El progreso de la ciencia de la nutrici¨®n

Existe en la sociedad moderna indudable inter¨¦s por los problemas de alimentaci¨®n y nutrici¨®n, que se refleja en la aparici¨®n de toda clase de publicaciones, destinadas, al parecer, a informar al p¨²blico de los conocimientos que acerca de dichos problemas poseemos.Desgraciadamente, muchas de tales publicaciones contienen con frecuencia errores y opiniones carentes de la necesaria documentaci¨®n cient¨ªfica. Por ello, y a pesar de la buena intenci¨®n de sus autores, es dudoso que contribuyan a dar una idea correcta del estado actual de nuestros conocimientos. Esta situaci¨®n parece justificar la frase del distinguido investigador norteamericano Jean Meyer: "Los que hablan de nutrici¨®n no saben, y los que saben no hablan".

Hay numerosas razones para explicar la baja calidad de muchas de las publicaciones destinadas a divulgar los conocimientos de nutrici¨®n. Una de ellas es la dificultad para mantenerse debidamente informado del progreso de la ciencia de la nutrici¨®n, debido a la velocidad con que dicho progreso se verifica. Otra raz¨®n es la heterogeneidad de los conocimientos que integran la ciencia de la nutrici¨®n en el momento actual, procedentes de muy diversas disciplinas cient¨ªficas, entre las que se incluyen, aparte de la fisiolog¨ªa y la bioqu¨ªmica, la medicina, la qu¨ªmica, la agricultura y la zootecnia, la tecnolog¨ªa de los alimentos, la econom¨ªa y las ciencias sociales.

La breve historia de la ciencia de la nutrici¨®n

La ciencia de la nutrici¨®n es una ciencia joven, que no cuenta m¨¢s de dos siglos de existencia. Se inicia en los estudios del qu¨ªmico franc¨¦s Lavoisier (1743-1794), quien, al comparar la respiraci¨®n animal con una combusti¨®n, estableci¨® que los alimentos son combustibles, es decir, sustancias que al ser oxidadas en el organismo suministran la energ¨ªa necesaria para su mantenimiento.

Estos estudios, continuados en la segunda mitad del siglo XIX en Alemania, y m¨¢s tarde en Norteam¨¦rica y otros pa¨ªses, permitieron establecer lo que llamamos el "concepto energ¨¦tico de la nutrici¨®n": los alimentos, o m¨¢s exactamente sus principales componentes org¨¢nicos, son fundamentalmente fuente de energ¨ªa oxidativa, y los cambios de energ¨ªa que se verifican en el organismo vivo obedecen a los principios termodin¨¢micos que gobiernan los cambios de energ¨ªa en el universo. Este hecho, establecido por primera vez por Max Rubner (1854-1932) en 1894 es, sin duda, una de las grandes contribuciones de los estudios de nutrici¨®n a la biolog¨ªa te¨®rica. Es preciso recordar este hecho porque, como ha escrito Lehninger: "No hay vitalismo ni magia negra capaz de hacer que los organismos vivos puedan evadirse de la naturaleza inexorable de los principios termodin¨¢micos" (1965).

La importancia y la belleza te¨®rica del estudio de la nutrici¨®n, desde el punto de vista energ¨¦tico, se debe a que ofrece una base firme para el estudio de los procesos nutritivos, sin necesidad de conocer en detalle el mecanismo de las transformaciones qu¨ªmicas que los materiales nutritivos existentes en los alimentos experimentan en el organismo. Al mismo tiempo, nos ha permitido evaluar con razonable aproximaci¨®n las necesidades de energ¨ªa del ser humano.

Desde el punto de vista energ¨¦tico, los tres grupos de sustancias alimenticias principales: hidratos de carbono (az¨²cares y almid¨®n), grasas y prote¨ªnas son intercambiables. En otras palabras, es posible sustituir una cierta cantidad de una de ellas en la dieta por una cantidad de otra capaz de liberar la misma cantidad de energ¨ªa al ser oxidada por el organismo. Pero existe una importante diferencia qu¨ªmica entre los hidratos de carbono y las grasas, por un lado, y las prote¨ªnas, por otro. Los hidratos de carbono y las grasas est¨¢n compuestos de carbono, ox¨ªgeno e hidr¨®geno, mientras que las prote¨ªnas contienen, adem¨¢s, nitr¨®geno y, en menor cantidad, azufre. Por otra parte, las prote¨ªnas, de ah¨ª su nombre, son constituyentes primarios de la materia viva.

