Nutrición y Metabolismo
La Ciencia de la Nutrición
¡Hola Lectores!🍊🍰🍬🐔
Todos estamos de acuerdo que si queremos ser saludables, lo que comemos es fundamental. "Somos lo que comemos" se suele decir; una frase que es bastante acertada si pensamos en que todo lo que ingerimos y bebemos es aprovechado por el cuerpo para poder realizar sus funciones.
Pero, ¿Cómo utiliza el organismos los nutrientes incorporados? ¿A qué llamamos metabolismo?.
Para averiguarlo, te invito a que leas este artículo para entender la ciencia de la Nutrición y el Metabolismo.
¿Metabolismo o Nutrición?
Una vez que se han incorporado materiales dentro de la célula se desencadena una serie de reacciones químicas. Estas reacciones pueden implicar una construcción celular o una liberación de energía necesaria para su funcionamiento.
Desde la química, el conjunto de estos procesos de síntesis o liberación de energía recibe el nombre de metabolismo. En cambio, si lo analizamos desde la biología se los conoce como procesos de nutrición.
La fotosíntesis, la síntesis de proteínas o la duplicación del ADN son procesos de formación o síntesis y se los conoce como procesos ANABÓLICOS. En cambio, la fermentaciones o la respiración aeróbica son conocidos como procesos CATABÓLICOS o degradativos.
Los eventos anabólicos consumen energía mientras que los catabólicos, la liberan (Figura 1). El anabolismo y el catabolismo son procesos simultáneos y opuestos que constituyen el concepto de metabolismo.
Figura 1. El Anabolismo consume energía que utiliza para aumentar la masa muscular, por ejemplo. El Catabolismo libera energía, por ejemplo al respirar.
Los procesos dentro de la célula
El anabolismo y el catabolismo son reacciones químicas que suceden a nivel celular. Por lo tabnto, todos los eventos de síntesis celular dan lugar al crecimiento, la organización y la división celular.
El mantenimiento de las condiciones internas (síntesis de proteínas, duplicación del material genético) implica la autoconservación de los sitemas biológicos. Los intercambios energéticos permiten el trabajo en términos físicos.
La tiroxina, una hormona producida por la glándula tiroides, y es un ejemplo de regulación del metabolismo celular, manteniendo las reacciones químicas en un equilibrio dinámico. Sin embargo, a lo largo de la vida de un ser humano, puede afirmarse que los procesos anabólicos predominan sobre los catabólicos durante la niñez y la juventud. Durante la vejez, se invierte esta relación (Figura 2).
Cuando la producción de tiroxina es baja, el metabolismo disminuye a tal punto que se puede registrar una disminución de la temperatura corporal, un procesamiento lento de los nutrientes y una alta retención de líquidos a nivel de los tejidos. En casos patológicos como el hipotiroidismo, estos eventos de baja tasa metabólica están muy presentes.
Por el contrario, cuando la producción de tiroxina es alta, hayun aumento generalizado de la actividad metabólica. En casos patológicos como el hipertiroidismo, el cuadro se traduce en hiperactividad, aumento del apetito, delgadez y taquicardia.
Figura 2. El Anabolismo es el proceso metabólico predominante en la niñez y la juventud. El catabolismo está más representadoen la vejez.
Metabolismo anaeróbico
Las fermentaciones
Las fermentaciones incluyen una serie de reacciones químicas catabólicas que se producen en algunos organismos en ausencia de oxígeno. Este es el modo por el cual muchas bacterias, levaduras y células musculares de los animales obtienen energía rápidamente.
Louis Pasteur, en el siglo XIX, fue el primer científico en asociar las fermentaciones a la actividad vital de algunos microorganismos.
Actualmente, el conocimiento de diferentes procesos fermentativos ha permitido la producción a escala industrial de los lácteos, el vino, el pan y la cerveza.
Toda fermentación implica la ruptura molecular de algún azúcar o hidrato de carbono como la glucosa, en dos moléculas de alcohol, ácido láctico o ácido acético (Figura 3). Esta ruptura molecular libera energía pudiendo o no liberarse también dióxido de carbono.
Figura 3. La ruptura de una molécula de glucosa produce moléculas más pequeñas y liberación de energía. Un proceso catabólico.
