Metabolismo Energético

INSTITUTO MEXICANO DE NUTRIOLOGÍA CLÍNICAL.N. María de la Luz Gómez Sánchez

Diplomado Nutriología DeportivaCalendario A 2015

Leyes de la Termodinámica

Primera Ley de la Termodinámica• El cuerpo humano no puede destruir o producir energía; toma energía

de los alimentos, la convierte en formas útiles que le permiten llevar a cabo funciones de la vida.

Segunda Ley de la Termodinámica• Entropía energía del sistema no está disponible para el trabajo• Entalpía contenido total de calor de un sistema y se compone de la

entropía y la energía libre de un sistema, que es la energía capaz de hacer el trabajo

Balance energético = La ingesta de energía - Salida de Energía

Ecuación: • Ingesta de energía : energía metabolizable de los alimentos que se consumen• Salida de energía: energía total gastada

Resultados:• Balance positivo: Si la ingesta de energía es mayor que la producción de energía, el

almacenamiento de energía en forma de grasa, carbohidratos y proteínas.• Balance negativo: Si la producción de energía es mayor que la ingesta de energía

proceso oxídate de reservas endógenas.

Almacenamiento de energía Cuando la energía exógena no está disponible, como ocurre durante una noche de ayuno, el cuerpo se deriva energía de sus combustibles endógenos:

• Forma predominante de almacenamiento de energía

Grasa:

•Intracelulares: constituyen la masa celular activa del cuerpo, sirven muchas funciones, son principalmente las enzimas y proteínas contráctiles; no hay proteínas de reserva

•Extracelulares: o estructurales en el hueso y el tejido conectivo son muy estables y se consideran no disponibles para las necesidades metabólicas. .

Proteínas

•Almacenados en forma de glucógeno. Este servicio está disponible para las necesidades energéticas inmediatas, como el ejercicio.

Hidratos de carbono

Las principales vías metabólicasHidrólisis del trifosfato de adenosina (ATP)

Hidratos de CarbonoLa tasa de oxidación

de la glucosa se ajusta a la ingesta de carbohidratos para

mantener las reservas de glucógeno

LípidosEl consumo de

grasas, a diferencia de los hidratos de

carbono y proteínas, no promueven su propia oxidación

Proteínas La energía derivada de la

oxidación celular de la proteína es menor

que el calor de combustión debido a la energía que queda

en los productos finales nitrogenados

excretados del cuerpo (urea)

Alcohol Oxidación =

concentración en la circulación y por la

actividad de la alcohol

deshidrogenasa de hígado. 80% de la

liberación de energía por la oxidación de

etanol = ATP ; 20% = calor

Gasto energético

Gasto energético basal (GEB) • Es la mínima cantidad de

energía gastada que es compatible con la vida.

• Representa el 60% y el 70% del gasto total de energía.

Gasto energético en reposo (GER)• Cantidad de energía consumida en reposo

en un ambiente termoneutral sin los efectos del consumo de comidas, la actividad física, u otro estrés fisiológico o mental.

• Representa un valor de 10% a 20% mayor que la tasa metabólica basal

• Se mide en la mañana después de 12-18 horas de descanso

• Incluye:– Mantenimiento de la integridad

bioquímica y estructural del cuerpo.– La realización de trabajo interno, bombas

de iones, la síntesis y la degradación de los componentes de las células, y los ciclos bioquímicos.

Efecto Térmico de los alimentos (TEF)Es el aumento en el gasto de energía inmediatamente después de la

ingestión de la comida.

Termogénesis obligatoria

• Energía gastada para absorber, procesar y almacenar nutrientes

Termogénesis facultativa

• Activación del sistema nervioso simpático

Glucosa glucógeno= 5% del contenido de energía de la glucosa; el costo de la conversión a lípidos es el 24% del contenido energético de la glucosa

La digestión, la absorción y el almacenamiento de lípidos es aproximadamente de 4% a 8% de la energía que se almacenan.

La proteína induce la mayor respuesta metabólica "obligatorio", aproximadamente el 25% del contenido energético de proteínas.

Efecto térmico de la actividad (TEA)

• Energía que se gasta por encima del nivel de reposo, durante y después de la actividad física

• Actividad termogénesis se puede dividir en el ejercicio y no ejercicio termogénesis actividad (NEAT).

Ejercicio

• Esfuerzo mínimo para ejercitarse: 0% del gasto energético.

• Ejercicio con regularidad: gasto energético del 15% al 30% del gasto energético total diario.

• Gasto energético total: – intensidad del trabajo

realizado– duración de la suma de todas

las actividades durante todo el día.

Actividad termogénica no-ejercicio (NEAT)

• Actividades físicas de la vida diaria: inquietud, la contracción muscular espontánea, y el mantenimiento de la postura y representa el resto del gasto total de energía diaria.

• Ocupación y tiempo libre son los dos principales factores predictivos de NEAT

• Representan 15% a más del 50% del gasto total de energía diaria de un individuo.

Hormonas tiroideas

Catecolaminas

Temperatura Corporal

Composición Corporal

EdadEnfermedad / Lesión

Cáncer

SIDA

Las quemaduras y traumatismos

Factores que Influyen en el

Gasto de Energía

LA MEDICIÓN DEL GASTO ENERGÉTICO

Metodología para la calorimetría directa

Implica la medición de las pérdidas de calor: La pérdida total de calor es igual a la tasa de utilización de la energía cuando la

temperatura corporal es constante.

