Nutrición
La nutrición es principalmente el aprovechamiento de los nutrientes,1 manteniendo el equilibrio homeostático del organismo a nivel molecular y macrosistémico.
La nutrición es el proceso biológico en el que los organismos asimilan los alimentos y los líquidos necesarios para el funcionamiento, el crecimiento y el mantenimiento de sus funciones vitales. La nutrición también es el estudio de la relación que existe entre los alimentos y la salud, especialmente en la determinación de una dieta.
Los procesos macrosistémicos están relacionados a la absorción, digestión, metabolismo y eliminación. Los procesos moleculares o microsistémicos están relacionados al equilibrio de elementos como enzimas, vitaminas, minerales, aminoácidos, glucosa, transportadores químicos, mediadores bioquímicos, hormonas, etc.
Como ciencia, la nutrición estudia todos los procesos bioquímicos y fisiológicos que suceden en el organismo para la asimilación del alimento y su transformación en energía y diversas sustancias.2 Lo que también implica el estudio sobre el efecto de los nutrientes sobre la salud y enfermedad de las personas.
Diferencias entre alimentación, nutrición, dietética y dieta
Aunque alimentación y nutrición se utilizan frecuentemente como sinónimos son en realidad términos diferentes, ya que:
- La nutrición hace referencia a los nutrientes que componen los alimentos y comprende un conjunto de fenómenos involuntarios que suceden tras la ingesta de los alimentos, es decir: la digestión, la absorción o paso a la sangre desde el tubo digestivo de sus componentes o nutrientes, y su asimilación en las células del organismo. Los nutricionistas son profesionales de la salud que se especializan en esta área de estudio, y están entrenados para el tratamiento nutricional de enfermedades o la adecuación de la alimentación a diversas situaciones fisiológicas.
- Por eso, al tratarse la nutrición de un acto orgánico involuntario, es incorrecto hablar de una buena o mala nutrición, cuando se habla de una ingesta adecuada o inadecuada de alimentos. El término correcto sería, una buena o mala alimentación.
- La alimentación comprende un conjunto de actos voluntarios y conscientes que van dirigidos a la elección, preparación e ingesta de los alimentos, fenómenos muy relacionados con el medio sociocultural y económico (medio ambiente) y determinan, al menos en gran parte, los hábitos dietéticos y estilos de vida.
Los términos dieta y dietética también son confundidos frecuentemente y tampoco son lo mismo:
- La dieta son los hábitos alimenticios de un individuo, esta no tiene por qué estar enfocada al tratamiento de ninguna patología, como la obesidad o ni siquiera a la reducción de peso. Simplemente es lo que come el individuo. Por lo tanto todas las personas llevan a cabo una dieta. La dieta se puede modificar para conseguir diversos objetivos, como por ejemplo el tratamiento de enfermedades como la obesidad, que caso más común en que se utiliza la expresión «estar a dieta», aunque no el único.
- La dietética es la ciencia que utiliza los conocimientos de la nutrición para proporcionar una alimentación saludable que se adecue al individuo y a las diversas situaciones de su vida, como embarazo, lactancia y ejercicio físico, previniendo así posibles patologías y mejorando su calidad de vida y su rendimiento.
Características
La nutrición es la ciencia que estudia los procesos fisiológicos y metabólicos que ocurren en el organismo con la ingesta de alimentos.
Muchas enfermedades comunes y sus síntomas frecuentemente pueden ser prevenidas o aliviadas con una determinada alimentación; por esto, la ciencia de la nutrición intenta entender cuáles son los aspectos dietéticos específicos que influyen en la salud.
El propósito de la ciencia de la nutrición es explicar la respuesta metabólica y fisiológica del cuerpo ante la dieta. Con los avances en biología molecular, bioquímica ygenética, la ciencia de la nutrición se enfoca en el estudio del metabolismo, investigando la relación entre la dieta y la salud desde el punto de vista de los procesos bioquímicos. El cuerpo humano está hecho de compuestos químicos tales como agua, aminoácidos (proteínas), ácidos grasos (lípidos), ácidos nucleicos (ADN/ARN) ycarbohidratos (por ejemplo azúcares y fibra).
