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Grasas como fuente de energía

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Como sabemos que la fuente de energía preferida para nuestro cuerpo (fuente) son los carbohidratos, pero el músculo cardíaco es una excepción y necesita alguna explicación para esta excepción, ¿por qué la fuente de energía preferida para el músculo cardíaco son las grasas FATS?


¡Buena pregunta! Encontré un gran artículo sobre el metabolismo de los ácidos grasos en el músculo cardíaco en condiciones saludables y patológicas. Como se indica en este documento, los ácidos grasos de cadena larga se utilizan mediante beta-oxidación para satisfacer la necesidad de alta energía de la contracción continua. La beta-oxidación de ácidos grasos de cadena larga produce muchos más ATP que glucosa. Según wikipedia:

Para una grasa saturada de número par (C2n), son necesarias n - 1 oxidaciones y el proceso final produce una acetil CoA adicional. Además, se pierden dos equivalentes de ATP durante la activación del ácido graso. Por lo tanto, el rendimiento de ATP total se puede establecer como: (n - 1) * 14 + 10 - 2 = ATP total o 14n-6 (alternativamente) Por ejemplo, el rendimiento de ATP de palmitato (C16, n = 8) es: ( 8 - 1) * 14 + 10 - 2 = 106 ATP

Mientras que una sola molécula de glucosa produce 36 ATP (en condiciones aeróbicas)

Por lo tanto, el uso de ácidos grasos (grasas) en el músculo cardíaco es beneficioso debido a su mayor concentración de energía. También es de destacar que esto no ocurre de forma aislada, por lo que es una respuesta al trabajo contráctil y otras fuentes de energía competidoras (como glucosa, lactosa, etc.). Además, la absorción excesiva y la beta-oxidación en condiciones de enfermedad pueden incluso poner en peligro las funciones cardíacas. Consulte los detalles en el documento vinculado.


Las funciones de las grasas en el cuerpo

Esta parte de nuestro Hechos sobre las grasas La revisión explica con más detalle las diferentes funciones que las grasas alimentarias tienen en el cuerpo humano, cubre las recomendaciones dietéticas sobre grasas de organismos autorizados (inter) nacionales y analiza hasta qué punto las personas cumplen con estas recomendaciones al observar los niveles de consumo actuales en toda Europa. . Una parte importante de esta revisión está dedicada a los avances actuales en la ciencia de la nutrición sobre la relación entre el consumo de grasas en la dieta y los resultados de salud, incluidas la obesidad y las enfermedades cardiovasculares. Para una comprensión más fácil del documento actual, escrito para un lector un poco más avanzado, puede que valga la pena leerlo primero. Funciones, clasificación y características de las grasas.


Introducción

La forma en que los consumidores obtienen información nutricional ha cambiado sustancialmente en las últimas dos décadas. El uso de Internet y las redes sociales ha crecido rápidamente y ahora se encuentran entre las principales fuentes de información para la salud y el bienestar. Quizás debido al acceso a más información que nunca, incluida información contradictoria de calidad incierta y variable, muchos consumidores están más confundidos que nunca.

Los científicos en nutrición son expertos en contenido de confianza [1]. En consecuencia, es esencial que comuniquen de manera eficaz los resultados de la investigación a los responsables de la formulación de políticas, los organismos autorizados y el público en general para que los consumidores tomen decisiones dietéticas sólidas y basadas en pruebas. Además, la comunicación de los hallazgos científicos puede considerarse un deber cívico [2] y se ha sugerido que se incluya en la formación académica formal [2]. Sin embargo, la capacidad de los científicos para comunicarse es menor que la de otros profesionales [1].

Dentro de la comunidad nutricional, un ejemplo de comunicación subóptima entre los científicos y el público es la demonización continua y la evitación general de las grasas en la dieta [3]. Durante años, el énfasis de la comunicación nutricional fue equilibrar la ingesta de calorías y el gasto energético y disminuir la grasa en la dieta. Se recomendó reducir la grasa dietética total para reducir las grasas saturadas, así como debido a la densidad energética de los lípidos y al objetivo general de reducir la ingesta calórica [4]. En parte como resultado, en 1980 y posteriormente se recomendaron dietas bajas en grasas y altas en carbohidratos para perder peso y reducir el riesgo de enfermedad cardiovascular (ECV). Sin embargo, esto dio lugar a consecuencias no deseadas. El enfoque en reducir la grasa total resultó en un mayor consumo de carbohidratos refinados y azúcares agregados, y en evitar alimentos ricos en nutrientes ricos en grasas insaturadas saludables como nueces, semillas, aguacates y aceites vegetales. Posteriormente, el consumo de grasas ha disminuido mientras que la ingesta de carbohidratos ha aumentado como porcentaje de calorías, lo que ha ido acompañado de aumentos significativos en la ingesta total de energía y las tasas de obesidad en los Estados Unidos [5, 6].

Si bien los objetivos de nutrientes únicos han funcionado bien para el tratamiento de enfermedades por deficiencia, esto ha sido problemático para abordar las enfermedades crónicas [7]. Por el contrario, los alimentos específicos y los patrones dietéticos generales pueden afectar sustancialmente el riesgo de enfermedades crónicas [8]. Sin embargo, al atribuir sus efectos a nutrientes individuales, los alimentos con efectos fisiológicos muy diferentes pueden confundirse y contribuir a la confusión del consumidor. Una encuesta mundial encontró que el 95% de los encuestados sabía que las vitaminas eran necesarias para una dieta saludable, pero solo el 41% sabía que ciertas grasas eran nutrientes esenciales [9]. En las últimas décadas, hemos adquirido un conocimiento sustancial sobre el papel de amplias clases de nutrientes y alimentos en las principales enfermedades crónicas. Además, los desafíos en la comunicación clara de la ciencia al público contribuyen a la confusión del consumidor y, como resultado, pueden tener consecuencias para la salud pública. Este documento resume una Sesión Científica de Biología Experimental cuyos objetivos fueron discutir la historia de las recomendaciones para las grasas dietéticas y la evidencia que muestra los beneficios para la salud de las grasas insaturadas de origen vegetal con el fin de proporcionar un contexto para las estrategias descritas para mejorar las comunicaciones de las ciencias de la nutrición al público. .


