4.2: Nutrientes
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Esta colorida exhibición de especias indias no solo es bonita a la vista, los artículos que se muestran también son ricos en fitoquímicos. Los fitoquímicos son un gran grupo de químicos descubiertos recientemente, como aceites y colores, que ocurren naturalmente en las plantas. Muchos de ellos son conocidos por proteger las plantas combatiendo los ataques de insectos y las enfermedades infecciosas. Los fitoquímicos en los alimentos que comemos también pueden ser necesarios para ayudarnos a mantenernos saludables. Si es así, algunos nutricionistas piensan que deberían clasificarse como nutrientes.
¿Qué Son los Nutrientes?
Los nutrientes son sustancias que el cuerpo necesita para la energía, los materiales de construcción y el control de los procesos corporales. Existen seis clases principales de nutrientes basados en propiedades bioquímicas: carbohidratos, proteínas, lípidos, agua, vitaminas y minerales. La fibra, que consiste principalmente en carbohidratos no digeribles, a veces se agrega como la séptima clase de nutrientes.
Además de la clasificación bioquímica de los nutrientes, los nutrientes también se clasifican como nutrientes esenciales o no esenciales. Los nutrientes esenciales no pueden ser sintetizados por el cuerpo humano, al menos no en cantidades suficientes para el funcionamiento normal, por lo que estos nutrientes deben obtenerse de los alimentos. Los nutrientes no esenciales, por el contrario, se pueden sintetizar en el organismo en cantidades suficientes para el funcionamiento normal, aunque generalmente también se obtienen de los alimentos. A excepción de la fibra dietética, todos los carbohidratos dietéticos se consideran no esenciales. Cada otra clase importante de nutrientes contiene múltiples compuestos esenciales. Por ejemplo, hay nueve aminoácidos esenciales, al menos dos ácidos grasos esenciales, y muchas vitaminas y minerales esenciales. El agua y la fibra también son nutrientes esenciales.
Las principales clases de nutrientes también se clasifican como macronutrientes o micronutrientes dependiendo de la cantidad de ellos que necesite el cuerpo.
Macronutrientes
Los macronutrientes son nutrientes que el cuerpo necesita en cantidades relativamente grandes. Incluyen carbohidratos, proteínas, lípidos y agua. Todos los macronutrientes excepto el agua son utilizados por el cuerpo para obtener energía, aunque esta no es su única función fisiológica. La energía que aportan los macronutrientes en los alimentos se mide en kilocalorías, comúnmente llamadas Calorías, donde 1 Calorías es la cantidad de energía necesaria para elevar 1 kilogramo de agua en 1 grado Celsius.
Carbohidratos
Los carbohidratos son compuestos orgánicos compuestos por azúcares simples (como en el algodón de azúcar que se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\)). Los carbohidratos se clasifican por el número de azúcares que contienen como monosacáridos (un azúcar), como glucosa y fructosa; disacáridos (dos azúcares), como sacarosa y lactosa; y polisacáridos (tres o más azúcares), incluyendo almidón, glucógeno y celulosa (el componente principal de la fibra dietética). Los carbohidratos de la dieta provienen principalmente de granos, frutas y verduras. Todos los carbohidratos digeribles en la dieta son utilizados por el cuerpo para obtener energía. Un gramo de carbohidratos dietéticos aporta 4 Calorías de energía. La fibra, como la celulosa en los alimentos vegetales, no puede ser digerida por el sistema digestivo humano, por lo que la mayor parte simplemente pasa por el tracto digestivo. Aunque no aporta energía como lo hacen otros carbohidratos, no obstante se le considera un nutriente esencial para sus funciones fisiológicas. Hay dos tipos de fibra en muchos alimentos vegetales: fibra soluble y fibra insoluble.
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La fibra soluble consiste en carbohidratos vegetales complejos no digeribles que se disuelven en agua, formando un gel. Este tipo de fibra dietética espesa y ralentiza el movimiento del quimo a través del intestino delgado y con ello ralentiza la absorción de glucosa en la sangre. La consistencia de los alimentos después de haber sido digeridos mecánicamente en el estómago se conoce como quimo. Esto puede disminuir los picos de insulina y el riesgo de diabetes tipo 2. La fibra soluble también puede ayudar a reducir el colesterol en la sangre. Las buenas fuentes dietéticas de fibra soluble incluyen avena, manzanas y frijoles.
