Nutrientes: concepto y Funciones de los nutrientes
Las sustancias químicas que forman los alimentos son conocidas como nutrientes. Se reconocen como nutrientes a las proteínas, los glúcidos o carbohidratos, los lípidos, las vitaminas, los minerales y el agua. Estos pueden ser divididos en macronutrientes y micronutrientes. Los macronutrientes engloban a las proteínas, lípidos e hidratos de carbono, los cuales se encuentran en cantidades significativas en los alimentos.
Para que nuestro cuerpo funcione adecuadamente, necesitamos una cantidad significativa de macronutrientes, los cuales generalmente deben ser descompuestos en moléculas más pequeñas para su absorción y uso. Por otro lado, los micronutrientes, como las vitaminas y los minerales, se encuentran en menor proporción en los alimentos, pero son esenciales para nuestro organismo en cantidades pequeñas. Los nutrientes son compuestos químicos presentes en los alimentos, tales como proteínas, grasas, carbohidratos, vitaminas y minerales, que nuestro cuerpo utiliza para su funcionamiento y crecimiento. A continuación, se detallan las funciones de las distintas categorías de nutrientes.
Índice de contenidos
Proteínas
En nuestro organismo, las proteínas representan aproximadamente del 12% al 18% del total. Estos nutrientes cumplen diversas funciones, como mantener la estructura de las células, participar en la defensa del cuerpo, regular procesos biológicos y facilitar el transporte de sustancias. Una de las principales funciones de las proteínas es contribuir al crecimiento y a la reparación de los tejidos dañados, ya que forman parte de la estructura celular. Además, algunas proteínas, como las enzimas, aceleran reacciones bioquímicas específicas en el organismo, mientras que los anticuerpos ayudan en la defensa contra microorganismos invasores. Otro ejemplo es la hemoglobina, una proteína encargada del transporte de oxígeno en la sangre.
Las proteínas son compuestas por unidades fundamentales llamadas aminoácidos, los cuales se unen mediante enlaces peptídicos para formar largas cadenas. Los aminoácidos, a su vez, están compuestos por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre. La enorme diversidad de proteínas existente se debe a la variabilidad en el número y secuencia de aminoácidos en estas cadenas, lo que confiere su amplia variedad de formas y funciones.
Las proteínas de origen animal y vegetal no son utilizadas directamente por nuestro organismo una vez ingeridas, ya que requieren ser descompuestas en aminoácidos por medio de enzimas digestivas conocidas como proteasas. Estas proteasas rompen los enlaces de péptidos que unen los aminoácidos, permitiendo su absorción en el intestino. De los 20 aminoácidos que conforman las proteínas, ocho son considerados esenciales, lo que significa que nuestro cuerpo no puede sintetizarlos por sí mismo y deben ser obtenidos a través de la alimentación. Por lo tanto, es crucial mantener una dieta equilibrada que incluya estos aminoácidos esenciales para garantizar la salud y el crecimiento adecuados.
Las proteínas son nutrientes esenciales que no se almacenan en el organismo, por lo tanto, es necesario incluirlas en nuestra alimentación diaria. La cantidad recomendada de proteínas a ingerir varía dependiendo de diversos factores como la edad y el estado de salud. En general, se estima que un adulto sano requiere aproximadamente de 0,8 a 1 gramo de proteína por kilogramo de peso corporal al día. Sin embargo, el consumo excesivo de proteínas, que es común en países con dietas ricas en carne, puede tener efectos negativos. Cuando se consumen proteínas en exceso, el organismo las descompone en compuestos productores de energía, pero este proceso es más complejo que el de otros nutrientes y produce residuos metabólicos más tóxicos.
La calidad nutricional de una proteína se determina por la presencia de aminoácidos esenciales en su composición. Por lo general, las proteínas de origen animal contienen una mayor cantidad de aminoácidos esenciales y, por lo tanto, se consideran de mayor calidad nutricional en comparación con las proteínas de origen vegetal. Sin embargo, las proteínas de origen animal también pueden ser más difíciles de digerir debido a que sus moléculas son más grandes y complejas, y a menudo están acompañadas de grasas saturadas de origen animal.
Por otro lado, las proteínas de origen vegetal pueden proporcionar un aporte completo y equilibrado de aminoácidos esenciales si se combinan adecuadamente. Por ejemplo, las proteínas del arroz contienen todos los aminoácidos esenciales excepto la lisina, por lo que se puede complementar con legumbres como lentejas o garbanzos, que son ricas en este aminoácido. De esta manera, es posible obtener una ingesta adecuada de aminoácidos esenciales a partir de proteínas de origen vegetal cuando se combinan adecuadamente.
