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 Temas Médicos y de Nutrición Clínica

La Fibra Terapéutica (no solamente alimentaria)

Manuel E. Piza

INTRODUCCIÓN

FIBRA DIETÉTICA SOLUBLE Y NO SOLUBLE, un alimento indispensable en el ser humano, el omnívoro por excelencia.

βGlucanos (betaglucanos)

son polisacáridos derivados de la D glucosa (dextrosa) ligados con enlaces glucosídicos o sea los que se usan para formar los almidones y la celulosa. Son un grupo muy diverso de moléculas que pueden variar en relación a su tamaño, solubilidad, viscosidad, y configuración tridimensional.

Entre ellos se destacan la celulosa de las plantas, el salvado de los granos de cereales sobre todo los almidones de la avena, el trigo, el centeno, el maíz y la cebada. También se encuentran en la pared celular de la levadura del panadero, y partes de algunos hongos, setas y bacterias y en las pulpas de las frutas carnosas.

Otras fuentes incluyen algunos tipos de algas y varias especies de hongos, tales como Reishi, Shiitake y Maitake.

Algunas formas de betaglucanos son muy útiles en la nutrición humana como agentes de textura y como suplementos de fibra soluble y porque muchos levaduras y hongos medicinales son derivados de ellos y son muy activos en la modulación del sistema inmune. Se ha demostrado que los betaglucanos insolubles, tienen mayor actividad biológica que los solubles y las diferencias entre los enlaces de betaglucanos y su estructura química, en relación a la solubilidad, el modo de acción, y la actividad biológica son importantes, distinguiéndose entre enlaces α y βglucosídicos dependiendo de si los grupos de carbonos en la periferia y se encuentran a la par del oxigeno están apuntando en la misma dirección o en dirección contraria como ocurre en la forma estándar de elaboración de los almidones (sabemos que estas complicaciones son poco interesantes para muchos de nuestros lectores por lo que referimos al experto a documentos más especializados).

Los cereales integrales son una excelente fuente de fibra dietética soluble la cual constituye el principal alimento de muchas de las células del intestino y por lo tanto es indispensable para mantener una buena salud.

Como decía el doctor Ken W. Heaton de Bristol University, fallecido en 2013, «la fibra no es sustancia, sino un concepto. Más aún, una serie de conceptos diferentes en la mente del botánico, químico, fisiólogo, nutricionista o gastroenterólogo».

En la actualidad se acepta que la fibra dietética («dietary fiber») es un material complejo de las plantas resistente a la digestión por los enzimas del tracto gastrointestinal humano. La denominación de fibra dietética es genérica y abarca una serie de sustancias químicamente definidas, con propiedades físico-químicas peculiares y efectos fisiológicos individuales.

Todos los componentes mayoritarios de la fibra (excepto la lignina) son carbohidratos complejos que pueden ser atacados por los enzimas de la microflora intestinal. De este proceso fermentativo bacteriano, llevado a cabo en el colon por microorganismos anaerobios, surgen ácidos grasos volátiles de cadena corta (acético, propiónico y butírico) y ciertos gases (H₂, C0₂, CH₄) que influyen en las funciones digestivas, pueden estar implicados en ciertas enfermedades y encuentran ciertas aplicaciones terapéuticas.

La célula vegetal difiere de la animal en que posee una pared rígida compuesta precisamente por polímeros fibrosos, que se modifican cuantitativamente con la maduración de la planta.

Aunque las recomendaciones para una dieta equilibrada aconsejan para un adulto una ingesta comprendida entre 30 y 40g de fibra al día, la media latinoamericana y mundial está bastante por debajo de esa cifra.  Por ejemplo, la dieta mediterránea que se consume en algunos países europeos aporta fibra a través de frutas, vegetales, legumbres y cereales integrales pero la cantidad ideal no se alcanza ni aún en personas que consumen dicha dieta, siendo que solamente los que llevan una alimentación estrictamente reforzada en alimentos ricos en fibra, son los que pueden llegar a esa cantidad, como los macrobióticos, algunas tribus africanas y algunos hindúes del tipo estrictamente vegetarianos. Sin embargo estas personas tienen otros problemas nutricionales que no es posible abarcar en este espacio.

