Nutrición LAS PROTEÍNAS Funciones. Metabolismo
Requerimientos
Calidad nutricional proteica


Prof. María Catalina Olguin

Funciones Forman la mayor parte de la estructura corporal. Músculos, órganos, enzimas, anticuerpos, algunas hormonas, membranas. Adulto de 70 Kg

11kg de proteínas

50% Músculo esquelético 15% piel y sangre 10% vísceras metabólicamente más activas 25% cerebro, pulmones, corazón, matriz ósea La mitad de las proteínas está constituida por: miosina, actina, colágeno y hemoglobina. Colágeno 25% del total

Composición Estructuras 50% DEL PESO SECO DE SERES DEL REINO ANIMAL ES PROTEÍNA

Son macromoléculas, polímeros de aminoácidos vinculados por UNIONES PEPTÍDICAS = COOH + NH2

20 aminoácidos componen las proteínas de los sistemas biológicos = ALFABETO

Estructura primaria = secuencia de aminoácidos

Estructura cuaternaria = unión de dos o más proteínas

Estructura secundaria y terciaria = orientación tridimensional

La estructura 2aria, 3 aria y 4 aria se desarma por tratamientos térmicos, etc. = desnaturalización. La 1ria por hidrólisis ácida o enzimática

Aminoácidos habitualmente presentes en las proteínas Estructura química

Indispensables

Derivados de ácidos alifáticos




De ácidos ramificados De hidroxiácidos De ácidos dicarboxílicos Con cadenas laterales básicas Aromáticos

Condicionales Dispensables Glicina (Gly)

Valina (Val) Leucina (Leu) Isoleucina (Ileu) Treonina (Thr)

Serina (Ser) Glutámico (Glu) Aspártico (Asp)

Histidina (His) Lisina (Lys) Fenilalanina (Phe) Triptofano (Trp)

Arginina (Arg)

Tirosina (Tyr) Prolina (Pro)

Iminoácidos Cisteina (Cys)

Azufrados

Alanina (Ala)

Metionina (Met)

Taurina (Tau)

Hidroxiprolina (Hyp)

Pérdidas de Nitrógeno
ONL para cada especie una constante. Inversamente

relacionada con tamaño corporal.
Hombre adulto ONL diaria= Nu + Nf + N teg
ONL = 37mg/kg + 9mg/kg+8mg/kg= 54mg/kg xdía
Equivale a 0,34g prot/kg x día ~50% del req diario 9 Nu 8 g/d 7 Nu = urea disminuye al 50%

2

en dietas LP 1234567

14

días

Balance Nitrogenado
BN = Ni –Ne
B= I - [U + F + T]
B = I - [(Ui+Um) +(Fi+Fm) + ΣT ]
B = I - [(Ui+Fi) +(Um+Fm) + ΣT ]
Um+Fm = gasto nitrogenado de mantenimiento
B= 0 adulto
B + crecimiento, embarazo, recuperación deficiencias
B – anabolismo disminuido, catabolismo aumentado:

desnutrición, stress, senectud, infecciones

Ingresos

Esquema del metabolismo

Ingesta proteica

Síntesis

proteico Músculo Pool de AA

Intestino

plasmáticos Vísceras Proteínas

Hígado

secretadas Proteínas del plasma Riñón

y células de la sangre

PÉRDIDAS Fecal EXCRECION DE

N

No digerido Secreciones Descamaciones

Urinaria Urea, creatinina ácido úrico, amoníaco

Otras vías Descamaciones, sudor tegumentos, pelo, etc

Absorción de aminoácidos Enzimas pancreáticas Tripsina

Péptidos Carboxipeptidasa B

AA Básicos Péptidos de Dicarboxílic

Quimotripsina

Péptidos

Péptidos pequeños

de Gly de Pro y OH Pro

PROTEÍNA Carboxipeptidasa A

Péptidos neutros Elastasa

Péptidos

AA Neutros

LUZ

INTESTINAL

Absorción de aminoácidos Enzimas del Ribete

Enzimas del citosol

Na


Lys Arg

Peptidasa ácida

Glu Asp

Glicina peptidasa


Imino peptidasa



Peptidasa


AA neutros

Gly Pro OH Pro

neutra Peptidasa neutra

Na

MUCOSA

INTESTINAL

AA neutros

Absorción de aminoácidos Condiciones para que se produzca Transportadores específicos de aminoácidos de la membrana intestinal Forma L Grupo alfa NH2 libre La afinidad por el transportador aumenta al aumentar el largo de la cadena

Distribución posabsortiva del Nitrógeno
8 hs después de ingestión

28% del N como AAL Pozos (pools) metabólicos 30% región esplácnica

72% como proteínas 70% tejidos periféricos

Recambio Proteico Estado dinámico. Remodelación y degradación de proteínas del organismo. Vida media muy variables. Proteínas de rápido recambio: las de transporte y hormonas. Lento: conectivo, músculo. La proteína recambiada supera a la ingerida significativamente.

