Tema 5: FIBRA DIETÉTICA

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1 Tema 5: FIBRA DIETÉTICA 5.1- Tipos de fibra 5.2- Efectos de la fibra en el aparato digestivo 5.3- Fermentación 5.4- Necesidades y fuentes 5.5- Importancia de la fibra para la salud 5.6- Casos especiales de fibra Plantago ovata Chitosano Lignina

2 FIBRA ALIMENTARIA: CNCEPTS El término fibra tiene diferentes valores según la circunstancia en la que es usado. Fibra bruta, es el término para indicar una medida analítica puramente empírica del residuo orgánico lavado y desecado, que permanece después de una ebullición de la muestra desengrasada, en ácido sulfúrico diluido en solución alcalina. Fibra alimentaria, es el término que indica la fracción que permanece sin digerir, atravesando el organismo. La fibra alimentaria comprende también, al menos teóricamente, alguna parte soluble, pero no digerible en la dieta (ej: pectina).

3 FS, GS

4 TIPS DE FIBRA ALIMENTARIA PRPIEDADES FIBRA INSLUBLE Celulosa Hemicelulosa Lignina Aumenta el bolo fecal, aumenta el peristaltismo y el tránsito, aumenta las deposiciones, reduce la presión intraluminal. Aumenta la excreción de Na, Zn, Ca, Fe y Mg. Aumenta el bolo fecal Aumenta la excreción de ácidos biliares Antioxidante Aumenta la excreción de sales biliares Aumenta la excreción de Na, Ca, Fe y Mg. FIBRA SLUBLE Pectinas Gomas y Mucilagos Algunas Hemicelulosas Retarda el vaciamiento gastrico Aumenta excreción de ácidos biliares Disminuye colesterol Disminuye absorción de glucosa Disminuye absorción de grasas Aumenta la población bacteriana Produce ácidos grasos de cadena corta

5 GMAS substancias viscosas y pegajosas, segregadas como respuesta a heridas (gomosis) Goma arábiga (acacias africanas) galactosa, arabinosa, ramnosa y ácido galacturónico Goma tragacanto (Astragalus gummifer) Goma de Sterculia (Sterculias) ramnosa y ácido galacturónico Propiedades generales de las gomas: No absorbibles, no digeribles Retardan el vaciamiento gástrico Suministran substrato fermentable Reducen la concentración plasmática de colesterol Mejoran las tolerancias de los diabéticos a la glucosa Adyuvantes en dietas de adelgazamiento

6 MUCILAGS substancias viscosas - no son exudados Neutros goma garrofa o de ceratonia (Ceratonia siliqua) galactomanano [manano β(1,4) con ramificaciones gal α(1,6)] cada 5 o 6 restos de manosa. Espesante sustituto de almidón Gal Gal gal α(1,6) Man Man Man Man Man Man Man β(1,4) Goma garrofa o de garrofín

7 MUCILAGS substancias viscosas - no son exudados Neutros goma guar (Cyamopsis tetragonolobus) igual que la goma garrofa [galactomanano β(1,4) con ramificaciones gal α(1,6) cada 2 manosas] lo que da mayor contenido de galactosa efecto hipocolesterémico espesante de los alimentos Gal gal α(1,6) Gal Gal Man Man Man Man Man Man Man β(1,4) Goma guar o guarano

8 MUCILAGS substancias viscosas - no son exudados Ácidos mucílagos de plantago (Plantago ovata, Plantago psillium, Plantago major) heteroxilanos (xilosa y ácidos urónicos) con ramnosa, arabinosa y galactosa numerosas propiedades (se verán más tarde) mucílagos de Malva silvestris yaltea officinalis laxantes y emolientes (restauran la piel) Propiedades generales de los mucílagos: Retardan el vaciamiento gástrico Suministran substrato fermentable Fijan ácidos biliares y sus derivados