La fibra dietética soluble rica en  BETA GLUCANOS es uno de los alimentos más importantes para el ser humano y es uno de los que nos convencen de que no somos carnívoros puros y que necesitamos de los vegetales para mantenernos sanos y vivos. Las funciones de la fibra son tantas que hoy en día se habla de FIBRA TERAPÉUTICA y no solamente de fibra dietaria o dietética soluble.

Por esas razones se habla hoy en día de FIBRA TERAPÉUTICA ya que se vuelve necesario complementar la dieta diaria con suplementos. para potenciar su consumo.

La fibra dietética (FD) es un grupo de sustancias de origen vegetal, un conjunto muy heterogéneo de moléculas complejas con algunas características en común:

– Son resistentes a los fermentos y enzimas digestivas del estómago y el intestino delgado.

– Son descompuestas por las bacterias del colon  liberando algunos compuestos como los ácidos grasos de cadena corta.

– Son osmóticamente activas o sea que ayudan a atraer agua desde el interior del cuerpo al intestino y de esa manera promueven que la materia fecal sea blanda y se mueva rápidamente por el intestino evitando el estreñimiento y a flatulencia.

–      La capacidad de absorber y retener agua varía de acuerdo al tipo de fibra:

o    Las fibras insolubles tienen un aspecto estrictamente fibroso (Por ejemplo las derivadas de las hojas verdes) y captan poca agua.

o   Las fibras solubles son gelificantes o sea que se hidratan formando compuestos similares a la gelatina y por eso atrapan mucha agua en su estructura.

Esta distinción es la que va a condicionar su actividad terapéutica y su utilidad en la alimentación humana.

La celulosa y el almidón insoluble que se encuentra en las partes verdes o leñosas de las plantas son poco fermentables mientras que las gomas, mucílagos, hemicelulosa y pectinas son muy fermentables produciendo nutrientes esenciales para el intestino grueso como los ácidos de cadena corta como el Ácido acético, el propiónico, el isobutírico (2-metilpropanoico), el butírico, isovalérico (3-metilbutanoico), el valórico y el caproico.

Las fibras insolubles fijan proteínas, hidratos de carbono de alto y bajo peso molecular (propiedad útil para diabéticos) .

Algunas fibras  solubles como la goma guar y las pectinas fijan grasas y esto se aprovecha para tratar las hiperlipidemias  (elevación de triglicéridos sobre todo).

Las fibras son polisacáridos estructurales de las plantas, siendo sus moléculas básicas la glucosa, la fructuosa y otros monosacáridos (hexosas y pentosas) pero unidas de tal manera que no podemos atacarla por medio del ácido del estómago y las enzimas del aparato digestivo.

Los animales herbívoros como caballos, vacas o cabras tienen en su estómago altas concentraciones de bacterias que desdoblan esos compuestos y les permiten utilizarlos como alimento. También los pastos verdes tienen alta concentración de calcio y algo de proteína que por ejemplo en la alfalfa que es uno de los mejores forrajes del mundo, llega hasta un 16%, aportando también fósforo, potasio en grandes cantidades, sodio, azufre y magnesio. O sea que una vaca alimentada con este tipo de forrajes

seguramente que estará bien nutrida.

La celulosa que es un polímero de glucosa (igual que el almidón pero en diferente estructura) se encuentra en la cubierta de los cereales y en las verduras (alcachofas, espinacas y vainicas, lechuga, repollo, etc.).

–      Hemi-celulosas Se encuentran en los mismos alimentos que la celulosa y no se digieren en el intestino delgado humano pero se desdoblan en el colon o intestino grueso por la acción de la flora intestinal.

–      Pectinas Son sustancias que se encuentran en los tejidos blandos de las frutas, tienen la propiedad de formar mucílagos similares a la gelatina en presencia de azúcares, calor y un medio ácido débil. Se utilizan para espesar algunas mermeladas y otras conservas.

