Tema 2 (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad Complutense de Madrid (UCM)
Grado Farmacia - 3º curso
Asignatura Nutrición
Año del apunte 2017
Páginas 7
Fecha de subida 20/06/2017
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    Tema  2:  Energía     Balance  energético  del  organismo   La  energía  no  se  puede  obtener  directamente,   sino  que  la  obtenemos  de  compuestos   orgánicos  que  están  en  los  alimentos.  Esta   energía  debe  estar  equilibrada  entre  la  que   entra  y  la  que  gastamos.  La  gastamos  en  forma   de  gasto  metabólico  basal  (GMB).  Es  la  energía   necesaria  para  mantenernos  vivos,  como  el   movimiento  del  corazón,  gasto  del  hígado,  etc.   Es  en  reposo.  La  termogénesis  es  para   mantener  la  temperatura  corporal.     Si  hacemos  actividad  física,  a  mayor  actividad,  más  energía  necesitaremos.  En  la  vida  ordinaria  es  mucho   menor  que  el  gasto  metabólico  basal.     Hay  otros  factores  que  dependen  de  la  situación  fisiológica  en  la  que  se  encuentre  la  persona,  como   crecimiento,  lipogénesis,  gestación,  lactancia,  enfermedad  y  ADE  (acción  dinámica  específica  de  los   alimentos).  Después  de  comer  tenemos  más  calor  que  antes  de  comer.  Al  hacer  la  digestión,  tenemos  un   gasto  energético  adicional.  Cuando  estamos  enfermos  gastamos  más  energía  para  luchar  contra  la   enfermedad  y  reparar  los  daños  causados.   Todos  estos  gastos  se  disipan  en  forma  de  calor.     Si  se  mide  la  cantidad  de  calor  desprendida  por  el  cuerpo  es  casi  exactamente  la  misma  cantidad  de  energía   que  está  gastando  en  ese  momento.     Factores  que  afectan  al  gasto  energético   El  GMB  depende  de  la  masa  metabólica  activa  del  individuo.  Es  distinta  la  composición  corporal.  Las  células   son  las  que  gastan  energía.  Según  la  masa  de  células  de  una  persona,  así  será  el  GMB.  El  peso  no  es  una   unidad  muy  fiable  del  gasto  energético  de  la  persona.   §  Superficie  corporal:  una  persona  más  grande  gasta  más  energía  que  una  más  pequeña.  Se  relaciona  mejor   con  la  masa  metabólica  activa  que  el  peso.  Se  miden  los  m2  para  calcular  la  superficie  corporal.     M2  =  kg0,425·∙cm0,725·∙0,007184   §  Crecimiento:  supone  unas  5kcal/g  de  tejido  ganado.     §  Hormonas:  influyen  en  la  actividad  metabólica  y  en  el  gasto  corporal.  Son  tiroxina,  adrenalina,  hormona  del   crecimiento  e  insulina,  lo  elevan.   §  Sueño:  disminuye  un  10%  del  gasto  energético  en  reposo.  Al  dormir  baja  un  poco  la  temperatura,  la   frecuencia  cardiaca  y  la  frecuencia  respiratoria.  El  SN  sigue  gastando  la  misma  energía  que  despierto.   §  Fiebre:  aumenta  un  7%  por  1ºC  de  temperatura.  Es  exponencial.     §  Temperatura  ambiental:  temperaturas  elevadas  lo  incrementan  un  5-­‐20%.  Cuando  hace  frío  las  pérdidas   energéticas  están  compensadas  por  el  abrigo.  Si  hay  un  calor  excesivo  en  un  ambiente  energético  se  pone   en  marcha  el  sistema  de  refrigeración,  por  eso  aumenta  el  gasto  energético.     §  Ciclo  menstrual:  hay  oscilaciones  a  lo  largo  del  ciclo  menstrual.   §  Acción  dinámico  específica  de  los  alimentos  (ADE):  es  la  energía  que  se  gasta  en  procesar  los  alimentos.   Depende  del  tipo  de  alimento.  Una  dieta  muy  rica  en  proteínas  gasta  más  energía  (25%)  en  procesarse  y  una   rica  en  grasa  o  hidratos  de  carbono  gasta  un  5%.  La  grasa  es  lo  que  menos  energía  gasta  en  procesarse.     §  Actividad  física:  multiplica  el  gasto  energético  en  reposo   dependiendo  de  la  preparación  física  y  de  la  intensidad   entre  un  25  y  más  del  700%.   El  metabolismo  basal  ocupa  el  60-­‐65%  de  la  energía  que   utilizamos.  La  acción  termogénica  de  los  alimentos  un  10%.  La   actividad  física  es  un  25%  del  gasto  energético.       1       Contenido  energético  de  los  macronutrientes   La  energía  se  encuentra  en  los  macronutrientes  y  alcohol.  Nuestro  cuerpo  quema  estos  macronutrientes  a  lo   largo  de  un  proceso  metabólico  que  genera  CO2  y  agua.     Para  conocer  la  cantidad  de  energía  de  los  alimentos  se  utiliza  una  bomba  calorimétrica.  Es  una  caja  metálica   con  un  tapa  y  un  crisol  en  su  interior.  Tiene  un  sistema  de  ignición.  En  el  crisol  ponemos  la  cantidad  pesada  en   gramos  del  alimento  que  queremos  saber  la  energía  y  se  llena  de  oxígeno.  La  caja  va  dentro  de  otra  más   grande  llena  de  agua.  El  alimento  arde  hasta  que  se  quema  del  todo.  El  aire  se  calienta  y  el  calor  pasa  al  agua.   En  el  agua  hay  un  termómetro  que  mide  la  temperatura.  Sabemos  la  cantidad  de  agua  del  baño  y  la  energía   que  desprende  por  el  incremento  de  temperatura.  Por  eso  se  utiliza  como  unidad  de  energía  las  calorías.  Es  lo   que  se  necesita  para  elevar  1ºC  el  agua.     Es  la  energía  bruta  del  alimento.   Obtenemos  por  cada  g  de  hidratos  de  carbono,  grasa,  proteína  y  alcohol  las  kcal  que  desprenden.     Hay  que  hacer  correcciones.  Cuando  tomamos  los   alimentos  hemos  determinado  el  calor  de  combustión.     El  alimento  no  se  absorbe  al  100%  porque  en  las  heces   hay  energía.  Hay  energía  digestible  y  energía  fecal.  La   digestible  es  la  energía  bruta  –  energía  fecal.     En  la  orina  también  hay  energía,  sobre  todo  en  la  urea.   Procede  del  grupo  amino  de  las  proteínas  utilizadas  para   producir  energía.  Este  grupo  no  se  puede  quemar,  sirve   para  formar  proteínas  o  nos  deshacemos  de  él  porque  es   tóxico.  Se  descuenta  la  energía  presente  en  orina,   descamación  y  sudor  y  nos  quedamos  con  la  energía   metabolizable.     Las  células,  cuando  digieren  los  nutrientes,  producen  la   misma  energía.  Nuestras  células  transforman  la  energía   en  enlaces  fosfato  de  alta  energía.  En  esta  transformación  en  ATP,  hay  una  pérdida  de  energía  en  forma  de   calor,  que  también  hay  que  descontar.  El  50%  se  perderá  en  forma  de  calor  en  el  paso  de  energía  química  de   los  alimentos  a  ATP.  Nuestras  células  al  final  utilizan  entre  el  25  y  40%  de  la  energía  de  los  alimentos.       Si  hacemos  los  descuentos,  nos  queda  la  energía  metabolizable  en  kcal  de  cada  macronutriente.   La  grasa  almacena  mucha  energía  en  poco  peso.     El  alcohol,  al  igual  que  la  grasa,  se  almacena  sin  apenas  gasto  energético.       Mecanismos  de  reposición  de  ATP   El  ATP  se  repone  en  2  procesos  complementarios,  uno  aerobio  y  otro  anaerobio.  El  aerobio  es  en  el   citoplasma,  la  glucosa  da  2  moléculas  de  ácido  pirúvico.  Produce  2ATP/glucosa.  La  ventaja  es  que  es  un   sistema  muy  rápido  y  no  precisa  intercambio  de  gases,  sistema  circulatorio  ni  respiratorio.  No  tiene  un  gran   rendimiento.     El  piruvato  da  acetilCoA,  que  se  lleva  a  su  máximo  grado  de  oxidación  en  el  ciclo  de  los  ácidos  tricarboxílicos.   Produce  electrones  que  son  transportados  a  la  cadena  de  transporte  de  electrones  que  produce  mucho  ATP.   