Las grasas se pueden almacenar en menos espacio que la glucosa.

Además de la gran diferencia de energía en la energía, las moléculas de grasa ocupan menos espacio para almacenar en el cuerpo que la glucosa.

Moléculas de glucógeno unidas a una proteína llamada glucogenina. (Crédito de la foto: Mikael H & aumlggstr & oumlm / Wikimedia Commons)

El cuerpo almacena glucosa polimerizándola en un polisacárido llamado glucógeno. La estructura del glucógeno es similar a la del almidón, siendo el glucógeno más ramificado que el almidón. El glucógeno se almacena en el hígado y los músculos en b-gránulos. Se ha registrado que estos gránulos b tienen 42 nm (Fuente: http://www.jbc.org/content/293/19/7089.long), pero no crecen más que eso, ya que la estructura sería demasiado grande para encajar de manera realista en las celdas. Hay aproximadamente 100 g de glucosa en el hígado y 400 g de glucosa en el tejido muscular almacenados como glucógeno (Fuente: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2636990/).

Las grasas, por otro lado, se almacenan como triglicéridos (3 ácidos grasos unidos a una molécula de glicérido) en las vacuolas de los adipocitos. Estos adipocitos pueden crecer hasta alcanzar tamaños grandes a medida que se acumula más grasa. Como cada molécula de triglicérido no está unida covalentemente a la otra en una vacuola, pueden empaquetarse juntas. Estos adipocitos pueden aumentar (o disminuir) de tamaño para adaptarse a la necesidad de almacenar más grasa.


Grasas y colesterol

Cuando se trata de grasas alimentarias, lo que más importa es el tipo de grasa que consume. Contrariamente a los consejos dietéticos anteriores que promueven dietas bajas en grasas, investigaciones más recientes muestran que las grasas saludables son necesarias y beneficiosas para la salud.

  • Cuando los fabricantes de alimentos reducen la grasa, a menudo la reemplazan con carbohidratos del azúcar, granos refinados u otros almidones. Nuestros cuerpos digieren estos carbohidratos refinados y almidones muy rápidamente, lo que afecta los niveles de insulina y azúcar en la sangre y posiblemente provoquen aumento de peso y enfermedades. (1-3)
  • Los resultados del Estudio de salud de las enfermeras (4) y el Estudio de seguimiento de profesionales de la salud (5) muestran que no hay relación entre el porcentaje general de calorías de las grasas y cualquier resultado de salud importante, incluido el cáncer, las enfermedades cardíacas y el aumento de peso.

En lugar de adoptar una dieta baja en grasas, es más importante concentrarse en comer grasas "buenas" beneficiosas y evitar las grasas "malas" dañinas. La grasa es una parte importante de una dieta saludable. Elija alimentos con grasas insaturadas "buenas", limite los alimentos con alto contenido de grasas saturadas y evite las grasas trans "malas".

  • Grasas insaturadas "buenas" - Grasas monoinsaturadas y poliinsaturadas: menor riesgo de enfermedad. Los alimentos con alto contenido de grasas buenas son los aceites vegetales (como el de oliva, canola, girasol, soja y maíz), nueces, semillas y pescado.
  • Grasas "malas" - grasas trans: aumentan el riesgo de enfermedades, incluso cuando se consumen en pequeñas cantidades. Los alimentos que contienen grasas trans se encuentran principalmente en alimentos procesados ​​elaborados con grasas trans de aceite parcialmente hidrogenado. Afortunadamente, las grasas trans se han eliminado de muchos de estos alimentos.
  • Grasas saturadas, aunque no son tan dañinas como las grasas trans, en comparación con las grasas insaturadas, tienen un impacto negativo en la salud y es mejor consumirlas con moderación. Los alimentos que contienen grandes cantidades de grasas saturadas incluyen carnes rojas, mantequilla, queso y helado. Algunas grasas vegetales como el aceite de coco y el aceite de palma también son ricas en grasas saturadas.
  • Cuando reduzca el consumo de alimentos como la carne roja y la mantequilla, reemplácelos con pescado, frijoles, nueces y aceites saludables en lugar de carbohidratos refinados.

Lea más sobre las grasas saludables en este "Pregúntele al experto" con el Dr. Walter Willett y Amy Myrdal Miller de HSPH, M.S., R.D., anteriormente del Culinary Institute of America

Referencias


1. Siri-Tarino, P.W., et al., Ácidos grasos saturados y riesgo de enfermedad coronaria: modulación por nutrientes de reemplazo. Curr Atheroscler Rep, 2010. 12 (6): pág. 384-90.

2. Hu, F.B., ¿Son los carbohidratos refinados peores que las grasas saturadas? Am J Clin Nutr, 2010. 91 (6): pág. 1541-2.

3. Jakobsen, M.U., et al., Ingesta de carbohidratos en comparación con la ingesta de ácidos grasos saturados y riesgo de infarto de miocardio: importancia del índice glucémico. Am J Clin Nutr, 2010. 91 (6): pág. 1764-8.

4. Hu, F.B., et al., La ingesta de grasas en la dieta y el riesgo de enfermedad coronaria en mujeres. N Engl J Med, 1997. 337 (21): pág. 1491-9.

5. Ascherio, A., et al., Grasa dietética y riesgo de enfermedad coronaria en hombres: estudio de seguimiento de cohortes en los Estados Unidos. BMJ, 1996. 313 (7049): pág. 84-90.

6. Hu, F.B., J.E. Manson y W.C. Willett, Tipos de grasas alimentarias y riesgo de enfermedad coronaria: una revisión crítica. J Am Coll Nutr, 2001. 20 (1): pág. 5-19.

Condiciones de uso

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Preguntas de revisión

Las grasas saturadas tienen todas las siguientes características excepto:

  1. son sólidos a temperatura ambiente
  2. tienen enlaces simples dentro de la cadena de carbono
  3. generalmente se obtienen de fuentes animales
  4. tienden a disolverse en agua fácilmente

Los fosfolípidos son componentes importantes de ________.