–      Ligninas que forman la estructura de la parte más dura o leñosa de los vegetales como lechuga, espinacas, hojas de remolacha, etc., Además integran el tegumento de los cereales. No son estrictamente hablando polisacáridos, sino un polímero de fenilpropano. Estas sustancias son totalmente indigeribles y sirven para dar volumen a la materia fecal y atraer agua al intestino. También cumplen algunas funciones en relación al atrapamiento de grasas.

–      Las gomas y mucílagos son polisacáridos hidrosolubles que poseen una gran capacidad de retención de agua. Entre ellos está la goma guar y la cáscara del sylum plantago o plantago ovata.

Las diferentes formas de fibra pueden clasificarse en función de su origen, la localización que tiene en la planta y la estructura química. Sin embargo, la clasificación que más nos interesa es la relacionada con su solubilidad en agua de esa manera conocemos

–      La fibra soluble la cual forma una mezcla de consistencia viscosa en el agua (pectina de manzana o goma guar).

–      Fibra insoluble Forma en contacto con el agua una mezcla de baja viscosidad (celulosa, hemicelulosa y lignina) .

Las recomendaciones respecto al consumo de FD abarcan la ingesta de entre 30 y 40 g al día. En la infancia oscilan en un margen de la edad  5 o  10 g/día en niños de 5 a 10 años incrementando dicho consumo hasta alcanzar el estándar adulto alrededor de los 15 años.

Entre los beneficios del consumo completo de la cantiad de fibra recomendada está el  prevenir el estreñimiento, disminuir la absorción de la grasa saturada, mejorar la nutrición del colonocito o célula del epitelio del intestino grueso y prevenir la formación de pólipos, hemorroides y cáncer del colon.

Asimismo se le ha atribuido propiedades en la prevención de enfermedades inflamatorias como la colitis ulcerativa, la enfermedad de Crohn, la artritis reumatoide, el lupus sistémico, la tiroiditis y otro sinnúmero de enfermedades.

Aunque la fibra dietética tiene numerosos efectos beneficiosos,  un excesivo consumo entraña también riesgos, pues aumenta la excreción de nitrógeno, por lo que puede entorpecer la digestión y la absorción de proteína y también puede retardar la absorción de minerales como cinc, hierro, calcio, cobre, magnesio y de vitamina B-12 . Por ello, se recomienda no exceder el contenido de fibra en la dieta por encima de la dosis máxima recomendada de 70 gramos por día para un adulto.

Por otra parte, la fermentación bacteriana de la fibra en el colon, con formación de gases meteorismo, puede originar molestias a algunas personas.

La AVENA ( Avena sativa) es una planta de la familia de las familia de las poáceas y es  un cereal, al igual que el arroz ,el trigo o el maíz que, tradicionalmente se ha utilizado para alimentar animales, aunque posee grandes propiedades nutritivas para el ser humano. A los animales se les da ya en forma de pienso o heno o solamente el grano entero directamente. El observar la avidez con que los caballos consumían la avena, fue la razón por la cual los romanos la llamaron «aveo», que significa deseo. Es uno de los cereales que menos se refinan y casi siempre se consume en forma integral.

El consumo de la avena se origina hace miles de años posiblemente en el Asia Central, aunque posiblemente no llegó a tener la importancia en la prehistoria que tuvo el trigo o la cebada y era solamente una hierba que invadía los cultivos de otros cereales.
Los primeros documentos antiguos que nos hablan del consumo de avena, sobre todo como forraje para los caballos, provienen de Egipto en donde no se utilizaba para el consumo humano o, por lo menos, no tenemos evidencia de ello.
Ya en la época de los etruscos, los griegos y los cretenses (edad de Bronce e inicio de la edad del Hierro) se pueden encontrar evidencias del cultivo de la planta en la región centro europea y, allí de nuevo, se utilizaba para alimentar animales conociendo ya esas civilizaciones la importancia alimenticia del cereal y los beneficios que producía en el rendimiento de los caballos que eran alimentados con el forraje derivado de toda la planta, incluyendo las semillas, sobre todo durante los crudos inviernos en que los pastos no eran fácilmente disponibles.Composición del grano de avena en 100 g de sustancia

