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Cerebro

Glucosa y cerebro

Glucosa y cerebro

La glucosa es el combustible del cerebro

Metabolismo de la glucosa

El cuerpo obtiene la glucosa a partir de la digestión de los hidratos de carbono de la dieta.

Los diferentes hidratos de carbono ingeridos son transformados en glucosa tras la acción de las diferentes enzimas digestivas. Ésta es absorbida y distribuida a través de la sangre para los diferentes tejidos y órganos.

El nivel de glucosa en sangre se mantiene dentro de unos márgenes mediante la homeostasis, conjunto de procesos corporales destinados a mantener la regulación interna.

En ese mantenimiento de niveles de glucosa participan principalmente dos hormonas:

  1. la insulina -que produce disminución de glucosa en sangre- y
  2. el glucagón -que libera glucosa al torrente sanguíneo-.

Aunque otras hormonas como la testosterona o la adrenalina también producen aumento de glucosa en sangre.

Durante la digestión, la insulina ayuda a regular que no se produzcan niveles de glucosa demasiado elevados en sangre.
El glucagón se libera por ejemplo en situaciones de ayuno o de ejercicio, lo que asegura que si se consume la glucosa sanguínea se reponga de nuevo a sus niveles normales.

El cuerpo transforma parte de la glucosa sanguínea en glucógeno, que se almacena -en pequeña proporción- en músculo e hígado y permite disponer de energía bastante rápidamente; y en grasas, lo que en términos biológicos significa una reserva energética disponible a largo plazo.

 

Necesidades energéticas del cerebro

El cerebro consume más glucosa durante las tareas mentales intensas. Algunos estudios muestran que bajadas de glucosa afectan al rendimiento del cerebro y sus funciones: memoria, aprendizaje, atención, etc.
Por eso es tan importante mantener un nivel de glucosa óptimo que  permita mantener una adecuada función del cerebro, una de las razones por la que es aconsejable comer con regularidad.

Otros estudios muestran que la administración de glucosa -normalmente en forma de bebida- resulta en mayor atención, memoria a corto plazo, memoria espacial y verbal.

Las tareas mentales intensas parecen responder mejor a la glucosa, motivo por el que se recomienda siempre realizar un desayuno que contenga alimentos ricos en hidratos de carbono.

Para asegurar un continuo suministro de glucosa al cerebro, la dieta debe aportar del 45 al 60% de hidratos de carbono, tanto de los complejos -cereales, pastas, pan, patatas, legumbres y hortalizas-, como de los simples -frutas-.

2 /3 del aporte de hidratos de la dieta están casi exclusivamente destinados al consumo para el cerebro.

El cerebro sólo puede utilizar glucosa.  Puesto que sus demandas son elevadas y en ocasiones compite con otros órganos por la glucosa, puede extraerla de la sangre o disminuír la absorción del resto de órganos para poder recibir más.

El resto de órganos pueden utilizar ácidos grasos para obtener energía mientras que el cerebro no.

 

ADN

Nutrigenética y Nutrigenómica

Genética, Nutrigenética y Nutrigenómica

La aplicación de la genética a enfermedades es una ciencia emergente que está de moda pero que aun no está preparada para la práctica.

Al contrario que en los casos en los que un sólo gen produce una mutación que resulta en una característica, la mayoría de enfermedades crónicas como enfermedades cardiovasculares, diabetes, cáncer, etc- son multifactoriales, es decir que están producidas por varios factoresLas mutaciones genéticas solo pueden predecir en parte el riesgo de enfermedad.

Los genes

El cuerpo humano contiene células con 23 pares de cromosomas. Cada cromosoma contiene de 20 a 25 mil genes.

Los genes contienen toda la información biológica necesaria para construir y mantener el organismo vivo. Son responsables de la formación de proteínas y la función metabólica.

Los genes pueden activarse o desactivarse en respuesta a diferentes y múltiples señales que el núcleo de la célula recibe de factores internos (como enzimas, proteínas, hormonas, etc)  y factores externos como la dieta, la contaminación atmosférica, el uso de sustancias tóxicas, etc.

Los genes están compuestos por 2 tipos de “bases” las cuales a su vez poseen dos tipos de nucleótidos.
Al igual que el alfabeto binario (de 1 y 0) es el usado por ordenadores, el ADN se codifica con 4 nucleótidos: adenosina, timina, guanina y citosina.

El genoma es la secuencia genética completa de un organismo.