  1. la membrana plasmática de las células animales
  2. la estructura del anillo de los esteroides
  3. la cubierta cerosa de las hojas
  4. el doble enlace en las cadenas de hidrocarburos

25.2 Nutrición y producción de energía

En esta sección, explorará las siguientes preguntas:

  • ¿Por qué un animal debe tener una dieta equilibrada?
  • ¿Cuáles son los componentes principales de los alimentos?
  • ¿Cuáles son algunos ejemplos de nutrientes esenciales necesarios para la función celular que el cuerpo animal no puede sintetizar?
  • ¿Cómo se produce la energía a través de la dieta y la digestión?
  • ¿Cómo se almacena el exceso de carbohidratos y energía en el cuerpo?

Conexión para cursos AP ®

Gran parte del contenido descrito en este módulo no está dentro del alcance de AP ®. Sin embargo, como aprendemos en el capítulo sobre macromoléculas biológicas, en los animales las moléculas orgánicas necesarias para construir materiales y tejidos celulares provienen de los alimentos. Durante la digestión, los carbohidratos complejos se descomponen en glucosa y se utilizan para proporcionar energía a través de vías metabólicas, como la respiración celular (consulte el capítulo sobre respiración celular). El exceso de azúcares en el cuerpo se almacena como glucógeno en el hígado y los músculos para su uso posterior. Otro requisito importante es el nitrógeno, y el catabolismo de las proteínas proporciona una fuente de nitrógeno. Los aminoácidos de la degradación de las proteínas son los componentes básicos de las nuevas proteínas. El carbono y el nitrógeno derivados de los aminoácidos también se convierten en componentes básicos de los ácidos nucleicos. El exceso de nitrógeno se excreta porque es tóxico. Aunque el cuerpo animal puede sintetizar muchas de las moléculas necesarias para su funcionamiento a partir de precursores orgánicos, algunos nutrientes esenciales deben consumirse de los alimentos. Las vitaminas son otra clase de moléculas orgánicas esenciales que se requieren en pequeñas cantidades para que funcionen muchas enzimas. (¡No, no es necesario que memorice la tabla de vitaminas y sus funciones!) Las deficiencias de nutrientes pueden tener efectos perjudiciales en la salud de un animal. Por ejemplo, entre otras cosas, la vitamina D es necesaria para la absorción de calcio para el desarrollo óseo, y la vitamina C es fundamental para múltiples vías bioquímicas, incluida la función inmunológica.

Como aprendemos en el capítulo sobre respiración celular, los animales necesitan energía libre, principalmente suministrada por carbohidratos, para mantener la homeostasis. El ATP es la moneda de energía de la célula y es producido por reacciones oxidativas en el citoplasma y las mitocondrias, donde los carbohidratos, proteínas y grasas experimentan una serie de reacciones metabólicas llamadas colectivamente respiración celular. Cuando la cantidad de ATP disponible excede los requerimientos del cuerpo, el hígado usa el exceso de ATP y glucosa para producir moléculas de glucógeno. La capacidad de almacenar el exceso de energía es una adaptación evolutiva que ayuda a los animales a lidiar con la movilidad y la escasez de alimentos.

La información presentada y los ejemplos resaltados en la sección apoyan los conceptos descritos en la Gran Idea 2 del Marco del Currículo de Biología AP ®. Los Objetivos de Aprendizaje AP ® que figuran en el Marco del Currículo proporcionan una base transparente para el curso de Biología AP ®, una experiencia de laboratorio basada en la investigación, actividades de instrucción y preguntas del examen AP ®. Un objetivo de aprendizaje fusiona el contenido requerido con una o más de las siete prácticas científicas.

Gran idea 2 Los sistemas biológicos utilizan energía libre y bloques de construcción moleculares para crecer, reproducirse y mantener la homeostasis dinámica.
Comprensión duradera 2.A El crecimiento, la reproducción y el mantenimiento de los sistemas vivos requieren energía y materia libres.
Conocimiento esencial 2.A.2 Los organismos capturan y almacenan energía libre para su uso en procesos biológicos.
Práctica de la ciencia 6.2 El alumno puede construir explicaciones de fenómenos basados ​​en evidencia producida a través de prácticas científicas.
Objetivo de aprendizaje 2.5 El alumno es capaz de construir explicaciones de los mecanismos y características estructurales de las células que permiten a los organismos capturar, almacenar o utilizar energía libre.
Conocimiento esencial 2.A.3 Los organismos deben intercambiar materia con el medio ambiente para crecer, reproducirse y mantener la organización.
Práctica de la ciencia 4.1 El estudiante puede justificar la selección del tipo de datos necesarios para responder una pregunta científica en particular.
Objetivo de aprendizaje 2.8 El alumno es capaz de justificar la selección de datos sobre los tipos de moléculas que un animal tomará como bloques de construcción necesarios.

Dada la diversidad de la vida animal en nuestro planeta, no es sorprendente que la dieta animal también varíe sustancialmente. La dieta animal es la fuente de materiales necesarios para la construcción del ADN y otras moléculas complejas necesarias para el crecimiento, mantenimiento y reproducción. En conjunto, estos procesos se denominan biosíntesis. La dieta también es la fuente de materiales para la producción de ATP en las células. La dieta debe estar equilibrada para proporcionar los minerales y vitaminas necesarios para la función celular.

Requerimientos alimentarios

¿Cuáles son los requisitos fundamentales de la dieta animal? La dieta animal debe estar bien equilibrada y proporcionar los nutrientes necesarios para la función corporal y los minerales y vitaminas necesarios para mantener la estructura y la regulación necesarias para una buena salud y capacidad reproductiva. Estos requisitos para un ser humano se ilustran gráficamente en la Figura 25.15.

Enlace al aprendizaje

El primer paso para asegurarse de que está cumpliendo con los requisitos alimentarios de su cuerpo es conocer los grupos de alimentos y los nutrientes que proporcionan. Para obtener más información sobre cada grupo de alimentos y las cantidades diarias recomendadas, explore este sitio interactivo del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos.