Se sugiere incluir en la alimentación diaria una combinación de proteínas de origen animal y vegetal, en una proporción que varíe entre una tercera parte y la mitad del total de proteínas de origen animal, debido a que las proteínas de origen animal son generalmente más ricas en aminoácidos esenciales. Entre las proteínas de origen animal, se recomienda dar preferencia a las provenientes de huevos y lácteos en lugar de las de pescados, aves, carnes rojas o cerdo, en ese orden de preferencia.
Hidratos de carbono (glúcidos o carbohidratos)
Los carbohidratos son compuestos orgánicos que representan solo entre el 2% y el 3% de la masa corporal. Son la principal fuente de energía rápida para nuestro organismo, obtenida a través de su metabolismo y combustión. Aunque los humanos obtienen energía de las grasas, proteínas y alcohol de manera más compleja, los carbohidratos son la fuente que genera menos residuos tóxicos en comparación con las proteínas o grasas, que pueden producir amoníaco o cuerpos cetónicos. La glucosa es el combustible celular más importante y es el único que el tejido nervioso utiliza. Además, algunos carbohidratos se utilizan como reservas de energía, como el glucógeno almacenado en el hígado y los músculos, o como unidades estructurales, como la desoxirribosa que forma parte del ácido desoxirribonucleico.
Los monosacáridos, que son los carbohidratos más simples, incluyen la glucosa, la fructosa y la galactosa. Estos se absorben en el intestino sin necesidad de ser digeridos previamente. La glucosa es el monosacárido más abundante y generalmente no se encuentra en forma libre en los alimentos, excepto en la miel.
La combinación de dos monosacáridos da lugar a la formación de disacáridos, tales como la maltosa (glucosa-glucosa), la sacarosa (glucosa-fructosa) y la lactosa (glucosa-galactosa). Estos carbohidratos poseen un sabor dulce y se absorben rápidamente en el intestino.
Cuando se unen más de diez moléculas de glucosa, se forman polisacáridos como la celulosa, el almidón y el glucógeno. Estos polisacáridos carecen de sabor dulce y su absorción intestinal es más lenta. La celulosa, por ejemplo, es un componente estructural presente en las plantas y está compuesta por moléculas de glucosa fuertemente unidas. Aunque nuestro organismo no puede digerir la celulosa, este polisacárido es esencial en nuestra dieta, ya que, a pesar de no tener valor nutricional o energético, la celulosa es el principal componente de la fibra dietética, que ayuda a mejorar el tránsito intestinal, la absorción de nutrientes y el volumen de las heces. La fibra se encuentra en la piel y la carne de las frutas, la cáscara de los granos y la materia fibrosa de los vegetales, y se recomienda que una parte de la fibra en la dieta provenga de vegetales crudos.
Durante la digestión, la mayoría de los carbohidratos se transforman en glucosa gracias a la acción de enzimas específicas. Una vez absorbida en el intestino delgado, la glucosa se procesa y parte de ella se almacena como glucógeno, un polisacárido de reserva que se convierte en glucosa según las necesidades de los diferentes tejidos del cuerpo. El exceso de glucosa puede ser convertido en el hígado en glicerol y ácidos grasos, que luego se utilizan para formar triglicéridos, compuestos grasos que se descomponen fácilmente en cetonas para ser utilizadas como combustible. La glucosa y los triglicéridos son transportados a través del torrente sanguíneo hasta los músculos y órganos para su oxidación, y los excesos se almacenan como grasa en el tejido adiposo y otros tejidos, para ser utilizados en situaciones de bajo consumo de carbohidratos.
Se recomienda que un adulto sano consuma aproximadamente de 3 a 5 g/kg de peso al día de carbohidratos, dependiendo de su estado de salud, edad, sexo y nivel de actividad física. Se considera que los carbohidratos deben representar entre el 50% y el 55% de las calorías totales de la dieta. Los carbohidratos no refinados, como el pan integral y las pastas integrales, tienen un mayor valor nutricional que los refinados, ya que no pierden nutrientes como vitaminas, minerales y fibra en procesos de refinamiento. Los alimentos elaborados con azúcar refinado, como los productos de confitería y las bebidas no alcohólicas, tienen un alto contenido calórico pero son bajos en nutrientes, lo que los especialistas en nutrición llaman “calorías vacías”. El consumo de alimentos ricos en carbohidratos eleva los niveles de glucosa en sangre, dependiendo de la velocidad a la que se absorben los almidones y azúcares presentes en ellos.
