Energía y requerimientos energéticos del ser humano, Isfp Instituto Superior Fp

ENERGÍA Y REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS DEL SER HUMANO

UNIDAD TEMÁTICA Nº1

ALIMENTACIÓN EQUILIBRADA

Dietética

INDICE

1. Termodinámica y bioenergética

3

1. Valor energético de los nutrientes

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1. Flujo de energía a través del cuerpo

10

1. Gasto energético

11

1. Regulación de la ingesta energética

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1. TERMODINÁMICA Y BIOENERGÉTICA

"Alimentación" y "nutrición" son dos términos relacionados y que en ocasiones se confunden, pero en realidad hacen referencia a dos conceptos diferentes, como a continuación se describen:

• Alimentación: Es el acto de proporcionar al cuerpo alimentos e ingerirlos. Se trata de un proceso consciente y voluntario, que por lo tanto se puede modificar y que está ligado principalmente a factores energéticos y culturales.
• Nutrición: Designa el conjunto de procesos fisiológicos mediante los que el organismo vivo recibe, transforma y utiliza las sustancias químicas contenidas en los alimentos, para la liberación de energía, el desarrollo y mantenimiento de las estructuras corporales, y la regulación de los procesos metabólicos. Es un proceso involuntario e inconsciente. Por tanto, dado que la salud de una persona depende de la calidad de la nutrición de sus células, si se quiere mejorar el estado nutricional es necesario mejorar los hábitos alimenticios.

OLIVE OIL Las sustancias químicas contenidas en los alimentos son los nutrientes. Los nutrientes pueden clasificarse en base a diferentes parámetros:

1. En base a su importancia:

• Nutrientes esenciales: son aquellos que el organismo no puede sintetizar, por lo que deben ser aportados a través de la dieta.
• Nutrientes no esenciales:aquellos que el organismo puede sintetizar. Esto no excluye la recomendación de que sean incorporados también en la dieta. En algunos casos además son sintetizados a partir de nutrientes esenciales.

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2.En función de la cantidad en que se encuentran presentes en los alimentos:

• Macronutrientes: los que ocupan la mayor proporción en los alimentos. Son las proteínas, los hidratos de carbono (o glúcidos) y los lípidos (o grasas).
• Micronutrientes: los que se encuentran presentes en los alimentos en proporciones muy pequeñas. Incluyen a las vitaminas y los minerales. Aunque la cantidad necesaria de estos nutrientes es muy pequeña, resultan imprescindibles para la vida.

3.En base a su función:

• Nutrientes energéticos: coinciden en esencia con los macronutrientes: proteínas, hidratos de carbono y lípidos. Sirven para obtener energía al oxidarlos (quemarlos) en el interior de las células.
• Nutrientes plásticos: se utilizan para construir y regenerar las células. En su mayor parte pertenecen al grupo de las proteínas, aunque también a pequeñas cantidades de otros nutrientes como ciertos lípidos o elementos minerales.
• Nutrientes reguladores: facilitan y controlan las funciones bioquímicas del organismo. Son vitaminas y minerales.

IMPORTANCIA CANTIDAD FUNCION ESENCIALES MACRONUTRIENTES ENERGÉTICOS NO ESENCIALES MICRONUTRIENTES PLÁSTICOS REGULADORES El cuerpo humano necesita disponer de energía química (combustible) para:

• Realizar el trabajo físico.
• Obtener calor y mantener la temperatura corporal.
• La construcción de sus propias estructuras.
• Transportar sustancias a través de las membranas celulares.

Pero las células del cuerpo humano no pueden utilizar directamente la energía contenida en los macronutrientes, por lo que estos deben ser sometidos previamente a una serie de procesos:

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• Digestión: una vez que los alimentos son ingeridos comienza la digestión. Durante la digestión se produce la rotura mecánica de los alimentos en partículas más pequeñas a través de la acción de los dientes, las contracciones de los músculos a lo largo del tracto gastrointestinal, y la £ rotura química llevada a cabo por los enzimas digestivos. Como consecuencia, proteínas, hidratos de carbono y lípidos se descomponen en sus componentes básicos: las proteínas en aminoácidos, los hidratos de carbono en monosacáridos (normalmente glucosa) y los lípidos en ácidos grasos y glicerol.
• Absorción: cuando la digestión se ha completado, los aminoácidos, la glucosa y los ácidos grasos son absorbidos por las células del epitelio intestinal, entrando en la circulación sanguínea y siendo distribuidos y utilizados en los diferentes tejidos.
• Metabolismo intracelular: una vez en las células, para desempeñar su función como fuente de energía, estructural o reguladora, los componentes básicos de los nutrientes experimentan un conjunto de transformaciones químicas que reciben el nombre de metabolismo. Dentro del metabolismo de los nutrientes pueden distinguirse procesos catabólicos y procesos anabólicos:
• El catabolismo es la ruptura o degradación de moléculas más grandes y complejas en otras menores y más básicas, con la liberación de energía química. Si los nutrientes contenidos en un alimento son quemados en un calorímetro se genera dióxido de carbono (CO2), agua y calor (en el caso de las proteínas además se liberan óxidos de nitrógeno). De la misma manera, cuando los nutrientes son oxidados a través de las rutas

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catabólicas, se liberan CO2, agua y energía (así como la urea que contiene el nitrógeno derivado de las proteínas). La energía liberada en forma de calor ayuda a mantener la temperatura corporal.

