Aumente Su Conocimiento Sobre Las Proteínas y Aminoácidos

Todos los organismos biológicos, incluyéndolo a usted, son básicamente estructuras de proteínas llenas de agua, a veces apoyadas por los huesos. Así de importantes son. La proteína en su cuerpo es la pieza fundamental más importante. De hecho, la palabra proteína se origina del griego proteios “de primera calidad,” o de protos “primero.”

Los cálculos indican que el cuerpo humano contiene más de dos millones de proteínas. El número total en los organismos biológicos en la tierra muy probablemente supera los 10 millones, pero nadie lo sabe con certeza. El número es enorme, porque cada proteína tiene otra que la puede descomponer.

Estructura de las proteínas

Las proteínas son moléculas de cadena larga compuestas de los bloques de construcción básicos de la vida: los aminoácidos. Son compuestos orgánicos que tienen una estructura química muy específica. Los aminoácidos contienen los grupos funcionales de amina (las molécula con un átomo de nitrógeno y dos de hidrógeno) y de carboxilo (moléculas que contienen carbono, dos moléculas de oxígeno y uno de hidrógeno). Éstos se conectan con una cadena lateral (grupo R) de moléculas específicas para cada aminoácido.

Hay 20 aminoácidos conocidos que son parte de las proteínas en su cuerpo. Recientemente se descubrieron dos aminoácidos adicionales. Por lo tanto, todas las proteínas animales y vegetales en la tierra están construidas de estos 22 aminoácidos.

En 1806, los químicos franceses Louis-Nicolas Vauquelin y Pierre Jean Robiquet aislaron un compuesto en el espárrago al que después llamaron asparagina. Fue el primer aminoácido descubierto.

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

Incluso con una cantidad limitada de aminoácidos, las proteínas pueden ser moléculas muy complejas. La razón es que la mayor parte de ellas se pliega en estructuras tridimensionales únicas.

Los bioquímicos hacen referencia frecuente a cuatro aspectos diferentes de la estructura de una proteína:

Estructura primaria: la secuencia linear de los aminoácidos que se mantiene unida por enlaces conocidos como enlaces peptídicos.
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 la molécula de una proteína. También es sinónimo del término “pliegue” y la estructura terciaria controla la función básica de la proteína.
Estructura cuaternaria: la estructura formada por varias moléculas de la proteína (cadenas de polipéptidos), que funcionan como un solo complejo proteínico. Por lo general se les conoce como subnidades proteicas en este contexto.

Función de las proteínas

Se puede pensar que las proteínas son como bloques de construcción, en especial para el tejido muscular. Sin embargo, las proteínas tienen muchas funciones vitales en el cuerpo, incluso algunas que podrían sorprenderlo. Las principales se enumeran a continuación.

Enzimas y hormonas

La función más conocida de las proteínas en la célula es la de actuar como enzimas, que catalizan las reacciones químicas. Esto puede ayudarle a metabolizar los alimentos en energía celular. Las enzimas digestivas son un buen ejemplo de este tipo de proteína. Estas enzimas también pueden tomar la forma de antioxidantes. La peroxidasa de glutatión, una proteína que contiene selenio, es uno de los compuestos antioxidantes más importantes en su cuerpo.

Las hormonas sexuales, conocidas como gonadotropinas, y las hormonas endócrinas, como la insulina y el glucagón, también son proteínas.

En 1955, la insulina se convirtió en la primera proteína de la que se obtuvo su secuencia completa. Frederick Sanger, el bioquímico inglés, recibió el Premio Nobel de Química por esta revolucionaria investigación.

Genetech, la empresa de biotecnología usó en 1978 las técnicas de ADN recombinante para producir insulina “humana” sintética, convirtiendo la insulina en la primera proteína humana que se fabricó con biotecnología.

Señalización celular

Muchas proteínas participan en el proceso de la señalización celular y de la transducción de señales. Algunas proteínas, como la insulina, transmiten una señal de la célula en la que se sintetizaron a otras células en tejidos distantes.

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

Los anticuerpos son componentes proteicos del sistema inmunológicos. Su función principal es unirse a las sustancias extrañas en el cuerpo (antígenos) y enfocarse en ellas para su destrucción.

Proteínas estructurales

Estas proteínas proporcionan forma y rigidez a los componentes biológicos. Casi todas las proteínas estructurales son de naturaleza fibrosa.

El colágeno y la elastina son dos buenos ejemplos de estas proteínas duras y fibrosas. Ambos son componentes críticos del tejido conectivo, como el cartílago. También representan funciones importantes en la estructura de la piel. La proteína queratina es la encargada de proporcionar la estructura para su pelo y uñas. En el reino animal, la queratina ayuda en la formación de plumas, pezuñas y algunas conchas animales.

Una categoría final incluye las proteínas estructurales globulares. Este tipo forma las fibras largas y rígidas que permiten que las células mantengan su forma y tamaño.

