UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE MEDICINA SAN FERNANDO

E.A.P. NUTRICIÓN

SEMINARIO DE BIOQUIMICA:

“PROPIEDADES DE LA FIBRA DIETARIA”

Curso: Bioquímica

Profesor responsable: Juan trabuco

Integrantes: Ortegal Ramirez, Raquel

Quinto Sacaico, Luis José

Villanueva Huallpa, Javier

2012

FIBRA DIETARIA

DEFINICION

Hispley, en 1953 fue el primer científico que reflejo por escrito el termino fibra dietética, definiendo a esta como “los constituyentes no digeribles que se encuentran en la pared de la célula vegetal”, haciendo sinónimos los términos fibra vegetal y fibra dietética.

Esto llevo a Trowell, en 1976, a proponer como definición de fibra dietética el “remanente de los componentes de la planta que son resistentes a la hidrólisis por las enzimas intestinales humanas”. Este concepto engloba a los componentes de la pared celular, como celulosas, hemicelulosas y lignina, y a otros polisacáridos presentes en las plantas, como gomas, mucilagos, celulosas modificadas, oligosacaridos y pectinas, que son comestibles y resistentes a la digestión. El motivo para incluir estos nuevos componentes de las plantas se basaba en las propiedades fisiológicas atribuidas a la fibra dietética, pero no necesariamente a su similitud química o su situación en la pared celular.

En 2001, la American Association of Cereal Chemist amplio aun más el concepto de fibra dietética: “La fibra dietética es la parte comestible de las plantas o hidratos de carbono análogos que son resistentes a la digestión y la absorción en el intestino delgado, con completa o parcial fermentación en el intestino grueso. Las fibras dietéticas incluyen polisacáridos, oligosacaridos, lignina y sustancias asociadas de la planta. Las fibras dietéticas promueven efectos beneficiosos fisiológicos como laxantes y/o atenúan los niveles de colesterol y/o glucosa en sangre”.

Otra definición de fibra dietética se refiere al total de los polisacáridos de la planta, junto con la lignina, que son resistentes a la hidrólisis por enzimas digestivas del tracto gastrointestinal, aunque por extensión se engloba bajo esta definición la lignina y todo componente polisacárido con enlaces (β 1.4) no atacables por las enzimas digestivas humanas.

No se debe confundir los términos fibra de la dieta y fibra bruta, este último es un término obsoleto que se refiere al residuo (principalmente celulosa y lignina) que queda después de tratar los alimentos con ácidos y álcalis. Los alimentos generalmente contienen más fibra de la dieta que fibra bruta, aunque la verdadera distinción entre ambas no estriba en sus cantidades.

COMPOSICIÓN DE LA FIBRA DIETARÍA

Son numerosos los componentes de la fibra dietaría, destacando: lignina, celulosa, hemicelulosa, alginatos, carragenatos, pectinas, xantanos, gomas, xiloglucanos, gomas de exudación, dextranos, inulina y 1.3 β-D-glucanos. Y se incluyen tanto los que están presentes en los alimentos como los adicionados como aditivos.

Existen otros componentes de la fracción de fibra dietaria que no estarían incluidas dentro de la definición y cuyo significado biológico puede ser muy importante, como es el caso de proteínas de la pared celular, polifenoles de alto peso molecular, cutinas, acido fitico, esteres de acido acético, minerales y almidón resistente.

Detallaremos ahora los siete componentes mayoritarios de la fibra dietaría:

a) Polisacáridos no almidón

Los polisacáridos son todos los polímeros de carbohidratos que contienen al menos veinte residuos de monosacáridos.El almidón digerido y absorbido en el intestino delgado es un polisacárido, por ello se utiliza el término polisacáridos no almidón para aquellos que llegan al colon y poseen los efectos fisiológicos de la fibra. Podríamos clasificarlos en celulosa, β-glucanos, hemicelulosas, pectinas y análogos, gomas y mucílagos.

CelulosaEs un polisacárido estructural componente de las paredes celulares vegetales y constituyen la molecula más abundante de la naturaleza. Es un polímero lineal no ramificado de D-glucosa que posee enlaces β(1.4) glucosidicos. Por su hidrólisis completa con ácidos concentrados se obtiene D-glucosa, pero la hidrólisis parcial genera el disacárido celobiosa, formado por un enlace entre unidades de glucosa tipo β (1.4).El tracto digestivo de los mamíferos no posee enzimas capaces de degradar la celulosa, ya que no es hidrolizada ni por la α-amilasa, ni por la β-amilasa. Presenta una elevada afinidad por el agua, aunque es insoluble en ella. Se encuentra fundamentalmente en hortalizas, frutas, y cereales.