9 PECTINAS -copolímeros de ramnosa y ácido galacturónico con sustituyentes de frutosa y xilosa -forman geles en solución acuosa -el ácido péctico y las pectinas poco metiladas son insolubles en agua -las pectinas hipermetiladas son solubles en agua -zumos de frutas (limón, manzana, etc.) estabilizantes y gelificantes L-ramnosa ácido D-galacturónico H CH H H CH H ácido poly-d-galacturónico H H H H H H H H H H H H CH 3 CH

10 PECTINAS -copolímeros de ramnosa y ácido galacturónico con sustituyentes de frutosa y xilosa -forman geles en solución acuosa -el ácido péctico y las pectinas poco metiladas son insolubles en agua -las pectinas hipermetiladas son solubles en agua -zumos de frutas (limón, manzana, etc.) estabilizantes y gelificantes Ácido péctico < 5 metilos/cadena Propiedades de las pectinas: Pectinas poco metiladas < 45 metilos cadena Pectinas hipermetiladas < 45 metilos/cadena absorben agua retardan el vaciamiento gástrico suministran substrato fermentable fijan ácidos biliares y aumentan su excreción reducen el colesterol plasmático mejoran la tolerancia de los diabéticos a la glucosa

11 HEMICELULSAS -son como las pectinas pero con mucha menor proporción de ácido galacturónico -se depositan entre las fibras de celulosa -no son fermentables (xilanos, arabinoxilanos, galactomananos, glucomananos, xiloglucanos) Propiedades de las hemicelulosas: -aumentan el volumen y peso de las heces -reducen la elevada presión intraluminal del cólon -aumentan la excreción de ácidos biliares

12 PLISACARIDS DE ALGAS MARINAS Agar (algas rodofíceas: Gracilaria, Gelidium, etc.) mezcla de agarosa y agaropectina agarosa: D-galactosa β(1,4) 3,6 anhidro-α-l-galactosa agaropectina: piruvil-agarosa sulfatada -soluble en agua a C (gel líquido espeso) -solidifica a C -medios de cultivo microbiológico -electroforesis de ácidos nucléicos

13 CARRAGENATS (algas rojas: Chondrus, Euchema, Hypnea) (carragenanos) Galactanos sulfatados de estructura lineal (A-B)n κ-carrageninas forman geles entre 30 y 50 0 C λ-carrageninas no gelifica pero da viscosidad Usos: cremas y emulsiones protección de la mucosa intestinal gelificantes y estabilizantes en alimentación

14 ALGINATS (Laminaria, Macrocystis, etc.) Polímeros de ácidos D-manurónico y L- gulurónico en cantidad variable denominado ácido algínico (unión de bloques de bloques de restos de poli-β-d-manurónico y poli-lα-gulurónico). Laminaria digitata Los alginatos son las sales sódica y magnésica (solubles) y cálcica (insolubles-esferificación). Usos: excipientes farmacéuticos, emulsificantes, estabilizantes de emulsiones, cosmética y odontología (moldes). Usos culinarios: gelificantes, espesantes, para esferificación, etc. Macrocystis pyrifera

15 -Lácteos (natillas, batidos, yogures, flanes, helados, mousse de chocolate, leche condensada, queso fresco y en polvo, cremas) -Cárnicos, aves y pescados (salchichas, jamones cocidos, carne de cerdo, pollo, pavo, hamburguesas, gelatinas de pescado) -Pastelería (tartas, postres de gelatina, mermeladas, siropes, gominolas, glaseados) -Salsas y bebidas (zumos de frutas concentrados, cerveza, sopas, salsa de aliño) -No alimenticios (pasta de dientes, cosméticos, ambientadores, champús)

16 Tema 5: FIBRA DIETÉTICA 5.1- Tipos de fibra 5.2- Efectos de la fibra en el aparato digestivo 5.3- Fermentación 5.4- Necesidades y fuentes 6.5- Importancia de la fibra para la salud 6.6-Casos especiales de fibra Plantago ovata Chitosano Lignina

17 EFECTS DE LA FIBRA EN EL APARAT DIGESTIV Aumento de la retención hídrica y viscosidad Instauración de flora bacteriana adecuada Intercambio de cationes Fijación de sales biliares, fosfolípidos y colesterol