Otras funciones

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

El triptofano es un precursor de la serotonina de los neurotransmisores, que tiene que ver con el estado de ánimo, entre muchas otras funciones.
La tirosina (y su precursor, la fenilalanina) son precursores de la dopamina, epinefrina y norepinefrina y de diferentes aminas traza.
La glicina es un precursor de compuestos importantes en la sangre, conocidos como porfirinas (esto es, hemo)
La arginina es un precursor del óxido nítrico.

Proteínas y aminoácidos en la dieta

Las proteínas que come no se absorben intactas. Por lo tanto, usted no se come una pechuga de pollo y añade ese mismo tipo de proteínas en su cuerpo. Las proteínas se digieren en aminoácidos o péptidos pequeños que pueden ser absorbidos por el intestino y transportados en la sangre.

Los péptidos se distinguen de las proteínas porque son más pequeños, por lo general contienen 50 aminoácidos o menos. Los péptidos más cortos son dipéptidos, consistentes en dos aminoácidos unidos por un solo enlace peptídico. Un polipéptido es una cadena peptídica larga, continua y sin ramificaciones.

La digestión de las proteínas empieza en el estómago. El ambiente ácido y la enzima pepsina del estómago empiezan a desnaturalizar (desenlazar) la proteína. De esta manera, se vuelve más accesible para las enzimas digestivas que secreta el páncreas.

Otras enzimas específicas digieren los péptidos más grandes en aminoácidos di- y tri-péptidos y libres. Después, éstos se liberan en la sangre para que los usen otros tejidos. Después de la digestión, los aminoácidos se usan para sintetizar las proteínas y otras biomoléculas o se convierten en urea y dióxido de carbono como una fuente de energía.

De los 120 aminoácidos estándar, 9 se llaman esenciales porque su cuerpo no puede hacerlos de otros compuestos al nivel que se necesita para el crecimiento normal. Por lo tanto, 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 dietéticas tienen la misma efectividad en su salud. Los científicos han desarrollado una escala para poder conocer la calidad de una proteína. Los métodos anteriores para medir la calidad incluyen el CEP (coeficiente de eficiencia proteica) y el VB (valor biológico). Sin embargo, éstos rara vez se utilizan en la actualidad.

Actualmente, el método preferido para establecer la calidad de las proteínas se conoce como puntaje de aminoácidos corregida por digestibilidad proteica (PDCAAS, por sus siglas en inglés). El PDCAAS permite la evaluación de la calidad de las proteínas alimentarias con base en sus necesidades. Mide la calidad de la proteína considerando los requisitos de aminoácidos (ajustados por digestibilidad) de un niño de 2 a 5 años de edad (visto como el grupo etario con mayores exigencias nutricionales).

Con el uso del método PDCAAS, es posible clasificar la calidad de las proteínas comparando el perfil de los aminoácidos de la proteína alimentaria específica contra el perfil de un aminoácido estándar. La calificación más alta posible es 1.0. Esta calificación significa que después de la digestión de la proteína, proporciona 100 por ciento o más de los aminoácidos esenciales requeridos por cada unidad de proteína.

Requisitos de proteínas

Las necesidades diarias de proteínas dependen de muchos factores, que incluyen la edad, composición corporal, sexo, consumo energético total (calorías), grado de actividad física y nivel de ejercicio para un atleta.

La recomendación para el consumo de proteínas se basa en el peso corporal. Para adultos habitualmente sanos, la recomendación diaria es de 0.8 gramos de proteína por cada kilogramo de peso corporal. Para una mujer adulta habitualmente sana que pesa 150 libras y es sedentaria, esto se traduce en aproximadamente 55 gramos de proteína al día.

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

Al igual que las RDA para los micronutrientes, su propósito es proporcionar los niveles suficientes que permitan una salud y crecimiento normales en personas aparentemente sanas. La RDA es el nivel mínimo de consumo necesario para cumplir con los requisitos nutricionales básicos, pero no es necesariamente la mejor cantidad específica o la óptima.

Proteínas para los atletas

Los atletas consumen proteína dietética para reparar y reconstruir los tejidos musculoesqueléticos y conectivos después de sesiones intensas de entrenamiento o de eventos atléticos. Por lo general, los atletas deben recibir por lo menos de 1.4 a 2.0 gramos de proteína por cada kilogramo de peso corporal al día.

Un tipo específico de aminoácidos es particularmente importante para los atletas, los aminoácidos de cadena ramificada (AACR). De los nueve aminoácidos esenciales, sólo se conocen tres como AACR, pero representan aproximadamente 35 por ciento de las proteínas en el tejido muscular. También se sabe que estos AACR desempeñan una función benéfica durante el ejercicio aeróbico al reducir la velocidad de degradación de las proteínas y demorar la depleción de glucógeno en el músculo.

Los tres AACR son leucina, isoleucina y valina. Los AACR son cruciales para la síntesis y renovación de las proteínas, de las vías de señalización celular y del metabolismo de la glucosa. También participan en la síntesis de proteínas y neurotransmisores en el cerebro y en la producción de energía.

