Las proteínas (del griego proteos, principal) son componentes nutrimentales indispensables que proveen al organismo de aminoácidos para formar sus propias proteínas. Son de especial importancia las que contienen aminoácidos esenciales, denominados así porque el organismo humano no puede sintetizarlos por sí mismo. Ciertos aminoácidos como la cisteína y la histidina promueven el crecimiento en los niños. Algunos otros, como el triptófano, son de gran relevancia para la formación de compuestos como las vitaminas o para la síntesis de serotonina, dopamina u otros neurotransmisores del sistema nervioso.
El requerimiento mínimo de proteínas diarias es aproximadamente de 37 g en los hombres y 29 g en las mujeres. Las concentraciones recomendadas son del doble de esas cantidades; en mujeres embarazadas y durante la lactancia deben ser aún mayores. Para el consumo humano, la calidad de las proteínas depende de la presencia de aminoácidos esenciales. Las más importantes son las de origen animal, porque las proteínas vegetales generalmente carecen de ellos. Las proteínas de las leguminosas, como la soya o los frijoles, no tienen metionina; las de trigo escasean de lisina; y el maíz aporta poca lisina y triptófano. En cambio, las semillas de algunos pseudocereales, como el amaranto, son ricas en aminoácidos esenciales. De igual forma, hongos comestibles, como el champiñón (Agaricus), son de gran valor nutrimental por su contenido de aminoácidos.
Por sus propiedades físicoquímicas, los aminoácidos son biológicamente muy versátiles ya que pueden participar en la formación de proteínas que intervienen en el sostén y movimiento (v. gr.: el citoesqueleto); en el transporte de oxígeno (v. gr.: hemoglobina); en mecanismos de defensa (v. gr.: anticuerpos); o como enzimas (v. gr.: lipasa). Los alimentos ricos en proteínas (carne, huevo, leche y leguminosas) son necesarios para la formación y reparación de órganos y tejidos.
Los carbohidratos o hidratos de carbono son la fuente de energía más común por su gran disponibilidad. No son esenciales, ya que pueden obtenerse a partir del metabolismo de otros nutrientes. En la naturaleza, los carbohidratos forman complejos elementos estructurales en vegetales, como la celulosa, o pueden almacenarse en animales en forma de glucógeno. Los carbohidratos de valor nutrimental se encuentran como monosacáridos o disacáridos en animales, como la sacarosa en vegetales y como lactosa en la leche. El almacenamiento de estos compuestos en el humano es limitado, por lo que son transformados en otro tipo de nutrimentos que pueden almacenarse de forma casi ilimitada, como las grasas.
Los lípidos o grasas son el aporte energético más importante de los alimentos, ya que cuando son metabolizadas producen en el organismo el doble de energía que los carbohidratos o las proteínas. Se almacenan en el tejido adiposo y por definición son hidrofóbicos, característica de gran relevancia porque brindan la estructura de base de las membranas celulares. Asimismo, son precursoras de moléculas necesarias como los eicosanoides que participan activamente en la comunicación intercelular: influyen en la presión sanguínea; intervienen en procesos digestivos al inhibir la secreción de ácido clorhídrico en el estómago, e incluso ayudan en la regulación del dolor y la fiebre. Las grasas son precursoras del colesterol y de diversas hormonas. Desafortunadamente, el exceso de formación de moléculas de tipo colesterol y su deficiente metabolismo propician su asentamiento en los vasos sanguíneos, favoreciendo padecimientos como la aterosclerosis.
