Fibra Alimentaria
1.Las primeras definiciones de al fibra alimenticia hablaban de restos de células vegetales que persistían tras su hidrólisis (descomposición química de un compuesto con agua) por las enzimas del aparato digestivo de los mamíferos. Esta definición fisiológica intentaba caracterizar la fibra en relación con el proceso de la digestión que tiene lugar en el aparato gastrointestinal. Se entendía que abarcaba tanto el material de las paredes de las células vegetales, como la celulosa, la hemicelulosa, la pectina y la lignina y los polisacáridos intracelulares, como las gomas y mucílagos.
2.Los componentes más importantes de las fibras alimentarias son los polisacáridos (carbohidrato que contiene 3 o más moléculas de carbohidratos simples) que no son almidón, como la celulosa, los β-glucanos con enlaces mixtos, las hemicelulosas, las pectinas y las gomas. La celulosa existe en la pared de todas las células vegetales, y la avena y cebada son especialmente ricas en β-glucanos. Es característico que las gomas sean polisacáridos menores que forman parte de la mayoría de los alimentos.
3.Las fuentes de fibras alimentarias se dividen en las que proporcionan fibras hidrosolubles o insolubles al agua. La indicación de solubilidad indica la presencia de polisacáridos que se dispersan en el agua, más que una auténtica solubilidad química. Los polisacáridos insolubles se dispersan mal.
4.El interés actual por las fibras como componentes importantes de la dieta surge de la asociación epidemiológica entre una elevada ingesta de fibras y la menor incidencia de determinadas enfermedades crónicas, como las cardiovasculares y el cáncer de intestino grueso.
5.cinco son las características físicas más importantes de las fibras, y estas son: CAPACIDAD DE RETENCION DE AGUA: la capacidad de retener agua de una fibra representa su facultad para conservarla en el interior de su matriz. El interés por la capacidad para retener agua de las fibras surge de la idea de que poseen una elevada capacidad aumentan el peso de las heces (McConnell AA, Eastwood MA, Mitchel WD (1974) Physical characteristics of vegetable foodstuffs that could influence bowel funtion, J Sci Food Agri 25:1457-1464). Esta capacidad es mucho mayor en las fibras solubles, como las pectinas y las gomas, que en las insoluble, como la celulosa y el salvado de trigo. Las fibras vegetales tiene valores intermedios. VISCOSIDAD: algunos grupos de fibras alimentarías pueden formar soluciones de gran viscosidad, como ocurre con las pectinas, varias gomas, los β-glucanos y los polisacáridos de la algas como el agar y el alga carragaen. Esto determinaría una diarrea no tan líquida. SENSIBILIDAD A LA FERMENTACION: las fibras alimentarias, aunque resistentes a la digestión por las enzimas de mamíferos, son muy sensibles a la fermentación por la microflora del intestino grueso. En general, las fibras aisladas fermentan fermentan con mayor facilidad que las contenidas en una matriz alimentaria. La fibra insoluble celulosa es la más resistente a la fermentación, mientras que las fibras solubles, como la pectina y la goma guar, fermentan en su totalidad. Cualquiera que sea el tipo d fibra, la fermentación produce la formación de ácidos de cadena corta, particularmente acetato, propionato y butirato, así como gas hidrógeno. Algunas personas forman también metano. UNION A ACIDOS BILIARES: Las fibras alimentarias pueden unirse a los ácidos biliares tanto in Vitro (Kritchevsky D, Store JA (1974) Binding of bile salts Vitro by nonnutritive fiber, J Nutr 104:458-462) como in vivo (Gallaher DD, Schneeman BO (1986) Intestinal interaction of bile acids, phospholipids, dietary fibers and cholestyramine. Am J Physiol 250:G420-G426). En general, la celulosa se une muy poco, el salvado de trrigo y alfalfa lo hacen algo más, la pectina y la goma guar lo hacen en cantidades moderadas y la lignina tiene una gran capacidad de unión. Esta unión, permte que los ácidos biliares no degraden las grasas dentro del intestino, llevando a una absorción menor de lípidos hacia la sangre. CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO: muchas fibras tiene una capacidad de intercambio catiónico demostrable en vivo y, por tanto podrían unirse a los minerales de la luz gastrointestinal como hierro, cobre, calcio y zinc. (Nair BM, Asp N-G, Nyman M, Persson H (1987) Binding of mineral elements by some dietary fibre components-in Vitro(I). Food Chem 23:295-303).
