LAS PROTEINAS: LOS LADRILLOS DEL CUERPO

Las proteínas constituyen la parte más importante de todos los tejidos vivientes, después del agua. Las membranas de todas las células de los seres vivos están formadas por un complejo de proteínas y grasas. Dentro de las células, diversos orgánulos están también compuestos por proteínas en gran parte. Incluso los ácidos nucleicos que transmiten la información genética en el núcleo celular lo hacen con ayuda de proteínas. Y el protoplasma, que ocupa la mayor parte de la célula, es una disolución de proteínas.

¿Para qué sirven las proteínas?

Algunas proteínas tienen un papel puramente estructural, dando forma a cada una de las células o a todo un órgano. En cambio, otras desempeñan diversos papeles funcionales: así, los enzimas son proteínas que permiten realizar rápidamente las reacciones químicas de los procesos metabólicos; las proteínas contráctiles que forman los músculos convierten la energía de los alimentos en trabajo mecánico; y las proteínas de transporte llevan los nutrientes, las sustancias químicas del metabolismo y las hormonas por todo el cuerpo, de unos órganos a otros, hasta el interior de los órganos, entre unas células y otras y al interior de las propias células. 

Como los demás animales, el hombre no puede elaborar proteínas a partir de los elementos químicos que las forman, sino que debe tener una fuente de proteínas ya elaboradas en su dieta. Las plantas y los microorganismos pueden sintetizar sus proteínas a partir de agua y de los elementos inorgánicos que absorben del suelo y de la atmósfera, El hombre se provee de proteínas comiendo esas plantas directamente o comiendo animales que hayan comido esas plantas. En definitiva, toda la carne procede de las plantas.

La hierba se transforma en carne

Es sorprendente comprobar que las diversas proteínas de los vegetales (los cereales, las legumbres, las frutas y hortalizas contienen proteinas muy diferentes) pueden suministrar los materiales necesarios para formar el vasto número de proteínas distintas que se encuentran en el cuerpo humano. 

Si observarnos los productos expuestos en una carnicería, podremos ver que los diversos órganos de un animal —el corazón, los riñones, el hígado o los pulmones— son muy diferentes entre si; y también veremos la gran diferencia que hay entre todos esos órganos y los músculos, que es lo que comemos en forma de filetes, solomillo, etc. 

Las proteínas que encontramos en el pollo son muy distintas de las que encontramos en los huevos de gallina, y las de un filete de vaca difieren de las de la leche de esa misma vaca. Pero todas esas proteínas tan diferentes se han formado a partir de proteínas vegetales. Por ejemplo, la vaca puede vivir sólo de hierba: a partir de la hierba, la vaca produce todas las diversas proteínas que necesita para la formación de sus propios órganos, del ternero y de la leche para alimentar al ternero. 

¿Cómo es posible que los vegetales que comemos se transformen en carne nuestra? La razón es muy sencilla: porque, a pesar de la enorme variedad de proteínas (existen entre 3.000 y 4.000 proteínas conocidas en los tejidos humanos), todas ellas están compuestas por las mismas unidades básicas, que son unas 20. Estas unidades básicas son los aminoácidos. Los mismos 20 aminoácidos básicos están presentes en casi todos los vegetales y animales, en todos nuestros alimentos proteicos, en todas las proteínas de nuestros tejidos.

Las letras y la literatura

Podemos comparar la relación que existe entre los aminoácidos y las proteínas con la relación que hay entre las letras del alfabeto y la literatura. Dejando aparte las escrituras ideográficas, como el chino y el japonés, la mayoría de los lenguajes emplean un alfabeto de entre 20 y 30 caracteres solamente (de hecho, muchos idiomas comparten un mismo alfabeto). A pesar de ello, cualquier idioma tiene un vocabulario de entre un cuarto y medio millón de palabras, formadas a partir de ese pequeño número de letras. Esto es posible porque las letras se pueden disponer en diversas combinaciones, pudiéndose usar cada una más de una vez para hacer una sola palabra. Y luego esas palabras se pueden emplear para múltiples fines: para dar instrucciones sobre el empleo de un electrodoméstico, para poner avisos en las estaciones de ferrocarril, para comunicar sentimientos y emociones o incluso para crear obras de literatura en prosa o en verso. De la misma forma, los 20 aminoácidos pueden componer una enorme variedad de proteínas, todas con funciones diferentes. La diferencia principal es que, mientras la mayoría de las palabras pueden contener relativamente pocas letras, la mayoría de las proteínas son muy complejas: están formadas por centenares e incluso por millares de aminoácidos. 