Destino de las proteínas en el organismo

Pozos subcelulares

Ingesta

Absorción

Pozo músculo

Pozo de AA libres en el plasma

Pozo hígado Egresos

N fecal

N no absorbido + secreciones y descamaciones

Pozo otros tejidos

N urinario

Variable Dieta dependiente

N ureico

Fijo Riñón Creatinina Ácido úrico, Amoníaco, indeterminado

piel

Pelo uñas

Sudor, cortes y descamación

Ingresos Ingesta Proteica 90g

Aspectos cuantitativos del Metabolismo proteico

Síntesis

Músculo 75g

Pool de AA

Intestino

plasmáticos Vísceras 127g Proteínas Secretadas 70g

Hígado Proteínas del plasma y células de la sangre

Absorbido > 90% 150g

Riñón

48g

PERDIDAS EXCRECION de N Proteínas

Fecal 1,6 g 10g

Urinaria 12 g 75g

Otras vías 0,8 g 5g

Síntesis Total 250g

Cooperación interorgánica en el M. proteico.
Contribuye a la homeostasis de la proteína corporal. En

períodos post absortivos una parte de la proteína endógena se emplea como fuente de E; trasaminación hepática y eliminación de NH2 por L α AA oxidasas de riñón e hígado + ciclo de la urea. Glucosa Músculo Hígado Glu

Glu

Pir

Pir Ala

Ala

NH2 Alanina Urea

Productos finales del catabolismo proteico
16g N por día.
En general para un consumo de 100g de proteínas

diarias la excreción es de 95% por orina y resto fecal.
Urea es el 90% para ingestas proteicas altas y más del 50% para el caso de bajas
Creatinina: 3,5%;
ácido úrico 1%
fracción de comp variable 4%.
N amoniacal en orina 3%; aumenta en elevada ingesta proteica y presencia de restricción energética.

CALIDAD DE LAS PROTEÍNAS ALIMENTICIAS La función de las proteínas alimenticias es: (1) proveer los 9 aminoácidos indispensables y (2) los no indispensables que se emplearán para reposición La calidad nutricional proteica depende: (a) de la composición en aminoácidos y sus proporciones (b) de su digestibilidad (c) de la composición media de las proteínas corporales (d) de las necesidades impuestas por el crecimiento

La digestibilidad proteica depende de: •Solubilidad en aparato digestivo •Exposición de los enlaces peptídicos a las enzimas •Demás constituyentes de la dieta

Digestibilidad =

Nitrógeno absorbido Nitrógeno ingerido

Valor nutritivo =

%

V. B. =

Nitrógeno retenido % Nitrógeno absorbido

Nitrógeno retenido

% (U.P.N.)

Nitrógeno ingerido

Se utilizará mejor una proteína cuya composición sea lo más semejante posible a las de quien las ingiere.

Valor biológico
El valor biológico de una proteína depende

de:
Su composición en AA indispensables
La proporción en que se encuentran
La especie
La edad
El estado fisiológico

Calidad nutricional proteica Evaluación por métodos biológicos Disponibilidad de AA %

NPR =

=

Ingesta total de AA – Excreción fecal x 100 Ingesta total de AA

Aumento de peso animales ensayo + Pérdida Lote LP Peso de Proteína consumida

NPR = Net Protein Ratio PER (Protein Efficiency Ratio) = sin pérdida de peso lote LP PER corregido o ajustado = relativo a Proteína referencia (caseína)

Evaluación por métodos químicos Concepto: AMINOÁCIDO LIMITANTE

Chemical score

=

mg de AA en 1 g de Prot en estudio mg de AA en 1 g de Prot de referencia

(mg de AAL/g de proteína) x (Dv%) PDCAAS

= mg del mismo AAI/g de P Referencia

X 100

Valor Biológico y AA limitante representación esquemática 6 5 4 3 2 1 0 Ideal (VB 100)

P 1 (VB 75%)

Proteínas con 4 aminoácidos

P 2 (VB 50%)

P 3 (VB 0%

P 4 (VB 50%)

Disminución de la disponibilidad de aminoácidos Pardeamiento no enzimático R - COH + R' - NH2










N- Glucosil-amina: Reordenamiento de Amadori 1-amino-1-deoxi-2-cetosa Escisión


Aldehido pirúvico,

acetol,

Deshidratación intensa

Deshidratación

Furfurales, dehidrofurfurales, Reductonas, diacetilo, sust. aromáticas,etc. dehidroreductonas,sust. aromát





Degradación de Strecker




Aldehidos + CO2






Polimerización e insolubilización




MELANOIDINAS

Consecuencias de la Reacción de Maillard

Proteína

Hidrólisis ácida

Lisina total

(Lisina disponible)

Reacción de Maillard Lisina disponible

Lisina no disponible

Lisina bloqueada

Lisina destruida

(Aldosilamina)

Desoxicetosa

Por hidrólisis ácida se recupera 100%

Se recupera 50%

Melanoidinas

No se recupera

Disminución de la disponibilidad de aminoácidos * Destrucción de AA Azufrados debido a oxidación de SH – por peróxidos de lípidos. Producción de Metilsulfóxidos. * Factores Antitrípsicos: leguminosas. Inactivación con calor húmedo. * Tratamientos alcalinos severos: destrucción de cistina, arginina, treonina, serina, lisina.

