Aminoácido esencial
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Ver también: proteína (nutriente) y calidad de la proteína

Un aminoácido esencial , o aminoácido indispensable , es un aminoácido que el organismo no puede sintetizar desde cero con la suficiente rapidez para satisfacer su demanda, por lo que debe provenir de la dieta. De los 21 aminoácidos comunes a todas las formas de vida, los nueve aminoácidos que los humanos no pueden sintetizar son fenilalanina , valina , treonina , triptófano , metionina , leucina , isoleucina , lisina e histidina . [1] [2]

Otros seis aminoácidos se consideran condicionalmente esenciales en la dieta humana, lo que significa que su síntesis puede estar limitada en condiciones fisiopatológicas especiales, como la prematuridad en el lactante o en individuos con sufrimiento catabólico severo . [2] Estos seis son arginina , cisteína , glicina , glutamina , prolina y tirosina . Seis aminoácidos no son esenciales ( prescindibles ) en los seres humanos, lo que significa que se pueden sintetizar en cantidades suficientes en el cuerpo. Estos seis son alanina , ácido aspártico , asparagina ,ácido glutámico , serina , [2] y selenocisteína (considerado el aminoácido 21). La pirrolisina , que es proteinogénica solo en ciertos microorganismos, no se usa y, por lo tanto, no es esencial para la mayoría de los organismos, incluidos los humanos.

El aminoácido limitante es el aminoácido esencial que se encuentra en la menor cantidad en el alimento. Este concepto es importante al calcular la alimentación animal .

Esencialidad en humanos

EsencialCondicionalmente esencial [3] [4]No esencial
Histidina (H)Arginina (R)Alanina (A)
Isoleucina (I)Cisteína (C)Ácido aspártico (D)
Leucina (L)Glutamina (Q)Asparagina (N)
Lisina (K)Glicina (G)Ácido glutámico (E)
Metionina (M)Prolina (P)Serina (S)
Fenilalanina (F)Tirosina (Y)Selenocisteína (U)
Treonina (T)
Pirrolisina * (O)
Triptófano (W)
Valina (V)

(*) La pirrolisina , a veces considerada el "22º aminoácido", no es utilizada por humanos. [5]

Los eucariotas pueden sintetizar algunos de los aminoácidos de otros sustratos . En consecuencia, solo un subconjunto de los aminoácidos utilizados en la síntesis de proteínas son nutrientes esenciales .

Ingesta diaria recomendada

Artículo principal: Proteína (nutriente)

Se ha demostrado que es difícil estimar el requerimiento diario de los aminoácidos indispensables; estos números se han sometido a una revisión considerable durante los últimos 20 años. La siguiente tabla enumera las cantidades diarias recomendadas por la OMS y los Estados Unidos actualmente en uso para los aminoácidos esenciales en humanos adultos , junto con sus abreviaturas estándar de una letra. [6] [7]

Aminoácidos)mg por kg de peso corporal
OMSEstados Unidos
H Histidina1014
Yo isoleucina2019
L leucina3942
K lisina3038
M Metionina
+ C Cisteína		10,4 + 4,1
(15 en total)		19 en total
F Fenilalanina
+ Y Tirosina		25 (total)33 en total
T Treonina1520
W Triptófano45
V Valina2624

La ingesta diaria recomendada para niños de tres años en adelante es de un 10% a un 20% más alta que los niveles de los adultos y la de los bebés puede ser hasta un 150% más alta en el primer año de vida. Los bebés y los niños en crecimiento siempre necesitan cisteína (o aminoácidos que contienen azufre), tirosina (o aminoácidos aromáticos) y arginina . [6] [8]

Composición relativa de aminoácidos de las fuentes de proteínas.

Los alimentos que contienen bajas proporciones de aminoácidos esenciales son fuentes pobres de equivalentes de proteínas , ya que el organismo tiende a desaminar los aminoácidos obtenidos, convirtiendo las proteínas en grasas y carbohidratos . Por lo tanto, es necesario un equilibrio de aminoácidos esenciales para un alto grado de utilización neta de proteínas , que es la proporción de masa entre los aminoácidos convertidos en proteínas y los aminoácidos suministrados. [9]

Las proteínas completas contienen un conjunto equilibrado de aminoácidos esenciales para el ser humano. Las fuentes vegetales y animales naturales de alimentos integrales proporcionan todos los aminoácidos esenciales. [10] También se encuentran proteínas casi completas en algunas fuentes vegetales como la quinua . [11]

La utilización neta de proteínas se ve profundamente afectada por el contenido limitante de aminoácidos (el aminoácido esencial que se encuentra en la menor cantidad en el alimento), y algo afectado por la recuperación de aminoácidos esenciales en el cuerpo. Por lo tanto, es una buena idea mezclar alimentos que tengan diferentes debilidades en sus distribuciones de aminoácidos esenciales. Esto limita la pérdida de nitrógeno por desaminación y aumenta la utilización neta general de proteínas. [9]

