¿Qué es la nutrición? ¿Hable sobre la composición y funciones de los nutrientes?
Categoría: Medicina y Salud
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Análisis:
Nutrición (nutrición) Tiene la función de los seres vivos de absorber nutrientes del mundo exterior para mantener su vida. La nutrición es la ciencia que estudia los efectos de los alimentos en los seres vivos. Los nutricionistas explican la nutrición como: la interacción y el equilibrio entre los nutrientes y otras sustancias de los alimentos, su relación con la salud y la enfermedad, y el proceso de ingestión, digestión, absorción, transporte, utilización y excreción de sustancias por el cuerpo. En el proceso de su desarrollo, la nutrición no sólo incluye los cambios en los alimentos que ingresan al cuerpo, como participar en reacciones bioquímicas y ser incorporados a las células de los tejidos, sino que también incluye guiar a las personas sobre cómo elegir los alimentos para asegurar el crecimiento, desarrollo y reproducción normales; del cuerpo. Por tanto, además de su importancia biológica, la nutrición también tiene su importancia socioeconómica.
Los organismos varían desde niveles bajos hasta niveles altos, desde organismos unicelulares hasta animales y plantas superiores, desde vida acuática hasta vida terrestre. Viven en diferentes ambientes y tienen diferentes ecologías. Por tanto, los nutrientes necesarios y la forma de ingerirlos también son diferentes. Los nutrientes que necesitan los seres vivos están compuestos por una gran cantidad de elementos como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y carbono. Estos son los elementos principales que forman las proteínas de los organismos vivos y almacenan energía. Además, contiene pequeñas cantidades de azufre, fósforo, calcio, magnesio, potasio, sodio, cloro y diversos oligoelementos. Algunos oligoelementos se encuentran sólo en cantidades mínimas en los organismos vivos.
Las plantas y microorganismos que contienen clorofila y pigmentos morados pueden absorber directamente estos compuestos inorgánicos del exterior a través de las raíces, hojas o membranas celulares, y utilizar la energía de la luz solar para sintetizar sustancias orgánicas necesarias para su propio crecimiento, desarrollo y otras actividades de la vida, como proteínas, lípidos y carbohidratos (azúcar). Los organismos con este modo de nutrición se denominan autótrofos o mineralótrofos. Otros organismos (como los animales) no pueden utilizar directamente materia inorgánica externa para sintetizar la materia orgánica necesaria para su propia vida y deben obtener nutrientes de organismos autótrofos u otros organismos similares. A través del proceso metabólico, las sustancias ingeridas se convierten en proteínas, lípidos, carbohidratos y otras sustancias orgánicas que necesita el organismo. Los organismos con este tipo de nutrición se denominan heterótrofos.
Los nutrientes son componentes de los alimentos que deben ser ingeridos por los organismos para mantener las actividades de la vida normal. La investigación nutricional moderna sobre nutrientes se centra principalmente en las necesidades de nutrientes de los seres humanos y el ganado. Los nutrientes se dividen en cinco categorías: proteínas, lípidos, carbohidratos, vitaminas y minerales.
Proteína El componente principal de las células de los tejidos corporales es la proteína, y los fluidos corporales también contienen proteína. El efecto nutricional de las proteínas radica en sus diversos aminoácidos. Hay más de 20 tipos de aminoácidos que forman las proteínas alimentarias. Varios de ellos no pueden sintetizarse en el cuerpo humano ni en los animales y deben obtenerse de los alimentos. Estos aminoácidos se denominan "aminoácidos esenciales", a saber, metionina, lisina, triptófano y ácido treonina, valina, fenilalanina, leucina e isoleucina. Además, los niños pequeños todavía necesitan histidina para crecer, y las aves de corral, como los pollos, también necesitan arginina y glicina. Además de estos aminoácidos esenciales, otros aminoácidos se denominan "aminoácidos no esenciales" porque pueden sintetizarse en el cuerpo.