En 1816, el, gran fisi¨®logo franc¨¦s Fran?ois Magendie (1783-1855) demostr¨® en perros que los animales superiores no pod¨ªan vivir con dietas desprovistas de prote¨ªnas y que no todas las prote¨ªnas tienen el mismo valor nutritivo.

El estudio del papel de las prote¨ªnas en nutrici¨®n recibi¨® un notable impulso con la obra de Justus von Liebig (1803-1873), en Alemania. Liebig introdujo el concepto de alimentos respiratorios cuyo papel principal consiste en servir de combustibles, y alimentos pl¨¢sticos, cuyo papel principal se relaciona con la edificaci¨®n y reparaci¨®n de los propios tejidos del organismo. Aparece as¨ª un segundo concepto del papel de los al¨ªmentos en la nutrici¨®n. Los alimentos no son s¨®lo combustibles, sino tambi¨¦n vectores de lo que podr¨ªamos llamar materiales de construcci¨®n, sustancias que nuestro organismo no puede fabricar y que, por ser necesarias para su nutrici¨®n, debe recibir del mundo exterior, formando parte, de los alimentos. Las prote¨ªnas no son las ¨²nicas sustancias alimenticias que se incluyen en esta categor¨ªa. El calcio, por ejemplo, es necesario para la edificaci¨®n de los huesos. Un reci¨¦n nacido humano no con tiene m¨¢s de unos 30 gramos de calcio, pero cuando su crecimiento termina, 18 o 20 a?os m¨¢s tarde, su esqueleto contiene alrededor de un kilo y medio de dicho metal que evidentemente procede de los alimentos consumidos a lo largo de dichos a?os.

Todas las prote¨ªnas est¨¢n constituidas por la asociaci¨®n de mol¨¦culas de amino¨¢cidos, ¨¢cidos org¨¢nicos que contienen nitr¨®geno en forma de uno o m¨¢s grupo am¨ªnicos. Veinte de estos amino¨¢cidos se encuentran en proporciones variables en las prote¨ªnas naturales. Ocho de ellos (fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionidina, treonina, tript¨®fano y valina) no pueden ser sintetizados, por el organismo animal y, en consecuencia, deben estar presentes en la dieta. Por ello son llamados amino¨¢cidos indispensables o esenciales. El papel de las prote¨ªnas en la nutrici¨®n depende en buena medida de su contenido en amino¨¢cidos indispensables, pero no debe olvidarse que la dieta debe contener, adem¨¢s, una cierta proporci¨®n de los no indispensables, que, a diferencia de los primeros, pueden ser sustituidos unos por otros.

A finales del pasado siglo parec¨ªa que las necesidades nutritivas del organismo humano se limitaban a una cierta cantidad de energ¨ªa, suministrada principalmente por los hidratos de carbono y las grasas, m¨¢s una cierta cantidad de prote¨ªnas y de sustancias inorg¨¢nicas, tales como calcio, f¨®sforo magnesio, sodio, potasio, hierro etc¨¦tera. Ser¨ªa, pues, posible preparar una dieta adecuada, mezclando en las proporciones convenientes una serie de sustancias qu¨ªmicamente puras. Esta idea, formulada por el qu¨ªmico franc¨¦s M. Berthelot (1827-1907), dio lugar a experimentos que demostraron la imposibilidad de mantener la vida de los animales alimentados con tales dietas purificadas.