Los alimentos que contienen una gran cantidad de carbohidratos suelen ser más abundantes en comparación con aquellos ricos en proteínas o grasas. Los monosacáridos y disacáridos se encuentran en alimentos como frutas (fructosa), caña de azúcar y remolacha (sacarosa), leche (lactosa) y miel (glucosa y fructosa). Los almidones (también conocidos como féculas) se encuentran en alimentos como legumbres, patatas y cereales.
Lípidos
Los lípidos, que representan aproximadamente del 18% al 25% de la masa corporal, son un grupo diverso de moléculas orgánicas que se caracterizan por ser insolubles en agua. Al igual que los carbohidratos, contienen carbono, oxígeno e hidrógeno, pero en diferentes proporciones. Aunque son esenciales como componentes estructurales en la formación de las membranas celulares y en la absorción de vitaminas, su función principal es servir como reservas de energía en el organismo, almacenándose para ser utilizadas en caso de que la ingesta de carbohidratos se reduzca. Los lípidos generan más del doble de energía que los carbohidratos, ya que un gramo de grasa proporciona 9 kilocalorías.
Los ácidos grasos son componentes de los lípidos y se pueden clasificar en ácidos grasos saturados e insaturados. Los ácidos grasos saturados tienen enlaces simples entre los átomos de carbono y contienen la mayor cantidad posible de átomos de hidrógeno en su cadena de carbono, mientras que los ácidos grasos insaturados tienen enlaces dobles o triples en su cadena hidrocarbonada y han perdido algunos átomos de hidrógeno. Dentro de los ácidos grasos insaturados, se encuentran los monoinsaturados, que han perdido solo un par de átomos de hidrógeno, y los poliinsaturados, que han perdido más de un par de átomos de hidrógeno. Los lípidos se encuentran en alimentos de origen animal y vegetal, y se dividen en alimentos que contienen grasas saturadas o insaturadas (monoinsaturadas o poliinsaturadas), dependiendo de los ácidos grasos que predominen en ellos.
Las grasas saturadas, que suelen ser sólidas a temperatura ambiente, se encuentran principalmente en alimentos de origen animal como la mantequilla, manteca, tocino, grasa de la carne, embutidos, entre otros, y también en algunos vegetales como el aceite de palma y coco. Se ha observado que las grasas saturadas pueden elevar los niveles de colesterol en la sangre. Por otro lado, las grasas insaturadas son líquidas, y se encuentran en abundancia en el aceite de oliva y los frutos secos en forma de grasas monoinsaturadas, y en el aceite de girasol y los pescados azules en forma de grasas poliinsaturadas.
Los lípidos presentes en la alimentación son procesados por las enzimas digestivas y se absorben en el intestino. Como resultado de la digestión, los triglicéridos se descomponen en monoglicéridos y ácidos grasos. La mayoría de los ácidos grasos en los alimentos son de cadena larga y requieren la acción de la bilis para ser absorbidos, mientras que los ácidos grasos de cadena corta se absorben mediante difusión simple en el intestino.
Minerales
Los minerales son sustancias inorgánicas presentes en la naturaleza y son esenciales para la función celular. Representan aproximadamente el 4% del peso total del cuerpo y se encuentran principalmente en el esqueleto. Estos elementos son considerados nutrientes esenciales ya que el organismo no puede sintetizarlos y deben ser obtenidos a través de la alimentación.
Aunque la mayoría de los alimentos contienen una cantidad adecuada de minerales, ninguno de ellos proporciona todos los minerales necesarios para el funcionamiento del cuerpo. Por lo tanto, es importante tener una dieta variada que incluya una amplia gama de alimentos. Además, es importante tener en cuenta que el consumo excesivo de minerales puede causar alteraciones en el organismo.
Existen varias formas de clasificar a los minerales. Una de ellas es según las unidades de medida utilizadas. Los macroelementos son aquellos que se miden en gramos, los microelementos se miden en miligramos, y los elementos traza u oligoelementos se miden en microgramos. Otra clasificación se basa en las cantidades necesarias por nuestro organismo. Se denominan macrominerales a aquellos que se requieren en grandes cantidades, como el calcio, el fósforo, el sodio y el potasio, mientras que los micro minerales (oligoelementos o elementos traza) son necesarios en cantidades muy pequeñas, como el hierro, el yodo, el flúor y el cinc.
