¿Qué es energía? Clásicamente, energía se define como la capacidad para llevar a cabo trabajo. Por el otro lado, la aplicación de una fuerza a través de una distancia (Fuerza X Distancia) se conoce como trabajo.

Formas de Energía

        La energía ni se crea ni se destruye pero puede convertirse una de un tipo de energía a otra. Esto se conoce como la primera ley de termodinámica (conservación de la energía). La energía puede encontrarse en los siguieentes estados: química, calorifica, eléctrica, mecánica, radiante y nuclear

Origen de la Energía - El Ciclo Energético Biológico

        Toda nuestra energía proviene del sol (energía solar), y ésta se origina de la energía nuclear. Esta energía proveniente del sol la capturan las plantas verdes en forma de energía radiante, y éstas a su vez convierten dicha energía en energía química a través de la fotosíntesis; esto es, junto con la energla radiante, la clorofila de las plantas, y el agua y el bióxido de carbono, las plantas producen moléculas de alimentos (carbohidrátos, proteínas y grasas) que poseen energía potencial química. Los animales (y ser humanos) dependen de las plantas y otros animales para poder producir su propia energía, la cual se se produce mediante la degradación de los nutrientes en la célula (carbohidratos, proteínas y grasas) con la presencia de oxígeno; dicho proceso se conoce como respiración celular (o metabolismo), y tiene el objetivo de proveer energía para el crecimiento, contracción del músculo, transporte de compuestos y líquidos, y para otras funciones vitales del organismo.

Fuentes de Energía para el Ser Humano

       La energía que necesita nuestro organimsmo para poder mantener funcionando efectivamente todos los órganos y sistemas corporales proviene esencialmenmte de los alimentos que se consumen diariamente, particularmenete de aquellos nutrientes que proveen calorías (conocidos también como sustratos, macromoléculas o combustribles metabólicos), los cuales son:  los hidratos de carbono, grasas y proteínas. La energía que poseen estos nutrientes se encuentra almacenada en forma química. Durante la digestión, los alimentos se degradan en  hidratos de carbono, grasas y proteínas y eventualmente son absorbidos por la sangre a nivel intestinal. Una vez en el torrente sanguíneo serán empleados como sustratos en el metabolismo celular o almacvenados en el cuerpo. A nivel celular, estos sustratos son utilizados para la producción de energía. La energía derivada durante el metabolismo de los combustibles metabólicos se transforma en un estado molecular conocido como adenosina de trifosfato (ATP). El ATP es un compuesto de alta energía que producen las células al utilizar los nutrientes calóricos que provienen de las plantas y animales. Entonces, ¿cómo se libera la energía necesaria para las funciones biológicas de nuestro cuerpo?. Cuando el cuerpo demanda energía, este comuesto se descompone,  produciendo así energía para las diferentes funciones vitales del cuerpo (e.g., contracción muscular, digestión, secreción glandular, reparación de tejidos, circulación, transmisión nerviosa, entre otras.).

Unidad de Medición para la Energía

       La energía que potencialmente poseen los alimentos y la que se libera de los procesos bioquímicos se miede en términos de caloría (caloría pequeña) o kilocaloría (caloría grande). Estas son las unidades de calor utilizada para expresar el valor energético de los alimentos y del movimiento humano (ejercicios y actividad física).
        Una  kilocaloría representa la cantidad de calor requerido para elevar la temperatura de un kilogramo (2.2 lbs ó 1 litro) de agua destilada a un grado Centírado (de 14° a 15.5 °C ), a nievel del mar (i.e., a una presión barométrica de 1 atmósfera ó 760 mm. Hg.).

Valor Energético (o Calórico) de los Alimentos

        Los alimentos pueden medirse por sus calorías, o sea, por el calor almacenado en ellos. El método más común utilizado para medir el valor calórico de los alimentos, se describe a continuación

Calorimetria Directa

        La Bomba Calorimétrica

        Es el aparato utilizado para medir el valor energético total de los nutrimentos, y se estima midiendo la cantidad de calor (número de calorías) generado por una cantidad determinada de alimento al éstos ser quemados dentro de dicha bomba (una cámara insulada); esto es, mide el calor de combustión liberado por los alimentos.

        Valores de los Nutrientes

        Los hidratos de carbono, las proteínas y las grasas liberan calor, que en promedio se expresa de la siguiente manera:
 
 

        Si se conoce la composición de un alimento, en términos de los hidratos de carbono, proteínas y grasas, estos valores se usan para estimar su valor calórico. Por ejemplo, el valor calórico de medio aguacate mediano que contiene aproximadamente 6.5 gramos de hidratos de carbono, 2.4 gramos de proteínas y 18.4 gramos de grasas, puede calcularse como sigue:
 
 

Medición de la Energía Producida por el Cuerpo (Gasto Calórico)

        Metabolismo

        Representa el conjunto de reacciones físicas y químicas que tienen lugar en las células de los tejidos vivos, mediante el cual se produce y mantiene material viviente organizado, e incluye la utilización de las sustancias nutricias (hidratos de carbono, grasas y proteínas) con el fin de producir energía útil para las funciones vitales del organismo.

