La antigüedad del vino

Uvas

Uvas viníferas. Foto de tribp (Flickr Creative Commons).

El pasado noviembre, en un boletín de prensa, la Universidad Brandeis, de los Estados Unidos, anunció que un grupo de arqueólogos había desenterrado “lo que pudiera ser la bodega de vinos más antigua —y más grande— del Cercano Oriente”. Descubierta en las ruinas de un palacio de la ciudad cananea de Tel Kabri, en el norte de Israel, la bodega albergaba 40 vasijas, cada una de las cuales habría contenido, en su momento, 50 litros de vino.

Dos cosas me dejaron intrigada. Convencida como estoy de que el vino —uno de los primeros productos de la biotecnología alimentaria— ha tenido parte en la vida humana desde tiempos remotos, todo hallazgo que venga a corroborarlo me entusiasma. Pero la antigüedad del sitio, según el boletín, se remonta solamente unos 1,700 años antes de Cristo. Yo sabía de cuando menos un par de bodegas considerablemente más antiguas y más grandes, así como de los hallazgos de la arqueóloga Mary Voigt, que encontró en Irán lo que luego resultó ser residuos de vino en restos de vasijas de entre 5400 y 5000 a.C. ¿Dónde encajaría realmente el hallazgo de Tel Kabri en la historia del vino?

Asimismo, picó mi curiosidad bioquímica la observación de uno de los descubridores, el doctor Andrew Koh, de que los residuos hallados indican que la bebida se elaboró con gran cuidado y que “la receta de este vino se siguió estrictamente en todas y cada una de las vasijas”. El boletín de Brandeis no da muchos detalles de la “receta” del vino —al que cataloga de “dulce y fuerte”— pero menciona que Koh encontró trazas de “compuestos que sugieren ingredientes populares en la elaboración antigua del vino, como miel, menta, canela, bayas de junípero y resinas”. Me gustaría saber qué compuestos son ésos que Koh halló en las costras pegadas a la cerámica.

Copa armenia antigua

Copa armenia antigua en el Museo Histórico de Yereván. Foto de Rita Willaert (Flickr, vía Wikimedia Commons).

La tierra del vino

En busca de perspectiva, comenté el asunto con un notable experto en la historia del vino, el doctor Patrick McGovern, director científico del Proyecto de Arqueología Biomolecular del Museo de la Universidad de Pensilvania y autor del libro Ancient Wine.

Las bodegas de vino más antiguas químicamente probadas —me confirmó McGovern— son, primero, la que se encontró en la tumba del rey egipcio Escorpión I, fechada alrededor de 3150 a.C., y, segundo, la hallada en la cueva de Areni, en lo que hoy es Armenia, fechada alrededor de 3000 a.C. Las dos se localizan fuera de la antigua Canaán. La bodega de Escorpión I contuvo unos 4,500 litros de vino, importado del valle del Jordán y la zona adyacente, ya que la uva no crecía en Egipto. De la cueva armenia McGovern me dijo que, hasta donde él sabe, no se ha estimado la cantidad de vino que contuvo. Los restos que encontró Mary Voigt en Irán, bastante más antiguos, son de vasijas de una cocina hogareña.

Así que, “si nos referimos únicamente a la antigua Canaán y nos circunscribimos a los palacios, entonces sí la bodega de Kabri pudiera ser la más antigua”, me comentó McGovern. Y, como quiera que sea, el hallazgo sería importante “porque los cananeos perfeccionaron en alto grado la elaboración del vino, posiblemente ya a partir de 5000 a.C. Los cananeos luego trasplantaron el cultivo de la vid y la elaboración del vino al delta del Nilo, donde los faraones establecieron una industria real alrededor de 3000 a.C. y luego trasmitieron la cultura del vino a través del Mediterráneo a Creta, Italia, España y otros lugares merced al comercio marítimo y la colonización en los milenios subsiguientes”.

Fue así —me explicó McGovern— como los cananeos y los fenicios echaron las bases para la elaboración de vino en todo el mundo a partir de la uva euroasiática (Vitis vinifera). “Los celtas del sur de Francia adoptaron la cultura del vino de los etruscos por vía de los fenicios y, como se dice, lo demás es historia, conforme las variedades hortícolas francesas fueron trasplantadas al Nuevo Mundo”, dijo.

Imperio hitita

Mapa del imperio hitita. El área marcada en rojo oscuro muestra su extensión hacia 1560 a.C. En rojo claro, su máxima extensión. Los hititas, población de origen indoeuropeo, se asentaron en la región central de Anatolia entre los siglos XVIII y XII a.C. Su ciudad capital fue Hattusa. Imagen: Wikimedia Commons.

A juicio de McGovern, el hallazgo de Tel Kabri vendría a representar, pues, una importante etapa tardía de la producción de vino en Canaán propiamente dicha. Engarza muy bien con las enormes “bodegas” y almacenes contemporáneos o posteriores de los que hay testimonio en Kültepe y en la capital de los hititas (Hattusa) en Turquía central y en el sitio de Mari, a lo largo de los ríos Éufrates y Khabur en el norte de Mesopotamia. Este último sitio “aún no está confirmado por medio de análisis químico”, apuntó McGovern, “pero existe abundante evidencia arqueológica, arqueobotánica y literaria en pro de la hipótesis”.

