Aumente Su Conocimiento Sobre Las Proteínas y Aminoácidos

Todos los organismos biológicos, incluidos los seres humanos, están formados por proteínas. Solo el cuerpo humano contiene aproximadamente dos millones de proteínas diferentes. En todos los organismos terrestres vivos, esa cifra probablemente supera los diez millones. Las proteínas son esenciales para proporcionar tanto estructura como función en el cuerpo, apoyando todo, desde los músculos y los órganos hasta las reacciones químicas y la comunicación entre las células. Para mantener el equilibrio, el cuerpo produce continuamente proteínas especializadas que construyen, regulan y degradan otras proteínas. Comprender cómo tu cuerpo utiliza la proteína y cómo incorporarla a través de tu alimentación es clave para apoyar tu salud en general.

Estructura de las proteínas

Las proteínas son moléculas de cadena larga formadas por aminoácidos, los componentes básicos de la vida. Los aminoácidos son compuestos orgánicos que tienen una estructura química muy específica:

Amina: moléculas con un nitrógeno y dos átomos de hidrógeno
Carboxilo: moléculas que contienen carbono, dos oxígenos y una molécula de hidrógeno
Cadena lateral (grupo R): moléculas específicas de cada aminoácido.

Hay 20 aminoácidos bien conocidos que forman las proteínas de su cuerpo. Además de los 20 aminoácidos estándar, se han identificado otros dos como aminoácidos formadores de proteínas: selenocisteína y pirrolisina. Todas las proteínas, tanto animales como vegetales, de la Tierra están formadas por estos 22 aminoácidos.

En 1806, los químicos franceses Louis-Nicolas Vauquelin y Pierre Jean Robiquet aislaron un compuesto presente en los espárragos, que posteriormente recibió el nombre de asparagina. Fue el primer aminoácido descubierto.

Incluso con un número relativamente limitado de aminoácidos, las proteínas pueden ser moléculas muy complejas. Esto se debe a que la mayoría de las proteínas se pliegan en estructuras tridimensionales únicas.

Los bioquímicos suelen referirse a cuatro aspectos distintos de la estructura de una proteína:

Estructura primaria: El orden básico de los aminoácidos en una proteína, unidos entre sí por enlaces peptídicos. Las cadenas cortas de aminoácidos se llaman péptidos y, por lo general, tienen menos de 50 aminoácidos. Los péptidos más pequeños, llamados dipéptidos, contienen solo dos aminoácidos.
Estructura secundaria: La forma tridimensional de segmentos locales o específicos de las proteínas. Estos segmentos locales son giros y vueltas estabilizados por enlaces de hidrógeno.
Estructura terciaria: La forma general de una sola molécula de proteína. También sinónimo del término «pliegue», la estructura terciaria determina la función básica de la proteína.
Estructura cuaternaria: La disposición que se forma cuando dos o más cadenas proteicas se unen para funcionar como una sola proteína funcional. Cada cadena individual se llama subunidad. Estas cadenas, llamadas polipéptidos, son largas filas continuas de aminoácidos.

La proteína más larga conocida, la titina, también se conoce como conectina. Contiene 26,926 aminoácidos. La titina se encuentra en el músculo y contribuye a su rigidez pasiva.

Función de las proteínas

Las proteínas cumplen muchas funciones vitales en el cuerpo. Regulan los sistemas del organismo y los componentes estructurales que confieren a las células, tejidos y órganos su forma y su resistencia. Las proteínas también desempeñan funciones clave en la comunicación celular, la defensa inmunológica, el transporte de nutrientes y la reparación de tejidos. Debido a sus amplias funciones, las proteínas se producen, se utilizan y se reciclan constantemente para apoyar el crecimiento, el mantenimiento y la salud general.

Enzimas y hormonas

La función más conocida de las proteínas en la célula es la de las enzimas, que catalizan reacciones químicas. Por ejemplo, las enzimas digestivas ayudan a metabolizar los alimentos y obtener energía para las células. Las enzimas también pueden adoptar la forma de antioxidantes. La glutatión peroxidasa, una proteína que contiene selenio, es uno de los compuestos antioxidantes más importantes del cuerpo.

Ciertas hormonas son proteínas formadas a partir de aminoácidos. Esto incluye las hormonas sexuales, conocidas como gonadotropinas, así como hormonas endocrinas como la insulina y el glucagón, que ayudan a regular procesos como la reproducción, el metabolismo y el control de la glucosa en la sangre.