Cualquier alimento proteico contiene cierto número de proteínas distintas. Lo que vulgarmente llamamos proteínas del guisante o proteínas de la judía, proteínas del trigo, del maíz o del sorgo... son en realidad una mezcla de diversas proteínas. Incluso la denominada proteína de la leche es realmente una mezcla de al menos 10 proteínas diferentes. Cuando comemos cualquiera de esos alimentos proteicos, consumimos los 20 aminoácidos básicos en proporciones diversas.

Todos los alimentos naturales contienen proteínas

Los alimentos más ricos en proteínas son la carne, el pescado, los huevos, la leche y sus derivados, las leguminosas y los frutos secos. Pero en realidad, dado que las proteínas se encuentran en todos los tejidos vivientes, todos nuestros alimentos en su estado natural contendrán proteínas, aunque sólo sea en pequeñas cantidades. 

Podemos considerar que un plátano, una coliflor o una espinaca no son fuentes importantes de proteínas; sin embargo, contienen un 2 ó un 3% de éstas. Los cereales, compuestos en su mayor parte por almidón (es decir, por hidratos de carbono), contienen también alrededor de un 10 % de proteínas. 

Si un adulto se alimentase exclusivamente de trigo, podría cubrir sus necesidades de proteínas con las que el trigo contiene. Curiosamente, en la dieta media de Europa, tan rica en proteínas, hasta el 4% de éstas proviene de las patatas, a pesar de que éstas no suden considerarse como una fuente de proteínas. Sólo algunos de nuestros alimentos, obtenidos de su fuente natural por un proceso de extracción, carecen totalmente de proteinas. El azúcar, por ejemplo, es un extracto refinado de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera y no contiene más que sacarosa, un hidrato de carbono. 

En el azúcar no hay proteínas (ni vitaminas, ni grasas, ni elementos minerales), pero en la caña o en la remolacha originales si había algunas proteínas. De forma similar, todos los aceites que empleamos para nuestra alimentación son grasas puras, pero las aceitunas, las nueces de palma o cualquier otra fuente que se haya usado para obtener el aceite son también fuentes de proteínas. El almidón se puede extraer puro a partir del trigo, del maíz o del arroz, que también contienen proteínas.

Descomponer proteínas, recomponer proteínas

Cuando hemos tomado un alimento proteico, durante la digestión las proteínas se desintegran en sus componentes aminoácidos. Éstos pasan después a la corriente sanguínea, que los transporta a los distintos órganos del cuerpo. Allí se emplean para formar el tipo de proteína que se requiera: proteínas del músculo, enzimas del hígado, hormonas, etc. Todas estas proteínas se pueden formar a partir de las proteínas del trigo, de las legumbres o de cualquier otro alimento vegetal o animal de nuestras dietas. Esto es posible porque los aminoácidos de las proteínas que ingerimos los empleamos de nuevo como bloques de construcción: es como el impresor que descompone los bloques de texto que han servido para imprimir un libro de gramática, por ejemplo, y vuelve a emplear las letras para componer e imprimir un libro de poesía romántica.

¿Cuántas proteínas necesitamos?

Todos nosotros debemos ingerir una determinada cantidad de proteínas cada día para mantener nuestros tejidos. En todos los órganos y tejidos del cuerpo se produce un lento pero continuo desgaste. A partir de los componentes de los tejidos deteriorados se producen tejidos nuevos, pero en este proceso se originan pequeñas pérdidas. Y estas pérdidas deben compensarse con la dieta. 