Conexión diaria

¡Movámonos! Campaña

La obesidad es una epidemia creciente y la tasa de obesidad entre los niños está aumentando rápidamente en los Estados Unidos. Para combatir la obesidad infantil y garantizar que los niños tengan un comienzo saludable en la vida, la ex primera dama Michelle Obama ha lanzado el programa Let's Move! Campaña. El objetivo de esta campaña es educar a los padres y cuidadores sobre cómo brindar una nutrición saludable y fomentar estilos de vida activos para las generaciones futuras. Este programa tiene como objetivo involucrar a toda la comunidad, incluidos padres, maestros y proveedores de atención médica para garantizar que los niños tengan acceso a alimentos saludables (más frutas, verduras y granos integrales) y consuman menos calorías de los alimentos procesados. Otro objetivo es garantizar que los niños realicen actividad física. Con el aumento de la televisión y las actividades estacionarias como los videojuegos, los estilos de vida sedentarios se han convertido en la norma. Obtenga más información en www.letsmove.gov.

  1. Un individuo más activo quemará más calorías.
  2. Un individuo más activo consumirá menos grasa.
  3. Un individuo más activo consumirá más calorías.
  4. El apetito de un individuo más activo será menor.

Precursores orgánicos

Las moléculas orgánicas necesarias para la construcción de tejidos y material celular deben provenir de los alimentos. Los carbohidratos o azúcares son la principal fuente de carbonos orgánicos en el cuerpo animal. Durante la digestión, los carbohidratos digeribles finalmente se descomponen en glucosa y se utilizan para proporcionar energía a través de las vías metabólicas. Los carbohidratos complejos, incluidos los polisacáridos, se pueden descomponer en glucosa mediante modificación bioquímica; sin embargo, los seres humanos no producen la enzima celulasa y carecen de la capacidad de derivar glucosa del polisacárido celulosa. En los seres humanos, estas moléculas proporcionan la fibra necesaria para mover los desechos a través del intestino grueso y un colon sano. La flora intestinal del intestino humano puede extraer algo de nutrición de estas fibras vegetales. El exceso de azúcares en el cuerpo se convierte en glucógeno y se almacena en el hígado y los músculos para su uso posterior. Las reservas de glucógeno se utilizan para alimentar esfuerzos prolongados, como las carreras de larga distancia, y para proporcionar energía durante la escasez de alimentos. El exceso de glucógeno se puede convertir en grasas, que se almacenan en la capa inferior de la piel de los mamíferos para su aislamiento y almacenamiento de energía. Los mamíferos almacenan el exceso de carbohidratos digeribles para sobrevivir al hambre y ayudar en la movilidad.

Otro requisito importante es el de nitrógeno. El catabolismo de proteínas proporciona una fuente de nitrógeno orgánico. Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas y la descomposición de las proteínas proporciona aminoácidos que se utilizan para la función celular. El carbono y el nitrógeno derivados de estos se convierten en los componentes básicos de los nucleótidos, los ácidos nucleicos, las proteínas, las células y los tejidos. El exceso de nitrógeno debe excretarse ya que es tóxico. Las grasas agregan sabor a los alimentos y promueven una sensación de saciedad o plenitud. Los alimentos grasos también son fuentes importantes de energía porque un gramo de grasa contiene nueve calorías. Las grasas son necesarias en la dieta para ayudar a la absorción de vitaminas liposolubles y la producción de hormonas liposolubles.

Nutrientes esenciales

Si bien el cuerpo animal puede sintetizar muchas de las moléculas necesarias para su funcionamiento a partir de los precursores orgánicos, existen algunos nutrientes que deben consumirse de los alimentos. Estos nutrientes se denominan nutrientes esenciales, lo que significa que deben comerse y el cuerpo no puede producirlos.

El ácido alfa-linolénico omega-3 y el ácido linoleico omega-6 son ácidos grasos esenciales necesarios para producir algunos fosfolípidos de membrana. Vitaminas son otra clase de moléculas orgánicas esenciales que se requieren en pequeñas cantidades para que funcionen muchas enzimas y, por esta razón, se consideran coenzimas. La ausencia o los niveles bajos de vitaminas pueden tener un efecto dramático en la salud, como se describe en la Tabla 25.1 y la Tabla 25.2. Tanto las vitaminas liposolubles como las solubles en agua deben obtenerse de los alimentos. Minerales, enumerados en la Tabla 25.3, son nutrientes esenciales inorgánicos que deben obtenerse de los alimentos. Entre sus muchas funciones, los minerales ayudan en la estructura y la regulación y se consideran cofactores. Ciertos aminoácidos también deben obtenerse de los alimentos y el cuerpo no puede sintetizarlos. Estos aminoácidos son los aminoácidos "esenciales". El cuerpo humano puede sintetizar solo 11 de los 20 aminoácidos necesarios, el resto debe obtenerse de los alimentos. Los aminoácidos esenciales se enumeran en la tabla 25.4.

