Unidad V
Proteínas
Las proteínas son moléculas grandes y complejas que desempeñan muchas funciones críticas en el cuerpo. Realizan la mayor parte del trabajo en las células y son necesarias para la estructura, función y regulación de los tejidos y órganos del cuerpo.
Las proteínas están formadas por cientos o miles de unidades más pequeñas llamadas aminoácidos, que se unen entre sí en largas cadenas. Hay 20 tipos diferentes de aminoácidos que se pueden combinar para formar una proteína. La secuencia de aminoácidos determina la estructura tridimensional única de cada proteína y su función específica.
(MedlinePlus, 2019)
Todas las proteínas están compuestas por:
- Carbono
- Hidrógeno
- Oxígeno
- Nitrógeno
Y la mayoría contiene además azufre y fósforo.
Las proteínas suponen aproximadamente la mitad del peso de los tejidos del organismo, y están presentes en todas las células del cuerpo, además de participar en prácticamente todos los procesos biológicos que se producen.
Funciones
Las proteínas se pueden describir según su amplia gama de funciones en el cuerpo:
(MedlinePlus, 2019)
De entre todas las biomoléculas, las proteínas desempeñan un papel fundamental en el organismo. Son esenciales para el crecimiento, gracias a su contenido de nitrógeno, que no está presente en otras moléculas como grasas o hidratos de carbono. También lo son para las síntesis y mantenimiento de diversos tejidos o componentes del cuerpo, como los jugos gástricos, la hemoglobina, las vitaminas, las hormonas y las enzimas (estas últimas actúan como catalizadores biológicos haciendo que aumente la velocidad a la que se producen las reacciones químicas del metabolismo). Asimismo, ayudan a transportar determinados gases a través de la sangre, como el oxígeno y el dióxido de carbono, y funcionan a modo de amortiguadores para mantener el equilibrio ácido-base y la presión oncótica del plasma.
Otras funciones más específicas son, por ejemplo, las de los anticuerpos, un tipo de proteínas que actúan como defensa natural frente a posibles infecciones o agentes externos; el colágeno, cuya función de resistencia lo hace imprescindible en los tejidos de sostén o la miosina y la actina, dos proteínas musculares que hacen posible el movimiento, entre muchas otras. (CuidatePlus., 2021)
Propiedades
Las dos propiedades principales de las proteínas, que permiten su existencia y el correcto desempeño de sus funciones son la estabilidad y la solubilidad.
La primera hace referencia a que las proteínas deben ser estables en el medio en el que estén almacenadas o en el que desarrollan su función, de manera que su vida media sea lo más larga posible y no genere contratiempos en el organismo.
En cuanto a la solubilidad, se refiere a que cada proteína tiene una temperatura y un pH que se deben mantener para que los enlaces sean estables.
Las proteínas tienen también algunas otras propiedades secundarias, que dependen de las características químicas que poseen. Es el caso de la especificidad (su estructura hace que cada proteína desempeñe una función específica y concreta diferente de las demás y de la función que pueden tener otras moléculas), la amortiguación de pH (pueden comportarse como ácidos o como básicos, en función de si pierden o ganan electrones, y hacen que el pH de un tejido o compuesto del organismo se mantenga a los niveles adecuados) o la capacidad electrolítica que les permite trasladarse de los polos positivos a los negativos y viceversa.
(CuidatePlus., 2021)
Clasificación de las proteínas
Las proteínas son susceptibles de ser clasificadas en función de su forma y en función de su composición química. Según su forma, existen proteínas fibrosas (alargadas, e insolubles en agua, como la queratina, el colágeno y la fibrina), globulares (de forma esférica y compacta, y solubles en agua. Este es el caso de la mayoría de enzimas y anticuerpos, así como de ciertas hormonas), y mixtas, con una parte fibrilar y otra parte globular.
Tipos
Dependiendo de la composición química que posean hay proteínas simples y proteínas conjugadas, también conocidas como heteroproteínas. Las simples se dividen a su vez en escleroproteínas y esferoproteínas.
