Energia - Introduccion a la Ciencia de la Nutricion - 2021 PDF

INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 ENERGÍA ENERGIA: capacidad para realizar un trabajo. La energía es una propiedad de la materia que le permite transformarse en trabajo o, formarse como resultado de este. El termino ENERGIA p...

INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 ENERGÍA ENERGIA: capacidad para realizar un trabajo. La energía es una propiedad de la materia que le permite transformarse en trabajo o, formarse como resultado de este. El termino ENERGIA proviene del griego “en”=dentro y “ergo”=yo actuo, es decir, que actúa desde adentro, o sea la propiedad de actuar contenida en un cuerpo. “VIDA es un sistema organizado de materia y energía sometido a un doble y simultaneo proceso de formación y destrucción constante, que opera dentro de un equilibrio dinámico, producido por fuerzas que actúan incesantemente en múltiples sentidos” Los organismos vivientes constituyen sistemas termodinámicos abiertos a su mundo exterior, para lo cual poseen la capacidad de captar, transformar, almacenar y gastar la energía, a la vez deben necesariamente conservar una estructura diferenciada y constante, fuera de lo cual no es posible la vida. La única fuente universal de energía es el sol. La ley de la conservación de la Energía enuncia que la energía no se crea ni se destruye, se transforma. El organismo humano NO CREA NI DESTRUYE ENERGÍA, simplemente es un TRANSFORMADOR que toma del ambiente que integra, la materia y energía indispensable para vivir; todo lo que le sobra vuelve al medio en la forma primitiva o modificada. LA VIDA ESTA EN PERPETUO EQUILIBRIO INESTABLE (donde la estabilidad es la muerte) Según la forma de obtener la energía, los seres vivos se clasifican en ❖ AUTÓTROFOS (plantas) organismos con autonomía metabólica, es decir que tienen la capacidad de utilizar directamente la energía solar y sintetizar carbohidratos, proteínas y grasas a partir de minerales inorgánicos, CO 2 y H2O mediante la fotosíntesis. Este proceso mediado por la clorofila, incorpora la energía transportada por los fotones solares a la materia orgánica neo- formada, donde se almacena como energía química. Solo un 3% de la energía solar que llega a las plantas es fijada durante la fotosíntesis en forma de enlaces moleculares. ❖ HETERÓTROFOS (animales) son organismos que no pueden utilizar la energía solar directa, sino a través de la energía potencial almacenada en los alimentos que consumen, es decir que estos organismos deben obtener en forma continua sus materiales y energía a partir de los organismos autótrofos, para 1  INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 poder transfórmalos y sintetizar los propios. Tales elementos por tanto, deberán ser utilizados por las células para liberar la energía acumulada, (perdiendo una parte en forma de calor) y posibilitar así el cumplimiento de las funciones de movimiento, crecimiento, renovación tisular y termogénesis. Cuando un animal es devorado por otro, este liberará nuevamente la energía acumulada, de la cual una proporción será utilizada, y el resto se disipará en forma de calor. ENERGÍA Y TRABAJO El término TERMODINÁMICA proviene del griego y significa “thermos” =temperatura y calor y “dynamo” = trabajo, poder. En consecuencia, quiere decir que el calor es capaz de realizar un trabajo por lo tanto, es una forma de energía. El calor es una energía en tránsito, que se desplaza y puede transformarse en trabajo mecánico (contracción muscular). Sin embargo. Cuando la energía se transforma de una forma en otra, disminuye la cantidad útil, porque una parte se disipa en forma de calor. UNIDADES DE ENERGIA: unidad estándar CALORÍA aunque organización para la estandarización recomienda el JULIO. CALORÍA: cantidad de calor necesario para elevar en 1°C la temperatura de 