El valor biológico ( BV ) es una medida de la proporción de proteína absorbida de un alimento que se incorpora a las proteínas del cuerpo del organismo. Capta la facilidad con la que la proteína digerida puede utilizarse en la síntesis de proteínas en las células del organismo. Las proteínas son la principal fuente de nitrógeno en los alimentos. BV asume que la proteína es la única fuente de nitrógeno y mide la cantidad de nitrógeno ingerida en relación con la cantidad que se excreta posteriormente. El resto debe haber sido incorporado a las proteínas del cuerpo del organismo. Una proporción entre el nitrógeno incorporado al cuerpo y el nitrógeno absorbido proporciona una medida de la "utilizabilidad" de la proteína: el BV.
A diferencia de algunas medidas de usabilidad de las proteínas, el valor biológico no tiene en cuenta la facilidad con la que se puede digerir y absorber la proteína (en gran medida en el intestino delgado ). Esto se refleja en los métodos experimentales utilizados para determinar el BV.
BV utiliza dos escalas similares:
Los dos valores serán similares pero no idénticos.
El BV de un alimento varía mucho y depende de una amplia variedad de factores. En particular, el valor BV de un alimento varía según su preparación y la dieta reciente del organismo. Esto hace que la determinación fiable del VB sea difícil y de uso limitado: universalmente se requiere el ayuno antes de la prueba para determinar cifras fiables.
BV se usa comúnmente en ciencias de la nutrición en muchos organismos mamíferos y es una medida relevante en humanos. [1] Es una pauta popular en el culturismo en la elección de proteínas. [2] [3]
Para una determinación precisa de BV: [4]
Estas condiciones hacen que las pruebas se realicen normalmente durante más de una semana con un estricto control dietético. El ayuno antes de la prueba ayuda a producir coherencia entre los sujetos (elimina la dieta reciente como variable).
Hay dos escalas en las que se mide la VB; utilización porcentual y utilización relativa. Por convención, el porcentaje BV tiene un sufijo de signo de porcentaje (%) y el BV relativo no tiene unidad.
El valor biológico se determina en base a esta fórmula. [4] [5]
Dónde:
Sin embargo, la medición directa de N r es esencialmente imposible. Por lo general, se medirá indirectamente a partir de la excreción de nitrógeno en la orina . [6] También se debe tener en cuenta la excreción fecal de nitrógeno: esta parte de la proteína ingerida no es absorbida por el cuerpo y, por lo tanto, no se incluye en el cálculo del BV. Se utiliza una estimación de la cantidad de excreción urinaria y fecal de nitrógeno que no proviene del nitrógeno ingerido. Esto se puede hacer sustituyendo una dieta libre de proteínas y observando la excreción de nitrógeno en la orina o las heces, pero se ha cuestionado la exactitud de este método de estimación de la cantidad de excreción de nitrógeno que no proviene del nitrógeno ingerido en una dieta que contiene proteínas.
Dónde:
Nota:
Esto puede tomar cualquier valor de 0 a 100, aunque el BV informado podría estar fuera de este rango si las estimaciones de la excreción de nitrógeno de fuentes no ingeridas son inexactas, como podría suceder si la secreción endógena cambia con la ingesta de proteínas. Un BV del 100% indica la utilización completa de una proteína dietética, es decir, el 100% de la proteína ingerida y absorbida se incorpora a las proteínas del cuerpo. El valor de 100% es un máximo absoluto, no se puede utilizar más del 100% de la proteína ingerida (en la ecuación anterior N e(u) y Ne (f) no pueden ser negativos, estableciendo 100% como el BV máximo). .
Debido a limitaciones experimentales, la VB a menudo se mide en relación con una proteína fácilmente utilizable. Normalmente se supone que la proteína del huevo es la proteína más fácilmente utilizable y se le da un BV de 100. Por ejemplo:
Se realizan dos pruebas de VB a la misma persona; uno con la fuente de proteína de prueba y otro con una proteína de referencia (proteína de huevo).
