La nutrición es la ciencia que estudia los alimentos y su relación con la salud. Los nutrientes son sustancias químicas presentes en los alimentos que el cuerpo utiliza para el crecimiento, el mantenimiento y la obtención de energía.
Los nutrientes que el cuerpo no puede sintetizar, y que por lo tanto deben obtenerse de la dieta, se llaman nutrientes esenciales. Incluyen
Los nutrientes que el cuerpo puede sintetizar a partir de otros componentes, aunque también puedan obtenerse de la dieta, se llaman no esenciales.
El organismo necesita macronutrientes en cantidades bastante grandes y micronutrientes en cantidades pequeñas.
La falta de nutrientes que acompaña a la desnutrición puede causar síndromes por deficiencia (p. ej., kwashiorkor o pelagra). La ingestión excesiva de macronutrientes puede provocar obesidad y trastornos relacionados; la ingestión excesiva de micronutrientes también puede resultar tóxica. Por otra parte, el equilibrio en la ingestión de varios tipos de nutrientes, como la saturación de las grasas que se consumen, puede influir en el desarrollo de algunas enfermedades.
Macronutrientes
Los macronutrientes constituyen el grueso de la dieta y proporcionan energía y muchos nutrientes esenciales. Los hidratos de carbono, las proteínas (incluidos los aminoácidos esenciales), las grasas (incluidos los ácidos grasos esenciales), los macrominerales y el agua son macronutrientes. Los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas son fuentes de energía intercambiables; las grasas proporcionan 9 kcal/g (37,8 kJ/g); las proteínas y los hidratos de carbono aportan 4 kcal/g (16,8 kJ/g).
Hidratos de carbono
Los hidratos de carbono de la dieta se degradan en glucosa y otros monosacáridos. Los hidratos de carbono aumentan los niveles de glucosa en la sangre y, de esta manera, aportan energía.
Los hidratos de carbono simples están compuestos por moléculas pequeñas, en general monosacáridos o disacáridos, que aumentan los niveles de glucosa en la sangre con mucha rapidez.
Los hidratos de carbono complejos están formados por moléculas más grandes, que se degradan en monosacáridos. Los hidratos de carbono complejos también aumentan los niveles de glucosa en la sangre, aunque en forma más lenta y durante más tiempo.
La glucosa y la sacarosa son hidratos de carbono simples; el almidón y las fibras, hidratos de carbono complejos.
El índice glucémico mide la rapidez con la que el consumo de un hidrato de carbono aumenta los niveles de glucosa en la sangre. Los valores van desde 1 (el aumento más lento) hasta 100 (el aumento más rápido, equivalente a la glucosa pura, véase tabla Índice glucémico de algunos alimentos). No obstante, la velocidad real del aumento depende también de los alimentos que se consumen con el hidrato de carbono.
Índice glucémico de algunos alimentos
Los hidratos de carbono con un índice glucémico elevado pueden aumentar la glucemia en forma rápida y a niveles muy altos. Se cree que como resultado, se incrementan los niveles de insulina; esto induce hipoglucemia y apetito, que llevan a consumir un exceso de calorías y al aumento de peso. Los hidratos de carbono con un índice glucémico bajo aumentan los niveles de glucemia en forma lenta; esto resulta en niveles posprandiales de insulina más bajos y menos apetito, lo que probablemente disminuya la ingestión excesiva de calorías. Estos efectos se predicen para lograr un perfil lipídico más favorable y disminuir el riesgo de obesidad, diabetes mellitus y complicaciones de la diabetes, si las hubiera.
Proteínas
Las proteínas provenientes de la dieta se degradan en péptidos y aminoácidos. Las proteínas son necesarias para el mantenimiento, la función y el crecimiento de los tejidos. No obstante, si el cuerpo no recibe suficientes calorías de la dieta o de los depósitos tisulares (sobre todo, la grasa), las proteínas pueden utilizarse como fuente de energía.