1ml de agua. Es la unidad de energía calórica utilizada para medir la energía liberada. (Alimentos y procesos funcionales). Comúnmente se utiliza el término kilocaloría por la gran demanda que requiere el organismo, y se la define como la cantidad de energía necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 litro de agua. 1kcal=1000cal JULIO: energía necesaria para desplazar 1kg a la distancia de 1cm con la fuera de un newton. Es una unidad de energía mecánica. Al igual que ocurre con la caloría, como la cantidad requerida por el organismo es elevada, superior a 1000kj, a menudo se usa el Mj equivalente a 1000 kJ FACTORES DE CONVERSION Kcal kJ = 4.184 (4.2) kJ Kcal = 0.239 (0.24) 2  INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 NECESIDADES DE ENERGIA METABOLISMO Y BALANCE ENERGÉTICO: Se entiende como METABOLISMO ENERGÉTICO, todas las reacciones por las cuales el organismo obtiene y gasta energía de los alimentos o de los depósitos corporales El organismo necesita energía para cumplir con sus diversas funciones, las que incluyen gasto de concepto de 1. Mantenimiento del metabolismo basal 2. Cumplimiento del trabajo muscular (contracción) 3. Mantenimiento de la temperatura corporal 4. Promoción del crecimiento y síntesis de nuevas sustancias químicas 5. Reparación de las moléculas destruidas 6. Posibilitar el trabajo osmótico (transporte activo a través de membranas) 7. Permitir la transmisión del impulso nervioso. Es una necesidad primaria que debe ser satisfecha a fin de lograr un adecuado funcionamiento del organismo, de lo contrario a pesar del aporte variado de nutrientes indispensables, si ese requerimiento no se cubre, el organismo sacrificará aquellos, a los fines de obtener la energía necesaria. La satisfacción de las necesidades diarias de energía para cada individuo, depende de un adecuado balance energético, es decir relación entre ingreso y gasto cuya finalidad es el mantenimiento del peso corporal constante. Los desequilibrios llevan a una ganancia o pérdida del peso. Balance energético = INGRESOS (Energía aportada por los alimentos) EGRESOS (Energía gastada por funciones orgánicas) La utilización de los nutrientes (procesos de óxido reducción) tiene como finalidad liberar la energía potencial que ellos contienen para posibilitar el cumplimiento de las funciones orgánicas. Unidades que participan del metabolismo energético están representadas según sus fuentes: 1. GLUCOSA 2. GLICEROL Y ACIDOS GRASOS 3. AMINOACIDOS DESAMINADOS 3  INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 ALIMENTOS ENERGIA POTENCIAL ENERGÍA ENERGIA ENERGIA ENERGIA ENERGIA MECÁNICA OSMÓTICA ELÉCTRICA QUÍMICA TÉRMICA PRINCIPALES COMPONENTES DEL GASTO ENERGÉTICO DIARIO EN EL ADULTO SANO. El gasto energético del organismo está determinado por varios componentes, algunos relativamente estables como el metabolismo basal o gasto energético basal, la termogénesis inducida por la dieta y la termorregulación, y otros más variables como la actividad física o trabajo muscular y la temperatura exterior. Este gasto es diferente en cada persona y depende de factores ambientales e individuales. Los requerimientos energéticos o calóricos del organismo están principalmente determinados por los gastos producidos por el metabolismo basal, la energía necesaria para el trabajo muscular y el gasto de energía para la utilización de los nutrientes, influyen además el gasto para la termorregulación y en algunos casos la temperatura exterior. 1. Gasto energético basal 2. Trabajo muscular 3. Termogénesis inducida por la dieta 4. Termorregulación 5. Temperatura exterior (clima) Los primeros tres son los principales, donde el metabolismo basal se lleva el 60-75% del gasto, trabajo muscular del 15-30% y la termogénesis inducida por la dieta 8-10%. En personas extremadamente activas el gasto por AF se puede elevar hasta el 50% del gasto total, lo que conlleva que el GB baje su porcentaje. 