PectinasEs un polímero de unidades de metil D-galacturonato unidas por enlaces glicosidicos β (1.4). La cadena principal posee segmentos de L-ramosa, y en menor cantidad se encuentran también presentes D-galactanos y L-arabinanos, unidos al galacturonato. Los grupos carboxílicos de restos galacturonicos están esterificados en diferentes proporciones con metanol y los grupos OH pueden estar acetilados en pequeña cantidad.Una propiedad física de las pectinas es la de formar geles termorreversibles a pH 3, que en presencia de Ca y otros cationes divalentes los hace insolubles en agua, siendo su capacidad de formar geles , el contenido de pectinas es mayor en frutas y menos en hortalizas y cereales.

GomasSon moléculas de alto peso molecular, constituidas por polímeros hidrofilicos de unidades monosacáridas y derivados, unidos por enlaces glucosidicos formando largas cadenas, pudiendo estar constituidos por un solo tipo de monosacárido o por distintos tipos. Las gomas naturales se encuentran asociadas a las paredes celulares de las plantas y microorganismos y a los exudados de las plantas. En los alimentos pueden estar como constituyentes naturales o como aditivos, ya que son utilizados en la industria alimentaria como gelificantes y estabilizantes.

b) Oligosacáridos resistentes

Hidratos de carbono con un nivel de polimerización menor, tienen de tres a diez moléculas de monosacáridos. Se dividen en fructooligosacáridos (FOS) e inulina, galactooligosacáridos (GOS), xilooligosacáridos (XOS), isomaltooligosacáridos (IMOS).

c) Ligninas

No es un polisacárido sino polímeros que resultan de la unión de varios alcoholes fenilpropílicos; contribuyen a dar rigidez a la pared celular haciéndola resistente a impactos y flexiones. La lignificación de los tejidos también permite mayor resistencia al ataque de los microorganismos. La lignina no se digiere ni se absorbe ni tampoco es atacada por la microflora bacteriana del colon.Una de sus propiedades más interesantes es su capacidad de unirse a los ácidos biliares y al colesterol retrasando o disminuyendo su absorción en el intestino delgado.La lignina es un componente alimentario menor. Muchas verduras, hortalizas y frutas contienen un 0,3% de lignina, en especial en estado de maduración. El salvado de cereales puede llegar a un 3% de contenido en lignina.

d) Sustancias asociadas a polisacáridos no almidón

Poliésteres de ácidos grasos e hidroxiácidos de cadena larga y fenoles. Los más importantes son la suberina y la cutina.Se encuentran en la parte externa de los vegetales, junto con las ceras, como cubierta hidrófoba.

e) Almidones resistentes

Son la suma del almidón y de sus productos de degradación que no son absorbidos en el intestino delgado de los individuos sanos. Se dividen en cuatro tipos:– Tipo 1 o AR1 (atrapado): se encuentran en los granos de cereales y en las legumbres.– Tipo 2 o AR2 (cristalizado): no puede ser atacado enzimáticamente si antes no se gelatiniza. Sus fuentes son las patatas crudas, plátano verde y la harina de maíz–Tipo 3 o AR3 (retrogradado): almidón que cambia su conformación ante fenómenos como el calor o el frío. Al calentar el almidón en presencia de agua se produce una distorsión de las cadenas polisacáridos adquiriendo una conformación al azar, este proceso se denomina gelatinización. Al enfriarse comienza un proceso de recristalización, llamado retrogradación. Este fenómeno es responsable por ejemplo del endurecimiento del pan. Sus fuentes son pan, copos de cereales, patatas cocidas y enfriadas y alimentos precocinados.– Tipo 4 o AR4 (modificado): almidón modificado químicamente de forma industrial. Se encuentra en los alimentos procesados como pasteles, aliños industriales y alimentos infantiles.Estudios recientes señalan que la cantidad de almidón que alcanza el intestino grueso puede ser de 4 a 5 g/día, aunque en países donde la ingesta de hidratos de carbono es mayor, esta cantidad puede ser más elevada. Este almidón se comporta en el colon como un sustrato importante para la fermentación bacteriana colónica.

f) Hidratos de carbono sintéticos

Son hidratos de carbono sintetizados artificialmente pero que tienen características de fibra dietética. Serían:– Polidextrosa.– Metilcelulosa, Carboximetilcelulosa, Hidroximetilpropilcelulosa y otros derivados de la celulosa.– Curdlan, Escleroglucano y análogos.– Oligosacáridos sintéticos.

g) Fibras de origen animal

Sustancias análogos a los hidratos de carbono que se encuentran principalmente en alimentos de origen animal. Serían:– Quitina y Quitosán: forman parte del esqueleto de los crustáceos y de la membrana celular de ciertos hongos.– Colágeno.– Condroitina.Algunas sustancias que pueden ser incluidas como fibra dietética pero que todavía resultan controvertidas serían:– polioles no absorbibles (manitol, sorbitol);– algunos disacáridos y análogos no absorbibles;– algunas sustancias vegetales (taninos, ácido fítico, saponinas).