Debido a que el organismo utiliza las proteínas de la dieta para la producción de tejido, existe una ganancia proteica neta (balance nitrogenado positivo). Durante los estados catabólicos (p. ej., ayuno, infecciones y quemaduras), es probable que se utilicen más proteínas (porque los tejidos del cuerpo se degradan) que las que se absorben, lo que causa una pérdida neta de éstas (balance nitrogenado negativo). El balance nitrogenado puede determinarse mejor si se resta la cantidad de nitrógeno excretado en orina y materia fecal de la cantidad de nitrógeno consumido.
De los 20 aminoácidos, 9 son aminoácidos esenciales (AAE), es decir, no pueden ser sintetizados y deben obtenerse de la dieta. Todas las personas necesitan 8 AAE; los lactantes sólo requieren histidina.
Los requerimientos ajustados según el peso corporal para las proteínas de la dieta se correlacionan con la velocidad de crecimiento, que disminuye desde la infancia hasta la adultez. El requerimiento diario de proteínas de la dieta disminuye de 2,2 g/kg en lactantes de 3 meses a 1,2 g/kg en niños de 5 años y a 0,8 g/kg en adultos. Los requerimientos de proteínas corresponden a los de los AAE (véase tabla Requerimientos de aminoácidos esenciales en mg/kg de peso corporal). Los adultos que intentan aumentar la masa muscular necesitan muy poca proteína adicional aparte de los requerimientos mencionados en el cuadro.
La composición aminoacídica de las proteínas es muy variable. El valor biológico (VB) refleja la similitud entre la composición aminoacídica de las proteínas y la de los tejidos animales. Esto significa que el VB indica cuál es el procentaje de las poteínas de la dieta que aportan AAE para el cuerpo:
El grado en el cual las proteínas de la dieta aportan los aminoácidos que les faltan a las otras (complementariedad) determina el VB global. Los requerimientos diarios recomendados (RDA por su sigla en inglés) para las proteínas consideran que una dieta mixta promedio tiene un VB de 70.
Requerimientos de aminoácidos esenciales en mg/kg de peso corporal
Grasas
Las grasas se degradan en ácidos grasos y glicerol. Las grasas son necesarias para el crecimiento tisular y la producción de hormonas. Los ácidos grasos saturados, comunes en las grasas animales, tienden a ser sólidos a temperatura ambiente. Excepto los aceites de coco y de palma, las grasas derivadas de plantas tienden a ser líquidas a temperatura ambiente y contienen niveles altos de ácidos grasos monosaturados o poliinsaturados (AGPI).
La hidrogenación parcial de los ácidos grasos insaturados (como ocurre durante la elaboración de los alimentos) produce ácidos grasos trans, que son sólidos o semisólidos a temperatura ambiente. En los Estados Unidos, la principal fuente de ácidos grasos trans de la dieta son los aceites vegetales parcialmente hidrogenados, utilizados en la elaboración de algunas comidas (p. ej., galletas, bizcochos y golosinas) para prolongar la fecha de vencimiento. Los ácidos grasos trans pueden elevar los niveles de colesterol LDL y bajar los de HDL; también pueden aumentar, de manera independiente, el riesgo de enfermedad coronaria.
Los ácidos grasos esenciales (AGE) son
Otros ácidos omega-6 (p. ej., el ácido araquidónico) y omega-3 (p. ej., el ácido eicosapentaenoico y el ácido docosahexaenoico) también son necesarios, aunque el cuerpo puede sintetizarlos a partir de los AGE.
Los AGE son necesarios para la formación de varios eicosanoides (lípidos biológicamente activos), como prostaglandinas, tromboxanos, prostaciclinas y leucotrienos. El consumo de ácidos grasos omega-3 puede disminuir el riesgo de enfermedad coronaria.
Los requerimientos de AGE varían según la edad. Los adultos precisan cantidades de ácido linoleico iguales al 2% de las necesidades calóricas totales y de ácido linolénico iguales al menos al 0,5%. Los aceites vegetales proporcionan ácido linoleico y ácido linolénico. Los aceites de girasol, cártamo, maíz, soja, prímula, calabaza y germen de trigo proporcionan grandes cantidades de ácido linoleico. Los aceites de pescados de mar y los obtenidos de semillas de lino, calabaza, soja y canola contienen grandes cantidades de ácido linolénico. Los aceites de pescados de mar también son muy ricos en otros ácidos grasos omega 3.
