Por: Edith Ponce Alquicira, Gisela Velázquez Garduño, Monserrat Escobar Sánchez y Gilberto Aranda Osorio, de la Asociación Mexicana de Ciencia y Tecnología de la Carne (AMEXITEC)
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INTRODUCCIÓN
La alimentación tiene un papel fundamental en el desarrollo fisiológico y cognitivo en las distintas etapas de la vida del ser humano, desde la gestación hasta la edad madura y la vejez. Cada etapa del curso de vida tiene sus propios desafíos y requerimientos nutricionales, sin embargo, la alimentación durante los primeros 1000 días e incluso hasta los cinco años tiene un papel decisivo en el desarrollo, la salud mental y el desarrollo cognitivo a lo largo de la vida de los individuos (Cohen Kadosh y cols., 2021).
El desarrollo del cerebro humano se produce por etapas, pero inicia con el cierre del tubo neural en la cuarta semana de gestación y la proliferación de neuronas a partir de la sexta semana, seguida de la migración y la diferenciación neuronal. La diferenciación neuronal incluye la formación de dendritas y axones, la producción de neurotransmisores, el desarrollo de sinapsis y de los sistemas de señalización, estos cambios ocurren desde el final del embarazo hasta los primeros meses después del nacimiento. La formación de sinapsis continúa durante toda la vida, mientras que la producción de varios neurotransmisores comienza prenatalmente y alcanza niveles maduros alrededor de los tres años. En paralelo, la producción de células gliales comienza durante el segundo trimestre de gestación; estas células forman una membrana o vaina de mielina alrededor de los axones, cuya función es facilitar la comunicación entre las neuronas. La mielinización se presenta durante el segundo trimestre de gestación y el primer año de vida, pero continúa a lo largo de la vida, aunque disminuye gradualmente en la edad adulta y se detiene cerca de los 40 años. Por otra parte, la estructura cortical transitoria es reemplazada gradualmente por la placa cortical, entre los tres o cuatro meses de edad, generando un cambio en el comportamiento motor, que permite la realización de movimientos más dirigidos a hacia un objetivo. El hipocampo, responsable del reconocimiento facial y la memoria espacial, se desarrolla desde las 32 semanas de gestación hasta al menos los 18 meses de edad. La corteza prefrontal, responsable de tareas de procesamiento complejas como la atención y la multitarea, inicia su desarrollo durante los primeros 6 meses y continua hasta la tercera década de vida. Finalmente, la madurez en el funcionamiento del cerebro se alcanza entre el inicio de la pubertad y la edad adulta temprana (Hadders-Algra, 2010; Cohen Kadosh y cols, 2021).
Como se mencionó, el desarrollo estructural y cognitivo del cerebro ocurre antes de los tres años, por lo que cualquier afectación en esta etapa puede traer consecuencias negativas a largo plazo en términos de educación, potencial laboral y salud mental. En particular, la buena alimentación desde la gestación hasta los tres primeros años de vida es crucial para garantizar el buen desarrollo cerebral y la maduración de los sistemas nervioso, cognitivo, psicológico y músculo-esquelético del ser humano. Una alimentación deficiente en este periodo generará un deterioro cognitivo irreversible. El recién nacido en los primeros meses de vida experimenta grandes cambios fisiológicos, desde la adaptación del aparato respiratorio y circulatorio, seguido de un rápido crecimiento en peso y talla, además se inicia el desarrollo de las primeras habilidades cognitivas, el lenguaje y la motricidad en función del aporte nutricional de la leche materna y la posterior alimentación complementaria a partir de los seis meses (Kaufer-Horwitz y cols., 2023). Es necesario señalar la necesidad de incorporar proteínas de origen animal, especialmente carne roja y huevo, como parte de la alimentación complementaria a partir de los 6 o 7 meses de edad ya que proveen de proteína de buena calidad, además de otros micronutrientes como hierro, zinc y colina, vitaminas B y otros nutrientes en los niveles que garantizan un adecuado desarrollo cerebral durante los primeros años de vida. En esta etapa no es recomendable una alimentación basada en cereales (arroz, trigo, maíz y tubérculos) ya que suele ser baja en proteínas y otros micronutrientes, y además puede contener fitatos y fibras que reducen la biodisponibilidad del hierro, calcio y zinc afectando el desarrollo cognitivo (Wilk y cols., 2022).
