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ALIMENTACIÓN HOY EN DÍA 05/2010

La biodisponibilidad de los nutrientes o cómo sacar el máximo partido de los alimentos

eurrecalogo_smallCuando consumimos un alimento o una bebida, los nutrientes que contiene se liberan de la matriz, pasan al torrente sanguíneo y son transportados hasta sus respectivos destinos finales. Sin embargo, no todos los nutrientes se utilizan del mismo modo, es decir, su biodisponibilidad es diferente. Comprender la biodisponibilidad de los nutrientes ayuda a optimizar la alimentación y a poder establecer recomendaciones nutricionales apropiadas.
La definición de biodisponibilidad
 
Existen distintas definiciones de biodisponibilidad pero, en general, este concepto se refiere a la proporción de un nutriente que nuestro organismo absorbe de los alimentos y que utiliza para las funciones corporales normales1,2. Los siguientes componentes describen los distintos pasos de la vía metabólica donde pueden darse cambios en la biodisponibilidad de los nutrientes1:
  • La liberación del  nutriente de la matriz alimentaria físico-química 
  • Los efectos de las enzimas digestivas en el intestino
  • La unión y utilización por parte de la mucosa intestinal
  • El paso por la pared intestinal (pasando a través de las células, entre ellas o de las dos formas) a la sangre o la circulación linfática
  • La distribución sistémica
  • La deposición sistémica
  • El uso metabólico y funcional
  • La excreción (por vía urinaria o fecal)
Como puede verse en esta lista, la biodisponibilidad de un nutriente se rige por factores externos e internos. Entre los factores externos se incluye la matriz alimentaria y la forma química del nutriente en cuestión, mientras que por otro lado el sexo, la edad, el estado nutricional y la etapa de la vida (Ej. embarazo) son algunos de los factores internos. Dado que algunos aspectos, como el estado nutricional, también determinan la cantidad de un nutriente que el cuerpo utiliza, almacena o excreta, algunas definiciones de biodisponibilidad se limitan a la fracción del nutriente que es absorbida3.
 
La biodisponibilidad de los macronutrientes (carbohidratos, proteínas y grasas) suele ser muy elevada, llegando a superar el 90% de la cantidad consumida. Sin embargo, en el caso de los micronutrientes, es decir, las vitaminas, los minerales y los fitoquímicos activos (Ej. flavonoides o carotenoides) hay grandes diferencias en la proporción en que se absorben y se utilizan. Por esta razón, en las siguientes secciones utilizaremos los micronutrientes y fitoquímicos como ejemplos para ilustrar las distintas etapas en las que puede verse influida la biodisponibilidad de un nutriente.
 
Efectos de la matriz alimentaria y la forma química de los nutrientes
 
El primer paso para que un nutriente esté biodisponible es su liberación de la matriz alimentaria y su conversión en una forma química que pueda unirse e introducirse en las células del intestino o incluso atravesarlas. En general, esto se denomina bioaccesibilidad4. Los nutrientes se hacen bioaccesibles mediante los procesos de masticación y digestión enzimática inicial del alimento en la boca, su combinación con ácidos y otras enzimas en los jugos gástricos al tragarlos y, finalmente, su liberación en el intestino delgado, el principal lugar de absorción de los nutrientes. Una vez aquí, otras enzimas procedentes de los jugos pancreáticos siguen descomponiendo la matriz del alimento.
 
Además de la masticación y la acción enzimática, la capacidad de digestión de las matrices alimentarias, especialmente en el caso de los alimentos de origen vegetal, se facilita al cocinar o triturar los alimentos. Por ejemplo, aunque las zanahorias y las espinacas crudas son buenas fuentes de fibra, al cocinarlas el cuerpo puede extraer una cantidad mucho mayor de los carotenoides que contienen5.
 
Los minerales y otros nutrientes existen en distintas formas químicas en los alimentos y esto puede influir en su biodisponibilidad. Un ejemplo clásico es el hierro. En general, se puede hablar de dos tipos de hierro alimentario: hierro hemo y no hemo. El primero solo se halla en la carne, el pescado y las aves, mientras que el segundo se encuentra en productos de origen animal y vegetal. El hierro hemo procede principalmente de las moléculas de hemoglobina y mioglobina responsables de transportar y almacenar el oxígeno en la sangre y los músculos respectivamente. Una vez liberada de la matriz alimentaria, la molécula de hierro hemo actúa como un anillo protector alrededor del átomo central de hierro. De esta manera, protege al hierro de la interacción con otros componentes alimentarios, lo mantiene soluble en el intestino y se absorbe intacto gracias a un sistema específico de transporte en la superficie de las células intestinales6. Por el contrario, el hierro no hemo es poco soluble en condiciones intestinales y se ve muy afectado por otros componentes de la dieta2. Por ello, solo una pequeña fracción del mismo llega a las células.
 