Los minerales y oligoelementos son nutrimentos esenciales que se dividen en macroelementos y microelementos minerales. Los primeros son requeridos en concentraciones mayores a 100 miligramos al día, y se les denomina electrolitos. Estos son: sodio, potasio, calcio, magnesio, cloro, azufre, yodo y fósforo. Los microelementos, en cambio, son necesarios en mínimas concentraciones. Entre ellos se encuentran el hierro, zinc, manganeso, cobalto, cromo, selenio y molibdeno. El flúor no se considera un mineral esencial, pero interviene en la conservación de la salud de los dientes y en general de los huesos. Los niños, las mujeres que están amamantando, los enfermos y las personas de edad avanzada requieren mayor cantidad de oligoelementos que lo que normalmente necesitarían en relación con su masa corporal. Estos elementos se absorben bien a partir de los alimentos y se fijan en los tejidos de acuerdo con los requerimientos de cada individuo. Su deficiencia frecuentemente se representa por alteraciones hematológicas como la anemia (véase el cuadro 4.3).
Las vitaminas también son componentes orgánicos indispensables para la vida. Participan en funciones vitales de nutrición y señalización en las células; son precursoras de coenzimas y hormonas, o actúan como agentes antioxidantes. El requerimiento de vitaminas depende de la edad, el sexo y las condiciones fisiológicas, como el embarazo, la lactancia, el estrés y la nutrición. Una mala nutrición, una dieta poco equilibrada o ciertosproblemas de absorción, favorecidos por algunos fármacos que destruyen la flora intestinal, producen avitaminosis (véase el cuadro 4.4).
Según su solubilidad, las vitaminas se dividen en liposolubles, como la A, D, E y K; e hidrosolubles, como las del complejo B y la vitamina C. Son abundantes en frutas y verduras.
La vitamina K participa en la síntesis de factores de coagulación en el hígado, de ahí que sea procoagulante. Algunas sustancias antagonistas, por ejemplo la cumarina, son utilizadas como anticoagulantes para eliminar la posibilidad de generar trombosis e infartos.
Al igual que en el ejercicio físico, en la digestión de los alimentos se requiere oxígeno para metabolizar el alimento. El calor emitido y el dióxido de carbono (CO2) producido son derivados de la oxidación del carbono, presente en nutrimentos como los carbohidratos, las grasas y las proteínas.
Para que sea aprovechada por completo, la energía liberada en la oxidación de los alimentos se transforma cuantitativamente en calor. La producción de calor se expresa tradicionalmente en kilocalorías (kcal): 1 kcal es la cantidad de calor necesaria para elevar 1°C la temperatura de 1 kg de agua, exactamente de 14.5 a 15.5°C. Desde hace algunos años se ha sugerido sustituir la kcal por el joule, la unidad internacional de caloría. Una kcal es equivalente a 4.18 kilojoules (kj), y 1 kj es igual a 0.239 kcal.
El metabolismo basal (MB) se refiere a la cantidad mínima de energía suficiente para satisfacer las demandas energéticas indispensables en la vida de un sujeto. La determinación del mb es útil como herramienta diagnóstica, ya que está delimitada por el peso, el sexo y la edad del sujeto, y ayuda a juzgar la normalidad o anormalidad del mb en los individuos. La superficie corporal ha sido considerada como la unidad de referencia para calcular el MB; de tal forma, se ha propuesto que se requieren por día unas 1 000 kcal por metro cuadrado de superficie. Existen diversas tablas que presentan cifras de consumo de oxígeno y de producción calórica por minuto en diversas actividades; en ellas se considera el MB, el costo energético al metabolizar los alimentos y el efecto termogénico propio de cada alimento; representan el costo energético de la digestión y la ganancia energética obtenida del metabolismo del alimento, y permiten calcular los requerimientos energéticos en la dieta de los individuos que realizan cada una de estas actividades (véase el cuadro 4.5).
El cálculo adecuado del balance entre el gasto en las actividades y la ganancia energética obtenida de los alimentos permite regular apropiadamente el contenido de la dieta. Un buen estado de nutrición equilibra el aporte energético de un organismo y su consumo. Si se rompe este equilibrio por un consumo excesivo de alimento, se presenta la obesidad. Por el contrario, si el aporte de alimento es insuficiente, se presenta la desnutrición.
