Intercambio de energía del hombre

"El cuerpo humano es una" máquina "que puede liberar energía química asociada al" combustible "de los productos alimenticios; estos "combustibles" son carbohidratos, grasas, proteínas y alcohol "(OMS).

El uso principal de cualquiera de las fuentes enumeradas tiene diferentes características en términos de la magnitud del metabolismo energético y los cambios metabólicos asociados.

Características de diversas fuentes metabólicas de suministro de energía alimentaria

Indicadores	Glucosa	Palmitate	Proteína
Lanzamiento de calor, kcal:
Por 1 mol oxidado	673	2398	475
1 g oxidado	3.74	9.30	5.40
Consumo de oxígeno:
Mole	66.0	23.0	5.1
L	134	515	114
Producción de dióxido de carbono:
Mole	66.0	16.0	4.1
L	134	358	92
Producción de ATP, mol:	36	129	23
Costo de los productos ATP:
A / d	18.7	18.3	20.7
En / de	3.72	3.99	4.96
C / d	3.72	2.77	4.00
Frecuencia respiratoria	1.00	0.70	0.81
Equivalente de energía por 1 litro de oxígeno usado	5.02	4.66	4.17

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Etapas del intercambio de energía

Aunque la disimilación y la síntesis de las estructuras de proteínas, grasas e hidratos de carbono tienen características y formas específicas, sin embargo, en la transformación de estas diversas sustancias hay una serie de etapas y regularidades fundamentalmente comunes. Con respecto a la energía liberada por el metabolismo, el metabolismo energético debe dividirse en tres etapas principales.

En la primera etapa del tracto gastrointestinal, las grandes moléculas de nutrientes se dividen en pequeñas. 3 están formadas a partir de carbohidratos hexosas (glucosa, galactosa, fructosa), proteínas de - 20 aminoácidos, de grasa (triglicéridos) - (. Por ejemplo, pentosas et al) glicerol y ácidos grasos, así como los azúcares más raras. Se calcula que un promedio del cuerpo humano durante su vida útil se extiende de hidratos de carbono - 17,5 m, proteína - 2,5 m, la grasa -. 1,3 m Número de la energía liberada en la fase I sólo ligeramente, mientras que se libera en forma de calor. Por lo tanto, durante la segmentación de los polisacáridos y las proteínas, se libera alrededor del 0,6%, grasa: 0,14% de la energía total, que se forma cuando se descomponen por completo en los productos finales del metabolismo. Por lo tanto, la importancia de las reacciones químicas de la primera fase consiste principalmente en la preparación de nutrientes para la liberación real de energía.

En la segunda etapa, estas sustancias sufren una división adicional por combustión incompleta. El resultado de estos procesos (combustión incompleta) parece inesperado. De 25-30 se forman sustancias, excepto CO2 y H2O, sólo tres productos finales: α-cetoglutárico, ácido oxalacético y ácido acético, como atsetilkoenzima A. Cuantitativamente por lo tanto prevalece acetil coenzima A. Durante la fase II se libera aproximadamente el 30% de la energía contenida en el nutriente sustancias.

En la tercera etapa, el llamado ciclo de ácido tricarboxílico de Krebs, los tres productos finales de la fase II se queman a dióxido de carbono y agua. Al mismo tiempo, se libera el 60-70% de la energía de los nutrientes. El ciclo de Krebs es la vía final común para la segmentación de carbohidratos, proteínas y grasas. Este es, por así decirlo, el punto clave en el intercambio, donde las convergencias de varias estructuras convergen y la transición mutua de reacciones sintéticas es posible.

A diferencia de la etapa I - las etapas de hidrólisis en el tracto gastrointestinal - en las fases II y III de la escisión de las sustancias, no solo se produce la liberación de energía, sino también un tipo especial de acumulación.

Reacciones de intercambio de energía

La conservación de la energía se lleva a cabo mediante la conversión de la energía de la división de los productos alimenticios en una forma especial de compuestos químicos llamados macroergas. Los portadores de esta energía química en el cuerpo son varios compuestos de fósforo en los que el enlace del residuo de ácido fosfórico es un enlace macroergénico.

El lugar principal en el metabolismo energético pertenece al enlace de pirofosfato con la estructura del trifosfato de adenosina. En la forma de este compuesto en el cuerpo, se usa del 60 al 70% de toda la energía liberada durante la descomposición de proteínas, grasas y carbohidratos. El uso de energía (oxidación en forma de ATP) es de gran importancia biológica, ya que mediante este mecanismo es posible separar el lugar y el momento de la liberación de energía y su consumo real en el proceso de funcionamiento de los órganos. Se estima que en 24 horas la cantidad de ATP formado y dividido en el cuerpo es aproximadamente igual a la masa del cuerpo. La conversión de ATP a ADP libera 41.84-50.2 kJ, o 10-12 kcal.