Dónde:
Esto no se limita a valores inferiores a 100. El porcentaje de BV de la proteína del huevo es solo del 93,7%, lo que permite que otras proteínas con un porcentaje real de BV entre 93,7% y 100% tomen un BV relativo de más de 100. Por ejemplo, la proteína de suero toma un BV relativo de 104, mientras que su BV porcentual es inferior al 100%.
La principal ventaja de medir el BV en relación con otra dieta proteica es la precisión; ayuda a explicar parte de la variabilidad metabólica entre individuos. En un sentido simplista, la dieta del huevo prueba la máxima eficiencia que el individuo puede absorber proteínas; luego, el BV se proporciona como un porcentaje tomándolo como el máximo.
Siempre que se sepa qué mediciones de proteínas se realizaron en relación con ella, es sencillo convertir de BV relativo a BV porcentual:
Dónde:
Si bien esta conversión es simple, no es estrictamente válida debido a las diferencias entre los métodos experimentales. Sin embargo, es adecuado utilizarlo como guía.
La determinación de BV está cuidadosamente diseñada para medir con precisión algunos aspectos del uso de proteínas y al mismo tiempo eliminar la variación de otros aspectos. Al utilizar la prueba (o considerar los valores de BV), se debe tener cuidado para garantizar que la variable de interés sea cuantificada por BV. Los factores que afectan la VB se pueden agrupar en propiedades de la fuente de proteína y propiedades de la especie o individuo que consume la proteína.
Tres propiedades principales de una fuente de proteína afectan su VB:
La composición de aminoácidos es el efecto principal. Todas las proteínas están formadas por combinaciones de los 21 aminoácidos biológicos. Algunos de ellos pueden sintetizarse o convertirse en el cuerpo, mientras que otros no pueden y deben ingerirse en la dieta. Estos se conocen como aminoácidos esenciales (AAE), de los cuales hay 9 en los humanos. El número de EAA varía según la especie (ver más abajo).
Los AAE que faltan en la dieta impiden la síntesis de proteínas que los requieren. Si a una fuente de proteínas le faltan EAA críticos, entonces su valor biológico será bajo ya que los EAA faltantes forman un cuello de botella en la síntesis de proteínas. Por ejemplo, si una proteína muscular hipotética requiere fenilalanina (un aminoácido esencial), entonces esta debe proporcionarse en la dieta para que se produzca la proteína muscular. Si la fuente de proteína actual en la dieta no contiene fenilalanina, la proteína muscular no se puede producir, lo que da una baja usabilidad y BV de la fuente de proteína.
De manera relacionada, si faltan aminoácidos en la fuente de proteínas, cuya síntesis es particularmente lenta o consume mucha energía, esto puede resultar en un BV bajo.
Los métodos de preparación de alimentos también afectan la disponibilidad de aminoácidos en una fuente alimenticia. Parte de la preparación de alimentos puede dañar o destruir algunos EAA, reduciendo el BV de la fuente de proteína.
Muchas vitaminas y minerales son vitales para el correcto funcionamiento de las células del organismo de prueba. Si faltan minerales o vitaminas críticos en la fuente de proteínas, esto puede resultar en una reducción masiva del BV. Muchas pruebas de VB añaden artificialmente vitaminas y minerales (por ejemplo, en extracto de levadura ) para evitarlo.
Las variaciones en BV bajo condiciones de prueba están dominadas por el metabolismo de los individuos o especies que se prueban. En particular, las diferencias entre especies de aminoácidos esenciales (AAE) tienen un efecto significativo, aunque incluso variaciones menores en el metabolismo de los aminoácidos de un individuo a otro tienen un efecto grande.
La fina dependencia del metabolismo del individuo hace que la medición de BV sea una herramienta vital en el diagnóstico de algunas enfermedades metabólicas .
El principal efecto sobre la VB en la vida cotidiana es la dieta actual del organismo, aunque influyen muchos otros factores como la edad, la salud, el peso, el sexo, etc. En resumen, cualquier condición que pueda afectar el metabolismo del organismo variará el BV de una fuente de proteínas.