18 EFECTS DE LA FIBRA EN EL APARAT DIGESTIV 1- AUMENT de la RETENCIN HIDRICA y VISCSIDAD (estómago, intestino delgado e intestino grueso) 1.1-ESTMAG Sensación de saciedad a: estomago lleno de alimentos pobres en fibra b: estomago lleno de alimentos ricos en fibra * Enlentecimiento del vaciado gástrico por distensión gástrica Enlentecimiento de la absorción de nutrientes (ej. glucosa)

19 EFECTS DE LA FIBRA EN EL APARAT DIGESTIV 1.2-INTESTIN DELGAD *Atrapamiento de sustratos Enlentecimiento en la absorción de nutrientes Modificación del lugar de absorción (retraso) y respuesta de las hormonas gastrointestinales Modificación de la velocidad de metabolización de nutrientes

20 EFECTS DE LA FIBRA EN EL APARAT DIGESTIV 1.3-INTESTIN GRUES FUNCIN Aumento de la motilidad Efecto diluyente del contenido intestinal Disminución de la presión intraluminal EFECT FISILGIC Efecto laxante (junto al agua retenida) Aumento de la frecuencia de las deposiciones Disminución del tiempo de tránsito Reducción del peligro oncogénico por reducción de tóxicos y productos de desecho Reducción del riesgo de diverticulosis Disminución de la presión intraabdominal Reducción del riesgo de hernia de hiato, hemorroides y varices

21 EFECTS DE LA FIBRA EN EL APARAT DIGESTIV 2-INSTAURACIN de la FLRA BACTERIANA INTESTIN GRUES Producción de gases: Flatulencia *Grado de fermentabilidad media de distintos tipos de fibra Producción de ácidos grasos volátiles o de cadena corta (AGCC): -Estimulación de la proliferación celular normal -Fuente energética de la célula intestinal (enterocitos) -Absorción de Na+ y H 2 -Inhibición de la síntesis de colesterol -disminución del ph -Inhibición del desarrollo de tumores -Instauración de una flora colónica beneficiosa (á. butírico) Ataque a componentes intestinales evitando la producción de agentes oncogénicos (colantrenos y norcolenos).

22 EFECTS DE LA FIBRA EN EL APARAT DIGESTIV 2-INSTAURACIN de la FLRA BACTERIANA Dimeticona: INTESTIN actúagrues como antiespumante, reduciendo Producción la tensión de gases: Flatulencia superficial de las burbujas de *Grado de fermentabilidad media de distintos tipos de fibra gas facilitando su disgregación por lo que suprime la acumulación de gases y la dilatación (á. butírico) abdominal. ANTIFLATULENT Producción de ácidos grasos volátiles o de cadena corta (AGCC): -Estimulación de la proliferación celular normal -Fuente energética de la célula intestinal (enterocitos) -Absorción de Na+ y H 2 -Inhibición de la síntesis de colesterol -disminución del ph -Inhibición del desarrollo de tumores -Instauración de una flora colónica beneficiosa Ataque a componentes intestinales evitando la producción de agentes oncogénicos (colantrenos y norcolenos).

23 EFECTS DE LA FIBRA EN EL APARAT DIGESTIV 3-INTERCAMBI DE CATINES INTESTIN Peligro de deficiencia mineral 4-FIJACIN DE SALES BILIARES, FSFLIPIDS y CLESTERL INTESTIN Fijación de sales biliares, fosfolípidos y colesterol Enlentecimiento de la absorción de lípidos Modificación del lugar de absorción

25 FERMENTACIN DE LA FIBRA EN EL CLN (bacterias intestinales) FIBRA ALIMENTARIA FERMENTACIN CLÓNICA Escherichia (E. coli 157:H7) Enterococcus faecalis Bacteroides Bifidobacterium * Eubacterium Peptococcus Peptostreptococcus Clostridios Lactobacillus Streptococcus Producción de gases: H 2, C 2, CH 4 Producción de ácidos orgánicos Acetato, propionato y butirato Residuo no digerible Masa bacteriana C 2 + H 2 + ATP 1-2,5 Kcal/g