Las variaciones del genoma entre humanos son menores de 1%.
Pero con un pez cebra compartimos el 85% de los genes.

Genética nutricional

La genética nutricional pretende conocer cómo los nutrientes interaccionan con los genes y hacen que éstos se activen para producir un fenotipo determinado, incluyendo el riesgo de padecer enfermedades como la obesidad; es decir, pretende conocer qué genes pueden activarse o desactivarse para eliminar o reducir el riesgo de padecer obesidad.

El objetivo es que en el futuro se comprenda cómo la dieta afecta a los genes, y a clasificar a las personas en subtipos genéticos que permitan aplicar un tratamiento dietético acorde a su genoma.

Esto a fecha de hoy es ciencia ficción.

La genética nutricional incluye la nutrigenómicanutrigenética y la epigenética nutricional.

Nutrigenética

El ejemplo más claro de nutrigenética es la fenilcetonuria, una enfermedad causada por el déficit de una enzima, la fenilalanina hidroxilasa. Esta enfermedad está producida por una mutación en el gen que codifica la enzima, por lo que al no poder producirla, no puede obtener su efecto que es el de metabolizar fenilalanina. El tratamiento primario es la eliminación de fenilalanina de la dieta.

Nutrigenómica

La restricción calórica y modificación de hábitos alimentarios en obesos están proporcionando información sobre cómo ciertos genes se activan. Por ejemplo, estudios sugieren que los genes responsables del metabolismo de insulina se ralentizan. También se está estudiando la expresión de ciertos genes que pueden activar el cáncer.

Epigenética nutricional

La  epigenética regula los procesos de cómo y cuándo deben activarse o desactivarse los genes. La dieta puede producir cambios epigenéticos que resulten en la activación o desactivación de ciertos genes, y en última instancia afectar al metabolismo.

Nutrientes como el ácido fólico, la colina, vitamina B12, y B6 producen activación de ciertos genes.

Aplicación dietética práctica

Existen más de 2 mil test genéticos en el mercado, aunque la mayoría de ellos miden un sólo gen, y por tanto una sola enfermedad.

Algunos tests genéticos están validados y se utilizan en la práctica médica para determinar mutaciones ne determinados genes, por ejemplo la fenilcetonuria.

Pero la inmensa mayoría de test genéticos disponibles fuera del ámbito hospitalario no están validados clínicamente, regulados adecuadamente y su uso no implica que aporte información precisa ni útil.

Enfermedades complejas como el cáncer, enfermedades cardiovasculares, obesidad, etc, están causadas por factores genéticos y ambientales. Por otro lado, las interacciones entre genes y medio ambiente son bastante desconocidas. Recientemente se han descubierto 7 nuevos genes relacionados con la diabetes, si bien ello no ha servido para tratar la enfermedad.

Falta mucho todavía para que podamos usar la información que muestran los genes y traducirla para usarla en la práctica dietética y obtener dietas más personalizadas.

La obesidad es una enfermedad causada principalmente por un superhábit energético, a su vez por un exceso en la ingesta y/o ejercicio o actividad insuficiente. Incluso un exhaustivo conocimiento de las funciones genéticas, ¿impediría que alguien con hábitos poco saludables los cambie por saludables?

Quizá en 100 años, podamos disponer del conocimiento íntegro del genoma humano y las interacciones de gran parte de genes. En todo caso ello complementaría el tratamiento dietético y la educación nutricional personalizada.

Más info en inglés: Frequently Asked Questions About Genetic Testing, National Human Genome Research Institute

fibra muscular

Fibra muscular

Tejido muscular y fibra muscular

El tejido muscular es el responsable del movimiento. Está formado por células alargadas con una capacidad que las diferencia del resto: la de acortarse o alargarse en respuesta a estímulos.

Las fibras musculares son las unidades estructurales del tejido muscular. Son células altamente especializadas de organización y estructura extremadamente compleja.

fibra muscular

Organización de la fibra muscular

Tipos de tejido muscular

Por su apariencia microscópica y sus funciones, se diferencian 3 tipos de tejido muscular:

  1. Músculo liso
  2. Músculo estriado esquelético
  3. Músculo estriado cardíaco

El músculo liso está formado por células lisas alargadas dispuestas en varias capas, cuya contracción es de carácter involuntario. El músculo liso se encuentra en el tubo digestivo, vísceras, vasos sanguíneos, etc.