Fuente de proteinaAminoácido limitante
Trigolisina
Arrozlisina
Maízlisina y triptófano
Legumbrespar de metionina / cisteína y triptófano
Huevo , pollo, lecheninguno; el huevo es la referencia para la proteína completa

El perfil de distribución de aminoácidos es menos óptimo en alimentos vegetales que en alimentos animales. [12] [13] pero no es necesario consumir alimentos vegetales que contengan proteínas completas siempre que se mantenga una dieta razonablemente variada. [14] Numerosos pares de diferentes alimentos vegetales pueden proporcionar un perfil completo de proteínas. Ciertas combinaciones tradicionales de alimentos, como maíz y frijoles, o frijoles y arroz, contienen los aminoácidos esenciales necesarios para los seres humanos en cantidades adecuadas. [15] La posición oficial de la Academia de Nutrición y Dietética es que la proteína de una combinación planificada apropiada de una variedad de alimentos vegetales consumidos durante el transcurso de un día puede ser nutricionalmente adecuada cuando se cumplen los requisitos calóricos.[14]

Calidad proteica

Artículo principal: Calidad de la proteína

Se han realizado varios intentos para expresar la "calidad" o el "valor" de varios tipos de proteínas. Las medidas incluyen el valor biológico , la utilización neta de proteínas , el índice de eficiencia de las proteínas , la puntuación de aminoácidos corregida por digestibilidad de las proteínas y el concepto de proteínas completas . Estos conceptos son importantes en la industria ganadera , porque la falta relativa de uno o más de los aminoácidos esenciales en los alimentos para animales tendría un efecto limitante sobre el crecimiento y, por lo tanto, sobre la tasa de conversión alimenticia . Por lo tanto, se pueden administrar varios alimentos en combinación para aumentar la utilización neta de proteínas, o un suplemento de un aminoácido individual (metionina, lisina, treonina o triptófano) se puede agregar al alimento.

Proteína por caloría

El contenido de proteínas en los alimentos a menudo se mide en proteínas por porción en lugar de proteínas por caloría. Por ejemplo, el USDA enumera 6 gramos de proteína por huevo entero grande (una porción de 50 gramos) en lugar de 84 mg de proteína por caloría (71 calorías en total). [16] A modo de comparación, hay 2,8 gramos de proteína en una porción de brócoli crudo (100 gramos) o 82 mg de proteína por caloría (34 calorías en total), o el valor diario de 47,67 g de proteína después de comer 1,690 g de crudo. brócoli al día a 574 cal. [17] Un huevo contiene 12,5 g de proteína por 100 g, pero 4 mg más de proteína por caloría, o la proteína DV después de 381 g de huevo, que son 545 cal. [18]No se tiene en cuenta la proporción de aminoácidos esenciales (la calidad de la proteína), en realidad se necesitaría comer más de 3 kg de brócoli al día para tener un perfil proteico saludable y casi 6 kg para obtener suficientes calorías. [17] Se recomienda que los seres humanos adultos obtengan entre el 10 y el 35% de sus 2000 calorías al día en forma de proteína. [19]

Proteínas completas en animales no humanos

Los científicos sabían desde principios del siglo XX que las ratas no podían sobrevivir con una dieta cuya única fuente de proteínas era la zeína , que proviene del maíz (maíz), pero se recuperaban si se alimentaban con caseína de leche de vaca. Esto llevó a William Cumming Rose al descubrimiento del aminoácido esencial treonina . [20] Mediante la manipulación de dietas para roedores, Rose pudo demostrar que diez aminoácidos son esenciales para las ratas: lisina , triptófano , histidina , fenilalanina , leucina , isoleucina , metionina , valina.y arginina , además de treonina. El trabajo posterior de Rose mostró que ocho aminoácidos son esenciales para los seres humanos adultos, y que la histidina también es esencial para los bebés. Los estudios a más largo plazo establecieron que la histidina también es esencial para los seres humanos adultos. [21]

Intercambiabilidad

La distinción entre aminoácidos esenciales y no esenciales no está clara, ya que algunos aminoácidos pueden producirse a partir de otros. Los aminoácidos que contienen azufre , metionina y homocisteína , se pueden convertir entre sí, pero ninguno puede sintetizarse de novo en humanos. Asimismo, la cisteína se puede producir a partir de homocisteína, pero no se puede sintetizar por sí sola. Entonces, por conveniencia, los aminoácidos que contienen azufre a veces se consideran un grupo único de aminoácidos nutricionalmente equivalentes, al igual que el par de aminoácidos aromáticos , fenilalanina y tirosina . Asimismo , arginina , ornitina yla citrulina , que son interconvertibles por el ciclo de la urea , se considera un solo grupo. [ cita requerida ]

