la energia en la bioquimica
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U N I V E R S I D A D A U T Ó N O M A DE G U E R R E RO
ASIGNATURA:
BIOQUIMICA
ALUMNO:
FERNANDO RAYMUNDO GARCIA
SEMESTRE: 1ro GRUPO: 103
CATEDRATICO:
Dr. JOSÉ ANTONIO REYES RAMÍREZ
Acapulco de Juárez Gro, Diciembre 2015
U N I D A D A C A D E M I C A D E M E D I C I N A
LA ENERGIA
Es la fuerza, el vigor, que necesita el ser humano para realizar un trabajo, (entiéndase
como trabajo el desarrollo de cualquier actividad del organismo como: correr, comer,
jugar, reproducirse, respirar, dormir, etc.). Nutricionalmente, energía es la necesidad
más importante del organismo humano ya que sin ella no podría ni la más mínima
actividad.
Toda energía del hombre se deriva de los alimentos vegétales y animales que ingiere.
Los carbohidratos las grasas y las proteínas son las sustancias nutritivas delos alimentos
que generan energía química en el organismo, la cual es utilizada por este para
satisfacer sus necesidades.
La energía química que generan las sustancias nutritivas delos alimento, es utilizada
por el organismo de inmediato para realizar sus funciones vitales. Los excedentes los
transforma en energía potencial, y los almacena en forma de pequeñas cantidades de
glicógeno en los músculos y en el hígado; y, en grandes cantidades, en los depósitos de
grasa.
La energía química potencial es utilizada por el cuerpo que la transforma en otras clases
de energía con el fin de cumplir con todas sus funciones. Por ejemplo en energía
mecánica para contracción muscular, movimientos de órganos y de extremidades; en
energía osmótica para mantener el transporte de fluidos y nutrientes; en energía
eléctrica para el transporte de impulsos nerviosos; en energía química para las síntesis
de nuevos tejidos y compuestas y, en energía térmica para la regulación de la
temperatura. (Blandón, Pedro A. Garcia, 1983)
El concepto de energía se aplica en la nutrición en lo que refiere al consumo de
alimentos y la cantidad que el ser humano requiere para vivir. A pesar de parecer dos
cosas elementales, esto implica que el ser humano es un transformador de tipos de
energía que funciona en forma permanente constante.
El cuerpo humano, como todos los organismos vivientes, se alimenta (ingiere
combustible) para efectuar un trabajo durante un periodo de tiempo (trabajar durante un
día) y la energía que transforma diariamente se mide en kilocalorías (las que mucha
gente para evitar el uso permanente del sufijo kilo llama directamente calorías).
(Empleo, 2010)
FORMAS DE EXPRESIÓN DE ENERGIA
Energía bruta (EB): es la cantidad de calor, expresado en calorías, liberado
cuando una sustancia, en este caso un alimento, es completamente oxidado en
una bomba colorimétrica. Este valor no tiene significado nutricional, pero es
necesario como punto de partida en la definición de otros términos energéticos.
Energía digestible (ED): es la energía bruta ingerida menos la cantidad de energía
contenida en las heces (EF). La energía de las heces proviene de cuatro fuentes :
a) Alimentos no digeridos.
b) Microorganismos muertos no digeridos.
c) Jugos gástricos.
d) Células del epitelio gastrointestinal.
Energía metabolizable (EM): es la energía brutal ingerida menos la energía
contenida de las heces, en gases producidos en la digestión y en la orina. Los
gases de digestión están constituidos principalmente por el metano, y se produce
en el resumen y en el intestino grueso.
Energía neta (EN): es la energía bruta menos la energía de las heces, de gases,
de la orina y la gastada en producir calor durante la fermentación usada para el
mantenimiento (ENm) y usada para producción (ENp).