El músculo estriado cardíaco es un tipo de músculo específico del corazón. Es similar al músculo liso pero las células poseen muchas más mitocondrias -el órgano celular que produce energía- y más glucógeno -un depósito de combustible en forma de glucosa-. Lo que les hace especialmente particulares es su capacidad de provocar una contracción de forma automática.

El músculo estriado esquelético es el que constituye lo que se conoce vulgarmente como músculos, y es el que nos permite movernos o realizar diferentes acciones de forma voluntaria.
las fibras del músculo estriado esquelético pueden ser extraordinariamente largas.
La estructura y funcionamiento de las fibras de músculo esquelético es bastante compleja.

Tipos de fibra muscular

Existen tres tipos principales de fibras musculares en la musculatura estriada:

  1. Fibras de tipo I,  fibras rojas, fibras ST o de contracción lenta
    Poseen una velocidad de contracción lenta, de metabolismo principalmente aeróbico, con depósitos abundantes de glucógeno y numerosas mitocondrias.
  2. Fibras tipo II, fibras blancas, fibras FT o de contracción rápida
    Estas son células cuyo metabolismo es principalmente anaeróbico, de contracción rápida, menos irrigadas por vasos sanguíneos y con poca capacidad de respuesta a la fatiga.
  3. Fibras de transición o fibras IIa.
    Son fibras musculares que presentan características intermedias a las de las fibras I y las fibras II.
    Tienen mayor capacidad de usar oxígeno que las fibras II y son capaces de desarrollar tensión mayor que las fibras I.
Fibras tipo IFibras tipo II
Disponibilidad de energíaMayormente aeróbica, de glucógeno y grasa, con poca producción de lactatoMayormente anaeróbica, de glucógeno, gran producción de lactato
Irrigación sanguíneaPromedio de 4,8 capilares por fibraPromedio de 2,9 capilares por fibra
FatigaTardePronto
Velocidad de contracciónLenta. Contracción isométrica máxima en 80-100 msRápida. Contracción isométrica máxima en 40 ms
Miosina-ATP-asaPocaMucha

Todos los músculos poseen ambos tipos de fibras repartidas “aleatoriamente”.
Las diferencias entre personas radican en la proporción de fibras de cada tipo, haciéndose así músculos mayoritariamente blancos y rápidos o rojos y resistentes.

Récords musculares

  • El músculo más largo es el sartorio, que va desde la pelvis hasta el lado interior de la rodilla. Supera los 40 cm.
  • El más pequeño es el estribo, un músculo que se encuentra en el oído y que apenas mide 1 mm.
  • El más voluminoso es el glúteo mayor, que forma parte de la nalga.
  • El músculo más rápido es el elevador del párpado, que puede contraerse hasta 5 veces por segundo.
  • El músculo más potente es el masetero. Situado en la mandíbula y encargado de la masticación este músculo desarrolla fuerzas de 100kg.

calcio

Calcio

Propiedades, requerimientos y alimentos ricos en calcio

El calcio es uno de los minerales más abundantes en el cuerpo humano.
El 99% se encuentra en huesos y dientes como fosfato cálcico u otras sales de calcio, mientras que el resto se encuentra circulando por la sangre.

Propiedades del calcio

El calcio participa en muchas reacciones químicas, por lo que es esencial en muchas funciones biológicas:

  • Contribuye al normal metabolismo energético
  • Contribuye al normal funcionamiento muscular
  • Contribuye en la coagulación sanguínea
  • Contribuye en el normal funcionamiento de la neurotransmisión
  • Contribuye al correcto funcionamiento de enzimas digestivas
  • Contribuye en el proceso de división y diferenciación celular
  • Es necesario para el mantenimiento de huesos y dientes

Absorción de calcio

La absorción de calcio está influenciada por la ingesta de vitamina D y fósforo.
La hormona paratiroidea, la calcitonina y los estrógenos también afectan a la absorción y utilización de calcio.

Requerimientos de calcio

La ingesta recomendada (IDR) de calcio para la población española es la siguiente:

Niños
0-6 meses400 mg
7-12 meses525 mg
1-3 años600 mg
4-5 años700 mg
6-9 años800 mg
Varones
10-13 años1100 mg
14-19 años1000 mg
20-29 años900 mg
30-39 años900 mg
40-49 años900 mg
50-59 años900 mg
60-69 años1000 mg
> 70 años1000 mg
Mujeres
10-13 años1100 mg
14-19 años1000 mg
20-29 años900 mg
30-39 años900 mg
40-49 años900 mg
50-59 años1000 mg
60-69 años1000 mg
> 70 años1000 mg
Embarazo1000 g
Lactancia1200 mg

Alimentos ricos en calcio

El calcio está especialmente presente en la leche y derivados lácteos: yogures y quesos.

