Evaluación de la calidad de la proteína al detalle

La calidad proteica siempre ha sido un tema de interés y preocupación entre nutricionistas y profesionales de la salud, ya que algunas proteínas parecen proporcionar una cantidad insuficiente de aminoácidos esenciales.

En este artículo, utilizaremos los términos nitrógeno y proteína de manera intercambiable. Esto se debe a que el nitrógeno constituye aproximadamente el 16% de la estructura de las proteínas, convirtiéndolo en un marcador clave para evaluar la ingesta y calidad proteica en el ámbito de la nutrición.

Contexto

Desde el reporte de la FAO de 1965 se usó la proteína del huevo como patrón de referencia de aminoácidos (1), esto sucedió en respuesta a una necesidad de evaluar la calidad proteica de manera simple y económica, hasta ese momento, se empleaban ensayos biológicos, como la Utilización Neta de Proteína (NPU) y el Valor Biológico (BV), ambos basados en el método del balance de nitrógeno (BN) (2).

El balance de nitrógeno (BN) es “la diferencia entre el nitrógeno consumido y el excretado”:

• Cuando el BN es igual a cero, se considera que el cuerpo tiene suficiente proteína para cumplir todas las funciones fisiológicas.

• Las perdidas obligatorias están relacionadas con el recambio proteico celular y son independientes de la ingesta proteica. Tiene un valor constante 48.1 mg/N/d aprox.

La utilización neta de la proteína (NPU) es “la fracción del nitrógeno ingerido que es retenido”:

• N. retenido = BN + P. O.

• P. O. = Pérdidas obligatorias de nitrógeno (48.1 mg).

Entonces, una eficiencia del 100%, es decir un NPU de 1 significa que:

• Toda la proteína ingerida ha sido retenida

• La excreción de N no proviene de la proteína ingerida.

• El balance de nitrógeno sería solamente el nitrógeno ingerido menos la pérdida obligatoria.

Ejemplo:

• N. ingerido: 100 mg/kg

• Excreción (urinaria, fecal, etc.): 0

• Pérdida obligatoria: 48.1 mg

Estos ensayos biológicos son los métodos más precisos para evaluar la calidad proteica, sin embargo, su costo, complejidad y tiempo motivaron el desarrollo de métodos más prácticos como el puntaje químico.

Puntaje químico

Este método se basa en identificar el aminoácido esencial (AAE) más limitante (el de menor proporción) en la proteína de prueba y calcular la proporción que este cubre con respecto a la proteína de referencia, que en ese entonces era el huevo. (2).

Aquí vemos un ejemplo ilustrativo:

Por lo tanto, el puntaje químico del arroz sería de 0.5, teniendo a la lisina como AAE limitante. Esto se interpretaría como una baja calidad proteica porque solo se usará el 50% de la proteína y el resto se excretará.

Sin embargo, más adelante, se confirmó que la proporción de AAE del huevo superan las necesidades de los humanos.

Por ejemplo, si el requerimiento de proteína de una persona es de 60 gr/día y los consume a partir del huevo, superará ampliamente el requerimiento de AAE, por lo que desde el reporte de la FAO de 1973 (3) no se utiliza el huevo ni la leche como proteína de referencia y en su lugar se usan los requerimientos del ser humano.

El último patrón de referencia del 2007 (4) se calculó en base a la ingesta media proteica recomendada (EAR) de 0.66 gr/kg/día:

Patrón de puntuación en mg/gr de requerimiento de proteína

Esto quiere decir que para cubrir los AAE, una persona debería consumir 0.66 gr/kg/d de proteína cumpliendo el patrón de referencia.

Ejemplo: Un hombre que pesa 100 kg debería comer 66 gramos de proteína y cada gramo debería contener 16 mg de histidina, 30 mg de isoleucina, 61 mg de leucina y así sucesivamente.

De esta manera su cuerpo estaría usando eficientemente toda la proteína ingerida.

