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. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, como enfermedad o estrés, la síntesis de nutrientes normalmente no esenciales puede estar comprometida, por lo que pasarían a ser esenciales. Estos nutrientes condicionalmente esenciales deben ser aportados por la dieta.
El organismo necesita macronutrientes (hidratos de carbono, proteínas y grasas) en cantidades bastante grandes y micronutrientes (vitaminas y algunos oligoelementos) 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 compuestos por tres o más monosacáridos unidos entre sí, que luego se descomponen en monosacáridos durante la digestión. 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, el glucógeno son hidratos de carbono complejos.
El índice glucémico es una forma de clasificar los alimentos en función de la rapidez con que el consumo de hidratos de carbono disponibles aumenta los niveles de glucosa en plasma en relación con un estándar. 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.
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.
Fibras
La fibra es un hidrato de carbono complejo y se presenta en varias formas (p. ej., celulosa, hemicelulosa, pectina, gomas). La fibra dietética puede ser soluble o insoluble. La fibra insoluble aumenta la motilidad gastrointestinal, previene estreñimiento, aumenta el volumen fecal y ayuda a controlar la enfermedad diverticular. Se cree que las fibras insolubles 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 12-17 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.
Proteínas
Las proteínas son moléculas orgánicas complejas que contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Las proteínas son necesarias para el mantenimiento, la función y el crecimiento de los tejidos. Hay proteínas específicas que actúan como enzimas, constituyen ciertas hormonas y cumplen un papel importante en el mantenimiento del balance hídrico. 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. Las proteínas provenientes de la dieta se degradan en péptidos y aminoácidos.
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. Además, los requerimientos de proteínas son más altos entre ciertos pacientes. Por ejemplo, las necesidades de proteínas aumentan en forma significativa durante el embarazo y la lactancia y en los períodos de rápido crecimiento y recuperación de la enfermedad. Los requerimientos de proteínas también aumentan con el envejecimiento (1, 2). Los adultos que intentan aumentar la masa muscular necesitan proteínas adicionales (p. ej., 1,4 a 2,0 g/kg/día) más allá de los requerimientos diarios promedio de aminoácidos esenciales (3).
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:
Una combinación perfecta se obtiene con la proteína del huevo, con un valor de 100.
Las proteínas animales en la leche y la carne tienen un VB alto (~90).
Las proteínas de cereales y verduras tienen un menor VB (~40)
Algunas proteínas derivadas (p. ej., gelatina) tienen un VB de 0.
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.
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. Hasta hace poco, 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. Sin embargo, en 2015, la U.S. Food and Drug Administration (FDA) eliminó los aceites parcialmente hidrogenados de su categoría generalmente reconocida como segura sobre la base de una amplia investigación que mostró que los ácidos grasos trans elevan el colesterol LDL, disminuyen el colesterol HDL y aumentan el riesgo de enfermedad coronaria. Desde junio de 2018, las grasas trans artificiales han sido prohibidas en los Estados Unidos.
Los ácidos grasos esenciales (AGE) son
Ácido linoleico, un ácidos graso omega-6 (n-6)
Ácido linolénico, un ácido graso omega-3 (n-3)
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. La ingesta adecuada de ácido alfa-linolénico coresponde a 1,6 g/día para los hombres y 1,1 g/día para las mujeres. La ingesta adecuada de ácido linoleico es de 17 g/día para los hombres y de 12 g/día para las mujeres entre 19 y 50 años. (La ingesta adecuada se define como la ingesta promedio de nutrientes consumida diariamente por una población de personas sanas). 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. Las ingestas recomendadas de ácidos grasos esenciales pueden cumplirse con 2 a 3 cucharadas de aceite vegetal al día o consumiendo alrededor de 88 a 100 mL de un pescado graso cocido como el salmón dos veces a la semana.
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).
Agua
El agua es considerada un macronutriente porque se necesita en cantidades de 1 mL/kcal (0,24 mL/kJ) de energía consumida, o aproximadamente 2500 mL/día. Los requerimientos varían con la fiebre, la actividad física y los cambios en el clima y la humedad. La ingesta adecuada de agua total es de 2,7 L para las mujeres y de 3,7 L para los hombres.
Referencias de macronutrientes
1. Bauer J, Biolo G, Cederholm T, et al: Evidence-based recommendations for optimal dietary protein intake in older people: a position paper from the PROT-AGE Study Group. J Am Med Dir Assoc 14(8):542-559, 2013. doi:10.1016/j.jamda.2013.05.021
2. Baum JI, Kim IY, Wolfe RR: Protein consumption and the elderly: What is the optimal level of intake? Nutrients 8(6):359, 2016. doi:10.3390/nu8060359
3. Campbell B, Kreider RB, Ziegenfuss T, et al: International Society of Sports Nutrition position stand: protein and exercise. J Int Soc Sports Nutr 4:8, 2007. doi:10.1186/1550-2783-4-8
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. Excepto las deficiencias de hierro y cinc, las deficiencias de microminerales son infrecuentes en países con bajas tasas de inseguridad alimentaria.
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.