Una alimentación adecuada es la que cubre:
- Los requisitos de energía a través de la metabolización de nutrientes como los carbohidratos, proteínas y grasas. Estos requisitos energéticos están relacionados con el gasto metabólico basal, el gasto por la actividad física y el gasto inducido por la dieta.
- Las necesidades de micronutrientes no energéticos como las vitaminas y minerales.
- La correcta hidratación basada en el consumo de bebidas, en especial el agua.
- La ingesta suficiente de fibra dietética.
Tipos de nutrición en los seres vivos
Nutrición autótrofa es la que llevan a cabo los organismos que producen su propio alimento. Los seres autótrofos son organismos capaces de sintetizar sustancias esenciales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas. El término autótrofo procede del griego y significa ‘que se alimenta por sí mismo’.
Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía. Las plantas y otros organismos que usan la fotosíntesis son fotolitoautótrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos como producción de energía se llaman quimiolitotróficos.
Nutrición heterótrofa es la que llevan a cabo aquellos organismos que necesitan de otros para vivir. Los organismos heterótrofos (del griego "hetero", otro, desigual, diferente y "trofo", que se alimenta), en contraste con los autótrofos, son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez. Entre los organismos heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y los animales.
Los seres heterótrofos como los animales, los hongos, y la mayoría de bacterias y protozoos, dependen de los autótrofos ya que aprovechan su energía y la de la materia que contienen para fabricar moléculas orgánicas complejas. Los heterótrofos obtienen la energía rompiendo las moléculas de los seres autótrofos que han comido. Incluso los animales carnívoros dependen de los seres autótrofos porque la energía y su composición orgánica obtenida de sus presas procede en última instancia de los seres autótrofos que comieron sus presas.
Según el origen de la energía que utilizan los organismos heterótrofos, pueden dividirse en:
Fotoorganotrofos: estos organismos fijan la energía de la luz. Constituyen un grupo muy reducido de organismos que comprenden la bacteria purpúrea y familia de seudomonadales. Solo realizan la síntesis de energía en presencia de luz y en medios carentes de oxígeno.
Quimiorganotrofos: utilizan la energía química extraída directamente de la materia orgánica. A este grupo pertenecen todos los integrantes del reino animal, todos del reino de los hongos, gran parte de los moneras y de las arqueobacterias.
Los heterótrofos pueden ser de dos tipos fundamentalmente: consumidores, o bien saprótrofos y descomponedores.
Los autótrofos y los heterótrofos se necesitan mutuamente para poder existir.
Historia de la nutrición
Desde la aparición del hombre sobre la tierra, el tipo de alimentos que este ha tenido que ingerir para su sustento ha variado a través del tiempo, debido a que siempre se vio obligado a adaptarse a aquellos que tenía más próximos y le era más fácil obtener con las escasas herramientas que poseía. Como por ejemplo, sirva citar los estudios sobre los restos del ser humano más antiguo encontrado hasta la fecha (el hombre de Atapuerca).
Se ha llegado a la conclusión de que este era carroñero y practicaba el canibalismo,3 4 y competía por sus alimentos con otros animales de hábitos alimenticios similares. En su andar en busca de víveres, se iba encontrando con nuevos tipos a los que se veía obligado a adaptarse. A medida que la disponibilidad de la caza mayoriba disminuyendo tenía que alimentarse de la caza menor, de los mariscos (en algunas áreas) y sobre todo de plantas comestibles. Esta fase adaptativa empezó hace unos 100 000 años.
Los últimos seres humanos que sufrieron estas restricciones, hace unos 30 000 años, fueron los habitantes de unas zonas muy determinadas (dos regiones del Oriente Medio). Sin embargo, en la península ibérica hace menos de 20 000 años (Freeman, 1981) la carne todavía suponía más del 50 % de la dieta habitual.
