jueves, 4 de octubre de 2012

Relación del proceso metabólico y la actividad física



Relación del Proceso Metabólico y la Actividad Física


La nutrición es principalmente el aprovechamiento de los nutrientes, manteniendo el equilibrio homeostático del organismo a nivel molecular y macro-sistémico, y por tanto garantizando que todos los eventos fisiológicos se efectúen de manera correcta, logrando una salud adecuada y previniendo enfermedades.

Los procesos macro sistémicos están relacionados a la absorción, digestión, metabolismo y eliminación. Los procesos moleculares o micro sistémicos están relacionados al equilibrio de elementos como enzimas, vitaminas, minerales, aminoácidos, glucosa, transportadores químicos, mediadores bioquímicos, hormonas, etc.

La nutrición también es la ciencia que estudia la relación que existe entre los alimentos y la salud, especialmente en la determinación de una dieta.

Aunque alimentación y nutrición se utilizan frecuentemente como sinónimos son en realidad términos diferentes ya que:

·         La nutrición hace referencia a los nutrientes que componen los alimentos y comprende un conjunto de fenómenos involuntarios que suceden tras la ingesta de los alimentos, es decir, la digestión, la absorción o paso a la sangre desde el tubo digestivo de sus componentes o nutrientes, y su asimilación en las células del organismo. La nutrición es la ciencia que examina la relación entre dieta y salud. Los nutricionistas son profesionales de la salud que se especializan en esta área de estudio, y están entrenados para proveer consejos dietéticos.

·         La alimentación comprende un conjunto de actos voluntarios y conscientes que van dirigidos a la elección, preparación e ingestión de los alimentos, fenómenos muy relacionados con el medio sociocultural y económico (medio ambiente) y determinan, al menos en gran parte, los hábitos dietéticos y estilos de vida.

Muchas enfermedades comunes y sus síntomas frecuentemente pueden ser prevenidas o aliviadas con una buena nutrición; por esto, la ciencia de la nutrición intenta entender cómo y cuales son los aspectos dietéticos específicos que influyen en la salud.

 

El propósito de la ciencia de la nutrición es explicar la respuesta metabólica y fisiológica del cuerpo ante la dieta. Con los avances en biología molecular, bioquímica y genética, la ciencia de la nutrición está profundizando en el estudio del metabolismo, investigando la relación entre la dieta y la salud desde el punto de vista de los procesos bioquímicos. El cuerpo humano está hecho de compuestos químicos tales como agua, aminoácidos (proteínas), ácidos grasos (lípidos), ácidos nucleicos (ADN/ARN) y carbohidratos (por ejemplo azúcares y fibra).

 

Una nutrición adecuada es la que cubre:

·         Los requerimientos de energía a través de la metabolización de nutrientes como los carbohidratos, proteínas y grasas. Estos requerimientos energéticos están relacionados con el gasto metabólico basal, el gasto por la actividad física y el gasto inducido por la dieta.

·         Las necesidades de micronutrientes no energéticos como las vitaminas y minerales.

·         La correcta hidratación basada en el consumo de bebidas, en especial el agua.

·         La ingesta suficiente de fibra dietética.

Los objetivos dietéticos se representan mediante diferentes recursos gráficos, uno de ellos es la pirámide de los alimentos.

DIETA

Una dieta es la pauta que une el consumo habitual de alimentos. Etimológicamente la palabra «dieta» proviene del griego dayta, que significa ‘régimen de vida’. Se acepta como sinónimo de régimen alimenticio, que alude al ‘conjunto y cantidades de los alimentos o mezclas de alimentos que se consumen habitualmente’. También puede hacer referencia al régimen que, en determinadas circunstancias, realizan personas sanas, enfermas o convalecientes en el comer, beber y dormir.1 Popularmente, y en el caso de los humanos, la dieta se asocia erróneamente a la práctica de restringir la ingesta de comida para obtener sólo los nutrientes y la energía necesarios, y así conseguir o mantener cierto peso corporal.

 La dieta humana se considera equilibrada si aporta los nutrientes y energía en cantidades tales que permiten mantener las funciones del organismo en un contexto de salud física y mental.2 Esta dieta equilibrada es particular de cada individuo y se adapta a su sexo, edad y situación de salud. No obstante, existen diversos factores (geográficos, sociales, económicos, patológicos, etc.) que influyen en el equilibrio de la dieta.

TIPOS DE DIETA

Desde el punto de vista cultural, y en función del origen biológico de los alimentos, las dietas humanas contemporáneas pueden ser:

 dieta vegetariana: cuando no se consume ni carne ni pescado. Los motivos por los que se sigue una dieta vegetariana pueden ser económicos, religiosos, ideológicos, éticos (veganismo), ecológicos y de salud. Hay diferentes tipos de vegetarianismo. Entre ellos, el en que no se consume ningún producto procedentes de un animal (vegetarianismo estricto) y aquel en el que se no consumen productos prodecentes de animales excepto la leche (lactovegetarianismo), huevos (ovovegetarianismo) y/o miel (apivegetarianismo).

 dieta omnívora: cuando se consumen alimentos de origen animal y vegetal. Es el tipo de dieta más frecuente en la especie humana.

 dieta carnívora: si los alimentos de procedencia animal son los predominantes. No es común en la especie humana.

La dieta saludable y equilibrada

Un aspecto que hay que señalar respecto a la dieta es que esta es colectiva, es decir, adaptada a las necesidades y a las características de las personas. Pero en cada etnia se sigue un patrón regular que es común a casi todos los individuos, de tal manera que se configura una dieta típica de una sociedad o cultura. Un ejemplo es la que se conoce popularmente como dieta mediterránea, atribuida al estilo de vida seguido en algunos países de la costa mediterránea. No obstante, para que cualquier dieta se considere saludable y equilibrada, se debe basar en el consumo irregular de una amplia variedad de alimentos. La razón es que no existe un único alimento que contenga todos los nutrientes necesarios. Es importante tener en cuenta que para llevar a cabo una dieta saludable no se debe de excluir ningún tipo de nutriente, y debe de ir acompañada de un régimen de actividad física para tener óptimos resultados y ser saludables cada día. Para que la población tenga una referencia sobre las pautas dietéticas más apropiadas con el fin de alcanzar y mantener un adecuado estado de salud, ciertos organismos o instituciones públicas proponen unas guías y objetivos dietéticos.9 En tales guías se suele recoger unos recursos gráficos, basados en la clasificación de los alimentos según sus características nutricionales predominantes, que facilitan la elaboración de una dieta equilibrada. Ejemplos de estos recursos gráficos son la pirámide alimentaria o la rueda alimentaria. En la tabla 1 se recoge las recomendaciones propuestas para la población española con objeto de que su dieta sea saludable

ALIMENTO

El alimento es cualquier sustancia normalmente ingerida por los seres vivos con fines:

 1.nutricionales: regulación del anabolismo y mantenimiento de las funciones fisiológicas, como el calentamiento corporal.

 2.psicológicos: satisfacción y obtención de sensaciones gratificantes.

Estos dos fines no han de cumplirse simultáneamente para que una sustancia sea considerada alimento. Así, por ejemplo, las bebidas alcohólicas no tienen interés nutricional, pero sí tienen un interés fruitivo. Por ello, son consideradas alimento. Por el contrario, no se consideran alimentos las sustancias que no se ingieren o que, una vez ingeridas, alteran las funciones metabólicas del organismo. De esta manera, la goma de mascar, el tabaco, los medicamentos y demás drogas no se consideran alimentos.