Alimentos procesados, alimentos orgánicos y alimentos modificados genéticamente
Alimentos procesados
El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) define a un alimento procesado como cualquier producto agrícola crudo que ha sido lavado, limpiado, molido, cortado, picado, calentado, pasteurizado, blanqueado, cocinado, enlatado, congelado, secado, deshidratado, mezclado, envasado o sometido a cualquier otro procedimiento que altere los alimentos de su estado natural. Sobre la base de esta definición, casi todos los alimentos están procesados en cierto grado. Sin embargo, ciertos métodos modernos de procesamiento de los alimentos eliminan los nutrientes de los alimentos. Por ejemplo, la molienda elimina el salvado y el germeny, con ellos, la fibra, el hierro, y muchas vitaminas B de los granos. El procesamiento también suele agregar aditivos como conservantes (p. ej., benzoatos, sorbatos, nitritos, sulfitos y ácido cítrico); colorantes artificiales, saborizantes y edulcorantes; estabilizadores; emulsionantes; y vitaminas y minerales sintéticos y otros aditivos como sal, glutamato monosódico (MSG), azúcar, grasas y aceites refinados. Algunos aditivos alimentarios pueden afectar negativamente, sobre todo a los niños.
Los alimentos ultraprocesados (p. ej., dulces, refrigerios salados, bebidas azucaradas, comidas listas para el consumo y comida rápida) son cada vez más comunes y representan casi la mitad del suministro de alimentos en muchos países. Están hechos de ingredientes de bajo costo (incluyendo grasas no saludables, granos refinados y almidones, y azúcar y sal agregadas) que a menudo se combinan con aditivos alimentarios (incluyendo colorantes artificiales, saborizantes y conservantes) para que sean económicos y excepcionalmente sabrosos y para prolongar su tiempo de conservación. La mayoría contiene pocos o ningún alimento integral. Estos alimentos promueven la ingesta excesiva y el aumento de peso y aportan una escasez relativa de nutrientes valiosos, lo que aumenta el riesgo de resistencia a la insulina y posiblemente de otros trastornos (p. ej., enfermedad coronaria, depresión, síndrome del intestino irritable, cáncer, e incluso la muerte prematura).
Alimentos orgánicos
Para ser etiquetado como orgánico certificado por el USDA, los alimentos orgánicos deben cultivarse y procesarse de acuerdo con pautas federales que abordan muchos factores, como la calidad del suelo, las prácticas de cría de animales, el control de plagas y malezas y el uso de aditivos. Por ejemplo, para que la carne se etiquete como orgánica, los animales deben criarse en condiciones que se adapten a sus comportamientos naturales (como la capacidad de pastar en un campo), deben ser alimentados con alimento 100% orgánico y forraje, y no deben recibir antibióticos u hormonas. Para ser etiquetado con el sello de orgánico del USDA, un producto debe contener 95% de ingredientes orgánicos.
Aunque la certeza y la extensión de los beneficios para la salud atribuidos a los alimentos orgánicos siguen siendo desconocidas, la ausencia de antibióticos ayuda a prevenir la resistencia a los antibióticos. Los pesticidas sintéticos también pueden aumentar los riesgos de autismo, trastorno por déficit de atención/hiperactividad (TDAH) y deterioro de las habilidades cognitivas en los niños. Una estrategia para ayudar a contener el aumento de los costos de los alimentos orgánicos es considerar las listas anuales de niveles de pesticidas del Environmental Working Group (EWG) que enumeran los dirty dozen (productos contaminados con más pesticidas que otros cultivos) y clean fifteen (productos que tienen la menor cantidad de residuos de pesticidas).
Alimentos bioingenierios o genéticamente modificados
Los alimentos obtenidos mediante bioingenería o genéticamente modificados son alimentos que contienen microorganismos genéticamente modificados. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), estos alimentos contienen DNA que ha sido modificado a través de técnicas de laboratorio y que no puede ser creado a través de la cría convencional o encontrado en la naturaleza. Los alimentos genéticamente modificados han existido en el suministro de alimentos de los Estados Unidos desde principios de la década de 1990, y su seguridad en los humanos y los animales está supervisada por la U.S. Food and Drug Administration (FDA), la Environmental Protection Agency (EPA), y la USDA.
A partir de enero de 2022, los alimentos requieren un etiquetado que indique si se obtuvo mediante bioingeniería. Estos alimentos suelen ser ingredientes comunes y pueden ser difíciles de identificar.
Aunque el consumo de alimentos creados mediante bioingenieria no plantea ningún riesgo para la salud humana, los grupos de defensa de la seguridad alimentaria han planteado preocupaciones como el desarrollo de alergias (si el DNA transferido fue tomado de un alimento alergénico) y la resistencia a antibióticos como resultado del consumo de cultivos resistentes a los herbicidas que podrían en teoría transferir al tracto digestivo humano genes modificados resistentes a los antibióticos. La OMS ha declarado que el riesgo de dicha resistencia a los antibióticos es muy pequeño, aunque no insignificante.
Más información
US Department of Health and Human Services and US Department of Agriculture: Dietary Guidelines for Americans, 2020-2025