Las necesidades medias de un adulto son de unos 40 gramos de proteínas por día. Esta cifra se refiere a proteína pura, no a alimentos proteicos. Por ejemplo, la carne contiene aproximadamente un 60 % de agua, un 20 % de grasa y otro 20 % de proteínas. Así, para obtener 40 gramos de proteínas tendríamos que tomar 200 g de carne. El pan contiene aproximadamente un 10 % de proteínas por lo que necesitaríamos unos 400 g de pan para hacer frente a nuestras necesidades de proteínas. 

Estos cálculos suponen que la proporción de aminoácidos en las proteínas de los alimentos es exactamente la misma que necesitamos para rehacer nuestros tejidos. Pero esto no es así, por lo que necesitamos cantidades bastante mayores que esas cifras mínimas.

Cuando no se comen suficientes proteínas. 

Suponiendo que sólo necesitásemos 40 g de proteínas diarias. ¿qué ocurre si no alcanzamos esta cantidad? Si no comemos suficientes proteínas, los tejidos proteicos menos importantes del cuerpo, corno son los músculos, se descompondrán parcialmente para proporcionar aminoácidos con los que podamos mantener los órganos y las funciones vitales. 

El corazón, los riñones o los pulmones. así corno los enzimas esenciales, aprovecharán esos aminoácidos procedentes de la descomposición de otros tejidos menos importantes. En el cuerpo existe un intercambio constante. 

Los 10 ó 20 kg de músculos de nuestro cuerpo pueden fácilmente prescindir de 40 g de proteínas un día para alcanzar otros fines más esenciales. Así, aunque el cuerpo pierda 40 g de proteínas al día, no corrernos ningún riesgo por el simple hecho de no comer proteínas durante un día o dos. De hecho, ha habido personas que han ayunado completamente durante muchas semanas y después se han recuperado tras unas pocas semanas de alimentarse adecuadamente. 

Cuando esas personas ayunan, pierden mucho más de 40 g de proteínas diarias. En efecto, además de tener que proporcionar aminoácidos para los tejidos más esenciales, las proteínas de los músculos se descompondrán para suministrar energía al cuerpo, además de la que esté disponible en los depósitos de grasa. Por tanto, si un organismo puede recuperarse unas semanas después de que los tejidos hayan perdido cantidades tan grandes de proteínas, es evidente que no nos puede perjudicar el hecho de que no consigamos nuestros 40 g diarios de proteínas de forma regular.

No se preocupe: ya come suficientes proteínas

La verdad es que resulta fácil, obtener las proteínas necesarias. Hay tantos alimentos que contienen bastantes proteínas, que en realidad consumímos al menos el doble de lo que precisamos. Mientras vayamos satisfaciendo el hambre, es muy probable que nuestra dieta contenga una cantidad de proteínas adecuadas. Los problemas sólo surgen cuando una parte demasiado grande de nuestra dieta está formada por azúcares y grasas, con sólo unas pocas proteínas. Si comemos cereales, legumbres y hortalizas por no hablar de la leche, la carne, el pescado, los huevos y el queso, obtenemos abundantes proteínas, al tiempo que satisfacemos nuestras necesidades de energía. 

Dadas las clases de alimentos que solemos comer, sería difícil imaginar una dieta que satisficiese nuestras necesidades de energía y que no proporcionase las cantidades de proteínas adecuadas para un adulto.

Los aminoácidos esenciales

De los 20 aminoácidos comunes que constituyen las proteínas, 8 no se pueden sintetizar en el cuerpo; por tanto, deben ser suministrados por nuestra dieta, ya formados en los alimentos proteicos. A estos aminoácidos indispensables se les denomina aminoácidos esenciales. 

Otro aminoácido más, la histidina, es esencial para los bebés, que aún no han desarrollado el sistema de enzimas lo suficiente como para formar ese aminoácido en una cantidad tal que les permita satisfacer las necesidades suplementarias que implica el crecimiento. De los 11 aminoácidos restantes, 2 tampoco pueden ser sintetizados en el organismo, a no ser que se le sumistren determinados aminoácidos esenciales: fenilalanina para sintetizar tirosina, y metionina para sintetizar cistina. 