Los tipos y contenidos de aminoácidos en diversas proteínas son diferentes. Algunas proteínas carecen de ciertos aminoácidos esenciales. Por ejemplo, la proteína de gelatina no contiene triptófano y la proteína de zeína no contiene lisina. Por tanto, evaluar el valor nutricional de una proteína alimentaria debe depender principalmente de si la cantidad de diversos aminoácidos esenciales que contiene puede cubrir las necesidades del organismo. Cuando es insuficiente, el cuerpo no puede sintetizar eficazmente las proteínas corporales y otros aminoácidos sólo pueden sufrir un metabolismo de desaminación para generar azúcar (gluconeogénesis) y servir como combustible para suministrar energía térmica. Se puede observar que el patrón de aminoácidos de la proteína alimentaria es la clave para determinar su calidad. Actualmente, el patrón de aminoácidos esenciales de los huevos enteros, el patrón de aminoácidos esenciales de la leche humana o un patrón hipotético basado en la cantidad de aminoácidos necesarios para el cuerpo humano se utiliza internacionalmente como estándar para evaluar el valor nutricional de las proteínas de los alimentos. . Este es el llamado método de evaluación de la composición química del valor nutricional de las proteínas. Además, también existe un método de evaluación biológica, que realiza una evaluación nutricional basada en la tasa de utilización de las proteínas alimentarias en el organismo. Los más utilizados incluyen el "valor fisiológico de la proteína" (abreviado como BV, que es el porcentaje de nitrógeno retenido en el cuerpo y la cantidad de nitrógeno absorbido) y la "utilización neta de proteínas" (abreviada como NPu, que es el porcentaje de nitrógeno). retenido en el cuerpo y la cantidad de nitrógeno absorbido). Es decir, BV × digestibilidad de la proteína), o "índice de eficiencia proteica" (abreviado como PER, que es la cantidad de aumento de peso por gramo de proteína consumido).
Los lípidos incluyen grasas neutras y lípidos.
El primero suministra principalmente energía, mientras que el segundo desempeña principalmente importantes funciones fisiológicas. La composición básica de los lípidos son los ácidos grasos, que se dividen en ácidos grasos esenciales y ácidos grasos no esenciales. Hay tres tipos principales de ácidos grasos esenciales: ácido linoleico, ácido linolénico y ácido araquidónico. Las actividades biológicas de estos tres ácidos grasos esenciales son diferentes. El ácido araquidónico es el más grande, el ácido linoleico es el segundo y el ácido linolénico es el más importante. Desempeña un papel especial en el desarrollo y función del cerebro y la retina. Cuando los animales carecen de ácidos grasos esenciales, su crecimiento se retrasa y aparecen síntomas cutáneos (pérdida de pelo, dermatitis eccematosa, descamación de la piel, etc.). Algunas personas informan que los niños pequeños con deficiencia de ácidos grasos esenciales también presentan los mismos síntomas. Sin embargo, es difícil que los animales adultos y los humanos desarrollen síntomas de deficiencia porque hay una gran cantidad de ácido linoleico almacenado en el cuerpo. La falta de ácidos grasos esenciales puede provocar cambios en la composición de ácidos grasos de los fosfolípidos de la membrana celular, afectando así la función de la membrana y también puede reducir la síntesis de prostaglandinas; Los precursores de las prostaglandinas son los ácidos grasos poliinsaturados de 18 y 20 carbonos. Algunas personas sugieren medir la proporción de ácido trienoico y ácido tetraenoico en la sangre como indicador de si hay deficiencia de ácidos grasos esenciales. Esto se debe a la competencia entre los sistemas enzimáticos durante el metabolismo de los ácidos grasos. Cuando falta ácido linoleico, se reduce la cantidad de ácido araquidónico producido al extender la cadena de carbonos del ácido linoleico y sufrir desaturación. Se fortalece el metabolismo de otro grupo de ácidos grasos, el ácido oleico, y se produce una gran cantidad de ácido eicosatrienoico. Por lo tanto, aumenta la proporción de ácido trienoico a ácido tetraenoico en la sangre. Los requerimientos humanos de ácidos grasos esenciales son aproximadamente del 1 al 2% de los requerimientos energéticos diarios en términos de calorías.