Efectos de la deficiencia

Artículo principal: Desnutrición proteico-energética

Si uno de los aminoácidos esenciales no está disponible en las cantidades requeridas, se inhibirá la síntesis de proteínas, independientemente de la disponibilidad de los otros aminoácidos. [2] Se ha demostrado que la deficiencia de proteínas afecta todos los órganos del cuerpo y muchos de sus sistemas, por ejemplo, afecta el desarrollo del cerebro en bebés y niños pequeños; inhibir el mantenimiento del sistema inmunológico, aumentando el riesgo de infección; afectando la función de la mucosa intestinal y la permeabilidad, reduciendo así la absorción y aumentando la vulnerabilidad a enfermedades sistémicas ; e impactando la función renal. [2] Los signos físicos de la deficiencia de proteínas incluyen edema , retraso del crecimientoen bebés y niños, mala musculatura, piel opaca y cabello fino y frágil. Los cambios bioquímicos que reflejan la deficiencia de proteínas incluyen albúmina sérica baja y transferrina sérica baja . [2]

Los aminoácidos que son esenciales en la dieta humana se establecieron en una serie de experimentos dirigidos por William Cumming Rose . Los experimentos involucraron dietas elementales para estudiantes graduados varones saludables. Estas dietas consistían en almidón de maíz , sacarosa , grasa de mantequilla sin proteínas, aceite de maíz , sales inorgánicas, las vitaminas conocidas , un gran "caramelo" marrón hecho de extracto de hígado aromatizado con aceite de menta (para suministrar cualquier vitamina desconocida) y mezclas de vitaminas altamente purificadas. aminoácidos individuales. La principal medida de resultado fue el balance de nitrógeno. Rose notó que los síntomas de nerviosismo, agotamiento y mareos se encontraban en mayor o menor medida cuando los sujetos humanos se veían privados de un aminoácido esencial. [22]

Aminoácidos esenciales ácido deficiencia debe distinguirse de la malnutrición de proteínas y energía , que puede manifestarse como marasmo o kwashiorkor . El kwashiorkor se atribuyó una vez a la deficiencia de proteína pura en personas que consumían suficientes calorías ("síndrome del bebé azucarado"). Sin embargo, esta teoría ha sido cuestionada por el hallazgo de que no hay diferencia en las dietas de los niños que desarrollan marasmo en comparación con el kwashiorkor. [23] Aún así, por ejemplo en las Ingestas Dietéticas de Referencia (DRI) mantenidas por el USDA , la falta de uno o más de los aminoácidos esenciales se describe comodesnutrición proteico-energética . [2]

Ver también

  • Valor biológico (BV)
  • Ácido graso esencial
  • Genes esenciales
  • Lista de aminoácidos estándar
  • Dieta baja en proteínas
  • Medicina ortomolecular
  • Puntaje de aminoácidos corregido por digestibilidad de proteínas
  • Aminoácido cetogénico
  • Aminoácido glucogénico