La producción de vinos en el Cercano Oriente alcanzó en tiempos bíblicos volúmenes colosales. Como McGovern lo detalla en Ancient Wine, se ha calculado que una sola vasija (pithos) de Hattusa contuvo 1,750 litros, casi la misma cantidad que se ha estimado para todo el almacén de Tel Kabri. Son de recordarse también las “bodegas de vinos” de Urartu, fechadas hacia 700 a.C., con capacidad para entre 400,000 y 500,000 litros. En Canaán propiamente dicha —lo que es ahora la Ribera Occidental—, en tiempos de los israelitas hubo 63 cavas en Gibeón que se estima contuvieron alrededor de 100,000 litros de vino.

El hallazgo del Neolítico

Es imposible cultivar uvas y no terminar haciendo algo de vino, observa Stefan K. Estreicher en su libro Wine: From Neolithic Times to the 21st Century. La razón es sencilla: sobre el pellejo de la uva viven levaduras; si se exprimen uvas en una vasija y la temperatura es apropiada, las levaduras se alimentan del azúcar del mosto y producen alcohol y dióxido de carbono. Cuando el contenido alcohólico supera más o menos 5%, una población se vuelve dominante: la de Saccharomyces cerevisiae, el servicial microorganismo que la humanidad ha empleado por milenios para hacer vino, pan y cerveza. (La sucesión de poblaciones, así como su sobrevivencia durante la fermentación alcohólica, depende también de factores como la temperatura y el pH.)

Estreicher conjetura que el proceso fermentativo se descubrió accidentalmente a principios del Neolítico, unos 8,000 años antes de Cristo, cuando la humanidad estableció sus primeros asentamientos permanentes. Luego, la fermentación se empezó a provocar deliberadamente y se buscó la manera de conservar el producto. “La gente domestica animales y cultiva la tierra. En el Cercano Oriente, las vasijas de barro más antiguas que se conocen capaces de servir para conservar semillas de una siembra a la otra, protegiéndolas de roedores y aves, aparecen alrededor de 6000 a.C.” Unos siglos después, una familia de Irán guardó su vino en algunas de esas vasijas en su cocina, dejando el testimonio que desenterraría Mary Voigt en 1968.

Al principio no se sabía que estos fragmentos de cerámica contenían residuos de vino. Pero en 1991 McGovern —según lo narra él mismo en Ancient Wine— empezó a buscar activamente especímenes de vino neolítico. “¿Y qué mejor lugar que mi propio Museo de la Universidad de Pensilvania, que tenía una de las mejores colecciones del mundo de artefactos excavados bien documentados?” Algunos de esos artefactos provenían de la expedición arqueológica de Mary Voigt a Irán. McGovern le preguntó a Voigt, para entonces profesora de antropología en el Colegio de William and Mary, si entre dichos objetos no habría algunas posibles vasijas de vino o algunos residuos intrigantes. Voigt le mencionó unos curiosos residuos amarillentos hallados en restos de la parte interna inferior de una vasija, los cuales se había pensado que provenían de algún lácteo pero dieron resultados negativos cuando se analizaron.

Pisando uvas. Mosaíco en Roma.

El pisado de las uvas. Como lo ilustra este detalle de un mosaíco de Santa Constanza, en Roma, antiguamente esta operación la efectuaban personas descalzas que trituraban las uvas con los pies. Hoy en día, se efectúa con maquinas, pero se sigue llamando “pisado”. Foto de Lawrence OP (Flickr Creative Commons).

El laboratorio de McGovern sometió a análisis un fragmento de unos 13 centímetros de largo por 5 de ancho, cubierto de un fino depósito amarillento. Los resultados mostraron claramente la presencia de ácido tartárico, así como de tartrato de calcio. La vasija había contenido vino.

Salud

Aparte de sus efectos sobre nuestro sistema nervioso y nuestro estado de ánimo, el vino le ha prestado significativos servicios al hombre. Como lo comenta Estreicher en el libro que cité arriba, la fundación de asentamientos permanentes trajo consigo la cuestión de la falta de agua potable, a la cual todavía nos enfrentamos en ocasión de guerras o desastres naturales. No fue difícil observar que, consumido en moderación, el vino es una bebida segura, que no trasmite las temibles enfermedades que resultan de beber agua contaminada con gérmenes patógenos (aunque las poblaciones del Neolítico no tuvieran ni idea de lo que son estos bichos).

El vino ha servido como antiséptico. Si la uva tiene azúcar suficiente, el contenido alcohólico del vino puede llegar a alrededor del 15% por volumen, suficiente para matar a un buen número de bacterias dañinas. Cuando, con el paso del tiempo, se terminó por descubrir la destilación, no sólo se halló una manera de producir bebidas alcohólicas más fuertes, sino también un antiséptico más eficaz: el alcohol etílico puro (o casi).

Otros beneficios del vino, como los atribuibles a su contenido de antioxidantes, se han descubierto hasta tiempos muy recientes. Mientras tanto, la elaboración de vinos se ha perfeccionado con el refinamiento de cada uno de sus pasos, desde la selección y el cultivo de las muchas variedades de Vitis vinifera hasta el reposo del producto en las condiciones más apropiadas. Pero, como me comentó McGovern, hoy se siguen usando los mismos principios y a veces hasta el mismo equipo que en la Antigüedad. “La vinicultura moderna sencillamente sabe muchísimo más y tiene acceso a mucho más equipo”.

