Las proteínas son el constituyente principal de las células y resultan imprescindibles para el crecimiento, la reparación y la continua renovación de los tejidos corporales. Además tienen también funciones reguladoras vitales y pueden ser utilizadas con fines energéticos.

Las unidades estructurales básicas de las proteínas son los aminoácidos (aa). Los vegetales combinan el nitrógeno que extraen del suelo con carbono y otros elementos para formar aminoácidos, y a continuación enlazan estos aa entre sí para formar las proteínas. Los seres humanos obtienen el nitrógeno que requieren consumiendo proteínas en la dieta. Por consiguiente, las proteínas son muy importantes porque proporcionan nitrógeno en una forma que puede utilizarse con facilidad, es decir, aminoácidos. Para el género humano es imposible utilizar directamente formas más simples de nitrógeno.

Las proteínas del cuerpo se forman utilizando 20 aa, de los cuales 8 se consideran “esenciales”, es decir, que el ser humano no es capaz de sintetizarlos y deben obtenerse de los alimentos. Un aa es esencial cuando su déficit en la dieta origina: detención del crecimiento, pérdida de peso, síntomas clínicos, balance negativo de nitrógeno.

En nutrición es muy importante el conocimiento de las fuentes de proteína para establecer la cantidad y calidad de las mismas en la alimentación diaria del ser humano.

  • Fuentes animales: Carnes, pescados, huevos y leche y derivados.
  • Fuentes vegetales: Cereales, leguminosas y ciertos frutos secos.

Las proteínas animales y vegetales varían considerablemente en cuanto a proporciones de aa esenciales y no esenciales. Las proteínas de origen animal contienen cantidades suficientes de los ocho aa esenciales. Con excepción de la soja, las proteínas de origen vegetal no satisfacen las necesidades de aa esenciales con tanta precisión como las de origen animal.

Calidad de las proteínas

Dado que la proteína se necesita para la síntesis tisular, y dado que las proteínas de la dieta difieren en su composición de la tisular, algunos alimentos serán más útiles que otros. Por esta razón se ha establecido el concepto de calidad proteica.

La composición del tejido humano es más parecida a la del tejido animal que a la de los tejidos vegetales. Estas similitudes permiten que el ser humano utilice proteínas de fuentes animales con mayor eficacia que con fuentes vegetales. Por esta razón, las proteínas animales se consideran “proteínas de alta calidad” (completas), porque contienen los 8 aa esenciales en cantidades suficientes. Por el contrario, las proteínas de origen vegetal se consideran “proteínas de más baja calidad” (incompletas), porque carecen de 1 o más de los 8 aa esenciales.

Número, naturaleza y tipos de aminoácidos

Para atender la síntesis de proteínas, en un momento dado el organismo necesita una determinada cantidad de aa y en una determinada proporción. Por lo tanto, la proteína será de mayor o menor calidad en función de que aporte en mayor o menor grado los aa que necesitamos. Es decir la calidad determina la utilidad de una proteína alimenticia para el crecimiento y mantenimiento de los tejidos.

Es obvio que una proteína con una composición de aminoácidos esenciales similar a la de los tejidos corporales será de más calidad. Por esta razón, en general, las proteínas animales serán de mayor calidad que las vegetales. En concreto, las proteínas con alto contenido de lisina y metionina se consideran de alta calidad.

Como se ha visto, con pocas excepciones las moléculas de proteína se hidrolizan o digieren hasta aminoácidos libres. La calidad de las proteínas viene determinada por el número de éstos, su naturaleza y también su secuencia (gran número y adecuada proporción).

En definitiva, el término calidad aplicado a las proteínas de un alimento se refiere a la variedad y proporciones de sus aminoácidos: "cuánto más completa sea su gama y más próximas las proporciones a las necesidades fisiológicas, más calidad tendrá una proteína".

Cuando no existe un aporte suficiente de aa esenciales no puede sintetizarse proteína, ya que las células no forman una proteína deficiente en ese aa, sino que, simplemente, no sintetizan esa proteína, el proceso ilustra el principio de todo o nada: se dispone de todos los aa esenciales o no puede utilizarse ninguno.