En 1905, el investigador holand¨¦s C. A. Pekelharing demostr¨® que no era posible mantener con vida a ratones alimentados con una dieta consistente en una mezcla de hidratos de carbono, grasas y prote¨ªnas con sales inorg¨¢nicas y cuya composici¨®n pod¨ªa considerarse perfecta seg¨²n los conocimientos de la ¨¦poca. Los ratones, en cambio, viv¨ªan normalmente si se a?ad¨ªa a la dieta una peque?a cantidad de leche fresca. Este importante experimento no despert¨® la atenci¨®n que merec¨ªa, quiz¨¢ por haber sido publicado en una revista holandesa de limitada circulaci¨®n internacional.

Entre 1906 y 1912, el bioqu¨ªmico ingl¨¦s F. G. Hopkins (18611947) realiz¨® experimentos semejantes utilizando ratas en crecimiento con animales de experimentaci¨®n. En estos estudios, muy cuidadosamente planeados y ejecutados, pudo demostrarse que la dieta artificial, compuesta por sustancias purificadas, era incapaz de mantener el crecimiento de las ratas. La adici¨®n de peque?as cantidades de leche, insuficientes por s¨ª mismas para mantener el crecimiento de los animales, les permit¨ªa crecer normalmente. De estas investigaciones concluy¨® Hopkins que en los alimentos naturales existe una sustancia, o sustancias, hasta entonces desconocidas, que, en muy peque?a cantidad, son necesarias para la nutrici¨®n de los animales.

Hopkins llam¨® a estas sustancias "factores accesorios de la alimentaci¨®n". El lector habr¨¢ adivinado que estas sustancias son las que hoy llamamos vitaminas, nombre propuesto por el bioqu¨ªmico polaco Casimiro Funk en 1911. Podemos definir a las vitaminas como sustancias org¨¢nicas (compuestos de carbono), que en muy peque?a cantidad son indispensables para la nutrici¨®n de los animales.

La historia de las vitaminas es uno de los cap¨ªtulos m¨¢s apasionantes de la ciencia moderna. El descubrimiento 'de las vitaminas sirvi¨® para demostrar que una serie de enfermedades conocidas desde antiguo, tales como el raquitismo, el escorbuto, el beriberi y la pelagra, eran la consecuencia del consumo de dietas carentes en una vitamina. As¨ª surgi¨® el concepto de "enfermedad carencial" y empez¨® a comprenderse la ¨ªntima relaci¨®n entre el estado de nutrici¨®n y la salud del hombre.

El esfuerzo combinado de la investigaci¨®n biol¨®gica y la investigaci¨®n qu¨ªmica consigui¨® identificar, aislar, purificar, establecer la estructura y realizar la s¨ªntesis de las vitaminas que hoy conocemos, en poco m¨¢s de un tercio de siglo. Estas vitaminas, en el caso del hombre, son 13: las cuatro liposolubles, A, D, E y K, y las nueve hidrosolubles, B1, B2, B9, B12, ¨¢cido f¨®lico, ¨¢cido pantot¨¦nico, biotina, nicotinamida y vitamina C o ¨¢cido asc¨®rbico.

Ha podido establecerse finalmente que aquellas vitaminas cuya funci¨®n bioqu¨ªmica conocemos act¨²an como coenzimas, los componentes de peque?o tama?o molecular necesarios para la actividad de ciertas enzimas, es decir, los catalizadores de naturaleza proteica que regulan la velocidad de las reacciones qu¨ªmicas en los seres vivos.

Con el descubrimiento de las vitaminas se introduce un nuevo concepto en la ciencia de la nutrici¨®n. Los alimentos no son s¨®lo portadores de combustibles y de materiales de construcci¨®n, sino tambi¨¦n portadores de lo que podemos llamar "reguladores metab¨®licos". En esta categor¨ªa se incluyen tambi¨¦n ciertos metales que nuestro organismo necesita en peque?¨ªsimas cantidades y cuyo papel, en t¨¦rminos generales, puede considerarse semejante al de las vitaminas.