Aprovecha  mejor  la  energía,  pero  necesita  oxígeno  y  produce  CO2.  Hay  que  aportar  oxígeno  y  retirar  CO2   continuamente.  Está  limitado  por  la  capacidad  del  sistema  respiratorio  y  circulatorio  de  llevar  oxígeno  y  retirar   CO2  de  las  células.     Las  grasas  también  proporcionan  acetato,  lo  que  genera  una  gran  reserva  de  acetato  casi  de  forma  ilimitada.   Podemos  utilizarlo  durante  horas  sin  agotarse.  Es  un  sistema  lento  de  producción  de  energía.  Otro   inconveniente  es  que  solo  funciona  la  glucosa,  no  la  grasa  ni  las  proteínas.     Las  proteínas  pueden  dar  acetato  u  otros  metabolitos  para  dar  energía.       Consumo  de  O2  y  niveles  de  ácido  láctico  en  individuos   Al  hacer  un  ejercicio  de  intensidad  más  alta  de  lo  que  permite  el  sistema  cardiovascular,  no  se  puede  utilizar   todo  el  ácido  pirúvico  y  se  acumula  en  las  células.  No  hay  tanta  demanda  de  él  en  la  mitocondria.  Se   transforma  en  ácido  láctico  y  en  el  hígado  puede  dar  glucosa.       2       Los  niveles  de  ácido  láctico  al  principio  se  mantienen  estables.  Llega  un   momento  en  el  que  empiezan  a  subir  lentamente.  Es  cuando  hemos   rebasado  la  necesidad  mitocondrial  de  ácido  pirúvico.  Se  intenta   compensar  dando  glucosa  en  el  hígado.  Llega  un  momento  en  el  que  el   hígado  tampoco  lo  compensa  y  aumenta  exponencialmente  el  ácido  en   la  sangre.  Es  al  mismo  tiempo  en  el  que  el  consumo  de  oxígeno  es   máximo  en  el  individuo.  A  partir  de  este  nivel,  toda  la  energía  va  por  vía   anaerobia,  lo  que  indica  que  se  agotará  en  pocos  segundos.       La  producción  de  energía  va  ligada  al  consumo  de  oxígeno  y  producción   de  CO2.  Necesitamos  saber  la  cantidad  de  oxígeno  necesario  para  quemar  1g  de  un  alimento.  Midiendo  la   relación  de  ventilación  O2/CO2  podemos  ver  qué  combustible  quema  la  persona  para  obtener  energía.   Si  la  relación  es  1,  utiliza  el  100%  de  la  energía  a  partir  de  H  de  C.     Si  el  cociente  disminuye,  el  individuo  utiliza  grasa  o  proteínas.  Nos  puede  orientar  sobre  cómo  funciona  el   metabolismo  del  sujeto  en  deporte  y  trastornos  metabólicos.         Metabolismo  basal   Todos  los  tipos  celulares  iguales  de  todas  las  personas  gastan  lo   mismo.  Hay  tejidos  que  gastan  mucha  energía  y  otros  que  gastan   poca.   El  hígado  supone  el  2%  del  peso  corporal  y  gasta  el  26%  de  la   energía  que  necesitamos.       Factores  que  influyen  en  el  metabolismo  basal:   -­‐  Tamaño  corporal  y  superficie  corporal.   -­‐  Composición  corporal.   -­‐  Edad:  con  la  edad  disminuyen  los  hepatocitos  y  el  porcentaje  de   células  activas.   -­‐  Sexo:  influye  en  función  del  cambio  de  composición  celular.  La   mujer  tiene  más  grasa,  por  lo  que  tiene  menos  gasto  metabólico   basal.   -­‐  Gestación  y  lactación.   -­‐    Otros:  balance  hormonal,  fármacos,  situaciones  patológicas…     Cálculo  de  GMB  mediante  datos  de  respirometría   El  gasto  energético  de  una  persona  se  mide  con  el  calor  que  desprende.  Hay  cámaras  donde  entra  la  persona   durante  un  tiempo  y  se  mide  el  calor  que  desprende.  Es  un  equipo  muy  caro  y  molesto.  Normalmente  no  se   hace  así.  Se  llama  calorimetría  directa.     3       Se  hacen  medidas  indirectas,  la  más  adecuada  es  mediante  un  respirómetro.  Es  un  sistema  que  lleva  una   mascarilla.  La  persona  se  tumba  en  una  camilla,  se  deja  descansar  20min.  