6.Las fibras producen respuestas fisiológicas dentro del organismo y de la medición de estas respuestas se deduce claramente que las propiedades físicas de las fibras alimentaria afecta el funcionamiento del tubo digestivo e influyen en la velocidad y lugar de absorción de los nutrientes.Estas respuestas fisiológicas son:
•REDUCCIÓN DEL COLESTEROL DEL PLASMA: Casi todas las fibras hidrosolubles aisladas reducen el colesterol plasmático del hombre y el colesterol plasmático y hepático de los animales. Estas fibras son las pectinas, el psyllium, y distintas gomas, como la goma guar, la goma de algarrobo, y las celulosas modificadas, como la carboximetilcelulosa. El consumo de alimentos ricos en estas fibras hidrosolubles, como los salvados de avena y cebada (fuentes de β-glucanos con enlaces mixtos), legumbres y verduras suelen traer consigo un descenso del colesterol plasmático. Se han medido descensos de hasta 25% del colesterol total del plasma, pero en casi todos los estudios las reducciones son de 5% a 10%. De forma casi invariable, esta caída afecta a la fracción unida a las lipoproteínas de baja densidad (LDL), con cambios escasos o nulos de la correspondiente a las lipoproteínas de alta densidad (HDL). Por el contrario las fibras aisladas o los alimentos ricos en fibras no hidrosolubles apenas tienen capacidad para modificar el colesterol del plasma. Estas fibras son la celulosa, la lignina y los salvados de maíz y de trigo. Un informe preliminar señala que la lipogénesis (formación de grasa) humana in vivo puede suprimirse cuando los individuos ingieren una dieta rica en carbohidratos con abundantes carbohidratos complejos, como el almidón y la fibra (Hudgins L, hellerstein M, Seidman C, et al (1993) Increased de novo lipogenesis on a eucaloric low fat high carbohydrate diet does not alter energy expenditure [abstract]. Obesity Res 1 (suppl 2):92S. las pruebas existentes indican que los efectos reductores del colesterol de las fibras alimentarias se debe a más de un mecanismo. Las propiedads físicas dela fibra que parecen ser responsables principales de este efecto son su capacidad de unión (o atrapamiento) a los ácidos biliares y su viscosidad (Ekhard E. Ziegler, L.J Filer, Jr (1997) Conocimientos actuales sobre nutrición, copublicación OPS/Instituto internacional de Ciencias de la Vida. 7ª ed.).
•MODIFICACION DE LA RESPUESTA GLUCEMICA: En muchos estudios se ha demostrado que el consumo de ciertas fibras hidrosolubles reduce las respuestas glucémicas (glucosa en sangre) e insulinémicas (insulina en sangre) posprandiales (posterior a comer). El efecto de la fibra en la velocidad de vaciamiento gástrico se ha asociado a su capacidad de amortiguar la respuesta glucémica a una carga de glucosa y lentificar la absorción de nutrientes. El control a largo plazo de la glicemia medido a través de la hemoglobina glicosilada, también mejora con las comidas ricas en guar, tanto en el hombre como en animales. Además, se ha visto que la goma guar reduce el aumento de tamaño renal asociado al comienzote la diabetes en animales. Esta hipertrofia está estrechamente relacionada con las concentraciones de glucosa en sangre. Entre las posibles explicaciones de este efecto se ha propuesto un retraso del ritmo de vaciamiento gástrico y una lentificación de la digestión del almidón o de la absorción de glucosa en el intestino delgado. Se ha dicho que los polisacáridos viscosos, pero no así las fibras insolubles como la celulosa, lentifican el vaciamiento gástrico (Ekhard E. Ziegler, L.J Filer, Jr (1997) Conocimientos actuales sobre nutrición, copublicación OPS/Instituto internacional de Ciencias de la Vida. 7ª ed.).
•MEJORA LA FUNCION DEL INTESTINO GRUESO: la presencia de fibra en la dieta puede influir en la función del intestino grueso por disminución de tiempo del tránsito, por incremento del peso del las heces, y frecuencia de la defecación, y por mejora del sustrato fermentable de la microflora normalmente presente en la luz del órgano. En 14 estudios se ha visto que el tiempo de tránsito disminuye con la administración de salvado de trigo, y que desciende con la adición de frutas y verduras a la dieta. Según 3 estudios la pectina no modifica el tránsito intestinal (LSRO (Life Sciences Research Office) (1987) In pilch Sm (ed), Physiological affects and health consequences of dietary fiber. Federation of American Societies for experimental Biology, Bethesda, MD). Mediante el estudio de datos de población de sujetos sanos, Spiller, notificó que un peso fecal bajo aumenta el tránsito; el tiempo de tránsito tiende a disminuir a medida que el peso de las heces aumenta. Los polisacáridos distintos al almidón y el almidón resistente son los componentes de la dieta que más aumentan la masa fecal. Cummings resumió distintos estudios calculando el crecimiento del peso fecal en relación con el peso de la fibra ingerida. Los alimentos que contienen componentes de fibra insoluble, como el salvado de trigo, son los que tienden a producir masas fecales más pesadas. Las frutas y verduras, gomas y mucílagos también proporcionan aumentos moderados, mientras que las legumbres y pectinas dan lugar a modestos incrementos. El aumento del peso de las heces se asocia típicamente a la elevación de la masa microbiana, del residuo no digerido o de la matriz fecal no celular. En consecuencia, la capacidad para aumentar la masa fecal de una fuente de fibra dada dependeré de que sea capaz de modificar uno de estos tres parámetros. Así, el salvado de trigo contribuye sobretodo a elevar el residuo no degerido, mientras que la fibra contenida en frutas y verduras y los polisacáridos solubles pueden ser objeto de una extensa fermentación, y por tanto, tendrá a incrementar la masa celular bacteriana. Otro aspecto, es que durante la fermentación de la fibra en la dieta, la microflora produce ácidos grasos decadena corta, fundamentalmente acetato, propionato y butirato. Este último puede ser empleado por las células intestinales como fuente de energía. (Ekhard E. Ziegler, L.J Filer, Jr (1997) Conocimientos actuales sobre nutrición, copublicación OPS/Instituto internacional de Ciencias de la Vida. 7ª ed.).