4  INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 El requerimiento energético diario de un individuo adulto sano oscila entre un 32- 35kcal/kg/día y se relaciona con Sexo Composición corporal Edad Grado de actividad física Clima Etc. La sumatoria de estos 3 componentes principales determina las necesidades diarias del organismo: VALOR CALORICO TOTAL que es la cantidad de energía necesaria en 24hs. VCT = GEB + GAF + TID 1. GASTO ENERGETICO BASAL (GEB) Comprende la suma de todas las reacciones químicas de todas las células y se mide por la cantidad de calor producido durante las 3 reacciones, se mide en condiciones basales (reposo y despierto); es decir es la cantidad de energía requerida para llevar a cabo el trabajo involuntario del cuerpo, y para conservar procesos vitales. Es relativamente constante, incluye actividades funcionales de los órganos(los que más consumen son el cerebro, hígado y músculo que llevan más del 60%): ▪ síntesis de constituyentes orgánicos ▪ mantenimiento iónico intra y extra celular ▪ mecanismos de bombeo de iones a través de membranas ▪ actividad secretoria de glándulas endocrinas ▪ movimientos peristálticos ▪ recambio proteico 5  INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 ▪ mecanismo de los túbulos renales de reabsorción de iones ▪ oxidaciones que se llevan a cabo de los tejidos en reposo ▪ mantenimiento del tono muscular NO es un GASTO MINIMO, ya que durante el sueño este disminuye. Excluye el trabajo muscular, la tensión emocional, la temperatura corporal, la acción dinámica especifica de algunos alimentos y las temperaturas extremas (30°). Si bien se utilizan de manera indistinta el GER es el gasto medido a cualquier hora del día y el GEB es el gasto medido a la mañana y en ayunas. Por tanto el GER puede ser entre un 10-20% mayor que el GEB esto debido a la influencia de una ingesta reciente o efecto tardío de las actividades físicas realizadas. Guarda relación con el tamaño y la composición corporal, es decir de parámetros individuales: ▪ sexo: la tasa metabólica de la mujer es algo inferior a la del hombre en un 6- 10%, ligado a la diferente composición corporal ▪ tamaño o superficie corporal: la tasa metabólica es proporcional al área de superficie corporal, relacionado con la masa total del organismo dependiente del tamaño del esqueleto y del volumen del tejido adiposo, es válido decir que a mayor superficie corporal mayor el gasto. ▪ Composición corporal la proporción de los diversos tejidos que componen el organismo van a influir de manera directa en el gasto energético. De este modo, la masa celularmente activa consume mayor cantidad de energía debido a los constantes procesos oxidativos, en contraposición al tejido graso. ▪ Edad: la tasa metabólica basal se encuentra en su valor máximo los primeros 18 meses de vida, disminuye de manera moderada en la niñez y se acelera un poco durante la pubertad. Una vez completado el desarrollo desciende de manera progresiva a partir de los 21 años y durante la vida a razón de un 2% por década. Se incrementa la velocidad en la vejez donde decrece por senectud la masa celular activa. ▪ Sueño: la tasa metabólica disminuye durante el sueño 10% aporx. Debido a la relajación muscular y a la disminución de la actividad del sistema nervioso. Suele realizarse un ajuste de 0.1 kcal por kg de peso corporal por número de hs de sueño. ▪ Temperatura corporal: la hipertermia (fiebre) eleva el gasto basal a una razón de por cada grado centígrado por encima de los 37° aumento de un 13% del metabolismo. 