Figura 4. Durante una carrera de velocidad, las células musculares no alcanzan a recibir oxígeno y obtienen la energía por fermentación láctica, a mayor velocidad que sio lo hicieran por respiración celular aeróbica.
Metabolismo aeróbico
La respiración celular
Los procesos de fermentación son una forma rápida de obtener energía pero no son muy eficientes para aprovechar la energía contenida dentro de las moléculas de los nutrientes que ingiere una célula.
En los organismos eucariotas, los procesos anaeróbicos son complementados por la respiración aeróbica. Este tipo de respiración está a cargo de las organelas que se conocen como mitocondrias.
En las mitocondrias, el ácido pirúvico derivado de la glucólisis o fermentación de la glucosa, es oxidado y degradado hasta producir 3 moléculas de dióxido de carbono y agua.
Como cada glucosa produce dos moléculas de ácido pirúvico, se obtienen 6 moléculas de de dióxido de carbono y 6 moléculas de agua.
La energía contenida en los enlaces que mantienen unidos los 6 carbonos de la glucosa se libera y se conserva como ATP (adenosin trifosfato), un compuesto altamente energético. Mientras que la glucólisis en el citoplasma (fermentación) produce 2 moléculas de ATP, la respiración mitocondrial (aeróbica) genera 36 moléculas de ATP (Figura 5).
Los alimentos y su aporte energético
Tanto la fermentación como la respiración celular son eventos celulares en los que se libera energía. Los mismos procesos actúan sobre otros nutrientes, como algunos aminoácidos o los ácidos grasos y su liberación energética.
Como los alimentos que ingerimos están compuestos por hidratos de carbono, lípidos, proteínas y que estos, a su vez, dan lugar a diferentes nutrientes, calcular el aporte calórico que cada alimento proporciona es bastante complejo.
En general, podemosdecir que 1 gramo de hidrato de carbono aporta 4 kcal (kilocalorías), 1 gramo de lípido aporta 9 kcal y 1 gramo de proteína también aporta 4 kcal. Sin embaego, para una alimentación balanceada, se recomienda que el aporte calórica provenga de varias fuentes para poder establecer un perfil calórico.
La información nutricional disponible en las etiquetas de los alimentos incluye, además de la composición particular, el aporte calórico de ese alimento.Este aporte calórico puede expresarse cada 100 gramos o por porción.
La calidad de los alimentos según su composición química determina que uno u otro componente alimentario participe en forma diferenciada de distintos procesos metabólicos que no siempre involucran la mera liberación de energía.
Es decir, lo alimentos, como los aminoácidos de las proteínas que consumimos, aportan los bloques estructurales que construyen el cuerpo (para la síntesis de las propias proteínas que requiere nuestro cuerpo). Los azúcares consumidos, si no se explota su energía, se transforman y depositan como ácidos grasos.
Figura 6. La pirámide nutricional nos indica de forma gráfica la cantidad de los diferentes grupos de alimentos recomendados para consumir diariamente. Es un balance alimenticio realizado por las autoridades sanitarias (OMS) para mantenernos saludables.
La base de la pirámide recomienda hacer ejercicio físico y beber mucha agua. En lo que refiere a ingesta de alimentos, se recomiendan de 4 a 5 racione so porciones de pan, cereales, cereales integrales, papas y arroz. Subiendo, vemos que nos recomiendan más de 3 raciones de frutas, verduras y hortalizas.
Más arriba vemos que recomiendan raciones pequeñas de aceite de oliva, y de 2 a 4 raciones de leche, yogurt y quesos.
La carga proteica que debemos ingerir está más arriba e incluye carnes magras, pescado, huevos, legumbres y frutos secos (2 raciones diarias).
Por último, de forma ocasional y en bajas proporciones, se recomiendan grasas y embutidos. En menor proporción aún y solo de forma ocasional deberíamos comer grasas provenientes de la manteca o margarina, dulces y masas en general.
Referencias
Soy Licenciada en Ciencias Biológicas y tengo un PhD en Química Biológica. Escribo esta página basada en mi experiencia como docente e investigadora y utilizo fuentes de información confiables para la redacción de los artículos que dejo a continuación:
1. Organización Mundial de la Salud