• Además de obtener energía mediante el catabolismo, las células pueden emplear los aminoácidos, la glucosa y los ácidos grasos como bloques de construcción, de acuerdo con las necesidades del cuerpo. El proceso de creación de moléculas más grandes y químicamente más complejas a partir de moléculas menores y simples se conoce como anabolismo. Así, a través de este proceso los aminoácidos se emplean para la construcción de las proteínas corporales propias; los ácidos grasos son fundamentales para la estructura de las membranas celulares y la glucosa se aprovecha para la formación de numerosas estructuras. En estos procesos anabólicos se va a emplear parte de la energía producida durante el catabolismo.
• Existen rutas metabólicas, denominadas anfibólicas, que son mixtas: son tanto catabólicas (implican la degradación de moléculas complejas generando moléculas más simples y energía) como anabólicas (suministran moléculas simples y energía para la síntesis de moléculas complejas).

Se pueden considerar tres fases en el metabolismo:

Ingreso de moléculas en la célula Catabolismo: Transformación de moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas, con liberación de energía que se almacena en ATP. Biomoléculas Catabolismo (Degradación de biomoléculas) Metabolitos Anfibolismo: (una fase intermedia). Procesos en los que se almacena gran cantidad de energía (para los posteriores procesos anabólicos) Mitocondria Anfibolismo (Obtención de energía) ATP, GTP. NADH ... Anabolismo: Síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas. Se necesita suministrar energía, en forma de ATP Anabolismo (Síntesis de biomoléculas) Funciones vitales (gasto de energía) Calor

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En términos generales, el equilibrio entre el anabolismo y el catabolismo mantiene la salud y el funcionamiento del organismo. Sin embargo, a veces uno de los dos procesos predomina.

Por ejemplo, el crecimiento fetal e infantil representa un estado anabólico neto porque se forman más tejidos de los que se descomponen. Sin embargo, el catabolismo predomina a menudo en la enfermedad, con más tejidos destruidos que reparados. Uno de los objetivos en el tratamiento de una enfermedad es frenar o minimizar esos procesos catabólicos y permitir una fase anabólica de reparación de los tejidos.

Las rutas metabólicas, tanto catabólicas como anabólicas, están constituidas por una serie de reacciones químicas en cadena, en las que se generan metabolitos intermedios, y que están catalizadas por enzimas. Normalmente las vías metabólicas tienen lugar en una parte específica de la célula, puesto que muchas enzimas están restringidas a una o varias partes del interior de la célula. Un ejemplo es el proceso catabólico de glucólisis, que consiste en la oxidación de la glucosa para generar energía y que se produce en el citosol de las células (parte líquida del citoplasma), donde se localizan todas las enzimas necesarias. Pero las rutas metabólicas no sólo están limitadas a ciertos tipos de células o estructuras, sino también a determinados órganos o tejidos específicos del cuerpo. Así, por ejemplo, el glucógeno almacenado en el hígado como polisacárido de reserva puede ser catabolizado, y la glucosa resultante liberarse al torrente sanguíneo; sin embargo, el catabolismo del glucógeno almacenado en el músculo no permite transferir glucosa a la sangre debido a que en el músculo no se encuentra presente una enzima imprescindible en el proceso.

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2. VALOR ENERGÉTICO DE LOS NUTRIENTES

La energía resultante de la digestión, absorción y metabolismo de los nutrientes es empleada por el organismo de forma continua para llevar a cabo todas sus funciones corporales: para el funcionamiento del corazón, del sistema nervioso, para realizar el trabajo muscular, para desarrollar una actividad física, para los procesos biosintéticos relacionados con el crecimiento, reproducción y reparación de tejidos y también para mantener la temperatura corporal.

Cada tipo de nutriente energético (proteínas, hidratos de carbono o grasas) tiene un valor energético diferente. El valor energético o valor calórico de un alimento es la cantidad de energía que genera al ser totalmente metabolizado para producir CO2 y agua (y también urea en el caso de las proteínas). Es diferente para cada macronutriente porque depende de la energía contenida en los enlaces químicos de las moléculas.

El valor energético de los alimentos se mide en calorías. Una caloría es la cantidad de calor necesaria para aumentar en un grado centígrado la temperatura de un gramo de agua. Como se trata de un valor muy pequeño, en el ámbito de la Nutrición y Dietética se toma como medida la kilocaloría (1 kcal = 1000 calorías).

A veces se hace referencia a la kilocaloría como «Caloría grande» (con mayúscula), aplicando los dos términos como sinónimos. Por tanto, se debe tener en cuenta que, si no expresa lo contrario, cuando se habla de «Calorías» se está haciendo referencia a «kilocalorías».

Por otro lado, en la actualidad existe una creciente tendencia a utilizar la unidad kilojulio (kJ) en lugar de la kilocaloría, con la siguiente equivalencia:

1 kcal = 4.187 kJ.

1 ] = 0.244 cal

El «Julio» es la unidad del Sistema Internacional para medir energía (1 kJ = 1000 J). Cada grupo de macronutrientes tiene un valor energético uniforme. Expresado en kilocalorías:

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