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Universidad Nacional de Asunción Facultad de Ciencias Químicas Licenciatura en Nutrición Pasantía Hospitalaria en el Instituto de Previsión Social Trabajo Nº 5 FIBRA DIETÉTICA Grupo Nº 5: Gabriel Acuña Isis Domínguez Fátima Estigarribia Diana Molinas Daniel Nakatsuka Docentes: Lic. María Cristina Portillo Lic. María Liz Morales Segundo Semestre Agosto, 2010 Asunción – Paraguay Octavo Nivel FIBRA DIETÉTICA A- Definición Se denomina fibra a los compuestos de origen vegetal que están constituidos por macromoléculas no digeribles a nivel intestinal en humanos debido a que las enzimas no pueden hidrolizarlas. Las fibras dietéticas son los componentes intactos de las plantas que no son digeribles por las enzimas digestivas, mientras que las fibras funcionales con los carbohidratos no digeribles que se han extraído o fabricado a partir de las plantas. B- Clasificación Fibra Cruda: por definición, es el residuo obtenido tras el tratamiento de los vegetales con ácidos y álcalis. Es decir, es un concepto más químico que biológico. Fibra Vegetal: se refiere fundamentalmente a los elementos fibrosos de la pared de la célula vegetal. Fibra Dietética: se refiere fundamentalmente a los elementos fibrosos de la pared de la célula vegetal. También se clasifican según sus funciones en: Fibra estructural: componentes de la pared celular, como la celulosa, la hemicelulosa y la peptina. Fibra no estructural: formada por las sustancias que secreta la planta como respuesta a las agresiones o lesiones que sufre. *Según su grado de solubilidad en agua: Solubles: como las pectinas, se encuentran principalmente en las frutas y vegetales, especialmente naranjas, manzanas y zanahorias. Se encuentran también en las hojuelas del salvado, la cebada y las legumbres. Las fibras solubles forman mezclas de consistencia viscosa cuyo grado depende de la fuente de vegetal o fruta utilizado. Insolubles: como la celulosa, la mayoría de las hemicelulosas y la lignina, forman con el agua mezclas de baja viscosidad. *es la clasificación que más importa desde el punto de vista biológico C- Componentes 1. Homopolisacáridos: contienen unidades repetidas de la misma molécula. La fibra más abundante es la CELULOSA, formado por moléculas de glucosa unidas entre sí y que no pueden ser hidrolizados por las enzimas amilasas. La larga molécula de la celulosa se pliega sobre sí misma y se mantiene en su lugar por enlaces de hidrógeno, lo que da a las fibrillas una gran resistencia mecánica, pero con una flexibilidad escasa. Se encuentra en zanahorias, apio, brócoli y otras verduras. Luego están los BETA – GLUCANOS (glucopiranosa) tienen ramificación, lo que hace que sean menos lineales y más solubles que la celulosa. La fuente de fibra soluble son la avena y el centeno que son ricas en beta – glucanos. La QUITINA y el QUITOSANO son también homopolímeros de glucosamina y están ampliamente distribuidos en diversos organismos como algas, hongos y levaduras. La QUITINA es mejor conocido por ser el principal componente del exoesqueleto de artrópodos, moluscos e invertebrados marinos, incluyendo langostas y la gamba, y habitualmente se consume en forma de suplemento aislado. El QUITOSANO se obtiene mediante la desacetilación de la acetilglucosamina de la quitina. Se han estudiado la quitina y el quitosano por su efecto hipocolesterolemiante. 2. Heteropolisacáridos: se forman modificando la estructura básica de la celulosa para formar compuestos con diferentes solubilidades en agua. La HEMICELULOSA es un polímero de glucosa y otros azúcares; diferentes moléculas de azúcares tienen diferentes solubilidades en agua. Se utiliza el azúcar predominante para denominar a la hemicelulosa (xilano, galactano, manano, arabinosa, galactosa). Las Pectinas y las Gomas contienen azúcares y alcoholes con azúcares que hacen que estas moléculas sean incluso más hidrosolubles que la hemicelulosa. La estructura del ácido galacturónico de la pectina absorbe agua y forma un gel, por ello se utiliza para hacer confituras y gelatinas. La pectina se encuentra en manzanas, frutos cítricos, fresas y otras frutas. Las Gomas y Mucílagos (goma guar) tiene una estructura similar a la pectina, excepto que sus unidades de galactosa están combinadas con otros azúcares (glucosa) y polisacáridos. Las gomas se encuentran en las secreciones y en las semillas de las plantas. 