¿Qué tan natural puede ser la alimentación de la humanidad en el futuro?

Sofía Natalí Mendoza Cabrera, Luis Alberto Morales Moreno y Gabriel Del Río

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Quiénes y qué comemos hoy…

Actualmente la población humana ha alcanzado la cifra de 8 mil millones de habitantes. En el siglo XIX había 1 mil millones de habitantes y la expectativa de vida era de menos de 30 años. Hoy en día China o India tienen más habitantes que los que existían en todo el planeta en el siglo XIX, mientras que en esta década la expectativa de vida varía por país entre los 53 y los 83 años [1]. Existen dos factores importantes que han promovido el crecimiento de nuestra población: (a) la mejora en los sistemas de salud (e.g., antibióticos), favoreciendo la expectativa de vida y, (b) la mejora en los sistemas de producción alimentaria que han permitido sostener al gran número de humanos que hoy habitamos este planeta. Para adelantar nuestra propuesta, nos referiremos como alimentos naturales en este artículo a los alimentos generados a partir de la agricultura, ganadería y pesca convencionales.

El crecimiento global promedio ha traído consigo, no obstante, una distribución inequitativa de la salud y la alimentación. Los países más densamente poblados no son necesariamente los que tienen mejores sistemas de salud ni acceso a la producción alimentaria. Esta disparidad entre la densidad de población, el acceso a la salud y a los alimentos ha generado zonas de pobreza sanitaria y alimentaria, principalmente en Asia, África y América del Sur [2]. Aunado a esto, en dichas regiones se encuentran algunos países que son los grandes productores de ganado vacuno, aves, y puerco en el mundo [3], aunque no son éstos mismos los principales consumidores de estos productos.

Debido a que la producción de alimentos naturales es de las mayores fuentes de emisión de gases de efecto invernadero (GEI, cada vez con mayor evidencia acumulada que su expulsión masiva a la atmósfera contribuye al calentamiento global del planeta), de entre todas las actividades humanas, esta generación de GEI se concentra en los países productores y no en los consumidores [4]. Los países con mayor demanda de alimentos naturales a su vez sufren las consecuencias de consumir cantidades excesivas de alimentos (o cuando menos los que abundan en azúcares, grasas y sal), ligados al padecimiento de obesidad, diabetes, síndrome metabólico, hipertensión, entre otros [5; ver también BiotecMov 30.4].

Estas situaciones han planteado una serie de disyuntivas. Por ejemplo: (1) si se distribuyeran de forma equitativa los alimentos naturales ¿serían suficientes para alimentar a los humanos? (2) ¿es la producción de alimentos naturales sustentable? (3) ¿se puede mantener una buena salud consumiendo alimentos naturales? A continuación, abordaremos sobre estas tres preguntas y haremos énfasis en una solución que hemos desarrollado en la UNAM para atender esta problemática de los alimentos y la salud en el mundo actual y futuro.

Suficiencia alimentaria

Durante el siglo XX se proponía que mejorando la distribución inequitativa de los alimentos naturales y disminuyendo su desperdicio, era suficiente para solucionar los problemas de la alimentación humana [6]. Para evaluar esta idea, un grupo de investigadores usaron una dieta propuesta por nutriólogos de la Universidad de Harvard, —la cual provee de los nutrientes en cantidad y calidad adecuados para una buena salud— a fin de calcular los volúmenes de alimentos que necesitamos producir. Encontraron que existe una sobreproducción de granos, grasas, y azúcares, mientras que la producción de frutas, vegetales y fuentes de proteínas (i.e., carne de res), no es suficiente para satisfacer a la población actual ni futura (al menos en 2050, cuando alcanzaremos 9.8 mil millones de humanos) [7]. En este mismo estudio se propone que, sustituyendo parcialmente la producción de granos por la de frutales y hortalizas se puede mejorar la calidad alimentaria del planeta, pero a costa de un impacto ambiental aún no deseable.