Los minerales desempeñan un papel crucial en varias funciones del cuerpo, incluyendo la regulación, la estructura y el transporte. Por ejemplo, el calcio, el hierro, el manganeso y el magnesio son componentes de coenzimas específicas y regulan importantes reacciones enzimáticas. Otros minerales tienen un papel fundamental en procesos como la contracción muscular, la transmisión nerviosa y la coagulación sanguínea.
El calcio se encuentra generalmente combinado con fosfatos y es esencial para el desarrollo y mantenimiento de los huesos, proporcionándoles rigidez. Además, participa en la formación del citoesqueleto y las membranas celulares, así como en procesos como la coagulación sanguínea, la regulación de la excitabilidad nerviosa y la contracción muscular. Aproximadamente el 90% del calcio se almacena en los huesos, desde donde puede ser reabsorbido por la sangre y los tejidos según sea necesario. La absorción de calcio ocurre únicamente en presencia de vitamina D. Las principales fuentes dietéticas de este mineral incluyen la leche y sus derivados, así como alimentos como la yema de huevo, los mariscos, las legumbres, los frutos secos y los vegetales de hoja verde.
El fósforo se une con el calcio y aproximadamente el 80% se encuentra en los huesos y dientes. Es esencial para la formación de estas estructuras, además de desempeñar un papel clave en la contracción muscular y la actividad nerviosa. También forma parte de numerosas enzimas y participa en la transferencia de energía a través del ATP. Las principales fuentes de fósforo en la dieta incluyen productos lácteos, pescados, carnes, huevos, legumbres y frutos secos.
El magnesio es un mineral esencial para el metabolismo y desempeña un papel crucial en el mantenimiento del potencial eléctrico de las células nerviosas y musculares. Se encuentra principalmente en alimentos como vegetales de hojas verdes, frutos secos, pescados, plátanos, cereales integrales y mariscos.
El sodio es el catión más prevalente en el líquido extracelular y tiene una función reguladora, afectando principalmente la distribución del agua en el cuerpo. Un exceso de sodio puede provocar edema, que es una acumulación anormal de líquido en el espacio extracelular. El sodio también juega un papel crucial en la transmisión de impulsos nerviosos y en la contracción muscular. Se encuentra en pequeñas cantidades en la mayoría de los alimentos naturales, pero es abundante en comidas preparadas y alimentos salados.
El potasio es esencial para la transmisión de impulsos nerviosos, la contracción muscular y la regulación del equilibrio de líquidos fuera de las células. Se puede encontrar en alimentos como cereales integrales, legumbres, carnes, vegetales y frutas como el plátano y la naranja.
El cobre se encuentra en diversas enzimas y proteínas del organismo. Una porción se almacena en el hígado y el bazo. El cobre es esencial para la síntesis de hemoglobina, una proteína que transporta oxígeno en la sangre, y participa en numerosas reacciones metabólicas. Se encuentra en alimentos como hígado, mariscos, legumbres, cereales integrales, carnes y frutos secos.
El hierro es un componente de la hemoglobina, proteína en la que se localiza alrededor del 66% del hierro del organismo. El hierro se encuentra en alimentos como carnes, hígado, yema de huevo, legumbres, mariscos, cereales, espinacas y frutos secos. Este mineral no es absorbido con facilidad por el sistema digestivo.
El yodo es esencial para la producción de hormonas en la glándula tiroides que regulan el metabolismo. El yodo se encuentra en fuentes como la sal yodada, vegetales cultivados en suelos ricos en yodo, algas marinas, pescados de mar y mariscos.
El zinc es un componente esencial de numerosas enzimas en el organismo. Juega un papel crucial en el crecimiento y en la cicatrización de heridas. Se encuentra presente en alimentos como pescados, carnes, mariscos, huevos, productos lácteos, frutos secos y cereales integrales.
El flúor es un elemento presente en los huesos y los dientes, formando parte de los fluoruros, que son compuestos esenciales para prevenir la desmineralización ósea. El pescado es una fuente alimenticia rica en fluoruro. Además, la fluorización del agua ha demostrado ser una medida efectiva para prevenir la caries dental y mantener una buena salud bucal.