Vitamina Función Las deficiencias pueden llevar a Fuentes
Vitamina B1 (Tiamina) Necesario por el cuerpo para procesar lípidos, proteínas y carbohidratos La coenzima elimina el CO2 de compuestos orgánicos Debilidad muscular, Beriberi: función cardíaca reducida, problemas del SNC Leche, carne, frijoles secos, cereales integrales
Vitamina B2 (Riboflavina) Participa activamente en el metabolismo, ayudando en la conversión de alimentos en energía (FAD y FMN). Grietas o llagas en la superficie externa de los labios (queliosis) Inflamación y enrojecimiento de la lengua Humedad, inflamación de la piel escamosa (dermatitis seborreica) Carne, huevos, cereales enriquecidos, verduras
Vitamina B3 (Niacina) Utilizado por el cuerpo para liberar energía de los carbohidratos y procesar el alcohol requerido para la síntesis de hormonas sexuales, componente de la coenzima NAD + y NADP + Pelagra, que puede provocar dermatitis, diarrea, demencia y muerte. Carne, huevos, cereales, frutos secos, patatas
Vitamina B5 (Ácido pantoténico) Ayuda a producir energía a partir de alimentos (lípidos, en particular) componente de la coenzima A Fatiga, falta de coordinación, retraso en el crecimiento, entumecimiento, hormigueo en manos y pies. Carne, cereales integrales, leche, frutas, verduras
Vitamina B6 (Piridoxina) La principal vitamina para procesar aminoácidos y lípidos también ayuda a convertir los nutrientes en energía. Irritabilidad, confusión, llagas o úlceras en la boca, anemia, espasmos musculares. Carne, productos lácteos, cereales integrales, zumo de naranja
Vitamina B7 (Biotina) Utilizado en el metabolismo de la energía y los aminoácidos, la síntesis de grasas y la descomposición de grasas, ayuda al cuerpo a utilizar el azúcar en la sangre. Caída del cabello, dermatitis, entumecimiento y hormigueo en las extremidades trastornos neuromusculares Carne, huevos, legumbres y otras verduras.
Vitamina B9 (Ácido fólico) Ayuda al desarrollo normal de las células, especialmente durante el desarrollo fetal, ayuda a metabolizar los aminoácidos y nucleicos La deficiencia durante el embarazo está asociada con defectos de nacimiento, como defectos del tubo neural y anemia. Verduras de hoja verde, trigo integral, frutas, nueces, legumbres.
Vitamina B12 (Cobalamina) Mantiene el sistema nervioso sano y ayuda con la coenzima de formación de células sanguíneas en el metabolismo del ácido nucleico Anemia, trastornos neurológicos, entumecimiento, pérdida del equilibrio. Carne, huevos, productos animales
Vitamina C (ácido ascórbico) Ayuda a mantener el tejido conectivo: los huesos, cartílagos y dentina refuerzan el sistema inmunológico Escorbuto, que provoca sangrado, pérdida de cabello y dientes, dolor e hinchazón en las articulaciones, retrasa la cicatrización de la herida. Frutas cítricas, brócoli, tomates, pimientos morrones rojos
Vitamina Función Las deficiencias pueden llevar a Fuentes
Vitamina A (retinol) Es fundamental para el desarrollo de huesos, dientes y piel, ayuda a mantener la vista, mejora el sistema inmunológico, el desarrollo fetal y la expresión genética. Ceguera nocturna, trastornos de la piel, inmunidad deteriorada Verduras de hoja verde oscuro, verduras de color amarillo anaranjado, frutas, leche, mantequilla
Vitamina D Crítico para la absorción de calcio para el desarrollo y la fuerza de los huesos mantiene un sistema nervioso estable mantiene un latido cardíaco normal y fuerte ayuda en la coagulación de la sangre Raquitismo, osteomalacia, inmunidad Aceite de hígado de bacalao, leche, yema de huevo.
Vitamina E (tocoferol) Disminuye el daño oxidativo de las células y previene el daño pulmonar causado por contaminantes vitales para el sistema inmunológico. La deficiencia es anemia rara, degeneración del sistema nervioso. Aceite de germen de trigo, aceites vegetales sin refinar, nueces, semillas, granos
Vitamina K (filoquinona) Esencial para la coagulación sanguínea. Sangrado y moretones con facilidad Verduras de hoja verde, té
Mineral Función Las deficiencias pueden llevar a Fuentes
*Calcio Necesario para la función de los músculos y las neuronas La salud del corazón forma los huesos y apoya la síntesis y función de las células sanguíneas Función nerviosa Osteoporosis, raquitismo, espasmos musculares, retraso del crecimiento Leche, yogur, pescado, verduras de hoja verde, legumbres.
*Cloro Necesario para la producción de ácido clorhídrico (HCl) en el estómago y el equilibrio osmótico de la función nerviosa Calambres musculares, alteraciones del estado de ánimo, disminución del apetito. Sal de mesa
Cobre (trazas) Componente necesario de muchas enzimas redox, incluido el cofactor citocromo c oxidasa para la síntesis de hemoglobina La deficiencia de cobre es rara Hígado, ostras, cacao, chocolate, sésamo, nueces
Yodo Requerido para la síntesis de hormonas tiroideas. Coto Mariscos, sal yodada, productos lácteos
Planchar Requerido para muchas proteínas y enzimas, especialmente la hemoglobina, para prevenir la anemia. Anemia, que causa poca concentración, fatiga y una función inmunológica deficiente. Carnes rojas, verduras de hoja verde, pescado (atún, salmón), huevos, frutos secos, frijoles, cereales integrales
*Magnesio Co-factor necesario para la formación de ATP formación de hueso funciones normales de la membrana función muscular Alteraciones del estado de ánimo, espasmos musculares. Granos integrales, verduras de hoja verde
Manganeso (trazas) Un cofactor en las funciones enzimáticas se requieren cantidades traza La deficiencia de manganeso es rara Común en la mayoría de los alimentos
Molibdeno (trazas) Actúa como cofactor de tres enzimas esenciales en los seres humanos: sulfito oxidasa, xantina oxidasa y aldehído oxidasa. La deficiencia de molibdeno es rara
*Fósforo Un componente de los huesos y los dientes ayuda a regular la síntesis de nucleótidos del equilibrio ácido-base. Debilidad, anomalías óseas, pérdida de calcio. Leche, queso duro, cereales integrales, carnes
*Potasio Vital para la función de los músculos, el corazón y los nervios Alteración del ritmo cardíaco, debilidad muscular. Legumbres, piel de patata, tomates, plátanos
Selenio (trazas) Se requiere un cofactor esencial para la actividad de enzimas antioxidantes como la glutatión peroxidasa. La deficiencia de selenio es rara Común en la mayoría de los alimentos
*Sodio Electrolito sistémico necesario para muchas funciones equilibrio ácido-base equilibrio hídrico función nerviosa Calambres musculares, fatiga, disminución del apetito. Sal de mesa
Zinc (trazas) Requerido para varias enzimas como carboxipeptidasa, alcohol deshidrogenasa hepática y anhidrasa carbónica. La anemia, la cicatrización deficiente de las heridas, puede provocar baja estatura. Común en la mayoría de los alimentos
* Se requiere más de 200 mg / día
Aminoácidos que deben consumirse Aminoácidos anabolizados por el cuerpo
isoleucina Alanina
leucina selenocisteína
lisina aspartato
metionina cisteína
fenilalanina glutamato
triptófano glicina
valina prolina
histidina * serina
treonina tirosina
arginina * asparagina
* El cuerpo humano puede sintetizar histidina y arginina, pero no en las cantidades necesarias, especialmente para los niños en crecimiento.

Conexión de práctica científica para cursos AP®

Piénsalo

Hay varias naciones donde la desnutrición es una ocurrencia común. ¿Cuáles son algunos de los desafíos para la salud que plantea la desnutrición? ¿Cuáles son algunos ejemplos de enfermedades causadas por deficiencias de nutrientes?

