El metabolismo y el equilibrio energético son conceptos fundamentales en nutrición y fisiología que influyen en el peso corporal, la salud y el bienestar general. Este artículo examina la tasa metabólica basal (TMB) y los factores que influyen en las necesidades energéticas en reposo, examina el concepto de "calorías consumidas vs. calorías gastadas" en el control de peso y analiza el papel de los carbohidratos, las proteínas y las grasas en la producción de energía.
Las necesidades energéticas del cuerpo humano
El cuerpo humano necesita energía para realizar todas las funciones fisiológicas, desde los procesos celulares hasta la actividad física. El metabolismo incluye todas las reacciones bioquímicas necesarias para mantener la vida, incluidas las reacciones catabólicas, que descomponen los nutrientes para producir energía, y las reacciones anabólicas, que utilizan energía para sintetizar moléculas complejas. Comprender el metabolismo y el equilibrio energético es esencial para controlar el peso corporal, optimizar la salud y prevenir enfermedades crónicas.
Tasa metabólica basal (TMB): necesidades energéticas en reposo
Definición de tasa metabólica basal
La tasa metabólica basal (TMB) es la cantidad de energía gastada en reposo en condiciones de temperatura neutra, al final de la absorción (lo que significa que el sistema digestivo está inactivo, lo que requiere aproximadamente 12 horas de ayuno). La TMB representa la cantidad mínima de energía necesaria para que el cuerpo funcione, incluida la respiración, la circulación sanguínea, la producción de células, el procesamiento de nutrientes y la regulación de la temperatura.
Factores que afectan la RMN
Varias condiciones afectan la TMB de una persona:
- Edad: El metabolismo generalmente disminuye con la edad debido a la pérdida de masa muscular magra y a los cambios hormonales.
- Género: Los hombres generalmente tienen un BMR más alto que las mujeres debido a su mayor masa muscular y menor porcentaje de grasa corporal.
- Composición corporal: Un aumento en la masa muscular magra aumenta la TMB porque el tejido muscular es metabólicamente más activo que el tejido graso.
- Factores genéticos: La genética puede afectar la tasa metabólica, influyendo en la rapidez con la que una persona quema calorías en reposo.
- Factores hormonales: Las hormonas tiroideas, como la tiroxina (T4) y la triyodotironina (T3), regulan el metabolismo. El hipertiroidismo aumenta la TMB, mientras que el hipotiroidismo la disminuye.
- Temperatura ambiente: Cuando hace frío, el cuerpo retiene el calor, lo que aumenta la TMB.
- Estados fisiológicos: Las condiciones de confinamiento y aislamiento, como el embarazo o la exposición al calor y al frío, también pueden afectar la TMB.
- Estado nutricional: El ayuno prolongado o la restricción calórica pueden reducir la TMB a medida que el cuerpo intenta conservar energía.
Métodos de medición de RMN
- Análisis calorimétrico indirecto: La medición determina el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono para estimar el gasto energético.
- Ecuaciones predichas: Fórmulas como la ecuación de Harris-Benedict calculan la TMB en función de la edad, el sexo, el peso y la altura.
Calorías que entran vs. Calorías que provienen: Comprender el aumento, la pérdida y el mantenimiento del peso
Ecuación de balance energético
- Consumo de energía: Calorías de alimentos y bebidas.
- Liberación de energía: Calorías quemadas a través del metabolismo basal, la actividad física y la termogénesis.
- Balance energético: El mantenimiento del peso se produce cuando la ingesta de energía es igual al gasto de energía.
Aumento de peso
- Balance energético positivo: Se consumen más calorías de las que se queman, lo que provoca que el cuerpo almacene grasa.
- Exceso de calorías: Se almacena como grasa en el tejido adiposo.
- Factores que contribuyen al exceso: Comida alta en calorías, sedentarismo, factores psicológicos.
Pérdida de peso
- Balance energético negativo: Se consumen menos calorías de las que se queman, lo que hace que el cuerpo utilice las reservas de grasa para obtener energía.