Señalización celular

Muchas proteínas participan en el proceso de señalización y transducción de señales celulares. Algunas proteínas, como la insulina, transmiten una señal desde la célula en la que fueron sintetizadas a otras células de tejidos distantes.

En 1955, la insulina se convirtió en la primera proteína en ser secuenciada por completo. El bioquímico británico Frederick Sanger recibió el Premio Nobel de Química por esta investigación pionera.

Las proteínas participan en ambos lados del proceso de señalización. También actúan como receptores en las células, al unirse a una molécula de señalización para inducir una respuesta bioquímica.

Por ejemplo, los anticuerpos son proteínas que desempeñan un papel importante en la señalización celular del sistema inmunológico. Cuando un anticuerpo se une a una sustancia extraña (llamada antígeno), actúa como una señal que alerta a otras células inmunitarias de la presencia de una amenaza. Este evento de unión desencadena una cascada de respuestas celulares —como activar células inmunitarias, liberar moléculas de señalización o marcar al invasor para su destrucción—, lo que permite al sistema inmunológico coordinar una defensa eficaz.

En 1978, la empresa de biotecnología Genentech utilizó técnicas de ADN recombinante para producir insulina sintética «humana», siendo esta la primera proteína humana creada mediante biotecnología.

Proteínas estructurales

Las proteínas estructurales proporcionan forma y rigidez a los componentes biológicos. La mayoría de las proteínas estructurales son de naturaleza fibrosa.

El colágeno y la elastina son dos ejemplos de proteínas resistentes y fibrosas. Ambas son componentes fundamentales del tejido conectivo, como el cartílago. Cumplen funciones importantes en la estructura de la piel.

La proteína queratina proporciona estructura al cabello y las uñas. En el reino animal, la queratina ayuda a formar plumas, pezuñas y algunas conchas.

También existen proteínas globulares que forman fibras largas y rígidas que permiten a las células mantener su forma y tamaño.

Otras funciones

Las proteínas también desempeñan funciones en la adhesión celular, los factores de crecimiento, el transporte y almacenamiento de nutrientes y mucho más. En los seres humanos, los aminoácidos no proteicos también desempeñan funciones importantes, como neurotransmisores o precursores de otras moléculas. Los neurotransmisores son sustancias que ayudan a transmitir impulsos entre los nervios.

El triptófano es un precursor de la neurotransmisora serotonina, que interviene en el estado de ánimo y mucho más.
La tirosina (y su precursor, la fenilalanina) son precursores de la dopamina, la epinefrina y la norepinefrina, así como de varias aminas traza.
La glicina es precursora de compuestos importantes en la sangre, conocidos como porfirinas (es decir, el hemo).
La arginina es precursora del óxido nítrico.

Proteínas y aminoácidos en la dieta

Cuando comes una pechuga de pollo, no le aportas a tu cuerpo ese mismo tipo exacto de proteína. Esto se debe a que las proteínas que consumes no se absorben por completo. Las proteínas se digieren en aminoácidos o en péptidos pequeños que pueden ser absorbidos por el intestino y transportados en la sangre.

La digestión de las proteínas comienza en el estómago. El entorno ácido y la enzima gástrica, la pepsina, comienzan a desnaturalizar (desenrollar) la proteína. Esto la hace más accesible a las enzimas digestivas secretadas por el páncreas.

Otras enzimas específicas digieren aún más los péptidos más grandes hasta convertirlos en dipéptidos y tripéptidos y aminoácidos libres. Luego, estos se liberan en la sangre para ser utilizados por otros tejidos. Después de la digestión, los aminoácidos se utilizan para sintetizar proteínas y otras biomoléculas o se convierten en urea y dióxido de carbono como fuente de energía.

De los 20 aminoácidos estándar, nueve se consideran esenciales porque tu cuerpo no puede sintetizarlos a partir de otros compuestos en las cantidades necesarias para un crecimiento normal. Deben obtenerse de los alimentos. Los aminoácidos esenciales incluyen histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina.

Calidad de las proteínas

No todas las proteínas de la dieta son igualmente beneficiosas para tu salud. Los científicos han desarrollado una escala para informarte sobre la calidad de una proteína. Los métodos anteriores para medir la calidad incluyen la relación de eficiencia proteica (PER, por sus siglas en inglés) y el valor biológico (BV, por sus siglas en inglés). Pero hoy en día rara vez se utilizan.