Los alimentos son el objeto de estudio de diversas disciplinas científicas: la biología, y en especial la ciencia de la nutrición, estudia los mecanismos de digestión y metabolización de los alimentos, así como la eliminación de los desechos por parte de los organismos; la ecología estudia las cadenas alimentarias; la química de alimentos analiza la composición de los alimentos y los cambios químicos que experimentan cuando se les aplican procesos tecnológicos, y la tecnología de los alimentos que estudia la elaboración, producción y manejo de los productos alimenticios destinados al consumo humano.

 

NUTRIMENTO

Un nutrimento o nutriente es un producto químico procedente del exterior de la célula y que ésta necesita para realizar sus funciones vitales. Éste es tomado por la célula y transformado en constituyente celular a través de un proceso metabólico de biosíntesis llamado anabolismo o bien es degradado para la obtención de otras moléculas y de energía.

Los nutrientes son cualquier elemento o compuesto químico necesario para el metabolismo de un ser vivo. Es decir, los nutrientes son algunas de las sustancias contenidas en los alimentos que participan activamente en las reacciones metabólicas para mantener las funciones del organismo, los nutrimentos básicos son el oxígeno, el agua y los minerales necesarios para la vida de las plantas, que a través de la fotosíntesis incorporan la materia viva, constituyendo así la base de la cadena alimentaria, una vez que estos vegetales van a servir de alimento a los animales.

Desde el punto de vista de la botánica y la ecología, los nutrimentos básicos son el oxígeno, el agua y los minerales necesarios para la vida de las plantas, que a través de la fotosíntesis incorporan la materia viva, constituyendo así la base de la cadena alimentaria, una vez que estos vegetales van a servir de alimento a los animales.

Los seres vivos que no tienen capacidad fotosintética, como los animales, los hongos y muchos protoctistas, se alimentan de plantas y de otros animales, ya sea vivos o en descomposición. Para estos seres, los nutrimentos son los compuestos orgánicos e inorgánicos contenidos en los alimentos y que, de acuerdo con su naturaleza química, se clasifican en los siguientes tipos de sustancias:

·         Proteínas.

·         Glúcidos.

·         Lípidos.

·         Vitaminas.

·         Sales minerales.

Mención aparte hay que realizar con la fibra alimentaria, ya que estrictamente no es un nutriente. Ciertamente forma parte de algunos alimentos (los vegetales), desarrolla funciones de interés fisiológico (contribuye a la motilidad intestinal, puede regular los niveles de lipoproteínas plasmáticas o modifica la glucemia postprandial), pero sus constituyentes no participan activamente en procesos metabólicos necesarios para el organismo.

Clasificación de nutrientes

Según la importancia

En función de la participación en las reacciones metabólicas del organismo en su conjunto, los nutrientes pueden ser:

Nutrientes no esenciales

Los que no son vitales para el organismo y que, bajo determinadas condiciones, se sintetizan a través de moléculas precursoras (generalmente, nutrientes esenciales). Por tanto, el organismo no necesita el aporte regular de las mismas a condición de que obtenga las sustancias precursoras de su medio ambiente. Estas son producidas por el metabolismo del organismo.

Nutrientes esenciales

Los que son vitales para el organismo, dado que no los puede sintetizar. Es decir, son las sustancias que de forma ineludible se tienen que obtener del medio ambiente. Para los humanos, éstos incluyen ácidos grasos esenciales, aminoácidos esenciales, algunas vitaminas y ciertos minerales. El oxígeno y el agua también son esenciales para la supervivencia humana, pero generalmente no se consideran nutrientes cuando se consumen de manera aislada. Los humanos pueden obtener energía a partir de una gran variedad de grasas, carbohidratos, proteínas y etanol y pueden sintetizar otros compuestos (por ejemplo, ciertos aminoácidos) a partir de nutrientes esenciales.

Los nutrientes tienen una función significativa sobre la salud, ya sea benéfica o tóxica. Por ejemplo, el sodio es un nutriente que participa en procesos de equilibrio hidroelectrolítico cuando se proporciona en cantidades adecuadas. Pero su aporte excesivo en la dieta puede favorecer la hipertensión arterial.

Según su cantidad

En función de la cantidad necesaria para las plantas y organismos, se clasifican en dos:

Macronutrientes

Se requieren en grandes cantidades diarias (habitualmente del orden de gramos). Estos nutrientes participan como sustratos en los procesos metabólicos.

Micronutrientes

Se requieren en pequeñas cantidades (habitualmente en cantidades inferiores a miligramos). Estos nutrientes participan en el metabolismo como reguladores de los procesos energéticos, pero no como sustratos. Son las vitaminas y los minerales.

Según su función

Aunque un mismo nutriente puede realizar varias funciones, se pueden clasificar en:

Energéticos

Los que sirven de sustrato metabólico para obtener energía, con el fin de que el organismo pueda llevar a cabo las funciones necesarias. Por ejemplo, las grasas, los glúcidos y las proteínas.

Plásticos o estructurales

Los que forman la estructura del organismo. También permiten su crecimiento. Por ejemplo, las proteinas, los glúcidos, ciertos lípidos (colesterol), y algunos elementos minerales (calcio, fósforo, etc.).

Reguladores

Los que controlan las reacciones químicas del metabolismo. Los nutrientes reguladores son las vitaminas y algunos minerales (sodio, potasio, etc.).

 

Sustancias que proveen energía

Carbohidratos

Los carbohidratos son compuestos integrados por monosacáridos. Los carbohidratos son clasificados por el número de unidades de azúcar: monosacáridos (tales como la glucosa y la fructosa), disacáridos (tales como la sacarosa y lactosa) oligosacáridos y polisacáridos (tales como el almidón, el glucógeno y la celulosa). Los carbohidratos brindan energía por más tiempo que las grasas.

Proteínas

Las proteínas son compuestos orgánicos que consiste en aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. El organismo no puede fabricar alguno de los aminoácidos (llamados aminoácidos esenciales). La dieta debe suplir estos aminoácidos. En nutrición, las proteínas son degradadas por la proteasa, hasta aminoácidos libres, durante la digestión.

Grasas

Las grasas consisten en una molécula de glicerina con tres ácidos grasos unidos. Los ácidos grasos son una larga cadena hidrocarbonada lineal no ramificada, conectadas sólo por enlaces sencillos (ácidos grasos saturados) o por enlaces dobles y sencillos (ácidos grasos insaturados).

Las grasas son necesarias para mantener el funcionamiento apropiado de las membranas celulares, para aislar las vísceras contra el shock, para mantener estable la temperatura corporal y para mantener saludable el cabello y la piel. El organismo no fabrica ciertos ácidos grasos (llamados ácidos grasos esenciales) y la dieta debe suplirlos.

Las grasas tienen un contenido energético de 9 kcal/g (37,7 kJ/g); proteínas y carbohidratos tienen 4 kcal/g (16,7 kJ/g). El etanol tienen contenido de energía de 7 kcal/g (29,3 kJ/g).

ENERGIA

¿Qué es la energía?

El ser humano necesita materiales con los que reparar el desgaste que sufre su cuerpo constantemente y energía para poder moverse y mantener las funciones vitales. Mediante la función de nutrición el hombre toma del exterior materiales (alimentos) que él se encarga de convertir en sustancias propias.

¿Cómo obtenemos energía?

La energía la obtenemos de los alimentos. Todo proceso vital supone un sistema de intercambio con el medio que nos rodea, del que conseguimos lo necesario para mantenernos con vida, mediante el consumo de alimentos. Los organismos superiores, entre los que se encuentra el hombre, no somos capaces de fabricar por nosotros mismos las sustancias que necesitamos para vivir; de manera que hemos de obtenerlas del exterior; pero no somos capaces de utilizar todas las sustancias nutritivas, sólo podemos usar hidratos de carbono, proteínas, grasas, minerales, vitaminas y agua. Estos materiales forman parte, en mayor o menor proporción, de los alimentos que tomamos en las comidas.

