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La alimentación es algo fundamental para cualquier ser vivo. Existen diferentes maneras para realizarlo, en base al tipo de alimento y la forma de consumirlo.

Los seres humanos son omnívoros (consumen tanto verduras

como carnes y otros productos) y tienen la facultad de regular la cantidad de alimentos y el modo en el cual se ingieren.

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Nutrición y dietética Ya han sido analizadas las propiedades celulares necesarias del módulo común de la PSU

de ciencias. Desde ahora comenzaremos el análisis de las funciones vitales del organismo. En otras palabras, observaremos los efectos y beneficios del actuar conjunto de las células.

En esta guía analizaremos el concepto de nutrición y dietética, que estudia la dinámica

de la alimentación de los organismos, en especial los humanos, donde las enfermedades causadas por una mala alimentación (como la aterosclerosis, anorexia, bulimia, obesidad, raquitismo, etc) están cobrando cada vez mayor importancia en la actualidad.

Concepto de dieta

Se define como dieta (del griego dayta; régimen de vida) un programa estructurado en el cual el cuerpo recibe un aporte calórico proveniente desde los alimentos. Dependiendo del tipo de organismo existen dietas mixtas (de varios tipos de alimentos) o dietas estrictas (solamente un tipo de alimento).

En la actualidad el concepto de dieta se asocia al acto de adelgazar (perder peso). Lo cierto es que los humanos crearon el concepto de dieta equilibrada ó dieta ideal, la cual se define como un programa alimenticio que proporciona la cantidad de calorías necesarias para lograr llevar a cabo las actividades propias de un individuo.

El gran conflicto en estos tiempos es la adopción fuerte de una dieta no equilibrada, en donde se incorporan más calorías de las que el cuerpo necesita. Dichas calorías se almacenan en forma de reserva (tejido adiposo) y conllevan al sobrepeso y/o obesidad, ligado a otras enfermedades.

Otra forma de dieta no equilibrada es aquella que no aporta las suficientes calorías para

que el organismo lleve a cabo sus funciones necesarias, enfrentándose a la necesidad de consumir sus propias moléculas para generar energía. Esto es muy común de observar en los países con pobreza extrema (como gran parte del continente Africano y Haití).

¿Qué factores afectan la dieta de una persona? Existe un componente social, que se ve reflejado en las reuniones de amigos, familiares, etc, en donde se tienden a consumir grandes cantidades de alimentos, altamente calóricos por lo general, y un componente individual, en donde las costumbres de la persona intervienen en el tipo de alimentos que ésta consume (por ejemplo, las personas vegetarianas no consumen carnes de ningún tipo. Ello conlleva a no incorporar una gran cantidad de grasas saturadas al organismo). A continuación analizaremos el concepto de alimento y sus diferentes tipos, así como la dinámica de los nutrientes.

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Los alimentos y sus nutrientes

Un alimento se define como una mezcla de nutrientes en presentaciones variables. La

clasificación de los alimentos se creó tomando en cuenta su origen. Un buen alimento debe contener cantidades variables de nutrientes, aunque no existe ninguno que aporte las cantidades simultaneas de todos para vivir (la teoría del alimento perfecto). Los nutrientes se definen como las unidades monoméricas de las biomoléculas, que son utilizadas por las células para sinterizar sus propias biomoléculas y generar energía (ATP). Así, ya sabemos que se consideran nutrientes los monosacáridos, los aminoácidos, los minerales y las vitaminas, que no hemos analizado aún.

¿En donde se encuentran la mayoría de los nutrientes? Las proteínas se encuentran mayoritariamente en carnes y lácteos. Los carbohidratos en panes, cereales y legumbres. Las vitaminas es fácil encontrarlas en verduras y frutas crudas. Finalmente, los lípidos son predominantes en los alimentos grasos, como la mantequilla, aceites y quesos.

El proceso a través del cual las grandes biomoléculas son degradadas hasta sus constituyentes mínimos, para ser absorbidos y utilizados como nutrientes es conocido como digestión (que se analizará en la próxima guía). Los nutrientes actúan como los ladrillos fundamentales del anabolismo. De esta manera, las etapas por las que debe pasar el alimento para ser utilizado por el organismo son:

Es frecuente encontrar a los alimentos organizados en una pirámide llamada pirámide alimenticia. En ella, las bases representan los alimentos que deberían ser consumidos periódicamente y el vértice representa los que hay que consumir moderada y ocasionalmente.

