UNIDAD II: Factores que determinan el requerimiento de energía

Factores que determinan el requerimiento de energía

El organismo humano requiere en condiciones basales alrededor de 1 Kcaloría/kg de peso/hora o bien 4o Kcalorías/m1/hora, requerimiento que crece proporcionalmente con la actividad. Así por ejemplo, al caminar por un terreno plano y sin carga, el metabolismo aumenta aproximadamente en un 200%. Un trabajo intenso, como saltar o correr. puede incrementarlo hasta en 25 Kcalorías/ kg de peso/hora. La producción de esta cantidad de calorías consume, siendo el cuociente respiratorio igual a 1, alrededor de 5 1 de O2/minuto. Esta energía, en caso de trabajo muscular intenso y repentino. proviene exclusivamente de la combustión de los hidratos de carbono.

En competencias deportivas el requerimiento energético puede llegar hasta 2oo Kcalorías por kg de peso /hora, cantidad cuya producción requiere un volumen de O2 que la sangre es incapaz de aportar. En estos casos el trabajo se realiza en condiciones anaeróbicas: el organismo contrae una »deuda de oxígeno, que pagará una vez finalizado el trabajo excesivo. Sólo excepcionalmente, sin embargo, la fase anaeróbica llega a sobrepasar 1 /3 del metabolismo total. 

En reposo, el organismo de un adulto consume alrededor de o.25 I/de O2/hora/Kg de peso. Un volumen de 1 1/minuto de O2 es suficiente para satisfacer los requerimientos energéticos de un individuo durante un trabajo moderado y no es necesario. por consiguiente, recurrir a la degradación anaeróbica. Ya hemos explicado que únicamente un trabajo exagerado obliga al organismo a contraer una deuda de oxígeno, cuya magnitud sólo excepcionalmente sobrepasará 1 litro/minuto y que será pagada rápidamente al terminar el trabajo.

Una persona entrenada, al realizar un trabajo intenso, puede consumir hasta 5 litros de oxígeno por minuto y continuar el esfuerzo durante horas. Mientras no contraiga deuda de O2, no se producirá fatiga. Sólo cuando las exigencias energéticas no pueden ser satisfechas por el metabolismo aeróbico y el organismo se ve obligado a contraer dicha deuda, aparecerán los primeros signos de cansancio. Un requerimiento energético superior a 30Kcal/minuto, puede realizarse, aun por personas entrenadas, sólo durante un corto tiempo. En esta condición, por ejemplo en una carrera de 100 m, el metabolismo se desarrolla predominantemente en forma anaeróbica, produciendo se metabolitos ácidos (ácido láctico) que disminuyen el pH de la sangre, reduciendo la capacidad de la hemoglobina para ligar 02 (véase Sangre). El descenso de la p(h sanguínea, al cual se agrega un incremento del PCO2, aumentan el volumen-minuto cardiaco (véase Circulación), pero este aumento no puede sobrepasar cierto límite. El volumen-minuto constituye tal vez el factor más limitante del trabajo muscular.

Como ya hemos explicado, cuando un trabajo muscular requiere una cantidad de energía superior a la que el O2 aportado por la respiración puede producir, el organismo contrae una deuda de oxígeno. Esta deuda es, en realidad, una deuda de energía, ya que el O2 es utilizado en la combustión de grasas, proteínas e hidratos de carbono, por consiguiente en la producción de energía y en la síntesis de compuestos ricos en energía. Una vez terminado el trabajo, cl organismo paga esta deuda, mediante el aumento de la frecuencia respiratoria. Generalmente esta deuda está pagada dentro de una hora y sólo excepcionalmente requiere mayor tiempo. El mayor volumen de O2 aportado por la respiración sirve, no sólo para pagar la deuda de O2, sino también para normalizar el pH sanguíneo, disminuido por el aflujo de cantidades elevadas de productos ácidos del metabolismo anaeróbico. En efecto, la mayor disponibilidad de O2 permite la conversión del ácido láctico, principal producto del metabolismo anaeróbico, en hidratos de carbono, proceso que se realiza en el hígado. La elevación del nivel de los lactatos en la sangre, que puede alcanzar valores co veces superiores a lo normal, limita de por sí el trabajo muscular. Este efecto es menor en personas entrenadas.

Es obvio que la ingestión de alimentos no puede ajustarse exactamente a los requerimientos energéticos del momento, por lo menos en los seres humanos. Los animales ingieren generalmente sólo la cantidad de alimentos que permite cubrir sus exigencias. La ingestión en el hombre está regulada por los diversos factores que han sido ya analizados: apetito, gusto, costumbre y muchas veces factores emocionales. La insuficiente ingestión disminuye, a la larga, la capacidad de trabajo, si bien induce inicialmente mayor actividad. Se ha demostrado experimentalmente que lesiones de ciertos núcleos hipotalámicos, cercanos a los centros de saciedad y de hambre, estimulan o disminuyen, respectivamente, la actividad muscular. Esto ha llevado a plantear la existencia de conexiones entre las diversas agrupaciones neuronales mencionadas.

