Requerimiento energético (1ra parte)

Transcripción

1 Requerimiento energético (1ra parte) NUTRICIÓN Licenciatura en Alimentos Prof. María Catalina Olguin

2 ENERGĺAEN LOS SERES VIVOS Los organismos vivos obtienen energía del ambiente. Convierten parte de esa energía en otras formas útiles para hacer trabajo Devuelven energía al ambiente = calor

3 Termodinámicamente los humanos: * máquinas operando a T y P constantes. * sistemas abiertos. * energía constante y suministro de materia. * en un estado estacionario dinámico

4 Requerimiento energético El R.E. humano se estima por medio del gasto energético más las necesidades adicionales derivados del: crecimiento, embarazo y lactancia. La Ingesta energética dietaria proveniente de la alimentación debe satisfacer el requerimiento para mantener un estado de salud óptimo, funciones fisiológicas y bienestar(no solo salud física).

5 Unidades de Energía Dado que la energía química que emplea el organismo animal, luego de su ciclo de utilización se disipa como calor (real o potencialmente) se ha usado como unidad la kcal. Según SI la unidad de expresión del GE y de los R E la unidad es el Joule (J) universal para todas las formas de E J= l kgx1m 2 /1s 2 desde kcal= 4,184kJ 1kJ= 0,239 kcal

6 Balance Energético B = Ingesta energética Gasto energético B = I (Q + W mecánico) Si I = Q + W mecánico B =0 y ΔP= 0 Si I > Q + W mecánico B (+) y ΔP (+) Si I < Q + W mecánico B (-) y ΔP (-) se tiende a mantener B= 0 disminuye W

7 Cuando el balance energético se mantiene en un lapso temporal prolongado = estado estacionario. Balances (+) Niños en crecimiento: ingesta energética compensa gasto y permite crecimiento adecuado. Niño con déficit energético primero disminuye actividad y luego detiene su crecimiento. Embarazo y lactancia.

8 Uso de la energía química de los alimentos La alimentación debe cubrir la necesidad ENERGÉTICA de modo prioritario. La oxidación (combustión) biológica de los tres macronutrientes: hidratos de carbono, proteínas y lípidos produce energía a temperatura constante (36-38º C). Sólo la energía que es convertida en compuestos de alto potencial energético es utilizable para la realización de W u otros procesos anabólicos = Energía libre.

9 Principal transportador de E en todos los seres vivos = ATP. ATP, PEP y fosfoguanidinas (fosfocretaina) E libre de hidrólisis -7,5 kcal/mol. Fosfatos de bajo cont de E (hexosa fosfatos) = -4kcal/mol. Fosforilación oxidativa cadena respiratoria= mayor rendimiento P:O =3 (3 ATP) Flavo proteínas dehidrogenasas P:O=2 (2ATP) Fosforilación a nivel de sustrato (glicólisis) 1ATP (1:3 difosfoglicerato y PEP).

10 Eficiencia en el uso de la Energía Eficiencia o rendimiento en la transferencia energética (R) = cantidad total de E libre que origina una determinada cantidad de alimento (I) R = E/I x 100 Carbohidratos 42% 1mol de glucosa = 686 kcal. 38moles de ATP R = 38 x 7,5 /686 x 100 = 42 % Lípidos 41% 1 mol Palmítico= 2340 kcal 129 moles ATP R= 129 x 7,5/2340 x 100 = 41% Proteínas 32-34%

11 La eficienciadepende de la vía metabólica empleada, gastos extra de energía. Glucosa Vía directa > luego de resíntesis a partir de piruvato o si previamente pasó a TAG (lipogénesis). Hormonas tiroideas: reguladores de eficiencia del uso de la energía. Desacople en la fosforilación oxidativa. Grasa parda: ineficiencia en producción de energía utilizable; adaptación especial para termogénesis. Alta eficiencia: útil en etapas de crecimiento; en producción animal. Baja eficiencia: prevención de obesidad.

12 Flujo de la energía del alimento en el organismo para el mantenimiento del balance energético Energía bruta ingerida Energía digerible Energía metabolizable Energía metabolizable neta Energía neta para mantenimiento Energía fecal y gases fermentación microbiana Energía urinaria (cptos. de N2) y pérdida superficial E.T.A. y calor de fermentación microbiana Termogénesis de la dieta no obligatoria, debida al frío, drogas, hormonas, etc. Metabolismo basal, actividad física, crecimiento, etc

13 Energía metabolizable(em) Energía bruta o total de la dieta: en bomba calorimétrica. Combustión total. En el organismo la absorción se calcula en un 95% (digestibilidad). Carbohidratos y lípidos producen en bomba y en organismo CO2 y H2O. Proteínas en bomba: CO2, H2O y N2; en organismo: CO2, H2O + urea, ácido úrico y creatinina(e no aprovechable) equivalen a 7,5kcal/g de nitrógeno ingerido. Em (kcal/g) = (Eb x 0,95) (% N de alimento x 0,075)

14 Factores de conversión de energía metabolizable para los principales sustratos aportadores de energía Sustrato Factor de Conversión (kcal/g) Proteínas 4,0 Lípidos 9,0 Carbohidratos disponibles (monosac) 3,75 por diferencia 4,0 Fibra Dietaria Fermentable 2,6 No fermentable 0,0 Alcohol 6,9 Polialcoholes totales 2,4 Ácidos orgánicos 3,0

15 Energía neta para mantenimiento: empleada en metabolismo basal, actividad física y crecimiento embarazo lactancia (FAO, 2003). Rendimiento = aproximadamente 40% Procesos bioquímicos internos, musculatura, vísceras, osmótico, transporte = procesos que desarrollan calor para temp corporal y disipación. ATP empleados para W externo no pasa del 25/30% de la E total ingerida.