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La pirámide alimenticia se organiza según la extracción de energía que el organismo puede hacer de ellos. Es por eso que los carbohidratos como el pan, cereales, arroz, papas, etc, van en la base de la pirámide: Porque entregan energía de alta calidad y rápida utilización al organismo.

Si bien los lípidos pueden generar grandes cantidades de ATP no son el combustible de primera línea, sino que se metabolizan directamente para ser reservados, cuando están en excesos.

Las proteínas ingeridas en la dieta actúan supliendo los aminoácidos esenciales y como ladrillos para las proteínas neosintetizadas.

Las vitaminas son importantes coenzimas que permiten muchas reacciones fundamentales del organismo (como la síntesis de colágeno, una proteína estructural de los tejidos)

¿De qué manera puedo saber cuántos nutrientes me aporta cada alimento? Para ello existe una norma regida en casi todo el mundo en la cual cada alimento vendido en un país debe ir con una etiqueta nutricional (original y traducida al idioma del país, de ser necesario). A continuación se aprecia una tabla que destaca los aportes nutricionales de algunos alimentos consumidos en Chile:

Alimento Kcal/100g Proteínas Lípidos Calcio Fósforo Hierro Potasio LECHE Y DERIVADOS 61 1,2 1,9 29 - Trazas -

Leche materna

Leche vaca 57 3,2 3,2 115 102 0,07 149,5

Leche polvo 26%

454 28,6 24,3 - - - 1307

Queso chanco 335 26,3 28,9 742 505 0,7 83

Queso cheddar 387 26,3 28,9 809 515 0,9 -

HIEVO ENTERO 164 13,5 10,0 45 178 2,0 140

VACUNO 158 22,5 5,8 40 144 2,2 546

Cazuela

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Tomada de “composición química de los alimentos Chilenos”, Hermann Schmidt-Hebbel. 1994.

Ejemplos de etiquetas nutricionales chilenas:

(Izquierda) Etiqueta de Cachantun Más Limón (Derecha) Etiqueta de azúcar en cubitos blanca Iansa.

Las conocidas calorías representan la cantidad de energía utilizable que un alimento

entrega al organismo. Se miden por cada mil calorías (Kcal), correspondiendo una caloría a 4,18 Joules (unidad internacional para la energía). Recordemos que el organismo es capaz de utilizar

Lomo liso 150 23,0 5,6 10 103 5,5 520

Plateada 135 20,3 5,5 11 77 3,8 523

CERDO 266 20,6 18,2 21 107 1,3 731

Cazuela

Pulpa 136 21,2 4,4 16 99 1,2 384

AVES: 205 22,4 11,5 212 120 0,4 -

Pechuga

Muslo 136 22,0 3,3 23 141 2,2 -

MARISCOS 76 14,2 0,8 73 237 1,2 -

Cholgas

Choritos 58 10 1,8 - - - -

Almejas 127 20 3,3 62 458 5,2 -

Erizo 121 14,4 5,1 38 294 0,4 -

FARINACEOS 363 6,4 0,8 8 85 20 46

Arroz

Maicena 353 10,6 4,5 16 - - 23

Maiz 341 10,6 4,5 8 333 3,2 -

Fideos 336 11,7 0,1 65 150 5,4 160

Galletas obleas 526 6,3 30,4 136 154 1,4 280

LEGUMBRES: 334 21,1 1,8 49 270 16,8 738

Arvejas

Protos crudos 317 20,6 1,6 164 325 7,3 1165

Garbanzos crudos

349 9,7 0,7 134 324 7,3 728

Lentejas crudas

326 24 1,3 63 365 6,5 721

VERDURAS 25 1,3 0,4 124 26 3,7 189

Acelga cruda

Alcachofa 49 2,5 0,4 49 36 0,7 -

Coliflor 22 1,5 0,5 27 34 0,4 186

Lechuga cruda 15 1,7 0,4 60 35 2,2 14

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glucosa, ácidos grasos, proteínas y nucleótidos para generar energía, pero que los carbohidratos son la primera fuente de energía que el cuerpo hará uso.

Cabe señalar que algunos nutrientes, como las vitaminas, vienen expresados en

porcentajes comparados a la dosis diaria recomendada (DDR), establecida por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Cada uno de los nutrientes listados en las etiquetas nutricionales debería ser ingerido en base a la DDR, para garantizar el aporte equilibrado de cada uno de ellos. Sin embargo, lo antes mencionado debe ser evaluado según la condición de la persona (normal, enferma, obesa, post-operados, etc).