Referencias

  1. ^ Joven VR (1994). "Requisitos de aminoácidos adultos: el caso de una revisión importante en las recomendaciones actuales" (PDF) . J. Nutr . 124 (8 Suppl): 1517S – 1523S. doi : 10.1093 / jn / 124.suppl_8.1517S . PMID  8064412 .
  2. ^ a b c d e f g Ingestas dietéticas de referencia: la guía esencial para los requisitos de nutrientes Archivado el 5 de julio de 2014 en Wayback Machine . Junta de Alimentos y Nutrición del Instituto de Medicina. usda.gov
  3. ^ Fürst P, Stehle P (1 de junio de 2004). "¿Cuáles son los elementos esenciales necesarios para la determinación de los requerimientos de aminoácidos en humanos?" . Revista de nutrición . 134 (6 Supl.): 1558S – 1565S. doi : 10.1093 / jn / 134.6.1558S . PMID 15173430 . 
  4. ^ Reeds PJ (1 de julio de 2000). "Aminoácidos prescindibles e indispensables para el ser humano" . J. Nutr . 130 (7): 1835S – 40S. doi : 10.1093 / jn / 130.7.1835S . PMID 10867060 . 
  5. ^ Richard Cammack. "Newsletter 2009, Comité de Nomenclatura Bioquímica de IUPAC y NC-IUBMB" . Archivado desde el original el 12 de septiembre de 2017 . Consultado el 16 de julio de 2012 .
  6. ^ a b FAO / OMS / UNU (2007). "REQUISITOS DE PROTEÍNAS Y AMINOÁCIDOS EN LA NUTRICIÓN HUMANA" (PDF) . Prensa de la OMS. , página 150
  7. ^ Instituto de Medicina (2002). "Proteínas y Aminoácidos" . Ingestas dietéticas de referencia para energía, carbohidratos, fibra, grasas, ácidos grasos, colesterol, proteínas y aminoácidos . Washington, DC: The National Academies Press. pag. 680.
  8. ^ Imura K, Okada A (1998). "Metabolismo de aminoácidos en pacientes pediátricos". Nutrición . 14 (1): 143–8. doi : 10.1016 / S0899-9007 (97) 00230-X . PMID 9437700 . 
  9. ^ a b McGilvery, Robert W. Biochemistry, a Functional Approach 1979. Capítulo 41, especialmente página 787
  10. ^ "Nutrición para todos: conceptos básicos: proteínas" . Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades . Consultado el 15 de mayo de 2008 .
  11. ^ http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19940015664_1994015664.pdf
  12. ^ Mariotti, François; Gardner, Christopher D. (4 de noviembre de 2019). "Proteínas dietéticas y aminoácidos en dietas vegetarianas: una revisión" . Nutrientes . 11 (11): 2661. doi : 10.3390 / nu11112661 . PMC 6893534 . PMID 31690027 .  
  13. ^ Woolf, PJ; Lleno; Basu, A. (2011). Haslam, Niall James (ed.). "VProtein: identificación de complementos óptimos de aminoácidos de alimentos de origen vegetal" . PLOS ONE . 6 (4): e18836. Código bibliográfico : 2011PLoSO ... 618836W . doi : 10.1371 / journal.pone.0018836 . PMC 3081312 . PMID 21526128 .  
  14. ^ a b Melina, Vesanto ; Craig, Winston; Levin, Susan (1 de diciembre de 2016). "Posición de la Academia de Nutrición y Dietética: Dietas Vegetarianas" . Revista de la Academia de Nutrición y Dietética . 116 (12): 1971. doi : 10.1016 / j.jand.2016.09.025 . ISSN 2212-2672 . PMID 27886704 .  
  15. ^ Aminoácidos esenciales . phy-astr.gsu.edu: "varios alimentos étnicos populares implican una combinación tal que en un solo plato, uno podría esperar obtener los diez aminoácidos esenciales. Maíz y frijoles mexicanos, arroz y soja japoneses, y rojo cajún los frijoles y el arroz son ejemplos de combinaciones tan fortuitas ".
  16. ^ Base de datos nacional de nutrientes SDA para referencia estándar (versión 21 ed.). Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, Servicio de Investigación Agrícola. 2008.
  17. ↑ a b Vanovschi, Vitalii. "Brócoli crudo: valor nutricional y análisis" . www.nutritionvalue.org . Consultado el 4 de noviembre de 2019 .
  18. ↑ Vanovschi, Vitalii. "Huevo escalfado, cocido, entero: valor nutricional y análisis" . www.nutritionvalue.org . Consultado el 4 de noviembre de 2019 .
  19. ^ "Web MD Protein: ¿Está recibiendo suficiente?" . webmd.com. 5 de septiembre de 2014 . Consultado el 31 de marzo de 2015 .
  20. ^ Rose WC, Haines WJ, Warner DT, Johnson JE (1951). "Los requerimientos de aminoácidos del hombre. II. El papel de la treonina y la histidina" . La revista de química biológica . 188 (1): 49–58. doi : 10.1016 / S0021-9258 (18) 56144-5 . PMID 14814112 . 
  21. ^ Kopple JD, Swendseid ME (mayo de 1975). "Evidencia de que la histidina es un aminoácido esencial en el hombre normal y con urémica crónica" . J Clin Invest . 55 (5): 881–891. doi : 10.1172 / JCI108016 . PMC 301830 . PMID 1123426 .  
  22. ^ Rose, WC; Haines, WJ; Warner, DT (1951). "Los requerimientos de aminoácidos del hombre. III. El papel de la isoleucina; evidencia adicional sobre la histidina" (PDF) . J Biol Chem . 193 (2): 605–612. doi : 10.1016 / S0021-9258 (18) 50916-9 . PMID 14907749 . Consultado el 15 de diciembre de 2012 .  
  23. ^ Ahmed T, Rahman S, Cravioto A (2009). "Desnutrición edematosa". The Indian Journal of Medical Research . 130 (5): 651–4. PMID 20090122 . 

enlaces externos

  • Contenido de aminoácidos de algunos alimentos vegetarianos en veganhealth.org.
  • Perfiles de aminoácidos de algunos alimentos comunes en Virginia Tech .
  • Expresiones moleculares: la colección de aminoácidos en la Universidad Estatal de Florida . Presenta información detallada y fotografías de cristal de cada aminoácido.
  • vProtein , una herramienta de software en línea para analizar los perfiles de aminoácidos esenciales de alimentos de origen vegetal individuales y en pares según los requisitos humanos.
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