El progreso de la ciencia de la nutrición

Existe en la sociedad moderna indudable interés por los problemas de alimentación y nutrición, que se refleja en la aparición de toda clase de publicaciones, destinadas, al parecer, a informar al público de los conocimientos que acerca de dichos problemas poseemos.Desgraciadamente, muchas de tales publicaciones contienen con frecuencia errores y opiniones carentes de la necesaria documentación científica. Por ello, y a pesar de la buena intención de sus autores, es dudoso que contribuyan a dar una idea correcta del estado actual de nuestros conocimientos. Esta situación parece justificar la frase del distinguido investigador norteamericano Jean Meyer: "Los que hablan de nutrición 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 nutrición. Una de ellas es la dificultad para mantenerse debidamente informado del progreso de la ciencia de la nutrición, debido a la velocidad con que dicho progreso se verifica. Otra razón es la heterogeneidad de los conocimientos que integran la ciencia de la nutrición en el momento actual, procedentes de muy diversas disciplinas científicas, entre las que se incluyen, aparte de la fisiología y la bioquímica, la medicina, la química, la agricultura y la zootecnia, la tecnología de los alimentos, la economía y las ciencias sociales.

La breve historia de la ciencia de la nutrición

La ciencia de la nutrición es una ciencia joven, que no cuenta más de dos siglos de existencia. Se inicia en los estudios del químico francés Lavoisier (1743-1794), quien, al comparar la respiración animal con una combustión, estableció que los alimentos son combustibles, es decir, sustancias que al ser oxidadas en el organismo suministran la energía necesaria para su mantenimiento.

Estos estudios, continuados en la segunda mitad del siglo XIX en Alemania, y más tarde en Norteamérica y otros países, permitieron establecer lo que llamamos el "concepto energético de la nutrición": los alimentos, o más exactamente sus principales componentes orgánicos, son fundamentalmente fuente de energía oxidativa, y los cambios de energía que se verifican en el organismo vivo obedecen a los principios termodinámicos que gobiernan los cambios de energía 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 nutrición a la biología teórica. 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 termodinámicos" (1965).

La importancia y la belleza teórica del estudio de la nutrición, desde el punto de vista energético, 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 químicas que los materiales nutritivos existentes en los alimentos experimentan en el organismo. Al mismo tiempo, nos ha permitido evaluar con razonable aproximación las necesidades de energía del ser humano.

Desde el punto de vista energético, los tres grupos de sustancias alimenticias principales: hidratos de carbono (azúcares y almidón), grasas y proteínas 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 energía al ser oxidada por el organismo. Pero existe una importante diferencia química entre los hidratos de carbono y las grasas, por un lado, y las proteínas, por otro. Los hidratos de carbono y las grasas están compuestos de carbono, oxígeno e hidrógeno, mientras que las proteínas contienen, además, nitrógeno y, en menor cantidad, azufre. Por otra parte, las proteínas, de ahí su nombre, son constituyentes primarios de la materia viva.

En 1816, el, gran fisiólogo francés François Magendie (1783-1855) demostró en perros que los animales superiores no podían vivir con dietas desprovistas de proteínas y que no todas las proteínas tienen el mismo valor nutritivo.

El estudio del papel de las proteínas en nutrición recibió 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 plásticos, cuyo papel principal se relaciona con la edificación y reparación de los propios tejidos del organismo. Aparece así un segundo concepto del papel de los alímentos en la nutrición. Los alimentos no son sólo combustibles, sino también vectores de lo que podríamos llamar materiales de construcción, sustancias que nuestro organismo no puede fabricar y que, por ser necesarias para su nutrición, debe recibir del mundo exterior, formando parte, de los alimentos. Las proteínas no son las únicas sustancias alimenticias que se incluyen en esta categoría. El calcio, por ejemplo, es necesario para la edificación de los huesos. Un recién nacido humano no con tiene más de unos 30 gramos de calcio, pero cuando su crecimiento termina, 18 o 20 años más 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 años.

Todas las proteínas están constituidas por la asociación de moléculas de aminoácidos, ácidos orgánicos que contienen nitrógeno en forma de uno o más grupo amínicos. Veinte de estos aminoácidos se encuentran en proporciones variables en las proteínas naturales. Ocho de ellos (fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionidina, treonina, triptófano y valina) no pueden ser sintetizados, por el organismo animal y, en consecuencia, deben estar presentes en la dieta. Por ello son llamados aminoácidos indispensables o esenciales. El papel de las proteínas en la nutrición depende en buena medida de su contenido en aminoácidos indispensables, pero no debe olvidarse que la dieta debe contener, además, una cierta proporción de los no indispensables, que, a diferencia de los primeros, pueden ser sustituidos unos por otros.

A finales del pasado siglo parecía que las necesidades nutritivas del organismo humano se limitaban a una cierta cantidad de energía, suministrada principalmente por los hidratos de carbono y las grasas, más una cierta cantidad de proteínas y de sustancias inorgánicas, tales como calcio, fósforo magnesio, sodio, potasio, hierro etcétera. Sería, pues, posible preparar una dieta adecuada, mezclando en las proporciones convenientes una serie de sustancias químicamente puras. Esta idea, formulada por el químico francés 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 holandés C. A. Pekelharing demostró que no era posible mantener con vida a ratones alimentados con una dieta consistente en una mezcla de hidratos de carbono, grasas y proteínas con sales inorgánicas y cuya composición podía considerarse perfecta según los conocimientos de la época. Los ratones, en cambio, vivían normalmente si se añadía a la dieta una pequeña cantidad de leche fresca. Este importante experimento no despertó la atención que merecía, quizá por haber sido publicado en una revista holandesa de limitada circulación internacional.