A veces, se añaden vitaminas y minerales a los alimentos para incrementar su valor nutritivo, un proceso denominado “fortificación”. El ácido fólico, vitamina B, que frecuentemente se añade a los cereales de desayuno, la harina y algunas margarinas, suele ser más biodisponible que el que se encuentra en los alimentos de forma natural, denominado “folato alimentario”. Los estudios científicos revelan que el folato alimentario (derivado de frutas, verduras o hígado) tiene una biodisponibilidad de 20 a 70% menor que el ácido fólico sintético7. Esto no significa que solo haya que consumir los alimentos fortificados con ácido fólico, sino que sus fuentes naturales, como las verduras de hoja verde, pueden complementarse con los alimentos fortificados con esta vitamina para garantizar el consumo de las cantidades recomendadas.
 
Potenciadores de la biodisponibilidad de nutrientes
 
Los nutrientes pueden interactuar entre sí o con otros componentes de la alimentación en el lugar de absorción, lo que produce un cambio en la biodisponibilidad o, si los potenciadores y los inhibidores se anulan mutuamente, un efecto nulo. Los potenciadores pueden actuar de formas diferentes, manteniendo el nutriente soluble o protegiéndolo de la interacción con los inhibidores. Por ejemplo, como los carotenoides son liposolubles, añadir pequeñas cantidades de grasa o aceite a la comida (3-5 g por comida) mejora su biodisponibilidad9. De forma similar, aunque la carne, el pescado y las aves contienen hierro altamente biodisponible, también se sabe que potencian la absorción del hierro de todos los alimentos. Aunque aún no se ha identificado este “factor cárnico”, se cree que puede deberse a la influencia de la proteína muscular10. La vitamina C también puede ser de gran ayuda y puede aumentar la absorción del hierro dos o tres veces11. Es decir, que tomar un vaso de zumo de naranja con los cereales del desayuno contribuye a que el organismo utilice una proporción mayor del hierro presente en los cereales.
 
Efecto de los inhibidores en la biodisponibilidad de nutrientes
 
Los inhibidores pueden reducir la biodisponibilidad de los nutrientes: 1) al unirse al nutriente en cuestión de una forma que no sea reconocida por los sistemas superficiales de las células intestinales, 2) al hacer insoluble al nutriente e impedir su absorción, o 3) al competir por el mismo sistema de utilización. El ácido fítico es muy abundante en algunos alimentos de origen vegetal (Ej. legumbres, cereales integrales, semillas, frutos secos) y se une a minerales como el calcio, el hierro o el zinc en complejos solubles o insolubles imposibilitando su absorción12. Las maneras de reducir el contenido de ácido fítico de los alimentos incluyen la fermentación (Ej. uso de levadura en la masa para panes integrales) o el remojado y germinación de las legumbres13.
 
Un ejemplo de competición por el mismo sistema de utilización es la interacción entre el calcio y el hierro no hemo. Ambos minerales se unen a un agente transportador en la superficie de las células intestinales pero, mientras que el hierro no hemo entra así en las células, el calcio se queda a las puertas e impide que entre más hierro. Este efecto es relevante principalmente cuando se toman suplementos de calcio o hierro fuera de las comidas14. Por ello, es recomendable utilizar dichos suplementos en distintos momentos del día con el fin de evitar esta interferencia.
 
El efecto inhibidor de los componentes alimentarios también puede utilizarse de forma ventajosa, como se hace en el caso de los fitoesteroles. Estos compuestos naturales se extraen de algunos alimentos vegetales y se añaden en dosis mayores (alrededor de 2 g por porción) a otros alimentos (como las margarinas enriquecidas o bebidas de leche fermentada) para reducir la absorción del colesterol procedente de la alimentación o producido en el organismo15.
 
Factores dependientes del huésped
 
Los factores internos o dependientes del huésped pueden subdividirse en factores gastrointestinales o sistémicos. La función de los factores gastrointestinales viene ilustrada por la vía de absorción de la vitamina B12. Esta vitamina necesita ácido gástrico para su liberación de la matriz alimentaria y entonces pasa por una secuencia en la que se une a la proteína R, se libera de la proteína R, se une al “factor intrínseco” (FI) de la proteína y, finalmente, se absorbe intacto el complejo de vitamina B12 con FI en el intestino inferior16. La proteína R, el FI y el ácido gástrico se producen en la mucosa gástrica, y el deterioro funcional de esta mucosa que ocurre en ancianos y personas que sufren determinados trastornos, puede complicar su producción y, por consiguiente, la biodisponibilidad de la vitamina B12.
 
Los factores sistémicos incluyen la deficiencia de ciertos nutrientes o los cambios del estado fisiológico, como el embarazo. En ambos casos, el cuerpo puede responder incrementando la vía de absorción del nutriente determinado o su utilización para satisfacer la mayor demanda14. El calcio y el zinc son algunos de los nutrientes que se regulan de este modo. Por otra parte, algunos trastornos o infecciones inflamatorias pueden reducir la capacidad de absorción del intestino. Por ejemplo, la absorción del hierro se regula por disminución en las personas que sufren infecciones agudas como un simple resfriado17.
 