Apoyo a los profesores

La pregunta es una aplicación del Objetivo de Aprendizaje 2.8 de AP ® y la Práctica de Ciencias 4.1 porque los estudiantes están justificando datos que respaldan la afirmación de que los nutrientes, como los bloques de construcción moleculares, del medio ambiente son necesarios para mantener la homeostasis.

Energía alimentaria y ATP

Los animales necesitan alimento para obtener energía y mantener la homeostasis. La homeostasis es la capacidad de un sistema para mantener un entorno interno estable incluso frente a cambios externos en el entorno. Por ejemplo, la temperatura corporal normal de los seres humanos es de 37 ° C (98,6 ° F). Los seres humanos mantienen esta temperatura incluso cuando la temperatura externa es caliente o fría. Se necesita energía para mantener esta temperatura corporal y los animales obtienen esta energía de los alimentos.

La principal fuente de energía para los animales son los carbohidratos, principalmente glucosa. La glucosa se llama combustible del cuerpo. Los carbohidratos digeribles en la dieta de un animal se convierten en moléculas de glucosa a través de una serie de reacciones químicas catabólicas.

El trifosfato de adenosina, o ATP, es la moneda de energía primaria en las células. El ATP almacena energía en enlaces éster de fosfato. El ATP libera energía cuando se rompen los enlaces fosfodiéster y el ATP se convierte en ADP y un grupo fosfato. El ATP se produce por reacciones oxidativas en el citoplasma y la mitocondria de la célula, donde los carbohidratos, las proteínas y las grasas experimentan una serie de reacciones metabólicas llamadas colectivamente respiración celular. Por ejemplo, la glucólisis es una serie de reacciones en las que la glucosa se convierte en ácido pirúvico y parte de su energía potencial química se transfiere a NADH y ATP.

Se requiere ATP para todas las funciones celulares. Se utiliza para construir las moléculas orgánicas necesarias para las células y los tejidos. Proporciona energía para la contracción muscular y para la transmisión de señales eléctricas en el sistema nervioso. Cuando la cantidad de ATP está disponible en exceso de los requisitos del cuerpo, el hígado usa el exceso de ATP y el exceso de glucosa para producir moléculas llamadas glucógeno. El glucógeno es una forma polimérica de glucosa y se almacena en el hígado y en las células del músculo esquelético. Cuando el azúcar en sangre desciende, el hígado libera glucosa de las reservas de glucógeno. El músculo esquelético convierte el glucógeno en glucosa durante el ejercicio intenso. El proceso de convertir la glucosa y el exceso de ATP en glucógeno y el almacenamiento del exceso de energía es un paso evolutivamente importante para ayudar a los animales a lidiar con la movilidad, la escasez de alimentos y la hambruna.

Conexión diaria

Obesidad

La obesidad es un problema de salud importante en los Estados Unidos, y existe un enfoque creciente en la reducción de la obesidad y las enfermedades que puede provocar, como diabetes tipo 2, cáncer de colon y mama y enfermedades cardiovasculares. ¿Cómo contribuyen los alimentos consumidos a la obesidad?

Los alimentos grasos son densos en calorías, lo que significa que tienen más calorías por unidad de masa que los carbohidratos o las proteínas. Un gramo de carbohidratos tiene cuatro calorías, un gramo de proteína tiene cuatro calorías y un gramo de grasa tiene nueve calorías. Los animales tienden a buscar alimentos ricos en lípidos por su mayor contenido energético.

Las señales de hambre ("hora de comer") y saciedad ("hora de dejar de comer") se controlan en la región del hipotálamo del cerebro. Los alimentos ricos en ácidos grasos tienden a promover la saciedad más que los alimentos ricos solo en carbohidratos.

El hígado utiliza el exceso de carbohidratos y ATP para sintetizar glucógeno. El piruvato producido durante la glucólisis se utiliza para sintetizar ácidos grasos. Cuando hay más glucosa en el cuerpo de la necesaria, el exceso de piruvato resultante se convierte en moléculas que eventualmente resultan en la síntesis de ácidos grasos dentro del cuerpo. Estos ácidos grasos se almacenan en las células adiposas, las células grasas en el cuerpo de los mamíferos cuya función principal es almacenar grasa para su uso posterior.

Es importante señalar que algunos animales se benefician de la obesidad. Los osos polares y las focas necesitan grasa corporal para aislarse y evitar que pierdan calor corporal durante los inviernos árticos. Cuando los alimentos escasean, la grasa corporal almacenada proporciona energía para mantener la homeostasis. Las grasas previenen la hambruna en los mamíferos, permitiéndoles acceder a la energía cuando no hay alimentos disponibles a diario, las grasas se almacenan cuando se produce una gran matanza o hay mucha comida disponible.


Importancia de la grasa como nutriente de apoyo a la energía: metabolismo de los deportistas

Los dos principales combustibles para el metabolismo muscular son los carbohidratos y las grasas. Hay una reserva limitada de carbohidratos en el cuerpo, pero este no es el caso de la grasa. El hombre delgado promedio tiene alrededor del 15% de su peso corporal como grasa, mientras que las mujeres delgadas promedio tienen alrededor del 25% de su peso corporal como grasa. Los atletas de resistencia masculinos y femeninos tienen solo alrededor del 7-10% de su peso corporal en forma de grasa. Las personas sedentarias consumen dietas que contienen alrededor del 35-40% de su ingesta energética en forma de grasa. La ingesta recomendada de grasas en la dieta de personas activas y sedentarias es menor que ese porcentaje. Aunque es necesario aumentar la ingesta de carbohidratos como parte de la preparación para el entrenamiento intenso y la competencia, no es necesario complementar la dieta normal con grasas adicionales. La grasa se moviliza del tejido adiposo en respuesta a la estimulación de una lipasa intracelular por las catecolaminas. Los productos de la hidrólisis de los triglicéridos, la forma de almacenamiento de la grasa, son los ácidos grasos y el glicerol. Los ácidos grasos "libres" se transportan al músculo en combinación suelta con la albúmina plasmática, donde se liberan, captan y oxidan. El glicerol no se usa directamente como sustrato sino que sufre gluconeogénesis en el hígado. Este proceso ayuda a reabastecer las reservas de glucógeno hepático que, a su vez, proporciona glucosa como combustible para el sistema nervioso central y para el metabolismo muscular. El entrenamiento aumenta la capacidad de los músculos esqueléticos para utilizar la grasa como fuente de energía. Un aumento en el metabolismo de las grasas durante el ejercicio prolongado tiene un efecto de ahorro de glucógeno y, como tal, mejora la capacidad de resistencia (RESUMEN TRUNCADO EN 250 PALABRAS)


Tipos de grasa

Las grasas insaturadas, que son líquidas a temperatura ambiente, se consideran grasas beneficiosas porque pueden mejorar los niveles de colesterol en sangre, aliviar la inflamación, estabilizar el ritmo cardíaco y desempeñar una serie de otras funciones beneficiosas. Las grasas insaturadas se encuentran predominantemente en alimentos de origen vegetal, como aceites vegetales, nueces y semillas.