6  INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 ▪ Enfermedades infecciosas: provocan hipertermia. ▪ Glándulas endocrinas: la tiroides regula la velocidad del metabolismo energético, cualquier cambio en su funcionamiento aumento o disminuye el gasto. Otras secreciones como la adrenalina tienen efecto más transitorio. ▪ Estado de nutrición: un individuo crónicamente mal nutrido (desnutrición) tendrá un metabolismo basal más bajo. La misma adaptación ocurre por exceso. ▪ Clima: en zonas tropicales la tasa metabólica es un 10-20% inferior a la normal; el frio eleva el metabolismo basal. En zonas de clima templado y ambientes climatizados no se ejerce variación en el metabolismo basal. ▪ Embarazo: la tasa basal aumenta conjuntamente con la síntesis de nuevos tejidos y alcanza su máximo en el último trimestre (aumento del 15 al 25%) porque se suma el aumento de peso de la madre sumado al crecimiento fetal ▪ Lactancia y crecimiento: el aumento de la actividad tisular ocasiona un incremento en la tasa metabólica especialmente en periodos de rápido crecimiento. Se expresa en kilocalorías por metro cuadrado de superficie corporal por hora: kcal/m2/h (Valor extrapolado a 24hs) GEB = KCAL/24hs Medición de la energía gastada 2 métodos: a) DIRECTO(solo con fin experimental) Se mide en condiciones basales: ▪ Reposo digestivo (12-16hs) o Se controla a la alimentación del día anterior: ▪ Se privará de proteínas animales y nucleoproteínas: No: o Huevos o Leche y derivados o Carnes y derivados o Legumbres y sus harinas 7  INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 ▪ Posterior a un sueño de 8hs tranquilo ▪ Reposo físico (posición reclinada o acostado, despierto, cómodo, sin ejercicio físico una hora antes del inicio de la prueba) ▪ Relajado (libre de trastornos psico-emocionales o miedo a la prueba) ▪ Temperatura corporal normal ▪ Temperatura ambiente entre 18-26°C b) INDIRECTO: en condiciones basales cada m2 de superficie corporal tiene un gasto físico determinado. a. TABLAS: la superficie corporal puede ser calculada a partir de datos como la talla y el peso actual del individuo. Una vez conocido esto se determina el gasto de acuerdo al sexo y la edad. b. NOMOGRAMAS: carta que muestra la relación entre valores numéricos. Utilizados para estimar la superficie corporal y a partir de ella el requerimiento energético basal c. FORMULAS: hay diferentes fórmulas difundidas para calcular. 1. HARRIS BENEDICT: HOMBRES 66.47 + (13.75 x P) + (5 x A) – (6.74 x E) MUJERES 655.1 + (9.563 x P) + (1.850 x A) – (4.67 x E) P= Peso en kg A= Altura en cm E= Edad en años 2. POR CALCULO INDIVIDUAL HOMBRES 1 kcal/kg PT/hora (24) MUJERES 0.9 kcal/kg PT/hora (24) O lo que es lo mismo PESO (KG) x 24hs *PT= peso teórico tomado de la tabla 3. MIFFLIN HOMBRES MB (kcal/día) = (10 x P) + (6.25 x A) – (5 x E) + 5 MUJERES MB (kcal/día) = (10 x P) + (6.25 x A) – (5 x E) - 161 P= Peso en kg A= Altura en cm E= Edad en años 8  INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 4. FAO/OMS son ecuaciones basadas en el peso corporal para calcular el GER. SEXO Y EDAD ECUACION* (AÑOS) (KCAL/DIA) VARONES 0-3 (60.9 x peso*) – 54 3-10 (22.7 x peso) + 495 10-18 (17.5 x peso) + 651 18-30 (15.3 x peso) + 679 30-60 (11.6 x peso) + 879 60 o + (13.5 x peso) +487 MUJERES 0-3 (61.0 x peso) – 51 3-10 (22.7 x peso) + 499 10-18 (12.2 x peso) + 746 18-30 (14.7 x peso) + 496 30-60 (8.7 x peso) + 829 60 o + (10.5 x peso) +596 *Peso en kg *Adaptación de 10° edición de las RDR. 1989. Por lo tanto el intervalo de gasto por concepto de metabolismo basal en adultos mayores varía entre las 1300-1700kcal/día. 2. ACTIVIDAD FISICA O TRABAJO MUSCULAR. Totalidad de la energía que se consume al moverse. Producido por el aumento del tono muscular y el trabajo. Es el más variable desde un 10% en personas inactivas a un 50% en muy activas. 