Referencias

Estreicher, Stefan K. (2006). Wine: From Neolithic Times to the 21st Century. Algora Publishing.

García Garibay, Mariano; López-Munguía Canales, Agustín (1993). Bebidas alcohólicas no destiladas. En Biotecnología alimentaria. Limusa, México.

McGovern, Patrick (2003). Ancient Wine: The Search for the Origins of Viniculture. Princeton University Press.

Carnitina: las falsas promesas

Imagen de fisicoculturista. Anuncio de 1936.

Imagen de Velvet Tangerine (Flickr Creative Commons).

Tanto se ha promovido, que algunos atletas de veras creen que ingerir suplementos de carnitina los ayudará a quemar más grasa, ahorrar glucógeno y mejorar su rendimiento. Asimismo, hay personas que toman suplementos de carnitina con la esperanza de que les ayude a bajar de peso.

Pero, de acuerdo con los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de los EUA, veinte años de investigaciones no han arrojado evidencia firme de que los suplementos de carnitina puedan mejorar el desempeño físico de sujetos saludables, en dosis que van de 2 a 6 gramos por día, administradas por entre 1 y 28 días.

Qué es

Carnitina es el nombre genérico de varios compuestos, entre ellos la L-carnitina, la acetil-L-carnitina y la propionil-L-carnitina. (La L se refiere al isómero levógiro de la sustancia, que es el biológicamente activo en nuestro organismo.) La carnitina tiene un papel importantísimo en el metabolismo energético y desempeña funciones como la protección de la estructura de las membranas celulares. Pero se considera un nutrimento no esencial por la sencilla razón de que, en la aplastante mayoría de los casos, el organismo humano saludable fabrica todos los días carnitina suficiente para satisfacer sus necesidades.

Los niños y adultos en buen estado de salud —dicen los NIH— no necesitan ingerir carnitina, pues el hígado y los riñones la producen en las cantidades requeridas a partir de los aminoácidos lisina y metionina. Además de esta biosíntesis endógena, un buen número de alimentos, como la carne o los lácteos, aportan carnitina, la cual se absorbe casi por completo en el intestino delgado.

En el organismo, la carnitina facilita el paso de los ácidos grasos de cadena larga a través de la membrana de la mitocondria a fin de que puedan oxidarse para producir energía. Los fabricantes de suplementos insinúan que si hay más carnitina disponible, se oxidará más grasa y habrá más energía; pero los estudios demuestran que no es así.

Carne cocinada

La carne y otros alimentos de origen animal son fuentes de carnitina. Unos 225 gramos de bistec de res (cocinado) contienen entre 60 y 160 miligramos de carntina. Una taza de leche contiene 8 miligramos. Foto: powerplantop (Flickr Creative Commons).

Por ejemplo, un estudio publicado en enero de 2007 en el European Journal of Applied Physiology mostró que complementar el ejercicio aeróbico con la ingesta de L-carnitina no mejora el desempeño en el ejercicio. Otro estudio, publicado en febrero de 2008 en el International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism mostró que ingerir hasta 3 g por día de glicina propionil-L-carnitina por ocho semanas, al mismo tiempo que los sujetos realizaban entrenamiento aeróbico, fue ineficaz para aumentar el contenido de carnitina en los músculos y no tuvo efecto significativo alguno en el desempeño aeróbico o anaeróbico.

Como lo resumen los expertos Jack H. Wilmore y David L. Costill en su libro Fisiología del esfuerzo y del deporte (Editorial Paidotribo, 2007), aunque la carnitina es importante en el metabolismo de los ácidos grasos, la mayoría de los estudios demuestra que la suplementación ni aumenta el almacenamiento de carnitina en los músculos ni mejora la oxidación de los ácidos grasos ni ahorra glucógeno ni retrasa la manifestación de la fatiga durante el ejercicio.

Riesgos

Por otro lado, en su literatura para los profesionales de la salud, los NIH advierten que, en dosis de aproximadamente 3 g por día, los suplementos de carnitina pueden provocar nausea, vómito, cólicos, diarrea y un “olor a pescado”. En personas que padecen uremia puede provocar debilidad muscular; también puede desencadenar ataques en personas propensas. Aparte de eso, las personas que toman suplementos que supuestamente mejorarán su rendimiento atlético o les ayudarán a bajar de peso deben saber que algunos de esos productos están contaminados con sustancias ilegales —por ejemplo, esteroides— que no se mencionan en la etiqueta. Las consecuencias de ingerirlos pueden ser muy dañinas.

Hay ciertos padecimientos, sí, en que la L-carnitina se usa como medicamento. Por ejemplo, la Administración de Alimentos y Drogas (FDA) de los Estados Unidos ha aprobado su uso para tratar la deficiencia de carnitina en pacientes sometidos a diálisis. Hay ciertos desórdenes funcionales que algunas autoridades médicas consideran que quizá resulte apropiado tratar, al menos en parte, con carnitina.