Destaca sin embargo la presencia de calcio en pescados comidos enteros: pescaditos, sardinas en lata, etc. Esta fuente de calcio tan importante suele ignorarse.

La ingesta de pescados comidos enteros es la mayor fuente de calcio.

Los siguientes alimentos aportan 1000 mg de calcio:

AlimentoPeso neto en g
Pescados comidos enteros44,4
Orégano seco63,5
Leche en polvo desnatada77
Canela81
Queso parmensano89
Torta del casar91
Leche en polvo semidesnatada95
Queso emmental103
Queso gruyere111
Laurel120
Queso gouda122
Queso manchego124
Queso cheddar133
Queso de bola139
Queso Idiazábal139
Queso en lonchas155
Queso mozzarella158
Queso gorgonzola163
Queso roquefort167
Queso de tetilla176

Suplementos de calcio

No debes consumir suplementos de calcio sin consultar previamente a un Dietista-Nutricionista o a tu Médico.

Existe más que probada evidencia que el exceso de calcio, al igual que el exceso de otros minerales y/o vitaminas produce un efecto contrario, es decir, produce empeoramientos en la salud.

Las recomendaciones de nutrientes son calculadas para la totalidad de la población.
Superar estas recomendaciones no sólo no tiene un efecto positivo, si no que tiene un efecto negativo sobre la salud.

Se considera que 2500 mg de calcio diarios es la ingesta máxima tolerable, incluyendo la dieta y cualquier suplemento de calcio.

 

proteinas

Proteínas: valor biológico y digestibilidad

La calidad de las proteínas es un concepto que depende de 3 factores:

  1. la digestibilidad
  2. la composición de sus aminoácidos
  3. las necesidades dietéticas

La valoración de la calidad de las proteínas puede realizarse mediante ensayos biológicos y químicos. Los ensayos biológicos se basan en las diferencias de velocidad de crecimiento, que indican una mayor retención del nitrógeno ingerido en la proteína.

Coeficiente de digestibilidad de las proteínas

El coeficiente de digestibilidad (CD) de las proteínas se establece midiendo la diferencia entre el nitrógeno absorbido  (NA) y el nitrógeno ingerido (NI):

CD=NA/NI*100

NA=Nitrógeno absorbido, NI=Nitrógeno ingerido

Para calcular el nitrógeno absorbido se pueden usar dos fórmulas.

Coeficiente de digestibilidad aparente CDa:
Es un cálculo bastante aproximado pero no real del Coeficiente de digestibilidad

CDa=(NI-NFT)/NI*100

NFT= Nitrógeno fecal total

Coeficiente de digestibilidad verdadero CDv:
Es el cálculo real del Coeficiente de digestibilidad, ya que desestima el Nitrógeno excretado en las heces pero que no proviene de la dieta si no de enzimas digestivas o descamación intestinal.

CDv=(NI- (NFT-NEF))/NI*100

NEF= Nitrógeno endógeno fecal

transcripcion

Transcripción de proteínas a nivel celular. Las proteínas se crean a partir de cadenas de aminoácidos, cuya secuencia viene determinada por la secuencia específica del ADN celular

Valor biológico de las proteínas

El valor biológico (VB) de las proteínas sirve para determinar cuán completa es una proteína y su capacidad de satisfacer los requerimientos nutricionales humanos.

Este índice se establece por relación entre el nitrógeno retenido (NR) por el organismo y el nitrógeno absorbido (NA) por el organismo.

VB= NR/NA *100 = (NA-NU)/NA*100

NR=nitrógeno retenido
NU= nitrógeno urinario

Utilización neta proteica NPU

Expresa el porcentaje de nitrógeno retenido con respecto al ingerido.