3. Oligosacáridos resistentes, Fructanos: Hidratos de carbono con un nivel de polimerización menor, tienen de tres a diez moléculas de monosacáridos. Los fructanos incluyen FRUCTOLIGOSACÁRIDOS (FOS), INULINA, fructanos de tipo inulina y OLIGOFRUCTOSA y están formados por polímeros de fructosa, con frecuencia unidos a una glucosa inicial. La INULINA abarca un grupo variado de polímeros de fructosa muy distribuidos en las plantas como carbohidrato de almacenamiento. La OLIGOFRUCTOSA es un subgrupo de la inulina que contiene menos de 10 unidades de fructosa. Todos ellos se digieren mal en el tubo digestivo superior y aportan sólo aproximadamente 1Kcal/g. Los fructanos tienen un sabor dulce y limpio. Las principales fuentes de fructanos son: trigo, cebollas, ajo, plátanos, espárragos, tomates, cebada, centeno. Los fructanos como no se absorben en el intestino proximal son utilizados como sustitutos del azúcar en los diabéticos. La LIGNINA es una fibra leñosa que se encuentra en los tallos y las semillas de frutas y verduras y en la cáscara de los cereales. No es un carbohidrato, sino un polímero formado por alcoholes y ácidos fenilpropílicos. Los grupos fenilo son excelentes antioxidantes debido a los dobles enlaces conjugados. D- Mecanismos de Acción La ingesta de fibra dietética desarrolla una serie de acciones a lo largo del aparato digestivo humano. Los efectos fisiológicos más notables son los siguientes: Sobre el estómago Los alimentos ricos en fibra dietética requieren que se les mastique más que los alimentos pobres en fibra. Esto, junto al hecho que la fibra en el estómago atrapa agua, otorga a los alimentos ricos en fibra un efecto de saciedad mayor que aquellos bajos en fibra. Por lo tanto, al ingerir fibra, se puede reducir la tendencia a ingerir un exceso de energía. Sobre el intestino delgado La fibra dietética ejerce un efecto considerable sobre la función y la morfología a lo largo de todo el tracto gastrointestinal. Diversos estudios han sugerido que algunos de los componentes de la fibra promueven cambios morfológicos, por ejemplo, en el yeyuno. Así, una dieta exenta de fibra o suplementada con celulosa mantiene un patrón inmaduro de las vellosidades. La adición de fibra a la dieta también produce cambios en la dimensión de las vellosidades. La fibra dietética, por sus propiedades inhibidoras, aumenta el volumen y la viscosidad del contenido intestinal. Los tipos de fibra con gran poder y rapidez de inhibición pueden influir de forma importante sobre los procesos de absorción y transporte a lo largo del intestino delgado. Por el contrario, las fibras con menor poder de inhibición desarrollan sus propiedades fisiológicas en los tramos terminales del tubo digestivo, es decir, en el colon. Debido a su poder de captación de agua, determinados tipos de fibras solubles provocan un aumento de la viscosidad del contenido gástrico y se ralentiza su evacuación. En el intestino delgado proximal, por el contrario, disminuye la viscosidad ya que el bolo alimenticio ha entrado en contacto con los jugos digestivos sufriendo la consecuente dilución y un aumento de la velocidad del tránsito. En las porciones más dístales del intestino delgado vuelve a ser más lento el tránsito, ya que a lo largo del mismo se ha producido una importante absorción de nutrientes y líquidos. En resumen, el intestino delgado es el lugar donde se lleva a cabo la mayor parte de los procesos de digestión y, sobre todo, de absorción de los alimentos. La fibra, como hemos visto anteriormente, tiene la capacidad de fijar tanto sustancias orgánicas como inorgánicas; de esta manera, se evita, disminuye o retrasa su absorción por las vellosidades intestinales. La inclusión en las dietas de tipos viscosos purificados de fibra dietética, como la pectina o goma guar, reduce las concentraciones de glucosa e insulina en la sangre después de las comidas y también la concentración de colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL). Esto puede explicar algunos de los beneficios sobre la salud, especialmente, en aquellas personas con diabetes o desórdenes leves en el metabolismo de los carbohidratos o para aquellos que tienen concentraciones elevadas de LDL. Sobre el intestino grueso Probablemente, los efectos fisiológicos más importantes de la fibra dietética se producen en el intestino grueso. La ingesta de fibra dietética está directamente relacionada con la eliminación