Analisis Profundo de Proteinas (TRIMESTRE 1)

 Proteinas

Las proteínas son las responsables de muchas de las funciones celulares que tienen su base en las membranas. El contenido de proteínas de una membrana típica respecto a los lípidos es variable dependiendo del tipo de membrana, pero puede ser de cerca de 1:40 en número de moléculas (1 proteína por cada 40 lípidos) y alrededor de 40 % en peso de una membrana típica se debe a las proteínas, lo que indicaría que las membranas contienen muchas proteínas. Incluso estos valores puede ser más altos en aquellas membranas con funciones netamente metabólicas como la membrana interna de las mitocondrias. Aproximadamente 1/3 de nuestros genes codifican para proteínas de membrana.

Los sucesivos modelos de organización de la membrana celular propuestos a lo largo de la historia han ido incorporando progresivamente a las proteínas como elementos indispensables para su estructura y función. El modelo sobre el que se trabaja actualmente es el de mosaico fluido de Singer y Nicolson. En este modelo las proteínas están dispersas en la membrana y tienen libertad de movimiento. Sin embargo, actualmente se tienen en cuenta las interacciones con otras moléculas, tanto externas como de la propia membrana, que parecen restringir enormemente el libre desplazamiento lateral de las proteínas en las membranas. Todo parece indicar que la disposición de las proteínas en una misma membrana no es aleatoria sino que se segregan en regiones o dominios dependiendo de la proteína en cuestión. Además, datos obtenidos con microscopios de fuerza atómica sugieren cambios en los esquemas de la organización de la membrana para reflejar la cantidad de proteínas y el espacio que ocupan