La energía metabólica resultante se pasó en la bolsa principal, t. E. El mantenimiento de la vida en un estado de reposo a una temperatura ambiente de 20 ° C, el crecimiento (metabolismo de plástico), el trabajo muscular y la digestión y absorción de alimentos (acción específicamente-dinámico comida). Existen diferencias en el gasto de energía resultante del intercambio, en un adulto y un niño.

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Intercambio básico

El niño, como todos los mamíferos nacidos inmaduros, tiene un aumento inicial en el metabolismo basal de 1 1/2 años, que luego continúa aumentando constantemente en términos absolutos y también se reduce regularmente por unidad de peso corporal.

A menudo, se utilizan métodos computacionales para calcular el metabolismo basal. Las fórmulas generalmente se enfocan en indicadores de longitud o peso corporal.

Cálculo del metabolismo basal a través del peso corporal (kcal / día). Recomendaciones FAO / BO3

Edad	Chicos	Chicas
0-2 años	60.9 P-54	61 P - 51
3-9 años	22.7 P + 495	22.5 P + 499
10-17 »	17.5 P +651	12.2 P +746
17-30 »	15.3 P +679	14.7 P + 496

La energía total que se recibe de los alimentos se distribuye para proporcionar un metabolismo básico, el efecto dinámico específico de los alimentos, las pérdidas de calor asociadas con la excreción, la actividad física (motora) y el crecimiento. En la estructura de distribución de energía, es decir, se distingue el intercambio de energía:

• Energía recibida (de los alimentos) = Energía depositada + Energía utilizada.
• Energía absorbida = Energía recibida - Energía excretada.
• Energía metabolizada = Energía recibida - Suministro de energía (vida) y actividad, o "costos básicos".
• La energía de los costos básicos es igual a la suma:
  • metabolismo basal;
  • termorregulación;
  • efecto de calentamiento de los alimentos (SDDP);
  • costos de actividad;
  • costos para la síntesis de nuevos tejidos.
• La energía de la deposición es la energía que se gasta en la deposición de proteínas y grasas. El glucógeno no se considera, ya que su deposición (1%) es insignificante.
• Energía de deposición = Energía metabolizada - Energía de costos básicos.
• Costo de energía del crecimiento = Energía de síntesis de nuevos tejidos + Energía depositada en tejido nuevo.

Las principales diferencias de edad son la relación entre los costos de crecimiento y, en menor medida, la actividad.

Características de edad de la distribución del gasto energético diario (kcal / kg)

Edad	Intercambio básico	SDDP	Pérdidas por excreción	Actividad	Altura	Total
Prematuro	60	Séptimo	20	15º	50	152
8 semanas	55	Séptimo	11mo	17mo	20	110
10 meses	55	Séptimo	11mo	17mo	20	110
4 años	40	Sexto	Octavo	25	8-10	87-89
14 años	35	Sexto	Sexto	20	14º	81
Adulto	25	Sexto	Sexto	10	0	47

Como se puede ver, el costo del crecimiento es muy significativo para un recién nacido pequeño y durante el primer año de vida. Naturalmente, en un adulto simplemente están ausentes. La actividad física crea un gasto de energía significativo, incluso en un recién nacido y un bebé, donde la succión del pecho, la ansiedad, el llanto y los gritos son la expresión.

Con la ansiedad del niño, el consumo de energía aumenta en un 20-60% y al gritar, en 2-3 veces. Las enfermedades hacen sus demandas sobre los costos de energía. Especialmente aumentan con un aumento de la temperatura corporal (en un aumento de 1 ° C en el aumento del metabolismo es del 10-16%).

A diferencia de un adulto, los niños gastan mucha energía en el crecimiento (metabolismo plástico). Ahora se ha establecido que para la acumulación de 1 g de peso corporal, es decir, un nuevo tejido, es necesario gastar aproximadamente 29.3 kJ o 7 kcal. La siguiente estimación es más precisa:

• "Costo" de crecimiento de energía = Energía de síntesis + Energía de deposición en tejido nuevo.

En un bebé prematuro, la energía de síntesis es de 1.3 a 5 kJ (0.3 a 1.2 kcal) por gramo, agregada al peso corporal. A término - 1.3 kJ (0.3 kcal) por 1 g de nuevo peso corporal.