A lo largo de la niñez temprana e intermedia aumenta la demanda de nutrientes derivado principalmente por el constante crecimiento físico y cognitivo; en tanto que en la adolescencia se presenta el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios y se alcanza la talla adulta, además se alcanza gradualmente la madurez biológica, cognitiva, psicológica y social. En estas etapas, las deficiencias de energía, proteínas y ciertos micronutrientes (zinc, vitamina B12, hierro y yodo) pueden provocar efectos irreversibles en el desarrollo neurocognitivo de los niños, generando problemas de atención, percepción, motivación, control motor y reducción de la capacidad de respuesta. Además, los niños desnutridos tienen más probabilidades de mantener una función cognitiva deficiente a medida que maduran, lo que repercute negativamente en el logro educativo, los ingresos, la salud física y mental y la calidad de vida en la edad adulta y vejez (An y cols., 2019).
La edad adulta se caracteriza por la consolidación del desarrollo físico, cognitivo y social. Sin embargo, a medida que el cuerpo envejece, se presentan múltiples cambios funcionales y morfológicos que alteran los procesos de digestión-absorción de nutrimentos, generando un desequilibrio del gasto energético con la consecuente reducción de la masa muscular y deficiente mineralización de huesos. Aunado en muchas ocasiones a la aparición de múltiples enfermedades crónico-degenerativas que afectan la buena salud así como la capacidad funcional y cognitiva. Por lo que en cualquier etapa de la vida es necesario contar con una alimentación equilibrada que cubra todos los requerimientos, acorde con la talla y actividad física, para evitar la desnutrición asociada al desbalance y/o deficiencia energético-proteicas (Kaufer-Horwitz y cos. 2023).
PRINCIPALES NUTRIMENTOS ASOCIADOS AL DESARROLLO COGNITIVO
El desarrollo neuronal depende de múltiples factores destacando la edad y el estado nutricional. Dentro de los principales nutrientes se incluyen a las proteínas y los lípidos en la dieta, así como otros minerales y vitaminas (Cohen Kadosh y cols, 2021).
Proteínas
Las proteínas están formadas por largas cadenas de aminoácidos, que durante la digestión en el tracto gastrointestinal son hidrolizadas generando mayoritariamente aminoácidos libres, además de algunas cadenas cortas de dos o más aminoácidos. Los aminoácidos libres son absorbidos selectivamente en el intestino delgado y trasportados al hígado, así como a otros órganos, tejidos y sistemas que conforman el cuerpo humano. Las proteínas son indispensables para la síntesis y regeneración de los tejidos muscular, nervioso y óseo; así como para el mantenimiento del sistema inmunológico, los procesos de cicatrización, la regulación de hormonas y la actividad física e intelectual, además reducen el riesgo de sarcopenia o pérdida progresiva de masa muscular. Algunas proteínas también participan en neurotransmisores y hormonas peptídicas, así como en el trasporte de nutrientes y oxígeno. Por lo que las proteínas forman parte fundamental de la estructura y funcionalidad de nuestro organismo y el desarrollo cognitivo.
El ser humano requiere de 20 aminoácidos para mantener el recambio y síntesis de proteínas. Sin embargo, diez de estos aminoácidos se denominan esenciales o indispensables debido a que nuestro cuerpo no puede sintetizarlos y forzosamente deben obtenerlos a partir de los alimentos que consumimos. La falta de uno de los aminoácidos indispensables puede inducir desnutrición, retraso en desarrollo físico y cognitivo, anemia, debilidad física, edema, disfunción vascular y deterioro de la inmunidad una mayor afectación en los niños y mujeres en gestación. Por lo tanto, el consumo adecuado de proteínas de alta calidad es esencial para el crecimiento, el desarrollo físico y mental de los seres humanos. Dentro de los diferentes aminoácidos, destacan el triptófano, tirosina y fenilalanina por su acción neuromoduladora. Otros aminoácidos como leucina, isoleucina y valina participan directamente en múltiples funciones bioquímicas cerebrales, incluidas la síntesis proteica y el metabolismo energético, entre otras.
En un estudio de intervención con madres e hijos, donde se incluyó una suplementación alimentaria durante el embarazo (205 calorías y 15 g de proteína), la lactación (305 calorías y 15 g de proteína) y posterior consumo de leche de vaca ad libitum en los infantes en una comunidad rural mexicana se encontró que los niños de las madres que recibieron la suplementación presentaron un patrón de comportamiento más complejo con sus hijos, que eran más inquietos, juguetones, exigentes en comparación con los niños que no recibieron suplementos (Chavez y cols., 1975).
