# 20 - 1/2 Consideraciones sobre la alimentación humana: Nutrición y salud. Carbohidratos.
(Edited)
En ciertas poblaciones de humanos el desarrollo de la tolerancia a la lactosa es un ejemplo de evolución humana reciente.
Todos los mamíferos cuando son jóvenes generan la enzima lactasa, para poder digerir la lactosa (principal forma de carbohidratos en la leche). El sentido de esto es porque los jóvenes mamíferos son amamantados por sus madres. Cuando los jóvenes mamíferos llegan a la edad en la que ya no es necesaria la lactancia, genes que poseen suprimen la producción de lactasa, y en consecuencia, ya no tienen capacidad de digerir la leche. Esta supresión de la producción de lactasa luego de la infancia tiene sentido evolutivo porque sería desperdiciar recursos para producir lactasa cuando ya no se bebe leche materna.
Créditos: (Piqsels) dominio público; (Piqsels) dominio público. Imágenes modificadas en CorelDRAW X8.
En poblaciones de humanos que domesticaron ganado en los últimos miles de años, individuos que continuaron produciendo lactasa tendrían ventaja porque podían consumir leche de vaca y productos lácteos, cuando otros no podían, es decir, individuos que antes de la edad adulta pierden su expresión de lactasa y en consecuencia por lo general se vuelven intolerantes a la lactosa con problemas digestivos asociados; como la diarrea.
Ha sido demostrado que al menos 4 genes diferentes, o de forma más correcta 4 alelos diferentes, son los que permiten la producción de lactasa a lo largo de la vida humana, y han surgido por mutación en al menos 4 poblaciones humanas diferentes que habían domesticado ganado. Estas poblaciones “mutantes” tolerantes a la lactosa, que incluyen a la mayoría de los europeos y muchos sudaneses, tanzanos y kenianos son, en tal sentido, un ejemplo de evolución humana reciente; y además son un ejemplo de evolución convergente, porque estas 4 poblaciones han llegado a la misma capacidad por medio de vías independientes de mutación y evolución.
Por otro lado, una característica prominente de las sociedades agrícolas y de los cazadores-recolectores en ambientes áridos es el consumo de almidón, y en contraste, consumen mucho menos almidón los cazadores-recolectores de la selva, de la zona circun-ártico y algunos pastores. En la digestión humana del almidón se encuentra implicada la enzima amilasa, y la producción de esta enzima depende de un gen llamado AMY1, que es un gen que muestra la variación del número de copias entre individuos, y esto significa que con probabilidad 2 individuos tengan números de copias diferentes de este gen, y por ende, tener longitudes totales de ADN diferentes.
Crédito: Skinner Prout (Wikimedia Commons) dominio público.
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Trabajos recientes han demostrado que individuos con más copias de AMY1 producen más amilasa y por eso son metabolizadores de almidones más eficaces. Investigadores encontraron que individuos en poblaciones que consumen en sus dietas más carbohidratos tienen más copias de AMY1, mientras que individuos en poblaciones que consumen más proteínas tienen menos copias de AMY1. Parece que, en las poblaciones que consumen muchos carbohidratos teniendo más copias de AMY1, lo que los hace más capaces de metabolizar carbohidratos de forma más eficaz, ha permitido una mayor supervivencia.
Crédito: D. G. Fabré (Wikimedia Commons) dominio público. Imagen modificada en CorelDRAW X8.
Lo relevante de lo expuesto radica en que, evolutivamente la selección natural en poblaciones agrícolas ha aumentado el número de copias de un gen que codifica a una enzima digestora de almidón, y por otra parte muestra que desde la revolución agrícola la adaptación genética a nuevas dietas se ha producido en humanos. Es de destacar que mayores números de copias de AMY1 y niveles de proteínas con probabilidad mejoren la digestión de alimentos que contienen almidón y puedan amortiguar los efectos que reducen la condición física de las enfermedades intestinales.
Durante el Pleistoceno medio, el rápido crecimiento en el tamaño del cerebro de los homininos habría requerido un mayor suministro de glucosa preformada. Esos incrementos en la demanda pudieron haberse satisfecho por medio de una variedad de adaptaciones dietéticas impulsadas tanto biológica como culturalmente. El regular consumo de alimentos ricos en almidón ofrece una coherente explicación para el suministro de energía al cerebro en desarrollo durante el Plioceno tardío y el Pleistoceno temprano, mientras que un aumento concomitante en la expresión de amilasa salival y el desarrollo de la cocción explican como aumenta con rapidez el tamaño del cerebro desde el Pleistoceno medio en adelante.
