridas por día. Si bien hay muchos datos para considerar, en los últimos estudios se estableció la cantidad mínima de 0,47 gramo por kg de peso al día, y la cantidad óptima promedio es de 0,80 gramo por kg de peso al día . Ejemplo: un hombre de 80 kg necesitaría un mínimo de 37,6 gramos de proteínas al día, y un óptimo de 64 gramos al día.

152. ¿Qué cantidad de proteínas necesita el organismo? Según se desprende de numerosos estudios sobre evolución de consumo de alimentos en las sociedades occidentales, el porcentaje de energía aportado por las proteínas y grasas aumenta progresivamente hasta alcanzar cifras preocupantes. Así es común encontrar poblaciones en donde las proteínas aporten en torno al 20 % de la energía total de la dieta, frente al 12-15 % recomendado .

153. Lactantes: 1,6-2,2 g/Kg peso/día Niños: 1-1,2 g/Kg peso/día Adolescentes (chicos): 0,9-1 g/Kg peso/día Adolescentes (chicas): 0,8-1 g/Kg peso/día Adulto: 0,8 g/Kg peso/día Deportistas entrenados: hasta 3 g/Kg peso/día Gestación (2ª mitad): + 6 gramos diarios Lactancia (1-6 meses): + 15 gramos diarios Lactancia (superior a 6 meses) + 12 gramos diarios Ingesta diaria recomendada de proteínas

154. Enfermedades relacionadas con el consumo de proteínas Alteraciones del sistema renal, desnutrición, ciertas alergias de origen alimentario (al huevo, al pescado, a la proteína de la leche de vaca….) y celiaquía o intolerancia al gluten, entre otras. Un exceso de proteínas animales en la alimentación, por su contenido de fósforo y grasas saturadas asociadas, se relaciona con un mayor riesgo de osteoporosis (el fósforo compite con el calcio disminuyendo su absorción) y de enfermedades cardiovasculares.