Pero usar la carnitina para combatir una deficiencia específica es algo muy diferente de su presunta eficacia como suplemento dietético. Y en caso de enfermedad, no hay que olvidar los riesgos de automedicarse. Para empezar, el diagnóstico lo tiene que establecer un profesional de la salud y, segundo, todo tratamiento médico se tiene que realizar, precisamente, bajo la dirección de un médico.

Referencias

Lee, J.K.; Lee, J.S.; Park, H.; Cha, Y.S.; Yoon, C.S.; Kim, C.K. (2007). Effect of L-carnitine supplementation and aerobic training on FABPc content and beta-HAD activity in human skeletal muscle. Eur J Appl Physiol. 99(2):193-9.

Smith, W.A.; Fry, A.C.; Tschume, L.C.; Bloomer, R.J. (2008). Effect of glycine propionyl-L-carnitine on aerobic and anaerobic exercise performance. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 18(1):19-36.

Va de nuez

Nuts

Las nueces contienen nutrimentos como ácidos grasos insaturados, fibra, proteína de buena calidad, fitosteroles, carotenoides, vitaminas y minerales. Foto: Adam Wyles (Flickr Creative Commons).

En una nota anterior, comenté un estudio de Predimed en que el consumo regular de nueces como complemento de una dieta mediterránea resultó asociado con un descenso de la mortalidad por cualquier causa entre los varios miles de personas que tomaron parte. Otros estudios previos dan buenos indicios de que el consumo regular de nueces tiene efectos benéficos en la salud cardiovascular y que reduce el riesgo de sufrir de síndrome metabólico, diabetes tipo II, cáncer de colon y otras enfermedades graves.

Algo semejante se desprende de un amplísimo estudio —de hecho, el mayor de su tipo— cuyos resultados se dieron a conocer el pasado 21 de noviembre en un artículo publicado en The New England Journal of Medicine. En esta investigación, se analizaron datos de 76,464 enfermeras entre 1980 y 2010 y de 42,498 profesionales sanitarios varones entre 1986 y 2010. Todas estas personas forman parte de dos grandes censos de salud que se realizan desde hace décadas en los Estados Unidos entre el personal médico y paramédico. De acuerdo con el análisis, las personas que comieron un puñado diario de nueces resultaron con 20 % menos probabilidades de morir de cualquier causa, en un período de 30 años, que las personas que no comieron nueces.

Y hay otra buena noticia: lejos de engordar por comer tantas nueces, el estudio revela que quienes las consumieron regularmente aumentaron menos de peso que quienes no. Como lo mencionan los autores, ya en estudios anteriores se ha observado que las personas que consumen más nueces tienden a tener cinturas más esbeltas, aumentar menos de peso y presentar menor riesgo de obesidad.

Ricas en nutrientes

Por la naturaleza observacional del estudio, los investigadores advierten que no es posible concluir que la asociación inversa entre consumo de nueces y mortalidad refleje una relación de causa y efecto.

“Sin embargo, nuestros datos son congruentes con una abundancia de información observacional y clínica que sustenta los beneficios a la salud que aporta el consumo de nueces frente a muchas enfermedades crónicas. Además, hay nutrimentos en las nueces, como ácidos grasos insaturados, proteína de alta calidad, fibra, vitaminas (p.ej., folato, niacina y vitamina E), minerales (p.ej., potasio, calcio y magnesio) y fitoquímicos (p.ej., carotenoides, flavonoides y fitosteroles) que pueden conferirles propiedades cardioprotectoras, anticancerígenas, antinflamatorias y antioxidantes”, dice el reporte.

Ilustración médica de P. J. Lynch.

Las cardiopatías son la principal causa de muerte en los EUA. De acuerdo con los Centros de Control de Enfermedades de ese país, en 2010 murieron en su territorio 597,689 personas por dicha causa. Le siguió el cáncer, con 574,743 decesos. Ilustración de Patrick J. Lynch (Creative Commons).

“En todos estos análisis”, comenta la doctora Ying Bao, participante en el estudio, “entre más nueces comió la gente menos probabilidades tuvo de morir en el período de seguimiento, de 30 años”.

Además de analizar las probabilidades de muerte por cualquier causa, el estudio examinó  el posible efecto protector de las nueces frente a ciertas causas de muerte específicas. “El beneficio más evidente”, explica el doctor Charles S. Fuchs, otro de los autores del estudio, “es la reducción de 29 % en muertes por cardiopatías, el mayor asesino en los Estados Unidos. Pero también vimos una reducción significativa, de 11 %, en el riesgo de morir de cáncer.”

De todas, todas

No se pudo determinar si el consumo de algún tipo específico de nueces es decisivo para que se manifieste el efecto protector, pero la reducción en probabilidades de muerte fue muy semejante para cacahuates (maní), nueces de Castilla, avellanas, almendras, nueces del Brasil, almendras anacardo, nueces macadamia, pistaches y piñones.

Los científicos participantes en el estudio trabajan en el Instituto de Oncología Dana-Farber, el Hospital Brigham y de la Mujer, y la Escuela de Salud Pública de Harvard.

Una sugerencia: si visitan la página de la revista en que apareció el estudio, hagan clic en el enlace que dice Nut Consumption and Mortality y verán una estupenda animación sobre el tema (está abajo a la izquierda esta última semana de noviembre, pero quizá lo tengan que buscar asociado al artículo, porque la página va cambiando).