Nutrientes digestibles totales (NDT): es una expresión de la energía digestible, la
cual se calcula con base en la sumatoria de la proteína digerible, fibra cruda
digerible, extracto libre de nitrógeno digerible y 2,25 veces el extracto etéreo
digerible. En términos prácticos se le considera equivalente a la digestibilidad de
la materia seca (MS) y es comparable con la ED. (Blandón, Pedro A. Garcia, 1983)
NECESIDADES CALÓRICAS DIARIASSEXO Y EDAD PESO EN KG CALORIASNIÑOS Y NIÑAS6 a 8 mese
9 a 11 meses
1 año
2 año
3 años
4 a 6 años
7 a 9 años
HOMBRES10 a 12 años
13 a 15 años
16 a 18 años
Adultos (hasta 40 años)
MUJERES10 a 12 años
13 a 15 años
16 a 18 años
Adultos (hasta 40 años)
MUJERES EMBARAZDAS16 a 18 años, 1er. trimestre
16 a 18 años, 2do.y 3er. Trimestre
18 años, 1er. trimestre
18 años, 2do. y 3ertrimestre
MUJERES QUE AMAMANTAN16 a 18 años
18años
8,8
9,8
11,4
13,8
15,8
19,5
26,4
35,5
50,1
62,9
36,4
49,5
53,5
51,5
-
-
-
-
-
-
970
1030
1150
1350
1550
1750
2050
2500
2850
3100
2900
2250
2450
2300
2050
2450
1650
2250
2400
2850
2600
(Blandón, Pedro A. Garcia, 1983)
LA ENERGIA Y LA SALUD
Toda la energía en las diferentes formas que existe en nuestro cuerpo proviene del sol.
Sin energía no existiría ni la salud. La energía hace posibles desde la reacción más
insignificante de las células hasta los movimientos y trabajos más complicados pesados
del organismo. Por ello, la energía juega un papel vital en el organismo que debemos
considerarlo siempre cuando hablamos de salud.
a) La energía solar:
Todas las formas de energía que conocemos en la tierra, se derivan de la
energía solar. La energía que utiliza el organismo humano también procede de
esta. Las plantas la toman y las transforman y, luego, la recibimos en los
alimentos que con sumimos como energía potencial. El organismo vivo,
mediante procesos bioquímicos, libera la energía potencial que contienen los
alimentos y la utilizan para mantenimiento de sus funciones, de la salud y de la
vida en diferentes formas.
b) Funciones de la energía en el organismo:
La energía que nos proporcionan los alimentos desempeña en nuestro
organismo diferentes funciones muy importantes como:
1) Mantenimiento de la temperatura corporal constante durante toda la vida,
(37°C), mediante la forma de energía calórica.
2) Transmisión de mensajes o estímulos a través de las fibras nerviosas del
cerebro (centros nerviosos) al resto del cuerpo y viceversas, mediante una
forma de energía.
(Blandón, Pedro A. Garcia, 1983)
APORTE ENERGETICO DE LOS ALIMENTOS
Proteínas, carbohidratos y grasas son los tres nutrientes que aportan energía al
organismo. Para obtener esa energía, el organismo se vale de los procesos de digestión
y de respiración celular.
En la digestión, las proteínas las grasas y los carbohidratos se oxidan y se desdoblan en
sus componentes estructurales más simples, los cuales se absorben en el intestino
delgado, pasan a la sangre y ella a los tejidos. En los tejidos, esos componentes se
oxidan nuevamente, liberando la energía química almacenada en sus moléculas. Luego,
esa energía química es captada por moléculas celulares específicas que la almacenan
en forma de adenosin trifosfato (ATP). El ATP es la energía inmediata que utiliza la
célula en todas sus funciones.
Naturalmente, la energía que entra y sale del organismo debe medirse. Los químicos
describen el contenido de energía en una sustancia con base unidades llamadas
calóricas, abreviadas así: cal. Así una caloría es la cantidad de energía que se necesita
para elevar en un grado Celsius, la temperatura de un gramo de agua.
Pero resulta que la caloría es una unidad muy pequeña para calcular el consumo
energético en los sistemas vivos (como el organismo humano, por ejemplo), por lo cual
se utiliza unidades mayores de la caloría. La unidad utilizada para medir el consumo
energético en los sistemas vivos es la kilocaloría, abreviada así: kcal. Así, 1 kcal
equivale a 100 cal.