En general, en el organismo animal el porcentaje de conversión de los alimentos en energía (eficiencia o rendimiento) es relativamente bajo; no sobrepasa en condiciones óptimas un 3o%a. En otras palabras, aproximadamente sólo un tercio del valor energético de un alimento es utilizado para la realización de trabajo. El resto se convierte en, calor. Este grado de eficiencia, aparentemente muy bajo, es sustancialmente superior al de una máquina de vapor, cuyo rendimiento es sólo un 10 a 15% . Ninguna máquina supera en eficiencia al organismo animal. La eficiencia de éste varía de acuerdo a las condiciones ambientales del trabajo. Disminuye a un 8% por ejemplo, durante la natación en agua de temperatura inferior a la del cuerpo. En esta condición es necesaria una mayor conversión de energía a calor, para mantener constante la temperatura corporal.

Los alimentos ingeridos en exceso son almacenados hasta cierto límite en el organismo, para ser utilizados en caso de necesidad. Por consiguiente el alimento ingerido se convierte en el organismo en energía de trabajo, en calor y energía almacenada en forma de glucógeno o de grasa:

ALIMENTO INGERIDO = ENERGIA DE TRABAJO + CALOR + ENERGIA ALMACENADA

Para mantener la constancia del peso corporal es necesario un control estricto de la ingestión de alimentos. Basta, por ejemplo, una mayor ingestión de100 Kcalorías por día, lo que equivale aproximadamente a t o g de grasa, para incrementar en el curso de un año el peso corporal en alrededor de 3,5 kg. Para contrarrestar el aumento de peso, el organismo dispone de diversos mecanismos. Uno de éstos es el aumento de su metabolismo, mediante la acción dinámica específica de los ¡alimentos, que hemos mencionado en páginas precedentes.

En caso de que el organismo necesite utilizar sus reservas para satisfacer los requerimientos energéticos del momento, recurre primeramente a los hidratos de carbono que es la fuente de energía más prontamente movilizable. Pero la cantidad total de glucógeno almacenado no sobrepasa aproximadamente a 300-400 g, cantidad que se agota rápidamente, lo que obliga al organismo a recurrir a sus reservas de grasas. Las reservas de glucógeno se recuperan con la ingestión de alimentos, y son las primeras que aumentan en condiciones de sobrealimentación.

Un régimen rico en proteínas aumenta el contenido proteico del organismo, que es normalmente alrededor de un 2o% del peso corporal. La ingestión exagerada de proteínas eleva la eliminación de nitrógeno, lo que indica su mayor utilización, o sea, su mayor participación en el metabolismo energético. Las proteínas ingeridas en exceso no se depositan en un ó gano especial, sino que incrementan el contenido proteico de cada célula.

El aumento del contenido de hidratos de carbono y de proteínas del organismo es, en caso de sobrealimentación, insignificante. El aumento de peso por sobrealimentación se debe en realidad a la conversión de los hidratos de carbono y proteínas en grasa, cuya acumulación no reconoce prácticamente límites.

La disminución o aumento del peso corporal depende, por lo tanto, de la ingestión de alimentos en cantidad menor o mayor que lo requerido. En condiciones fisiológicas un conjunto de mecanismos reguladores ajusta la ingestión al requerimiento. La alteración patológica de este mecanismo es la causante de la disminución o aumento exagerado del peso corporal. De esto se desprende que la distinción de una obesidad endógena y otra exógena se justifica sólo hasta cierto punto.

Es evidente que ciertos trastornos endocrinos pueden causar obesidad. No obstante, en la mayoría de los casos, exceptuando la obesidad causada por lesiones hipotalámicas, los trastornos psíquicos, al influir sobre los centros de la saciedad y/o del hambre, son los factores principales modificadores del peso corporal. En general, un examen clínico detenido revela siempre en la obesidad algún trastorno de la emotividad.

Establecer el peso ideal de un individuo es muy difícil. Esto se debe a que, como ya hemos señalado, el peso corporal depende de un complejo de factores: alimentos ingeridos, actividad de los centros reguladores del apetito, de la saciedad y del hambre, nivel de ingestión establecido por estos centros, etc. No es tarea fácil aumentar o disminuir el peso corporal. Es importante Tener presente, finalmente, que la obesidad es un problema grave de salud, ya que no sólo disminuye la capacidad de trabajo, sino que acorta la vida.