26 Válvula ileocecal

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30 NECESIDADES Mantenimiento del equilibrio intestinal: fermentación de 60 gr/día de materia orgánica en colon 60 gr de fracción indigerible de los alimentos (HC) Ingesta media de fibra: 20 gr/día Déficit de 40gr/día ( carbohydrate gap ) gramos/día varones 25 gr/día mujeres Relación insoluble/soluble: 3/1 Debemos considerar otros componentes no digeribles : TRS SUSTRATS FERMENTABLES PR EL CLN Polisacáridos no almidón = gr/día Almidón resistente = gr/día Azúcares no absorbibles = 2-10 gr/día ligosacáridos = 2-6 gr/día Proteínas que escapan a la digestión en ID = 5-12 gr/día Moco intestinal = 2-3 gr/día

31 VENTAJAS DE LA FIBRA DE FRUTAS Y VERDURAS FRENTE A LAS DE CEREALES Consideraciones a tener en cuenta a la hora de equilibrar la dieta : Composición más equilibrada entre fibra soluble e insoluble Menor contenido calórico Mayor capacidad de retención de agua Mayor fermentabilidad Vitaminas Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Hay que recordar que los cereales contienen cantidades variables de ácido fítico que puede afectar la biodisponibilidad de los minerales

32 FIBRA: FUENTES ALIMENTARIAS Insoluble Soluble INSLUBLE:CEREALES INTEGRALES, CENTEN y PRDUCTS DERIVADS del ARRZ Escasamente degradadas por las bacterias del colon Excretadas casi íntegras por heces Gran capacidad de retener agua Aumentan la masa fecal, la motilidad gastrointestinal y el peso de las heces Pequeño efecto sobre la absorción de macronutrientes Reducen la absorción de cationes divalentes por presencia de ácido fítico (inositolhexafosfato); balance negativo de zinc, calcio y hierro

33 FIBRA: FUENTES ALIMENTARIAS SLUBLE: FRUTAS, LEGUMBRES, CEREALES CM CEBADA y AVENA Rápidamente degradadas por la microflora en colon Producción de AGCC: descenso del ph intraluminal estimula reabsorción de agua y sodio (colon ascendente) potencia la absorción en colon de cationes divalentes butirato: efecto trófico sobre la mucosa (principal fuente energética) Retrasan vaciamiento gástrico y enlentecen el tránsito intestinal

35 IMPLICACINES NUTRICINALES: DIETAS BAJAS EN FIBRA MUND DESARRLLAD Déficit de fibra en la dieta Mayor incidencia de enfermedades crónicas Mecanismo directo Mecanismo indirecto Efectos digestivos Cambios metabólicos: aparición de otros nutrientes en cantidad y calidad Diverticulosis Hernia de hiato Hemorroides besidad Diabetes Ateroesclerosis

36 Colitis ulcerosa Crohn

37 DIVERTICULS a: con una alimentación rica en fibra, el contenido fecal es voluminoso y blando, y es impulsado con facilidad a lo largo del intestino b: si el contenido en fibra es bajo, el contenido fecal es pequeño y duro y se requiere un esfuerzo suplementario de la pared intestinal para impulsarlo, por lo que los músculos de la pared se engruesan y endurecen c: aumenta la presión en la cavidad intestinal, pudiendo forzar la salida de bolsas de mucosa a través de la pared muscular DIVERTICULS

38 HERNIA DE HIAT a: relación normal entre esófago, diafragma y estómago. b: desplazamiento hacia arriba de la parte superior del estómago a través del orificio diafragmático que normalmente contiene el esófago, como resultado, en parte, del aumento de la presión en el abdomen. Resultado: HERNIA DE HIAT

39 EFECTS BENEFICISS DE LA FIBRA ALIMENTARIA BESIDAD Sensación de saciedad: menor consumo de alimentos. Reducción del contenido calórico de la dieta (1-2.5 Kcal/g) ESTREÑIMIENT Disminución del tiempo de tránsito intestinal Aumento de la masa fecal Aumento la frecuencia y la facilidad de la evacuación DIABETES Menor y más lenta absorción de glucosa HIPERCLESTERLEMIA Menor absorción de colesterol CÁNCER INTESTINAL Mantenimiento y desarrollo de la flora intestinal

