Tipos de nutrientes
Los nutrientes pueden agruparse en dos categorías: macronutrientes y micronutrientes.
- Losmacronutrientes son nutrientes que tu cuerpo necesita en abundancia; entre ellos están las proteínas, los hidratos de carbono y los lípidos. Los macronutrientes son una fuente de energía y pueden descomponerse para liberar energía.
- Losmicronutrientes son nutrientes que el cuerpo sólo necesita en pequeñas cantidades, como las vitaminas y los minerales. Estos nutrientes son esenciales en diversos procesos del organismo, como la reparación, el transporte a través de las membranas y las coenzimas.
Una coenzima es una sustancia que trabaja junto con una enzima para potenciar su función o iniciar la acción de la enzima.
El agua puede considerarse un macronutriente porque necesitamos mucha, pero no ayuda en los procesos de liberación de energía.
Tipos de nutrientes: Fuentes y funciones
A continuación trataremos los distintos nutrientes que encontrarás en la mayoría de las comidas que ingieres y sus funciones.
Proteínas
Las proteínas están formadas por largas cadenas de aminoácidos y son esenciales para la reparación y el mantenimiento de las células corporales. Los aminoácidos se consumen de alimentos como la carne, el pescado, los lácteos, los huevos, los frutos secos y las legumbres, y luego se convierten en proteínas en la síntesis proteica llevada a cabo por moléculas de ARN y ribosomas. Éstos son algunos de los usos de las proteínas en plantas y animales:
- Enzimas: todas las enzimas son proteínas. Estas moléculas aceleran las reacciones bioquímicas ofreciendo una vía diferente para la reacción y disminuyendo la energía de activación. La liberación de energía, la contracción muscular y la digestión dependen de las enzimas.
- Transporte de sangre: la hemoglobina es la proteína que transporta la sangre por el cuerpo.
- Hormonas: muchas hormonas están formadas por proteínas. Las hormonas también se unen a receptores proteicos de células y órganos y transmiten instrucciones.
- Estructura: las proteínas fibrosas como el colágeno y la queratina proporcionan integridad estructural a los huesos, la piel y el pelo.
- Sistema inmunitario: los anticuerpos que atacan a los patógenos extraños están formados por proteínas.
- Fototropismo en las plantas: las proteínas son esenciales en las plantas para responder a los cambios de luz y controlar el fototropismo.
El fototropismo es el crecimiento de una planta en respuesta a la luz. El fototropismo positivo implica el crecimiento de la planta hacia la luz, mientras que el fototropismo negativo implica el crecimiento de la planta alejándose de la luz.
La insulina y el glucagón son proteínas hormonales del organismo. La insulina estimula la absorción de azúcar de la sangre a las células, mientras que el glucagón estimula la descomposición de la glucosa en el hígado.
Hidratos de carbono
Los hidratos de carbono son moléculas orgánicas que se encuentran en el pan, la pasta, las verduras feculentas, la avena y los cereales. Suelen dividirse en dos grupos: hidratos de carbono simples (azúcares) e hidratos de carbono complejos (almidón, glucógeno, fibra). Los hidratos de carbono se descomponen en glucosa, que a su vez se descompone durante la glucólisis en piruvato y lactato. Otras reacciones, como el ciclo de Krebs, producen trifosfato de adenosina (la molécula de energía) y dióxido de carbono. Echa un vistazo a nuestro artículo sobre la respiración aeróbica para obtener más información.
- Contenido de StudySmarter (Respiración aeróbica)
Éstos son los usos de los hidratos de carbono en plantas y animales:
- Energía: los hidratos de carbono son una fuente vital de energía y se descomponen en glucosa en la respiración aeróbica. Los hidratos de carbono simples se descomponen rápidamente para liberar energía en poco tiempo, mientras que los hidratos de carbono complejos tardan más en descomponerse y liberan energía más lentamente.
- Almacenamiento: cuando un organismo tiene suficiente glucosa para llevar a cabo procesos bioquímicos, convertirá la glucosa en una molécula de almacenamiento. Esta molécula es el glucógeno en los animales y se almacena en el hígado y los músculos, mientras que las plantas almacenan la glucosa en forma de almidón.
- Digestión: la fibra no se digiere y, en cambio, ayuda a la digestión moviendo los alimentos sin problemas por todo el aparato digestivo.
- Conservación muscular: cuando no se dispone de glucosa, el cuerpo descompone los músculos en aminoácidos y los utiliza como energía. Por tanto, un suministro constante de hidratos de carbono es esencial para evitar estas medidas drásticas.