Todos los otros aminoácidos pueden formarse en nuestro cuerpo en cantidades casi ilimitadas, con tal de que el total de proteínas de nuestra dieta sea adecuado. Ello se debe a que se pueden formar como consecuencia de interconversiones metabólicas entre los diferentes aminoácidos. Todos estos aminoácidos se denominan no esenciales. pues no tienen que suministrarse ya formados en la dieta, sino que el propio cuerpo puede elaborarlos para satisfacer sus necesidades.

DESTRUCCIÓN DE PROTEINAS AL PROCESAR LOS ALIMENTOS

La calidad de una proteína se puede deteriorar al calentarla en determinadas circunstancias. Esto puede no tener ninguna importancia para la mayoría de los consumidores, que comen una amplia variedad de alimentos proteicos distintos y, por tanto, están comiendo mucho más de las cantidades mínimas necesarias. Pero puede ser importante para las personas que comen una cantidad de proteínas escasa, especialmente si una gran proporción procede de la proteína alterada.

 

Por ejemplo, las proteínas vegetales texturizadas obtenidas a partir de la soja se emplean como sustituto de la carne. Suelen proporcionar la misma cantidad de proteínas que la carne; pero, si no existe un control adecuado durante el procesado de la soja en la fábrica, puede tener un valor nutritivo bastante más bajo que las proteínas de la carne. Esto no tendría ninguna importancia para la mayoría de las personas.

 

En efecto, las proteínas vegetales texturizadas representan una parte muy pequeña en las dietas normales, cuyo contenido en proteínas es ya más que suficiente. La cantidad de proteínas que consume la mayoría de las personas compensa de sobras una pequeña disminución de la calidad. Pero puede que algunas personas corran peligro si sustituyen una gran parte de sus proteínas dietéticas por esas proteínas vegetales texturizadas.
 

El problema para las autoridades de salud pública es que no se conoce la amplitud de la cuestión. Siempre existe la preocupación de que la gente más pobre (que, en cualquier caso, corre siempre mayor peligro de desnutrición que la población media) pueda sustituir una proporción mucho mayor de sus alimentos tradicionales por un sucedáneo más barato pero de calidad nutritiva inferior. Debido a esto, se considera que cualquier alimento nuevo, o cualquier sucedáneo que pudiera sustituir a un alimento tradicionalmente aceptado, debería proporcionar los nutrientes más importantes en cantidades similares a las del alimento tradicional. Esto se refiere no sólo a las proteínas, sino también a las vitaminas y a los elementos minerales.

Pérdidas en los cereales

Veamos otro caso concreto. El aminoácido Lisina está presente en cantidades limitadas en la mayoría de los cereales. Es especialmente sensible a los daños producidos por el calor en presencia de otros componentes del alimento, por ejemplo, de azúcares reductores como la glucosa. Esto significa que, al cocer en el horno productos amasados con harina de trigo (como pasteles y galletas), siempre hay una reducción de su valor nutritivo, debido a esta pérdida de lisina. Lo mismo ocurre cuando se cuece el pan y cuando los granos de cereales se exponen a presiones y temperaturas extremas durante el proceso de hinchado para obtener el arroz hinchado y los copos de trigo y de maíz para desayuno.

 

El deterioro de la lisina en la manufactura de cereales para el desayuno es probable que no tenga importancia, ya que esos cereales se toman con leche, la cual tiene un claro exceso de bina.

Incluso cocinando en casa

Este tipo de pérdida de la calidad nutritiva de las proteínas no se limita al procesado industrial de los alimentos. El mismo tipo de deterioro se puede producir cuando los alimentos se cocinan en casa. De hecho, es probable que la pérdida de nutrientes sea mucho mayor al cocinar en casa, pues la supervisión científica del cocinado hogareño no es tan rígida como la de las industrias alimentarias. Las pérdidas producidas por el cocinado hogareño no se han estudiado, pero hay mucha información sobre pérdidas de nutrientes en las grandes cocinas que preparan comidas para las escuelas, hospitales y comedores laborales.