Se  conecta  la  máscara  y  un  equipo   de  cromatografía  mide  la  cantidad  de  oxígeno  que  consume  y  la  cantidad  de  CO2  que  produce.     Hay  una  ecuación  que  correlaciona  el  volumen  de  oxígeno  o  CO2  con  respecto  a  la  energía.       Tenemos  2  ecuaciones  y  3  incógnitas.  Así  que  hacemos  una  medida  más  al  sujeto.  El  amoniaco  va  a  la  orina.   Se  calculan  los  mg  de  amoniaco  en  orina  que  procede  solo  del  N  proteico.  Cada  g  de  N  se  encuentra  en  6,25g   de  proteína  aproximadamente.     En  las  2  ecuaciones  sabemos  los  gramos  de  N  en  orina,  con  lo  que  nos  quedan  solo  2  incógnitas.  Nos  dice   exactamente  cuántos  g  de  proteína,  H  de  C  y  grasa  está  quemando.  Por  tanto  sabemos  también  cuánta   energía  está  produciendo.       Con  el  respirómetro  no  sabemos  el  gasto  energético  total  porque  la  persona  no  está  tumbada  todo  el  día.       Métodos  indirectos  de  medida  del  gasto  energético     Agua  doblemente  marcada   Es  para  medir  el  gasto  energético  total  de  la  persona,  no  solo  el  total.       4       El  sistema  es  muy  poco  invasivo,  pero  el  equipo  es  muy  caro.  Se  le  da  al  paciente  un  vaso  de  agua  doblemente   marcada.  Lleva  isótopos  de  oxígeno  e  hidrógeno  (18O  y  3H).  No  son  radioactivos,  no  causan  ningún  problema  al   organismo.  Se  mezcla  con  el  agua  corporal.  Semanalmente  se  toma  una  muestra  de  un  fluido  corporal,  orina,   saliva,  etc.  Se  ve  si  los  isótopos  están  en  el  agua.     Un  día  hacemos  la  medida  y  encontramos  el  hidrógeno,  pero  no  el  oxígeno.  Al  final  desaparece  el  hidrógeno   también.  Se  miran  los  días  que  han  pasado  para  que  desaparezca  O  y  H.  El  sistema  tiene  en  cuenta  que  el  O   tiene  2  vías  de  excreción:  urinaria  y  respiratoria.  El  H  solo  puede  eliminarse  por  la  orina,  por  eso  tarda  más.  La   diferencia  depende  de  la  cantidad  de  CO2  que  produzca  el  individuo.  A  mayor  producción  de  CO2,  antes   desaparece  el  H.     Monitor  de  la  frecuencia  cardiaca   Registra  como  varía  la  frecuencia  cardiaca  a  lo  largo  del  día  y  su  duración.  Son  aproximaciones,  no  es  tan   exacto  como  los  anteriores.     Acelerómetro   Son  pulsera  en  muñecas  y  tobillos  que  miden  los  movimientos.  Se  relaciona  con  el  gasto  energético.     Cuestionario  de  actividad  física   Se  mide  el  metabolismo  basal  y  el  cuestionario  para  hacer  una  estimación     Condiciones  para  la  medición  del  metabolismo  basal   -­‐  Reposo  físico:  el  sueño  baja  el  metabolismo  basal  un  10%.   -­‐  Reposo  mental.   -­‐  Temperatura  ambiente  20-­‐25ºC  y  vestido  con  ropas  ligeras.   -­‐  Ayuno:  última  comida  12-­‐16h  antes.   -­‐  Otras:  no  tomar  fármacos  con  acción  sobre  el  metabolismo  energético,  no  fumar,  no  consumir  sustancias   estimulantes.       Estimación  del  GMB   Utilizando  directamente  las  tablas  de  IR  de  energía  y  nutrientes   Las  tablas  de  ingesta  recomendada  indican  la  cantidad  de  energía  que  se  necesita  en  valores  medios.  Es  una   media  de  la  población,  es  muy  general.  Para  estimarlo  mejor  se  utiliza  otro  método.     Determinando  o  calculando  el  gasto  metabólico  basal  y  utilizando  coeficientes  medios  de  actividad  física     La  actividad  física  puede  ser  baja,  media  o  alta.  Si  no  tenemos  un  respirómetro,  podemos  estimar  el   metabolismo  basal  con  curvas  que  relacionan  el  gasto  energético  de  una  persona  con  la  superficie  corporal,   edad  y  sexo.  El  gasto  metabólico  basal  es  casi  idéntico  en  las  células  de  todas  las  personas.  