El contenido energético de los alimentos se mide por métodos de calorimetría directa, al
medir la energía liberada por la combustión total del alimento dentro de un aparato
especial llamando “bomba calorimétrica”.
Científicamente, se ha comprobado que la combustión total de un gramo de proteína
libera 5,65 kcal, 1 g de carbohidrato libera 4,1 kcal y 1g de lípido libera 9,45 kcal. Pero,
para efectos del conteo de las kilocalorías obtenidas de la dieta, esos valores calóricos
obtenidos se modificaron un poco.
Existe otro tipo de tablas cuyo aporte calórico se ha calculado por cada 100 gramos
porción comestible de alimento y no por medidas (taza, cucharada).
Entre esas, están las tablas publicadas por el Instituto Nacional de Investigaciones en
Salud, de la Universidad de Costa Rica (INISA), de las cuales se extrae el siguiente
cuadro.
VALOR CALORICO POR CADA 100 GRAMOS DE ALGUNOS ALIMENTOSAlimento (100g) Kcal Alimento (100g) Kcal Alimento (100g) KcalLeche agria 37 Hígado res 134 Maní pelado 560
Leche condensada 32 Muslo pollo 120 Frijol seco 337
Leche fluida de vaca 65 Chicharrones cerdo 660 Aguacate 154
Natilla espesa 34 Mondogo 90 Ayote sazón 30
Queso crema 424 Chorizo 278 Repollo picado 28
Queso fresco 264 Arroz 364 Vainicas 36
Yogurt natural 50 Pastas 343 Anona 97
Huevo 148 Margarina 753 Papaya madura 32
(Rodriguez)
CONSUMO DE ENERGIA
El organismo humano necesita energía para realizar los siguientes tres procesos
generales:
Metabolismo basal o índice de metabolismo basal.
Actividad física o efecto térmico del ejercicio.
Acción dinámica específica o efecto térmico de los alimentos.
La ingesta diaria debe ser para realizar los tres procesos citados. Estos incluyen una
serie defunciones interrelaciones entre sí.
(Rodriguez)
METABOLISMO BASAL
Es la actividad mínima que el organismo realiza para mantener su funcionamiento bajo
condiciones de completo reposo. Incluye las actividades funcionales de los diversos
órganos como el corazón, el hígado, los riñones, el cerebro, los pulmones, las
secreciones de las glándulas, los movimientos peristálticos del estómago y de los
intestinos, las oxidaciones que se llevan a cabo en los tejidos en reposo y en el
mantenimiento del tono muscular.
El valor energético del metabolismo basal es la unidad de energía requerida para llevar a
cabo el trabajo involuntario del cuerpo.
De manera, pues, que una de las variables que determinan la cantidad de energía que el
hombre necesita diariamente es su metabolismo basal.
Nótese que se dijo su metabolismo basal, esto es porque este va a variar de persona a
persona ya que el valor energético del metabolismo basal va a ser diferente según las
características década persona en lo referente a:
1. Composición corporal (tamaño y forma del cuerpo).2. Sexo.3. Edad.4. Horas de sueño.5. Temperatura corporal.6. Raza.7. Funcionamiento de las glándulas endocrinas.8. Estado de nutrición.9. Estado fisiológico (embarazo, lactancia).
(Blandón, Pedro A. Garcia, 1983)
ALGUNOS VALORES PROMEDIO DEL INDICE METABOLICO BASAL (IMB)POR DIAEdad Peso promedio (kg) IMB kcal/día IMB kJ/día
Lactante
1 año 10 500 2100
Niño 8 años 25 1000 4250
Mujer Adulta 55 1300 5400
Hombre Adulto 65 1600 6700
(Rodriguez)
Los lactantes de hasta un año de edad, debido a su crecimiento, tiene una tasa de
metabolismo basal más alta por kilogramo de peso corporal que las personas de otras
edades, aunque debido a su poco peso relativo, su índice diario es menor que el de las
personas d edades diversas.