Los aminoácidos disponibles se determinan por métodos biológicos. La Lys disponible: FDNB (Carpenter modificado por Raghvendar Rao)

Necesidades de Proteínas FAO/OMS/UNU 1985 Requerimiento proteico: el menor nivel de ingesta que equilibra las pérdidas de nitrógeno en personas que mantienen el balance energético a un nivel de actividad física moderada . DRI, NAS 1997 el requerimiento de un nutriente es en forma global, “el valor de la menor cantidad de ingesta diaria que cubre las necesidades definidas por el indicador específico o criterio de adecuación para individuos aparentemente saludables”

La proteína en exceso no se acumula sino que se transforma en glucosa o lípidos y se emplea como fuente energética o se acumula. Cada g de proteína = 4kcal

Los alimentos de origen animal presentan mayor contenido proteico y su composición en aminoácidos indispensables es más acorde con los requerimientos. Las proteínas de origen animal son más digeribles que las de origen vegetal.

En el caso de los lactantes es crítica la calidad de la proteína Proteínas de referencia : composición cuali/cuantitativa en aminoácidos indispensables más adecuada para cubrir los requerimientos.

Lactantes: leche materna Adultos: referencias Food & Nutrition Board Institute of Medicina

Composición en AAI de fuentes proteicas de importancia (mg/g de proteína) Aminoácido

Origen Animal Leche Leche vaca hum

Histidina

Carne vacuna

Origen vegetal Porotos de soja

Harina de trigo

23

28

34

27

22

101

98

81

81

63

Isoleucina

57

60

48

49

40

Lisina

69

79

89

67

26

+ Cistina

38

34

40

30

35

Treonina

47

45

46

43

27

+ Tirosina

87

96

80

90

81

Triptofano

18

14

12

15

11

Valina

56

67

50

50

43

Leucina

Metionina

Fenilalanina

Proteínas de referencia propuestas para distintos grupos etáreos (de NAS 2002) Aminoácido


Infantes * Pre escolares 1 a 3 mg/g de prot

Histidina

mg/g N

Adultos (18 y +) mg/g prot

mg/g N

23

18

114

17

104

101

55

341

52

322

Isoleucina

57

25

156

23

142

Lisina

69

51

320

47

294

+ Cistina

38

25

156

23

142

Treonina

47

27

170

24

152

+ Tirosina

87

47

291

41

256

Triptofano

18

8

43

6

38

Valina

56

32

299

29

180

Leucina

Metionina

Fenilalanina

* de la composición de leche materna

In gesta recomendada de proteínas FAO/OMS/UNU 1985 Edad

I recomendada g/kg/d

Edad

I recomendada

g/kg/d

Mujeres

Varones

3a6m

1,86

10-11

1,00

0,99

6a9m

1,65

11-12

0,98

0,98

9 -12 m

1,48

12-13

0,96

1,00

1-2a

1,22

13-14

0,94

0,97

2-3a

1,13

14-15

0,90

0,96

3-4a

1,09

15-16

0,87

0,92

4-5a

1,06

16-17

0,83

0,90

5-6a

1,02

17-18

0,80

0,80

6-9a

1,01

Adultos

0,75

0,75

9 -10 a

0,99

Embarazo 1er T 1,2 (g/día adicionales) 2do T 6,1 3er T 10,7 Lactancia 6m 17,5

más de 6m 13,00

Necesidades de proteínas según NAS, 2002 Niños

Adolescente s y adultos

Grupo etáreo Criterio g/kg/día

Grupo etáreo Criterio

Mujeres

Varones

EAR

0,71

0,73

RDA

0,85

0,85

EAR

0,66

0,66

RDA

0,80

0,80

EAR

0,66

0,66

0,80

0,80

0-6m

AI

1,52

7-12m

AI

1,52

RDA

1,50

EAR

0,88

RDA

1,10

EAR

0,76

RDA

RDA

0,95

Embarazo 1er RDA

1 -3 años

4-13 años

14 a 18 años 19 a 70 años

> 70 años

g/kg x día

1,10 (g/día adicionales)