Los hidratos de carbono (azúcar) son un nutriente importante que aporta energía biotérmica. Los carbohidratos de los alimentos son los polisacáridos (almidones) y la celulosa. Los monosacáridos, los productos de degradación de los polisacáridos, pueden ser utilizados por la mayoría de los organismos, mientras que la celulosa sólo puede degradarse y utilizarse en organismos con celulasas. Cuando la ingesta calórica de la dieta es insuficiente, el tejido graso y las proteínas del cuerpo se descompondrán para compensar el déficit calórico. Se manifiesta como estancamiento del crecimiento y pérdida de peso. Los casos graves pueden provocar la muerte. Los seres humanos tenemos diferentes hábitos alimentarios. Las calorías aportadas por los carbohidratos de la dieta generalmente representan entre el 45 y el 80% del consumo total de energía. En zonas económicamente subdesarrolladas, puede llegar a más del 90%, porque los carbohidratos son la fuente más barata de energía térmica. La cetosis se producirá si las calorías de los carbohidratos de la dieta son demasiado bajas y las calorías de las grasas son demasiado altas. Las personas que pierden peso suelen restringir demasiado los carbohidratos para limitar la ingesta calórica y aumentar el trabajo para consumir grasa corporal. En este caso, también puede producirse cetosis. Por lo tanto, la energía térmica derivada de los carbohidratos no debe ser inferior al 45% de la energía térmica total.
La fibra no puede ser digerida ni utilizada por los humanos y la mayoría de los animales. La fibra dietética incluye celulosa, hemicelulosa, pectina, polisacárido de algas y lignina. Al medir la fibra en los primeros años, se usaban ácidos y álcalis para digerir el tejido vegetal, y el residuo era fibra cruda. La mayoría de los componentes restantes de la fibra se perdieron durante el proceso de medición. Ahora, nuevos métodos permiten medir por separado los distintos componentes de la fibra. La fibra dietética es fermentada por enzimas celulasas de bacterias en el tracto gastrointestinal y la mayor parte se descompone enzimáticamente en ácidos grasos de cadena corta. Los herbívoros lo utilizan como fuente de energía.
Trabajos epidemiológicos y de laboratorio han demostrado que la fibra dietética puede reducir la aparición de tumores, como el cáncer de colon. La razón de esto es su hidrofilicidad y capacidad para formar geles, que aumentan el volumen de las heces y facilitan la excreción, acelerando así la excreción de metabolitos de esteroles con actividad tumorigénica y reduciendo el tiempo de contacto con el colon. La fibra dietética también es beneficiosa para otras enfermedades, como la enfermedad coronaria. Las proteínas, los lípidos y los carbohidratos pertenecen a los nutrientes que producen energía térmica. Es necesaria suficiente energía térmica para llevar a cabo todas las reacciones biológicas. El valor de energía térmica proporcionado por las proteínas, lípidos y carbohidratos de la dieta después de deducir la porción no digerida y absorbida se denomina valor de energía térmica fisiológica. Los valores de energía térmica fisiológica por gramo de proteínas, grasas y carbohidratos son 4,0, 9,0 y 4,0 kcal respectivamente. Esto es lo que se utiliza comúnmente para calcular las calorías de la dieta.
En circunstancias normales, la ingesta y el consumo de calorías deben estar en un estado equilibrado, es decir, la ingesta y el consumo son iguales, lo que es el equilibrio energético. Durante la etapa de crecimiento de los organismos, las sustancias del organismo van aumentando, especialmente proteínas y lípidos, por lo que existe un almacenamiento de energía. Pero cuando la ingesta supera la necesidad, se almacena en el organismo en forma de lípidos. Por el contrario, cuando la ingesta es inferior a la necesaria, el cuerpo se agotará de su propio material, lo que provocará emaciación.