Observando el cuadro anterior de manera general, se puede afirmar que los valores de
la tasa o índice de metabolismo basal son de alrededor de 160 kcal (6720k) para un
hombre promedio y de 1500 kcal (6300 k) promedio. Estos valores constituyen
aproximadamente las dos terceras partes del gasto total diario.
Las secreciones hormonales son quita el factor más importante que afecta a la tasa
metabólica basal. En especial, la tiroxina (una hormona que contiene yodo y que es
producida por la glándula tiroides) intensifica el consumo de energía en condiciones
anormales, cuando su producción esta elevada (hipertiroidismo), el metabolismo basal
puede aumentar en un 80%; en cambio, una producción baja (hipotiroidismo), lo aminora
hasta 30%.
La edad es otro factor que influye en la tasa metabólica basal. Esta aumenta los 5 años
y luego disminuye conforme pasan los años, salvo un ligero incremento que se advierte
en la adolescencia, este decremento, aunado a una reducción de la actividad física,
aminora el gasto de energía en los ancianos.
El embarazo produce un incremento del metabolismo basal. Las necesidades basales
son menores a temperatura ambiente de 26 °C (78 °F) y son mayores al subir a bajar la
temperatura. Como tales circunstancias no afectan por igual a todos, las necesidades de
energía basal difieren mucho entre las personas. Más aún, cuando se envejece, o se
presentan cambios extremos de clima o de alguna otra manera se alteran los factores
que influyen en la tasa metabólica basal, también se advirtiera un cambio en las
necesidades calóricas de ese tipo.
El índice metabólico basal es afectado, entonces por factores hereditarios y ambientales,
entre ellos:
Sexo. Edad. Peso (cantidad de masa corporal magra). Componente energético. Componente endocrino (actividad de la tiroides y del sistema nervioso simpático). Clima.
(Rodriguez)
ACTIVIDAD FISICA
Las necesidades de energía que requiere el metabolismo basal son superadas por la
actividad física. El simple hecho de permanecer sentado, en lugar de acostado, significa
un gasto energético de aproximadamente 15% más, es decir, si una persona acostada
gasta 100 calorías por hora, esta misma persona, sentada gastara 15%, más de calorías
o sea 115 calorías por hora y si dela posición sentada, pasa a la posición parada o de
pies, su gasto energético será de aproximadamente un 15% más, es decir la persona
que estaba gastando100 Cal/h, de pie gastara 130 calorías por hora.
Ahora bien, el hombre en su vida de relación, además del gasto energético para el
mantenimiento de su metabolismo basal normal, necesaria mucho más energía para
todas las actividades que desarrolla en su vida diaria, porque hasta las actividades
físicas más insignificantes, tiene un gasto de energía que el organismo debe satisfacer.
(Blandón, Pedro A. Garcia, 1983)
COSTO ENERGETICO DE ALGUNAS ACTIVIDADES EN KILOCALORIAS POR KILOGRAMOS DE PESO, POR CADA HORA.
ACTIVIDAD COSTO DE LA ENERGIA (kcal/Kg/h)
ACTIVIDAD COSTO DE LA ENERGIA (kcal/Kg/h)
Albañilería 4,7 Sastrería 0,9
Andar en bicicleta (a gran velocidad) 7,6 Pintar muebles 1,5
Andar en bicicleta (velocidad moderada)
2,5
Lavar piso 1,2
Baile, foxtrot 3,8 Hacer zapatos 1.0
Barrer con barredora automática para
alfombras 1,6
Tejer un suéter 0,7
Cantar fuerte 0,8 Lavar ropa ligera 1,3
Carpintería 2,3 Mondar papas 0,6
Correr 7,0 Tocar violín 0,6
Comer 0,4 Patinar 3,5
Escribir a mano 0,4 Sentarse en reposo 0,4
Estar de pié en posición de alerta 0,6 Nadar (2 ml/h) 7,9
(Rodriguez)