Ciclo de la energía

Los organismos se pueden dividir en dos grupos; aquellos que son capaces de alimentarse por sí mismos (autótrofos) y los que tienen que conseguir la energía del exterior (heterótrofos). En el primer grupo están incluidas las plantas superiores, sobre todo vegetales verdes que usan la clorofila (sustancia que da color verde a las hojas) para conseguir energía mediante la fotosíntesis o función clorofílica. Esta función consiste en aprovechar la luz del sol, el agua y las sustancias minerales contenidas en ella, para fabricar las sustancias necesarias para mantenerse con vida. Aproximadamente la mitad de la energía que obtienen por este medio es consumida por el propio vegetal para su respiración, y el resto es almacenado en sus hojas y queda a disposición de otros seres.

¿En qué empleamos la energía?

Si comparamos nuestro cuerpo con un coche, la energía liberada al consumir gasolina (alimentos) sirve para que el coche ande (trabajo mecánico), que suene la radio (trabajo eléctrico) o para proporcionar calor o frío, según las necesidades (trabajo térmico).

En el cuerpo humano, la energía liberada por los alimentos puede utilizarse de las siguientes formas:

 •Como calor para mantener la temperatura corporal.

 •Como impulsos eléctricos para transmitir mensajes a través del sistema nervioso nervioso.

 •Como energía para mantener el trabajo muscular.

 •En forma de reserva, cuando consumimos demasiada.

La mayor parte de la energía que consumimos (90 %) la empleamos en el trabajo interno de nuestro organismo; como transportar las sustancias nutritivas a todas las células del cuerpo.

¿A qué llamamos valor energético de los alimentos?

Es la cantidad de calorías que se desprende cuando se quema completamente un gramo de los mismos. Si la reacción se produce en laboratorio se habla de calor de combustión química, y si se produce en vivo se habla de calor de combustión fisiológica (energía metabólica).

La unidad de energía en nutrición es la Kilocaloría (Kcal) que es igual a 1000 calorías (cal) y es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 litro de agua en 1 grado centígrado (de 14,5º a 15,5º, a 4 atmósferas de presión). Cuando hablamos de la energía contenida en un alimento debemos hablar de Kilocalorías y no de calorías, como solemos hacer.

Los principios inmediatos nos proporcionan la siguiente cantidad de Kcal:

 •Hidratos de carbono 4 Kcal por gramo.

 •Proteínas 4 Kcal por gramo.

 •Grasa 9 Kcal por gramo.

KILOCALORIA

La caloría (kilocaloría, cal o. Keal) es una unidad de medida del calor energía producido por los alimentos. Por definición, una caloría equivale a la cantidad de calor necesaria para que, a presión atmosférica normal, un litro de agua destilada alcance de 14,5 a 15,5 ~C.

Los alimentos introducidos en nuestro organismo y quemados en las distintas fases de transformación producen calor-energía y son por tanto capaces de satisfacer las necesidades calóricas individuales. Si se queman en una estufa las mismas cantidades de paja, papel, carbón fósil, aceite o gasolina se obtienen una duración y una potencia de calor muy distintas para cada elemento. Del mismo modo, los principios alimentarios capaces de producir energía, como proteínas, grasas e hidratos de carbono, poseen distinto valor calórico (vitaminas, sales minerales, enzimas, hormonas, etc., tienen únicamente una función reguladora).

Un gramo de grasa desarrolla unas q calorías, un gramo de proteínas unas 4,5 calorías y un gramo de hidratos de carbono unas 4,5 calorías.

Los distintos alimentos presentes en nuestra mesa pocas veces son puros, es decir la mayoría de las veces contienen grasas. proteínas e hidratos de carbono en distintas proporciones, además de agua, sales minerales, enzimas, etc. Para determinar el valor calórico de los alimentos es necesario consultar unas tablas creadas a tal fin y que especifican las proporciones de los distintos elementos presentes en cada alimento e indican el valor calórico total.

Para seguir con conocimiento de causa una dieta razonable es necesario conocer el valor calórico de los distintos alimentos. Esto evita que se cometan siempre los mismos errores y que se ganen los kilos perdidos con tanto esfuerzo.

METABOLISMO

El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.

La metabolización es el proceso por el cual el organismo consigue que sustancias activas se transformen en no activas.

Este proceso lo realizan en los seres humanos enzimas localizadas en el hígado. En el caso de las drogas psicoactivas a menudo lo que se trata simplemente es de eliminar su capacidad de pasar a través de las membranas de lípidos, de forma que ya no puedan pasar la barrera hematoencefálica, con lo que no alcanzan el sistema nervioso central.

Por tanto, la importancia del hígado y el porqué este órgano se ve afectado a menudo en los casos de consumo masivo o continuado de drogas.

El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo y anabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos. Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las proteínas y los ácidos nucleicos. El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del otro.

La economía que la actividad celular impone sobre sus recursos obliga a organizar estrictamente las reacciones químicas del metabolismo en vías o rutas metabólicas, donde un compuesto químico (sustrato) es transformado en otro (producto), y este a su vez funciona como sustrato para generar otro producto, siguiendo una secuencia de reacciones bajo la intervención de diferentes enzimas (generalmente una para cada sustrato-reacción). Las enzimas son cruciales en el metabolismo porque agilizan las reacciones físico-químicas, pues hacen que posibles reacciones termodinámicas deseadas pero "desfavorables", mediante un acoplamiento, resulten en reacciones favorables. Las enzimas también se comportan como factores reguladores de las vías metabólicas, modificando su funcionalidad –y por ende, la actividad completa de la vía metabólica– en respuesta al ambiente y necesidades de la célula, o según señales de otras células.

El metabolismo de un organismo determina qué sustancias encontrará nutritivas y cuáles encontrará tóxicas. Por ejemplo, algunas procariotas utilizan sulfuro de hidrógeno como nutriente, pero este gas es venenoso para los animales. La velocidad del metabolismo, el rango metabólico, también influye en cuánto alimento va a requerir un organismo.

Una característica del metabolismo es la similitud de las rutas metabólicas básicas incluso entre especies muy diferentes. Por ejemplo: la secuencia de pasos químicos en una vía metabólica como el ciclo de Krebs es universal entre células vivientes tan diversas como la bacteria unicelular Escherichia coli y organismos pluricelulares como el elefante.3 Esta estructura metabólica compartida es probablemente el resultado de la alta eficiencia de estas rutas, y de su temprana aparición en la historia evolutiva.

CATABOLISMO

El catabolismo es el conjunto de procesos metabólicos que liberan energía. Estos incluyen degradación y oxidación de moléculas de alimento, así como reacciones que retienen la energía del Sol. El propósito de estas reacciones catabólicas es proveer energía, poder reductor y componentes necesitados por reacciones anabólicas. La naturaleza de estas reacciones catabólicas difiere de organismo en organismo. Sin embargo, estas diferentes formas de catabolismo dependen de reacciones de reducción-oxidación que involucran transferencia de electrones de moléculas donantes (como las moléculas orgánicas, agua, amoníaco, sulfuro de hidrógeno e iones ferrosos), a aceptores de dichos electrones como el oxígeno, el nitrato o el sulfato.

En los animales, estas reacciones conllevan la degradación de moléculas orgánicas complejas a otras más simples, como dióxido de carbono y agua. En organismos fotosintéticos como plantas y cianobacterias, estas transferencias de electrones no liberan energía, pero son usadas como un medio para almacenar energía solar.