- Fuente de energía almacenada: El cuerpo utiliza las reservas de grasa para obtener energía.
- Métodos para crear un déficit calórico:
- Cambios en la dieta: Reducir la ingesta de calorías.
- Aumento de la actividad física: Aumento de los costos de energía.
Mantenimiento del peso
- Mantener el equilibrio: Se consigue alineando la ingesta calórica con las necesidades energéticas.
- Factores del estilo de vida: La actividad física regular y unos hábitos alimentarios conscientes mantienen el peso.
Desafíos del equilibrio energético
- Adaptación metabólica: El metabolismo del cuerpo puede ralentizarse durante la restricción calórica, lo que aumenta la dificultad de perder peso.
- Regulación del apetito: Hormonas como la grelina y la leptina influyen en la sensación de hambre y saciedad, que afecta la ingesta de calorías.
- Factores ambientales y de comportamiento: La disponibilidad de alimentos ricos en calorías, el tamaño de las porciones y los hábitos alimentarios influyen en el equilibrio energético.
Funciones de los macronutrientes en la producción de energía
Carbohidratos
Función en la producción de energía:
- Fuente principal de energía: Los carbohidratos son la principal fuente de energía del cuerpo, especialmente para el cerebro y durante el ejercicio de alta intensidad.
- Utilización de la glucosa: Los carbohidratos se descomponen en glucosa, que se utiliza en la respiración celular para producir energía.
Tipos de carbohidratos:
- Carbohidratos simples: Monosacáridos y disacáridos (por ejemplo, glucosa, fructosa, sacarosa).
- Carbohidratos complejos: Polisacáridos (por ejemplo, almidón, glucógeno, fibra).
Almacenamiento:
- Glucógeno: El exceso de glucosa se almacena en el hígado y los músculos como glucógeno para las necesidades energéticas a corto plazo.
- Conversión a grasa: El exceso de energía se puede convertir en grasa para su almacenamiento a largo plazo.
Proteína
Función en la producción de energía:
- Fuente de energía secundaria: Se utiliza para obtener energía cuando las reservas de carbohidratos y grasas son insuficientes.
- Uso de aminoácidos: Las proteínas se descomponen en aminoácidos, que pueden ingresar a las vías metabólicas para producir ATP.
Funciones principales:
- Bloques de construcción: Esencial para la síntesis de tejidos corporales, enzimas, hormonas y función inmune.
- Reparación muscular: Fundamental para la recuperación y el crecimiento muscular después del ejercicio.
Gordo
Función en la producción de energía:
- Fuente de energía concentrada: La grasa proporciona más del doble de energía por gramo en comparación con los carbohidratos y las proteínas (9 kcal/g frente a 4 kcal/g).
- Oxidación de ácidos grasos: Los ácidos grasos experimentan beta-oxidación para producir ATP, especialmente durante actividades de baja intensidad y larga duración.
Tipos de grasas:
- Grasas saturadas: Se encuentra en productos animales; El consumo excesivo se asocia a riesgos para la salud.
- Grasas insaturadas: Incluye grasas monoinsaturadas y poliinsaturadas; Beneficioso para la salud del corazón.
- Ácidos grasos esenciales: Los ácidos grasos omega-3 y omega-6 son esenciales para las funciones fisiológicas.
Almacenamiento:
- Visón gordo: La principal fuente de reserva energética del organismo; La grasa se almacena en los adipocitos.
Interacciones de macronutrientes
Sistemas energéticos: El cuerpo utiliza carbohidratos, grasas y proteínas para obtener energía, dependiendo de la disponibilidad y las necesidades energéticas. Flexibilidad metabólica: La capacidad de cambiar de una fuente de combustible a otra según las necesidades metabólicas.
La importancia de una ingesta equilibrada de macronutrientes
Salud óptima: La ingesta suficiente de todos los macronutrientes favorece las funciones fisiológicas. Recomendaciones nutricionales: Varía según las necesidades de cada persona, su nivel de actividad y sus objetivos de salud.
- Carbohidratos: 45-65% del total de calorías diarias.