Hace unos 12 000 años (Cavalli-Sforza, 1981; Trowell, 1981) se inicia la primera revolución agrícola. Esto conlleva a la disponibilidad de una nueva fuente fija deproteínas. Debemos tener en cuenta la gran variabilidad en las cifras referidas a lo obtenido en las cosechas; se trata de una alimentación irregular que alterna con épocas de hambre. El resultado final de las recolecciones se veía muy afectado por el clima, contra el cual era muy difícil luchar. El almacenamiento de sobrantes, en años buenos de producción, tampoco era el más eficaz.
Los humanos han evolucionado como omnívoros cazadores-recolectores a lo largo de los pasados 250 000 años. La dieta del humano moderno temprano varió significativamente dependiendo de la localidad y el clima. La dieta en los trópicos tiende a estar basada preferentemente en alimentos vegetales, mientras que la dieta en las latitudes altas tienden más hacia los productos animales. El análisis de restos craneales y poscraneales de humanos y de animales del Neolítico, junto con estudios detallados de modificación ósea han mostrado que el canibalismo también estuvo presente entre los humanos prehistóricos.
La agricultura se desarrolló hace aproximadamente 10 000 años en múltiples localidades a través del mundo, proporcionando cereales tales como trigo, arroz y maízjunto con alimentos básicos tales como el pan y la pasta. La agricultura también proporcionó leche y productos lácteos, e incrementó marcadamente la disponibilidad de carnes y la diversidad de vegetales. La importancia de la pureza de los alimentos fue reconocida cuando el almacenaje masivo condujo a la aparición de casos de contaminación.
El cocinar se desarrolló a menudo como una actividad ritualista, debido a la preocupación por su eficiencia y su fiabilidad, requiriendo la adherencia a recetas y procedimientos estrictos en respuesta a la demanda de pureza y consistencia en el alimento.
Desde la antigüedad hasta 1800
475 a. C.: Anaxágoras declara que la comida es absorbida por el cuerpo humano y por lo tanto contiene componentes generativos, deduciendo por lo tanto la existencia de nutrientes.
400 a. C.: Hipócrates dice: «Deja que la comida sea tu medicina y la medicina sea tu comida».
1500: el científico y artista Leonardo da Vinci compara el metabolismo con una vela ardiendo.
1747: el Dr. James Lind, un médico de la Marina británica realiza el primer experimento científico en nutrición, descubriendo que el jugo de limón salvó de escorbuto(un desorden hemorrágico mortal y doloroso) a los marineros que estuvieron en el mar por años. El descubrimiento fue ignorado por 40 años, después de los cuales los marineros británicos comenzaron a ser conocidos como los "limeros". La vitamina que se encuentra en el jugo de lima no sería identificada por los científicos hasta 1930.
1770: Antoine Lavoisier, el Padre de la Nutrición y la Química, descubre los detalles del metabolismo, demostrando que la oxidación de los alimentos es la fuente del calor corporal.
1790: George Fordyce reconoce al calcio como necesario para la sobrevida de las aves de corral.
Comienzos de 1800
Los elementos carbón, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno son reconocidos como los componentes primarios de la comida, y se desarrollan métodos para medir su proporción.
1816: François Magendie descubre que perros alimentados solo con carbohidratos y grasa pierden su proteína corporal y mueren en pocas semanas. Solo los perros alimentados con proteínas sobreviven. Se identifican las proteínas como un componente esencial de la dieta.
1840: Justus von Liebig descubre la función que cumplen los carbohidratos (azúcares), las grasas (ácidos grasos) y las proteínas (aminoácidos) en la nutrición.
1860: Claude Bernard descubre que la grasa corporal puede ser sintetizada partir de carbohidratos y proteínas, mostrando que la energía en la glucosa sanguínea puede ser almacenada como grasa o glucógeno.