Hidratos de carbono 58 Agua     13.3 Celulosa     10 Proteínas     10 Materia grasa     4.8 a 6 Minerales     3.1 CLASIFICACIÓN DE LA FIBRA Es obvio que la clasificación de la fibra va a depender no sólo del criterio que tengan los distintos profesionales, sino fundamentalmente del método químico-analítico utilizado. El término de fibra se asocia botánicamente con los compuestos de la pared celular vegetal que poseen estructura fibrosa; es decir, celulosa, hemicelulosa y lignina. Desde un punto de vista físico-químico, la fibra puede clasificarse, atendiendo a su solubilidad en agua, en componentes no hidrosolubles (celulosa, hemicelulosas de gran peso molecular y lignina) e hidrosolubles (substancias pécticas, algunas hemicelulosas de bajo peso, gomas, , polisacáridos de las algas, etc.). Fisiológicamente, la fibra puede clasificarse en componentes estructurales (celulosa, hemicelulosa, sustancias pécticas y lignina), gomas, mucílagos y polisacáridos de almacenamiento; polisacáridos no estructurales y compuestos no carboh COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA FIBRA DIETÉTICA Aunque existen más de 20 términos aplicados a la fibra (carbohidratos no aprvechables, fibra bruta, fibra cruda, fibra vegetal, residuo, fibra alimentaria, plantix, fibra no nutritiva, etc.), el concepto de fibra dietética —aunque ha sido criticado por sus connotaciones comerciales— ha quedado definido como un conjunto de macromoléculas de origen vegetal que no es atacable por los enzimas digestivos humanos. Básicamente se distinguen los polisacáridos no celulósicos y celulósicos, además de la lignina, que no es un carbohidrato. En la mayoría de la tablas de alimentos se expresa, junto con los carbohidratos, el concepto de fibra cruda, muy distinto del de fibra dietética. Es muy importante tener en cuenta esta idea a la hora de elaborar una dieta con una cantidad precisa de fibra. La harina integral de trigo expresada en cantidad de fibra cruda (2g/100) varía ostensiblemente si se expresa como fibra dietética (10 g/100). Debe tenerse en cuenta que la fibra cruda es el residuo obtenido tras la extracción de los vegetales con éter y posteriormente con ácido y álcali débiles. Representa sólo fracciones de celulosa, hemicelulosa y lignina. Según Van Soest, el 80 % de la hemicelulosa, el 50-60 % de la lignina y el 10-50 % de la celulosa se pierden en el tratamiento ácido y alcalino de la muestra. Han sido muchos los métodos para el análisis químico de la fibra, pero son dos —los de Southgate y Van Soest— los que más se han generalizado en nutrición humana. Después de varios años hemos podido analizar por el método de Van Soest (fig. 99), en el Laboratorio de nuestro Servicio de Nutrición, el contenido de fibra y sus componentes mayoritarios en una amplia muestra de verduras, hortalizas y frutas españolas. Como es sabido, el método de este autor solamente sirve para determinar el contenido en NDF (fibra detergente neutra: celulosa, hemicelulosa y lignina). Para el análisis de las substancias pécticas se recurrió al método que las expresa como ácido anhidrogalacturónico. Los componentes principales de la fibra dietética son los constituyentes estructurales de la pared celular: celulosa, hemicelulosa. sustancias pépticas y lignina. Es importante señalar que la composición de la pared celular varía con el grado de maduración de la planta (tabla XXXII). Puede decirse que el porcentaje de celulosa aumenta con la maduración v lo contrario ocurre con la hemicelulosa y pectina. La lignificación representa un envejecimiento de la planta. Las propiedades físico-químicas de la fibra dietética determinan su comportamiento fisiológico. Se ha dicho que la fibra es una esponja hidratada que atraviesa el tracto gastrointestinal. Antes de entrar en el estudio de las propiedades, resulta conveniente hacer un análisis de los distintos macrocomponentes, ya que cada uno ejerce un efecto fisiológico diferente. 1.   