Aunque la utilización es importante, antes de “usarse” ha de “absorberse” y no toda la proteína se absorbe igual, la absorción de las fuentes vegetales integrales es menor comparada con las fuentes animales debido a su contenido de fibra, por ello se utilizan factores de corrección.

PDCAAS y DIAAS

En este contexto nace el PDCAAS que significa “Puntuación de aminoácidos corregida por digestibilidad proteica”. La digestibilidad se calcula midiendo cuanta proteína termina en las heces después de ser ingerida, una gran limitación es que la mayoría del nitrógeno de las heces pertenece a la estructura de bacterias de la microbiota y no de la comida, por ende, se sobreestima el nitrógeno excretado (5).

Por ello, se desarrolló el método DIAAS que significa: “Puntaje de aminoácidos esenciales digestibles” y se calcula contando los aminoácidos que se encuentran en la última parte del íleo, esto porque los AAE que se encuentran al final del intestino ya no son absorbidos y serán excretados, pero se ha observado que hay síntesis y excreciones de AAE en esta porción del intestino, por ende, también se sobreestima este valor (5).

Ambos tienen sus ventajas y desventajas, pero se llegó a un consenso de que el DIAAS era mejor porque la digestibilidad intestinal es más exacta (5).

Sin embargo, como no contamos con una base de datos de digestibilidad ileal lo suficientemente amplia para su uso práctico, se recomendó aplicar el factor de digestibilidad fecal de manera provisional, en otras palabras, mantenemos el PDCAAS.

Ejemplo:

Como podemos observar, este cálculo incluye tanto la nueva proteína de referencia basada en los requerimientos de humanos como la corrección por digestibilidad.

Esta vez la lisina sigue siendo el AAE limitante, sin embargo, este puntaje y el de los demás aminoácidos mejoró considerablemente comparado con el cuadro anterior.

Esto quiere decir que cuando se usa el huevo como referencia, se tenderá a dar un puntaje artificialmente bajo a las proteínas vegetales, por el contrario, si se usa un patrón basado en las necesidades de humanos, la proteína vegetal será calificada con un puntaje mayor y será más fácil de complementar.

Veamos un ejemplo de cómo se complementan las proteínas usando el PDCAAS.

• Con una mezcla de 2 fuentes vegetales es posible tener un puntaje de 1:

En este caso a pesar del ajuste por digestibilidad, el arroz complementó los aminoácidos azufrados “Met+Cys” y el frijol complementó la “lisina” logrando el puntaje de utilización máximo (6).

Ahora que hemos visto lo sencillo que es complementar la proteína, vamos a entender la principal limitación de este método:

Los puntajes químicos deben predecir los puntajes biológicos.

¿Qué significa esto? Que los puntajes químicos se diseñaron para tener una buena correlación con las pruebas biológicas como el NPU.

Sin embargo, el NPU tiene limitaciones importantes, la utilización de la proteína disminuye a medida que la cantidad brindada se acerca al requerimiento del sujeto, esto sucede independientemente de la fuente.

Como se puede observar en la imagen inferior, si un sujeto recibe 0.6 gr/prot/kg/día usando el huevo como única fuente, la utilización proteica será solamente del 50% y en el caso de la proteína del trigo será del 35%.

Pero si al mismo sujeto le damos 0.2 gr/prot/kg/día obtendríamos una utilización cercana al 100% con ambas fuentes. En otras palabras, la eficiencia es máxima solo si la ingesta se encuentra muy por debajo del requerimiento (2).

¿Que nos dicen las guías oficiales?

La EFSA (7), FAO (4)e IOM (8) establecen un requerimiento de proteínas independiente de la fuente y la razón es que la eficiencia de la proteína es similar para la fuente animal, vegetal o mixta como se puede observar en las pendientes 0.46; 0.47 y 0.48 respectivamente (9).

La pendiente de una recta expresa cuanto varía “Y” con respecto a “X”, en este caso, cuanto varía el balance de nitrógeno por cada mg de nitrógeno ingerido.