Entre 1906 y 1912, el bioquímico inglés F. G. Hopkins (18611947) realizó experimentos semejantes utilizando ratas en crecimiento con animales de experimentación. 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 adición de pequeñas cantidades de leche, insuficientes por sí mismas para mantener el crecimiento de los animales, les permitía crecer normalmente. De estas investigaciones concluyó Hopkins que en los alimentos naturales existe una sustancia, o sustancias, hasta entonces desconocidas, que, en muy pequeña cantidad, son necesarias para la nutrición de los animales.

Hopkins llamó a estas sustancias "factores accesorios de la alimentación". El lector habrá adivinado que estas sustancias son las que hoy llamamos vitaminas, nombre propuesto por el bioquímico polaco Casimiro Funk en 1911. Podemos definir a las vitaminas como sustancias orgánicas (compuestos de carbono), que en muy pequeña cantidad son indispensables para la nutrición de los animales.

La historia de las vitaminas es uno de los capítulos más apasionantes de la ciencia moderna. El descubrimiento 'de las vitaminas sirvió 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. Así surgió el concepto de "enfermedad carencial" y empezó a comprenderse la íntima relación entre el estado de nutrición y la salud del hombre.

El esfuerzo combinado de la investigación biológica y la investigación química consiguió identificar, aislar, purificar, establecer la estructura y realizar la síntesis de las vitaminas que hoy conocemos, en poco más 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, ácido fólico, ácido pantoténico, biotina, nicotinamida y vitamina C o ácido ascórbico.

Ha podido establecerse finalmente que aquellas vitaminas cuya función bioquímica conocemos actúan como coenzimas, los componentes de pequeño tamaño molecular necesarios para la actividad de ciertas enzimas, es decir, los catalizadores de naturaleza proteica que regulan la velocidad de las reacciones químicas en los seres vivos.

Con el descubrimiento de las vitaminas se introduce un nuevo concepto en la ciencia de la nutrición. Los alimentos no son sólo portadores de combustibles y de materiales de construcción, sino también portadores de lo que podemos llamar "reguladores metabólicos". En esta categoría se incluyen también ciertos metales que nuestro organismo necesita en pequeñísimas cantidades y cuyo papel, en términos 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 proporción necesaria para satisfacer alrededor de un 85%-90% de las necesidades de energía, una cantidad de proteínas suficiente para satisfacer el resto de las necesidades de energía, en la que deben estar contenidos los ocho aminoácidos indispensables más algunos de los que no lo son; dos ácidos grasos esenciales (linoleico y linolénico), 13 vitaminas y unos 20 elementos inorgánicos o minera les. En total, unas 45 a 50 sustancias químicamente definidas. Ha podido demostrarse que una mezcla en proporciones adecuadas de estas sustancias, lo que lla mamos una dieta química, administrada en cantidad suficiente para satisfacer las necesidades de energía, es capaz de mantener un estado adecuado de nutrición en el hombre, tanto si se administra por vía oral como si se administra por vía intravenosa.

Pero el hombre no se alimenta habitualmente, ni creo que va a alimentarse en el próximo futuro, con mezclas de productos químicos, sino con alimentos, es decir, productos de origen animal o vegetal y compleja composición química, en los que las sustancias necesarias para nuestra nutrición se encuentran repartidas muy irregularmente. Es importante recordar que los alimentos naturales contienen también una multitud de sustancias que no son evidentemente indispensables para nuestra nutrición.

Con la excepción de la leche materna durante los primeros meses de la vida, ningún alimento es perfecto. Quiero decir con ello que ningún otro alimento natural contiene todos los elementos nutritivos en proporciones adecuadas. En consecuencia, la fórmula más sencilla para conseguir un satísfactorio estado de nutrición 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 energía es, en principio, una dieta adecuada para el adulto.

Los hábitos alimenticios de nuestra especie han variado considerablemente en el curso de los siglos y existen en la actualidad notables diferencias entre unos países y otros, en cuanto a sus hábitos alimenticios se refiere. Esto quiere decir que el hombre posee la asombrosa capacidad de subsistir consumiendo dietas de muy distinta composición en términos de alimentos naturales. No parece aventurado suponer que esta capacidad ha debido desempeñar un importante papel en la supervivencia de nuestra especie. Por esta razón me parece que tiene poco sentido hablar de una dieta natural, si por natural entendemos una dieta específica, única, característica de nuestra especie. El hombre es omnívoro en el más estricto sentido de la palabra, y puede satisfacer sus necesidades nutritivas con muy diversas combinaciones de alimentos naturales, preparados con las técnicas culinarias más diversas.

Hace muchos años, Brillat-Savarin escribió: "Dime lo que comes y te diré quién 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 aparición de las primeras formas de vida humana.

Las sustancias indispensables para nuestra nutrición son prácticamente las mismas para todos los animales, con la excepción de la vitamina C, cuya presencia en la dieta sólo es indispensable para cinco especies (hombre, monos antropoides, cobaya, murciélago de la fruta y ruiseñor chino). Todo parece indicar que las necesidades nutritivas, en términos de sustancias indispensables, no han debido variar significativamente desde que las primeras formas de vida animal aparecieron en el planeta.