HUAMAN GUTIERREZ OSCAR GUSTAVOLICENCIADO EN NUTRICINMAGISTER EN BIOQUMICAENERGAUNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE MEDICINAUNIDAD DE POSTGRADOMAESTRIA EN NUTRICION CLNICA

Energa

Principios termodinmicos1.- La energa no se crea ni se destruye; slo se transforma. Cantidad de energa inicial es igual a la final.

2.- La energa se degrada continuamente hacia una forma de energa de menor calidad .Ninguna transformacin se realiza con un 100% de rendimiento, se producen unas prdidas de energa trmica no recuperable.

UNIDADEl julio o joule (smbolo J) es la unidad del Sistema Internacional para energa, trabajo y calor.Como unidad de trabajo, se le define como el trabajo realizado por una Fuerza constante de un Newton en un desplazamiento de 1 metro en la misma direccin de la fuerza.

que es caloras?Tradicionalmente: Kilocaloras (kcal), popularmente conocidas como caloras. Se define como: la cantidad de energa o calor capaz de elevar la T de 1 kg de agua en un grado Celsius: 14,5 a 15,5.SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES DE MEDIDAS: JOULE: ES EL TRABAJO GASTADO CUANDO UN kg ES MOVIDO UN METRO CON LA FUERZA DE NEWTON. Se utiliza el Kilojoule (kJ).

Unidad de energia

Determinacin de la energa de alimentos

Ejercicio10 g de alimento es quemado totalmente dentro de la bomba calorimtrica.El volumen de agua en la bomba calorimtrica es de 2 kg y la temperatura inicial es 15C.Despus de la combustin la temperatura del agua es de 35C.determinar las caloras que aporta 100 g del alimento?

Flujo de energa

Debido a esto, el contenido de energa de un alimento se mide de varias formas.

Energa Bruta (E.B.) = contenido total de energa del alimento medido por bomba calorimtrica. Energa Digerible (E.D.) = (E.B.) - energa en las heces.

Energa Metabolizable (E.M.) = (E.D.) - energa en la orina VALOR ENERGTICO DE LOS ALIMENTOS

Energa de los nutrientes

Energa brutakcal/gPorcentaje absorbido(valores de Atwater)Energa digerible(kcal/g)Perdidas urinarias(kcal/g)Energa metabolizable(kcal/g)Factor de Atwater(kcal/g)Almidn4,2994,1--4,14Glucosa3,7993,6--3,64Grasa9,3958,8--8,89Protena5,4955,01,23,84alcohol7,11007,1Trazas7,17

Necesidades EnergticasEs la cantidad dosis de energa alimentaria ingerida que compensa el gasto de energa, determinado por: el tamaocomposicin del organismogrado de actividad fsica del individuo Que sea econmicamente necesaria y socialmente deseable.En los nios y mujeres embarazadas o lactantes las necesidades energticas incluyen las asociadas con la formacin de tejidos o la secrecin de leche a un ritmo compatible con la buena salud".

Necesidades energticasLas necesidades de energa de los individuos estn en funcin del gasto energtico y de los ajustes requeridos para atender a circunstancias tales como el crecimiento, el embarazo, la lactancia u otras.

Gasto energeticoRev. Exp. Obes. 2007; 5(1):27-38

Determinantes del gasto de energaTasa de Metabolismo Basal (TMB), Termognesis de los alimentos Termognesis facultativaActividad fsica yCrecimiento.

TERMOGNESIS OBLIGATORIA O METABOLISMO BASALConstituye un 60-70% de la termognesis total o gasto energtico diario.Es la energa consumida por un individuo en reposo, en ayunas y en condiciones de termo neutralidad (28 C).Aproximadamente: 1600-2200 kcal/da/70 kg peso.Varia entre individuos de casi 600 kcal.Est asociada a reacciones metablicas esenciales (respiracin celular, metabolismo, temperatura corporal, bombeo de iones, etc.).

TASA METABOLICALa TMB resulta aproximadamente igual al gasto energtico durante el sueo.Es el consumo o gasto de energa necesaria para el mantenimiento de las funciones vitales del organismo y de la temperatura corporal en reposo absolutomnima cantidad de energa que requiere el cuerpo en reposo y en estado de ayuno durante 24 horas.

Tasa metablica SE EXPRESA: kcal/da kJ/daLa tasa metablica basal vara entre 0,8 y 1,43 kcal / min. Varones 1,0 kcal x kg x hora. Mujeres 0,9 kcal x kg x hora.