Sustentabilidad alimentaria

La sustentabilidad tiene como objetivo encontrar un balance de entrada/ salida entre el medio ambiente y el uso de los recursos naturales, garantizando su equilibrio para generaciones futuras [8]. La producción de alimentos naturales es altamente demandante de recursos naturales [Fig. 1] y requiere más agua que cualquier otra actividad humana: el 92% del agua dulce usada por los seres humanos se destina a la agricultura y ganadería, siendo los cereales (27%), la producción de carne de res (22%) y productos lácteos (7%), los que usan la mayor proporción de agua dulce [8]. Si se tuviera que satisfacer la demanda alimentaria mundial en este momento, los países productores tendrán que decidir entre usar el agua dulce para atender la sed e higiene de los humanos, o para producir alimentos del campo. De hecho, este 2022 en el estado mexicano de Sonora se vivió una situación crítica por sequía: la falta de agua en las presas no alcanzaba para proveer a la población ni para producir alimentos del campo; una de las principales actividades económicas ahí es la agricultura. Gracias a las intensas lluvias que se registraron después, a mediados del mismo año, se pudo salvar esta situación, pero es probable que esto vuelva ocurrir en el noroeste del país y otras partes del mundo, sobre todo si continúa aumentando la actividad agrícola y ganadera en un contexto de cambio climático. Este aspecto está relacionado, porque la contaminación ambiental que las actividades agrícolas y ganaderas generan, representan una tercera parte de los GEI, que principalmente provienen del sur de Asia y América [4]. De continuar incrementándose las emisiones, será más difícil alcanzar la sustentabilidad alimentaria.

Salud y alimentos

Los humanos somos heterótrofos, es decir, no somos capaces de generar nuestros propios nutrientes básicos (e.g., glucosa, aminoácidos, vitaminas) y energía, a partir de componentes simples (CO₂, amonio, luz) como las plantas. Los humanos contamos con un sistema digestivo que degrada varias sustancias orgánicas y absorbemos nutrientes que obtenemos a partir de otros seres vivos; esa condición no podemos cambiarla, por el momento [9]. En resumen, esta necesidad de producir nuestros alimentos de otros seres vivos, y el aumento en la población humana nos ha conducido a incrementar los impactos negativos al medio ambiente (en suelo, agua, biodiversidad, calentamiento, etc.). Tenemos varias paradojas respecto de la sustentabilidad de la cuestión alimentaria: no podemos dejar de comer y cada vez somos más; todos deben comer bien y producir nuestros alimentos consume recursos naturales; desperdiciamos una parte significativa de la producción y hay zonas de bajísima productividad, etc.

Para ir resolviendo estas paradojas, podemos reconocer algunas realidades como que no todos los seres humanos podemos comer los alimentos naturales que se producen. Por ejemplo, aunque durante el envejecimiento el apetito se reduce se necesita consumir más cantidades de proteína para retardar la pérdida de funciones y masa muscular (sarcopenia) [10]; más aún la proporción de personas en edad avanzada (+65 años) en el mundo ha ido en aumento (20-25% de la población total), principalmente en países industrializados [11]. Esto es, los adultos mayores requieren en principio más proteínas que las presentes en los alimentos naturales.

En adición a esta situación, existen múltiples enfermedades asociadas con la ingesta de proteínas que no permiten a algunas personas ingerir las fuentes de proteínas presentes en los alimentos naturales, tales como la fenilcetonuria o la enfermedad del ciclo de la urea, entre otras [12], las cuales representan 1-3% de la población; o bien, considérese enfermedades crónicas de los riñones que afecta a cerca de 15% de los adultos de países desarrollados (10% población total) [13]. Si sumamos otras circunstancias hemos estimado que del 31 al 43% de la población humana no satisface sus necesidades alimentarias con los alimentos naturales que nos proporcionan proteínas [Fig. 2].

Una solución para la ingesta de proteínas

Si al menos un tercio o la mitad de nuestra población no satisface sus necesidades alimenticias de proteínas con los alimentos naturales, ¿por qué incrementar la producción de este conjunto para proveernos de proteína? Los humanos requerimos ingerir proteínas que se componen de secuencias de aminoácidos enlazados que, al liberarse en la digestión, nuestro cuerpo usa a su vez para sintetizar sus propias proteínas. Al menos 9 de los aminoácidos (triptófano, lisina, fenilalanina, metionina y otros), son realmente esenciales para la nutrición y se encuentran en baja proporción en las proteínas de los alimentos naturales. Por ello debemos consumir cantidades considerables de algunos tipos de alimentos naturales para satisfacer la demanda de aminoácidos esenciales que nuestro cuerpo necesita. Esta demanda por alimentos naturales ricos en aminoácidos esenciales, tales como la carne de res entre otras, ha promovido un aumento en su producción y en consecuencia se ha incrementado también el daño al medio ambiente.