Un método para determinar la calidad de la proteína se conoce como puntuación de aminoácidos corregida por la digestibilidad de la proteína (PDCAAS, por sus siglas en inglés). El método PDCAAS permite evaluar la calidad de la proteína alimentaria según tus necesidades. Mide la calidad de una proteína en función de los requerimientos de aminoácidos (ajustados por la digestibilidad) de un niño de 2 a 5 años (considerado el grupo de edad con mayores exigencias nutricionales).

Mediante el método PDCAAS, los niveles de calidad de la proteína se establecen comparando su perfil de aminoácidos con un perfil estándar de referencia de aminoácidos. La puntuación más alta posible es 1.0. Esta puntuación indica que, tras la digestión de la proteína, aporta el 100 % o más de los aminoácidos esenciales requeridos por unidad de proteína.

El método actualmente recomendado para medir la calidad de la proteína es la puntuación de aminoácidos indispensables digestibles (DIAAS, por sus siglas en inglés). En lugar de analizar la digestión global de la proteína, el método DIAAS se centra en qué tan bien se digieren y absorben los aminoácidos esenciales individuales en el intestino delgado. Esto proporciona una imagen más precisa de qué tan bien una proteína puede satisfacer las necesidades del cuerpo.

El método DIAAS consiste en comparar el contenido de aminoácidos digestibles de un alimento con las necesidades humanas de aminoácidos. Cada aminoácido esencial recibe una puntuación, y la más baja determina la calidad general de la proteína. Por ejemplo, las proteínas animales de alta calidad, como la leche o los huevos, suelen presentar valores de DIAAS elevados, lo que indica que aportan todos los aminoácidos esenciales en cantidades que el cuerpo puede utilizar fácilmente. Algunas proteínas de origen vegetal pueden presentar valores de DIAAS más bajos porque uno o más aminoácidos esenciales están presentes en cantidades menores o se digieren con mayor dificultad.

Requisitos de proteínas

Las necesidades diarias de proteína dependen de muchos factores, entre ellos la edad, la composición corporal, el género, la ingesta total de energía (calorías), el estado de entrenamiento y el nivel de actividad física de un atleta.

La recomendación de ingesta de proteína se basa en el peso corporal. Para los adultos normalmente saludables, la recomendación diaria es de 0.8 gramos de proteína por cada kilogramo de peso corporal. Para una mujer adulta, normalmente saludable, que pesa 150 libras y es sedentaria, eso equivale a unos 55 gramos de proteína al día.

La cantidad diaria recomendada (RDA, por sus siglas en inglés) para las mujeres adultas es de 46 gramos/día; para los hombres adultos, de 56 gramos/día; y para las mujeres embarazadas y lactantes, de 71 gramos/día. Eso no coincide con las recomendaciones por una razón.

Al igual que las cantidades diarias recomendadas de micronutrientes, están pensadas para proporcionar niveles suficientes que permitan una salud y un crecimiento normales en personas aparentemente saludables. Las cantidades mínimas recomendadas son el nivel mínimo de ingesta necesario para cubrir los requerimientos nutricionales básicos, pero no necesariamente representan la cantidad específica que es la mejor o óptima.

Proteínas para los atletas

Los atletas consumen proteína dietaria para reparar y reconstruir el músculo esquelético y los tejidos conectivos tras sesiones intensas de entrenamiento o eventos deportivos. En general, los atletas deberían consumir entre 1.4 y 2.0 gramos de proteína por kilogramo de peso corporal al día.

Un tipo específico de aminoácidos es especialmente importante para los atletas: los aminoácidos de cadena ramificada (BCAA, por sus siglas en inglés). De los nueve aminoácidos esenciales, solo tres se conocen como BCAA. Pero constituyen alrededor del 35 % de las proteínas del tejido muscular. También se sabe que estos aminoácidos de cadena ramificada desempeñan un papel beneficioso durante el ejercicio aeróbico al disminuir la tasa de degradación proteica y al retrasar el agotamiento del glucógeno muscular.

Los tres aminoácidos de cadena ramificada son leucina, isoleucina y valina. Son cruciales para la síntesis y el recambio de proteínas, para las vías de señalización celular y para el metabolismo de la glucosa. También desempeñan funciones en la síntesis de proteínas y neurotransmisores en el cerebro, así como en la producción de energía.

Una cantidad creciente de literatura científica sugiere que, entre los tres aminoácidos de cadena ramificada, la leucina parece desempeñar el papel más significativo en la estimulación de la síntesis de proteínas.