Referencia:
Bao, Y., et al. Association of Nut Consumption with Total and Cause-Specific Mortality. New England Journal of Medicine. 2013;369:2001-11 doi: 10.1056/NEJMoa1307352

Un siglo de vitaminas

El pasado 19 de noviembre se cumplieron 46 años del fallecimiento de Casimir Funk, uno de mis héroes desde que era yo estudiante. Fue Funk quien, en 1912, cuando trabajaba en el Instituto Lister de Londres, propuso lo que se conoció como la “teoría de la vitamina”, es decir, que algunos padecimientos son provocados por deficiencia o ausencia de ciertas sustancias a las que Funk llamó al inicio “aminas vitales” (lo que hoy llamamos vitaminas). Su trabajo principal fue sobre el beriberi, enfermedad provocada por la falta de tiamina.

Pelagra

La pelagra es una enfermedad provocada por ingesta insuficiente o absorción inadecuada de vitamina B3 (niacina). Foto: Herbert L. Fred y Hendrik A. van Dijk (Wikimedia Commons).

Funk, de profesión bioquímico, había revisado la literatura existente y llegó a la conclusión de que el beriberi se puede prevenir o curar merced a un factor presente en los subproductos del arroz. Funk experimentó con pichones, a los que primero les provocó parálisis mediante una dieta de granos purificados en extremo; luego los curó con cascarillas de arroz y levadura. A continuación trabajó en aislar la sustancia que había curado a los pichones. A partir de ese trabajo, Funk planteó la hipótesis de que enfermedades como el escorbuto, el raquitismo y la pelagra resultan de la falta de ciertas sustancias vitales.

Funk tropezó con varias dificultades. Luis Pasteur —otro de mis héroes— había librado una formidable batalla para que se entendiera el papel de los gérmenes patógenos y lo hizo tan bien que, para la época de Funk, era común la idea de que todas las enfermedades son causadas por gérmenes. De hecho, a sugerencia del gran Robert Koch, descubridor del bacilo de la tuberculosis, varios investigadores trabajaban arduamente en busca del germen del beriberi. Así que a Funk le costó algo de trabajo convencer a la profesión médica de la teoría de la vitamina.

El segundo problema fue de terminología. Funk fue criticado por usar una denominación que da la idea que todas las sustancias del grupo son aminas. Las vitaminas son un grupo muy heterogéneo desde el punto de vista químico y, en efecto, no todas son aminas; Funk explicó que había usado la palabra vitamine para despertar interés en este nuevo campo de investigación. (Desde 1920, en inglés, se emplea la palabra vitamin, sin la e final, para evitar la confusión.)

Ha transcurrido un siglo. Hoy en día, conocemos 13 sustancias o grupos de sustancias con propiedades vitamínicas, a las cuales dividimos en dos grandes categorías: hidrosolubles y liposolubles. En la primera categoría figuran todas las del complejo B y el ácido ascórbico; en la segunda, la A, la D, la E y la K.

Las vitaminas son consideradas uno de los seis tipos de nutrimentos que deben estar presentes en una dieta humana saludable. Junto con el agua y los minerales, las vitaminas son parte de los nutrimentos no energéticos, es decir, los que no aportan energía al organismo. Es de advertirse, empero, que algunas vitaminas, como cofactores enzimáticos, intervienen en el metabolismo de los nutrimentos que sí proporcionan energía, en particular los carbohidratos.

Los nutrimentos

brueghel boda

Brueghel, Boda campesina.

Un repaso rápido, antes de las fiestas.

La alimentación es el proceso mediante el cual tomamos del mundo exterior una variedad de sustancias contenidas en los alimentos las cuales son necesarias para la nutrición de nuestro organismo.

La nutrición es el conjunto de procesos por medio de los cuales el organismo transforma e incorpora las sustancias contenidas en los alimentos y que han de cubrir las necesidades estructurales y energéticas del propio organismo. Para decirlo de una manera muy, muy sencilla: la alimentación va del plato a la boca; de ahí en adelante empieza la nutrición.

Los nutrimentos (con frecuencia denominados nutrientes) son los elementos y compuestos químicos necesarios para el metabolismo de un ser vivo y que se obtienen del mundo circundante mediante la alimentación. Los organismos carentes de capacidad fotosintética (o quimiosintética) necesitamos adquirir del mundo exterior una gran variedad de nutrimentos. Los nutrimentos están contenidos en los alimentos, y el valor nutritivo de  éstos depende de los nutrimentos que aporten.

Desde el punto de vista químico, hay seis tipos de nutrientes, que enumero a continuación.

Carbohidratos

Mientras lees este artículo, dentro de tus neuronas miles de millones de moléculas de glucosa se rompen para proveer la energía que le permite trabajar a tu cerebro. La glucosa aporta casi toda la energía que el cerebro humano usa cotidianamente.

Sugar cane

Caña de azúcar. Foto de Adrian Mars, vía Flickr Creative Commons.

La glucosa es un carbohidrato. Entre los carbohidratos —o hidratos de carbono— figuran:

  • los monosacáridos, que son los azúcares más sencillos (como la glucosa);
  • los oligosacáridos, que juntan de dos a nueve monosacáridos en una sola molécula y entre los cuales figuran los disacáridos, azúcares compuestos de parejas de monosacáridos; y finalmente
  • los polisacáridos, moléculas muy grandes compuestas de cadenas de muchos monosacáridos.