La fibra insoluble consiste principalmente en celulosa y no se disuelve en agua. A medida que la fibra insoluble se mueve a través del intestino grueso, estimula la peristalsis. La peristalsis es la constricción involuntaria del músculo liso del tracto GI que empuja el contenido de alimentos en el tracto. Esto mantiene los desechos de alimentos en movimiento y ayuda a prevenir el estreñimiento. La fibra insoluble en la dieta también puede disminuir el riesgo de cáncer de colon. Las buenas fuentes dietéticas de fibra insoluble incluyen repollo, pimientos y uvas.
Proteínas
Las proteínas son compuestos orgánicos compuestos por aminoácidos. Se puede pensar en la carne y el pescado como fuentes principales de proteínas dietéticas —y lo son— pero también hay muchas fuentes vegetales buenas, incluyendo la soja (vea la figura a continuación) y otras legumbres. Las proteínas en los alimentos se descomponen durante la digestión para proporcionar los aminoácidos necesarios para la síntesis de proteínas. Las proteínas en el cuerpo humano son la base de muchas estructuras corporales, incluidos los músculos y la piel. Las proteínas también funcionan como enzimas que catalizan reacciones bioquímicas, hormonas que regulan las funciones corporales de otras maneras y anticuerpos que ayudan a combatir los patógenos. Cualquier aminoácido de los alimentos que no sea necesario para estos fines se excreta en la orina, se convierte en glucosa para obtener energía, o se almacena como grasa. Un gramo de proteína aporta 4 Calorías de energía.
El aspecto más importante de la estructura proteica desde el punto de vista nutricional es la composición de aminoácidos. Cerca de 20 aminoácidos se encuentran comúnmente en el cuerpo humano, de los cuales alrededor de 11 no son esenciales porque pueden sintetizarse internamente. Los otros 9 aminoácidos son aminoácidos esenciales que deben obtenerse de fuentes dietéticas. Los aminoácidos esenciales son fenilalanina, valina, treonina, triptófano, metionina, leucina, isoleucina, lisina e histidina. Las proteínas animales como la carne y el pescado son fuentes concentradas de los 9 aminoácidos esenciales, mientras que las proteínas vegetales pueden tener solo trazas de uno o más aminoácidos esenciales.
Lípidos
Los lípidos, comúnmente llamados grasas, son compuestos orgánicos compuestos principalmente por ácidos grasos. Las grasas en los alimentos (Figura\(\PageIndex{4}\)), así como las grasas en el cuerpo humano, suelen ser triglicéridos (tres ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol). Las grasas proporcionan energía al cuerpo y cumplen otras funciones vitales, incluyendo ayudar a producir y mantener las membranas celulares y funcionar como hormonas. Cuando se usa para obtener energía, un gramo de grasa aporta 9 Calorías de energía.
Grasas saturadas vs insaturadas
Las grasas se clasifican como saturadas o insaturadas dependiendo del tipo de enlaces en sus ácidos grasos.
- En las grasas saturadas, los átomos de carbono comparten solo enlaces simples, por lo que cada átomo de carbono está unido a tantos átomos de hidrógeno como sea posible. Las grasas saturadas tienden a ser sólidas a temperatura ambiente. La mayoría de las grasas saturadas en la dieta provienen de alimentos de origen animal, como la carne y la mantequilla.
- En las grasas insaturadas, al menos un par de átomos de carbono comparten un doble enlace, por lo que estos átomos de carbono no están unidos a tantos átomos de hidrógeno como sea posible. Las grasas insaturadas con un solo doble enlace se llaman grasas monoinsaturadas. Aquellos con múltiples dobles enlaces se llaman grasas poliinsaturadas. Las grasas insaturadas tienden a ser líquidas a temperatura ambiente. Las grasas insaturadas en la dieta provienen principalmente de ciertos pescados como el salmón y de alimentos vegetales como semillas y nueces.
Ácidos Grasos Esenciales
La mayoría de los ácidos grasos no son esenciales. El cuerpo puede hacerlos según sea necesario, generalmente a partir de otros ácidos grasos, aunque esto requiere energía. Solo se sabe que dos ácidos grasos son esenciales, llamados ácidos grasos omega-3 y omega-6. No se pueden sintetizar en el cuerpo, por lo que deben obtenerse de los alimentos. Los aceites de cocina más utilizados en los alimentos procesados son ricos en ácidos grasos omega-6, por lo que la mayoría de las personas obtienen muchos de estos ácidos grasos en su dieta. Los ácidos grasos omega-3 no son tan frecuentes en los alimentos, y la mayoría de las personas no obtienen suficiente de ellos en los alimentos. Las buenas fuentes alimenticias de ácidos grasos omega-3 incluyen el pescado azul como el salmón, las nueces y las semillas de lino.
