Y yo quiero ser...Bioquímica Nutricional
(Por
Eva Miedes Vicente)
Crecí en
Caudé, un pueblo de 150 habitantes de la provincia de Teruel. Cuando cumplí 10
años pasaron tres cosas que marcaron mi vida: tuve el mejor maestro del mundo, me
regalaron un libro que enseñaba a realizar experimentos científicos y me
pusieron gafas curiosas.
En esa escuela
de pueblo, salíamos a la pizarra y les exponíamos a nuestros compañeros que los
humanos somos como unas máquinas: obtenemos energía de los alimentos para
gastarla en diversas funciones vitales y actividades diversas. “Si no comes no
podrás jugar al futbol” me decía mi abuela. Años más tarde, en el instituto,
aprendí que esos alimentos están compuestos por nutrientes, que son las mismas
moléculas químicas que forman nuestro cuerpo. En la asignatura de Biología del
bachillerato, estudiamos que estas moléculas son las proteínas, los lípidos,
los hidratos de carbono, las vitaminas y los minerales. Además, seguimos
haciendo experimentos científicos y cada vez me surgían más dudas relacionadas
con la alimentación: ¿Qué era realmente lo que nos alimentaba?, ¿por qué
insistían tanto en que una dieta saludable y el ejercicio es indispensable para
no enfermar?, ¿por qué era tan difícil adelgazar para las personas que tenían
sobrepeso u obesidad? y ¿por qué a cada persona le sentaban mejor unos
alimentos u otros?
Llego el
momento de decidir qué estudiar en la Universidad. Pensé que si los humanos
tenemos que comer todos los días, seguro que en el futuro habría un trabajo
para alguien interesada en resolver estas cuestiones. Así que me decidí a
cursar la Licenciatura de Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Salí de mi
pueblo y me fui a Valencia. En tercero de la carrera, ya tenía claro que quería
ser CIENTÍFICA y dedicarme a la investigación y docencia. Por ello, me gustaría
compartir con vosotros algunas de las respuestas científicas a esas preguntas
que han guiado mi vida profesional.
¿Qué es un alimento?, ¿y un nutriente? - ¿Qué es realmente lo que nos
alimenta?
Los humanos
obtenemos la energía mediante la ingestión, absorción, digestión y
metabolización de los alimentos. Nuestra dieta es generalmente omnívora, de
modo que los alimentos son todos aquellos productos de origen mineral, animal o
vegetal que ingerimos. Una vez ingeridos, comienza en nuestro cuerpo el proceso
de absorción y digestión, mediante el cual, el organismo obtiene los nutrientes
de estos alimentos. Podemos diferenciar entre macronutrientes –forman
mayoritariamente los alimentos y proporcionan energía– como proteínas, grasas e
hidratos de carbono y los micronutrientes –que se encuentran en menor cantidad,
suelen ser esenciales y no aportan energía– como vitaminas y minerales. Así,
los nutrientes son todas las moléculas bioquímicas que componen todos los
alimentos. Estas moléculas serán metabolizadas por nuestro organismo para la
síntesis de nuestras nuevas estructuras moleculares y la obtención de energía.
La energía se obtiene por combustión (oxidación) de los nutrientes y proporciona
distinta cantidad –medida en calorías– en función de sus características
químicas. Todos sabemos que las grasas nos aportan mucha energía (9 kcal/g) y
eso es debido a que tienen un elevado grado de reducción. El cuerpo “quema” las
grasas gracias al oxígeno que respiramos y obtiene la energía que guarda en los
enlaces fosfoanhidro y ester de la molécula de adenosín trifosfato (ATP). Este
ATP es como el dinero que usa el organismo en las rutas de síntesis
(anabólicas) o degradación (catabólicas). Los hidratos de carbono nos
proporcionan menos energía tras la oxidación (4 kcal/g) pero son necesarios
para equilibrar el aporte calórico y el tránsito por el tracto digestivo. Las
proteínas aportan la misma cantidad de energía que los hidratos de carbono (4
kcal/g) pero son imprescindibles para formar, por ejemplo, músculos, enzimas y
anticuerpos. El alcohol no puede ser considerado como un nutriente, ya que
tiene efectos tóxicos, pero es una molécula que al oxidarse también proporciona
mucha energía (7 kcal/g). De modo que, cuando ingerimos por ejemplo un salmón
con patatas (alimentos), estamos digiriendo sus proteínas, grasas, hidratos de
carbono, minerales y vitaminas (nutrientes) para formar mediante procesos
metabólicos nuevos tejidos musculares (estructuras moleculares) de nuestro
cuerpo y obtener ATP (energía).