CARACTERISTICAS

La fibra alimentaria es resistente a la digestión: inatacable por los fermentos y enzimas digestivas humanas, por lo que no pueden degradarla, al contrario que el aparato digestivo de los rumiantes y roedores, que posee celulasas producidas por bacterias comensales.

La fibra tiene gran capacidad de absorción y retención de agua , al ser una sustancia osmóticamente activa. Todas las fibras lo hacen en mayor o menor medida. Influyen muchas variables como el tamaño de las partículas, pH, electrolitos del medio. En el caso del tamaño de partícula se ha comprobado que cuanto mayor sea éste, más capacidad de absorción de agua tiene, característica muy importante al tener en cuenta el refinado de algunos alimentos como la harina.

Fijación de sustancias orgánicas e inorgánicas: la sustancias que secuestra la fibra pueden ser simplemente atrapadas entre las redes que generan de forma natural las fibras o ligadas mediante enlaces de muy diversos tipos, lo que hace que la posibilidad de escape de estas sustancias sea mínima. Entre ellas encontramos:

- Proteínas, glúcidos y grasas que retrasan su absorción en presencia de fibras.

- Sales biliares: la fibra aumenta su eliminación por las heces, con efecto protector cancerígeno, bajan el colesterol biliar3 y la litogenicidad de la bilis y también disminuye la absorción de las grasas al ser esta bilis transportadora y emulsionante de las grasas ingeridas.

- Minerales como calcio (Ca), zinc (Zn), magnesio (Mg), fósforo (P), hierro (Fe) y vitaminas. Al unirse a la fibra dietética también puede disminuirse su absorción, aunque se necesitarían grandes cantidades de fibra o pacientes que ya presentasen algún tipo de déficit para que este efecto tuviese repercusión clínica.

Fermentación en el intestino grueso por las bacterias del colon. La fibra llega al colon inalterada y allí es atacada por las enzimas bacterianas. En esta reacción se producen ácidos grasos de cadena corta que descienden los niveles de pH de 7 a 6 y sube la temperatura hasta 0,7 °C. La fermentación depende de la velocidad del tránsito intestinal y de si es alimento completo o fibra aislada entre otras cosas. Desde el punto de vista de fermentación en intestino grueso las fibras pueden ser:

- Poco fermentables: fibras ricas en celulosa y lignina que son bastante resistentes a la degradación bacteriana del colon y son expulsadas por las heces intactas como el salvado de trigo. Son las que anteriormente hemos denominado fibras insolubles.

- Muy fermentables: fibras ricas en hemicelulosas, arabinoxilanos, ácido glucurónico y pectinas que son fermentadas y degradadas por la flora del colon.Se corresponden con las que anteriormente hemos denominado fibras solubles.

Fibra y ácidos grasos de cadena corta Los ácidos grasos de cadena corta son usados por la mucosa intestinal o absorbidos a través de la pared colónica hacia la circulación portal (evitando la circulación enterohepática) y de allí son transportados hacia la circulación general. Particularmente el ácido graso Butírico (cadena corta) tiene extensas acciones fisiológicas, con efectos favorables sobre la salud, entre los cuales tenemos:

- Estabiliza los niveles de glucosa (azúcar) en sangre, actuando sobre la liberación pancreática de insulina y control hepático de la glucogenolisis.

- Suprime la síntesis de colesterol hepático y reduce los niveles de LDL colesterol y triglicéridos, responsables de enfermedades cardiovasculares (como la ateroesclerosis)

- Disminuye el pH colónico, lo cual evita la formación de pólipos colónicos e incrementa la absorción de minerales.

- Incrementa la proliferación de la flora bacteriana colónica (bífidobacterias y lactobacillus), lo cual estimula la salud intestinal.

TIPOS DE FIBRA DIETARÍA

Las diversas fibras se diferencian por las distintas características que las definen y que han ido ampliando su concepto. En este sentido, las fibras se podrían encuadrar en función de su composición química, su situación en la planta o sus propiedades fisicoquímicas. De manera general, las fibras se suelen clasificar en función de dos de sus propiedades, que son

responsables de la mayoría de sus beneficios fisiológicos: comportamiento en contacto con el agua y capacidad de fermentabilidad.

Fibras solubles e insolubles

El comportamiento de las distintas fibras en relación con el agua es muy diverso y depende de muchos factores, entre los que destacan los siguientes:

- Los grupos hidroxilo presentes en la fibra, que establecerán puentes de hidrogeno con las moléculas de agua.