Digestión de las proteínas
La digestión de las proteínas comienza en el estómago con la pepsina gástrica, producida en las células principales del estómago. La pepsina se libera en forma de proenzimas (pepsinógeno 1 y 2), se activa en presencia de un pH bajo y se inactiva en presencia del pH neutro del intestino. La proteólisis gástrica no es esencial en la digestión de las proteínas pero juega un papel muy importante ya que se liberan aminoácidos libres que estimula la secreción de colecistoquinina por las células endocrinas de duodeno y yeyuno y ésta a su vez estimula la secreción de proteasas pancreáticas.
La mayor parte de la digestión de las proteínas ocurre en duodeno y yeyuno dónde actúan las proteasas pancreáticas. Las proteasas pancreáticas están compuestas por tres endopeptidasas (tripsina, quimiotripsina y elastasa) y dos exopeptidasas (carboxipeptidasa A y B), y son secretadas a la luz intestinal en forma de proenzimas. La enteroquinasa es una enzima del borde en cepillo que en presencia de ácidos biliares activa la conversión de tripsinógeno en tripsina y esta a su vez activa el resto de las proteasas.
La colecistoquinina (CCK), secretina, gastrina, péptido intestinal vasoactivo (VIP) y el nervio vago a través de la acetilcolina aumentan la secreción de proteasas pancreáticas (fig. 3). Los productos resultantes de la digestión de las proteínas son aminoácidos libres y oligopéptidos. Los oligopéptidos son degradados por enzimas presentes en el borde en cepillo del intestino delgado a aminoácidos libres, di y tripéptidos. Los sistemas transportadores de la cara luminal del enterocito sólo transportan aminoácidos, di y tripéptidos. Los transportadores de aminoácidos son muy específicos y sólo transportan aminoácidos con unas características determinados (ácidos, neutros, básicos...) y son diferentes de los transportadores de di y tripéptidos. También existen peptidadas en el citoplasma del enterocito.
Una inadecuada digestión o absorción de las proteínas aparece cuando la secreción o la activación de las proteasas pancreáticas son insuficientes como en el caso de la fibrosis quística o la pancreatitis crónica o cuando se reduce la superficie intestinal. Clínicamente se manifestaría con hipoalbuminemia y malnutrición proteica. (
Metabolismo de las proteínas
En el metabolismo de las proteínas se incluyen aquellos procesos que regulan la digestión de las proteínas, el metabolismo de los aminoácidos y el turnover de las proteínas; procesos que a su vez incluyen la absorción y suministro de aminoácidos de la dieta, la síntesis de novo y utilización de aminoácidos y la hidrólisis y síntesis de proteínas. Las proteínas, al contrario que otras biomoléculas, no se almacenan. Todos los aminoácidos, ya sean de la dieta como derivados del turnover, se degradan. Los aminoácidos se metabolizan mediante la escisión, por un lado de su esqueleto carbonado y por otro lado del grupo amino, este último se eliminará en forma de urea.
La digestión de las proteínas comienza en el estómago, donde serán atacadas por la enzima pepsina, y se completa en el duodeno y yeyuno. El jugo pancreático, junto con las enzimas que contienen las células intestinales, transformarán el contenido proteico en estructuras más simples. Estas pasarán a través de la mucosa intestinal hasta llegar a los enterocitos donde se completará la hidrólisis, obteniendo así aminoácidos y, en una menor cantidad, oligopéptidos.
Para entrar en el enterocito desde la luz intestinal, hay dos tipos de sistemas de transporte, unos dependientes de sodio y otros independientes de él, tratándose de sistemas de transporte activo con gasto energético. Una vez dentro del enterocito, los aminoácidos obtenidos pueden seguir varias vías metabólicas. Estos podrán ser utilizados para obtener energía o para la síntesis de proteínas para el propio enterocito o se liberarán directamente a la sangre portal para su posterior utilización por parte de los diferentes tejidos. La glutamina, el aspartato y el glutamato son la principal fuente de energía del intestino y aproximadamente el 10% de los aminoácidos absorbidos están destinados a la síntesis proteica endógena en el enterocito. En la mucosa también se realizan algunas transformaciones, especialmente la transaminación del aspartato y del glutamato. Debido a esta transaminación no hay grandes cantidades de estos aminoácidos en sangre, por lo que encontramos el producto derivado de la transaminación, la alanina.