Aritméticamente se calcula mediante la multiplicación del Coeficiente de Digestibilidad y el Valor Biológico (VB):

NPU = VB * CDv = (NR/NA)*(NA/NI)= NR/NI * 100

Índices biológicos de alimentos según la calidad proteica

CD: Coeficiente de Digestibilidad. VB: Valor Biológico. NPU: Utilización neta proteica

ALIMENTOCDVBNPU
CEREALES
Arroz (germen)86,978,167,9
Maíz (germen)80,881,166,1
Trigo81,666,254,0
Pan de trigo blanco37,0
LEGUMBRES
Garbanzos86,068,058,5
Cacahuetes86,654,542,7
Lentejas85,044,629,7
Guisantes87,663,746,7
Soja90,572,861,4
FRUTOS SECOS
Semillas de girasol81,969,658,1
HORTALIZAS
Col87,849,935,0
Patata81,673,059,6
Grelos86,052,345,1
Champiñón86,052,345,1
Remolacha azucarera79,467,253,4
CARNES
Vaca y ternera99,478,177,6
Pollo95,374,370,8
Cerdo74,0
HUEVOS
Huevo entero97,093,790,9
Clara de huevo99,483,082,5
PESCADOS
Bacalao100,083
Merluza100,088,888,8
Sardinas95,471,869,0
Raya72,160,043,2
Pescado crudo82,1
Pescado cocido83,9
CRUSTÁCEOS Y MOLUSCOS
Langosta88,2
Camarones74,0
Chirlas77,7
Pulpo83,5
Calamares81,7
LÁCTEOS
Leche de vaca96,984,581,9
Queso cheddar98,870,669,8

Metabolismo

¿Se puede cambiar el metabolismo?

Cambiar el metabolismo ¿es posible?

Puesto que el metabolismo rige la velocidad en que digerimos y absorbemos, sería lógico pensar que si conseguimos acelerarlo, conseguiríamos disminuír el peso corporal, y si estuviera ralentizado, ganaríamos peso.

El metabolismo es el conjunto de procesos biológicos que tienen lugar en la célula y por extensión en el organismo.

Los procesos del metabolismo son muy complejos e incluyen reacciones químicas, enzimas, receptores, respiración, obtención y almacenamiento de energía, etc. Todos estos procesos se encuentran controlados por la propia célula.

El metabolismo tiene dos tipos de acciones opuestas:

  • Anabolismo
    Conjunto de acciones destinadas a la creación de nuevas estructuras a partir de la energía disponible.
  • Catabolismo
    Acciones destinadas a la obtención de energía, normalmente destrucción de estructuras existentes.

 

Regulación del metabolismo. Cómo se regula el metabolismo

El metabolismo, como el resto de funciones corporales, se encuentran regulados por homeostasis, procesos que permiten que un organismo se adapte a las diferentes situaciones para mantener constantes sus parámetros biológicos.

Por ejemplo, la temperatura corporal debe estar en un rango determinado. La homeostasis es responsable de asegurar que una bajada de temperatura mínima, produzca las acciones destinadas a señalar frío o a la producción de calor, por ejemplo un escalofrío o una convulsión.

Todos los parámetros están regulados por homeostasis para permanecer dentro del rango óptimo.

El metabolismo es extremadamente complejo y se regula de muchas formas. Diferentes hormonas tienen acción sobre la forma en que digerimos y absorbemos los nutrientes, o la forma en que son dispuestos en el torrente sanguíneo para su uso.

Las hormonas provocan que tejidos y órganos realicen determinadas funciones, por ejemplo fabricar enzimas digestivas. Las enzimas digestivas permiten digerir de forma específica los nutrientes -amilasa, peptina, lipasa-, y mantener el nivel constante de éstos -insulina, glucagón-.

 

La hormona tiroidea de la glándula tiroides regula en gran medida el metabolismo, por lo que un hipotiroidismo conducirá inevitablemente a un aumento de peso y un hipertiroidismo a una pérdida de peso.

Por supuesto las enfermedades que afectan a glándulas que producen hormonas, pueden modificar el adecuado funcionamiento del metabolismo.

Los genes, la herencia genética, también puede condicionar la forma en que se comporta nuestro organismo, y por consiguiente puede condicionar un metabolismo más lento. El gen KSR2 descubierto en niños recientemente explica en parte una mayor obesidad infantil por un aumento del apetito y un metabolismo más lento.

La edad ralentiza el metabolismo. Así nuestro cuerpo es más lento con 40 años que con 20. Por ello es más fácil engordar a medida que se avanza en edad.

Por último, diversas sustancias han reclamado poseer la capacidad de aumentar el metabolismo. La más conocida: la cafeína.

A fecha de hoy no existe ninguna sustancia que acelere el metabolismo de forma significativa y segura

Tampoco es posible cambiar el metabolismo consumiendo combinaciones de alimentos ni hierbas, ni realizando ejercicios ni actividad física determinada. Es posible activarlo por aumentar la actividad física.

Pero a menos que se padezca una enfermedad metabólica -por suerte poco frecuente- no es posible cambiar el metabolismo de forma voluntaria.