En particular, mientras se sigue una dieta rica en proteínas, se reduce el valor glucémico de todos los alimentos consumidos; la tasa límite a la que los aminoácidos pueden incorporarse al cuerpo no es la disponibilidad de aminoácidos sino la tasa de síntesis de proteínas posible en las células. Éste es un punto importante de crítica a la BV como prueba; la dieta de prueba es artificialmente rica en proteínas y puede tener efectos inusuales.
BV está diseñado para ignorar la variación en la digestibilidad de un alimento, que a su vez depende en gran medida de la preparación del alimento. Por ejemplo, compare la soja cruda y la proteína de soja extraída. Las semillas de soja crudas, con paredes celulares duras que protegen la proteína, tienen una digestibilidad mucho menor que el extracto de proteína de soja purificado y desprotegido. Como alimento, se puede absorber mucha más proteína del extracto que de los frijoles crudos, sin embargo, el BV será el mismo.
La exclusión de la digestibilidad es un punto de malentendido y conduce a una tergiversación del significado de un BV alto o bajo.
BV proporciona una buena medida de la utilidad de las proteínas en una dieta y también desempeña un papel valioso en la detección de algunas enfermedades metabólicas. BV es, sin embargo, una variable científica determinada bajo condiciones muy estrictas y antinaturales. No es una prueba diseñada para evaluar la utilidad de las proteínas mientras un organismo está en la vida cotidiana; de hecho, el BV de una dieta variará mucho dependiendo de la edad, el peso, la salud, el sexo, la dieta reciente, el metabolismo actual, etc. del organismo. . Además, el BV de un mismo alimento varía significativamente de una especie a otra. Dadas estas limitaciones, la VB sigue siendo relevante en cierta medida en la dieta diaria. No importa el individuo o sus condiciones, una fuente de proteína con un BV alto, como el huevo, siempre será más fácil de usar que una fuente de proteína con un BV bajo.
Existen muchos otros métodos importantes para determinar la facilidad con la que se utiliza una proteína, entre ellos:
Todos estos tienen ventajas y desventajas específicas sobre BV, [7] aunque en el pasado BV ha sido tenido en alta estima. [8] [9]
El método del Valor Biológico también se utiliza para análisis en animales como ganado vacuno, aves de corral y diversos animales de laboratorio como ratas. Fue utilizado por la industria avícola para determinar qué mezclas de alimentos se utilizaban de manera más eficiente en los pollos en desarrollo. Aunque el proceso sigue siendo el mismo, los valores biológicos de determinadas proteínas en los seres humanos difieren de sus valores biológicos en los animales debido a variaciones fisiológicas. [10]
Alimentos comunes y sus valores: (Nota: esta escala utiliza 100 como 100% del nitrógeno incorporado.)
Alimentos comunes y sus valores: [18] (Nota: Estos valores utilizan "huevo entero" como un valor de 100, por lo que los alimentos que aportan incluso más nitrógeno que los huevos enteros, pueden tener un valor superior a 100. 100, no significa que el 100% del nitrógeno de los alimentos se incorpora al organismo, y no se excreta, como en otros cuadros.)
Combinando diferentes alimentos es posible maximizar la puntuación, porque los distintos componentes se favorecen entre sí:
Dado que el método mide sólo la cantidad que se retiene en el cuerpo, los críticos han señalado lo que perciben como una debilidad de la metodología del valor biológico . [21] Los críticos han señalado investigaciones que indican que debido a que el aislado de proteína de suero se digiere tan rápidamente, de hecho puede ingresar al torrente sanguíneo y convertirse en carbohidratos a través de un proceso llamado gluconeogénesis mucho más rápidamente de lo que se creía posible anteriormente, por lo que mientras las concentraciones de aminoácidos aumenta con el suero, se descubrió que las tasas de oxidación también aumentan y se crea un metabolismo en estado estacionario, un proceso en el que no hay cambios en el equilibrio general de proteínas. [22] Afirman que cuando el cuerpo humano consume proteína de suero, se absorbe tan rápidamente que la mayor parte se envía al hígado para su oxidación . Por lo tanto, creen que la razón por la que se conserva tanta cantidad es que se utiliza para la producción de energía, no para la síntesis de proteínas . Esto pondría en duda si el método define qué proteínas son más utilizables biológicamente.