• Ventaja:– Basado únicamente en la conservación de la energía y no en

suposiciones sobre la fisiología del metabolismo de la energía, pero requiere instrumentación costosa.

• Desventajas: – No se puede utilizar para medir los efectos a corto plazo de los

estímulos termogénicos, como la alimentación, en el intercambio de calor debido a la gran capacidad de almacenamiento de calor del.

– Es muy costoso.

Metodología para la calorimetría indirecta

• Se estima a partir de mediciones de consumo de oxígeno y la producción dióxido de carbono .

• La medición se basa en la suposición de que todo el O 2 consumido (VO 2 ) se utiliza para oxidar los combustibles degradables y todo el CO 2 producido (VCO 2 ) se recupera.

Gasto energético = [(3,94 x VO 2 ) + (1,11 x VCO 2 )]

Metodología de agua doblemente marcada (DLW)

• Equilibrio isotópico con el oxigeno del agua corporal con el dióxido de carbono respiratorio.

• La base de DLW es que dos isótopos del agua (H 2

18 O y 2 H 2 O se dan) y sus tasas de desaparición del cuerpo (de un fluido corporal tal como orina) es vigilada por un período de tiempo de forma óptima equivalente a 1-3 vidas medias

• para la desaparición de isótopos (7-21 días en la mayoría de los seres humanos)

ECUACIONES DE PREDICCIÓN

Desarrollo de ecuaciones de predicción

• Los requerimientos de energía tradicionalmente se han estimado en base a múltiplos de gasto energético en reposo (REE), conocido como niveles de actividad física, o PAL.

• Actualmente el enfoque de regresión, con base en datos de estudios del agua doblemente marcada, ha constituido la base de las ingestas dietéticas de referencia para la energía.

• Múltiplos para predecir el gasto energético en reposo

– En primer lugar, REE se prevé el uso de ecuaciones basadas peso corporal que incluye variables de predicción, como la altura, la edad y el sexo

– El efecto térmico de los alimentos– El efecto térmico de la actividad– Otros factores, como la energía que se gasta en los estados catabólicos o con fiebre, pueden ser

utilizados para refinar la estimación en pacientes con condiciones médicas.

• Los PAL se utilizan con frecuencia para la actividad física ligera, moderada y pesada

• Enfoque Regresión

– Utiliza técnicas de regresión múltiple para desarrollar modelos de predicción del gasto de energía total (TEE) como una función de variables predictivas tales como el peso corporal, la edad, el gasto de energía en reposo.

– El requerimiento energético estimado (EER) es la ingesta media de energía alimentaria que se prevé para mantener el equilibrio de energía en un adulto sano de una edad definida, sexo, peso, altura y nivel de actividad física consistente con buena salud.

– En los niños y las mujeres embarazadas o en periodo de lactancia, la EER incluye las necesidades asociadas con la deposición de tejidos o la secreción de leche.

– Con base en estudios de agua doblemente marcada, se desarrollaron ecuaciones de predicción para estimar las necesidades de energía para la gente de acuerdo a su grupo etapa de la vida.

– Las ecuaciones de predicción incluyen un coeficiente de actividad física para todos los grupos excepto los bebés y niños pequeños

Ejemplos de ecuaciones predictivasReferencia REE ecuaciones de predicción

HB1984 ( Sauerwein 2007 ,Rose 1984 )

M: 13.397 x WT + 4.799 x 5.677 x HTCM-EDAD + 88.362 F: 9.247 x 3.098 x WT + HTCM-4,33 x EDAD + 477.593

FAO ( FAO / OMS / ONU ), peso

M: Edad 18 a 30 y: 15.3 x WT + 679 M: Edad 30 a 60 y: 11.6 x WT + 879

M: EDAD 60 y: 13.5 x WT + 487 F: Edad 18 a 30 y: 14.7 x WT + 496 F: Edad 30 a 60 y: 8.7 x WT + 829

F: EDAD 60 y: 10.5 x WT + 596

EER para niños de 0 a 36 meses[EER = TEE + deposición de

energía]

0-3 meses (89 de peso [kg] 100) + 175 kcal

4-6 meses (89 de peso [kg] 100) + 56 kcal

7-12 meses (89 de peso [kg] 100) + 22 kcal

13-36 meses (89 de peso [kg] 100) + 20 kcal

Validación de ecuaciones de predicción

• Estudio de comparación.• Cuatro ecuaciones de predicción:

– Harris-Benedict– Mifflin-St Jeor– Owen– Organización Mundial de la Salud / Alimentación y agricultura

Universidad / Organización de las Naciones Unidas.

La ecuación de Mifflin-St Jeor fue encontrado para ser el, la predicción de REE más fiable dentro del 10% medido en

individuos más obesos y con sobrepeso que cualquier otra ecuación, y también tenía el rango de error más estrecho.

Aplicación a las poblaciones y los pacientes en la práctica clínica

•Calorimetría indirecta

Paciente hospitalizado

•Ecuación de Mifflin-St. Jeor

Personas obesas

•Método de Fick

•Harris-Benedict ecuación confactores de estrés

Pacientes críticamente

enfermos

•FAO/OMS

•Ecuación de Mifflin-St. Jeor recomendación para las personas obesas y con sobrepeso.

Anciano