El metabolismo proteico en hígado y músculo, al contrario que en el enterocito, está sujeto a control hormonal. Los aminoácidos llegan al hígado por la vena porta, donde parte de ellos podrán ser liberados a la circulación sistémica y otros utilizados para la síntesis de proteínas (como albumina, transferrina, fibrinógeno etc.) u otros derivados metabólicos nitrogenados (como purinas y pirimidina) o catabolizarse para producir energía. La utilización de aminoácidos para obtener energía solo se produce en casos en los que la ingesta es muy rica en proteínas; en casos normales estos se utilizarán para la síntesis de proteínas y otros compuestos nitrogenados. Los aminoácidos libres serán transportados por sangre hasta las células de los diferentes tejidos.
En la degradación de aminoácidos se produce amoniaco que, al ser una sustancia muy tóxica, se debe transformar en urea, que será eliminada por el riñón. El amoniaco se produce en dos etapas: en primer lugar se produce una transaminación con formación de glutamato y, posteriormente, se realiza una desaminación del glutamato con formación de amoniaco. El esqueleto carbonado restante, dependiendo de las condiciones fisiológicas, podrá ser utilizado para la obtención de energía o se trasformará en glucosa (gluconeogénesis).
Los aminoácidos se pierden de forma irreversible por las heces, por oxidación metabólica y por la orina. Además, también se producen pérdidas por el pelo, la piel, secreciones bronquiales y en la leche de las mujeres en periodo de lactancia. (EROSKI CONSUMER, 2013)
Clasificación de los aminoácidos
Los aminoácidos se pueden clasificar de diversas maneras: por su estructura, según la carga de la cadena lateral o desde el punto de vista nutricional. Esta última forma de clasificarlos los divide en esenciales y no esenciales. Los aminoácidos esenciales son aquellos que el organismo no es capaz de sintetizar, por lo que deberán de ser aportados en la dieta. Por otro lado, hay un grupo de 8 aminoácidos que serán esenciales sólo en determinadas situaciones, como en casos de malnutrición o tras una cirugía, que se denominan aminoácidos condicionalmente esenciales.
Homeostasis Protéica
La homeostasis proteica describe procesos dentro de las células que regulan la síntesis, el plegamiento y la degradación de proteínas en la célula para mantener la integridad del proteoma celular. La pérdida de la capacidad de regulación proteica tiene consecuencias graves para esperanza de vida del organismo y, además, puede favorecer el envejecimiento celular y la aparición de enfermedades relacionadas con la edad en personas mayores como, por ejemplo, la enfermedad cardíaca, la diabetes y la neurodegeneración.
La correcta regulación de la homeostasis proteica, o proteoestasis, en las células es vital para la salud de un organismo. Investigadores de un proyecto financiado con fondos comunitarios demostraron que mejorar proteoestasis en el retículo endoplasmático (RE) favorece la resistencia celular al estrés y por tanto puede afectar de manera positiva a la esperanza de vida y a la salud. (Stock, S., 2017)
Importancia de las proteínas en la nutrición
Las proteínas son esenciales en la dieta. Los aminoácidos que las forman pueden ser esenciales o no esenciales. En el caso de los primeros, no los puede producir el cuerpo por sí mismo, por lo que tienen que adquirirse a través de la alimentación. Son especialmente necesarias en personas que se encuentran en edad de crecimiento como niños y adolescentes y también en mujeres embarazadas, ya que hacen posible la producción de células nuevas.
Revisión de Literatura
Necesidades De Proteínas En Deportistas
Artículo escrito por Diego de Castro
En el presente artículo se da a conocer la importancia de las proteínas en el día a día de los deportistas. Al aumentar el nivel de actividad física, nuestro cuerpo necesitará más energía para poder cumplir con su funcionamiento.