 

 

 

PROTEÍNAS Y AMINOÁCIDOS EN LA ALIMENTACIÓN Y LA SALUD

Todas las proteínas están compuestas por carbono, hidrógeno y oxigeno pero, a diferencia de los carbohidratos y las grasas, siempre contienen nitrógeno. La mayoría de las proteínas también contienen azufre, y algunas fosforo. Son constituyentes esenciales de las células, en las que intervienen regulando los procesos biológicos o confiriéndoles la estructura.

Las proteínas deben ser aportadas por la dieta para permitir el crecimiento y reparación tisular, pero cualquier exceso ingerido puede ser utilizado para producir energía. Las proteínas están constituidas por cadenas formadas por cientos, o incluso miles, de restos de aminoácidos. Aunque solo se presentan 20 diferentes, las posibles ordenaciones de los mismos son prácticamente infinitas. Las características estructurales y las propiedades enzimáticas de las proteínas están determinadas por la secuencia única y especifica de aminoácidos.

Aminoácidos
 

Es conveniente dividir los aminoácidos en dos grupos: esenciales y no esenciales. Los aminoácidos esenciales son aquellos que no pueden ser sintetizados en el organismo, al menos en las cantidades necesarias para el mantenimiento de la salud y, por lo tanto, deben estar presentes en los alimentos. Los aminoácidos no esenciales son también componentes necesarios de todas las proteínas, pero se diferencian de los primeros en que pueden ser sintetizados en el organismo a partir de otros aminoácidos, presentes en exceso en la dieta.

Los 8 aminoácidos esenciales para los adultos son:
 

Isoleucina, Fenilalanina, Leucina, Treonina, Lisina, Triptófano, Metionina, Valina y otro aminoácido, la histidina, es también esencial para el rápido crecimiento infantil.


El resto de los aminoácidos presentes en las proteínas son: Alanina, Glicina, Arginina, Prolina, Acido aspártico, Serina, Cisteína, Tirosina, Acido glutámico.
 

Proteínas vegetales y animales
 

La proporción global de aminoácidos de un alimento vegetal aislado (cereales, frutos secos y semillas, patatas o legumbres, como los guisantes o judías) es diferente a las necesidades humanas. Por ejemplo, el trigo tiene un contenido relativamente bajo en lisina, el maíz en triptófano y las legumbres en metionina. Por ello, se dice que estas proteínas son de bajo valor biológico, ya que la calidad de una proteína depende de su capacidad para aportar todos los aminoácidos esenciales en las cantidades necesarias. Sin embargo, la mezcla de estos alimentos, que se complementan unos con otros mejora considerablemente el valor biológico global.

 

La mayoría de las proteínas de origen animal (de la carne, pescado, queso y huevos) tienen un elevado valor biológico. La razón de ello es que el hombre pertenece al reino animal y, por tanto, las proteínas animales son mas parecidas a las humanas, pudiendo ser aprovechadas con un mínimo desperdicio. En efecto, los animales han preseleccionado con diferentes grados de eficacia los aminoácidos que necesitan, procedentes de las plantas y metabolizado el resto para la obtención de energía. Sin embargo, las ventajas nutricionales de los alimentos animales sobre los vegetales se deben mas a la presencia de otros nutrientes asociados, como vitamina B12, hierro y vitamina D, que a la naturaleza de la proteína.


Puesto que los aminoácidos ingeridos en exceso no pueden ser almacenados de ningún modo en el organismo, la máxima eficiencia se consigue cuando se aportan todos los aminoácidos en las proporciones adecuadas a un mismo tiempo. Ello se logra consumiendo una dieta variada en todas las comidas, suponiendo que el aporte de energía de la dieta sea también adecuado. Por tanto, el mezclar proteínas alimenticias de origen vegetal, como las de las alubias con tostadas, o proteínas animales y proteínas vegetales, como pescado y patatas, pan y queso o cereales para desayuno con leche, tiene un fundamento fisiológico.
 