Necesidades nutritivas del organismo humano

Las necesidades nutritivas del organismo humano pueden reducirse a una cierta cantidad de hidratos de carbono y grasas en la proporci¨®n necesaria para satisfacer alrededor de un 85%-90% de las necesidades de energ¨ªa, una cantidad de prote¨ªnas suficiente para satisfacer el resto de las necesidades de energ¨ªa, en la que deben estar contenidos los ocho amino¨¢cidos indispensables m¨¢s algunos de los que no lo son; dos ¨¢cidos grasos esenciales (linoleico y linol¨¦nico), 13 vitaminas y unos 20 elementos inorg¨¢nicos o minera les. En total, unas 45 a 50 sustancias qu¨ªmicamente definidas. Ha podido demostrarse que una mezcla en proporciones adecuadas de estas sustancias, lo que lla mamos una dieta qu¨ªmica, administrada en cantidad suficiente para satisfacer las necesidades de energ¨ªa, es capaz de mantener un estado adecuado de nutrici¨®n en el hombre, tanto si se administra por v¨ªa oral como si se administra por v¨ªa intravenosa.

Pero el hombre no se alimenta habitualmente, ni creo que va a alimentarse en el pr¨®ximo futuro, con mezclas de productos qu¨ªmicos, sino con alimentos, es decir, productos de origen animal o vegetal y compleja composici¨®n qu¨ªmica, en los que las sustancias necesarias para nuestra nutrici¨®n se encuentran repartidas muy irregularmente. Es importante recordar que los alimentos naturales contienen tambi¨¦n una multitud de sustancias que no son evidentemente indispensables para nuestra nutrici¨®n.

Con la excepci¨®n de la leche materna durante los primeros meses de la vida, ning¨²n alimento es perfecto. Quiero decir con ello que ning¨²n otro alimento natural contiene todos los elementos nutritivos en proporciones adecuadas. En consecuencia, la f¨®rmula m¨¢s sencilla para conseguir un sat¨ªsfactorio estado de nutrici¨®n consiste en incluir en la dieta diversos tipos de alimentos, a fin de que unos suplementen las deficiencias de los otros. Una dieta que contenga alimentos representativos de los principales grupos de alimentos naturales en cantidad suficiente para satisfacer las necesidades de energ¨ªa es, en principio, una dieta adecuada para el adulto.

Los h¨¢bitos alimenticios de nuestra especie han variado considerablemente en el curso de los siglos y existen en la actualidad notables diferencias entre unos pa¨ªses y otros, en cuanto a sus h¨¢bitos alimenticios se refiere. Esto quiere decir que el hombre posee la asombrosa capacidad de subsistir consumiendo dietas de muy distinta composici¨®n en t¨¦rminos de alimentos naturales. No parece aventurado suponer que esta capacidad ha debido desempe?ar un importante papel en la supervivencia de nuestra especie. Por esta raz¨®n me parece que tiene poco sentido hablar de una dieta natural, si por natural entendemos una dieta espec¨ªfica, ¨²nica, caracter¨ªstica de nuestra especie. El hombre es omn¨ªvoro en el m¨¢s estricto sentido de la palabra, y puede satisfacer sus necesidades nutritivas con muy diversas combinaciones de alimentos naturales, preparados con las t¨¦cnicas culinarias m¨¢s diversas.

Hace muchos a?os, Brillat-Savarin escribi¨®: "Dime lo que comes y te dir¨¦ qui¨¦n eres", y es verdad que los hombres se diferencian unos de otros por sus preferencias alimenticias, pero esto no quiere decir en modo alguno que sus necesidades nutritivas, tal como en la actualidad las conocemos, sean diferentes. Dentro de una cierta variabilidad individual de orden cuantitativo, las necesidades nutritivas son esencialmente las mismas para todos los miembros de la especie, y no tenemos motivos para creer que hayan variado desde la aparici¨®n de las primeras formas de vida humana.

Las sustancias indispensables para nuestra nutrici¨®n son pr¨¢cticamente las mismas para todos los animales, con la excepci¨®n de la vitamina C, cuya presencia en la dieta s¨®lo es indispensable para cinco especies (hombre, monos antropoides, cobaya, murci¨¦lago de la fruta y ruise?or chino). Todo parece indicar que las necesidades nutritivas, en t¨¦rminos de sustancias indispensables, no han debido variar significativamente desde que las primeras formas de vida animal aparecieron en el planeta.