16 Gasto energético El gasto energético total diario se compone de: MB (60-65%) + AF (actividad física) + E.T.A. (10%) +( T) MB influido por tamaño corporal, sexo, edad y estado fisiológico. Depende de la composición corporal (relación proteína/ grasa). Se relaciona directamente con la superficie corporal. Superficie corporal (cm 2 ) = Peso 0,425 kg x Talla 0,725 (cm) x 71,84 A.F. = Wvariable según individuos. Liviana, moderada, pesada. Energía productiva. E.T.A.: efecto térmico de los alimentos T: Termorregulación (incorporada en otros)

17 Metabolismo Basal; T.M.B.; I.M.R. =Energía de mantenimiento: funciones corporales, temperatura corporal, reparación y formación de tejidos. Tasa Metabólica Basal. Se mide en reposo físico y mental. Despierto. Neutralidad térmica. Ayuno de al menos 12 horas. Sistemas que trabajan ininterrumpidamente. Costo basal para mantenerse vivo.

18 Variables determinantes del MB Superficie corporal, el mantenimiento de la temperatura corporal hace que MB se relacione en forma directa con la superficie (disipación). kcal/m 2 Metabolismo basal Especie Peso (kg) kcal/día kcal/kgxdía kcal/m 2 Caballo Hombre Perro Ratón 0,

19 Metabolismo basal 0,425 0,725 Superficie corporal (cm2) = Peso (kg) x Talla (cm) x 71,84

20 Masa magra(mm)= tejido muscular, órganos, huesos, fluidos. No tejido adiposo. MM depende de edad, género, grado de desarrollo muscular, tamaño corporal. Si se relaciona el MB con la MM el MB de los obesos se iguala con el de los delgados y mujeres con varones. Sexo: varones hasta 10% mayor que mujeres. Distinta composición corporal Edad:MB/kg de peso es mayor en los niños que en los adultos (mayor proporción de tejidos con Metabolismo alto). Ancianos menor MM. Talla:a igual peso, género y edad, MB > altos.

21 Peso corporal: relación no lineal. Aumenta con el PC expresado en kcal/día, pero en kcal/kg xdía disminuye con el aumento de éste. Especie más pequeñas valores mayores por unidad de peso. MB= K x P log MB (kcal/día) 0, paloma perro hombre vaca Log Peso (kg)

22 Otras variables que inciden sobre MB En conjunto: composición corporal, edad, estado físico, género y genética influyen en un 80-90% en las variaciones del MB. Otras: sueño disminuye en un 10%. Embarazo: aumento impuesto por el feto, desarrollo mamario y depósito graso materno. Tiroxina: 1mg aumenta un 25%. Hipotiroidismo disminuciones de hasta 40%. Adrenalina aumenta 50 kcal/mg. Fiebre: cada grado por encima T normal aumenta 10%. Desnutrición e inanición disminuyen hasta un 20%.

23 Ecuaciones para predecir el MB en función del peso corporal (FAO 2004) Edad Varones Mujeres (años) kcal/día MJ/día kcal/día MJ/día ,512 P 30,4 0,249 P 0,127 58,317 P 31,1 0,244 P 0, ,706 P + 504,3 0,095 P + 2,110 20,315 P + 485,9 0,085 P + 2, ,686 P + 658,2 0,074 P + 2,754 13,384 P + 692,6 0,056 P + 2, ,057 P + 692,2 0,063 P + 2,896 14,818 P + 486,6 0,062 P + 2, ,472 P + 873,1 0,048 P + 3,653 8,126 P + 845,6 0,034 P + 3,538 > 60 11,711 P + 587,7 0,049 P + 2,459 0,082 P + 658,5 0,038 P + 2,755 P: peso corporal en kg

24 Tasa metabólica basal de varones y mujeres adultos en relación a la estatura y al peso promedio aceptable por estatura Estatura (m) Peso (kg) años años Más de 60 Varones kcal (kj)/k/día kcal (kj)/día kcal(kj)/k/día kcal(kj)/día kcal(kj)/k/día kcal(kj)/día 1,5 49,5 29,0 (121) (6,03) 29,4 (123) (6,07) 23,3 (98) (4,81) 1,6 56,5 27,4 (115) (6,44) 27,2 (114) (6,40) 22,2 (93) (5,23) 1,7 63,5 26,0 (109) (6,90) 25,4 (106) (6,78) 21,2 (89) (5,65) 1,8 71,5 24,8 (104) (7,41) 23,9 (99) (7,15) 20,3 (85) (6,07) 1,9 79,5 23,9 (100) (7,91) 22,7 (95) (7,53) 19,6 (82) (6,53) Mujeres 2,0 88,0 23,0 (96) (8,49) 21,6 (90) (7,95) 19,0 (80) (6,99) 1, ,7 (112) (4,60) 28,8 (120) (4,98) 25,0 (105) (4,31) 1, ,2 (105) (4,98) 26,3 (110) (5,19) 23,1 (97) (4,56) 1, ,9 (100) (5,40) 24,1 (101) (5,44) 21,6 (90) (4,85) 1, ,9 (96) (5,82) 22,4 (94) (5,69) 20,3 (85) (5,15) 1, ,0 (92) (6,28) 20,9 (87) (5,94) 19,2 (81) (5,48) Media aceptable de peso por altura: IMC 22 en varones, 21 en mujeres KJ en paréntesis