Hay tres monosacáridos importantes desde el punto de vista nutricional, todos los cuales contienen en su molécula el mismo número de átomos, de los mismos elementos, pero organizados de manera diferente. Estos tres monosacáridos son la glucosa, la fructosa y la galactosa, todos con la fórmula química C6H12O6.

Dos monosacáridos pueden juntarse por una reacción de condensación para formar un disacárido, por ejemplo, la lactosa (el azúcar de la leche), formada de galactosa y glucosa. Pero cuando se unen muchas unidades de glucosa, a veces también con unidades de otros monosacáridos, se forman los polisacáridos. De éstos tienen importancia en nutrición los polisacáridos digeribles (glucógeno y almidón) y la fibra dietética (celulosa, hemicelulosa, pectinas, gomas, etc.).

Entre los alimentos que contienen cantidades significativas de hidratos de carbono figuran los cereales, las raíces y tubérculos, las frutas dulces, la miel y las legumbres. La fibra dietética, en particular, se obtiene de los cereales integrales, las raíces y muchas verduras.

Lípidos

Al igual que los carbohidratos, los lípidos se componen de carbono, hidrógeno y oxígeno; pero hay una diferencia muy importante desde el punto de vista nutricional: como los lípidos tienen mucho más átomos de carbono y de hidrógeno en relación a los de oxígeno, son capaces de aportar más energía por gramo que los carbohidratos.

Aceite de oliva

Aceite de oliva. Foto de Sikachu!

En la amplia y complicada familia de los lípidos figuran los triglicéridos (grasas y aceites), los fosfolípidos y los esteroles. De todos los lípidos, los más abundantes tanto en los alimentos como en el organismo son los triglicéridos. Los triglicéridos son lípidos compuestos de tres ácidos grasos ligados a un glicerol, que es un alcohol que le sirve de columna vertebral. La mayoría de los triglicéridos contienen más de un tipo de ácido graso.

Los fosfolípidos son semejantes químicamente a los triglicéridos, pero tienen un grupo fosfato y colina (o algún otro compuesto nitrogenado) en lugar de uno de los ácidos grasos. Uno de los fosfolípidos más conocidos es la lecitina, que tanto la naturaleza como la industria usan como emulsificador, pues los fosfolípidos tienen la peculiaridad de ser solubles lo mismo en agua que en grasa.

Finalmente están los esteroles, compuestos con una estructura de varios anillos. Entre ellos figuran el colesterol, los ácidos biliares, las hormonas sexuales y la vitamina D.

Los oficios biológicos que desempeñan los lípidos abarcan el almacenamiento de energía, el acarreo de electrones, funciones estructurales como componentes de las membranas celulares, absorción de luz y tareas de señalización y mensajería celular.

Entre los alimentos que aportan cantidades significativas de lípidos figuran la generalidad de los aceites vegetales, el cacahuate, el aguacate y los pescados grasos. Se considera recomendable eludir el consumo de alimentos con alto contenido de grasas saturadas y ácidos grasos trans.

Proteínas

Las proteínas se forman por largas cadenas de L-α-aminoácidos unidos entre sí por enlaces peptídicos. El ensamblado de las proteínas a partir de los aminoácidos se lleva a cabo siguiendo la información codificada en los genes. Las proteínas son el constituyente principal de las células y se necesitan para el crecimiento, la reparación y la continua renovación de los tejidos corporales. En el organismo las proteínas tienen funciones de lo más variadas: unas son componentes estructurales, otras son catalizadores biológicos (enzimas), algunas son hormonas, etc.

vaca

La carne, la leche, los huevos, las legumbres son buenas fuentes de proteína. Foto: USDA.

La mayoría de los microorganismos y las plantas pueden sintetizar biológicamente todos los aminoácidos necesarios para construir proteínas. Los organismos que carecemos de esa capacidad tenemos que obtener del medio externo los aminoácidos que no podemos sintetizar y a los cuales llamamos esenciales. Por eso, si la proteína ingerida contiene todos los aminoácidos esenciales en las proporciones necesarias y, además, es de fácil digestión, resulta de alto valor biológico.

Para los seres humanos, las fuentes más importantes de proteínas son la leche, las carnes y vísceras de animales, los huevos y las legumbres.

Vitaminas

Las vitaminas son micronutrientes orgánicos, sin valor energético, necesarios para el hombre en cantidades pequeñas, pero que deben ser aportadas por la alimentación para mantener la salud. Las vitaminas son químicamente muy heterogéneas, pero es costumbre clasificarlas por su solubilidad; desde este punto de vista, se dividen en hidrosolubles y liposolubles. Las hidrosolubles son las del complejo B y la vitamina C. Las liposolubles son la A, la D, la E y la K.

Sistema oseo

Esqueleto humano. Los nutriólogos recomiendan una ingesta apropiada de calcio y una buena cantidad de ejercicio físico para construir huesos fuertes. Foto: Wikimedia Commons.

Minerales

Hay unos veinte minerales esenciales para el hombre. Por las cantidades en que se necesitan y su presencia en los tejidos corporales, se dividen en dos grandes grupos: macrominerales (como calcio, fósforo, magnesio, sodio, entre otros) y microminerales o elementos traza (como hierro, cinc, yodo, selenio, cromo, entre otros). Todos son igualmente necesarios para la vida.