- La presencia de grupos carboxílicos, que permitirá interacciones iónicas más fuertes a través de su unión con iones metálicos y, de estos, con el agua. Esta unión, además, favorecerá la orientación de las moléculas de agua.

- La estructura tridimensional de los polímeros, lineal o más o menos ramificada, que permitirá la acumulación de agua en la matriz de la fibra

Debido al diferente comportamiento en relación con el agua, se habla de fibras solubles y fibras insolubles, condicionando de forma importante sus efectos fisiológicos.Las fibras solubles en contacto con el agua forman un retículo, donde esta queda atrapada, originando soluciones de gran viscosidad. Son fibras con elevada capacidad para retener agua, entra las que destacan las pectinas, algunas hemicelulosas, las gomas, los mucilagos y los polisacáridos procedentes de algas. La capacidad gelificante es la responsable de muchos de los efectos fisiológicos de la fibra, como la disminución de glucemia pospandrial o la atenuación de los niveles plasmáticos de colesterol.

Las fibras insolubles se caracterizan por su escaza capacidad para formar soluciones viscosas. En contacto con el agua, las fibras poco solubles como la celulosa, diversas hemicelulosas y la lignina pueden retener agua, aunque esta capacidad es siempre menos que en el caso de las fibras solubles.

Así, las fibras que contienen componentes insolubles, como la celulosa y la hemicelulosa, con menor grado de retención acuosa inicial, tienden a tener un mayor efecto sobre la retención final de agua y, por tanto, sobre el peso fecal, en comparación con las fibras solubles. La razón de este hecho, aparentemente paradójico, radica en que las fibras solubles que retienen más agua en los segmentos digestivos iníciales son fermentadas por la microbiota intestinal, con lo que se produce más masa bacteriana que contribuye a la masa fecal, pero desaparece el agua q retenían. Por el contrario, la fibra insoluble es mucho menos atacable por la microbiota, contribuyendo decisivamente a los contenidos fecales por el residuo no digerido y el agua retenida, aunque en principio esta última es menor, comparativamente, con la que retenía la fibra soluble. En este sentido, el salvado de trigo, rico en celulosa y hemicelulosa no soluble, aumenta mucho el residuo no digerido, mientras que la fibra de frutas y verduras y otros polisacáridos solubles fermentan en gran proporción, dando lugar a una menor masa fecal, aunque produzcan una gran masa bacteriana.

Fibras fermentables y no fermentables

La fibra dietaría llega al intestino grueso de forma inalterada. Aquí, al contrario de lo que ocurre con las enzimas digestivas humanas del intestino delgado, las bacterias del colon, con sus numerosas enzimas de gran actividad metabólica, pueden digerir en mayor o menos medida la fibra, dependiendo de su composición química y su estructura.

El ciego es un receptáculo donde se almacenan las heces durante un cierto tiempo y donde las bacterias intestinales degradan la fibra consumida. Estas reacciones son tan intensas que el valor de pH desciende bruscamente de 7-7.5 a 6 -6.5 y la temperatura sube alrededor de 0.7 C. Las moléculas complejas son desdobladas a hexosas, pentosas y alcoholes que ya no pueden ser absorbidos en el intestino grueso, sirviendo de sustrato a otras colonias bacterianas que las degradan a hidrogeno, metano y dióxido de carbono, responsables de cierto grado de flatulencia, acido láctico y, sobre todo, ácidos grasos de cadena corta, constituidos principalmente por acetato, propionato y butirato. En estos procesos se produce gran cantidad de energía, que es aprovechada por las bacterias que realizan la fermentación.

Los sustratos fermentativos que utiliza la microbiota intestinal son los distintos tipos de polisacáridos que componen la fibra, así como los hidratos de carbono solubles malabsorbidos en el intestino delgado, como la lactosa y la fructosa, y los hidratos de carbono endógenos, como las mucinas y las glicoproteínas del intestino grueso.

Todos los tipos de fibra, a excepción de la lignina pueden ser fermentados por las bacterias intestinales, aunque en general las fibras solubles lo son en mayor cantidad que las insolubles. Asi, las pectinas, las gomas o los mucilagos tienen un grado de fermentabilidad del 80 – 95%, mientras que en el caso de la celulosa es del 15 – 50%.En función de la fermentación bacteriana, la fibra puede dividirse en:

Fibras no fermentables (<10%). Entre estas destacan fibras insolubles, como lignina, y algunas fibras solubles, como la carragenina, la metilcelulosa y la carboximetilcelulosa.