Comienzos de 1880
Kanehiro Takaki observa que los marineros japoneses desarrollaban beriberi (o neuritis endémica, una enfermedad causante de problemas cardíacos y parálisis) pero los marineros británicos no lo desarrollaban. Agregando leche y carne a la dieta japonesa previno la enfermedad.
1897: Christiaan Eijkman trabaja con nativos de Java que sufrían de beriberi. Eijkman observó que gallinas alimentadas con la dieta nativa de arroz blanco desarrollaron síntomas de beriberi y solo permanecieron saludables aquellas que fueron alimentadas con arroz marrón no procesado (con la fibra exterior intacta). Eijkman curó a los nativos al alimentarlos con arroz marrón, descubriendo que el alimento puede curar la enfermedad. Más de dos décadas después, nutricionistas aprendieron que la fibra exterior del arroz contiene vitamina B1, también conocida como tiamina.
Desde 1900 hasta 1941
Comienzos de 1900: Carl Von Voit y Max Rubner miden el gasto energético calórico en diferentes especies de animales, aplicando los principios de la física en la nutrición.
1906: Wilcock and Hopkins muestran que el aminoácido triptófano es necesario para la supervivencia del ratón. Gowland Hopkins reconoce factores accesorios de los alimentos diferentes en las calorías, proteínas y minerales, como materiales orgánicos y esenciales para la salud, los cuales el organismo no puede sintetizar.
1907: Stephen M. Babcock y Edwin B. Hart llevan a cabo el experimento del cereal único. Este experimento se realizó durante 1911.
1912: Casimir Funk acuña el término «vitamina» a partir de la palabra "vital" (porque estas sustancias desconocidas prevenían el escorbuto, beriberi y la pelagra) y del sufijo "amino", pensando que eran derivadas del amonio.
1913: Elmer McCollum descubre las primeras vitaminas, la vitamina liposoluble A y la vitamina hidrosoluble B (en 1915; en la actualidad se sabe que es un complejo de varias vitaminas e hidrosolubles); la sustancia desconocida que prevenía el escorbuto fue llamada vitamina C. Lafayette Mendel y Thomas Osborneen también realizaron trabajos pioneros sobre las vitaminas A y B.
1919: Sir Edward Mellan identifica incorrectamente el raquitismo como una deficiencia de vitamina A, porque logra curarla en perros con aceite de hígado de bacalao.
1922: McCollum destruye la vitamina A en el aceite de hígado de bacalao. Sin embargo descubre que este aun así curaba el raquitismo, llevando al descubrimiento de lavitamina D.
1922: H. M. Evans y L. S. Bishop descubren la vitamina E como un factor esencial para el embarazo de la rata, llamándolo factor alimentario X, hasta 1925.
1927: Adolf Otto Reinhold Windaus sintetizó vitamina D, por lo cual ganó el premio Nobel en química en 1928.
1928: Albert Szent-Györgyi aisló ácido ascórbico, y en 1932 probó que este era vitamina C, previniendo el escorbuto. En 1935 lo sintetizó y en 1937 ganó el premio Nobel gracias a sus esfuerzos. Al mismo tiempo Szent-Gyorgyi dilucidó el ciclo del ácido cítrico.
1930: William Cumming Rose identificó los aminoácidos esenciales, componentes necesarios de las proteínas, los cuales no pueden ser sintetizados por el organismo.
1936: Eugene Floyd Dubois mostró que el desempeño en el trabajo y la escuela están relacionados con la ingesta calórica.
1938: La estructura química de la vitamina E es descubierta por Erhard Fernholz y es sintetizada por Paul Karrer.
1940: Elsie Widdowson y otros redactaron el racionamiento de acuerdo a principios nutricionales en el Reino Unido.
1941: Las primeras raciones dietéticas recomendadas (Recommended Dietary Allowances) fueron establecidas por el Consejo Nacional de Investigación.
1990 en adelante
1992: El Departamento de Agricultura de Estados Unidos introduce la pirámide alimentaria.
2002: estudios muestran la relación entre la nutrición y el comportamiento violento.