Las proteinas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales. Las funciones de las proteinas son específicas de cada una de ellas y permiten a las células mantener su integridad, defenderse de agentes externos, reparar daños, controlar y regular funciones, etc...Todas las proteinas realizan su función de la misma manera: por unión selectiva a moléculas. Las proteinas estructurales se agregan a otras moléculas de la misma proteina para originar una estructura mayor. Sin embargo,otras proteinas se unen a moléculas distintas: los anticuerpos a los antígenos específicos, la hemoglobina al oxígeno, las enzimas a sus sustratos, los reguladores de la expresión génica al ADN, las hormonas a sus receptores específicos, etc... A continuación se exponen algunos ejemplos de proteinas y las funciones que desempeñan: Funciones De Las Proteínas Función ESTRUCTURAL Las proteínas son macromoléculas compuestas de aminoácidos, que se unen entre sí para formar largas cadenas. Estas cadenas pueden plegarse en una estructura tridimensional compleja, que determina la función de la proteína en el cuerpo. Algunas proteínas tienen una función estructural, lo que significa que proporcionan soporte y estabilidad a los tejidos y órganos. Una de las proteínas estructurales más importantes en el cuerpo humano es el colágeno. El colágeno es una proteína fibrosa que se encuentra en los huesos, cartílagos, tendones y piel. Es responsable de proporcionar fuerza y resistencia a estos tejidos, lo que les permite mantener su forma y función. El colágeno representa aproximadamente un tercio de todas las proteínas del cuerpo humano, lo que indica la importancia de esta proteína en la función estructural del cuerpo. Función ENZIMATICA Las enzimas son proteínas que catalizan o aceleran reacciones químicas en el cuerpo. Las reacciones químicas son esenciales para que el cuerpo realice muchas de sus funciones, como la digestión de alimentos, la producción de energía y la eliminación de desechos. Las enzimas hacen que estas reacciones químicas sean posibles al reducir la cantidad de energía necesaria para que la reacción ocurra, lo que permite que las reacciones químicas ocurran a una velocidad mucho más rápida de lo que serían posibles sin las enzimas. El cuerpo humano produce muchas enzimas diferentes que son responsables de diferentes reacciones químicas. Por ejemplo, la lactasa es una enzima que se encuentra en el intestino delgado y es responsable de descomponer el azúcar lactosa en la leche. Sin la lactasa, muchas personas no pueden digerir la lactosa y experimentan síntomas como hinchazón, diarrea y gases. Función HORMONAL  Las hormonas son sustancias químicas producidas por glándulas en el cuerpo que regulan muchas funciones corporales, incluyendo el crecimiento y desarrollo, el metabolismo, la reproducción y el estado de ánimo. Las hormonas son producidas por glándulas endocrinas y son liberadas en el torrente sanguíneo, donde viajan a través del cuerpo y afectan diferentes órganos y tejidos. Muchas hormonas son proteínas o péptidos, lo que significa que están compuestas por cadenas de aminoácidos unidos entre sí. Algunas hormonas proteicas importantes incluyen la insulina, el glucagón y la hormona del crecimiento. La insulina es producida por las células beta del páncreas y es responsable de regular los niveles de azúcar en la sangre. Cuando comemos alimentos que contienen carbohidratos, nuestro cuerpo produce insulina para ayudar a mover el azúcar de la sangre a las células para su uso como energía. La insulina también ayuda a almacenar el exceso de azúcar en forma de glucógeno en el hígado y los músculos para su uso posterior. Función REGULADORA -Algunas proteinas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina). Función HOMEOSTATICA -Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno. Función DEFENSIVA El sistema inmunológico es el sistema de defensa del cuerpo que nos protege de las infecciones y enfermedades. Las proteínas son fundamentales para la función del sistema inmunológico, ya que forman la base de los anticuerpos, las moléculas responsables de reconocer y neutralizar los agentes infecciosos. Los anticuerpos son proteínas producidas por las células del sistema inmunológico llamadas células B. Estas proteínas se adhieren específicamente a los antígenos, que son moléculas extrañas como virus y bacterias, y los marcan para su destrucción por otras células del sistema inmunológico. Los anticuerpos también pueden actuar como opsoninas, lo que significa que marcan a los patógenos para que sean destruidos más fácilmente por las células del sistema inmunológico. Otras proteínas importantes en el sistema inmunológico incluyen las citocinas, que son proteínas que actúan como señales para las células del sistema inmunológico. Las citocinas son liberadas por las células inmunitarias en respuesta a la infección y actúan para atraer otras células inmunitarias al sitio de la infección y coordinar su respuesta. Función de TRANSPORTE Las proteínas de transporte son proteínas que se unen a ciertas sustancias en el cuerpo y las transportan a través del torrente sanguíneo a diferentes tejidos y órganos. Estas proteínas son importantes porque muchas sustancias en el cuerpo, como las vitaminas, los minerales y las hormonas, no pueden moverse fácilmente a través de la membrana celular y necesitan proteínas transportadoras para llegar a su destino. Una de las proteínas de transporte más importantes en el cuerpo es la albúmina. La albúmina es producida por el hígado y es responsable de transportar muchos nutrientes importantes en el cuerpo, incluyendo aminoácidos, ácidos grasos, bilirrubina y muchos fármacos. También es responsable de mantener la presión osmótica en el torrente sanguíneo, lo que significa que ayuda a equilibrar la cantidad de agua en los tejidos. Función CONTRACTIL Los músculos están compuestos principalmente de dos tipos de proteínas: la actina y la miosina. Estas proteínas son responsables de la contracción muscular, que es esencial para el movimiento y la postura. La actina es una proteína filamentosa que forma una estructura en forma de cadena. La miosina, por otro lado, es una proteína en forma de bastón con cabezas en ambos extremos. Estas cabezas de miosina se unen a la actina y se mueven en un patrón de deslizamiento, lo que causa la contracción muscular. La contracción muscular ocurre cuando las cabezas de miosina se unen a la actina y se desplazan hacia el centro del filamento de actina. Esto provoca que los filamentos de actina se deslicen sobre los filamentos de miosina, lo que acorta la longitud del músculo y provoca la contracción. La regulación de la contracción muscular también depende de proteínas adicionales, incluyendo la troponina y la tropomiosina. Estas proteínas controlan la interacción entre la actina y la miosina y, por lo tanto, regulan la contracción muscular. Además de la contracción muscular, las proteínas contráctiles también son esenciales para otras funciones, como la división celular y la motilidad de los espermatozoides. Función DE RESERVA La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeina de la cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión. La lactoalbúmina de la leche.