       Metabolismo Basal

Definición:

        La mínima cantidad de energía requerida para mantener los procesos vitales del cuerpo durante el reposo y mientras se está despierto, pero recostado y completamente relajado.

Factores que Modifican la Intensidad del Metabolismo Basal:

• Movimiento humano (ejercicio o actividad física): Luego de una sesión de ejercicio, el metabolismo basal se mantiene elevado por un período de tiempo.

• Tamaño y constitución del cuerpo: El metabolismo basal es mayor en individuos con una constitución física musculosa, y es menor en personas obesas; esto se debe a que los músculos son tejidos relativamente activos en comparación con el tejido adiposo, el cual es de escasa actividad metabólica.

• Efecto termogénico de los alimentos (accion dinámica específica): Después de ingerir una comida aumenta el metabolismo; esto es causado principalmente por las distintas reacciones químicas asociadas con la digestión, la absorción y el almacenamiento de los alimentos en el organismo.

• Edad y crecimiento: Ls niños tienen un elevado metabolismo basal; esto se debe a la gran intensidad de las reacciones celulares, y a la rápida sístesis de material celular y al crecimiento del organismo. Por el otro lado, en la edad adulta el metabolismo basal desciende porque decrece la masa celular activa y porque en muchos casos aumenta la grasa corporal total.

• Sexo (Géneno): Por lo regular, el hombre tiene un mayor metabolismo basal que la mujer, porque éste cuenta con menos cantidad de tejido adiposo y más masa muscular, comparado con la mujer.

• Secreción de hormonas por ciertas glándulas endocrinas: La tiroxina (hormona producida por la tiroide) aumenta el metabolismo. Si la secreción de esta hormona disminuye (hipotiroidismo), el metabolismo basal se reduce también. Además, la adrenalina (secretada por por la médila adrenal) causa una elevación en el metabolismo.

• Clima: El metabolismo basal es mucho menor en regiones tropicales que en las frías.

• Sueño: Durante el sueno el metabolismo disminuye, debido a un mayor grado de relajamiento muscular y emocional.

• Desnutrición: Una desnutrición prolongada puede disminuir el metabolismo drásticamente, debido a la falta de alimento en la célula.

• Fiebre: Cualquiera que fuera su causa, la fiebre aumenta el metabolismo basal.

• Embarazada: Durante el último trimestre de la embarazada hay un aumento en el metabolismo basal, ya que el feto y la placenta incrementan su actividad metabólica (debido a que van creciendo) y porque los tejidos maternales lo hacen de igual modo.

Calorimetría Directa:

        Involucra la medición de la cantidad de calor producido por el organismo durante cierto tiempo. En este método, la cantidad total de calor que liberan las células durante su metabolismo se mide en un calorímetro (cámara de aire insulado) grande construído especialmente.

Calorimetría Indirecta:

        Método mas sencillo de medir el metabolismo basal en forma indirecta, esto es, mediante la medición del consumo de oxígeno. Se basa en el hecho de que las reacciones metabólicas del cuerpo en que se libera energía depende de un contínuo suministro de oxígeno. Se ha estimado que por cada litro de oxígeno que se consuma, 5 kilocalorías se generan cuando los hidratos de carbono, grasas y proteínas se metabolízan en las células.

Balance Calórico

       La Ecuación del Balance Energético

        Esta ecuación establece que el peso corporal se mantendrá constante cuando la ingesta calórica (la energía química potencial de los alimentos ingeridos diariamente) es igual al gasto calórico (energía gastada durante el transcurso del dia).

       Tipos de Balance Calorico (o Energético)

Balance Energético:

        Ocurre cuando las calorías ingeridas se aproximan a las calorías gastadas durante el curso del día, manteniendose de esta manera el peso estable.

Balance Energético Positivo:

        En este caso, se ingieren más calorías que las gastadas, y como consecuencia se aumenta de peso, ya que el exceso de calorías se almacena en forma de grasa en los depósitos del tejido adiposo corporal. Se ha estimado que por cada 3,500 Calorias que se consuman en exceso, una (l) libra de grasa (0.45 kg) se almacena en el cuerpo. En resumen, se aumenta de peso (por acumulación excesiva de calorías) si ocurre un aumento en el consumo de calorias o una disminución del movimiento humano (ejercicio o actividad física).

Balance Energético Negativo:

        Si por el contrario, el consumo total de calorías es menor en relación al gasto, el individuo pierde peso. Si el déficit energético es de 3,500 Calorías, una (l) libra de grasa se pierde. La pérdida en peso puede ser causado por un aumento en el ejercicio físico o una disminición en el consumo de caloríaa.
 
 

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