El conjunto de reacciones catabólicas más común en animales puede ser separado en tres etapas distintas. En la primera, moléculas orgánicas grandes como las proteínas, polisacáridos o lípidos son digeridos en componentes más pequeños fuera de las células. Luego, estas moléculas pequeñas son llevadas a las células y convertidas en moléculas aún más pequeñas, generalmente acetilos que se unen covalentemente a la coenzima A, para formar la acetil-coenzima A, que libera energía. Finalmente, el grupo acetil en la molécula de acetil CoA es oxidado a agua y dióxido de carbono, liberando energía que se retiene al reducir la coenzima nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+) en NADH.

ANABOLISMO

El anabolismo es el conjunto de procesos metabólicos constructivos en donde la energía liberada por el catabolismo es utilizada para sintetizar moléculas complejas. En general, las moléculas complejas que dan lugar a estructuras celulares son construidas a partir de precursores simples. El anabolismo involucra tres facetas. Primero, la producción de precursores como aminoácidos, monosacáridos, isoprenoides y nucleótidos; segundo, su activación en reactivos usando energía del ATP; y tercero, el conjunto de estos precursores en moléculas más complejas como proteínas, polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos.

 

Los organismos difieren en cuántas moléculas pueden sintetizar por sí mismos en sus células. Los organismos autótrofos, como las plantas, pueden construir moléculas orgánicas complejas y proteínas por sí mismos a partir moléculas simples como dióxido de carbono y agua. Los organismos heterótrofos, en cambio, requieren de una fuente de sustancias más complejas, como monosacáridos y aminoácidos, para producir estas moléculas complejas. Los organismos pueden ser clasificados por su fuente de energía:

·         Fotoautótrofos y fotoheterótrofos, que obtienen la energía del Sol.

·         Quimioheterótrofos y quimioautótrofos, que obtienen la energía mediante reacciones oxidativas.

 

METABOLISMO BASAL

El metabolismo basal es el valor mínimo de energía necesaria para que la célula subsista. Esta energía mínima es utilizada por la célula en las reacciones químicas intracelulares necesarias para la realización de funciones metabólicas esenciales, como es el caso de la respiración.

En el organismo, el metabolismo basal depende de varios factores, como sexo, talla, peso, edad, etc. Como claro ejemplo del metabolismo basal está el caso del coma. La persona «en coma», está inactiva, pero tiene un gasto mínimo de calorías, razón por la que hay que seguir alimentando al organismo.

El metabolismo basal es el gasto energético diario, es decir, lo que un cuerpo necesita diariamente para seguir funcionando. A ese cálculo hay que añadir las actividades extras que se pueden hacer cada día. La tetraiodotironina (T4) o Tiroxina estimula el metabolismo basal aumentando la concentración de enzimas que intervienen en la respiracion aumentando el ritmo respiratorio de las mitocondrias en ausencia de ADP.

La tasa metabólica disminuye con la edad y con la pérdida de masa corporal. El aumento de la masa muscular es lo único que puede incrementar esta tasa. Al gasto general de energía también pueden afectarle las enfermedades, los alimentos y bebidas consumidos, la temperatura del entorno y los niveles de estrés. Para medir el metabolismo basal, la persona debe estar en completo reposo pero despierta. Una medida precisa requiere que el sistema nervioso simpático de la persona no esté estimulado. Una medida menos precisa, y que se realiza en condiciones menos estrictas, es la tasa metabólica en reposo.

El metabolismo basal de una persona se mide después de haber permanecido en reposo total en un lugar con una temperatura agradable (20 °C) y de haber estado en ayunas 12 o más horas.

El metabolismo basal diario se puede calcular de manera muy aproximada de la siguiente forma mediante las ecuaciones de Harris Benedict:

 Hombre: 66,473 + (13,751 x masa (kg)) + (5,0033 x estatura (cm)) - (6,55 x edad (años))

 Mujer: 655,1 + (9,463 x masa (kg)) + (1,8 x estatura (cm)) - (4,6756 x edad (años))

El metabolismo basal se calcula en kilocalorías/día y depende del sexo, la altura y el peso, entre otros factores. La FAO propone este método para edades comprendidas entre 10 y 18 años:

 Mujeres: 7,4 x peso en kilogramos + 428 x altura en metros + 572

 Hombres: 16,6 x peso en kilogramos + 77 x altura en metros + 572

Los siguientes factores aumentan el metabolismo basal:

Mayor masa muscular Mayor superficie corporal total Género Masculino (Los varones casi siempre tienen mayor masa corporal magra que las mujeres) Temperatura corporal, (fiebre o condiciones ambientales frías) Hormonas tiroideas (un regulador clave del metabolismo basal las concentraciones altas aumentan la BMR. Aspectos de la actividad del sistema nervioso (liberación de hormonas de estrés) Etapas de crecimiento en el ciclo vital. Consumo de cafeína o tabaco ( no se recomienda el uso de tabaco para controlar el peso corporal ya que aumenta demasiado los riesgos a la salud.

REQUERIMIENTO NUTRICIONAL

¿Cómo se debe afrontar la alimentación del adolescente?

La adolescencia es una etapa de la vida marcada por importantes cambios emocionales, sociales y fisiológicos. Sobre estos últimos la alimentación cobra una especial importancia debido a que los requerimientos nutricionales, para hacer frente a estos cambios, son muy elevados y es necesario asegurar un adecuado aporte de energía y nutrientes para evitar situaciones carenciales que puedan ocasionar alteraciones y trastornos de la salud.

Se debe hacer frente a la alimentación del adolescente conociendo los requerimientos nutricionales, sabiendo elegir los alimentos que garantizan una dieta suficiente en energía y nutrientes, organizando y estructurando las comidas a lo largo del día. Por último es importante conocer aquellas situaciones que pueden afectar a los adolescentes y en las que se debe llevar a cabo alguna modificación de la dieta.

Necesidades y recomendaciones nutricionales

Las necesidades nutricionales de los adolescentes vienen marcadas por los procesos de maduración sexual, aumento de talla y aumento de peso, característicos de esta etapa de la vida. Estos procesos requieren una elevada cantidad de energía y nutrientes, hay que tener en cuenta que en esta etapa el niño gana aproximadamente el 20% de la talla que va a tener como adulto y el 50% del peso. Estos incrementos se corresponden con aumento de masa muscular, y masa ósea. Toda esta situación se ve directamente afectada por la alimentación que debe estar dirigida y diseñada para cubrir el gasto que se origina.

Es muy difícil establecer unas recomendaciones standard para los adolescentes debido a las peculiaridades individuales que presenta este grupo de población. La mayor parte de las recomendaciones se basan en el establecimiento de raciones que se asocian con "una buena salud".

Las más recientes recomendaciones dietéticas (RDA), respecto de energía y proteínas, de la Food and Nutrition Board of the National Research Council (1989) para adolescentes se han establecido en función del peso, edad y sexo y son las que más se utilizan y mejor orientan.

Recomendaciones en macronutrientes

Con respecto a los hidratos de carbono y proteínas las recomendaciones en cantidad y calidad son las mismas que para un adulto sano. Se deben mantener las raciones de una dieta sana y equilibrada Se recomienda que, al menos, el 50% de la energía total de la dieta proceda de hidratos de carbono y de un 15 a un 20% de las proteínas asegurando una buena parte de origen vegetal.

En cuanto a grasas, deben representar el 30-35% del total de calorías de la dieta con la relación ácidos grasos saturados / monoinsaturados / poliinsaturados adecuada. No hay que olvidar que el aporte correcto de grasas supone cubrir adecuadamente las necesidades de ácidos grasos esenciales (necesarios para formar diferentes metabolitos) y de vitaminas liposolubles.

¿Qué minerales y vitaminas tienen especial importancia en la adolescencia?