Grasas Trans
Las grasas trans son grasas insaturadas que contienen tipos de enlaces que son raros en la naturaleza. Las grasas trans se crean típicamente en un proceso industrial llamado hidrogenación parcial. Pueden ser utilizados en una variedad de alimentos procesados (como los que se muestran en la Figura\(\PageIndex{5}\)) porque tienden a tener una vida útil más larga sin volverse rancios. Se sabe que las grasas trans son perjudiciales para la salud humana.
Agua
El agua es esencial para la vida porque las reacciones bioquímicas tienen lugar en el agua. El agua se pierde continuamente del cuerpo de múltiples maneras, incluso en la orina y las heces, durante la sudoración y como vapor de agua en el aliento exhalado. Esta pérdida constante de agua hace que el agua sea un nutriente esencial que debe reponerse a menudo.
Muy poca agua se llama deshidratación. Puede causar debilidad, mareos y palpitaciones cardíacas. La deshidratación severa puede llevar a la muerte. Es fácil deshidratarse en climas cálidos, especialmente al hacer ejercicio. Es más difícil consumir demasiada agua, pero también es posible la sobrehidratación. Puede resultar en intoxicación por agua, una afección grave y potencialmente mortal.
Micronutrientes
Los micronutrientes son nutrientes que el cuerpo necesita en cantidades relativamente pequeñas. Los micronutrientes no aportan energía. En cambio, son necesarias para las reacciones bioquímicas del metabolismo, entre otras funciones vitales. Incluyen vitaminas, minerales y posiblemente también fitoquímicos.
Vitaminas
Las vitaminas son compuestos orgánicos que generalmente funcionan como coenzimas. Una coenzima es una molécula “auxiliar” que se requiere para que una enzima proteica funcione. En esta capacidad, las vitaminas juegan muchos papeles en la buena salud, que van desde mantener la visión normal (vitamina A) hasta ayudar a que la sangre se coagule (vitamina K). Algunas funciones de estas y varias otras vitaminas se enumeran en la siguiente tabla. La mayoría de las vitaminas son nutrientes esenciales y deben obtenerse de los alimentos. Las frutas, verduras, carne y pescado son todos ricos en una o más vitaminas esenciales. Sólo hay unas pocas vitaminas no esenciales. Las vitaminas B 7 y K son producidas por bacterias en el intestino grueso, y la vitamina D se sintetiza en la piel cuando se expone a la luz UV
| Vitamina | Función |
|---|---|
| A | visión normal |
| B 1 (tiamina) | producción de energía celular a partir de alimentos |
| B 3 (niacina) | salud cardiovascular |
| B 7 (biotina) | apoyo al metabolismo de carbohidratos, proteínas y grasas |
| B 9 (ácido fólico) | salud y desarrollo fetal |
| B 12 | función nerviosa normal y producción de glóbulos rojos |
| C | fabricación de tejido conectivo |
| D | huesos y dientes sanos |
| E | membranas celulares normales |
| K | coagulación de la sangre |
Minerales
Los minerales son elementos químicos inorgánicos que son necesarios para procesos corporales normales y buena salud. Debido a que son inorgánicos y no se sintetizan biológicamente, todos los minerales nutritivos se consideran nutrientes esenciales.
Se necesitan varios minerales en cantidades relativamente grandes (> 150 mg/día), por lo que a veces se les conoce como macrominerales o minerales a granel. Incluyen:
- calcio, que es necesario para la fuerza ósea, la acidez neutralizante en el tracto digestivo y las funciones de las membranas nerviosas y celulares. Los productos lácteos son buenas fuentes de calcio.
- magnesio, que es necesario para huesos fuertes, mantener el pH, procesar ATP y otras funciones. Las verduras de hoja verde, el salvado y las almendras son ricas en magnesio.
- fósforo, que es necesario para la resistencia ósea, procesamiento de energía, regulación del pH y fosfolípidos en las membranas celulares. La leche y la carne son buenas fuentes de fósforo.
- sodio, que es necesario para regular el volumen sanguíneo, la presión arterial, el equilibrio hídrico y el pH. La mayoría de los alimentos procesados tienen agregado sodio. Un salero es otra fuente común de sodio.
- cloruro, que es necesario para la producción de ácido clorhídrico en el estómago y para el transporte de la membrana celular. El cloruro en la sal de mesa agregado a los alimentos procesados proporciona abundante cloruro en la mayoría de las dietas.
- potasio, que es necesario para el correcto funcionamiento del corazón y los nervios, el equilibrio hídrico y el pH. Muchas frutas y verduras son altas en potasio.