Consumo de energa por rganoDe Grande F. con adaptaciones: Energy expenditure of organs and tissues. Nutricin y Dietoterapia de Krause decima edicin.

rganoPorcentaje de CER %Hgado29Cerebro19Corazn10Rin7Msculos esqueltico (en reposo)18Restantes17

FACTORES QUE MODIFICAN TMBTamao corporal: Dubois: SC (m2)= 0,001784 x W 0,425 x H 0,725Composicin del cuerpo Edad y crecimientoEnfermedades (13% por c/C superior a 37C).Glndulas endocrinas: Tiroides: hipertiroidismo AdrenalinaEmbarazo: (13% por cada kg extra de peso)Estado NutricionalSueo

Tamao corporalPersonas mas grande tiene tasa metablica ms alta de las personas pequeas.Por cada 10 kg da una diferencia en TMR de 120 kcal o una diferencia de consumo de cerca de 200 kcal.Factores que afecta la tasa metablica en reposo

Composicin CorporalSexoEl principal factor individual es la masa libre de grasa (masa magra).Masa magra: tejido metablicamente activo.

Las mujeres por lo general tienen:Menor tamaoMas grasa Presenta aproximadamente 5- 10% menos TMR que los varones.Factores que afecta la tasa metablica en reposo

Edad y crecimiento

La perdida de masa magra a medida que avanza la edad se relaciona con la TMR.Disminuye casi 2 -3% por decenio, despus que la persona convierte en adulto.El ejercicio ayuda a mantener la TMR.crecimiento rpidos (los dos primeros aos de vida)La energa adicional es: 5 kcal/ tejido nuevo.Lactante en crecimiento puede almacenar hasta 12 -15% del valor energtico de sus alimentos.Factores que afecta la tasa metablica en reposo

Estado hormonalEmbarazoHipertiroidismo HipotiroismoEpinefrina (SN simptico)CortisolHormona de crecimientoLa TMR en mujeres adultas flucta con el ciclo menstrual.Una diferencia de 359 Kcal/da de TMB entre su punto ms bajo y el altoLa TMR puede disminuir en las primeras etapas.Aumenta en las etapas ms avanzadas.Crecimiento fetoplacentarioGasto cardiaco de la madre Factores que afecta la tasa metablica en reposo

Efecto trmico de los alimentos y nutrientesDenominado: Termognesis postprandial.Gasto provocado por la ingestin de una comida energa:Digerir alimentos (macronutrientes)Absorber, transportar, metabolizar, almacenar y eliminar los nutrientes ingeridos.Gasto: 5 -10%.Efecto varia de individuo a otro y en el mismo individuo de un momento o perodo a otro.

Factores que afecta el efecto trmico de los alimentos y nutrientesComposicin de la dieta: mayor en le consumo de CHO (se pierde 25%)protena (se pierde 4%)Condimentos favorecen: aj, mostaza.Otros favorecen: fro, la cafena, Protenas: 20 24% de la energa disponible de la protena alimentaria.CHO: glucosa, una vez absorbida puede oxidarse o almacenarse como glucgeno heptico o muscular lo que con lleva un costo: 5 -10% de la energa metabolizable.

Efecto trmico de los alimentos y nutrientesGrasas: costo energtico de almacenamiento de la grasa ingerida es tan bajo como 2- 5% de la energa aportada.El almacenamiento de lpidos tras la comida apenas necesita transformacin metablica.

Termognesis facultativaTermognesis facultativa o adaptativa, que es el Demostrada en animales y menos concluyente en humanos.Representa elTambin se puede incluir enfermedades, administracin de frmacos.

Termognesis facultativa o adaptativa

Termognesis facultativaEl tejido adiposo marrn es responsable de buena parte de la termognesis facultativa en roedores y ha servido como modelo para el estudio de la termognesis y los procesos de desacoplamiento mitocondrial.El principal modulador de la actividad del tejido adiposo marrn es el sistema nervioso simptico.Las hormonas tiroideas regulan la termognesis facultativa.

Termognesis facultativa

La noradrenalina, liberada en las terminaciones sinpticas, es el mediador fisiolgico en la respuesta al fro, que no slo aumenta la potencia termognica del tejido adiposo marrn, sino que adems produce un incremento de la proliferacin de los preadipocitos marrones, multiplicndose de esta forma sus efectos.

Energa por actividad fsicaComponente mas variableFlucta desde 10% hasta 50%.Incluye: gasto por ejercicio voluntario, e involuntario (escalofros, ansiedad y control postural).Factores:Tamao corporalCondicin fsicaEdadSexo

Ecuacin para Predecir TMBFuente: FAO/OMS/UNU; necesidades de energa y protena 1985

Sexo y rango de edadEcuacin (kcal/da)SDVarones:0 3(60,9 x peso) 54533 10(22,7 x peso ) + 4956210 18(17,5 x peso) + 65110018 30(15,3 x peso) + 67915130 60(11,6 x peso) + 879164> 60(13,5 x peso) + 487148Mujeres0 3(61,0 x peso) 51613 10(22,5 x peso ) + 4996310 18(12,2 x peso) + 74611718 30(14,7 x peso) + 49612130 60(8,7 x peso) + 829108> 60(10,5 x peso) + 596108