Las plantas no necesitan absorber hidratos de carbono porque producen glucosa durante la fotosíntesis. Algunas plantas producen tanta glucosa que pueden permitirse mantener relaciones mutualistas con bacterias fijadoras de nitrógeno que intercambian hidratos de carbono por iones de nitrato y amonio.
Lípidos
Los tipos de lípidos incluyen los triglicéridos (tres ácidos grasos y glicerol), los esteroles (como el colesterol) y los fosfolípidos. Estas moléculas se encuentran en aceites, grasas (como la manteca de cerdo y la mantequilla), alimentos procesados, carnes y frutos secos. Cada gramo de grasa contiene 9 calorías, frente a sólo 4 calorías en cada gramo de hidratos de carbono, por lo que la descomposición de las grasas libera mucha energía. Veamos algunos de los usos de las grasas en el organismo:
- Energía: la descomposición de las grasas libera mucha energía, por lo que estas moléculas pueden ser útiles cuando se necesita energía para regular la temperatura corporal o contraer los músculos.
- Vitaminas ADEK: estas vitaminas se denominan "liposolubles". Esto significa que los lípidos deben estar presentes en el intestino delgado cuando estas vitaminas atraviesan el aparato digestivo para que actúen.
- Protección de los órganos: cuando la grasa no se utiliza para obtener energía, a menudo se almacena alrededor de los órganos delicados para protegerlos. Este proceso es esencial para la supervivencia, por lo que, en ausencia de lípidos, los hidratos de carbono se convertirán en grasas.
- Ácidos grasos esenciales: los tres ácidos grasos esenciales (linolénico, araquidónico y linoleico) sólo pueden encontrarse en los lípidos, y son fundamentales para la salud del corazón y la función cerebral.
- Transporte entre células: las bicapas de fosfolípidos rodean las células del cuerpo y controlan qué moléculas entran y salen de la célula. La cabeza fosfatada es hidrófila (amante del agua), por lo que está en el exterior de la membrana, mientras que la cola grasa es hidrófoba, por lo que está en el interior de la bicapa.
Figura 1: diagrama de una bicapa fosfolipídica, vía Wikimedia commons.
Vitaminas
Las vitaminas son nutrientes orgánicos que se distinguen por su solubilidad. Las vitaminas B y C son solubles en agua, mientras que las vitaminas A, D, E y K son solubles en grasa. Éstas son las funciones de cada vitamina
B1, B2, B3, B4 y B6 ayudan a las reacciones bioquímicas implicadas en el metabolismo
LaB7 ayuda específicamente con los aminoácidos y los ácidos grasos.
LaB9 es esencial para el crecimiento, reparación y mantenimiento de las células.
LaB12 ayuda a la síntesis de glóbulos rojos.
Lavitamina Ces un antioxidante.
La vitaminaA mantiene sano el sistema inmunitario.
Lavitamina D es para unos huesos y dientes sanos.
La vitaminaE también es antioxidante.
Lavitamina K ayuda a la coagulación de la sangre.
Los antioxidantes son moléculas que resisten los efectos peligrosos de los radicales libres en las células del cuerpo.
Minerales
Por otra parte, los minerales son sustancias inorgánicas que se necesitan en cantidades ínfimas. Sin embargo, siguen siendo necesarios para ayudar en diversos procesos bioquímicos:
- El calcio asegura unos dientes y huesos fuertes y ayuda a la contracción muscular y a la coordinación nerviosa.
- Elhierro trabaja en coalición con la hemoglobina para transportar la sangre por el cuerpo.
- El cloruro mantiene la acidez estomacal y equilibra los fluidos.
- Elsodio y el potasio equilibran los líquidos y contribuyen a la contracción muscular y la coordinación nerviosa.
- El magnesio ayuda a la síntesis de proteínas y desempeña pequeñas funciones en la contracción muscular y el sistema nervioso.
Agua
Nuestro cuerpo está formado por aproximadamente un 60% de agua, por lo que es lógico que necesitemos mucha. El agua proporciona el medio acuoso para que se produzcan todas las reacciones químicas. Sin ella, ¡nuestros sistemas orgánicos dejarían de funcionar! Necesitamos unos 2 litros de agua al día.
Una solución acuosa es aquella que contiene agua.
Nuestro cuerpo es capaz de almacenar la mayoría de los demás nutrientes de los que hemos hablado hoy, pero no puede almacenar agua. Necesitamos reciclar constantemente el agua bebiendo mucho y orinando. Los hombres necesitan 2,6 litros de agua al día, mientras que las mujeres necesitan 2 litros.