Existe un concepto a tener en cuenta a la hora de valorar la calidad de las proteínas y es el de “aa limitante”: aquel aa esencial que falta o escasea, o se encuentra en menor proporción en la composición proteica de un alimento o dieta, dificultando su aprovechamiento.

Digestibilidad

Porcentaje de nitrógeno absorbido tras la ingestión

Proteína animal: 90 %

Proteína vegetal: 60 – 70 %

  1. Conformación de la proteína: las proteasas atacan a las proteínas fibrosas insolubles más lentamente que a las proteínas globulares solubles.
  2. La desnaturalización incrementa la digestibilidad, por ejemplo, tratamiento térmico previo.
  3. La unión a otras moléculas (metales, lípidos, ácidos nucleicos, celulosa u otros polisacáridos) puede limitar parcialmente su digestibilidad.
  4. Factores antinutricionales (inhibidores de tripsina o quimotripsina,...) afectan a la absorción de aminoácidos.
  5. El tamaño y superficie de la partícula donde se encuentra la proteína, p.e. el molido de los cereales incrementada la digestibilidad de sus proteínas

Complementación proteica

Como se ha dicho anteriormente las proteínas están formadas por 20 aminoácidos, de los cuales ocho son esenciales y no pueden ser sintetizados por el organismo:

  • fenilalanina
  • isoleucina
  • lisina
  • treonina
  • leucina
  • metionina
  • triptófano
  • valina

Así, la falta de uno de ellos hará imposible sintetizar las proteínas que contengan dicho aminoácido.

El organismo necesita, en un momento determinado, una cantidad de aminoácidos y en una determinada proporción para atender la síntesis de proteínas específicas del cuerpo humano. Por tanto, la proteína que se toma con los alimentos será de mayor o menor calidad (más o menos buena), en función de que aporte en mayor o menor grado los aminoácidos que el organismo demanda. En otras palabras, la calidad de una proteína representa el grado de aproximación química de la proteína de la dieta respecto a la del cuerpo.

Los aminoácidos esenciales menos abundantes en los alimentos que consumimos habitualmente son el triptófano, la lisina y la metionina. En general, las proteínas de los cereales (trigo, arroz) son deficientes en lisina, el maíz además es pobre en triptófano, y las leguminosas (garbanzos, lentejas, judías), son pobres en aa azufrados (metionina y cisteína).

Las proteínas animales (a excepción del huevo) tienen, en general, composiciones más próximas a la considerada ideal, con un ligero déficit en metionina. Así, cuando se combinan en la misma comida proteínas que compensen sus deficiencias en aminoácidos esenciales el resultado es equivalente al consumo de una proteína de mejor calidad nutricional. A este fenómeno que consiste en la combinación de dos alimentos para conseguir una proteína de mejor calidad se le conoce como complementación proteica.

Por todo lo anterior es tan importante la complementación proteica, o consumo de varias proteínas con patrones aminoacídicos diferentes con valores biológicos no muy elevados, pero complementarios, con lo que se consigue que el Valor Biológico de la mezcla sea superior a lo esperado (en un mismo momento se da la diversidad necesaria).

Las combinaciones de alimentos que mejoran la calidad proteica son, por ejemplo, las legumbres con cereales o los lácteos con cereales. En la cultura popular se pueden encontrar numerosos ejemplos de una eficaz complementación, por ejemplo, el arroz con leche, los cereales del desayuno con leche, las lentejas con arroz, las lentejas con patatas, los garbanzos con arroz, la pasta con queso, las judías con arroz o las judías con maíz. Sin embargo, no se da una buena complementación al ingerir lentejas o garbanzos con carne ya que tienen los mismos aminoácidos limitantes.

La complementación proteica es útil en poblaciones cuya alimentación es deficitaria en proteínas, en dietas vegetarianas estrictas, en la alimentación de los deportistas en la que interesa aportar proteínas de elevada calidad pero sin colesterol ni grasas en exceso…. etc.