Consumo excesivo de proteínas

Diversos estudios a nivel mundial reportan que, tanto en niños como en adultos, el consumo de proteínas es de tres a cinco veces superior a los valores recomendados establecidos internacionalmente. Esto es debido a que las personas no tienen el hábito de asesorarse con un nutricionista y, tristemente, el peso de las redes sociales y la distribución de desinformación en torno a este tema hace que se ponga en riesgo la salud.

Para entrar en contexto, hablemos de qué son las proteínas y por qué son importantes para nosotros.

La palabra proteína se originó del griego «proteios», que significa primo o primario. Este término es muy apropiado en nutrición, ya que la proteína es el principal componente de los tejidos en animales y humanos.

Las proteínas son macromoléculas fundamentales para los seres vivos, las cuales desempeñan diversas funciones estructurales a nivel de células, tejidos y sistemas; y, además, como enzimas, medios de transporte, componentes del sistema inmune, hormonas, entre otros.

En el cuerpo están formadas por combinaciones de 20 aminoácidos, nueve de ellos son llamados esenciales, porque no pueden ser sintetizados en el organismo y deben ser aportados por la dieta: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina e histidina. Una ingesta proteica adecuada debe contener un aporte suficiente de éstos para que el organismo pueda fabricar los aminoácidos no esenciales y mantener el equilibrio nitrogenado, es decir, que tanto los ingresos como egresos de proteína sean adecuados.

La Federación Española de la Nutrición (FEN) realizó un estudio científico para medir la ingesta de proteínas de los españoles, con una muestra representativa de 2009 individuos de entre 9 y 75 años. En este sentido, sólo el 10% del total de participantes en el estudio tiene un consumo diario de proteínas situado dentro de los rangos de la ingesta recomendada. Por otro lado, el 30% estaría en los límites de cumplimiento de estas recomendaciones y más del 30% excede el límite de las recomendaciones de ingesta de proteínas. Esta ingesta ha sido mayor en hombres que en mujeres, siendo la carne y sus derivados el grupo de alimentos con mayor contribución de dicha ingesta. Por su parte, las verduras, hortalizas y legumbres suponen sólo el 7% de la ingesta diaria de proteínas, una cantidad que es especialmente baja en niños y adolescentes, donde se sitúa en cerca del 5,5%.

La FEN menciona que el requerimiento de proteína en personas sanas se basa en la dosis de proteínas ingerida en la dieta que compensa las pérdidas orgánicas de nitrógeno (balance nitrogenado), proponiendo una ingesta diaria recomendada de 0.8 gramos por kilogramo de peso al día, lo que representa, aproximadamente, el 12% de la ingesta total de energía. Sin embargo, existen numerosas condiciones como el crecimiento, algunas enfermedades y la actividad física que requieren incrementar su aporte.

En los pacientes que tienen enfermedad renal crónica los requerimientos de proteínas se ven modificados de acuerdo al estadio y tratamiento que tenga el paciente. Por ejemplo, aquellos pacientes en pre diálisis deben tener una reducción de proteína 0.6-0.8 g/kg de peso/día. Esto con el objetivo de poder ayudar al paciente a mantenerse metabólicamente estable y retardar la progresión de la enfermedad renal hasta criterios dialíticos. Mientras que los pacientes en diálisis o hemodiálisis su consumo debe ser entre 1.2-1.5 g/kg de peso/día, ya que estos pacientes tienen un riesgo elevado de desarrollar desgaste energético proteico por alteraciones metabólicas y factores relacionados a la terapia sustitutiva.