•REDUCCION DE LA DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES: Los datos adquiridos en vitro indican que varias fuentes de fibras pueden inhibir la actividad de las enzimas pancreáticas que participan en la digestión de los carbohidratos, lípidos y proteínas (Schneeman BO, Galleher DD (1993) Effects of dietary fiber ondigestive enzymes. In Spiller GA (ed), Dietary fiber in human nutrition, 2nd ed. CRC Press, Boca Raton, Fl, pp377-385). Se ha comprobado la presencia de inhibidores emzimáticos específicos en algunas fuentes de fibras no purificada. Varias líneas de investigación indican que determinadas fibras podrían reducir la disponibilidad de las enzimas que hidrolizan (rompen) los triglicéridos, el almidón y las proteínas del contenido intestinal. Lairon et al. Describieron que el salvado y el germen de trigo contiene un inhibidor de la lipasa pancreática, llevando a un amortiguamiento de la elevación de los triglicéridos en sangre (Cara L, Dubois C, Borel P, et al. (1992) Effects of oat bran, wheat fiber, and wheat germ on postprandial lipemia in healthy adult. Am J Clin Nutr 55:81-88). También se ha notificado, en las legumbres, la presencia de inhibidores de la amilasa que podría retrasar la hidrólisis del almidón en el intestino delgado. Se ha descrito una inhibición de la amilasa contenidas en los jugos pancreáticos o duodenal por el salvado de trigo, el xilano, la celulosa, la goma guar y el psyllium. En los pacientes con insuficiencia pancreática que recibieron una dieta rica en pectina o salvado de trigo se observó un a disminución de las actividades amilasa, tripsina, quimiotripsina y lipasa aportadas por el tratamiento de sustitución. Ello hace pensar que estas fuentes de fibras pueden reducir significativamente la capacidad de las enzimas pancreáticas en el intestino delgado (Isaksonn C, Lundquist B, Akesson B, Ihse I (1994) Effects of pectin and wheat bran on intraluminal pancreatic enzyme activities and on fat absorption as examined with the triolein breath test in pacients with pancreatic insufficiency. Scand J Gastroenterol 19:467-472). La presencia de matriz de las paredes de las células vegetales de un alimento ejerce una acción de barrera directa frente a la digestión. Las paredes celulares intactas retrasarán la penetración de las enzimas en los alimentos de origen vegetal. Las fibras tienen un efecto escaso o nulo en la absorción de vitaminas. Las fuentes naturales de fibras, como los cereales y las frutas, suelen tener un efecto depresor de la absorción de ciertos minerales como el calcio, el hierro, el zinc y el cobre. Sin embargo, parece probrable que al menos parte de este efecto de deba a la de ácido fítico en los alimentos, pues se sabe que éste interfiere la absorción de minerales. En la inmensa mayoría de los estudios realizados sobre las fuentes alisladas de fibras, como la celulosa, la pectina, y las gomas, no se han visto efectos nocivos para el balance mineral (Torre M, Rodriguez AR, Saura-Calixto F (1991) Effects of dietary fiber and phytic acido on mineral availability. Crit Rev Food Sci Nutr 1(1):1-22). Las propiedades físicas de las fibras alimentarias modifican las características físicas del contenido intestinal. La masa o cantidad de material que se encuentra en el intestino delgado aumentará debido a que las fibras no son digeribles y, en consecuencia, esta material quedará allí durante todo el tránsito intestinal. El volumen del contenido intestinal también aumentará gracias a la capacidad de retener agua de la fibra. Es probable que un aumento de la masa, el volumen o la viscosidad del contenido intestinal pueda retrasar la difusión de las enzimas, los sustratos y los nutrientes hacia la superficie de absorción, todo lo cual traería consigo una aparición más lenta de nutrientes en la sangre después de una comida.