Valoración de la calidad de las proteínas

Existen métodos para medir y estimar la calidad de la proteína alimentaria.

1. índices químicos

Se toma como referencia una proteína patrón: proteína de huevo, estándar de la FAO.

  • Índice de aminoácidos esenciales (IAAE): estima el valor nutritivo de una proteína basándose en su contenido en aa esenciales y en la comparación con las necesidades del hombre
  • Aminograma: secuencia de aminoácidos
  • Cómputo químico (CQ): denominado también índice químico, es el porcentaje del defecto del aminoácido limitante de una proteína problema respecto a la proteína de referencia.

CQ = [(mg aaee limitante/g de proteína problema)/(mg aaee limitante/g de proteína patrón)]x100

  • Lisina disponible: aminoácido típicamente limitante

En los alimentos más comunes en el consumo humano los aa que pueden resultar limitantes son la lisina, la metionina, la treonina y el triptófano. Para determinar el aa limitante de una fuente proteica, se debe calcular el cómputo químico para los cuatro y el valor más bajo es el limitante.

2. Índices biológicos

Para la determinación de los índices biológicos de calidad proteica, se utilizan animales con unas determinadas características en los que se determinan una serie de parámetros relacionados con el crecimiento y la utilización digestiva y metabólica de la proteína de la dieta. La valoración del contenido en nitrógeno de la dieta, las heces y la orina permite calcular la cantidad de nitrógeno ingerido, fecal y urinario (asumiendo que todo él es de origen proteico), necesarios para calcular los diferentes índices.

Balance de nitrógeno (BN): o cantidad de nitrógeno retenido, expresado en gramos. Es indicativo del incremento de proteína corporal.

Coeficiente de digestibilidad proteica (CD o CDP): proporción de nitrógeno absorbido respecto al total ingerido, expresado en %. Es indicativo del grado de digestión y absorción. Se suele hablar de CD aparente y verdadero (éste último tiene en cuenta la proporción de N fecal que es de origen endógeno (descamación de células de la mucosa, flora intestinal, proteínas enzimáticas, etc.)

Valor biológico (VB): Es una medida de la eficiencia con la que una proteína alimenticia se transforma en tejido corporal una vez que es absorbida en el tubo digestivo. Se define como el porcentaje de nitrógeno retenido con respecto al absorbido, y se refiere posteriormente a 100.

Los valores oscilan entre 0 (proteínas que no sirven para la síntesis de proteínas tisulares) a 100 (proteínas que se utilizan completamente, ej.: la proteína de la clara de huevo).

Se mide la proteína consumida y la fracción que se excreta en forma de N (en orina y heces). De ésta hay que descontar la excreción (orina y heces) de N endógeno (el producido en el catabolismo y degradación de los tejidos). Se determina midiendo el N excretado cuando se somete a:

  • una dieta exenta de N (de proteínas) y considerando que es constante independientemente de la dieta (lo cual podría no siempre ser cierto)
  • una dieta que contenga una pequeña proporción de proteína completa (ej., de huevo): se supone que se utiliza completamente (no hay excreción) y la dieta es menos drástica, más parecida a la normal.

Utilización neta de la proteína (UNP o UPN): tiene en cuenta las pérdidas de nitrógeno en la digestión, que no se consideran en el VB. Este índice nos indica el nitrógeno retenido respecto al total ingerido. Proteína retenida frente a la suministrada con la dieta.

3. Índices químicos biológicos

Cómputo químico de aminoácidos corregido por la digestibilidad proteica (PDCAAS o CAACDP): es un parámetro que tiene en cuenta el cómputo químico de la proteína de un alimento y su digestibilidad (es decir, la capacidad del organismo de digerir la proteína y absorber sus aa). Una proteína que carece totalmente de cualquiera de los 8 aa esenciales tiene un PDCAAS de 0, ya que su cómputo químico es 0.

PDCAAS = [(CQ) x (CD)] / 100