Los  hepatocitos  de   una  persona  gastan  lo  mismo  que  los  de  otra  persona.  Sin  embargo,  puede  haber  diferencia  en  el  número  de   hepatocitos  entre  las  personas.  Los  hombres  tienen  más  masa  metabólica  activa.  El  gasto  metabólico  basal  va   disminuyendo  con  la  edad  porque  se  van  reemplazando  las  células  por  grasa.  El  peso  no  es  una  buena  medida   del  gasto  energético.  La  superficie  corporal  depende  del  peso  y  la  talla  de  la  persona.     Podemos  hacer  una  estimación  rápida  en  función  del  peso  y  el  sexo.   Nos  da  un  error  del  30-­‐40%  porque  no  consideramos  la  talla  ni  la  edad  de  la  persona.  La  OMS  tiene   ecuaciones  que  engloban  peso,  sexo  y  edad,  que  dan  mejor  aproximación.     Basándonos  en  las  curvas,  obtenemos  ecuaciones  para  la  estimación  del  GMB.  No  saber  esta  fórmula.   Estas  últimas  ecuaciones  tienen  un  error  del  15-­‐20%.     A  partir  de  estas  fórmulas  se  han  ido  modificando  para  obtener  menos  error.     La  ecuación  de  Harris  tiende  a  sobreestimar  el  GMB.     5             Los  coeficientes  de  actividad  física  para  la  estimación  de  las  necesidades  energéticas  dependen  de  cómo  de   intensa  sea  la  actividad  y  del  sexo.   GET  =  GMB  ·∙  Coeficiente  de  actividad     Podemos  precisar  más  el  gasto  energético  a  partir  del  GMB  y  de  un  factor  individual  de  cada  actividad  física   realizada  por  el  sujeto  en  estudio.  Se  le  pregunta  cuánto  duerme,  en  qué  trabaja,  etc.  Se  traslada  a  factores   que  multiplican  por  las  horas  que  realiza  el  ejercicio.       Cálculo  del  GET  a  partir  del  GMB   Primero  determinamos  el  GMB  de  la  persona  con  el  respirómetro  o  las  ecuaciones  anteriores.     Luego  se  pregunta  al  individuo  cuántas  horas  duerme.  Las  horas  que  duerme  por  el  GMB  es  lo  que  gasta  en   dormir.   El  cuestionario  de  actividad  física  se  centra  en  el  trabajo  de  la  persona  y  se  multiplica  por  las  horas  que  lo   realiza  y  por  el  GMB.  También  se  tiene  en  cuenta  el  ocio  de  la  persona.     Se  suman  las  horas  de  trabajo,  ocio  y  dormir.   Normalmente  sobran  horas  en  el  día,  son  ``horas   perdidas´´.  Se  les  pone  un  factor  intermedio  de   actividad  (1,4)  y  se  multiplica  por  GMB  y  por  el  número   de  horas.   Cuando  lo  sumamos  todo,  obtenemos  las  necesidades   totales  de  energía  en  24   horas.     Estas  ecuaciones   sobreestiman  el  GET.     Cuanto  más  preciso  sea  el   cuestionario  de  actividad   física,  más  precisa  será  la   medida.     Factores  para  la  estimación  de  las  necesidades  energéticas  en  enfermos   Es  un  dato  muy  importante,  aunque  normalmente  no  se  hace.  En  el  medio  occidental  avanzado,  los   principales  desnutridos  son  los  enfermos  hospitalizados.  Es  debido  a  que  no  se  controla  la  alimentación  de  las   personas  ni  el  gasto  energético  en  los  hospitales.   Primero  se  calcula  el  gasto  metabólico  basal  con  la  ecuación  anterior.  La  actividad  física  se  determina  con  3   factores:  actividad,  agresión  y  anabolismo.  El  factor  de  agresión  depende  de  la  enfermedad.  La  enfermedad   aumenta  el  gasto  energético  de  la  persona.  El  anabolismo  tiene  2  opciones:  mantenimiento  del  peso  o   anabolismo  (hay  que  darle  más  energía  para  que  recupere  peso).     La  recuperación  de  la  enfermedad  depende  en  gran  parte  del  metabolismo  de  la  persona.       6             7   ...

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