2011: Se divide a la nutrición heterótrofa en 4 tipos: holotrofa, simbiótica, saprófaga y parásita. Dentro del concepto de nutrición holotrofa se distinguen 3 tipos:carnívoros, herbívoros (o fitófagos) y omnívoros.
Nutrición y salud
Existen seis clases de nutrientes que el cuerpo necesita: carbohidratos, proteínas, grasas, vitaminas, minerales y agua. Es importante consumir diariamente esos seis nutrientes para construir y mantener una función corporal saludable.
Una salud pobre puede ser causada por un desbalance de nutrientes ya sea por exceso o deficiencia. Además la mayoría de los nutrientes están involucrados en la señalización de células (como parte de bloques constituyentes, de hormonas o de la cascada de señalización hormonal), deficiencia o exceso de varios nutrientes afectan indirectamente la función hormonal. Así, como ellos regulan en gran parte, la expresión de genes, las hormonas representan un nexo entre la nutrición y nuestros genes, que son expresados en nuestro fenotipo. La fuerza y naturaleza de este nexo están continuamente bajo investigación, sin embargo, observaciones recientes han demostrado el rol crucial de la nutrición en la actividad y función hormonal y por lo tanto en la salud.
De acuerdo a la Organización Mundial de la Salud [(WHO: 1996)], más que el hambre, el verdadero reto hoy en día es la deficiencia de micronutrientes (vitaminas, minerales y aminoácidos esenciales) que no permiten al organismo asegurar el crecimiento y mantener sus funciones vitales.
Reconociendo el potencial inherente a la microalga Spirulina (Arthrospira platensis), para contrarrestar la mala alimentación y su grave impacto negativo al de múltiples niveles de la sociedad especialmente en los países en desarrollo y los menos desarrollados, la comunidad internacional afirma su convicción uniendo esfuerzos de formar la institución intergubernamental por el uso de esta alga contra la malnutrición (IIMSAM).
Existen múltiples enfermedades relacionadas o provocadas por una deficiente alimentación, ya sea en cantidad, por exceso o defecto, o por mala calidad: anemia,ateroesclerosis. Algunos tipos de cáncer, diabetes mellitus, obesidad, hipertensión arterial, avitaminosis, desnutrición, bocio endémico, bulimia nerviosa, anorexia nerviosa y/o vigorexia.
Una mala alimentación también provoca daños bucales, debido a que en el momento en que el cuerpo deja de recibir los nutrientes necesarios para la renovación de los tejidos, la boca se vuelve más susceptible a las infecciones.
El exceso de carbohidratos, almidones y azúcares producen ácidos de la placa que se adhieren al esmalte de los dientes, causando así su destrucción.
Controversias de la nutrición en los países occidentales
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- Disparidad en la disponibilidad de alimentos en los países desarrollados y en las poblaciones del Tercer Mundo, que padecen hambre y pobreza.
- Aún no se ha determinado la cantidad recomendada de productos lácteos en la población adulta y su situación en la pirámide de alimentos. Se sabe que loslácteos contienen grasas saturadas no recomendables y que al desnatar laleche, se elimina el calcio y la vitamina D. Tiene sentido que se haga publicidad del enriquecimiento de la leche desnatada con vitamina D o calcio, cuando es obligado dicha suplementación.
- Todavía se desconoce cuánta carne y productos animales son recomendables en la dieta. Se sabe que la ingesta de carne no es imprescindible y que puede sustituirse con huevos, leche y pescado [cita requerida]. De todos modos la ingesta de proteínas de origen animal es excesiva en los países desarrollados.
- Los alimentos funcionales, es decir, aquellos alimentos manufacturados industrialmente enriquecidos con micronutrientes que la ciencia ha demostrado en laboratorio que son beneficiosos para la salud o aquellos alimentos a los que se les elimina los nocivos. Por ejemplo:
- Margarinas enriquecidas con fitoestrógenos.