En este caso la pendiente que considera todos los factores es de 0.47 y su interpretación es la siguiente: “por cada mg de nitrógeno consumido, el balance de nitrógeno aumenta en 0.47mg”

Entonces, la eficiencia real tanto por el NPU como por la pendiente de la recta es menor al 50%, por ende, los puntajes químicos solo nos hablan de una eficiencia “relativa”.

Cuando se calcula un puntaje PDCAAS de 1, lo que realmente nos dice es que alcanzó una eficiencia del 47% que es el máximo aprovechamiento a niveles de ingesta de 0.66 gr/kg/d.

Finalmente, los requerimientos oficiales fueron establecidos en 0.83 gramos por kilogramo de peso corporal de proteína de “alta calidad”(9).

¿Esto qué significa?

Que los estudios sobre requerimientos se realizaron con proteínas complementarias (es decir, provenientes de diversas fuentes). Por lo que la recomendación final establece que los requerimientos deben cumplirse con un PDCAAS de 1, sin diferenciar entre fuentes vegetales o animales (7).

Además, alcanzar un PDCAAS de 1 exclusivamente con fuentes vegetales es más fácil de lo que parece.

Ejemplo:

• Una persona de 80 kg debería consumir mínimo 64 gr de proteína.

• El consumo de arroz, frijol y avena a lo largo del día puede alcanzar un puntaje PDCAAS de 1 tranquilamente como puedes observar en la imagen a continuación.

*De manera intuitiva mezclar cereales con legumbres te dará una proteína “completa”

Conclusiones

En resumen, la calidad de la proteína tiene una relevancia limitada, ya que incluso las personas que siguen un patrón basado en plantas suelen consumir más proteína que la recomendada, superando con facilidad las necesidades de aminoácidos esenciales.

Sin embargo, este aspecto cobra importancia en situaciones de escasez alimentaria, como las crisis humanitarias o zonas con disponibilidad limitada de alimentos. En estos contextos, optimizar las combinaciones proteicas para lograr un puntaje alto resulta clave, pues lo poco que se consuma debe brindar el máximo beneficio posible.

Referencias bibliográficas

1. FAO, WHO. Protein requirements: report of a joint FAO/WHO expert group . 1965;

2. Pellett PL., Young VR. Nutritional evaluation of protein foods. United Nations University Press. 1980;154.

3. FAO, WHO. Energy and Protein Requirements: Report of a Joint FAO/WHO Ad Hoc Expert Committee. WHO Technical Report Series. 1973;

4. FAO, WHO, UNU. Protein and amino acid requirements in human nutrition : report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation [Internet]. Geneva: World Health Organization; 2007. (WHO technical report series ; 935). Available from: https://iris.who.int/handle/10665/43411

5. FAO. Dietary protein quality evaluation in human nutrition Report of an FAO Expert Consultation. 2013;

6. PDCAAS Protein Calculator - 2000KCAL [Internet]. [cited 2024 Dec 14]. Available from: https://www.2000kcal.cz/lang/en/static/protein_quality_and_combining_pdcaas.php

7. EFSA Panel on Dietetic Products N and A (NDA). Scientific Opinion on Dietary Reference Values for protein. EFSA Journal [Internet]. 2012 Feb 1;10(2):2557. Available from: https://doi.org/10.2903/j.efsa.2012.2557

8. Institute of Medicine. Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids [Internet]. Washington, DC: The National Academies Press; 2005. Available from: https://nap.nationalacademies.org/catalog/10490/dietary-reference-intakes-for-energy-carbohydrate-fiber-fat-fatty-acids-cholesterol-protein-and-amino-acids

9. Rand WM, Pellett PL, Young VR. Meta-analysis of nitrogen balance studies for estimating protein requirements in healthy adults. Am J Clin Nutr [Internet]. 2003 Jan 1 [cited 2024 Dec 14];77(1):109–27. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12499330/