Fibras parcialmente fermentables (10-70%). Destacan las fibras insolubles ricas en celulosa. También se incluyen, en este grupo, algunas fibras solubles, como el agar, y otras fibras parcialmente solubles, como las semillas de plantago.

Fibras fermentables (>70%). Están constituidas siempre por las fibras solubles ricas en hemicelulosas (goma guar, glucomanano) o ricas en ácidos glucuronicos (pectinas o algunas gomas).

En la actualidad, existe un consenso general al afirmar que los efectos de la fermentación en el colon de la fibra dietaría son imprescindibles para el buen funcionamiento del aparato digestivo, y que su ausencia puede producir alteraciones de consecuencias importantes.

FUENTES

Se encuentra de forma natural en todos los tejidos vegetales:

Forma parte de la pared de las células vegetales.- Hojas- Raíces- Frutos- Granos- Tallos vegetales Su composición varía en función de: Grado de maduración de la planta -> al madurar: - aumenta el % de celulosa y de lignina- Disminuye el % de hemicelulosas y pectinas Grado de insolación Clima

Contenido de fibra en cereales y derivados

Panes integrales (trigo integral o centeno integral) Arroz integral Palomitas de maíz Pastas de trigo integral Panecillos de salvado La fibra de los cereales: Es rica en celulosa y hemicelulosas

- Aportan el 40- 50% de la cantidad diaria ingerida- Se encuentra en las cubiertas de los granos, su contenido en harinas dependerá de su

grado de refinación, Cuanto más refinadas -> menor grado de extracción (GE) -> menor contenido en fibra.

- cierta pérdida de: Elementos minerales- Vitaminas -> especialmente del grupo B.- Trigo y el arroz: Son los dos cereales de mayor consumo en el mundo. Aportan, sobre

todo, fibra insoluble si se consumen en forma de productos integrales. Contenido de fibra en frutas y verduras

Manzanas y plátanos (bananos) Melocotones y peras Mandarinas, ciruelas y bayas Higos y otras frutas deshidratadas Lechuga, acelga, zanahorias crudas Verduras tiernas cocidas, como espárragos, remolachas, champiñones, nabos y calabaza Brócoli, alcachofas, calabazas, batatas y judías verdes Jugos de verduras

- Fibra: Rica en hemicelulosas

- Pobre en celulosa, paredes celulares poco lignificadas.- Su contenido en fibra es relativamente bajo (entre 1 y 8 g/100g) <- elevada proporción de

agua que contienen.- Las frutas que se consumen con piel aportan más fibras que las peladas.- Son una fuente idónea de fibra, es más equilibrada que la de cereales por: su proporción

de fibra soluble e insoluble. se acompaña de abundante agua- menor contenido calórico del alimento - menor contenido de ácido fítico- mayor capacidad de retención de agua- mayor fermentabilidad.

Contenido de fibra en legumbres y frutos secos

Legumbres, tales como lentejas, frijoles negros, arvejas secas, fríjol colorado, habas y garbanzos

Semillas de girasol, almendras, pistachos y pacanas

Legumbres y frutos secos: En valores absolutos son los alimentos más ricos en fibra.

- Lentejas, garbanzos y alubias secas, contienen entre 10 y 25 gramos de fibra por 100 g de producto. 40% de fibra soluble

- Frutos secos, contienen (10 a 20 g/100 g), con proporción adecuada de fibra soluble considerable carga calórica.

EFECTOS DEL CONSUMO DE FIBRA DIETARIA EN ENFERMEDADES

Fibra dietética y alteraciones gastrointestinales

a) Estreñimiento

El consumo adecuado de fibra dietética incrementa el peso de los contenidos intestinales, facilitando la evacuación normal de estos. De hecho, cuando la dieta aporta una pequeña porción de fibra, el volumen de las heces se reduce, lo que origina dos efectos negativos: a) el tiempo de tránsito intestinal aumenta considerablemente, de forma que los residuos fecales permaneces mucho más tiempo en el colon, incrementando la absorción del agua que contienen, por lo que las heces serán escasas, resecas y duras y b) el reflejo defecatorio se inhibe, debido al poco peso y pequeño volumen de las heces que no distienden la ampolla rectal suficientemente, por lo que la defecación será infrecuente y dificultosa.

Tanto la fibra fermentable como la fibra poco fermentable son eficaces en la prevención y el tratamiento del estreñimiento, pero el mecanismo por el que ejercen su efecto es distinto. La fibra poco fermentable, en general insoluble, incrementa la más intestinal de manera directa y, de esta forma, acelera el tránsito intestinal, la estimular los movimientos propulsores y disminuir los movimientos mezcladores. La fibra muy fermentable, en general soluble, es la que mas aumenta de volumen por su gran capacidad de retener agua, pero su estructura se destruye al ser fermentada en el colon y pierde esa propiedad. No obstante, aumenta la masa intestinal al favorecer el crecimiento bacteriano. Además, los AGCC generados como

consecuencia de su fermentación tiene un efecto directo sobre la motilidad intestinal colonica, y, los distintos gases (CO2, H2, CH4) que se producen impulsan la masa fecal al actuar como bomba de propulsión.