9  INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 Este gasto depende más de las condiciones propias y magnitud del trabajo realizado, del grado de entrenamiento y adaptación al mismo, peso y tamaño corporal, edad y estado nutricional del sujeto evaluado. Por tanto las necesidades energéticas serán mayores para la persona que desperdicia muchos movimientos en la realización de su trabajo y que trabaja bajo gran tensión muscular. Donde también influye la superficie corporal, es decir, personas obesas gastan más energía que alguien en peso normal para realizar el mismo esfuerzo. La AF puede ser laboral, domestica, recreativa o deportiva. Las actividades cotidianas que forman parte de la rutina diaria como caminar, andar en bicicleta, subir escaleras, hacer las tareas del hogar, ir de compras son muchas veces las mejores actividades físicas. Una vida sedentaria puede tener como consecuencia enfermedades e incluso la muerte prematura, ya que la inactividad se considera un factor de riesgo de enfermedades cardíacas. Por tanto el aumento de la actividad física y cotidiana puede conllevar una reducción del riesgo de padecer enfermedades. La recomendación general es realizar una actividad física de intensidad moderada, caminata a paso ligero, que es fácil de incorporar a una rutina diaria y exige menos esfuerzo físico. Se encontraron evidencias de que una caminata de 20 min al día hace una diferencia de 5kg al año y contribuir a mejorar la salud cardiovascular, además de beneficios mentales y físicos. Las actuales recomendaciones insisten en una caminata diaria de 30 min a paso ligero. Esta misma cantidad de tiempo puede ser distribuida en fracciones durante el día, por ejemplo 10 min 3 veces al día. Las recomendaciones de que se realicen ejercicios moderados no invalida el hecho de que las actividades más intensas sean más beneficiosas, especialmente por las mejoras que se obtienen a nivel cardiaco y el metabolismo de la glucosa. Pero tener en cuenta el estado actual de actividad de la persona, donde la mayoría tardará meses en llegar a un nivel de intensidad alto. Recomendaciones de la Declaración de Quebec sobre Actividad Física, Salud y Bienestar 1995 brinda directrices sobre la actividad: Movilizar grandes grupos musculares Ser más que una carga habitual Requerir un consumo mínimo total de 700kcal/semana Realizarse con regularidad (diario) Para beneficios máximos: Incluir periodos de actividad intensa. 10  INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA NUTRICIÓN – 2021 Incluir diversas actividades. Ejercitar la mayor parte de los músculos del cuerpo, incluido el tronco y la parte superior del cuerpo Suponer un gasto de 2000kcal/semana Mantenerlo durante toda la vida. En conclusión: la actividad física vuelve a las personas más activas, reduciendo el riesgo de padecer afecciones cardíacas, algunos tipos de cáncer y diabetes, además pueden controlar mejor su peso, incrementar la resistencia para realizar esfuerzos y trabajos físicos como así también mejorar la salud muscular y ósea, contribuyendo de esta manera a una mejor calidad de vida y salud mental. Tablas para determinar la necesidad energética de las diferentes actividades: El gasto puede expresarse como kcal/hora o kcal/min o kcal/kg TRABAJO: Reposo: acostado en silencio Sedentario: actividad bajo techo, clima templado, vestido, sin cumplir oficio o profesión determinada Liviano/ligero/poco activo: sentado en ambiente cerrado y templado Mediano/moderado/activo: lugares abrigados de pie (donde no se siente el frio o calor) Intenso/muy activo: intenso al aire libre Muy intenso/excepcionalmente activo: a la intemperie o en ambiente muy cálido o frio o mucho desgaste físico El informe “Dietary Referente Intakes for Energy, Carbohydrates, Fiber, Fat, Protein and Amino Acids” del Food and nutrition board, institute of medicine de los EEUU (2002) describe el gasto de actividad física como la relación entre el gasto energético total sobre el gasto energético basal. Esta relación se conoce como nivel de actividad física (NAF) y se establecen 4 categorías: TRABAJO NAF Sedentario ≥1.0