Proteínas vegetales texturizadas
 

Dado que los animales transforman las proteínas vegetales en tejido muscular lenta e ineficazmente (solo se retiene el 5-10 %), se han desarrollado sistemas de concentrar o aislar las proteínas de una serie de plantas, especialmente de soja, y convertirlas directamente en productos «semejantes» a la carne. Estos productos proteicos, si se enriquecen adecuadamente con los principales minerales y vitaminas que aporta la carne, como la tiamina, riboflavina, vitamina B12, hierro y zinc, pueden ser utilizados como sustitutos de la carne y son aceptados por los vegetarianos.
 

Las proteínas como fuente de energía
 

La cantidad y tipo de proteína de la dieta no se equilibra exactamente con los requerimientos para el crecimiento, mantenimiento y reparación tisular; existe siempre un exceso de algunos aminoácidos y, normalmente, un exceso de proteína total. Estos aminoácidos se convierten en glucosa en el hígado, o son oxidados directamente para aportar calor y energía. Además, si la energía disponible de la dieta es insuficiente para cubrir la demanda, esta oxidación de aminoácidos adquiere preferencia sobre el papel principal, la síntesis de proteínas para la reparación tisular. Esta es la razón de la importancia de asegurar un aporte de energía suficiente por la dieta en forma de carbohidratos y grasa, y no a base de caras proteínas, ya que solo así estas pueden cumplir la misión que ningún otro nutriente puede sustituir.

Proteínas y salud
 

Los niños recién nacidos pueden absorber intactas algunas proteínas de la leche materna, incluyendo los anticuerpos que les confieren protección frente a infecciones. Los individuos susceptibles pueden reaccionar frente a otras proteínas de los alimentos: por ejemplo, las personas que padecen enfermedad celiaca reaccionan frente al gluten, y otros pueden reaccionar frente a proteínas de la leche de vaca. Algunas semillas de leguminosas, incluyendo los frijoles rojos y las semillas de soja, contienen proteínas que son tóxicas, a menos que sean bien cocinadas.

Propiedades de las proteínas
 

Algunas proteínas son solubles en agua y otras en disoluciones salinas, pero otras son insolubles. Esta diferencia se aprovecha para la preparación de gluten de trigo utilizado para mejorar las propiedades de panificación de los trigos pobres en gluten, mediante el «lavado» de otras proteínas, así como del almidón, presentes en la harina. El almidón de trigo puede ser desecado y utilizado para la elaboración de alimentos para personas que padezcan enfermedad celiaca.

La acción del calor sobre las proteínas es muy compleja. Algunas, como la ovoalbilmina de la clara de huevo, se endurecen o coagulan irreversiblemente por calentamiento, pero continúan siendo digestibles. Los aminoácidos, individualmente, se ven poco afectados por las técnicas culinarias habituales, aunque parte de la lisina puede reaccionar con carbohidratos presentes en el alimento (por ejemplo, durante la cocción del pan) y el contenido en metionina puede disminuir. Sin embargo, en la preparación de gelatina, sometiendo a ebullición durante varias horas el tejido conjuntivo de la carne, se destruye todo el triptófano.

La coloración parda que se desarrolla en algunas ocasiones durante el almacenamiento prolongado de leche condensada o en polvo, o de vegetales deshidratados, es debida a complejas reacciones entre la lisina y los azúcares de esos alimentos (Reacción de Maillard).
 

Fuentes de proteína de la dieta
 

Aproximadamente la tercera parte de la proteína de la dieta media de España procede de fuentes vegetales y las dos terceras partes restantes es de origen animal. El contenido proteico de los frutos secos y de los guisantes y judías secos es muy elevado, aproximadamente igual al de la carne, el pescado o el queso. Esta proporción disminuye cuando las legumbres se ponen en remojo pero, a pesar de ello, continúan siendo una excelente fuente de proteína. Los cereales también son ricos en proteína; de hecho, el trigo, el maíz y el arroz son las principales fuentes de proteína para muchas personas. El contenido proteico de la mayoría de las raíces comestibles es bajo, pero las patatas aportan cantidades adecuadas; las verduras foliares, por el contrario, contienen cantidades insignificantes de proteína.