- Pan integral «con bajo nivel de colesterol»: su nombre es absurdo, ya que los hidratos de carbono nunca contienen colesterol, excepto si hacen el pan con grasas de origen animal.
- Leche «enriquecida con omega 3»: es necesario ingerir varios litros de leche al día para consumir los ácidos grasos esenciales que contiene media sardina (aunque fuera enlatada).
- Yogures «con bífidus»: nombre redundante, ya todo los yogures normales los contienen.
- Alimentos transgénicos: se desconoce el efecto de la manipulación poringeniería genética de los alimentos animales y vegetales.
- Utilización de pesticidas y fertilizantes en los cultivos.
- Utilización de hormonas y antibióticos en el ganado.
- Suplementación de la dieta con micronutrientes en forma pura contenida enmedicamentos como píldoras, polvos, líquidos: existen varios estudios que contraindican la suplementación por ejemplo con betacaroteno, pues en lugar de prevenir el cáncer de pulmón, aumenta su incidencia[cita requerida]
Pirámide de alimentos
Para establecer un parámetro, en lo que concierne a la dieta alimenticia, existe una manera de representar de manera gráfica los principales alimentos que deben ingerirse. Comúnmente se hace a través de una pirámide, llamada pirámide nutricional, aunque también existen otros modelos como el «tren alimentario» (utilizado en Colombia) y la «esfera alimentaria».
La base de la pirámide, el área de mayor tamaño, representa los cereales o granos, sobre todo los granos integrales, que constituyen la base de nuestra dieta. En medio de la pirámide se encuentran vegetales y frutas, que ayudan a tener energía más natural y sin efectos secundarios. Para asegurarse de obtener más de la mitad de nuestras calorías de carbohidratos complejos es preciso consumir las porciones sugeridas en este grupo. Los grupos disminuyen de tamaño a medida que se avanza hacia el vértice de la pirámide, ya que la cantidad de alimentos representados en esos grupos es menor que la que se necesita para una buena salud. La punta o vértice de la pirámide representa el grupo más pequeño de alimentos, como grasas, aceites y azúcares, de los que hay que comer en menor cantidad.
Es importante reforzar estos modelos con una tabla de equivalencias para tener una visión más clara de las porciones que debemos consumir de cada grupo de alimentos. Aunque el peso o tamaño de los alimentos sea el mismo, no quiere decir que sean porciones equivalentes. Por ejemplo: media taza de arroz al vapor tiene el mismo contenido energético en kcal que poco menos de 6 tazas de apio crudo. Como vemos los volúmenes son radicalmente diferentes en comparación con su aportación energética.6
Balance energético
Se entiende por balance energético la relación entre el consumo de energía y el gasto energético.
Cuando ingerimos algún alimento estamos obteniendo energía, cuando gastamos la misma cantidad de energía que consumimos en el día, estamos hablando de un balance equilibrado, cuando gastamos menor cantidad de energía de la que consumimos en el día, estamos hablando de un balance positivo, por lo contrario si gastamos más energía de la que consumimos, nos referimos a un balance negativo. Existen ciertas situaciones donde es necesario tener un balance positivo, por ejemplo en el embarazo, lactancia, infancia, adolescencia o cuando por algún padecimiento, enfermedad, o lesión hubo una pérdida importante de peso. Por el contrario es de desearse un balance negativo cuando el aumento de peso puede llegar a niveles no saludables.
Ejemplo 1: una persona consume una pizza y refresco con un total de 4000 calorías, y lo único que hace es sentarse a hablar por teléfono todo el día con lo que gasta 2000 calorías con lo cual al ser su balance energético positivo aumentará de peso.
Ejemplo 2: una persona consume un plato de cereal con un total de 1000 calorías y al escalar montañas de hielo gasta 3000 calorías con lo que su balanza energética es negativa y baja de peso.
Ejemplo 3: una persona consume una comida de 3000 calorías se va a jugar fútbol y gasta 3000 calorías, el resultado es una balanza equilibrada con lo cual mantiene su peso.
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