Crédito: Heinrich Harder (Wikimedia Commons) dominio público.
Los alimentos de origen vegetal con altas cantidades de almidón, para la evolución del fenotipo humano durante el Pleistoceno, fueron esenciales. No obstante, estudios previos han resaltado un cambio que fue mediado por herramientas de piedra de dietas basadas principalmente en plantas a basadas principalmente en carne como fundamentales en el desarrollo del cerebro humano y otros rasgos, también es sostenido que carbohidratos digeribles fueron necesarios para acomodar las demandas metabólicas mayores de un cerebro en crecimiento.
En la carne, el contenido de carbohidratos es muy bajo (0,2-0,4 %). Además, el rol adaptativo de la cocción en la mejora de la palatabilidad y la digestibilidad de carbohidratos es reconocido. Se ha provisto evidencia también de que el almidón cocido, una fuente de glucosa preformada, incrementó en gran medida la disponibilidad de energía para los tejidos humanos con demandas altas de glucosa, como los glóbulos rojos, el cerebro y el feto en desarrollo. También destaca el papel auxiliar que puede haber desempeñado para elevar la importancia del almidón en la evolución de los humanos siguiendo los orígenes de la cocción, la variación del número de copias en los genes de la amilasa salival.
Crédito: Roots, Tubers and Bananas (Flickr) CC BY 2.0.
Las amilasas salivales en gran medida son ineficaces en el almidón crudo cristalino, pero la cocción aumenta de manera sustancial su potencial de producción de energía y la glucemia o glucosa en la sangre. Aunque persisten incertidumbres con relación a la antigüedad de la cocción y también acerca de los orígenes de la variación en el número de copias del gen de la amilasa salival, como hipótesis, la información es una comprobable predicción de que esos eventos se encuentran correlacionados.
Los patrones de variación genética en los genes que codifican a las enzimas lactasa y amilasa proporcionan 2 de los ejemplos mejor interpretables de adaptaciones genéticas a especializaciones dietéticas en el metabolismo de humanos.
Cabe mencionar que los gránulos de almidón de fuentes botánicas diferentes poseen patrones característicos de forma, tamaño, composición y estructura. A manera de ejemplo, si los gránulos son pequeños la digestibilidad de ellos aumenta, lo que en parte explica, la digestibilidad relativa de diferentes almidones, por ejemplo la del trigo mayor que la del maíz, la del maíz mayor que la del guisante y la del guisante mayor que la de la papa. Los almidones también si contienen relativamente menos amilosa y más amilopectina se digieren más fácilmente. Es bien conocido el mecanismo por el cual la cocción aumenta la digestibilidad del almidón.
Créditos: Optograph (Wikimedia Commons) CC BY-SA 3.0; Couleur (Pixabay) dominio público. Imágenes modificadas en CorelDRAW X8.
Finalmente comentar que el almidón resistente, que se define como la suma de almidón y los productos de su degradación que no se absorben en el intestino delgado de sujetos saludables, reviste importancia desde el punto de vista energético, porque no son digeridos por el cuerpo los carbohidratos que llegan al intestino grueso, sino que estos son fermentados por la microbiota intestinal; serán el sustrato para la fermentación.
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Excelente post, muy buena información la que compartes, saludos.
Hola @haysed, gracias.
Excelente trabajo
Saludos @amart29, gracias.
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Saludos amigo @capp. Muy buena la información presentada, resulta interesante ver como diferentes poblaciones humanas llegaron a la misma adaptación, es como si nuestro organismo tuviera la capacidad de reprogramarse a si mismo indiferentemente de donde este. También me llamo la atención que los mamiferos luego de la lactancia perdieran esa capacidad de producir lactasa y en el hombre esto fuera una adaptación que viniera con la domesticación del ganado. Seria interesante ver que adaptaciones geneticas surgen de nuestra dieta actual, que en su mayoria son alimentos procesados.
Hola @emiliomoron, te comento algo sobre lo que te interesaría saber.
