Proteínas, Aminoácidos


En 1838 el químico holandés Gerrit Jan Mulder dio el nombre de proteínas a las sustancias que contenían nitrógeno. 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.

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.

Ver: Estructura de las proteínas.

Ver: PSU: Biología; Pregunta 04_2006

Los aminoácidos esenciales son: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina, y quizás también histidina (en últimas investigaciones se sugiere que puede ser también esencial).

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.

Ver: Digestión de proteínas

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. Este término de incompletas puede mal interpretarse debido a la infinidad de combinaciones alimentarias posibles de los cuales surgiría una proteína completa.

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 y el 75 por ciento que posee el amaranto.

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.

Resumiendo lo expuesto, podemos decir que el hombre necesita proteína, no importando de donde provenga ésta. La estructura de los aminoácidos que la conforman, tomados individualmente, es IDÉNTICA ya sea de un poroto o de un pedazo de carne de vacuno.

 

¿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.

Ahora que ya hemos hablado de modo general sobre proteínas y aminoácidos, haremos una recapitulación sobre

¿Qué son los aminoácidos?

Son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce; tienen carácter ácido como propiedad básica y actividad óptica; químicamente son ácidos carbónicos con, por lo menos, un grupo amino por molécula. Veinte aminoácidos diferentes son los componentes esenciales de las proteínas. Aparte de éstos, se conocen otros que son componentes de las paredes celulares. Las plantas pueden sintetizar todos los aminoácidos, nuestro cuerpo solo sintetiza dieciséis aminoácidos, reciclando las células muertas a partir del conducto intestinal y catabolizando las proteínas dentro del propio cuerpo.

Como ya hemos dicho, los aminoácidos son las unidades elementales constitutivas de las moléculas denominadas proteínas. Son pues, haciendo un símil muy elemental, los "ladrillos" con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específicas consumidas por la sola acción de vivir.

Las proteínas son los compuestos nitrogenados más abundantes del organismo, a la vez que el fundamento mismo de la vida. En efecto, debido a la gran variedad de proteínas existentes y como consecuencia de su estructura, las proteínas cumplen funciones sumamente diversas, participando en todos los procesos biológicos y constituyendo estructuras fundamentales en los seres vivos. De este modo, actúan acelerando reacciones químicas que de otro modo no podrían producirse en los tiempos necesarios para la vida (enzimas), transportando sustancias (como la hemoglobina de la sangre, que lleva oxígeno a los tejidos), cumpliendo funciones estructurales (como la queratina del pelo), sirviendo como reserva (albúmina de huevo), etc.

GustavoGabriel

Los alimentos que ingerimos nos proveen proteínas. Pero tales proteínas no se absorben directamente ni como tales, sino que, luego de su desdoblamiento ("hidrólisis" o rotura), causado por el proceso de digestión, atraviesan la pared intestinal en forma de aminoácidos y de cadenas cortas de péptidos, según lo que se denomina "circulación entero hepática".

Esas sustancias se incorporan inicialmente al torrente sanguíneo y, desde allí, son distribuidas hacia los tejidos que las necesitan para formar las proteínas, consumidas durante el ciclo vital.

Se sabe que de los veinte aminoácidos proteicos conocidos, ocho resultan indispensables (o esenciales) para la vida humana y dos resultan "semi indispensables". Son estos diez aminoácidos los que requieren ser incorporados al organismo en su cotidiana alimentación y, con más razón, en los momentos en que el organismo más los necesita: en la disfunción o enfermedad. Los aminoácidos esenciales más problemáticos son el triptófano, la lisina y la metionina. Es típica su carencia en poblaciones en las que los cereales o los tubérculos constituyen la base de la alimentación. Los déficit de aminoácidos esenciales afectan mucho más a los niños que a los adultos.

Hay que destacar que, si falta uno solo de ellos (aminoácidos esenciales) no será posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido dicho aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición, según cual sea el aminoácido limitante.

Listado de aminoácidos y función de cada una de ellos:

Los ocho esenciales

 

Isoleucina: Es uno de los veinte aminoácidos constituyentes de las proteínas con una cadena ramificada de hidrocarburos con cuatro átomos de carbono como grupo lateral. Pertenece por tanto al grupo de aminoácidos con cadenas laterales no polares (hidrófobos), y participa como promedio en 4,6 por ciento (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas. Al igual que la treonina, la isoleucina —a diferencia de los demás aminoácidos— posee dos carbonos asimétricos. Su biosíntesis tiene lugar a partir del piruvato (el producto final de la glicolisis), como ocurre con la valina y la leucina, los otros dos aminoácidos con cadenas laterales no polares ramificadas. No puede ser sintetizada por los mamíferos, por lo que es uno de los aminoácidos esenciales.