- Proteína: 10-35% del total de calorías diarias.
- Grasas: 20-35% del total de calorías diarias.
Comprender el metabolismo y el equilibrio energético es esencial para controlar el peso corporal y optimizar la salud. La TMB refleja las necesidades energéticas basales, que están influenciadas por diversos factores, mientras que la ecuación del balance energético explica cómo la ingesta y el gasto de calorías afectan el aumento, la pérdida o el mantenimiento del peso. Los macronutrientes (carbohidratos, proteínas y grasas) desempeñan funciones distintas e interrelacionadas en la producción de energía y la salud general. Una dieta equilibrada que satisfaga las necesidades individuales de energía y nutrientes favorece la salud metabólica y ayuda a prevenir enfermedades crónicas. Una evaluación precisa de la composición corporal permite tomar decisiones informadas sobre nutrición, ejercicio e intervenciones en el estilo de vida para mejorar los resultados de salud y la calidad de vida.
Campo de golf
McArdle, WD, Katch, FI y Katch, VL (2015). Fisiología del ejercicio: nutrición, energía y rendimiento humano (8ª ed.). Lippincott Williams & Wilkins.
Tortora, GJ y Derrickson, B. (2017). Principios de anatomía y fisiología (15ª ed.). Wiley.
Alberts, B., y otros. (2015). Biología molecular de la célula (6ª ed.). Ciencia de Garland.
Hall, J. E. (2016). Libro de texto de fisiología médica de Guyton y Hall (13ª ed.). Elsevier.
Marieb, EN y Hoehn, K. (2018). Anatomía y fisiología humana (11ª ed.). Pearson.
Brooks, GA, Fahey, TD y Baldwin, KM (2005). Fisiología del ejercicio: bioenergética humana y sus aplicaciones (4ª ed.). McGraw-Hill.
Hargreaves, M., y Spriet, LL (2006). Metabolismo del ejercicio. Cinética humana.
Kenney, WL, Wilmore, JH y Costill, DL (2015). Fisiología del Deporte y el Ejercicio (6ª ed.). Cinética humana.
Powers, SK, y Howley, ET (2012). Fisiología del ejercicio: teoría y aplicación a la aptitud física y el rendimiento (8ª ed.). McGraw-Hill.
Berg, JM, Tymoczko, JL y Stryer, L. (2015). Bioquímica (8ª ed.). W. H. Freeman.
Fitts, R. H. (2008). El ciclo del puente cruzado y la fatiga del músculo esquelético. Revista de fisiología aplicada, 104(2), 551-558.
Lehninger, AL, Nelson, DL y Cox, MM (2017). Principios de bioquímica de Lehninger (7ª ed.). W. H. Freeman.
Jeukendrup, A., y Gleeson, M. (2010). Nutrición deportiva: una introducción a la producción de energía y el rendimiento (2ª ed.). Cinética humana.
Berne, R. M., y Levy, M. N. (2010). Fisiología cardiovascular (10ª ed.). Mosby Elsevier.
Sherwood, L. (2015). Fisiología humana: de las células a los sistemas (9ª ed.). Aprendizaje Cengage.
Guyton, AC y Hall, JE (2015). Libro de texto de fisiología médica (13ª ed.). Elsevier.
Poole, DC, y Erickson, HH (2011). Función cardiovascular y transporte de oxígeno: respuestas al ejercicio y al entrenamiento. Fisiología integral, 1(1), 675-704.
Oeste, J. B. (2012). Fisiología respiratoria: lo esencial (9ª ed.). Lippincott Williams & Wilkins.
Forster, HV y Pan, LG (1994). Contribuciones de los quimiorreceptores centrales y periféricos a la respuesta ventilatoria al CO₂/H⁺. Revisión anual de fisiología, 56(1), 159-177.
Bassett, DR, y Howley, ET (2000). Factores limitantes del consumo máximo de oxígeno y determinantes del rendimiento de resistencia. Medicina y ciencia en el deporte y el ejercicio, 32(1), 70-84.
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