2do

14,7

3er

27,3

INGESTA DIARIA RECOMENDADA DE PROTEÍNAS Balance proteico o nitrogenado: B = I - E Adultos: equilibrar egresos con ingresos. B = 0 Balance +: Niños = (crecimiento) Embarazadas Balances - = Hambre, enfermedad Recomendaciones: 0.8g de proteína/kg de peso x día (cubre requerimientos + nivel de seguridad) Ej: adulto 70kg = 0.8 x 70 = 56g de proteína /día Para infantes: requerimiento 1.6g/kg día Embarazo: 6g diarios más durante los 9 meses Actividad deportiva intensa: 1.3 a 1.5 g/kg x día más


VALORES PARA LA DIGESTIBILIDAD DE PROTEINAS EN EL HOMBRE


_________________________________________________________________________






PROTEINA




_________________________________________________________________________

DIGESTIBILIDAD VERDADERA


Huevo
Leche, queso
Carne, pescado

97 ± 3 95 ± 3 94 ± 3

RELATIVA A LAS PROTEINAS DE REFERENCIA

100 100 100




________________________________________________________________
















Maíz Arroz sin cáscara Trigo entero Harina de avena Harina de soja Porotos Maíz + porotos Maíz + porotos + leche Dieta de arroz (India) Dieta de arroz (India) + leche Dieta mixta (Brasil) Dieta mixta (Filipinas) Arroz (India) + porotos




Valor promedio ± Desviación standard

85 ± 6 88 ± 4 86 ± 5 86 ± 7 86 ± 7 78 78 84 77 87 78 88 78

89 93 90 90 90 82 82 88 81 92 82 93 82

% de las Ingestas Recomendadas que se deben cubrir con A. A. Indispensables 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Lactantes

Pre-escolares

Scrimshaw N, 1999

Escolares

Adultos

Cantidad de diferentes proteínas necesaria para cubrir los requerimientos de aminoácidos esenciales 6

4,9

5

4

g r/ K g x d ía

3,4

3 2,6

2

2,1

2

1

0,75 0,33

0,42 0,25

0,39

0,53

0 Leche humana

huevo

leche de vaca

patrón FAO

maíz

necesidades leche humana

Lactante

Adulto

huevo

leche de vaca

patrón FAO

maíz

El consumo de proteínas en el mundo
Fuentes de proteínas en la dieta de distintos países (%)








En desarrollo Cereales 58.8 Carnes 8.6 Legumbres 7.4 Leche y lácteos 5.6 Pescados, mariscos 4.1 Vegetales 3.5

Desarrollados 29.1 26.4 1.7 16.7 7.3 3.5

CONTENIDO DE MACRONUTRIENTES DE ALGUNOS ALIMENTOS en g cada 100g de alimento

Proteínas

Carne vacuna Costeletas Falda Nalga Lomo Pollo Pechuga sin piel Pechuga con piel Muslo sin piel Huevos enteros Yema Clara

18.9 17.9 21.2 20.0 23.4 18.8 20.6 12.9 16.0 10.9

Lípidos 13.5 21.0 1.8 4.0 1.9 5.1 4.7 11.5 30.6 vestigios

Hid. de C. 0 0 0 0 0 0 0 0.9 0.6 0.8

CONTENIDO DE MACRONUTRIENTES DE ALGUNOS ALIMENTOS en g cada 100g de alimento

Proteínas

Leche entera Leche parc.desc Queso cremoso Queso Edam Queso Sardo Yogur entero Manteca Dulce de leche

Lípidos

Hid. De Carbono

3.2

3.9

4.8

3.3

1.5

5.0

3.1

47.4

vestigios

26.0

25.4

vestigios

39.4

32.7

vestigios

5.7

3.0

7.8

0.5

82 - 85

8.1

9.0

vestigios 56.8

CONTENIDO DE MACRONUTRIENTES DE ALGUNOS ALIMENTOS en g cada 100g de alimento

Proteínas

Pan francés Galletitas de agua Galletitas dulces Polenta (82.7% agua)

Lípidos

Hid. de C

9.3

0.2

57.4

13.5

15.1

62.0

8.5

10.1

73.0

3.2

0.4

13.7

74.8

1.2

0.2

23.0

85.7

0.7

0.2

12.9

84.1

0.3

0.4

14.9

92.9

0.5

--

5.9

H2O Banana Ciruela Manzana Pomelo

BIBLIOGRAFÍA
Biesalski, Hans Konrad “Nutrición: texto y atlas”. Ed. Médica Panamericana, Madrid, 2007.
López LB y Suárez MM “Fundamentos de Nutrición

Normal”, Ed El Ateneo, Buenos Aires, 2013.
Portela M.L de “Energía y Macronutrientes en la

Nutrición del siglo XXI” Ed.La Prensa Médica Argentina, Buenos Aires, 2006.