Hay dos tipos de grasas insaturadas "buenas":

1. Grasas monoinsaturadas se encuentran en altas concentraciones en:

    • Aceites de oliva, maní y canola
    • Aguacates
    • Nueces como almendras, avellanas y nueces
    • Semillas como calabaza y semillas de sésamo.

    2. Grasas poliinsaturadas se encuentran en altas concentraciones en

      • Aceites de girasol, maíz, soja y linaza.
      • Nueces
      • Semillas de lino
      • Pez
      • Aceite de canola: aunque tiene un alto contenido de grasas monoinsaturadas, también es una buena fuente de grasas poliinsaturadas.

      Las grasas omega-3 son un tipo importante de grasas poliinsaturadas. El cuerpo no puede producirlos, por lo que deben provenir de los alimentos.

      • Una forma excelente de obtener grasas omega-3 es comer pescado 2-3 veces a la semana.
      • Las buenas fuentes vegetales de grasas omega-3 incluyen semillas de lino, nueces y aceite de canola o soja.
      • Las grasas omega-3 en sangre más altas se asocian con un menor riesgo de muerte prematura entre los adultos mayores, según un estudio realizado por profesores de HSPH.
      • Lea más sobre las grasas omega-3 en nuestra sección Pregúntele al experto con el Dr. Frank Sacks.

      La mayoría de las personas no ingieren suficientes grasas insaturadas saludables. La Asociación Estadounidense del Corazón sugiere que entre el 8 y el 10 por ciento de las calorías diarias deben provenir de grasas poliinsaturadas, y hay evidencia de que comer más grasas poliinsaturadas (hasta un 15 por ciento de las calorías diarias) en lugar de grasas saturadas puede reducir el riesgo de enfermedades cardíacas. (7)

      • Investigadores holandeses realizaron un análisis de 60 ensayos que examinaron los efectos de los carbohidratos y diversas grasas en los niveles de lípidos en sangre. En ensayos en los que se consumieron grasas poliinsaturadas y monoinsaturadas en lugar de carbohidratos, estas grasas buenas disminuyeron los niveles de LDL dañino y aumentaron el HDL protector. (8)
      • Más recientemente, un ensayo aleatorizado conocido como Ensayo de ingesta óptima de macronutrientes para la salud del corazón (OmniHeart) mostró que reemplazar una dieta rica en carbohidratos por una rica en grasas insaturadas, predominantemente grasas monoinsaturadas, reduce la presión arterial, mejora los niveles de lípidos y reduce la cantidad estimada de lípidos. riesgo cardiovascular. (9)

      Encontrar alimentos con grasas saludables es una guía visual útil para ayudarlo a determinar qué grasas son beneficiosas y cuáles son dañinas.

      Grasas saturadas

      Todos los alimentos que contienen grasas tienen una mezcla de tipos específicos de grasas. Incluso los alimentos saludables como el pollo y las nueces tienen pequeñas cantidades de grasas saturadas, aunque mucho menos que las cantidades que se encuentran en la carne de res, el queso y los helados. La grasa saturada se encuentra principalmente en los alimentos de origen animal, pero algunos alimentos vegetales también tienen un alto contenido de grasas saturadas, como el coco, el aceite de coco, el aceite de palma y el aceite de palmiste.

      • Las Guías Alimentarias para los Estadounidenses recomiendan consumir menos del 10 por ciento de las calorías diarias de las grasas saturadas. (10)
      • La Asociación Estadounidense del Corazón va más allá y recomienda limitar las grasas saturadas a no más del 7 por ciento de las calorías. (11)
      • Sin embargo, es probable que reducir el consumo de grasas saturadas no tenga ningún beneficio si las personas reemplazan las grasas saturadas con carbohidratos refinados. Comer carbohidratos refinados en lugar de grasas saturadas reduce el colesterol LDL "malo", pero también reduce el colesterol HDL "bueno" y aumenta los triglicéridos. El efecto neto es tan malo para el corazón como comer demasiadas grasas saturadas.

      En los Estados Unidos, las mayores fuentes de grasas saturadas (12) en la dieta son

      • Pizza y queso
      • Postres lácteos, mantequilla y leche entera y reducida en grasa
      • Productos cárnicos (salchichas, tocino, ternera, hamburguesas)
      • Galletas y otros postres a base de granos
      • Variedad de platos mixtos de comida rápida.

      Aunque décadas de consejos dietéticos (13, 14) sugirieron que las grasas saturadas eran dañinas, en los últimos años esa idea ha comenzado a evolucionar. Varios estudios sugieren que las dietas ricas en grasas saturadas no aumentan el riesgo de enfermedad cardíaca, y un informe analiza los hallazgos de 21 estudios que siguieron a 350.000 personas durante hasta 23 años.