Por todos estos mecanismos, la fibra consigue que las deposiciones sean más frecuentes y las heces más voluminosas y blandas. De hacho los suplementos de fibra (salvado de cereales, metilceluosa, etc.)Constituyen la medida de elección en el tratamiento del estreñimiento funcional o en situaciones especiales, como ocurre en los ancianos con poca actividad física.

b) Obesidad

La obesidad es un problema que se debe a un desequilibrio entre el aporte calórico de la dieta y su utilización. Su elevada incidencia en los países industrializados se debe a un aumento progresivo del consumo de grasas y azucares refinados, significativamente mayor en las personas obesas, acompañado de una disminución de la ingesta de verduras y frutas, lo que condiciona un déficit de fibra en la dieta. Las únicas medidas para el tratamiento de la obesidad son la restricción calórica y el ejercicio físico. En ese sentido, la fibra ayuda controlar la ingesta calórica por diversos mecanismos, entre los que destacan los siguientes:

1. La fibra tiene una elevada capacidad para retener agua y un bajo poder energético, con lo que contribuya a disminuir la densidad calórica de la dieta.

2. Los alimentos ricos en fibra requieren más masticación y, por lo tanto, mayor tiempo para su ingestión. Esta mayor masticación, a la vez, estimula la secreción de la saliva y jugo gástrico, que favorecen la sensación de saciedad.

3. Se reduce la velocidad de vaciamiento gástrico y, como consecuencia, disminuye el hambre y se prolonga la sensación de saciedad.

4. La fibra disminuye la absorción de ácidos grasos e hidratos de carbono en el intestino delgado, reduciendo el aporte calórico.

5. La fibra aumenta el volumen fecal y corrige el estreñimiento que muchos pacientes sufren en el transcurso de las dietas de adelgazamiento.

6. Distintos estudios han puesto de manifiesto que la fibra también afecta la secreción de hormonas y péptidos intestinales, como la colecistoquinina (CCK) y el péptido relacionado con el glucagon 1(GLP-1), que han demostrado actuar como mediadores con actividad saciante y anorexigena.

Los diferentes estudios epidemiológicos han confirmado la eficacia de la fibra dietética en el control de la obesidad. Así, en un estudio llevado a cabo en Iowa (EE.UU.) con enfermeras se comprobó que la ingesta de cereales sin refinar estaba inversamente relacionada con el peso corporal y la distribución de grasa en el organismo, en comparación con la relación directa observada con el consumo de cereales refinados y el peso corporal.

c) Diabetes mellitus

La diabetes mellitus es un desorden metabólico de etiología múltiple, caracterizado por una elevación persistente de los niveles de glucosa en sangre (hiperglucemia), que se produce como consecuencia de una deficiencia absoluta o relativa de insulina o de una resistencia periférica a su acción.

Diversos estudios apoyan la idea de que existe una relación entre el consumo de alimentos pobres en fibras y al aparición de diabetes mellitus. Así, durante la segunda guerra mundial y después de esta –época de escasez de alimentos que hizo aumentar de forma paralela el consumo de cereales y otros productos ricos en fibra-, se observo una disminución de la mortalidad debida a diabetes mellitus en diversos países europeos.

Diabetes mellitus tipo 1

En estudios antiguos realizados en pacientes con diabetes tipo 1, en los que el control de la glucemia no era intensivo, se demostró que el consumo de altas cantidades de fibra (> 30g /día) presentaba un efecto positivo en los niveles de glucemia. Sin embargo, en pacientes diabéticos tipo 1 sometidos a terapia intensiva de insulina, ingestas de hasta 56g de fibra no presentaron efectos beneficiosos en el control de la diabetes. Por ello, en estos pacientes bien controlados no hay razón para proponer una dieta diferente a la que sería saludable para la población en general.

Diabetes mellitus tipo 2

Diversos estudios prospectivos aportan evidencias muy solidas que apoyan el papel de la fibra procedente de cereales en la prevención de la diabetes tipo 2, no encontrando diferencias cuando esta procede de frutas o verduras. L a reducción en el riesgo de diabetes entre las ingestas más altas y más bajas de este tipo de fibra oscila entre el 20-30%

Como resumen, se puede decir que el incremento en el consumo de fibra esta aconsejado en diabéticos tipo 2. Sin embargo se desconoce si estos elevados incrementos en el consumo de fibra dietética pueden mantenerse durante mucho tiempo. Para facilitar la ingesta prolongada de fibra dietética, se ha propuesto la ingesta de almidón resistente incorporado en alimentos líquidos, presentando una baja viscosidad y una adecuada palatabilidad; habiéndose demostrado que la administración de 6g/día de esta fibra es capaz de reducir la glucemia un 20%, aproximadamente.