Minerales A mediados del siglo XIX se descubrió que alimentar a los animales sólo con proteínas, grasas y carbohidratos no podía sustentar sus vidas, por lo que se creía que las cenizas después de quemar los alimentos debían tener efectos fisiológicos.
Sin embargo, los animales aún murieron después de una alimentación suplementaria con cenizas. No fue hasta que se descubrieron las vitaminas a principios del siglo XX y se aclaró gradualmente el importante papel de los minerales que se entendieron completamente los nutrientes. Hay decenas de elementos minerales en el cuerpo humano, que se encuentran ampliamente distribuidos por todo el cuerpo. Aún no se ha demostrado que todos estos elementos tengan funciones fisiológicas. Un pequeño número de estos elementos tienen funciones fisiológicas y se denominan elementos esenciales. Según su contenido en el organismo, se dividen en macronutrientes y micronutrientes. Los primeros incluyen calcio, fósforo, magnesio, potasio, sodio, cloro y azufre. Estos últimos incluyen hierro, cobre, zinc, manganeso, molibdeno, cromo, cobalto, níquel, vanadio, estaño, yodo, selenio, silicio, flúor, etc.
El calcio, el fósforo y el magnesio son los componentes principales de los huesos y los dientes. El magnesio es un componente importante de la clorofila vegetal. Las funciones fisiológicas del calcio, fósforo y magnesio son: el calcio y el magnesio juegan un papel sumamente importante en la contracción de las fibras musculares, la conducción nerviosa, la activación de reacciones bioquímicas y el calcio en la coagulación sanguínea. El fósforo participa en el metabolismo energético. El trifosfato de adenosina (ATP) es un compuesto importante para almacenar y liberar energía. El magnesio es una sustancia activadora que produce trifosfato de adenosina. El magnesio, el potasio, el sodio y el cloruro son electrolitos importantes para mantener el equilibrio ácido-base y la presión osmótica adecuada de los líquidos corporales. El azufre es un componente de los aminoácidos esenciales metionina y cistina que contienen azufre, y de varias vitaminas como la tiamina, el ácido pantoténico y la biotina. El grupo sulfhidrilo compuesto de azufre e hidrógeno juega un papel importante en las reacciones biológicas.
Entre los micronutrientes, el hierro es un componente importante de la hemoglobina y es portador de oxígeno. El cobre y el hierro tienen un efecto sinérgico en la síntesis de hemoglobina. El yodo es el componente principal de la tiroxina. El cromo es un componente del factor de tolerancia a la glucosa. El cobalto es un componente de la vitamina B12. Se sabe que el zinc es un grupo protésico para más de 40 enzimas, y su deficiencia provocará una detención del crecimiento y una inmadurez del desarrollo sexual. El manganeso, el molibdeno y el selenio también son componentes de las enzimas. El flúor también es un elemento imprescindible por su efecto anticaries. Se ha descubierto que los elementos restantes, como el níquel, el vanadio, el estaño y el silicio, tienen un rendimiento deficiente en experimentos con animales, pero sus mecanismos aún no se han dilucidado. La ingesta excesiva de elementos esenciales también puede tener efectos adversos en el organismo.
Las vitaminas son trazas de compuestos orgánicos necesarios para el organismo. Cada vitamina tiene su propia función fisiológica. La deficiencia causa enfermedades específicas y una deficiencia grave puede causar la muerte. Se divide en dos categorías: solubles en grasa y solubles en agua. Las vitaminas liposolubles actualmente conocidas son A, D, E y Ko. Las vitaminas hidrosolubles son ácido ascórbico, tiamina, riboflavina, niacina, vitamina B6, ácido fólico, cobalamina, biotina, ácido pantoténico, colina, alcohol, etc.