A continuación analizaremos las características especiales de cada nutriente:

▪ Los carbohidratos.

Los carbohidratos aportan sobretodo glucosa al organismo, así como otros monosacáridos como la fructosa. Ambas son utilizadas activamente por el organismo para la producción de ATP. Si bien, éste posee otras vías de producción (como la β-oxidación de ácidos grasos y la desaminación oxidativa de aminoácidos), la vía preferencial es la respiración celular en base a glucosa, debido a que las otras moléculas son destinadas a la constitución de estructuras celulares.

Se debe tener cuidado con la ingesta diaria de carbohidratos, puesto que los alimentos que los contienen aportan mucha energía al organismo. Al superar esta energía a nivel diario, esta energía será transformada a diferentes reservas energéticas (como el tejido adiposo).

▪ Las proteínas

Las proteínas aportan sobretodo aminoácidos esenciales, los cuales no pueden ser fabricados por el organismo.

Recordemos que existen veintidós aminoácidos en la naturaleza capaces de conformar proteínas. De esos veintidós, los que se consideran esenciales son:

Leucina

Isoleucina

Lisina

Valina Triptofano

Tirosina

Fenilalalina

Treonina

Metionina

Histidina

Un punto importante sobre la obtención de los diez aminoácidos esenciales es que ellos no se encuentran en un solo alimento, sino que deben consumirse distintas fuentes de aminoácidos esenciales para poder obtenerlos todos. Por ejemplo, las semillas de sésamo (o ajonjolí) tienen

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mucha cantidad de metionina (1,65 g/100g). Por otra parte, la lisina no es sintetizada en ningún organismo animal, debiendo ser consumida a través de distintas plantas y cereales, como las lentejas.

▪ Los lípidos

Recordemos que estas moléculas no son polímeros, y que existen diferentes familias mencionadas (como los fosfolípidos, los triglicéridos, las ceras y los esteroles). A nivel nutricional los lípidos constituyen un nutriente fundamental, principalmente por el aporte a la constitución de reservas energéticas en el tejido adiposo y por aportar ácidos grasos esenciales al organismo. Algunos ácidos grasos pueden ser absorbidos y pasar directamente a ser constituyentes de membrana.

Los ácidos grasos esenciales consisten en moléculas de ácidos grasos poliinsaturados presente mayoritariamente en carnes de pescados blancos. Los ácidos grasos esenciales importantes para la PSU consisten en el ácido linoleico, el acido α-linolénico y el ácido docosahexaenoico (DHA, omega-3). Los dos primeros participan en la biosíntesis del DHA.

Dos moléculas de DHA

La importancia del DHA radica en la cooperación con una serie de procesos vitales como la

mielinización de las neuronas, la biosíntesis de neurotransmisores, la diferenciación de células linfocitarias específicas, síntesis de tromboxanos y prostaglandinas (respuesta inflamatoria) y el desarrollo del aprendizaje e inteligencia, entre otros.

Es común encontrar productos para lactantes y niños menores de 4 años que vienen adicionados con DHA y otros ácidos grasos, debido a que el sistema nervioso desde el nacimiento comienza a desarrollar y madurar el aprendizaje intelectual, motriz y racional, por lo tanto es esencial entregar un buen aporte de un importante biomodulador de dichos procesos.

▪ Minerales

Los minerales aportan diferentes funciones al organismo, dependiendo del elemento en cuestión. Por ejemplo, el hierro (Fe) es esencial para la biosíntesis de hemoglobina, el calcio y el fosforo (Ca y P respectivamente) participan en la formación de hidroxiapatita o fosfato cálcico, el compuesto que otorga la rigidez a la matriz osea de los huesos. También pueden ser reguladores de pH, moduladores de biomoléculas, etc.

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Las vitaminas

Las vitaminas son nutrientes reguladores que no aportan energía al organismo. Tienen diferentes funciones según la estructura de la vitamina, pero en general participan como coenzimas en diferentes reacciones vitales, aportan importantes pigmentos y moléculas iniciales para transducciones nerviosas (como la vitamina A y la visión)

Existen vitaminas hidrosoluble, que corresponden a la mayoría de las descubiertas hasta la fecha, y vitaminas liposolubles, que es necesario aprender para la PSU, debido a que sabiendo cuales son liposolubles se puede hacer la distinción de las hidrosolubles.