      • Los investigadores observaron la relación entre la ingesta de grasas saturadas y la enfermedad coronaria (CHD), accidente cerebrovascular y enfermedad cardiovascular (ECV). Su controvertida conclusión: "No hay pruebas suficientes de estudios epidemiológicos prospectivos para concluir que las grasas saturadas en la dieta se asocian con un mayor riesgo de enfermedad coronaria, accidente cerebrovascular o enfermedad cardiovascular". (13)
      • Un estudio de 2014 muy publicitado cuestionó el vínculo entre las grasas saturadas y las enfermedades cardíacas, pero los expertos en nutrición de HSPH determinaron que el documento era seriamente engañoso. Para aclarar las cosas, la Escuela de Salud Pública de Harvard convocó a un panel de expertos en nutrición y llevó a cabo una charla, & # 8220Saturada o no: ¿Importa el tipo de grasa? & # 8220

      El mensaje general es que reducir el consumo de grasas saturadas puede ser bueno para la salud si las personas reemplazan las grasas saturadas con grasas buenas, especialmente, grasas poliinsaturadas. (1, 15, 22) Comer grasas buenas en lugar de grasas saturadas reduce el colesterol LDL "malo" y mejora la proporción entre el colesterol total y el colesterol HDL "bueno", lo que reduce el riesgo de enfermedad cardíaca.

      Comer grasas buenas en lugar de grasas saturadas también puede ayudar a prevenir la resistencia a la insulina, un precursor de la diabetes. (16) Entonces, si bien las grasas saturadas pueden no ser tan dañinas como se pensaba, la evidencia muestra claramente que las grasas insaturadas siguen siendo el tipo de grasa más saludable.

      * Los valores expresados ​​como porcentaje de los datos de grasa total provienen de análisis en el Laboratorio de lípidos de la Escuela de Salud Pública de Harvard y U.S.D.A. Publicaciones.

      Grasas trans

      Los ácidos grasos trans, más comúnmente llamados grasas trans, se obtienen calentando aceites vegetales líquidos en presencia de gas hidrógeno y un catalizador, un proceso llamado hidrogenación.

      • La hidrogenación parcial de los aceites vegetales los hace más estables y menos propensos a enranciarse. Este proceso también convierte el aceite en un sólido, lo que hace que funcionen como margarina o manteca.
      • Los aceites parcialmente hidrogenados pueden soportar el calentamiento repetido sin romperse, lo que los hace ideales para freír comidas rápidas.
      • Por estas razones, los aceites parcialmente hidrogenados se convirtieron en un pilar en los restaurantes y la industria alimentaria: para freír, productos horneados, bocadillos procesados ​​y margarina.

      El aceite parcialmente hidrogenado no es la única fuente de grasas trans en nuestras dietas. Las grasas trans también se encuentran naturalmente en la grasa de res y la grasa láctea en pequeñas cantidades.

      Las grasas trans son el peor tipo de grasa para el corazón, los vasos sanguíneos y el resto del cuerpo porque:

      • Aumentar el LDL malo y reducir el HDL bueno
      • Crear inflamación (18), una reacción relacionada con la inmunidad, que se ha relacionado con enfermedades cardíacas, accidentes cerebrovasculares, diabetes y otras afecciones crónicas.
      • Contribuir a la resistencia a la insulina (16)
      • Puede tener efectos nocivos para la salud incluso en pequeñas cantidades: por cada 2 por ciento adicional de calorías de grasas trans consumidas diariamente, el riesgo de enfermedad coronaria aumenta en un 23 por ciento.

      El largo camino para eliminar las grasas trans artificiales

      Referencias


      7. Mozaffarian, D., R. Micha, and S. Wallace, Effects on coronary heart disease of increasing polyunsaturated fat in place of saturated fat: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. PLoS Med, 2010. 7(3): p. e1000252.

      8. Mensink, R.P., et al., Effects of dietary fatty acids and carbohydrates on the ratio of serum total to HDL cholesterol and on serum lipids and apolipoproteins: a meta-analysis of 60 controlled trials. Soy J Clin Nutr, 2003. 77(5): p. 1146-55.

      9. Appel, L.J., et al., Effects of protein, monounsaturated fat, and carbohydrate intake on blood pressure and serum lipids: results of the OmniHeart randomized trial. JAMA, 2005. 294(19): p. 2455-64.

      10. U.S. Department of Agriculture, U.S.D.o.H.a.H.S., Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office. Dietary Guidelines for Americans, 2010, 2010.

      11. Lichtenstein, A.H., et al., Diet and lifestyle recommendations revision 2006: a scientific statement from the American Heart Association Nutrition Committee. Circulación, 2006. 114(1): p. 82-96.

      12. Institute, N.C., Risk Factor Monitoring and Methods: Table 1. Top Food Sources of Saturated Fat among U.S. Population, 2005–2006. NHANES.

      13. Siri-Tarino, P.W., et al., Meta-analysis of prospective cohort studies evaluating the association of saturated fat with cardiovascular disease. Soy J Clin Nutr, 2010. 91(3): p. 535-46.

      14. Micha, R. and D. Mozaffarian, Saturated fat and cardiometabolic risk factors, coronary heart disease, stroke, and diabetes: a fresh look at the evidence. Lípidos, 2010. 45(10): p. 893-905.

      15. Astrup, A., et al., The role of reducing intakes of saturated fat in the prevention of cardiovascular disease: where does the evidence stand in 2010? Soy J Clin Nutr, 2011. 93(4): p. 684-8.

      16. Riserus, U., W.C. Willett, and F.B. Hu, Dietary fats and prevention of type 2 diabetes. Prog Lipid Res, 2009. 48(1): p. 44-51.

      18. Mozaffarian, D., et al., Dietary intake of trans fatty acids and systemic inflammation in women. Am J Clin Nutr, 2004. 79(4): p. 606-12.

      22. Farvid MS, Ding M, Pan A, Sun Q, Chiuve SE, Steffen LM, Willett WC, Hu FB. Dietary Linoleic Acid and Risk of Coronary Heart Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis of Prospective Cohort Studies. Circulation, 2014.

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      Protein Sources and Need

      Because most athletes’ typical diet is rich in protein they have little difficulty in meeting their protein needs and besides, often they consume double the recommended intake.

      No advantage is gained by consuming more protein, especially via protein supplements. The body converts excess protein to fat for storage. This could possibly create a situation where excess water be removed from cells, causing dehydration and the possibility of damage to the kidneys or liver. There is a chance that protein supplements may create an imbalance of the chemicals that form proteins, the amino acids, which is not an objective. Too much protein has been linked to osteoporosis, a condition of the bones.

      An increase in physical activity merits a need for more energy, not protein. Muscle mass increases that result from training and conditioning are attributed to only a small increase in protein requirements. This can easily be achieved via the normal diet, thus making protein supplements unnecessary.