Son tres los minerales que tienen especial importancia en la adolescencia: el calcio, el hierro y el zinc. Cada uno de ellos se relaciona con un aspecto concreto del crecimiento:

El calcio con el crecimiento de la masa ósea. El hierro con el desarrollo de tejidos hemáticos (los glóbulos rojos) y del muscular. El zinc con el desarrollo de la masa ósea y muscular. También está relacionado con crecimiento del cabello y uñas.

De Calcio: se recomiendan unos 1200 mg/día. La disponibilidad es diferente dependiendo del alimento del que proceda siendo los alimentos más adecuados la leche y todos sus derivados. La vitamina D, la lactosa y las proteínas facilitan su absorción mientras que la fibra, la cafeína y el azúcar la dificultan.

De Hierro: La RDA recomienda un suplemento de 2 mg/día para varones en edad adolescente durante el periodo de máximo crecimiento, entre los 10 y 17 años. Para las chicas se recomienda un suplemento de 5mg/dia a partir de la menarquia. El hierro que mejor se absorbe es el procedente de la carne, mientras que el procedente de legumbres, verduras y otros alimentos se absorbe peor.

El Zinc está directamente relacionado con la síntesis de proteínas y por lo tanto con la formación de tejidos por lo que es especialmente importante en la adolescencia. La carencia de Zinc, se relaciona con lesiones en la piel, retraso en la cicatrización de heridas, caída del cabello, fragilidad en las uñas etc. El déficit crónico puede causar hipogonadismo (pequeño tamaño de órganos reproductores). Las RDA establecen una ingesta diaria de zinc en torno a los 12 mg/día para chicas y 15mg/día para chicos.

La fuente principal de zinc la constituyen las carnes, pescado y huevos. También los cereales complejos y las legumbres constituyen una fuente importante. La fibra actúa dificultando su absorción.

Para los adolescentes se recomiendan, especialmente, las vitaminas que de una u otra forma se relacionan con la síntesis de proteínas, el crecimiento y el desarrollo: vitamina A, D, y Ácido Fólico, B12, B6, Riboflavina, Niacina, y Tiamina, sin que se recomiende cantidad mínima o específica de ninguna de ellas. La fuente principal de todas ellas son las frutas y las verduras.

RECOMENDACIÓN NUTRIMENTAL

El valor óptimo o deseado de suministro de un nutriente determinado siempre se encuentra por encima de su requerimiento real. La recomendación nutricional con todas las adiciones en relación con los requerimientos reales se corresponde con la cantidad de un nutriente determinado que en diferentes condiciones ambientales y en todas las posibles situaciones de la vida es capaz de facilitar un óptimo o normal funcionamiento del metabolismo del ser humano. Mientras que el establecimiento de los requerimientos nutricionales ha sido obtenido mediante la realización de ensayos bioquímicos, fisiológicos o clínicos, el establecimiento de las recomendaciones nutricionales responde más a fines prácticos y tiene un enfoque meramente poblacional.1,3


Como ejemplos pioneros de recomendaciones nutricionales para grupos poblacionales se toman siempre las primeras existentes establecidas por la Liga de las Naciones en el año 1938 y la primera edición de las Recommended Dietary Allowances de EE.UU. en el año 1943, las cuales cumplieron funciones de hilo conductor en consejería nutricional en conexión con la defensa nacional en esos años. Las guerras y las limitaciones alimentarias de diverso tipo contribuyeron de forma significativa al desarrollo del establecimiento de recomendaciones nutricionales al nivel internacional.


Las recomendaciones para el suministro de alimentos al ser humano deben reflejar los resultados obtenidos u observados por vías experimentales y clínicas y no deben ser solo un ejemplo de justeza estadística o de buenos resultados epidemiológicos, sino que deben reflejar lo más exactamente posible, la necesidad real cuantificada de la cantidad de alimentos a suministrar para cubrir los requerimientos exactos de cada nutriente para el ser humano.

Los campos de aplicación y la capacidad de dictamen de las recomendaciones nutricionales para la población son los siguientes:

La planificación de una alimentación que cubra requerimientos nutricionales.

La producción alimentaria y el abastecimiento nutricional de diferentes grupos de población.

La orientación en la toma de decisiones sobre el abastecimiento nutricional.

La calificación de datos de consumo de alimentos.

La valoración de la oferta nutricional en relación con las necesidades fisiológicas.

El desarrollo de nuevos productos en la industria alimentaria.

El etiquetado de alimentos que contenga informaciones nutricionales.

La estructuración de guías alimentarias para la población.

El desarrollo de programas de formación en nutrición y alimentación.

En el tema de recomendaciones nutricionales son de uso común los conceptos siguientes:

Suministro dietario recomendado (RDA): es la ingestión dietética diaria promedio de un nutriente suficiente para abastecer los requerimientos de 97,5 % de los individuos sanos de un grupo particular de edad y sexo de la población.

Ingestión adecuada (IA): es la ingestión dietética diaria promedio basada en aproximaciones o estimaciones observadas o determinadas de forma experimental, del nivel de ingestión de nutrientes en grupos de personas aparentemente sanas, el cual se asume es adecuado y que se usa cuando no se puede determinar la RDA.

Requerimiento estimado promedio (REP): es el nivel de ingestión dietética diaria promedio que se estima sea capaz de mantener los requerimientos de la mitad de los individuos saludables de un determinado grupo de edad y sexo.

Niveles seguros y adecuados de ingestión (NSA): en años anteriores se había establecido este término cuando las evidencias existentes eran suficientes para establecer un rango de requerimientos, pero insuficientes para la estructuración de una recomendación propia. Esta categoría, junto con la observación de mantener para los oligoelementos el nivel máximo en el rango de seguridad apropiado, se mantuvo en las recomendaciones desde 1985. Porque la vitamina K y el selenio han avanzado ya desde este nivel a recomendaciones establecidas, se movieron a la tabla principal de recomendaciones nutricionales. Se ha considerado que el establecimiento de NSA para sodio, potasio y cloro era difícil de justificar y solo se estimaron los “requerimientos mínimos deseados” para esos electrólitos. Sodio de 120 en los primeros 6 meses de vida a 500 mg/d en el adulto, potasio de 500 a 2 000 mg/d para los mismos grupos y se consideró que 3 500 mg/d de potasio podían reducir la prevalencia de hipertensión y afecciones cardiacas.

Requerimiento estimado de energía (REE): en el caso particular de energía se establece el requerimiento estimado de energía, definido como el nivel de ingestión dietética diaria promedio que se predice sea capaz de mantener el balance energético de un adulto saludable de determina edad, sexo, peso, talla y nivel de actividad física, el cual a su vez, es consistente con un buen estado de salud. En niños, mujeres embarazadas y que lactan, el REE se establece de forma tal que incluye las necesidades asociadas con la deposición tisular y la secreción de leche materna a un ritmo consistente con la buena salud.

Niveles máximos de ingestión tolerable (IT): es el nivel máximo de ingestión dietética diaria promedio que se propone sin riesgos ni efectos adversos para la salud de casi todos los individuos de una población. Cuando la ingestión sobrepasa este límite, se elevan los riesgos para la salud.

Las recomendaciones para la ingestión de energía y nutrientes para el ser humano han sido periódicamente revisadas y actualizadas por los Comités de Expertos de FAO/OMS/UNU, por el Consejo de Alimentación y Nutrición de EE.UU. (FNB/USA) y por los comités nacionales de alimentación y nutrición de diversos países. Las informaciones más recientes de estos grupos datan de los años 20043 y 2002.

Las más recientes recomendaciones de energía y nutrientes se caracterizan en líneas generales por las modificaciones o innovaciones siguientes:

Grupos de edades: como el pico de masa ósea no se alcanza hasta los 25 años, el grupo de edades de 19 a 22 se ha extendido hasta 24 años.