Las vitaminas liposolubles son la vitamina K, D, E y A, que se pueden aprender fácilmente a través de la palabra DEKA. Los datos específicos de estas vitaminas son:

FORMAS QUIMICAS ACTIVAS

Vitamina A Vitamina D Vitamina E Vitamina K Retinol Calciferol Tocoferol Naftoquinona

FUENTE ALIMENTICIA

Hígado, zanahoria, yema de huevo,

mantequilla, crema, legumbres verdes o amarillas, melón y

damascos

Alimentos irradiados con

luz solar, mantequilla,

yema de huevo, hígado,

salmón, sardinas, atún.

Germen de trigo,

vegetales, aceites

vegetales, maní,

margarina.

Repollo, coliflor,

espinaca, hígado de

cerdo, aceite de soya.

FUNCION

Mantiene el buen funcionamiento de células epiteliales, huesos, mucosas y

permite la visión (rodopsina)

Absorción y utilización del calcio en el crecimiento

óseo.

Potente antioxidante. Mantiene la

función de los tejidos

reproductores y musculares.

Necesaria para la formación de

protrombina (coagulación sanguínea)

MANIFESTACIONES DE SU

DEFICIENCIA

Ceguera nocturna, piel reseca y áspera,

mucosas resecas.

Niños: Raquitismo

Adulto:

favorece la osteoporosis

Desconocido en humanos

En ratas

machos causa infertilidad

Coagulación sanguínea

lenta. Enfermedades hemorrágicas en el recién

nacido. Falta de

protrombina.

REQUERIMIENTO EN EL HUMANO

ADULTO (mg/24hrs) 0,75 0,01 10-25 4

Tomado de guía de preparación PSU biología Pedro de Valdivia DSI-BM39, 2007.Con autorización.

Las vitaminas hidrosolubles corresponden a la vitamina C y al complejo de vitaminas B. Su

función en el organismo se resume en la siguiente tabla:

Vitamina Fuente alimenticia Función

C (acido ascórbico) Cítricos, frutillas, melón, tomate, pimentón, perejil,

nabo, entre otros.

Estimulación de defensas. Cofactor esencial de la

biosíntesis del colágeno.

B1 (Tiamina) Cerdo, hígado, vísceras, granos enteros, cereales

Metabolismo de carbohidratos

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enriquecidos, nueces, legumbres, papas.

B2 (Riboflavina) Hígado, leche, carne, huevos, cereales enriquecidos, hongos.

Metabolismo de carbohidratos y aminoácidos.

B3 (Niacina, Nicotinamina)

Hígado, aves, carnes, pescados, legumbres, hongos,

cereales enriquecidos.

Metabolismo de carbohidratos y aminoácidos.

B5 (Acido pantoténico, Vitamina W)

Hígado, vísceras, huevos, cereales de granos enteros,

legumbres, salmón.

Componente de la coenzima A, crecimiento y salud de

todos los organismos

B6 (Piridoxina) Cerdo, hígado, legumbres, granos, papas, plátanos.

Metabolismo de lípidos y aminoácidos

B8 (Biotina) Carne de pollo, espinacas, garbanzos, cereales, palta, sardinas, plátano, lentejas.

Metabolismo de lípidos y eritropoyesis (formación de

eritrocitos)

B9 (acido fólico, vitamina M)

Hígado, leche, carnes, jugo de naranja, palta, brócoli, coliflor,

col de Bruselas, acelgas y espinacas.

Ayuda notablemente a prevenir los defectos en la

médula espinal y cerebro de los recién nacidos. Participa en la formación de células

sanguíneas (hematopoyesis)

B12 (cianocobalamina) Hígado y otras carnes. Verduras.

Metabolismo de aminoácidos, crecimiento, hematopoyesis, síntesis de

colina.

¿Cómo calculamos la dieta ideal? El IMC y la TMB

Para lograr establecer la dieta ideal (aporte calórico justo para satisfacer las demandas del organismo), debemos comprender cuanta energía gasta nuestro organismo en mantener los procesos vitales y luego ajustarlo según el nivel de gasto muscular que posea.