Función: Junto con la Leucina y la hormona del Crecimiento intervienen en la formación y reparación del tejido muscular.


Leucina:

Función: Junto con la Isoleucina y la hormona del Crecimiento (HGH) interviene con la formación y reparación del tejido muscular.


Lisina:

Función: Es uno de los más importantes aminoácidos porque, en asociación con varios aminoácidos más, interviene en diversas funciones, incluyendo el crecimiento, reparación de tejidos, anticuerpos del sistema inmunológico y síntesis de hormonas.


Metionina:

Función: Colabora en la síntesis de proteínas y constituye el principal limitante en las proteínas de la dieta. El aminoácido limitante determina el porcentaje de alimento que va a utilizarse a nivel celular.


Fenilalanina:

Función: Interviene en la producción del Colágeno, fundamentalmente en la estructura de la piel y el tejido conectivo, y también en la formación de diversas neurohormonas.


Triptófano:

Función: Está inplicado en el crecimiento y en la producción hormonal, especialmente en la función de las glándulas de secreción adrenal. También interviene en la síntesis de la serotonina, neurohormona involucrada en la relajación y el sueño.


Treonina:

Función: Junto con la con la Metionina y el ácido Aspártico ayuda al hígado en sus funciones generales de desintoxicación.


Valina:

Función: Estimula el crecimiento y reparación de los tejidos, el mantenimiento de diversos sistemas y balance de nitrógeno.


Los aminoácidos no esenciales

Alanina:

Función: Interviene en el metabolismo de la glucosa. La glucosa es un carbohidrato simple que el organismo utiliza como fuente de energía.


Arginina:

Función: Está implicada en la conservación del equilibrio de nitrógeno y de dióxido de carbono. También tiene una gran importancia en la producción de la hormona del Crecimiento, directamente involucrada en el crecimiento de los tejidos y músculos y en el mantenimiento y reparación del sistema inmunologico.


Asparagina:

Función: Interviene específicamente en los procesos metabólicos del Sistema Nervioso Central (SNC).


Aspártico:

Función: Es muy importante para la desintoxicación del hígado y su correcto funcionamiento. El ácido aspártico se combina con otros aminoácidos formando moléculas capaces de absorber toxinas del torrente sanguíneo.


Citrulina:

Función: Interviene específicamente en la eliminación del amoníaco.


Cistina:

Función: También interviene en la desintoxicación, en combinación con los aminoácidos anteriores. La cistina es muy importante en la síntesis de la insulina y también en las reacciones de ciertas moléculas a la insulina.


Cisteína:

Función: Junto con la cistina, la cisteína está implicada en la desintoxicación, principalmente como antagonista de los radicales libres. También contribuye a mantener la salud de los cabellos por su elevado contenido de azufre.


Glutamina:

Función: Nutriente cerebral e interviene específicamente en la utilización de la glucosa por el cerebro.


Glutamínico:

Función: Tiene gran importancia en el funcionamiento del Sistema Nervioso Central y actúa como estimulante del sistema inmunologico.


Glicina:

Función: En combinación con muchos otros aminoácidos, es un componente de numerosos tejidos del organismo.


Histidina:

Función: En combinación con la hormona de crecimiento (HGH) y algunos aminoácidos asociados, contribuyen al crecimiento y reparación de los tejidos con un papel específicamente relacionado con el sistema cardio-vascular.


Serina:

Función: Junto con algunos aminoácidos mencionados, interviene en la desintoxicación del organismo, crecimiento muscular, y metabolismo de grasas y ácidos grasos.


Taurina:

Función: Estimula la hormona del Crecimiento (HGH) en asociación con otros aminoácidos, está implicada en la regulación de la presión sanguínea, fortalece el músculo cardiaco y vigoriza el sistema nervioso.


Tirosina:

Función: Es un neurotrasmisor directo y puede ser muy eficaz en el tratamiento de la depresión, en combinación con otros aminoácidos necesarios.


Ornitina:

Función: Es específico para la hormona del Crecimiento (HGH) en asociación con otros aminoácidos ya mencionados. Al combinarse con la arginina y con carnitina (que se sintetiza en el organismo, la ornitina tiene una importante función en el metabolismo del exceso de grasa corporal.


Prolina:

Función: Está involucrada también en la producción de colágeno y tiene gran importancia en la reparación y mantenimiento del músculo y huesos.