Proteínas para las personas mayores

El envejecimiento normal se asocia con cambios en el metabolismo de las proteínas musculares y con una menor respuesta a los aminoácidos de una comida. Una ingesta adecuada de leucina en una sola comida puede ayudar a superar esta insensibilidad a las proteínas musculares y constituir una herramienta útil para prevenir la pérdida excesiva de músculo. La dosis mínima para obtener estos beneficios probablemente esté entre 2.0 y 2.5 gramos de leucina por porción o por comida.

También está cada vez más claro que la leucina, consumida como parte de una proteína completa de calidad, probablemente sea más beneficiosa que suplementarse solo con BCAA. Para maximizar la retención de proteína muscular en los adultos mayores y aportar suficiente leucina, la mayoría de los expertos propone planes alimentarios que incluyan entre 25 y 30 gramos de proteína de alta calidad por comida.

La pérdida de músculo ocurre con la edad, pero perder más de lo normal (0,5-1.0%/año) se conoce como sarcopenia. Es un descenso progresivo de la masa muscular esquelética que conduce a una disminución de la fuerza y de la funcionalidad. La sarcopenia ocurre en hasta el 30% de las personas mayores de 60 años y en más del 50% de las mayores de 80 años.

Veganos y vegetarianos

Las proteínas vegetales por sí solas pueden proporcionar suficiente proteína de calidad para sostener un crecimiento, una reparación y una función muscular saludables. Sin embargo, muchas proteínas vegetales presentan niveles inferiores a los óptimos de todos los aminoácidos esenciales. Para veganos o vegetarianos, resulta especialmente importante consumir una amplia variedad de alimentos que incluyan frijoles, legumbres, nueces y semillas. Por lo general, una dieta vegetariana muy variada y adecuada en calorías proporcionará una abundante cantidad de proteína de calidad.

Recomendaciones generales

Según la investigación disponible, un rango seguro y saludable de proteína al que aspirar es entre el 15 y el 25 por ciento de las calorías totales de la dieta, con algunos ajustes según el nivel de actividad y la edad. Para una ingesta promedio de 2,000 calorías, esto representaría una ingesta de 75 a 125 gramos de proteína al día.

Fuentes alimentarias – Selección de la proteína correcta

Al igual que la grasa y los carbohidratos, la proteína es un macronutriente. A diferencia de la grasa y los carbohidratos, la proteína utilizable no se almacena en cantidades significativas. Tus reservas de aminoácidos se utilizan constantemente y deben reponerse con frecuencia. Si no obtienes suficiente proteína en tu dieta, tu cuerpo la tomará de tu masa muscular.

No existe una sola fuente de proteína que se considere la mejor. Aunque ciertamente hay algunos alimentos que se considerarían mejores fuentes de proteína, una dieta variada y combinada suele proporcionar una ingesta adecuada de proteínas: mariscos, aves magras, frijoles, huevos, lácteos (yogur, leche y queso), soya y otras legumbres, carne magra de res y cerdo. La quinoa, las semillas de calabaza y los pistachos también son excelentes fuentes de proteína. Centrarte en alimentos integrales de calidad te ayudará a lograr una ingesta adecuada de nutrientes y proteínas importantes.

Si te resulta difícil cubrir tus necesidades de proteína o no tienes tiempo para ingerir una comida completa, una bebida o una barra sustitutiva de comida de calidad puede ser una adición beneficiosa a tu ingesta diaria de proteína.

Más información sobre las proteínas

La palabra protein proviene del griego proteios, «la primera cualidad», o de protos, «primero».

Siempre que estés saludable y bien hidratado, las altas ingestas de proteínas no dañan los riñones sanos.
Los términos «completa» e «incompleta» resultan engañosos en relación con la proteína vegetal. Obtener una variedad de proteínas de origen vegetal aporta suficiente cantidad de todos los aminoácidos esenciales cuando se cubren los requerimientos calóricos.
La proteína, al igual que los carbohidratos, aporta aproximadamente 4 calorías por gramo. La grasa aporta 9 calorías por gramo y el alcohol, 7 calorías por gramo.
La proteína se utiliza primero para el crecimiento y la reparación. El excedente puede utilizarse como energía. La proteína no necesaria para estas funciones se convertirá y almacenará como grasa.
Los carbohidratos no son el único estímulo para la secreción de insulina. La proteína también puede estimular la secreción de insulina, pero en menor grado y sin elevar los niveles de glucosa en sangre.
La proteína es más saciante que la grasa o los carbohidratos. Algunas investigaciones muestran que un aumento modesto del contenido de proteína y una reducción modesta del índice glicémico pueden conducir a una mejora en el cumplimiento y en el mantenimiento de un peso saludable.