Las proteínas son de suma importancia para el crecimiento y el desarrollo corporal, reparación del cuerpo y reemplazo de tejidos y regular muchas funciones metabólicas. Sabemos de manera general que la principal fuente de energía para el organismo son los carbohidratos y las grasas; sin embargo, las proteínas también son muy importantes para proporcionarnos energía.
La proteína es una molécula estructural que se ensambla a partir de aminoácidos. Los alimentos de origen animal suelen ser ricos en proteínas, con todos los aminoácidos esenciales que necesitamos. Muchos alimentos de origen vegetal son también ricos en proteínas.
El cuerpo utiliza 20 aminoácidos para producir proteínas, siete de las cuales son esenciales y requieren de su ingesta a diario para satisfacer tus necesidades diarias.
El ajuste correcto de tus necesidades de proteína te permitirá:
- Una correcta recuperación después de la práctica deportiva.
- Una adaptación adecuada a la misma.
- Generar el anabolismo (creación de músculo) necesario para que mejores en la práctica.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la ingesta diaria de proteínas recomendada es del 10% al 15%. Por otro lado, según un estudio de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación (FAO) el consumo recomendado en gramos al día por peso corporal es de 0,8 gr por kg de peso para las mujeres y de 0,85 gr por kg para los hombres. En la nutrición deportiva se recomienda consumir una cantidad superior de proteínas sobre todo cuando se practican deportes de alta intensidad o a nivel profesional.
Las mejores fuentes de proteína son de origen animal. Los alimentos de origen animal suelen ser una fuente de proteínas muy completa por el equilibrio que contienen en todos los aminoácidos esenciales. Las fuentes de proteínas de origen vegetal son generalmente incompletas, es decir, que carecen de importantes aminoácidos esenciales. Por lo general, contienen menos aminoácidos de cadena ramificada (BCAA): Leucina, Isoleucina y Valina.
Un adecuado consumo de proteínas garantiza una adecuada recuperación de tu cuerpo tras finalizar la actividad deportiva. Es por ello la importancia del consumo adecuado de proteínas en toda la población, especialmente en los deportistas. Cuando el consumo de proteínas no es el adecuado en personas que practican deporte, su desempeño y su capacidad de resistencia puede verse afectada.
Y de manera general para las personas que no practican deporte, el consumo de proteínas es también importante debido a que las proteínas que son el principal componente estructural de las células y tejidos.
(Castro, D., 2017).
Referencias
- Castro, D. (2017). “Necesidades de proteínas en deportistas”. Recuperado de: https://www.conasi.eu/blog/consejos-de-salud/alimentacion-deportiva/necesidades-de-proteinas-en-deportistas/
- CuidatePlus. (2021). "Proteínas". Recuperado de: https://cuidateplus.marca.com/alimentacion/diccionario/proteinas.html
- EROSKI CONSUMER. (2013). "Metabolismo de las proteínas; alimentos y aminoácidos esenciales". Recuperado de: https://observatorio.escueladealimentacion.es/entradas/nutricion-basica/metabolismo-de-las-proteinas-alimentos-y-aminoacidos-esenciales
- García, L. y López, G. (2007). "Evaluación de la absorción y metabolismo intestinal". Recuperado de: https://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0212-16112007000500002
- LB, R. (2019). Metabolismo de las Proteínas [Video]. Recuperado de https://youtu.be/89NWOAgdndQ
- MedlinePlus en español [Internet]. Bethesda (MD): Biblioteca Nacional de Medicina (EE. UU.); [actualizado 28 ago. 2019; consulta 30 ago 2019]. Disponible en: https://medlineplus.gov/spanish/.
- Stock, S. (2017). "Desvelar los mecanismos de la homeostasis proteica para aumentar la esperanza de vida ". Recuperado de: https://cordis.europa.eu/article/id/191023-unravelling-protein-homeostasis-mechanisms-for-increased-lifespan/es
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