Agua

El agua —el nutriente olvidado— es también esencial para la vida y la salud. El agua representa más de la mitad del peso del cuerpo y en su mayor parte se encuentra en los tejidos metabólicamente activos. El agua participa en más funciones en nuestro organismo que ninguna otra sustancia. Una de sus funciones es ayudar a eliminar los desechos, en la orina, el sudor y las heces. El agua debe considerarse un genuino nutriente para nuestro cuerpo.

Aparte de beberla como tal, podemos obtener agua de ciertos alimentos, como caldos y sopas. Muchas frutas y verduras tienen un elevado contenido de agua.

Dieta equilibrada

Para que la dieta sea correcta y equilibrada, tiene que contener energía y todos los nutrimentos en las cantidades suficientes y las proporciones adecuadas para cubrir las necesidades del organismo y ayudar a mantener la salud. El hombre necesita ingerir unos cincuenta nutrimentos diferentes. Todos ellos están amplia y heterogéneamente repartidos en los alimentos. Una dieta equilibrada se basa en la combinación de alimentos variados.

diapositiva de los nutrimentos

La imagen es parte de una presentación interactiva sobre el tema del artículo. Para descargarla, pícale AQUÍ. Una vez que la descargues, puedes navegar por ella usando las flechas de tu teclado.

Pero, ojo, nada de lo que digo aquí debe interpretarse como consejo médico o dietético; las personas que necesiten ese tipo de consejo o deseen ponerse a régimen deben consultar a un profesional en la materia.

Lecturas recomendadas

Burgess, Ann, y Peter Glasauer. Guía de nutrición de la familia. Roma: FAO, 2006.

Grande Covián, Francisco. Alimentación y nutrición. Barcelona: Salvat, 1984.

Whitney, Ellie, y Sharon Rady Rolfes. Understanding Nutrition. Belmont: Wadsworth, Cengage Learning, 2011.

Galería de proteínas

Modelo tridimensional del aminoácido L-prolina. Imagen de Peter Murray-Rust. Wikimedia Commons.

En biología se subraya con frecuencia que forma y función son inseparables. La naturaleza ha diseñado un sinfín de configuraciones, a veces sumamente ingeniosas, para satisfacer todo género de necesidades funcionales de los organismos vivos.

La estructura de las proteínas lo ilustra de manera fascinante: cada proteína ha sido dotada de una configuración específica para que desempeñe una determinada función. Combinando tan sólo veinte α-aminoácidos —con la adición muy ocasional de otros dos, descubiertos en años recientes—, la química de la vida produce miles y miles de proteínas, que vienen en todos los tamaños y formas a cumplir los oficios más variados.

Fue el químico sueco Berzelius (1779-1848) quien bautizó a las proteínas; derivó el nombre del término griego proteios, que quiere decir “primario”. Se dice también que la palabra está relacionada con el nombre del dios Proteo, capaz de cambiar de forma a voluntad. Si Berzelius consideró esto último no lo sé, pero algo hay de proteico en las proteínas. Unas le dan rigidez estructural a las células mientras que otras gobiernan el flujo de materiales a través de las membranas o regulan la concentración de metabolitos. Las hay que transportan sustancias. Un grupo muy importante de proteínas, las enzimas, catalizan una variedad extraordinaria de reacciones químicas. Otras más intervienen en la transcripción y el funcionamiento de los genes. Y para efectuar todas estas tareas con precisión y eficiencia, las proteínas dependen de su arquitectura tridimensional, su forma.

Linus Pauling, sin duda uno de los químicos más importantes de la historia. En 1951, junto con Robert Corey y Herman Branson, propuso correctamente que la hélice α y la lámina β serían las formas principales de la estructura secundaria de las proteínas. Fotografía de Michael Collopy.

Hace ya casi seis décadas de que el químico estadounidense Linus Pauling (1901-1994) ganara el premio Nobel de química por sus investigaciones sobre la naturaleza del enlace químico y su aplicación a “la elucidación de la estructura de las sustancias complejas”, en palabras del Comité Nobel. De dichas investigaciones brotó el conocimiento de los principios que gobiernan la estructura secundaria de las proteínas más allá de la cadena polipeptídica. De entonces a nuestros días, al mismo tiempo que se ha descubierto una legión de proteínas, se han determinado con precisión los cuatro grandes niveles de complejidad estructural de estas biomoléculas.

Para nuestros días se ha acumulado ya tanta información al respecto que puede resultar abrumadora para el estudiante que la aborda por primera vez. Quizá por eso, los alumnos preguntan en ocasiones si no habrá algún compendio que presente la jerarquía estructural de las proteínas en forma completa pero condensada. Los buenos textos de bioquímica son por lo general la mejor opción, aunque inevitablemente pasan por alto muchos detalles, dado que su propósito es cubrir un territorio muy amplio de información básica. Lo que muchos estudiantes buscan es una especie de gran cuadro sinóptico, no prolijo pero sí detallado, y que se concentre en el tema.