Pesos de referencia: los valores de peso corporal para el establecimiento de recomendaciones habían sido situados en los años 70 en un valor arbitrario ideal; estos fueron sustituidos en 1989 por el valor de la mediana de los valores de peso y talla de los adultos de referencia de cada grupo de edades de la Encuesta Nacional de Salud y Nutrición (NHANES II)9 de EE.UU. y en el 2002 por los valores de la encuesta NHANES III (Johnson CI, Wright JD. Third National Health and Nutrition  Examination Survey (NHANES III), 1988-1991, unpublished data on B vitamins intake from food. National Center for Health Statistics, Center for Disease Control and Prevention:USA;1997). La Organización Mundial de la Salud ha establecido valores de referencia de peso y talla para diferentes grupos poblacionales.10 En Cuba se dispone de valores establecidos por el Grupo Nacional de Crecimiento y Desarrollo del MINSAP.11 Una alternativa razonable ha sido recientemente propuesta para el caso particular de las recomendaciones de energía, que se basa en la selección de valores de talla y el valor de peso ideal para esa talla, con el objetivo de alcanzar un índice de masa corporal (IMC) que se encuentre dentro de los límites aceptables (18,5-24,99).

El establecimiento de REEs para 4 niveles de gasto energético.

Actividad física.3 Paralelo a las recomendaciones de energía alimentaria, se han establecido en el año 2004 recomendaciones de niveles a desarrollar de actividad física, para el sostenimiento de la salud y la disminución del riesgo de enfermedades crónicas.

El establecimiento de RDAs para carbohidratos dietarios y proteínas.

El desarrollo de definiciones de fibra dietética, fibra funcional y fibra total.

El establecimiento de ingestiones adecuadas para fibra total

El establecimiento de ingestiones adecuadas para ácido linoleico y ácido α-linolénico.

El establecimiento de rangos aceptables de distribución de macronutrientes como porcentaje de la ingestión de energía para grasas, carbohidratos, proteínas y ácidos linoleico y α-linolénico. 

El estimado de nuevos factores de conversión de carotenoides provitamina A, a equivalentes de retinol.

Definición de antioxidante dietario.

Similares recomendaciones de vitamina E y selenio para adultos de uno y otro sexos.7

Diferente recomendación de vitamina C para hombres y mujeres basadas en distinta composición corporal.

Establecimiento de requerimientos de vitamina E basados solo en niveles de α-tocoferol

Utilización de los equivalentes dietarios de folato para establecimiento de sus requerimientos, requerimientos diferenciados para hombres y mujeres y recomendación especial para el folato proveniente de alimentos enriquecidos

Recomendación del uso de alimentos fortificados o suplementos de vitamina B12 con vistas a cubrir los requerimientos.

Elevación de las ingestiones adecuadas de calcio y fósforo y de las recomendaciones nutricionales de magnesio.

Nuevas recomendaciones para la ingestión de colina.

Establecimiento de RDAs para cobre y molibdeno.

Establecimiento de nuevos niveles máximos de ingestión tolerable para vitamina A, vitamina C, vitamina E, niacina, vitamina B6, vitamina D, fólico de alimentos fortificados, colina, calcio, fósforo, magnesio, selenio, flúor, boro, cobre, yodo, manganeso, molibdeno, níquel, vanadio y cinc.

Termogénesis

La Termogénesis (del griego: termo temperatura génesis inicio). Es la capacidad de generar calor en el organismo debido a las reacciones metabólicas. La disipación de calor equilibra esta generación interna dando lugar a una homeostasis térmica (equilibrio térmico) en las células que en los mamíferos como el hombre alcanza un valor estático de aproximadamente 37 °C. La termogénesis puede ser inducida por la dieta (ingesta de alimentos con capacidad de termogénesis) o por la inclusión de suplementos dietéticos termogénicos.1 A veces se define la termogénesis como la energía sobrante por encima de la consumida en el metabolismo basal. La termogénesis explica la activación del calor típica de los mamíferos.

Características

El calor en algunos los organismos vivos surge de las características exotérmicas de las reacciones metabólicas oxidativas, esta liberación de calor tiene como efecto un aumento de la temperatura en los tejidos cercanos, no obstante el cuerpo humano posee unos mecanismos para la disipación que contrarrestan estos efectos termogénicos.2 Estas operaciones se realizan en las mitocondrias de la células. El balance energético de este proceso se puede resumir de la siguiente forma:


Producción de energía = Pérdida de energía +/- Almacenamiento de Energía


Por lo tanto si la energía contenida en el cuerpo humano (en forma de grasa, proteína y glucógeno) no se ve alterada (lo que viene a indicar Almacenamiento de Calor igual a cero) la energía entrante es igual a la que sale, y por lo tanto se produce un equilibrio energético. Si este proceso no fuera equilibrado, el almacenamiento se activaría en un aumento de las capacidades almacenativas del organismo (en forma de grasa, proteína y glucógeno) si la producción es baja. O en una disminución del almacenamiento si la pérdida es alta (aumento de la termogénesis).

Este concepto se suele aplicar en algunas dietas reductoras de peso corporal (control de la obesidad). Los alimentos que ingerimos suelen consumir en diferentes procesos digestivos casi el 15% de la energía consumida.1 La termogénesis se puede analizar y medir por diversos medios calorimétricos: directos (cámaras infrarojas) e indirectos (midiendo el factor VO2 max denominado también capacidad aeróbica).

Los métodos para determinar la energía digestible y la energía metabolizable que aportan los alimentos.   

La digestibilidad de la energía bruta que contienen los alimentos se determina con los métodos ya comentados para determinar la digestibilidad de los nutrientes.  

Para determinar la metabolicidad de la energía bruta es necesario recoger la orina producida por los animales, así como conocer la producción de metano:  

     - para recoger la orina se utilizan jaulas de metabolicidad; posteriormente se calcula en un calorímetro la energía excretada en forma de orina. Debido a que la preparación de la muestra de orina para su combustión en un calorímetro es un proceso engorroso, la energía excretada en la orina se suele estimar a partir de su contenido en nitrógeno (pues se supone, aunque no es estrictamente cierto, que la orina está compuesta solamente de agua, minerales y urea); en concreto se supone que por cada gramo de nitrógeno urinario se han excretado 23 kJ en la orina. Obviamente, en aves no se determina el contenido energético de la orina, sino la energía de la combinación heces más orina, determinando directamente la energía metabolizable que aportan los alimentos; no obstante, puede ser interesante saber que cada gramo de nitrógeno excretado en la orina de las aves equivale a una pérdida energética de 35 kJ.  

     - el metano es producido por las bacterias metanogénicas del intestino grueso: CO2 + 4 H2  ®  CH4 + 2 H2O. Para determinar la producción de metano se utilizan cámaras respiratorias, como se comenta más adelante; la pérdida de energía asociada a la producción de metano es de 40 kJ por litro expulsado.  

 

 

 DETERMINACION DEL VALOR ENERGETICO DE LOS ALIMENTOS

Se desea calcular la ED, EM y EN que aporta una ración de caballos que contiene 18 MJ EN/kg MS.  

Alimentación: 
A un caballo de 500 kg se le suministran diariamente 8 kg de MS de esta ración. 