Debemos recordar que, debido a la crítica relación entre los diversos aminoácidos y los aminoácidos limitantes presentes en cualquier alimento, sólo una proporción relativamente pequeña de aminoácidos de cada alimento pasa a formar parte de las proteínas del organismo. El resto se usa como fuente de energía o se convierte en grasa si se usa inmediatamente.

Productos naturales que contienen las cantidades medias de aminoácidos que se usan a nivel celular

Producto
Cantidad
Aporte aminoácidos
Almendras 1 taza 1,00 gramo
Semillas girasol 1 taza 1,28 gramo
Arroz integral 1 taza 0,47 gramo
Cebada 1 taza 0,90 gramo
Porotos 1 taza 0,27 gramo
Habas 1 taza 0,85 gramo
Semillas de sésamo 1 taza 0,89 gramo
Pan integral 1 rebanada 0,14 gramo
Fideos harina integral 1 taza 0,65 gramo
Todos los demás vegetales 1 taza 0,27 gramo

Productos animales que contienen las cantidades medias de aminoácidos que se usan a nivel celular

Producto
Cantidad
Aporte aminoácidos
Leche 1 taza 0,29 gramo
Clara de huevo Unidad 1,63 gramo
Huevo completo (aa limitantes) Unidad 0,70 gramo
Pescado 100 gramos 0,19 gramo
Higado 100gramos 0,70 gramo
Queso blanco 1/4 taza 0,26 gramo
Carne de res 225 gramos 1,49 gramo
Carne de cerdo 100 gramos 0,61 gramo
Pollo 100 gramos 0,84 gramo
Cordero o cabrito 225 gramos 1,54 gramo

Para saber la cantidad media de aminoácidos que necesitamos al día, se multiplica el peso corporal en kilos (1.000 gramos) por 0,12 %.

Valor biológico de las proteínas

El conjunto de los aminoácidos esenciales sólo está presente en las proteínas de origen animal. En la mayoría de los vegetales siempre hay alguno que no está presente en cantidades suficientes. Se define el valor o calidad biológica de una determinada proteína por su capacidad de aportar todos los aminoácidos necesarios para los seres humanos. La calidad biológica de una proteína será mayor cuanto más similar sea su composición a la de las proteínas de nuestro cuerpo. De hecho, la leche materna es el patrón con el que se compara el valor biológico de las demás proteínas de la dieta.

Por otro lado, no todas las proteínas que ingerimos se digieren y asimilan. La utilización neta de una determinada proteína, o aporte proteico neto, es la relación entre el nitrógeno que contiene y el que el organismo retiene. Hay proteínas de origen vegetal, como la de la soya que, a pesar de tener menor valor biológico que otras proteínas de origen animal, su aporte proteico neto es mayor por asimilarse mucho mejor en nuestro sistema digestivo.

Necesidades diarias de proteínas

La cantidad de proteínas que se requieren cada día es un tema controvertido, puesto que depende de muchos factores. Depende de la edad, ya que en el período de crecimiento las necesidades son el doble o incluso el triple que para un adulto, y del estado de salud de nuestro intestino y nuestros riñones, que pueden hacer variar el grado de asimilación o las pérdidas de nitrógeno por las heces y la orina. También depende del valor biológico de las proteínas que se consuman, aunque en general, todas las recomendaciones siempre se refieren a proteínas de alto valor biológico. Si no lo son, las necesidades serán aún mayores.

En general, se recomiendan unos 40 a 60 gramos de proteínas al día para un adulto sano. La Organización Mundial de la Salud recomienda un valor de 0,8 gramo por kilogramo de peso y día. Por supuesto, durante el crecimiento, el embarazo o la lactancia estas necesidades aumentan, como se refleja en la tabla de necesidades mínimas de proteínas.

Requerimientos diarios de proteínas

Categoria

Edad (años) o condición

Peso

(kg)

Ración dietética recomendada

(g/kg peso)

(g/día)

Lactantes

0,0 - 0,5

6

2,2

13

 

0,5 - 1,0

9

1,6

14

Niños

1 – 3

13

1,2

16

 

4 - 6

20

1,1

24

 

7 - 10

28

1,0

28

Varones

11 - 14

45

1,0

45

 

15 - 18

66

0,9

59

 

19 - 24

72

0,8

58

 

25 - 50

79

0,8

63

 

51 +

77

0,8

63

Mujeres

11 - 14

46

1,0

46

 

15 - 18

55

0,8

44

 

19 - 24

58

0,8

46

 

25 - 50

63

0,8

50

 

51 +

65

0,8

50

Embarazo

1er trimestre

 