Celulosa Este homopolisacárido es el principal componente de la parte fibrosa de las plantas. Se trata del material extracelular más abundante del mundo vegetal. Químicamente es un polímero no ramificado constituido por miles de unidades de glucosa (homoglucano) en uniones (3(1—4). Las propiedades más importantes de la celulosa se relacionan primeramente con la susceptibilidad de la molécula a la hidrólisis (enzimólisis por la celulasa e hidrólisis acida) y en segundo lugar con su capacidad de absorber agua. Los herbívoros del tipo rumiante pueden digerir este componente mayoritario de la fibra, ya que poseen una abundante microflora en la panza (rumen) con el correspondiente enzima celulasa que ataca el enlace beta. Las termitas (insectos xilófagos) digieren también la celulosa, principal componente de la madera, lo que se debe a que poseen en su tubo digestivo grandes cantidades de un parásito flagelado (Trychonimpha) que segrega la enzima celulasa. En muchas fibrillas celulósicas, la molécula de celulosa tiene una forma predominantemente cristalina, que es la que aparece en la mayoría de las paredes celulares. Son extremadamente fuertes, lo que se debe a la longitud de las cadenas y a la capacidad de formar puentes de hidrógeno los tres grupos hidroxílicos (-OH) 2, 3 y 5 de cada molécula. La celulosa posee una disposición con un denso empaquetamiento de cadenas y elevada densidad de puentes de hidrógeno en las regiones cristalinas. Este patrón de difracción por rayos X no cambia cuando las fibrillas de celulosa se mojan, lo que sugiere que la captación de agua («water holding») se limita a las regiones desordenadas no cristalinas. Aunque la celulosa no es hidrosoluble, su principal efecto fisiológico en el intestino humano es fijar agua, de tal manera que puede captar 0,4 g de agua por cada gramo de fibra. La incorporación de agua se acompaña de imbibición sin afectar al patrón de difracción de rayos X. Finalmente, en la celulosa natural la susceptibilidad a la hidrólisis (enzimática o acida) es independiente, al menos inicialmente, de la proporción de regiones no cristalinas desordenadas. Cualquier tratamiento que consiga cambios en las regiones cristalinas de la celulosa aumentará la reactividad de la misma. La cantidad de celulosa atacada por la flora intestinal con formación de ácidos grasos volátiles es de un 30%. 2.   Hemicelulosa El término hemicelulosa fue propuesto por Schulze en 1892 para designar a aquellos poli-sacáridos extraídos de la pared celular de las plantas mediante álcali diluido (NaOH 17,5). El nombre pareció entonces apropiado, ya que tales polisacáridos se encuentran en estrecha relación con la celulosa en la pared celular y se pensó que se trataba de intermedios en la bio-síntesis de la celulosa. Hoy sabemos que las hemicelulosas no son precursoras de la celulosa y no participan en su biosíntesis, sino que representan un grupo distinto y separado de polisacáridos de las plantas. La mayoría de los autores limitan el término hemicelulosa para designar a los polisacáridos de la pared celular de las plantas (excepto celulosa y pectina) y los clasifican según el tipo de residuo (pentosas y hexosas) presentes. Por tanto, el xilano es un polímero de xilosa, y el mañano, de residuos de mañosa. Tales homo-glicanos no aparecen en grandes proporciones. La mayoría de las hemicelulosas son heteroglicanos que contienen 2-4 (y raramente 5-6) diferentes tipos de residuos glucídicos y ácidos urónicos (tabla XXXIII). De las clasificaciones que existen de las hemicelulosas, quizá la más útil sea la de hemicelulosas neutras y acidas. Las primeras están constituidas por polímeros de pentosas y/o hexosas con escasas unidades de ácidos urónicos: son xilanos, arabino-xilo-glucanos, mananos o glucomananos. Las segundas son polímeros formados por pentosas y ácidos urónicos (ácido glucurónico y ácido galacturónico). El efecto fisiológico más importante de algunas hemicelulosas consiste en captar agua y fijar cationes en el intestino. Además, las hemicelulosas son digeridas por la microflora coló-nica en mayor proporción que la celulosa, produciendo, por tanto, mayor cantidad de ácidos grasos volátiles. idratos. En la actualidad, este concepto es el reconocido y aceptado internacionalmente con el nombre de fibra dietética. 3.- Lignina 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.

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