de heces del intestino e inversamente vinculada con el tiempo que tardan los materiales en pasar por el tracto alimentario ("tiempo de tránsito"). Por lo tanto, las deposiciones que se forman cuando la dieta es rica en fibra son más suaves y más voluminosas y pasan más rápido a través del intestino que cuando la dieta contiene poca fibra. Se ha comprobado que cuando las deposiciones diarias pesan 150 g o más, no solo se evita la constipación, sino que además se reduce el riesgo de cáncer de colon, lo que apoya la hipótesis original sobre los beneficios de la fibra. La fibra de los cereales de grano entero, que es relativamente más resistente a la fermentación, tiene el mayor efecto sobre la masa fecal total. Esto se debe a la habilidad que tiene la fibra para atrapar agua (adsorción) en el tracto intestinal. Los componentes de la fibra que son fermentados, en parte son transformados en biomasa bacteriana, la cual también contribuye a la masa fecal. Los ácidos grasos de cadena corta que se forman durante la fermentación de la fibra reducen el pH del contenido del intestino grueso. Al parecer, esto protege del cáncer de varias formas: reduciendo la conversión de sales biliares a compuestos que actúan como co-carcinógenos y disminuyendo la solubilidad de éstos, reduciendo la formación de amoniaco y, por último, nutriendo en forma específica a las células de la mucosa del intestino grueso. Generalmente, los constituyentes de las paredes de las células vegetales proporcionan la mayor parte de los carbohidratos fermentados en el colon. Algunos alimentos, como las cebollas, contienen inulina y otros fructooligosacáridos que tampoco se digieren y que comparten algunas propiedades fisiológicas con otras fibras fermentables. Estos carbohidratos son cada vez más utilizados como ingredientes en los alimentos. En las comidas con almidón, como el pan, hojuelas de maíz y legumbres, parte del almidón no es digerible ("almidón resistente"). En resumen, el carbohidrato "no aprovechable" en los alimentos corresponde a los polisacáridos que no son almidón, oligosacáridos y almidón resistente. RESUMEN DE FIBRA DIETÉTICA TIPO DE FIBRA PRINCIPALES COMPONENTES QUÍMICOS FUENTES FUNCIONES PRINCIPALES Fibra menos Soluble Celulosa Hemicelulosa Lignina Glucosa (enlaces B 1-4) Trigo entero, verduras salvado, Xilosa, Manosa, Galactosa Salvado, grano entero Fenoles Frutas y comestibles, maduras semillas verduras Aumenta la capacidad de retener agua, aumentando de esta forma el volumen fecal y reduciendo el tiempo de tránsito intestinal La fermentación produce ácidos grasos de cadena corta asociados a una reducción del riesgo de formación de tumores Fibra más Soluble Dan lugar a la formación de geles, reduciendo de esta forma el vaciado gástrico, retrasan la digestión, el tiempo de tránsito intestinal y la absorción de glucosa. También se unen a minerales, lípidos y ácidos biliares, aumentando la excreción de todos ellos, reduciendo de esta forma el colesterol sérico. Galactosa y ácido glucorónico Avena, legumbres, guar, cebada Ácido poligalacturónico Manzanas, fresas, zanahorias, cítricos Glucopiranosa Suplemento procedente de cçascaras de gambas o langostas Reduce el colesterol sérico Polímeros de fructosa Extraídos de fuentes naturales: achicoria, cebollas, etc Prebiótico que estimula el crecimiento de bacterias beneficiosas en el intestino, se utiliza como sustituto de la grasa. B- Glucanos) Glucopiranosa Salvado cebada Reducen colesterol sérico polisácaridos de las algas (carragenano Glucopiranosa Aislados de algas Glucosa, sorbitol, etc Sintetizados. Extraídos de las semillas del plántago Gomas Pectinas Fibras Funcionales Quitina Fructanos (incluyendo inulina) Polidextrosa, polioles de avena y Formadores de gel; se utilizan como espesantes y estabilizantes (pueden ser tóxicos) Agente formador de masa o sustituto del azúcar. Elevada capacidad de unión al agua (riesgo de atragantamiento) BIBLIOGRAFÍA MAHAN, L. Kathleen. Escott-Stump, Sylvia. Krause Dietoterapia. 12ªEdición. Editorial Elsevier Masson. Año 2009. BADUI Dergal, Salvador. Química de los Alimentos. 4ta Edición. Editorial Pearson. informacionconsumidor.org/Ciencia/ArticuloCiencia Beneficios de la fibra dietética. Artículo del 20/01/2003 Scielo.com Nutr. Hosp. v.21 supl.2 Madrid mayo 2006. Nutrición Hospitalaria (versión impresa ISSN 0212-1611). La fibra dietética. E. Escudero Álvarez y P. González Sánchez