Efecto de las recomendaciones nutricionales
 
En el caso de varios nutrientes, principalmente el calcio, el magnesio, el hierro, el folato y la vitamina A, es necesario conocer su biodisponibilidad para traducir las necesidades fisiológicas en necesidades alimentarias14. La magnitud de los ajustes varía dependiendo del nutriente, la dieta habitual y diversos factores relacionados con el huésped, y es difícil evaluar la mayoría de estos aspectos. Teniendo en cuenta todas estas influencias, no es sorprendente que las recomendaciones alimentarias basadas en los nutrientes difieran entre países e instituciones, aunque la Red de Excelencia EURRECA trabaja para estandarizar las metodologías de evaluación en toda Europa18.
 
Más información
Red de Excelencia EURRECA: http://www.eurreca.org/
 
Referencias
  1. Aggett PJ. (2010). Population reference intakes and micronutrient bioavailability: a European perspective. American Journal of Clinical Nutrition 91(suppl):1433S-1437S. doi:10.3945/ajcn.2010.28674C
  2. Hurrell R and Egli I. (2010). Iron bioavailability and dietary reference values. American Journal of Clinical Nutrition 91(5):1461S-1467S. doi: 10.3945/ajcn.2010.28674F
  3. Heaney RP. (2001). Factors influencing the measurement of bioavailability, taking calcium as a model. Journal of Nutrition 131(suppl):1344S-1348S.
  4. Holst B, Williamson G. (2008) Nutrients and phytochemicals: from bioavailability to bioefficacy beyond antioxidants. Current Opinion in Biotechnology 19:73-82. doi: 10.1016/j.copbio.2008.03.003
  5. Rock CL, Lovalvo JL, Emenhiser C, Ruffin MT, Flatt SW, Schwartz SJ. (1998). Bioavailability of ß-Carotene Is Lower in Raw than in Processed Carrots and Spinach in Women. The Journal of Nutrition 128(5):913-916.
  6. Shayeghi M, Latunde-Dada GO, Oakhill JS, Laftah AH, Takeuchi K, Halliday N, Khan Y, Warley A, McCann FE, Hider RC, Frazer DM, Anderson GJ, Vulpe CD, Simpson RJ, McKie AT. (2005). Identification of an intestinal heme transporter. Cell 122(5):789-801.
  7. Hannon-Fletcher MP, Armstrong NC, Scott JM, Pentieva K, Bradbury I, Ward M, Strain JJ, Dunn AA, Molloy AM, Kerr MA, McNulty H. (2004). Determining bioavailability of food folates in a controlled intervention study. American Journal of Clinical Nutrition 80(4):911-918.
  8. Winkels RM, Brouwer IA, Siebelink E, Katan MB, Verhoef P. (2007). Bioavailability of food folates is 80% of that of folic acid. American Journal of Clinical Nutrition 85(2):465-473.
  9. van Het Hof KH, West CE, Weststrate JA, Hautvast JG. (2000). Dietary factors that affect the bioavailability of carotenoids. Journal of Nutrition 130(3):503-506.
  10. Hurrell R, Egli I. (2010). Iron bioavailability and dietary reference values. American Journal of Clinical Nutrition. doi: 10.3945/ajcn.2010.28674F [Epub ahead of print]
  11. Teucher B, Olivares M, Cori H. (2004). Enhancers of iron absorption: ascorbic acid and other organic acids. International Journal of Vitamin and Nutrition Research 74(6):403-419.
  12. Zhou JR, Erdman JW Jr. (1995). Phytic acid in health and disease. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 35(6):495-508.
  13. Hotz C, Gibson RS. (2007). Traditional food-processing and preparation practices to enhance the bioavailability of micronutrients in plant-based diets. Journal of Nutrition 137(4):1097-1100.
  14. Gibson RS. (2007). The role of diet- and host-related factors in nutrient bioavailability and thus in nutrient-based dietary requirement estimates. Food and Nutrition Bulletin 28(1 Suppl):S77-100.
  15. Demonty I, Ras RT, van der Knaap HC, Duchateau GS, Meijer L, Zock PL, Geleijnse JM, Trautwein EA. (2009). Continuous dose-response relationship of the LDL-cholesterol-lowering effect of phytosterol intake. Journal of Nutrition 139(2):271-284.
  16. Truswell AS. (2007). Vitamin B12. Nutrition & Dietetics 64(suppl 4):S120-S125.
  17. Lynch S. (2007). Influence of infection/inflammation, thalassemia and nutritional status on iron absorption. International Journal of Vitamin and Nutrition Research 77(3):217-223.
  18. Ashwell M, Lambert JP, Alles MS, Branca F, Bucchini L, Brzozowska A, de Groot LC, Dhonukshe-Rutten RA, Dwyer JT, Fairweather-Tait S, Koletzko B, Pavlovic M, Raats MM, Serra-Majem L, Smith R, van Ommen B, Veer P, von Rosen J, Pijls LT; EURRECA Network. (2008). How we will produce the evidence-based EURRECA toolkit to support nutrition and food policy. European Journal of Nutrition 47 Suppl 1:2-16.
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Fecha de la última actualización 14/04/2014
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