28. Fuentes Energéticas y Transformación de Alimentos en Fuente de Energía

Cada día el cuerpo humano necesita una cantidad determinada de energía. Las células utilizan esta energía  para vivir y ejecutar sus diversas funciones. Los alimentos que ingerimos contienen una multitud de sustancias que nuestro cuerpo necesita para su correcto funcionamiento y crecimiento. Entre ellas, encontramos tres grupos moleculares a partir de las cuales podemos obtener la energía necesaria. Estos grupos son los hidratos de carbono (o carbohidratos), las grasas (o lípidos) y las proteínas. Los carbohidratos son la fuente principal de energía, las proteínas son la fuente auxiliar y las grasas son la reserva energética más importante del cuerpo

Carbohidratos

Los carbohidratos proporcionan 4 calorías por gramo, y son la principal fuente de energía para el cuerpo. Los carbohidratos deben proporcionar de 45 a 65 por ciento del total de calorías, lo que significa que debes obtener 225 a 325 gramos de carbohidratos por día en una dieta de 2,000 calorías. Los alimentos con alto contenido en hidratos de carbono ricos en nutrientes incluyen granos enteros, tales como el pan de trigo integral, la avena y la cebada; y las legumbres o frijoles, guisantes y lentejas. La leche baja en grasa y los productos lácteos, las frutas y los vegetales con almidón, como las batatas, también contienen carbohidratos. Los alimentos azucarados y de granos refinados, como el pan blanco, son ricos en hidratos de carbono, pero son menos nutritivos.

Proteínas

La función principal de la proteína es mantener la masa muscular magra y ayudar con la reparación de tejidos y la curación. La proteína puede ser una fuente de energía de la dieta si las calorías adecuadas no se consumen o si la proteína se consume en exceso más allá de las necesidades de tejido y músculo. La proteína también puede reducir el hambre y ayudar a controlar tu peso. Los adultos sanos deben recibir de 10 a 35 por ciento de calorías provenientes de proteínas, de acuerdo con las Dietary Guidelines de 2010. Cada gramo de proteína proporciona 4 calorías, por lo que una dieta de 2,000 calorías debería incluir 50-175 gramos de proteína por día. Las fuentes incluyen carne, aves, mariscos, huevos, frijoles, productos lácteos, frutos secos y cacahuetes. Los granos enteros y las verduras también proporcionan pequeñas cantidades de proteínas.

 

Grasas

Cada gramo de grasa tiene 9 calorías, que es un poco más del doble que los hidratos de carbono y las proteínas. Los adultos sanos deben consumir 20 a 35 por ciento de calorías de grasa, o 22 a 77 gramos de grasa por día, de acuerdo con las Dietary Guidelines. La mayor parte de las grasas en la dieta deben ser insaturadas para reducir tu riesgo de enfermedades del corazón. Las fuentes incluyen nueces y cacahuetes, semillas, aceites vegetales y pescados grasos. La mantequilla, las carnes grasas y los productos lácteos ricos en grasa son altos en grasa, pero en grasas saturadas que son poco saludables y pueden elevar tus niveles de colesterol y aumentar el riesgo de enfermedad cardíaca.

  

Transformación de los alimentos en energía

Paso 1: La digestión
 

El fin de la digestión es la desintegración de las moléculas complejas contenidas en la comida en sus componentes más sencillos, para que ellos puedan ser absorbidos en el intestino. Este proceso inicia en la boca con la masticación y la saliva y continúa en el estómago por medio de los movimientos peristálticos y el jugo gástrico. La bilis y el jugo pancreático que son liberados en el intestino completan la digestión. De esa manera obtenemos como productos finales la glucosa (procedente de los carbohidratos mediante la glucolisis), los ácidos grasos (a partir de los lípidos mediante la lipolisis) y los aminoácidos (elementos básicos de las proteínas, mediante un proceso llamado proteólisis)

Paso 2: Absorción y distribución

A lo largo del intestino delgado, las células intestinales absorben los nutrientes fraccionados y los liberan en el torrente sanguíneo o en los vasos linfáticos, que a su vez desembocan en el corriente sanguíneo. De esa manera la glucosa, los lípidos y los aminoácidos llegan a todas las células del cuerpo.

 

Es importante mencionar que no todas las células utilizan los nutrientes de la misma manera. Los eritrocitos por ejemplo, metabolizan únicamente la glucosa porque no disponen de mitocondrias. En este artículo hablaremos de la respiración aerobia que precisa la presencia de oxígeno y mitocondrias en las células. En defecto de oxígeno o de mitocondrias en una célula, la metabolización se lleva a cabo por medio de la respiración anaerobia, que pero es mucho menos eficaz de la aerobia en cuanto a producción de energía.

 

Paso 3: Transformación en acetil-CoA

 

Una vez en las células, las sustancias obtenidas por la digestión sufren transformaciones por la acción de enzimas para formar el anión piruvato (en el caso de la glucosa) o el acetoacetato (en el caso de los aminoácidos y los ácidos grasos). A continuación, estas dos sustancias son oxidadas para convertirse en acetil-coA, una molécula que se compone de un grupo acetil (procedente del piruvato o del acetoacetato) unido a la coenzima A.

Paso 4: Ciclo de Krebs, cadena respiratoria y fosforilación oxidativa

 

El acetil-coA entra en las mitocondrias, donde toma parte en el Ciclo de Krebs (también denominado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos). De este ciclo proceden las moléculas NADH y FADH, unos reductores necesarios para el funcionamiento de la cadena respiratoria.

 

La cadena respiratoria se compone de una serie de reacciones redox (reducción-oxidación), cuyo resultado es la producción de energía térmica (calor). Esta energía en fin se utiliza para la síntesis de ATP a partir de ADP (difosfato de adenosina) y un grupo fosfato mediante el proceso metabólico de fosforilación oxidativa