Hablando de los deportistas, antes de proponer una ingesta proteica es importante primero saber qué tipo de deporte hace, cuántas veces por semana, cuanto tiempo tiene haciéndolo y cuáles son sus objetivos. Todo esto nos dará la pauta para establecer estrategias nutricionales. En estos individuos, la ingesta de proteínas puede llegar hasta los 2 g por kilogramo de peso al día, sin tener ninguna repercusión a nivel renal ya que la Sociedad Internacional de Nutrición Deportiva (ISSN) declaró que no había peligro saludable en personas que lleven a cabo ejercicio físico regular, especialmente de fuerza, siempre y cuando no tengan un antecedente personal y/o familiar de enfermedad renal.

En cualquiera de los casos, tenga o no antecedentes de enfermedad renal, es muy importante estar alerta a los síntomas que el paciente refiera, como dolor en espalda baja y además llevar un control de estudios función renal como: medir la tasa de filtrado glomerular, prueba de creatinina, albumina y electrolitos, por mencionar algunas.  

Las dietas híper proteicas (HP) han ganado un gran interés en los últimos años, pero no sólo en el ámbito deportivo, más bien como una herramienta en el control del peso debido a los efectos propuestos sobre la termogénesis y la saciedad.

Existen datos inconsistentes con respecto a los posibles efectos beneficiosos o perjudiciales de las dietas HP en los parámetros de la obesidad, así como sus riesgos asociados. Algunos estudios realizados a corto plazo (8 a 12 semanas de seguimiento) y con un pequeño tamaño muestral, sugieren que este tipo de dieta puede inducir una mayor pérdida de peso y una reducción de los niveles de glucosa e insulina plasmática, sin embargo, no existen estudios a más largo plazo que comprueben que estos resultados se mantienen.

En contraste con estos hallazgos, según las recomendaciones de la Asociación Americana de Diabetes (ADA), los pacientes con diabetes no deben tener un régimen de dieta híper proteica como medio para perder peso debido a los efectos desconocidos a largo plazo de la sobre ingesta de proteína. Por otro lado, dos estudios observacionales sobre los efectos de una dieta híper proteica en la salud mostraron que el sobrepeso, la obesidad y el síndrome metabólico aumentan el riesgo de desarrollar enfermedad renal en un 40 a 83%. Teniendo en cuenta que en los ensayos incluidos en dichos estudios se reclutaron sujetos obesos, se podría especular que una ingesta alta de proteínas agregará otro factor perjudicial al aumento del riesgo de desarrollo de esta enfermedad ya establecida para esta población.

Un estudio a largo plazo en ratas, con una dieta HP produjo una reducción significativa en el peso corporal, sin embargo, generó efectos perjudiciales en la función renal como daño tisular, aumento de peso renal, incremento de la proteinuria, glomérulos más grandes y un aumento en el aclaramiento de creatinina, en comparación con las ratas con una dieta normo proteica.

Un consumo excesivo de proteínas puede tener efectos no sólo a nivel metabólico o renal, también óseo, ya que estas dietas generan una cantidad importante de ácidos, principalmente en forma de sulfatos y fosfatos. Por lo tanto, el riñón responde a esta sobrecarga ácida con un aumento en la excreción ácida neta en forma de amonio y ácidos libres. En consecuencia, el hueso contribuye a esta respuesta con su función amortiguadora mediante la resorción ósea, es decir se produce una descalcificación, generando incremento en la excreción urinaria de calcio.

Es muy importante tomar grandes cantidades de agua por la deshidratación asociada a este tipo de alimentación, pues se ha visto una estrecha relación con la acidosis renal. Además de aumentar el consumo de frutas y verduras, pues estas constituyen la mayor fuente de amortiguadores en la dieta y por lo tanto pueden disminuir la excreción urinaria de calcio.

En conclusión, siempre debemos asesorarnos por un nutricionista para seguir cualquier tipo de tratamiento nutricional. Al hacerlo por nuestra cuenta o en manos de inexpertos estamos poniendo en riesgo nuestra salud. Por lo tanto, un plan de alimentación adecuado a nuestras necesidades y objetivos, junto con un estilo de vida saludable son la receta para mantener la salud y prevenir el desarrollo de muchas enfermedades.