40 EFECTS BENEFICISS DE LA FIBRA ALIMENTARIA BESIDAD Sensación de saciedad: menor consumo de alimentos. Reducción del contenido calórico de la dieta (1-2.5 Kcal/g) ESTREÑIMIENT Disminución del tiempo de tránsito intestinal Aumento de la masa fecal Aumento la frecuencia y la facilidad de la evacuación DIABETES Menor y más lenta absorción de glucosa HIPERCLESTERLEMIA Menor absorción de colesterol CÁNCER INTESTINAL Mantenimiento y desarrollo de la flora intestinal

41 EFECTS BENEFICISS DE LA FIBRA FRENTE AL CÁNCER DE CLN Y RECT Evidencias: Las poblaciones que consumen más fibra tienen menos incidencia de estos tipos de cáncer Dietas bajas en grasas y altas en fibra (cereales, frutas y verduras) reducen el riesgo de padecer cáncer. Producción de substancias anticancerígenas Fermentación de la fibra Al disponer de carbohidratos fermentables, las bacterias intestinales producen menos substancias cancerígenas La producción de ácidos (ácido butírico) dificulta el crecimiento y la actividad de bacterias indeseables. Reducción del tiempo de contacto entre cancerígenos y mucosa

43 Fibras especiales Plantago ovata Chitosano Lignina

44 semillas cutículas heteroxilanos (xilosa y ácidos urónicos) con ramnosa, arabinosa y galactosa

45 semillas cutículas

46 - Toxico Circulación enterohepática Hígado conjugación de tóxico Tóxico - á. glucurónico (glucurónido) secreción Glucurónido en intestino Glucurónido en heces absorción Tóxico + á. glucurónico glucuronidasa Plantago ovata

47 Plantago ovata heces

48 CHITSAN Quitina CH 2 H CH 2 H H H NH NH C C Chitosano (quitosano) CH 2 H CH 3 CH 2 H CH 3 H H NH 2 NH 2

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50 Filoquinona H vitamina D3 3 Filoquinona Filoquinona 3 H vitamina D3 H vitamina D3 3 Filoquinona Filoquinona 3 Filoquinona H vitamina D3 3 3 Filoquinona Filoquinona 3 Filoquinona 3 H vitamina D3 3 Filoquinona 3 H vitamina D3 Filoquinona H vitamina D3 3 Filoquinona Filoquinona Filoquinona H vitamina D3 Filoquinona Filoquinona 3 3 CH 2 H H CH 2 H H CH 2 H H CH 2 H H NH 3 + NH 3 + NH 3 NH CH 2 H H CH 2 H H CH 2 H H CH 2 H H NH 3 + NH 3 + NH 3 NH CH 2 H CH 2 H H H NH 3 NH CH 2 H CH 2 H H H NH 3 + NH 3 + CH 2 H H CH 2 H H CH 2 H H CH 2 H H NH 3 + NH 3 + Vitamina D 3 NH 3 NH Filoquinona (vitamina K) CH 2 H H CH 2 H H CH 2 H H CH 2 H H NH 3 + NH 3 + NH 3 NH H Filoquinona 3 HECES vitamina D3

51 Ácido p-hidroxicumárico Lignina

52 PRPIEDADES DE LA LIGNINA Indigerible No se absorbe Insoluble en agua, ácidos y álcalis Inatacable por la flora microbiana del cólon Inhibe el crecimiento microbiano y el paso de bacterias a la sangre Reduce la concentración de estrógenos Inhibe la aromatasa de los tumores intestinales Atrapa radicales libres Fija ácidos biliares y colesterol reduciendo su absorción Fija toxinas y carcinógenos producidos por la flora intestinal Fija toxinas derivadas de los fármacos de la quimioterapia

53 H lignina anostrozol (arimidex) Testosterona aromatasa H H Estradiol