+ 1,3

+ 10

 

2o trimestre

 

+ 6,1

+ 10

 

3er trimestre

 

+ 10,7

+ 10

Lactancia

1er semestre

 

+ 14,7

+ 15

 

2o semestre

 

+ 11,8

+ 12

 

A tener en cuenta

Las raciones, expresadas como ingestas diarias a lo largo del tiempo, están destinadas a cubrir las variaciones individuales entre la mayoría de las personas normales, que viven en Estados Unidos en condiciones de estrés ambiental habitual. La composición de aminoácidos tenida en cuenta para estos cálculos es la típica de la dieta media de los Estados Unidos, que puede ser igualmente aplicable a la dieta de los chilenos o de los españoles.

El máximo de proteínas que podemos ingerir sin afectar a nuestra salud es un tema aún más delicado. Las proteínas consumidas en exceso, que el organismo no necesita para el crecimiento o para el recambio proteico, se queman en las células para producir energía. A pesar de que tienen un rendimiento energético igual al de los hidratos de carbono, su combustión es más compleja y dejan residuos metabólicos, como el amoniaco, que son tóxicos para el organismo. El cuerpo humano dispone de eficientes sistemas de eliminación, pero todo exceso de proteínas supone cierto grado de intoxicación que provoca la destrucción de tejidos y, en última instancia, la enfermedad o el envejecimiento prematuro. Debemos evitar comer más proteínas de las estrictamente necesarias.

Por otro lado, investigaciones muy bien documentadas, llevadas a cabo en los últimos años por el doctor alemán Lothar Wendt, han demostrado que los aminoácidos se acumulan en las membranas basales de los capilares sanguíneos para ser utilizados rápidamente en caso de necesidad. Esto supone que cuando hay un exceso de proteínas en la dieta, los aminoácidos resultantes siguen acumulándose, llegando a dificultar el paso de nutrientes de la sangre a las células (microangiopatía). Estas investigaciones parecen abrir un amplio campo de posibilidades en el tratamiento a través de la alimentación de gran parte de las enfermedades cardiovasculares, que tan frecuentes se han vuelto en occidente desde que se generalizó el consumo indiscriminado de carne.

¿Proteínas de origen vegetal o animal?

Puesto que sólo asimilamos aminoácidos y no proteínas completas, el organismo no puede distinguir si estos aminoácidos provienen de proteínas de origen animal o vegetal. Comparando ambos tipos de proteínas podemos señalar:

- Las proteínas de origen animal son moléculas mucho más grandes y complejas, por lo que contienen mayor cantidad y diversidad de aminoácidos. En general, su valor biológico es mayor que las de origen vegetal. Como contrapartida son más difíciles de digerir, puesto que hay mayor número de enlaces entre aminoácidos por romper. Combinando adecuadamente las proteínas vegetales (legumbres con cereales o lácteos con cereales) se puede obtener un conjunto de aminoácidos equilibrado. Por ejemplo, las proteínas del arroz contienen todos los aminoácidos esenciales, pero son escasas en lisina. Si las combinamos con lentejas o garbanzos, abundantes en lisina, la calidad biológica y aporte proteico resultante es mayor que el de la mayoría de los productos de origen animal.

- Al tomar proteínas animales a partir de carnes, aves o pescados ingerimos también todos los desechos del metabolismo celular presentes en esos tejidos (amoniaco, ácido úrico, etc.), que el animal no pudo eliminar antes de ser sacrificado. Estos compuestos actúan como tóxicos en nuestro organismo. El metabolismo de los vegetales es distinto y no están presentes estos derivados nitrogenados. Los tóxicos de la carne se pueden evitar consumiendo las proteínas de origen animal a partir de huevos, leche y sus derivados. En cualquier caso, siempre serán preferibles los huevos y los lácteos a las carnes, pescados y aves. En este sentido, también preferiremos los pescados a las aves, y las aves a las carnes rojas o de cerdo.

- La proteína animal suele ir acompañada de grasas de origen animal, en su mayor parte saturadas. Se ha demostrado que un elevado aporte de ácidos grasos saturados aumenta el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares.

- En general, se recomienda que una tercera parte de las proteínas que comamos sean de origen animal, pero es perfectamente posible estar bien nutrido sólo con proteínas vegetales. Eso sí, teniendo la precaución de combinar estos alimentos en función de sus aminoácidos limitantes. El problema de las dietas vegetarianas en occidente suele estar más bien en el déficit de algunas vitaminas, como la B12, o de minerales, como el hierro.

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Fuente Internet:

http://www.um.es/~molecula/prot.htm

 

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