Mecanismos de acción

Atrapamiento de los hidratos de carbono en la matriz de la fibra, que dará lugar a una reducción en la accesibilidad de las enzimas intestinales para hidrolizar los azucares, así como una menor difusión de la glucosa liberada. Todo ello llevara a una disminución de una glucosa liberada. Todo ello llevara a una disminución de la absorción de la glucosa.

Incremento de la liberación de insulina y disminución de la resistencia a esta hormona. Este factor parece desempeñar un papel muy importante en el control de la diabetes, habiéndose demostrado en numerosos trabajos la disminución que la fibra produce en la insulinorresistencia que se manifiesta en el diabético tipo 2.

Algunos de estos efectos se deben a la capacidad de la fibra de estimular la liberación de varias hormonas gastrointestinales, como la CCK y el GLP-1. Estas hormonas han demostrado que ralentizan el vaciamiento gástrico, incrementan la liberación de insulina e inhiben la secreción de glucagon por el páncreas.

Por otra parte, promueven la captación de glucosa por los tejidos periféricos y reducen la aportación hepática de glucosa, efectos que mejorarían la resistencia a la insulina.

También se ha propuesto que la fibra mejoraría la resistencia a la insulina, debido a la formación de ácidos grasos de cadena corta, especialmente butirato, que se producen tras su fermentación.

d) Enfermedad cardiovascular

En la actualidad, se han establecido una serie de factores de riesgo que guardan relación con la aparición de la ECV: característica genética, edad, elevada concentración de colesterol en plasma, consumo de tabaco, inactividad física, obesidad e hipertensión arterial.

Algunos de estos factores de riesgo, como la edad o las características genéticas, son imposibles de modificar; sin embargo, una adecuada actuación sobre los factores ambientales, como la eliminación del habito tabáquico, la realización de ejercicio aeróbico, la pérdida de peso, la reducción de los niveles de colesterol o el adecuado control de la presión arterial, puede reducir de forma considerable la aparición de esta enfermedad.

El papel protector de la fibra está relacionado principalmente con la reducción de nivele s plasmáticos de colesterol, existen además otros factores de riesgo que se encuentren mejorados por el consumo de fibra, como son la reducción de peso, la disminución de la presión arterial y la mejora en la resistencia a la insulina.

Mecanismos de acción

El mecanismo principal por el cual la fibra dietética podría mejorara la ECV es consecuencia de su capacidad de disminuir los niveles de colesterol en sangre, efecto debido especialmente a su fracción soluble.

e) Disminución de colesterol en sangre

Los alimentos ricos en fibra disminuyen los niveles de colesterol en sangre, especialmente la fracción LDL-colesterol. Se ha estimado que por cada gramo de fibra dietética soluble que se incorpora en la dieta, se consigue un descenso de los niveles séricos de colesterol.

Entre los mecanismos implicados en la disminución del colesterol sanguíneo, cabe destacar los siguientes:

Secuestro de los ácidos biliares: cuando la fibra llega al duodeno, secuestra los ácidos biliares en el interior de su matriz, como consecuencia aumenta su excreción con las heces, disminuyendo la cantidad que llega al hígado por la vía enterohepática. Los tipos de fibra capaces de atrapar los ácidos biliares son las fibras viscosas-como las pectinas o las gomas- y las fibras ricas en lignina.

El secuestro de los ácidos biliares por la fibra tiene doble efecto en el metabolismo del colesterol. En primer lugar para compensar su perdida por heces, las células hepáticas se ven forzadas a formar más ácidos biliares primarios a partir del colesterol, y si este incremento de la degradación del colesterol no es compensado mediante un aumento de su síntesis, tiene

que captarlo del colesterol circulante, por lo que sus niveles plasmáticos disminuye. En segundo lugar, cuando las ales biliares zona absorbidas por la fibra dietética en el intestino delgado, se forman interacciones micelares que impiden que las grasas se puedan emulsionar y como consecuencia disminuirá la absorción de colesterol biliar, del procedente de alimentos y de todos los lípidos en general.

Inhibición de la síntesis de colesterol: la fermentación bacteriana de la fibra en el colon da como resultado un aumento en la producción de ácidos grasos de cadena corta. En diversos estudios se ha observado que el propionato tras ser absorbido des de el colon a la circulación portal, puede actuar inhibiendo a la HMG-CoA reductasa, disminuyendo al síntesis de nuevo colesterol.