La pirámide de la alimentación saludable - ¿Por qué insisten tanto en
que una dieta saludable y el ejercicio es indispensable para no enfermar?
Hace ya unos
2450 años que Hipócrates relacionó los alimentos con la salud: “Que tu alimento
sea tu medicina, y que tu medicina sea tu alimento”. Hoy sabemos que la
dieta –considerada como el conjunto de alimentos que ingerimos diariamente–
determina nuestra buena o mala salud.
La Sociedad
Española de Nutrición Comunitaria; SENC publicó recientemente un artículo
científico [1] donde se muestra la nueva pirámide de la alimentación saludable
(Fig. 1). Esta edición actualizada, responde a las nuevas investigaciones
científicas realizadas en materia de biología molecular y bioquímica
nutricional. Podemos ver que en la base de esa pirámide, no tenemos alimentos,
sino hábitos de vida saludable. Así, el ejercicio físico es el factor más
importante, ya que regula la ingesta y ayuda al mantenimiento del equilibrio
energético. Es recomendable que cada persona ajuste su ingesta calórica (las
calorías que ingerimos) a sus actividades diarias (las calorías que gastamos)
con el objetivo de mantener un balance neto nulo.
Gracias a la
Ciencia he trabajado en distintas partes del mundo –como Japón, EEUU, India y
Bélgica– donde pude experimentar lo diferentes que son las dietas y hábitos de
sus habitantes. Aunque proporcionen la misma cantidad de energía, existen
muchos otros factores que definen su salud nutricional, como son el tipo de
cocinado, el tipo y cantidad de las grasas, la calidad proteica medida como
cantidad de aminoácidos esenciales, la cantidad de frutas y verduras o el
ejercicio diario que practican.
La mejor forma de adelgazar es no engordar - ¿Por qué es tan difícil
adelgazar para las personas que tienen sobrepeso u obesidad?
Todos sabemos
que, si comemos más de lo que gastamos, engordaremos. Por el contrario, si
comemos menos, no tendremos suficientes calorías para cubrir las necesidades
fisiológicas de nuestro cuerpo y, adelgazaremos. Aunque esta afirmación es
generalmente cierta, muchos otros factores influyen en la regulación del peso.
Esos factores –hormonales, genéticos, emocionales y evolutivos– son los que
definen el grado de dificultad de las personas para ganar o perder peso.
Actualmente, los humanos ingerimos alimentos varias veces al día. Pero esto no
ha sido siempre así. La raza humana dejó de ser nómada y comenzó a vivir de la
agricultura y ganadería hace tan sólo unos miles de años. Por lo que existían
grandes aportes calóricos puntuales (caza de un gran animal) seguidos de
periodos de hambre que definieron genéticamente los procesos metabólicos y su
regulación. Esas moléculas encargadas de la regulación – como la leptina–
ayudan a mantener el peso óptimo (peso de ajuste) y provocan que tengamos
sensación de hambre o saciedad. ¿Qué ocurre cuando una persona que pesaba X Kg
engorda 10Kg? Pues que desplaza su peso de ajuste a un nuevo valor mayor
(X+10). Cuando pretende adelgazar, todas las señales bioquímicas reguladoras
están indicando una situación de alarma: ¡Atención!, –grita nuestro organismo–
necesitamos más calorías para llegar a ese nuevo peso de ajuste (X+10). El
organismo identifica ese peso mayor como óptimo, aunque esté muy por encima de
un peso saludable. El cuerpo siente lo mismo que nuestros ancestros tras un
periodo de caza y posterior carencia alimentaria. Cuando nos situamos por
debajo del peso de ajuste (X-5), el organismo responde disminuyendo el gasto
energético y produciendo señales para aumentan la ingesta de alimentos. Es
decir, el organismo reduce su gasto y tenemos más hambre. Es por ello, que se
produce el conocido como “efecto rebote” tras abandonar una dieta de
adelgazamiento.