Nutrientes elementales
Veamos algunos elementos que son grandes componentes de la mayoría de los nutrientes.
Nitrógeno
El nitrógeno circula por los ecosistemas a través de bacterias fijadoras de nitrógeno y de su absorción por los consumidores. El nitrógeno es esencial en plantas y animales por las siguientes razones:
Clorofila - el nitrógeno es un componente principal de la clorofila, por lo que se necesita mucho nitrógeno para producir la máxima cantidad de pigmento clorofílico para que las plantas puedan hacer la mayor fotosíntesis posible.
ADN - el nitrógeno está presente en los nucleótidos, que son los componentes básicos del ADN. El ADN es el material genético que proporciona las instrucciones para todos los procesos bioquímicos y la información hereditaria.
ATP - los monómeros que componen la molécula de transferencia de energía adenosín trifosfato contienen nitrógeno. El ATP es fundamental para controlar la transferencia de energía en los procesos metabólicos.
Aminoácidos - el nitrógeno constituye una parte importante de los residuos de aminoácidos, que son los componentes básicos en la fabricación de proteínas. Estas proteínas son esenciales para fabricar estructuras protectoras y enzimas útiles.
Los horticultores pueden identificar rápidamente las plantas con carencia de nitrógeno. Los síntomas incluyen decoloración o amarilleamiento de las hojas (el nitrógeno es necesario para fabricar la clorofila verde) y retraso del crecimiento.
Fósforo
El fósforo es un elemento extremadamente raro que circula entre las rocas, los suelos, los océanos y los ecosistemas muy lentamente. El fósforo es importante en el organismo por las siguientes razones:
El fósforo es una molécula importante para la formación de huesos y dientes.
El fósforo es necesario para construir las moléculas de ADN y ARN , que son moléculas necesarias para almacenar material genético y sintetizar proteínas.
La liberación de energía requiere fósforo, ya que es un componente del ATP.
En la construcción de las membranas celulares, el fósforo es esencial para la síntesis de fosfolípidos.
El fósforo es vital en la contracción muscular, el ritmo de los latidos del corazón y las conexiones nerviosas.
ATP significa trifosfato de adenosina, ¡por lo que contiene 3 moléculas de fósforo!
Figura 2: He aquí la ecuación que muestra la descomposición de la molécula energética ATP en ADP (adenosín difosfato) y fosfato inorgánico (y liberación de energía).
El carbono
El carbono forma la columna vertebral estructural de todas las moléculas orgánicas. La capacidad del carbono para formar enlaces covalentes fuertes en la naturaleza lo convierte en una molécula muy singular y útil. He aquí cómo se utiliza el carbono en el cuerpo:
El carbono es la columna vertebral de las moléculas de glucosa, por lo que es esencial en la respiración aeróbica y la liberación de energía en el organismo.
El carbono es un componente clave de las proteínas, los lípidos y las grasas.
Los enlaces simples y dobles carbono-carbono determinan si los ácidos grasos son saturados o insaturados.
Los ácidos grasos monoinsaturados contienen un doble enlace carbono-carbono, mientras que los ácidos grasos poliinsaturados contienen múltiples dobles enlaces carbono-carbono.
Tipos de nutrientes - Puntos clave
- El acceso a los nutrientes es esencial para la supervivencia de los seres humanos, las plantas y los animales. Los humanos adquieren los nutrientes de los alimentos, los animales comen plantas, frutas y otros animales, mientras que las plantas absorben los nutrientes del suelo.
- Las proteínas contienen aminoácidos necesarios para el crecimiento, la reparación y el mantenimiento de las células. Las proteínas forman enzimas, que son moléculas que aceleran las reacciones bioquímicas, y también ayudan al transporte a través de las membranas.
- Los hidratos de carbono contienen la molécula energética glucosa, que se descompone en una serie de reacciones para producir piruvato, que entra en el ciclo de Krebs y produce la molécula energética ATP.
- Las grasas proporcionan enormes cantidades de energía cuando se descomponen, protegen los órganos y permiten el funcionamiento de las vitaminas ADEK.
- Las vitaminas son esenciales para la reparación de las células y muchas actúan como antioxidantes (neutralizan los peligrosos radicales libres del organismo).
- Los minerales son necesarios para el funcionamiento del sistema nervioso y el transporte dentro y fuera de las células.
- El agua es la molécula hidratante y proporciona el medio acuoso para las reacciones bioquímicas.
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