- azufre, que es necesario para la síntesis de muchas proteínas. La carne y el pescado son buenas fuentes de azufre.
Otros minerales son necesarios en cantidades mucho menores (≤150 mg/día), por lo que a menudo se les conoce como oligoelementos. La siguiente tabla enumera varios oligoelementos y algunas de sus funciones. Las buenas fuentes dietéticas de oligoelementos incluyen granos integrales, mariscos, frutas, verduras, nueces y legumbres.
| Minerales traza | Función |
|---|---|
| Cobalto | síntesis de vitamina B 12 por bacterias intestinales |
| Cobre | componente de muchas enzimas |
| Cromo | metabolismo del azúcar |
| Yodo | síntesis de hormonas tiroideas |
| Hierro | componente de la hemoglobina y muchas enzimas |
| Manganeso | procesamiento de oxígeno |
| Molibdeno | componente de varias enzimas |
| Selenio | componente de oxidasas (antioxidantes) |
| Zinc | componente de varias enzimas |
Fitoquímicos
Los químicos vegetales naturales que combaten enfermedades y plagas conocidos como fitoquímicos se consumen comúnmente en alimentos vegetales, particularmente especias y verduras y frutas frescas. Además de combatir los ataques a las plantas, muchos fitoquímicos le dan a las plantas sus colores distintivos y sabores y aromas característicos. Los fitoquímicos son la razón por la que los arándanos son azules (Figura\(\PageIndex{6}\)) y que el ajo tiene su sabor y olor característicamente fuerte y acre. Se sabe que hay hasta 4,000 fitoquímicos diferentes en las plantas. La evidencia preliminar sugiere que ciertos fitoquímicos en la dieta ayudan a proteger la salud humana. Por ejemplo, algunos fitoquímicos pueden actuar como antioxidantes que contrarrestan los radicales libres que causan cáncer. La investigación sobre fitoquímicos es todavía relativamente joven, por lo que el tiempo dirá si eventualmente serán clasificados como micronutrientes.
Revisar
- ¿Cuáles son los nutrientes?
- Enumere las seis clases principales de nutrientes en función de las propiedades bioquímicas.
- Comparar y contrastar nutrientes esenciales y no esenciales.
- Identificar macronutrientes.
- ¿Qué nutrientes se clasifican como micronutrientes? ¿Por qué?
- Describa los carbohidratos, indique la cantidad de energía que proporcionan y enumere buenas fuentes alimenticias de carbohidratos.
- Si la fibra en los alimentos no se puede digerir, ¿por qué se considera un nutriente?
- Describir las proteínas, indicar sus usos generales en el cuerpo humano e identificar fuentes de alimentos con alto contenido de proteínas. ¿Cuánta energía aportan las proteínas?
- Describir los lípidos, identificar la cantidad de energía que proporcionan y declarar sus usos generales en el cuerpo humano.
- Distinguir entre grasas saturadas, insaturadas y trans.
- El agua no proporciona energía ni materiales que el cuerpo necesita para construir o controlar los procesos corporales. ¿Por qué se considera un nutriente?
- ¿Qué son las vitaminas? ¿Cuál es el papel general de la mayoría de las vitaminas? ¿Qué vitaminas no son nutrientes esenciales? ¿Por qué?
- ¿Cuáles son los minerales dietéticos? Dar ejemplos de macrominerales y oligoelementos.
- ¿Qué son los fitoquímicos? ¿Cuáles son las buenas fuentes alimenticias de fitoquímicos?
- ¿Cuáles de las siguientes son sustancias inorgánicas?
- Vitaminas
- Minerales
- Todos los micronutrientes
- A y B
Explora más
Se ha demostrado que la ingesta dietética de los componentes bioactivos dentro de las frutas y verduras tiene efectos quimiopreventivos. Se ha encontrado que muchos flavonoides son citotóxicos para las células cancerosas. Conoce más aquí:
Atribuciones
- Especias indias por Joe mon bkk, CC BY-SA 4.0 vía Wikimedia Commons
- Abanico de algodón de azúcar por college.library, con licencia CC BY 2.0 vía Wikimedia Commons
- Infografía de composición de soja por United Soybean Board, con licencia CC BY 2.0 vía Wikimedia Commons
- Mantequilla y aceite por el Instituto Nacional del Cáncer, dominio público vía Wikimedia Commons
- Evitar las grasas trans por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos, dominio público vía Wikimedia Commons
- Clima mañana - soleado con abundantes arándanos por Gordana Adamovic-Mladenovic, con licencia CC BY 2.0 vía Wikimedia Commons
- Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0