Ecuaciones para estimar la TMBFAO/WHO/UNU, 2004. Human energy requirements. Report of a Joint Expert Consultation Rome, 17-24 October 2001

Sexo y rango de edad aosEcuacin (kcal/da)SDVarones:

Mtodo para predecir el consumo de energa en reposo (REE)

Harris Benedict (1919) Para nios y adultos de todas las edadesMujeres: REE (kcal) = 655 + 9,56 W + 1,85 H - 4,68 A REE (kJ) = 2741 + 40W + 7,74 H 28,35A Varones: REE (kcal) = 66,5 + 13,75W + 5,0H 6,78A REE (kJ) = 278 + 57,5W + 7,74H 19,56

Mifflin-St Jeor (1990)Para adultos de 19 a78 aos de edad REE (mujeres) = 10W + 6,25H 5A 161 REE (varones) = 10W + 6,25H 5A + 5

Forma practicaEjemplos: a) Sedentario: Mujer de 30 aos, peso= 55 kg TMB: 1 302 kcal/da Gasto energtico total = 1,53 1 302 = 1 992 kcal

Forma practicaEjemplos:b) Activo o moderadamente activo: mujer de 25 aos Peso: 57 kg TMB: 1 331 kcal Gasto energtico total = 1,76 1 331 = 2 343 kcal

Forma practicaEjemplos:c) Vigorosa: Varn de 25 aos, peso 70 kg TMB: 1 523 kcal Gasto energtico total = 2,25 1 523 = 3 427 kcal

Nivel de Actividad Fsica (NAF)Referencia : Dietary Reference Intakes for Energy, carbohydrates, fiber, fat, protein and amino acids, Food and Nutrition Board. 2002.Human energy requirements. Report of a Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation Rome, 17-24 October 2001.

NAF 1.0 < 1.4 Sedentario NAF 1.4 < 1.6 Poco activoNAF 1.6 < 1.9 ActivoNAF 1.9 < 2.5Muy activo

CalorimetraMedicin de calor.Calorimetra directa: se utiliza para determinar el gasto energtico total, midiendo la cantidad de calor producida por el organismo.

Calorimetra directa

Calorimetra indirectaEstimacin del balance calrico a partir de otros fenmenos asociados con el mismo.Macronutrientes necesitan O2 para ser oxidados, dando lugar CO2 , agua y calor.

Calorimetra Indirecta

Calorimetra indirectaEnerga resultante de la oxidacin de nutrientes

Nutrientes1 kgO2Requerido(mL/g)CO2Producido(mL/g)CR(O2/CO2)Energa metabolizable(kcal/g)Kcal/L O2consumidoKcal/L CO2producidoAlmidn8298291 0004,185 0475,05Glucosa7467420,9953,684 9304,96grasa2 0191 4270,7079,464 6866,63Protena9667740,8064,314 4675,57Alcohol 1 4299660,6637,104 9707,35

Relacin entre el CR y la proporcin de carbohidratos y grasa utilizada en la produccin de energa.Carbohidratos..1,00Dieta mixta...0,85Protena..0,82Grasa.0,70

CR% de O2 consumido en el metabolismoCHOGrasas0.700.0100.00.724.495.60.7411.388.70.7618.181.90.7824.975.10.8031.768.30.8238.661.40.8445.454.60.8652.247.80.8859.041.00.9065.934.10.9272.727.30.9479.520.50.9686.313.70.9893.26.81.00100.00.0

Determinacin de consumo de oxgeno usando un saco de Douglas para la recoleccin del aire espirado. Se destaca el tubo de salida del saco desde donde se extrae una muestra despus de recolectado el aire para medir el porcentaje de oxgeno y el volumen

Agua doblemente marcadaEl mtodo del agua doblemente marcada (2H218O) est basado en la eliminacin diferencial de los istopos: deuterio y oxgeno del agua corporal del organismo. El deuterio se elimina como agua y el 18O se elimina como H218O y como C18O2.

Agua doblemente marcadaVentajas: permite estudiar a un sujeto de tres das a tres semanas realizando sus actividades habituales, slo requiriendo la recoleccin de orina.Adems mide el gasto energtico diario total, incluyendo ndice metablico en reposo, el efecto trmico de los alimentos y el gasto por actividad. Desventajas:El alto el costo,su disponibilidad limitadavariabilidad intraindividual e interindividual de 8,5%.

Agua doblemente marcadaNathan Lifson valid el mtodo de agua doblemente marcada en animales pequeos por comparacin con el mtodo de medicin de CO2 producido. El mtodo fue validado en nios y adultos jvenes, individuos sanos y pacientes con desrdenes gastrointestinales, sujetos bajo custodia y personas libres, tanto en laboratorio como fuera del mismo.

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