Vitaminas
Las vitaminas son compuestos orgánicos esenciales para el crecimiento y el metabolismo, aunque se necesitan en pequeñas cantidades. La mayoría de las vitaminas actúan como coenzimas en diversas funciones del organismo. A excepción de la vitamina D y algunas vitaminas del grupo B en cantidades mínimas, el cuerpo humano no puede sintetizarlas, por lo que es necesario obtenerlas de los alimentos. Una alimentación equilibrada y rica en frutas y verduras garantiza un adecuado suministro de vitaminas. Es importante tener en cuenta que las vitaminas son sensibles a factores como la temperatura, la luz y la oxidación, lo que puede afectar su contenido en los alimentos. Por ejemplo, la cocción puede reducir el contenido vitamínico de los alimentos, y la exposición a la luz y a la temperatura ambiente puede provocar pérdida de vitaminas en jugos de frutas naturales como el de naranja.
Las vitaminas liposolubles son absorbidas en el intestino delgado, pero su absorción adecuada requiere la presencia de sales biliares y lípidos. El organismo tiene la capacidad de almacenar en su mayoría el exceso de estas vitaminas en el hígado.
El retinol o vitamina A es esencial para el crecimiento y la salud de las células epiteliales, y juega un papel crucial en la visión. Aunque se puede obtener vitamina A directamente de alimentos de origen animal, como la leche, huevos, queso y hígado, la mayor parte de la vitamina A proviene del betacaroteno, una provitamina que se convierte en vitamina A en el organismo. El betacaroteno se encuentra en verduras de color verde y amarillo, como zanahorias, calabazas, calabacines, brócolis y espinacas, así como en frutas como melones, albaricoques, caquis y melocotones.
La vitamina D juega un papel fundamental en la regulación de la absorción de calcio y fósforo en el tracto gastrointestinal, así como en el mantenimiento de la homeostasis del calcio, en colaboración con la hormona paratiroidea o parathormona. Esta vitamina se obtiene de diversas fuentes, como la leche y sus derivados, los aceites de hígado de pescado y la yema de huevo, así como a través de la exposición de la piel a la luz solar. La radiación solar convierte el 17-dehidrocolesterol presente en la piel en colecalciferol o vitamina D3, que luego, mediante la acción de enzimas hepáticas y renales, se transforma en su forma activa de vitamina D.
La vitamina E desempeña un papel esencial como antioxidante, previniendo el daño celular provocado por los radicales libres, y promoviendo la cicatrización de heridas y el funcionamiento adecuado del sistema nervioso. Se encuentra presente en una variedad de alimentos como los aceites de girasol y oliva, frutos secos, germen de trigo, productos lácteos y verduras de hojas verdes.
La vitamina K es una coenzima esencial para la síntesis de varios factores de coagulación, incluyendo la protrombina, que es necesaria para la formación de fibrina y la coagulación sanguínea. Esta vitamina es producida por bacterias presentes en el intestino y se almacena en el hígado y el bazo. Se encuentra en alimentos como vegetales de hojas verdes como espinacas y coles, tomates, guisantes y huevos.
Las vitaminas hidrosolubles, como la vitamina C y el complejo vitamínico B, son solubles en agua y a diferencia de las vitaminas liposolubles, no pueden almacenarse en el cuerpo y su exceso se elimina a través de la orina. Por lo tanto, es necesario consumirlas diariamente para satisfacer las necesidades del organismo.
El ácido ascórbico, también conocido como vitamina C, participa en numerosas reacciones metabólicas, actúa como antioxidante y favorece la cicatrización de las heridas. Sin embargo, es importante tener en cuenta que esta vitamina se destruye rápidamente con el calor. Las fuentes de vitamina C incluyen tomates, vegetales de hojas verdes y una variedad de frutas como naranjas, limones, pomelos, mandarinas, fresas y kiwis.
Las vitaminas pertenecientes al complejo vitamínico B son componentes esenciales de coenzimas o actúan como coenzimas, participando en una amplia variedad de reacciones metabólicas cruciales. La vitamina B1, también conocida como tiamina, se encuentra en alimentos como carnes, lácteos, huevos, cereales sin refinar, frutos secos y legumbres. La vitamina B2, o riboflavina, se encuentra en la leche y sus derivados, carnes, pescados, huevos, hígado, espárragos, espinacas y frutos secos. La vitamina B3, o niacina, está presente en alimentos como carnes, hígado, legumbres y cereales integrales. La vitamina B6, o piridoxina, se encuentra en carnes, hígado de pescado, lácteos, huevos, espinacas y frutos secos. Por último, la vitamina B12, o cianocobalamina, se halla en alimentos como hígado, pescados, huevos y lácteos.