ALIMENTOS NATIVOS RICOS EN FIBRA DIETARIA

a) Los Fructooligosacaridos (FOS)

Los FOS son azucares de reserva que existen en varias especies de plantas, pero es en el yacón donde se encuentran en mayores cantidades. La característica principal en su estructura química es que están constituidos por una molécula de glucosa ligada a un número variable- entre 2 a 10- de moléculas de fructosa. Los enlaces que mantienen unidas a las moléculas de fructosa resisten la hidrólisis de las enzimas digestivas humanas y por ello los FOS alcanzan el colon, última porción del intestino grueso, sin sufrir ninguna modificación química. Esta es la razón por la que los FOS tienen una baja contribución calórica en el organismo humano (25 a 35 % de las calorías que poseen la mayoría de los carbohidratos).

Valor nutricional de los FOS

En el colon, los FOS del yacón son completamente fermentados por los prebióticos, un grupo de bacterias benéficas que forman parte de la microflora intestinal. Estas bacterias (en particular algunas especies de los géneros Bifidus y Lactobacillus) contribuyen a mejorar la función gastrointestinal y aliviar diferentes desordenes digestivos. Además, los FOS son reconocidos como un tipo de fibras solubles que generan varios efectos favorables en la digestión: aumentan el peristaltismo, reducen el tiempo del tránsito intestinal, contribuyen a que el bolo alimenticio retenga más agua y tienen un efecto osmótico asociado a una respuesta laxante. Estos efectos pueden contribuir a prevenir y controlar el estreñimiento.

La fermentación de los FOS en el colon ha sido asociada a otros efectos favorables en la salud: fortalecimiento de la respuesta inmune, mejora en la asimilación de calcio, reducción en el nivel de colesterol y triglicéridos e inhibición de la producción de toxinas y sustancias pro cancerígenas en el colon. Sin embargo, estos efectos han sido observados mayoritariamente en animales de laboratorio, por lo que s necesario conducir estudios clínicos en humanos para determinar su verdadero efecto en la salud.

Varios estudios han demostrado que el consumo de FOS no eleva el nivel de glucosa en la sangre. Por esta razón varias empresas recomiendan su inclusión en la dieta de los diabéticos como sustituto del azúcar de mesa.

Composición química

Entre 85 a 90% del peso fresco de las raíces de yacón se encuentra en forma de agua. A diferencia de la mayoría de raíces comestibles, el yacón no almacena almidón, sino que acumula sus carbohidratos en forma de fructooligosacaridos (FOS) y azucares libres (fructosa, glucosa, sacarosa). Aunque la proporción de cada azúcar puede variar mucho, se puede considerar la siguiente composición (en base seca): FOS 40 a 70%, sacarosa 5 a 15%, fructosa 5 a 15% y glucosa menos del 5%. La proteínas y los lípidos se encuentran en pequeñas cantidades, representando de 2.4 a 4.3% y 0.14 a 0.43% del peso de la materia seca, respectivamente.

Síntesis de los FOS

En los primeros días de desarrollo de las raíces, la concentración de azucares simples en las raíces es muy alta y la de los FOS es muy baja. A medida que transcurren los días, intervienes dos enzimas que son las responsables de la síntesis de FOS. La primera enzima es la sacarosa fructosil transferasa (SST), la cual cataliza la unión de dos moléculas de sacarosa para producir 1-kestosa, el FOS más sencillo que existe y glucosa, que sirve de intermediario para la síntesis de FOS de mayor tamaño (mayor grado de polimerización). La segunda enzima es la fructano fructosil transferasa (FFT) y su función es catalizar la unión de dos moléculas de 1-kestosa o la unión de otros dos FOS preexistentes para producir otro de mayor grado de polimerización. De esta manera se llegan a formar todos los tipos de FOS que existen en la molécula de yacón

b) Qañiwa

Contenido de nutrientes

La Qañiwa tiene un contenido y calidad de proteínas similar a los otros granos andinos. La qañiwa tiene un alto contenido de fibra dietética, especialmente de fibra insoluble, lo que se debe probablemente a la presencia de las hojitas (perigonios) que envuelven el grano y que no han sido eliminadas por completo.

CONTENIDO DE FIBRA INSOLUBLE, SOLUBLE Y FIBRA DIETÉTICA TOTAL (FDT) EN LOSGRANOS ANDINOS g/100 g de materia seca

Muestra Fibra insoluble Fibra soluble Fibra dietética total

Amaranto 5,76 3,19 8,95

Qañiwa 12.92 3,49 16,41

Quinua 5,31 2,49 7,80