Es conocido que en el paleolítico los humanos consumían fundamentalmente vegetales (mucha fibra), pocas grasas y tenían mucha actividad física; en parte por la búsqueda de alimentos. Desde la revolución industrial la dieta humana cambió drásticamente porque hizo posible una mayor disponibilidad de alimentos por la agricultura intensiva y la tecnología; por ejemplo los azúcares y aceites refinados. Esto ocasionó un aumento de la ingestión de energía pero disminución del gasto energético, disminución del consumo de fibra y también un aumento del consumo de grasas dañinas como las saturadas, pero de las grasas "buenas" una disminución.
En el paleolítico la adaptación a una dieta resultó en una estructura genética; una constitución genética seleccionada. Los humanos modernos con su nutrición actual difieren de esa constitución genética que fue seleccionada y no ha dado tiempo para que las presiones selectivas produzcan los nuevos cambios adaptativos; o quizás si, algunos.
Más allá de la lactasa y la amilasa, existen estudios de interacciones entre genes y dieta en los que los patrones dietéticos o el consumo de bebidas azucaradas pueden modificar la predisposición genética al riesgo cardiovascular y la obesidad; incluso la diabetes y la hipertensión, entre otras, son consecuencia en gran medida de la discordancia evolutiva, es decir, la contradicción entre la estructura genética que resultó de la adaptación a la dieta paleolítica y la dieta humana moderna.
Los genes que causan enfermedades crónicas están regulados directa o indirectamente, en parte, por productos químicos específicos en la dieta, y se sabe que esto es así porque las dietas alteran la incidencia y la gravedad de una enfermedad; factores ambientales también están involucrados.
En otro sentido, la naturaleza no actúa a favor ni en contra sino en función de las tendencias que cada ser vivo impone, y en base a eso generacionalmente se adapta y dicha adaptación puede ser buena o mala, en base al criterio de los pensamientos humanos, pero la naturaleza no es humana y carece de esos criterios. Saludos.
Excelente material que para mi logra cubrir muchas dudas acerca de la forma en como nos alimentamos, una pregunta amigo:
A pesar de que hemos evolucionado para volvernos más tolerantes a la lactosa, porque pareciera que cuando tenemos más edad nos volvemos más intolerante a la lactosa y al consumo de lácteos?
Desde muy niño me ha gustado consumir leche de vaca y sus derivados, pero he notado que últimamente no tolero mucho el consumo de leche.
Gracias por compartir este post muy completo y de muchas consideraciones dentro de la alimentación humana. Saludos amigo @capp
Más allá de lo expuesto en relación a las adaptaciones evolutivas ocurridas en poblaciones. Un caso digamos específico y eventualmente ocurrente, es el de niños recién nacidos que no toleran la lactosa porque su organismo al encontrarse en desarrollo no ha completado el mecanismo para producir la enzima lactasa que cataliza la lactosa de la leche de vaca y por eso sufren de cólicos y los padres por el constante llorar y llorar de los recién nacidos; en esos casos les administran leches maternizadas libres de lactosa, como la "leche de soya", entre otras. Transcurrido unos meses, los niños empiezan a producir lactasa y problema resuelto. No obstante, la mayoría de los recién nacidos muestran alta actividad de lactasa.
En adultos la actividad lactasa es por causa hereditaria adquirida evolutivamente, y la deficiencia en lactasa puede ocurrir por causas genéticas pero es variable según las poblaciones; entre hispanos, asiáticos y africanos es diferente. Con la edad la producción de lactasa va disminuyendo pero se suele mantener cierta cantidad de producción. Por ejemplo, si alguien ingiere un litro de leche de vaca sin problemas de intolerancia a la lactosa, y pasado el tiempo, el mismo litro de leche al ingerirlo le produce los síntomas de intolerancia a la lactosa, eso indica que debe disminuir el consumo, y quizás si ingiere 1/4 de litro no presentará los síntomas; si aumenta el consumo nuevamente presentará los síntomas. En conclusión, en mayor o menor medida, con los años la producción de lactasa disminuye.
También alguna enfermedad que haya afectado al intestino delgado puede disminuir la producción de lactasa.
Es curioso que la lógica de los senos de una mujer es amamantar y la de los recién nacidos el de chupar con su boca los senos para ingerir leche líquida porque no tienen dientes. Después de salir los dientes el propósito para alimentarse es morder y masticar, ya no es chupar, pero por domesticar ganado, esto permitió una adaptación evolutiva para producir lactasa a lo largo de la vida. Saludos estimado @carlos84.