Lípidos
En particular, las grasas ricas en ácidos grasos poliinsaturados (PUFAS) como el ácido linoleico (LA; 18:2 n-6), el ácido α-linoleico (ALA, 18:3 n-3), el ácido docosahexanoico (DHA; 22:6 n-3) y el ácido araquidónico (AA, 20:4 n-6) necesarios en la formación del cerebro y la mielinización neuronal durante el neurodesarrollo infantil. Además, los PUFAS están relacionados con la producción de varios neurotransmisores, y el DHA es importante para el desarrollo de la corteza visual y prefrontal, esta última media la atención e inhibición e impulsividad (Cohen Kadosh y cols., 2021).
Minerales
Los minerales como parte de los micronutrientes también son fundamentales para el desarrollo cognitivo, como el hierro necesario en el metabolismo energético, el transporte de oxígeno y la síntesis de ADN. El hierro también participa en el desarrollo del hipocampo, la mielinización y la producción de neurotransmisores, como la dopamina, la serotonina y la norepinefrina. La deficiencia de hierro no solo provoca anemia sino que también reduce la síntesis de ácidos grasos esenciales afectando doblemente el funcionamiento cognitivo. Por lo que se debe fomentar una ingesta adecuada y hierro en la dieta durante el embarazo y la vida postnatal hasta la edad adulta.
El zinc es otro micronutriente que participan en el desarrollo y funcionamiento del sistema nervioso central, asociado a múltiples enzimas responsables del funcionamiento del cerebro y la regulación de neurotransmisores. La deficiencia de zinc durante el embarazo y la primera infancia se han asociado con déficits en el desarrollo, bajo aprendizaje, baja atención, problemas de memoria y cambios en el estado de ánimo.
Los niveles de yodo pueden afectar el desarrollo cognitivo desde etapas previas a la concepción, durante la gestación y después del nacimiento. Este elemento se encuentra asociado a las hormonas tiroideas tiroxina y triyodotironina, este micronutriente participa en la diferenciación del tejido neural en el cerebro prenatal y determina el número de células gliales para la producción de la vaina de mielina después del nacimiento. Un bajo nivel de yodo urinario materno a los 3,3 años antes de la concepción se ha asociado con una baja función cognitiva general en la infancia a los 6-7 años. En la etapa posterior al nacimiento, el yodo presente en el calostro y la leche materna sigue desempeñando un papel en el desarrollo neurocognitivo.
Vitaminas
Dentro del grupo de las vitaminas, podemos mencionar a la vitamina A, la vitamina B12 (cobalamina), el ácido fólico y la vitamina D que son reconocidas por su influencia en el desarrollo cognitivo temprano. Las deficiencias de estos micronutrientes en los primeros años de vida pueden conducir a alteraciones en el sistema nervioso central. La deficiencia de vitamina A en modelos animales genero una reducción de la expresión de receptores retinoides cerebrales y deterioro de la memoria. Los retinoides cerebrales se asocian a la memoria, la plasticidad sináptica, el aprendizaje y el sueño, por lo que se consideran esenciales en el desarrollo embrionario y el crecimiento celular. Un estudio realizado en Brasil mostró que la suplementación combinada de vitamina A, zinc y la glutamina puede tener un efecto positivo en el desarrollo cognitivo en la niñez (Lima y cols., 2013; Cusick y cols., 2016).
Acorde con Lai y cols. (2019), la vitamina B12 desempeña un papel importante en la mielinización neural y síntesis de neurotransmisores en el período pre y postnatal. Además, promueve el desarrollo del hipocampo y, por lo tanto, es relevante a la memoria, el lenguaje y el procesamiento visual. La vitamina B12 y el ácido fólico son necesarios para la división celular y la generación de metionina, que es necesaria para producir neurotransmisores y mielina. La deficiencia grave de folato en la preconcepción y al principio del embarazo se asocia con un cierre inadecuado del tubo neural que resulta en defectos cerebrales graves, incluida la espina bífida. Sin embargo, en los niños, la suplementación con ácido fólico, vitamina B2, B5 y calcio no afectó la memoria a corto plazo o velocidad de procesamiento.