Energía digestible
Recogida de datos   
* El caballo produce diariamente 5 kg de heces con un contenido en MS del 65%. 
*la EB de las heces se determinó en un calorímetro y fue de 17 MJ EB/kg MS.  
Cálculos   
* ED de la ración: EB ingerida: 8 x 18 = 144 MJ, EB en heces: 5 x 0.65 x 17 = 55 MJ, ED = 144 - 55 = 89 MJ ED  
* Concentración energética de la ración: 89 MJ ED/8 kg MS = 11.1 MJ ED/kg MS  

* Digestibilidad de la energía bruta de la ración: 89 MJ ED/144 MJ EB = 62 %  

Energía metabolizable

Recogida de datos   

* El caballo excreta diariamente 130 g de nitrógeno en la orina.  

* El caballo produce diariamente 75 litros de metano.  

Cálculos   

* EM de la ración: ED ingerida: 89 MJ, EB en orina: 130 x 23 = 3 MJ, EB en metano: 75 x 40 = 3 MJ, EM = 89 - 6 = 83 MJ EM  

* Concentración energética de la ración: 83 MJ EM/8 kg MS = 10.4 MJ EM/kg MS  

* Eficacia de utilización de la ED de la ración: 83 MJ EN/89 MJ ED = 93 %  

* Metabolicidad de la energía bruta de la ración: 83 MJ EM/144 MJ EB = 58 %  

Energía neta

Recogida de datos   

* El caballo produce diariamente 25 MJ de extracalor.  

Cálculos   

* EN de la ración: EM ingerida: 83 MJ, Extracalor: 25 MJ, EN = 83 - 25 = 58 MJ EN  

* Concentración energética de la ración: 58 MJ EN/8 kg MS = 7.3 MJ EN/kg MS  

* Eficacia de utilización de la EM de la ración: 58 MJ EN/83 MJ EM = 70 %  

* Eficacia de utilización de la ED de la ración: 58 MJ EN/89 MJ ED = 65%  

* Biodisponibilidad de la energía bruta de la ración: 58 MJ EN/144 MJ EB = 40% 

Cuando no se dispone de instalaciones para determinar la energía digestible ó metabolizable, el aporte energético de las raciones se puede estimar a partir de su composición química. Sin embargo, estas ecuaciones no tienen en cuenta los efectos del posible contenido de sustancias indeseables en los alimentos, ó las interacciones de nutrientes, ó el efecto de los aditivos. Un par de ejemplos de estas ecuaciones son:  

        Aves: EM (kJ/kg) = 15.5 x g proteína + 34.3 x g grasa + 16.7 x g almidón + 13.0 x g azúcares 

        Cerdos: ED (kJ/kg) = 17.5 + 7.7 x g proteína + 15.7 x g grasa - 32.4 x g cenizas - 14.8 x g FND  


6.- Los métodos para determinar la energía neta que aportan los alimentos.   

La energía neta obtenida de los alimentos va a ser utilizada para cubrir los gastos de mantenimiento (ENm) y de producción (ENp):  

     - la energía neta de producción (ó energía retenida) es la que contienen los compuestos químicos que forman las estructuras corporales y los productos animales.  

     - la energía neta de mantenimiento es el ATP utilizado para cubrir los gastos de mantenimiento; este ATP se consume integramente produciendo calor. Por lo tanto, la producción total de calor de los animales tiene dos componentes: por una parte el extracalor (debido a la ineficacia del metabolismo orgánico), y por otra el calor producido al utilizarse la energía neta de mantenimiento.  

La energía neta que aportan los alimentos se puede determinar bien estimando la producción de extracalor (por calorimetría directa ó por intercambio respiratorio), ó estimando la energía retenida (por balance de carbono y nitrógeno ó por otros métodos). En la realidad, estas técnicas solamente se utilizan en casos de alimentos muy concretos, y la mayoría de los valores de EN que se utilizan habitualmente son estimaciones a partir de la composición química y de la metabolicidad de los alimentos.  

Las técnicas de calorimetría también se utilizan para determinar las necesidades energéticas de mantenimiento de los animales.  


Calorímetro animal


a) La calorimetría directa.   

La determinación del extracalor mediante la calorimetría directa se realiza con calorímetros animales, y consiste en introducir al animal en un calorímetro y, mediante microsensores, determinar el calor que produce a partir de la variación de la temperatura, humedad y volumen del aire en el interior del calorímetro. Los calorímetros utilizados son del tipo de capa gradiente, que son caros y de delicada utilización, por lo que la calorimetría directa se utiliza poco.  

b) La calorimetría indirecta.   

La determinación de la energía neta mediante la calorimetría indirecta se realiza con cámaras respiratorias, pudiendo utilizarse dos técnicas: el intercambio respiratorio, y el balance de carbono y nitrógeno. El animal se introduce en la cámara respiratoria, donde se realizan una serie de determinaciones. Mediante la técnica del intercambio respiratorio se determina el extracalor producido por una ración a partir de la cantidad de O2 consumido, la cantidad de CO2 y CH4 producidos y la cantidad de nitrógeno excretado en la orina. Mediante la técnica del balance de carbono y nitrógeno se determina directamente la energía retenida al ingerir una ración; para aplicar esta técnica se determina la cantidad y composición del alimento ingerido y de las heces producidas, así como la cantidad de nitrógeno urinario excretado y la cantidad de CO2 y CH4 producidos.  

c) Otros métodos.   

Además de los métodos calorimétricos, también se puede estimar la energía retenida estudiando la composición del incremento de peso del animal alimentado con la ración a estudiar. Los principales métodos para estudiar la composición corporal de los animales son:  

     - método de los sacrificios comparativos: un lote de animales se sacrifica al principio del estudio, se tritura y en una bomba calorimétrica se determina la energía que contiene. Otro lote se alimenta con la ración a estudiar y al final del experimento también se sacrifica y se determina la energía que contiene. La diferencia entre ambos contenidos es la energía retenida procedente de la ración.  

     - método de densitometría: la densidad de los animales está relacionada con su composición química, por lo que conociendo las variaciones de densidad debidas al aporte de una ración se puede determinar la energía retenida. La densidad de los animales se puede determinar por inmersión de la canal en agua.  
     - método de la humedad corporal: el contenido en agua del cuerpo animal también está relacionado con su contenido energético. Para determinar el contenido en agua de los animales se estudia la cinética de dilución en los líquidos orgánicos de ciertas sustancias administradas al animal.

REQUERIMIENTOS ENERGETICOS DEL ORGANISMO


El organismo humano requiere en condiciones basales alrededor de 1 Kcaloría/kg de peso/hora o bien 4o Kcalorías/m1/hora, requerimiento que crece proporcionalmente con la actividad. Así por ejemplo, al caminar por un terreno plano y sin carga, el metabolismo aumenta aproximadamente en un 200%. Un trabajo intenso, como saltar o correr. puede incrementarlo hasta en 25 Kcalorías/ kg de peso/hora. La producción de esta cantidad de calorías consume, siendo el cuociente respiratorio igual a 1, alrededor de 5 1 de O2/minuto. Esta energía, en caso de trabajo muscular intenso y repentino. proviene exclusivamente de la combustión de los hidratos de carbono.

En competencias deportivas el requerimiento energético puede llegar hasta 2oo Kcalorías por kg de peso /hora, cantidad cuya producción requiere un volumen de O2 que la sangre es incapaz de aportar. En estos casos el trabajo se realiza en condiciones anaeróbicas: el organismo contrae una »deuda de oxígeno, que pagará una vez finalizado el trabajo excesivo. Sólo excepcionalmente, sin embargo, la fase anaeróbica llega a sobrepasar 1 /3 del metabolismo total.

En reposo, el organismo de un adulto consume alrededor de o.25 I/de O2/hora/Kg de peso. Un volumen de 1 1/minuto de O2 es suficiente para satisfacer los requerimientos energéticos de un individuo durante un trabajo moderado y no es necesario. por consiguiente, recurrir a la degradación anaeróbica. Ya hemos explicado que únicamente un trabajo exagerado obliga al organismo a contraer una deuda de oxígeno, cuya magnitud sólo excepcionalmente sobrepasará 1 litro/minuto y que será pagada rápidamente al terminar el trabajo.