Una alternativa al problema de las fuentes naturales de proteínas sería ingerir los aminoácidos esenciales de manera individual; sin embargo, hoy sabemos que la ingesta prolongada de aminoácidos de este modo es perjudicial para la salud humana [14]. Otra alternativa es consumir una proteína sintética —conteniendo los aminoácidos normales y los esenciales en grandes cantidades— de forma que satisficieran bien el requerimiento nutricional. Ese tipo de proteína fue ‘diseñada’ por nuestro grupo de investigación y actualmente es producida en la UNAM mediante una tecnología innovadora (bajo solicitud de patente MX/a/2021/014268) [Fig. 3].

Esta proteína de alta calidad nutricional (PACN) no pretende sustituir a los alimentos naturales ricos en proteínas; es un suplemento alimenticio que permite a cualquier persona reducir la ingesta de los alimentos naturales para nutrirse de forma balanceada. Consideramos que esta tecnología resuelve varios problemas hacia la sustentabilidad en la producción y consumo de los alimentos naturales. Actualmente se utiliza menos agua que la producción de los alimentos naturales, no requiere alterar el suelo y genera menos cantidad de emisiones de GEI; además, la proteína es adecuada para cualquier persona y especialmente para quienes no pueden consumir alimentos naturales ricos en proteína, quienes ahora podrían consumirla en cantidades moderadas. Esta aplicación biotecnológica está en proceso de comercializarse; para que este producto contribuya sensiblemente a revertir algunos problemas de salud y medio ambiente antes mencionados, es necesario difundir el conocimiento sobre la estrategia, sus potenciales ventajas e indicadores de desempeño. Esto es indispensable para que los diversos grupos sociales adopten hábitos alimenticios más saludables, junto a beneficios económicos y ambientales. Está claro que de cada uno de nosotros, depende que la comida del futuro sea sustentable.

Referencias

1. Roser, M, H Ritchie, E Ortiz-Ospina, L Rodés-Guirao (2013) World Population Growth. Our World in Data 2013. https://ourworldindata.org/world-population-growth

2. Roser, M, E Ortiz-Ospina (2013) Global Extreme Poverty. Our World in Data 2013. https://ourworldindata.org/extreme-poverty-in-brief

3. Ritchie H, P Rosado, M Roser (2017) Meat and Dairy Production. Our World in Data 2017. https://ourworldindata.org/meat-production

4. Xu X, P Sharma, S Shu, TS Lin et al. (2021). Global greenhouse gas emissions from animal-based foods are twice those of plant-based foods. Nat Food 2 (9): 724–732. DOI: 10.1038/s43016-021-00358-x.

5. Ritchie H, M Roser (2017). Obesity. Our World in Data 2017. https://ourworldindata.org/obesity

6. Fraser E, A Legwegoh, KB Kc, M CoDyre et al. (2016). Biotechnology or organic? Extensive or intensive? Global or local? A critical review of potential pathways to resolve the global food crisis. Trends Food Sci & Technol 48: 78–87 DOI: 10.1016/j.tifs.2015.11.006.

7. Kc K B, GM Dias, A Veeramani, CJ Swanton et al. (2018). When too much isn’t enough: Does current food production meet global nutritional needs? PLoS ONE 13 (10): e0205683. DOI: 10.1371/journal.pone.0205683.

8. Mekonnen M; A Hoekstra A. National water footprint accounts: The Green, Blue and Grey water footprint of production and consumption (Vol. 1: Main Report). Daugherty Water for Food Global Institute: Faculty Publications 2011.

9. Gleizer S, R Ben-Nissan, YM Bar-On, N Antonovsky et al. (2019). Conversion of Escherichia coli to generate all biomass carbon from CO₂. Cell 179 (6): 1255-1263.e12. DOI: 10.1016/j.cell.2019.11.009.

10. Merchant RA, J Woo, J Morley (2022). Anorexia of ageing: Pathway to frailty and sarcopenia. J Nutr Health Aging 26 (1): 3–5. DOI: 10.1007/s12603-021-1703-6.

11. Ritchie H, M Roser (2019) Age Structure. Our World in Data 2019. https://ourworldindata.org/age-structure

12. MedlinePlus [en-línea] Bethesda (MD): National Library of Medicine (US) Amino acid metabolism disorders. https://medlineplus.gov/ aminoacidmetabolismdisorders.html (consultado 2022-09-29).

13. NIDDK. National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases [en-línea] Kidney Disease Statistics for the United States. https://www.niddk.nih.gov/health-information/health-statistics/kidney-disease (consultado 2022-09-29). PDF: https://www.cdc.gov/kidneydisease/pdf/Chronic-Kidney-Disease-in-the-US-2021-h.pdf

14. Holeček M (2022). Side effects of amino acid supplements. Physiol Res 71 (1): 29–45. DOI: 10.33549/physiolres.934790

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