Algunos estudios señalan que los niveles de vitamina D (1,25-dihidroxicolecalciferol durante el embarazo podrían inducir cambios estructurales en el cerebro, así como posibles síntomas de esquizofrenia y autismo en modelos animales. Además se ha demostrado que la vitamina D es capaz de regular la expresión del neurotransmisor serotonina (O’Loan y cols., 2007; McGrath y cols., 2003;
IMPORTANCIA DEL CONSUMO DE PROTEÍNAS DE ORIGEN ANIMAL EN EL DESARROLLO FÍSICO Y COGNITIVO
La carne y los alimentos de origen animal son reconocidos por su contenido de proteínas de alta calidad biológica y digestibilidad, ya que contienen todos los aminoácidos que nuestro requiere. Por lo tanto, el consumo adecuado de proteínas de alta calidad procedentes de productos animales (carne magra, leche, huevo, etc. ) es esencial para el crecimiento y el mantenimiento de la buena salud. Acorde con las recomendaciones dietéticas, al menos el 50% de las proteínas deberían provenir de alimentos de origen animal especialmente en las etapas de mayor demanda proteica. En particular la carne roja es fuente de proteínas de alta calidad además de otros micronutrientes como la vitamina B12, el hierro, el zinc, el selenio y los ácidos grasos omega-3, que tienen funciones importantes en el desarrollo físico y cognitivo.
Los requerimientos proteicos de niños y adolescentes son superiores a cualquier otra etapa del ciclo de vida, para el mantenimiento de la salud, el desarrollo cognitivo, así como de la masa muscular y del tejido óseo. Se estima que los requerimientos reales de proteínas en la población de niños y jóvenes <18 años debería ser de un 60% superior a los niveles actuales, con un consumo recomendado de 1.55 g de proteína/kg /día para los niños de 4 a 8 años (Hudson y col., 2021). La cantidad diaria recomendada de proteínas para un adulto sano con una actividad física mínima es actualmente en promedio de 0.82 g de proteínas por kg de peso corporal al día. Sin embargo, varios reportes señalan que un adulto sano debe consumir de 1.0, 1.3 y 1.6 g/ kg de peso corporal/ día para las personas con actividad física mínima, moderada e intensa, respectivamente para el mantenimiento de las funciones basales del organismo y mantenimiento la fuerza física adecuada (Elango et al., 2010; Wu, 2016). Asimismo, el Instituto Nacional de las Personas Adultas Mayores INAPAM, recomienda para los adultos mayores una ingesta de proteínas de alto valor biológico en niveles de 0.8 a 1.0 g por kg de peso al día, que en su mayoría sean de origen animal (carnes, huevo, lácteos y pescado) y se complementen con alimentos de origen vegetal, a fin de reducir el desarrollo de sarcopenia o pérdida gradual de la masa y función muscular, que induce discapacidad física con un mayor índice fragilidad, caídas, fracturas y otras comorbilidades (Salazar-Jiménez y Carrera-García, 2023).
La OMS señala que las carencias, así como los excesos y desequilibrios de la ingesta calórica y de nutrientes son causales de problemas de malnutrición, que comprenden la emaciación (peso bajo respecto a la talla), la desnutrición crónica (enanismo nutricional) y la obesidad, entre otras. Estas condiciones inciden directamente en la predisposición y vulnerabilidad a sufrir enfermedades y limita el desarrollo intelectual, físico y cognitivo.
Otro aspecto para considerar en la salud es el llamado eje microbiota intestinal-cerebro, ya que la alteración a largo plazo puede afectar a las funciones cognitivas superiores con el desarrollo de enfermedades neurológicas crónicas. En un estudio se evaluó el papel de la ingesta de proteína animal y lípidos puede modificar la conectividad de las redes de la microbiota gastrointestinal (MG) y la actividad de la corteza cerebral en niños de 5 a 10 años de una comunidad indígena en el suroeste de México. Los resultados mostraron que las dietas deficientes en proteínas y lípidos animales pueden afectar significativamente la conectividad de la MG y la actividad de la corteza cerebral en etapas cruciales del desarrollo (Ramírez-Carrillo y cols., 2023).
CONCLUSIONES
La carne y los alimentos de origen animal aportan proteína de alta calidad y otros nutrientes necesarios para el mantenimiento de la salud física y mental en todas las etapas de la vida, por lo que debe formar parte de una dieta equilibrada y variada. El desarrollo cognitivo de los individuos depende fundamentalmente del estado nutricio de la madre y de los primeros años de vida. La buena alimentación desde la gestación hasta los tres primeros años de vida es crucial para garantizar el buen desarrollo cerebral y la maduración de los sistemas nervioso, cognitivo, psicológico y músculo-esquelético del ser humano, lo cual indudablemente tiene implicaciones en los logros educativos, los ingresos, la salud física y mental y la calidad de vida en la edad adulta y vejez.
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