Nutrigenómica y nutrigenética. Lo más nuevo - ¿Por qué a cada persona
le sientan mejor unos alimentos u otros?
Actualmente,
existe un aumento notable de las dolencias relacionadas directamente con la
alimentación, tanto en niños como en adultos. Entre ellas encontramos la
obesidad, el síndrome metabólico o distintos tipos de cánceres. Todas ellas
suelen responder a un patrón de dietas poco saludables y falta de ejercicio.
Sin embargo, hoy sabemos por estudios genéticos que, no todos los seres humanos
respondemos igual ante los mismos nutrientes. Por ello, se están
desarrollando dos novedosas disciplinas que estudian a) el efecto molecular de
los nutrientes sobre la expresión de los genes –Nutrigenómica– y b) los efectos
metabólicos o enfermedades que provoca una dieta en las personas con
determinadas variaciones genéticas o mutaciones –Nutrigenética–. Ambas
disciplinas combinan novedosas técnicas tanto de biología molecular como informáticas
para el estudio de la interacción entre nutrientes y genes. Como veis, la
Ciencia siempre hace uso de todos los avances tecnológicos para avanzar rápido
en el conocimiento, en este caso de la biología. Muy pronto, cada persona podrá
adaptar automáticamente su ingesta calórica diaria a sus gastos energéticos
personales. Además, podrá conocer exactamente el efecto de todos los nutrientes
en su organismo y como su organismo –genoma– responde a esos nutrientes,
consiguiendo que su alimentación sea la más adecuada.
Encontré las
respuestas a estas preguntas mientras cursaba un doctorado y viajaba por todo
el mundo trabajando como investigadora. Actualmente desarrollo mi profesión
como profesora de la Universidad Politécnica de Madrid, sigo llevando gafas
curiosas, haciendo Ciencia y no dejo de aprender todos los días junto a mis
alumnos. Y a medida que avanzamos en ese conocimiento nos surgen nuevas
preguntas. Esas preguntas son las que podréis responder vosotros. En el caso de
la bioquímica nutricional, será necesario integrar los conocimientos
bioquímicos con el análisis computacional de los millones de datos biológicos
generados, desde el análisis de metabolitos proteicos hasta la secuenciación
masiva de genomas. Y me pregunto, ¿por qué no puedes ser tú uno de esos jóvenes
científicos? ¿Por qué este libro no puede marcarte la vida, como lo hizo mi
libro de experimentos? ¿Te animas a ponerte las gafas de la curiosidad para
llegar a ser un@ buen@ científic@?
Sigue leyendo
el libro, ¡esta es tu oportunidad!
Referencias:
[1]
Grupo Colaborativo de la Sociedad Española de Nutrición Comunitaria (SENC):
Aranceta Bartrina J, Arija Val V, Maíz Aldalur E, Martínez de Victoria Muñoz
E, Ortega Anta RM, Pérez-Rodrigo C, Quiles Izquierdo J, Rodríguez Martín A,
Román Viñas B, Salvador i Castell G, Tur Marí JA, Varela Moreiras G, Serra
Majem L. Guías alimentarias para la población española (SENC, diciembre
2016); la nueva pirámide de la alimentación saludable. Nutr Hosp
2016;33(Supl. 8):1-48. DOI: http://dx.doi.org/10.20960/nh.827
Eva Miedes Vicente
Profesora
Ayudante Doctor
ETSI
Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas. Dpto. Biotecnología-Biología Vegetal,
Universidad Politécnica de Madrid.
Centro de Biotecnología y
Genómica de Plantas (CBGP) UPM-INIA
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