La Tasa Metabólica Basal o TMB es un cálculo que permite aproximar la cantidad de calorías que el organismo invierte para mantener todos los procesos fisiológicos que nos permiten estar vivos. Para calcularlo existe una tabla correspondiente:

Edad (años) Mujeres Hombres

0-3 61 · Kg – 51 60,9 · Kg – 54

3-10 22,5 · Kg + 499 22,7 · Kg + 495

10-18 12,2 · Kg + 746 17,5 · Kg + 651

19-30 14,7 · Kg + 496 15,3 · Kg + 679

31-59 8,7 · Kg + 829 11,6 · Kg + 879

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Para establecer un gasto total del organismo debemos incorporar el concepto de Factor de

Ajuste corregido, que integra gastos como el nivel de actividad física, gastos por crecimiento, embarazo, etc. La tabla de factor de ajuste corresponde a:

Nivel de Actividad Física Mujeres Hombres

Sedentaria 1,2 1,2

Ligera 1,7 1,7

Moderada 2,2 2,7

Pesada 2,8 3,8

Trabajo CV 6 6

Crecimiento 60 Kcal 60 Kcal

Embarazo 300Kcal --

Lactancia 600Kcal

De esa manera, tenemos en el cálculo nutricional:

Ejemplo de cálculos de gastos energéticos Una adolescente de 17 años que pesa 55Kgs

1. Su metabolismo basal corresponde a 12,2 x 55 + 736 = 1.407 Kcal/día. Ese número debe transformarse a Kcal/hora dividiendo 1.407 en 24= 59 Kcal/hora.

2. Incorporamos las actividades que esta mujer realiza durante el día: o Duerme 8 horas (se considera metabolismo basal): 59 x 8 = 472 Kcal o Caminar, ducharse y tomar locomoción, lo cual toma 5 horas. Se considerará

actividad física ligera, por lo cual: 59 x 1,7 x 5 = 502 Kcal. o Estudiar 4 horas (actividad física ligera): 59 x 1,7 x 4 = 401 Kcal o Ver televisión y conversar 3 horas, lo cual es actividad física sedentaria: 1,2 x

59 x 3 = 212 Kcal o Actividad recreativa por 4 horas (actividad física moderada): 59 x 2,2 x 4 =

519 Kcal

En total esta mujer requiere un aporte calórico de 1.407 + 472 + 502 + 401 + 212 + 519, o sea, de 3513 Kcal/día.

En el caso que esta mujer se encontrara embarazada, se deben adicionar 300 Kcal/día a esa suma. Luego, durante la lactancia, ese gasto se duplicará, necesitando 600Kcal/día para la producción de leche y amamantamiento.

▪ El IMC

El Indice de Masa Corporal o IMC corresponde a un número interpretable respecto a una tabla que indica el estado nutricional de una persona. Los factores primarios de este cálculo con el peso y la estatura de una persona, teniendo la formula:

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Así, un hombre de 77Kgs con 1,63 de estatura tendrá un IMC de 28,9, que en la tabla de datos se interpreta como:

Índice de masa corporal

Enflaquecido <20

Normal 20 – 24,9

Sobrepeso 25 – 27,8 (hombre) 25 – 27,3 (mujeres)

Obeso leve 27,9 – 30 (hombres) ; 27,4 – 29 (mujeres)

Obesidad 30 – 38 (hombres) ; 29 – 38 (mujeres)

Obesidad Mórbida >38 (hombres y mujeres)

Este hombre se encuentra en una condición de obesidad leve, por lo que con este dato

pude reajustar la ingesta calórica diaria, a modo de reducir su masa corporal y disminuir su IMC.

Ejemplo de ejercicio PSU:

MC De los siguientes conjuntos de alimentos, ¿cuál de ellos aporta fundamentalmente

proteínas? a) Tomates, huevos y zanahorias b) Fideos, carne roja y tomates c) Paltas, pescado y arroz d) Pescado, pollo y carne roja e) Pollo, arroz y manzanas

Extraído de la Prueba de Selección Universitaria Ciencias DEMRE, 2008.

La respuesta correcta en este caso es la alternativa d). La alternativa a) propone alimentos predominantemente vitamínicos (tomates y

zanahorias). La alternativa b) propone una mezcla de carbohidratos (fideos), proteínas (carne roja) y vitaminas (tomates). La alternativa c) propone La misma mezcla que la alternativa b). La alternativa d) propone pescado, pollo y carne roja, todas carnes. Las carnes poseen abundantes proteínas. La alternativa e) propone pollo (proteínas), arroz (carbohidratos) y manzanas (vitaminas).

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Tip PSU Esta materia es muy importante para la PSU, sobretodo en la comprensión de las

consecuencias de una mala nutrición y de los cálculos de las demandas energéticas en situaciones especiales.

Es conveniente complementar esta guía con la guía de aparato digestivo y de salud

biológica I, para tener una noción completa de los procesos nutritivos.