Esquema de la hélice α. La cadena polipeptídica se pliega en una espiral que se sostiene gracias a los puentes de hidrógeno (puntos negros) entre el átomo de oxígeno del carbonilo de un aminoácido y el átomo de hidrógeno del grupo amino de otro aminoácido de la propia cadena. La superficie exterior de la hélice está cubierta por los grupos R, que se proyectan hacia afuera desde la hélice. Imagen tomada de Lodish, H.; Berk, A.; Zipursky, S.L., y otros. Molecular Cell Biology. 4a edición. Nueva York: W. H. Freeman. 2000.

Hace poco encontré un libro capaz de satisfacer esta necesidad. El químico y docente español David Arboledas Brihuega, que dedicara al asunto su tesis de grado, condensó en una monografía de algo más de 180 páginas prácticamente todo lo que el estudiante universitario necesita saber sobre la jerarquía de las estructuras proteínicas —desde sus constituyentes primarios, los α-L-aminoácidos, hasta la estructura cuaternaria de las proteínas—, con el agregado de un útil capítulo final en el que se repasan algunas de las técnicas de análisis y determinación estructural (espectroscopía, cristalografía, etc). El estilo es rápido y el lenguaje preciso. Las ilustraciones, sencillas y claras. Aun cuando a mí me hubiera gustado que se extendiera más en los aspectos funcionales de las varias estructuras proteínicas y que los ilustrara con más ejemplos, debo reconocer que el libro cumple bien su cometido en tanto tratamiento monográfico del tema: “proporcionar, de manera secuenciada, los principios básicos necesarios para el entendimiento de la organización estructural de las proteínas y su funcionalidad”, como propone el autor.

Titulado Jerarquía estructural de las proteínas, el libro de Arboledas Brihuega fue editado el año pasado por Editorial Club Universitario (ECU), de Alicante, España. Es la versión actualizada de una monografía más breve que el mismo autor publicó unos años antes en Bubok, editorial que vende libros descargables en PDF a un precio muy tolerable. La versión electrónica de la nueva monografía se puede comprar a través de Google Play (hay un enlace en la página de ECU) en los países que cubre ese servicio.

David Arboledas Brihuega es químico por la Universidad Complutense de Madrid, donde se especializó en bioquímica. Ha escrito varios libros, entre ellos una novela, y da clases de matemáticas, física, química y tecnología.

Agradezco al Markkula Center for Applied Ethics de la Universidad de Santa Clara su amable permiso para usar la fotografía de Linus Pauling.

Otro libro que saborear

Sabroso. Quizá éste sea el mejor adjetivo para calificar Alimentos: del tianguis al supermercado, de Agustín López-Munguía Canales. “De fácil digestión”, como comentó uno de mis alumnos, este volumen de 150 páginas relata la extraña aventura de un estudiante universitario que hace un viaje imaginario a través del tiempo y va a dar al México prehispánico, donde traba amistad nada menos que con el cocinero del tlatoani Moctezuma. Buen pretexto para hablarnos de la cultura y la alimentación prehispánica desde el punto de vista de los conocimientos científicos y hábitos alimentarios actuales.

cazuelas de comida

Guisos en venta en un mercado popular.

El autor, doctor en biotecnología e investigador premiado, además de conocer a fondo su materia, la sabe exponer bien, con gracia e imaginación, recurriendo frecuentemente a los giros idiomáticos de los estudiantes y condimentando el relato con agudas observaciones sobre las modas alimentarias de nuestros días, como la siguiente: “Si un señor famoso, que escribe como un tlacuilo, habla bien… y se le ocurre decir que hay que comer fibra y no hay que tomar café, muchos obedecen. Comen fibra mañana, tarde y noche y al poco tiempo tienen que ser curados por el daño causado por el exceso de fibra”. O ésta: “Otros no se acercan a nada procesado, y menos si tiene aditivos; sólo consumen alimentos naturales, cuesten lo que cuesten. Quizá nunca han reflexionado sobre los millones de seres humanos que ya no pasan hambre al ser posible conservar los alimentos; o bien al hacerlos llegar a regiones lejanas o a regiones donde el calor descompone todo rápidamente”.

Por lo que se refiere a su misión central, la divulgación científica, el libro cubre un amplio territorio: biomoléculas, bioquímica de los alimentos, biotecnologías, historia de varios alimentos originarios de México, etc. El chocolate, el maíz, las papayas: todo es buen motivo para crear un librito que mis alumnos califican de “ameno” y “divertido”, y que los ha hecho preguntarme si el autor ha escrito “otros como éste”. Lo ameno ciertamente no hace de éste un libro superficial; a todas luces el autor se ha esforzado por ofrecerle al lector información científica abundante y sólida. En varios puntos, cuadros e ilustraciones complementan el texto, aunque por desgracia no son de la mejor calidad gráfica. Quizá en una futura edición se le pueda dar una presentación más atractiva a ese utilísimo material complementario.

Alimentos: del tianguis al supermercado se editó como parte de la colección Viaje al Centro de la Ciencia de ADN Editores y se ha reimpreso con la participación del CONACULTA. El doctor Agustín López-Munguía Canales es coautor de los libros Tecnología enzimática (UNAM, 1987) y Biotecnología alimentaria (Limusa, 2002). Ha recibido premios del CONACYT y de la Academia de la Investigación Científica.

La foto que ilustra este artículo es obra de Presagio. Se publicó en Flickr al amparo de una licencia Atribución de Creative Commons.