Macrominerales
El sodio, el cloro, el potasio, el calcio, el fosfato y el magnesio son necesario en cantidades relativamente grandes por día (véase tablas Macrominerales, Ingesta diaria recomendada de referencia para algunos macronutrientes y Guías para la ingestión diaria).
Macrominerales
Ingesta diaria recomendada de referencia* para algunos macronutrientes, Food and Nutrition Board, Institute of Medicine of the National Academies
Agua
Micronutrientes
Las vitaminas y los minerales que se requieren en cantidades pequeñas (oligoelementos) son micronutrientes.
Vitaminas hidrosolubles son la vitamina C (ácido ascórbico) y los 8 miembros del complejo de la vitamina B: biotina, folato, niacina, ácido pantoténico, riboflavina (vitamina B2), tiamina (vitamina B1), vitamina B6 (piridoxina), y vitamina B12 (cobalamina).
Vitaminas liposolubles son las vitaminas A (retinol), D (colecalciferol y ergocalciferol), E (alfa-tocoferol), y K (filoquinona y menaquinona).
Sólo las vitaminas A, E y B12 se almacenan en cantidades significativas en el cuerpo; las otras deben consumirse en forma regular para mantener la salud tisular.
Los oligoelementos esenciales son el cromo, el cobre, el yodo, el hierro, el manganeso, el molibdeno, el selenio y el cinc. Excepto por el cromo, cada uno está incorporado a las enzimas u hormonas que se necesitan en el metabolismo. Salvo por las de hierro y cinc, las deficiencias de microminerales son poco frecuentes en los países industrializados.
Otros minerales (p. ej., aluminio, arsénico, boro, cobalto, flúor, níquel, silicio, vanadio) no han demostrado ser esenciales para el ser humano. El flúor, si bien no es esencial, ayuda a prevenir las caries dentales al formar un compuesto con el calcio (fluoruro de calcio [CaF2]), que estabiliza la matriz mineral en los dientes.
Todos los oligoelementos son tóxicos en grandes cantidades y algunos (arsénico, níquel y cromo) pueden causar cáncer.
Otras sustancias de la dieta
La dieta diaria típica de un ser humano contiene tanto como 100.000 sustancias químicas (p. ej., el café contiene 1.000). De éstas, sólo 300 son nutrientes, algunos de los cuales son esenciales. No obstante, muchos de los no nutrientes presentes en los alimentos son útiles. Por ejemplo, los aditivos (p. ej., preservativos, emulsificadores, antioxidantes, estabilizadores) mejoran la producción y la estabilidad de los alimentos. Los oligoelementos (p. ej., condimentos, saborizantes, perfumes, colorantes, fitoquímicos y otros productos naturales) mejoran la apariencia y el sabor.
Fibras
Las fibras se presentan de varias maneras (p. ej., celulosa, hemicelulosa, pectina). Aumentan la motilidad gastrointestinal, previenen el estreñimiento y ayudan a controlar la enfermedad diverticular. Se cree que aceleran la eliminación de las sustancias que causan cáncer producidas por bacterias en el intestino grueso. La evidencia epidemiológica sugiere una asociación entre el cáncer de colon y una baja ingestión de fibras, y un efecto beneficioso de éstas en los pacientes con trastornos de la función intestinal, enfermedad de Crohn, obesidad o hemorroides. Las fibras solubles (presentes en frutas, vegetales, avena, cebada y legumbres) disminuyen el aumento posprandial de la glucemia y de la insulina y puede reducir los niveles de colesterol.
La dieta típica occidental tiene bajo contenido de fibras (aproximadamente 12 g/día) porque es muy alta la ingestión de harina de trigo refinada y escasa la de frutas y vegetales. En general, se recomienda aumentar el consumo de fibras hasta los 30 g/día e ingerir más vegetales, frutas y cereales ricos en fibras. No obstante, una ingestión demasiado elevada de fibras puede disminuir la absorción de algunos minerales.
Más información
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US Department of Health and Human Services and US Department of Agriculture: Dietary Guidelines for Americans, 2015-2020, 8th edition