Un aumento significativo en la literatura científica sugiere que de los tres AACR, la leucina desempeña la función más importante en la estimulación de la síntesis proteica.

Proteínas para las personas mayores

Con el envejecimiento hay pérdida muscular. El envejecimiento normal está asociado con cambios en el metabolismo de las proteínas en el músculo y una menor respuesta a los aminoácidos en una comida. El consumo adecuado de leucina (AACR) durante una comida puede ayudar a superar esta insensibilidad a las proteínas en el músculo y actuar como una herramienta útil en la prevención de pérdida muscular excesiva. La dosis mínima para estos beneficios probablemente es entre 2.0 y 2.5 gramos de leucina por porción o comida.

También está quedando claro que la leucina, tomada como parte de una proteína de calidad integral, es probablemente más benéfica que la suplementación con AACR únicamente. Para aumentar al máximo la retención de las proteínas en el músculo en las personas mayores y proporcionar la leucina requerida, casi todos los expertos proponen planes dietéticos que incluyen 25-30 gramos de proteína de alta calidad en cada comida.

La pérdida muscular ocurre con el envejecimiento, pero cuando se pierde más de lo normal (0.5-1.0%/año) se conoce como sarcopenia. Es una reducción progresiva en la masa musculoesquelética que ocasiona una reducción en fuerza y funcionalidad. La sarcopenia ocurre en hasta 30 % de las personas de más de 60 años de edad y en más de 50 % de los mayores a 80 años.

Veganos y vegetarianos

¿Pueden las proteínas vegetales proporcionar la proteína de calidad suficiente para lograr el crecimiento sano, la reparación y la función muscular? Definitivamente.

Sin embargo, muchas proteínas vegetales no producen los niveles óptimos de todos los aminoácidos esenciales. Para los veganos o vegetarianos, es más importante consumir una gran variedad de alimentos que incluyan frijoles, leguminosas, nueces y semillas. Por lo general, una dieta vegetariana variada y adecuada en la cantidad de calorías proporcionará muchas proteínas de calidad.

Recomendaciones generales

Tomando como base toda la investigación disponible, un rango seguro y saludable de proteínas sería básicamente de 15 a 25 por ciento de las calorías dietéticas totales, haciendo algunos ajustes por el nivel de actividad y edad. Para un consumo promedio de 2,000 calorías, esto representaría un consumo de 75-125 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, significando que su cuerpo necesita cantidades relativamente altas. Sin embargo, a diferencia de la grasa y los carbohidratos, la proteína útil no se almacena en cantidades significativas. Sus aminoácidos almacenados se usan contantemente y deben reabastecerse con frecuencia. Si no recibe las proteínas suficientes en su dieta, su cuerpo las tomará de su masa muscular.

No hay una fuente de proteínas que se considere como la mejor. Aunque claramente algunos alimentos se consideran como mejores fuentes de proteínas, una dieta variada y mixta por lo general proporciona el consumo adecuado. Además, el enfoque en alimentos integrales de calidad también le ayudará a lograr un consumo adecuado de nutrientes y proteínas importantes.

Las mejores fuentes de proteína, considerando el contenido proteico y otros nutrientes, son: mariscos, carne magra de aves de corral, frijoles, huevos, productos lácteos (yogurt, leche y queso), soya y otras legumbres, carne magra de res y puerto. La quínoa, semillas de calabaza y pistaches también son fuentes excelentes de proteína.

¿Qué puede hacer si está teniendo dificultades para satisfacer sus necesidades de proteínas o no tiene tiempo para sentarse a tomar sus alimentos? Una bebida o barra que reemplace una comida con la misma calidad puede ser una adición benéfica a su consumo de proteínas durante el día.

Más información sobre las proteínas

Siempre y cuando usted tenga buena salud y esté y bien hidratado, los consumos de altos niveles de proteínas no dañan los riñones sanos.
Los términos “completo” e “incompleto” son confusos en relación con las proteínas vegetales. Si se consume una variedad de proteínas provenientes de las plantas obtiene todos los aminoácidos esenciales cuando se cumplen los requisitos calóricos.
Las proteínas, al igual que los carbohidratos, proporcionan aproximadamente cuatro calorías de energía por gramo. La grasa proporciona nueve calorías por gramo y el alcohol, siete calorías por gramo.
Las proteínas se utilizan primero para el crecimiento y reparación. Las proteínas excesivas pueden usarse para energía. Las proteínas que no se necesitan para estas funciones se convertirán y se almacenarán como grasa.
Los carbohidratos no son el único estímulo para la secreción de insulina. Las proteínas también pueden estimularla, pero a un menor grado y sin elevar los niveles de glucosa en sangre.
Las proteínas producen más saciedad que la grasa o los carbohidratos. La investigación muestra que un aumento leve en el contenido de proteína y una reducción moderada en el índice glucémico pueden mejorar el cumplimiento y el mantenimiento de un peso corporal sano.