Una persona entrenada, al realizar un trabajo intenso, puede consumir hasta 5 litros de oxígeno por minuto y continuar el esfuerzo durante horas. Mientras no contraiga deuda de O2, no se producirá fatiga. Sólo cuando las exigencias energéticas no pueden ser satisfechas por el metabolismo aeróbico y el organismo se ve obligado a contraer dicha deuda, aparecerán los primeros signos de cansancio. Un requerimiento energético superior a 30Kcal/minuto, puede realizarse, aun por personas entrenadas, sólo durante un corto tiempo. En esta condición, por ejemplo en una carrera de 100 m, el metabolismo se desarrolla predominantemente en forma anaeróbica, produciendo se metabolitos ácidos (ácido láctico) que disminuyen el pH de la sangre, reduciendo la capacidad de la hemoglobina para ligar 02 (véase Sangre). El descenso de la p(h sanguínea, al cual se agrega un incremento del PCO2, aumentan el volumen-minuto cardiaco (véase Circulación), pero este aumento no puede sobrepasar cierto límite. El volumen-minuto constituye tal vez el factor más limitante del trabajo muscular.

Como ya hemos explicado, cuando un trabajo muscular requiere una cantidad de energía superior a la que el O2 aportado por la respiración puede producir, el organismo contrae una deuda de oxígeno. Esta deuda es, en realidad, una deuda de energía, ya que el O2 es utilizado en la combustión de grasas, proteínas e hidratos de carbono, por consiguiente en la producción de energía y en la síntesis de compuestos ricos en energía. Una vez terminado el trabajo, cl organismo paga esta deuda, mediante el aumento de la frecuencia respiratoria. Generalmente esta deuda está pagada dentro de una hora y sólo excepcionalmente requiere mayor tiempo. El mayor volumen de O2 aportado por la respiración sirve, no sólo para pagar la deuda de O2, sino también para normalizar el pH sanguíneo, disminuido por el aflujo de cantidades elevadas de productos ácidos del metabolismo anaeróbico. En efecto, la mayor disponibilidad de O2 permite la conversión del ácido láctico, principal producto del metabolismo anaeróbico, en hidratos de carbono, proceso que se realiza en el hígado. La elevación del nivel de los lactatos en la sangre, que puede alcanzar valores co veces superiores a lo normal, limita de por sí el trabajo muscular. Este efecto es menor en personas entrenadas.

Es obvio que la ingestión de alimentos no puede ajustarse exactamente a los requerimientos energéticos del momento, por lo menos en los seres humanos. Los animales ingieren generalmente sólo la cantidad de alimentos que permite cubrir sus exigencias. La ingestión en el hombre está regulada por los diversos factores que han sido ya analizados: apetito, gusto, costumbre y muchas veces factores emocionales. La insuficiente ingestión disminuye, a la larga, la capacidad de trabajo, si bien induce inicialmente mayor actividad. Se ha demostrado experimentalmente que lesiones de ciertos núcleos hipotalámicos, cercanos a los centros de saciedad y de hambre, estimulan o disminuyen, respectivamente, la actividad muscular. Esto ha llevado a plantear la existencia de conexiones entre las diversas agrupaciones neuronales mencionadas.

En general, en el organismo animal el porcentaje de conversión de los alimentos en energía (eficiencia o rendimiento) es relativamente bajo; no sobrepasa en condiciones óptimas un 3o%a. En otras palabras, aproximadamente sólo un tercio del valor energético de un alimento es utilizado para la realización de trabajo. El resto se convierte en, calor. Este grado de eficiencia, aparentemente muy bajo, es sustancialmente superior al de una máquina de vapor, cuyo rendimiento es sólo un 10 a 15% . Ninguna máquina supera en eficiencia al organismo animal. La eficiencia de éste varía de acuerdo a las condiciones ambientales del trabajo. Disminuye a un 8% por ejemplo, durante la natación en agua de temperatura inferior a la del cuerpo. En esta condición es necesaria una mayor conversión de energía a calor, para mantener constante la temperatura corporal.


Los alimentos ingeridos en exceso son almacenados hasta cierto límite en el organismo, para ser utilizados en caso de necesidad. Por consiguiente el alimento ingerido se convierte en el organismo en energía de trabajo, en calor y energía almacenada en forma de glucógeno o de grasa:


ALIMENTO INGERIDO = ENERGIA DE TRABAJO + CALOR + ENERGIA ALMACENADA


Para mantener la constancia del peso corporal es necesario un control estricto de la ingestión de alimentos. Basta, por ejemplo, una mayor ingestión de100 Kcalorías por día, lo que equivale aproximadamente a t o g de grasa, para incrementar en el curso de un año el peso corporal en alrededor de 3,5 kg. Para contrarrestar el aumento de peso, el organismo dispone de diversos mecanismos. Uno de éstos es el aumento de su metabolismo, mediante la acción dinámica específica de los ¡alimentos, que hemos mencionado en páginas precedentes.


En caso de que el organismo necesite utilizar sus reservas para satisfacer los requerimientos energéticos del momento, recurre primeramente a los hidratos de carbono que es la fuente de energía más prontamente movilizable. Pero la cantidad total de glucógeno almacenado no sobrepasa aproximadamente a 300-400 g, cantidad que se agota rápidamente, lo que obliga al organismo a recurrir a sus reservas de grasas. Las reservas de glucógeno se recuperan con la ingestión de alimentos, y son las primeras que aumentan en condiciones de sobrealimentación.


Un régimen rico en proteínas aumenta el contenido proteico del organismo, que es normalmente alrededor de un 2o% del peso corporal. La ingestión exagerada de proteínas eleva la eliminación de nitrógeno, lo que indica su mayor utilización, o sea, su mayor participación en el metabolismo energético. Las proteínas ingeridas en exceso no se depositan en un ó gano especial, sino que incrementan el contenido proteico de cada célula.


El aumento del contenido de hidratos de carbono y de proteínas del organismo es, en caso de sobrealimentación, insignificante. El aumento de peso por sobrealimentación se debe en realidad a la conversión de los hidratos de carbono y proteínas en grasa, cuya acumulación no reconoce prácticamente límites.


La disminución o aumento del peso corporal depende, por lo tanto, de la ingestión de alimentos en cantidad menor o mayor que lo requerido. En condiciones fisiológicas un conjunto de mecanismos reguladores ajusta la ingestión al requerimiento. La alteración patológica de este mecanismo es la causante de la disminución o aumento exagerado del peso corporal. De esto se desprende que la distinción de una obesidad endógena y otra exógena se justifica sólo hasta cierto punto.


Es evidente que ciertos trastornos endocrinos pueden causar obesidad. No obstante, en la mayoría de los casos, exceptuando la obesidad causada por lesiones hipotalámicas, los trastornos psíquicos, al influir sobre los centros de la saciedad y/o del hambre, son los factores principales modificadores del peso corporal. En general, un examen clínico detenido revela siempre en la obesidad algún trastorno de la emotividad.

Establecer el peso ideal de un individuo es muy difícil. Esto se debe a que, como ya hemos señalado, el peso corporal depende de un complejo de factores: alimentos ingeridos, actividad de los centros reguladores del apetito, de la saciedad y del hambre, nivel de ingestión establecido por estos centros, etc. No es tarea fácil aumentar o disminuir el peso corporal. Es importante Tener presente, finalmente, que la obesidad es un problema grave de salud, ya que no sólo disminuye la capacidad de trabajo, sino que acorta la vida.

 

No hay comentarios:

Publicar un comentario