Una crítica adicional publicada en el Journal of Sports Science and Medicine afirma que el BV de una proteína no tiene en cuenta varios factores clave que influyen en la digestión y la interacción de la proteína con otros alimentos antes de la absorción, y que solo mide el potencial máximo de una proteína. calidad y no su estimación a niveles de exigencia. [23] Además, el estudio de Poullain et al., que los especialistas en marketing citan a menudo para demostrar la superioridad del hidrolizado de proteína de suero, midió el equilibrio de nitrógeno en ratas después de tres días de inanición, lo que corresponde a un período más largo en humanos. [24] El estudio encontró que el hidrolizado de proteína de suero condujo a una mejor retención de nitrógeno y crecimiento que las otras proteínas estudiadas. Sin embargo, el defecto del estudio está en el método de BV utilizado, ya que la inanición afecta qué tan bien el cuerpo almacenará las proteínas entrantes (al igual que una ingesta calórica muy alta), lo que lleva a medidas de BV falsamente elevadas. [25]
Entonces, el BV de una proteína está relacionado con la cantidad de proteína administrada. BV se mide en niveles por debajo del nivel de mantenimiento. Esto significa que a medida que aumenta la ingesta de proteínas, el BV de esa proteína disminuye. Por ejemplo, la proteína de la leche muestra un BV cercano a 100 con una ingesta de 0,2 g/kg. A medida que la ingesta de proteínas aumenta hasta niveles aproximados de mantenimiento, 0,5 g/kg, el BV cae a alrededor de 70. [25] Pellet et al., concluyeron que "las medidas biológicas de la calidad de las proteínas realizadas a niveles subóptimos, ya sea en animales de experimentación o en sujetos humanos, pueden sobrestimar la proteína". valor en niveles de mantenimiento." Como resultado, si bien la BV puede ser importante para clasificar las proteínas cuando la ingesta está por debajo de los requisitos, tiene poca relación con las personas con un consumo de proteínas muy superior a los requisitos.
Esta falla es respaldada por la FAO/OMS/UNU, quienes afirman que BV y NPU se miden cuando el contenido de proteínas de la dieta está claramente por debajo del requerido, hecho deliberadamente para maximizar las diferencias existentes en la calidad, ya que una ingesta inadecuada de energía reduce la eficiencia de la dieta. utilización de proteínas y en la mayoría de los estudios de equilibrio de N, se garantiza la adecuación de calorías. Y debido a que ninguna población obtiene todas sus proteínas exclusivamente de un solo alimento, la determinación del BV de una sola proteína tiene una utilidad limitada para su aplicación a las necesidades proteicas humanas. [26]
Otra limitación del uso del Valor Biológico como medida de la calidad de las proteínas es que las proteínas que carecen completamente de un aminoácido esencial (EAA) aún pueden tener un BV de hasta 40. Esto se debe a la capacidad de los organismos para conservar y reciclar los EAA como una adaptación de la ingesta inadecuada del aminoácido. [27]
Por último, el uso de ratas para determinar la calidad de las proteínas no es ideal. Las ratas se diferencian de los humanos en sus necesidades de aminoácidos esenciales. Esto ha llevado a una crítica general de que los experimentos con ratas conducen a una sobreestimación del BV de las proteínas de alta calidad para el hombre porque las necesidades humanas de aminoácidos esenciales son mucho menores que las de las ratas (ya que las ratas crecen a un ritmo mucho más rápido). que los humanos). Además, debido a su pelaje, se supone que las ratas tienen necesidades relativamente altas de aminoácidos que contienen azufre (metionina y cisteína).
Como resultado, el método analítico universalmente reconocido por la Organización para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA), el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), las Naciones Unidas Universidad (UNU) y la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos al juzgar la calidad de la proteína en el ser humano no es PER o BV sino la puntuación de aminoácidos corregida por digestibilidad de proteínas ( PDCAAS ), ya que se considera que mide con precisión el valor nutricional relativo correcto. de fuentes animales y vegetales de proteínas en la dieta. [28] [29]