Costo de energía total del crecimiento:

• hasta 1 año = 21 kJ (5 kcal) por 1 g de tejido nuevo,
• después de 1 año = 36.5-50.4 kJ (8.7-12 kcal) por 1 g de tejido nuevo, o alrededor del 1% de la energía total de la cantidad de nutrientes.

Dado que la tasa de crecimiento en los niños varía en diferentes períodos, la participación del metabolismo plástico en el gasto total de energía es diferente. El crecimiento más intenso se produce en el período intrauterino de desarrollo, cuando la masa del embrión humano aumenta en 1 billón 20 millones de veces (1.02 × 10 9). La tasa de crecimiento continúa siendo bastante alta en los primeros meses de vida. Esto se evidencia por un aumento significativo en el peso corporal. Por lo tanto, en los niños de los primeros 3 meses la proporción de intercambio de "plástico" de gasto de energía es del 46%, a continuación, en el primer año se reduce, sin embargo, con 4 años, y especialmente en el período prepuberal, un aumento en la tasa de crecimiento, que a su vez se refleja como un aumento en el intercambio de plástico. En promedio, en los niños de 6-12 años de edad, el 12% de las necesidades de energía se gastan en el crecimiento.

Costos de energía para el crecimiento

Edad	Peso corporal, kg	Aumento de peso, g / día	Costo de energía , kcal / día	Costo de energía , kcal / (kg-día)	Como porcentaje del intercambio básico
1 mes	3.9	30	146	37	71
3 »	5.8	28	136	23	41
6 »	8.0	20	126	16	28
1 año	10.4	10	63	Sexto	11mo
5 años	17.6	5	32	2	4
14 años de edad, niñas	47.5	18th	113	2	Octavo
16 años, muchachos	54.0	18th	113	2	Séptimo

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Consumo de energía para pérdidas difíciles de contabilizar

Por difícil representaron pérdidas incluyen las pérdidas de heces grasas, jugos digestivos y secretos, que se generan en la pared del tracto digestivo y en las glándulas, con células epiteliales exfoliadas de alejamiento de la cubierta de la células de la piel, el cabello, las uñas, el sudor y el inicio de la pubertad en las niñas - con sangre menstrual. Desafortunadamente, este problema no se ha estudiado en niños. Se cree que en niños mayores de un año es aproximadamente el 8% de los costos de energía.

[11]

Consumo de energía para la actividad y mantener una temperatura corporal constante

La participación del gasto de energía en la actividad y el mantenimiento de la temperatura corporal varía con la edad del niño (después de 5 años, esto se incluye en el concepto de trabajo muscular). En los primeros 30 minutos después del nacimiento, la temperatura del cuerpo del recién nacido disminuye en casi 2 ° C, lo que provoca un gasto energético significativo. En niños pequeños, para mantener una temperatura corporal constante a una temperatura ambiente por debajo de la temperatura crítica (28 ... 32 ° C) y la actividad del cuerpo del niño se ve forzada a gastar 200.8-418.4 kJ / (kg-day) o 48-100 kcal / (kg • día). Por lo tanto, con la edad, el gasto absoluto de energía en el mantenimiento de la constancia de la temperatura corporal y la actividad aumenta.

Sin embargo, la proporción del consumo de energía para mantener la constancia de la temperatura corporal en los niños del primer año de vida es menor cuanto menor es el niño. Por otra parte, hay una disminución en el consumo de energía, ya que la superficie del cuerpo, referida a 1 kg de peso corporal, vuelve a disminuir. Al mismo tiempo, el consumo de energía para la actividad (trabajo muscular) aumenta en los niños mayores de un año, cuando el niño comienza a caminar, correr, hacer ejercicio o practicar deportes.

El costo de energía de la actividad física

Tipo de movimiento	Cal / min
Ciclismo a baja velocidad	4,5
Ciclismo a una velocidad promedio	7.0
Ciclismo a alta velocidad	11.1
Bailando	3.3-7.7
Fútbol	8.9
Ejercicios gimnásticos en conchas	3.5
Corriendo sprint	13.3-16.8
Corriendo para largas distancias	10.6
Patinaje	11.5
Esquí de fondo a velocidad moderada	10.8-15.9
Correr en esquís a la velocidad máxima	18.6
Natación	11.0-14.0

En niños de entre 6 y 12 años, la proporción de energía que se gasta en la actividad física es de aproximadamente el 25% del requerimiento de energía, y en el adulto: 1/3.

[12], [13]

Acción específica-dinámica de los alimentos

El efecto dinámico específico de los alimentos varía según la naturaleza de los alimentos. Más fuerte se expresa con alimentos ricos en proteínas, menos - con la ingesta de grasas y carbohidratos. En niños del segundo año de vida, el efecto dinámico específico de los alimentos es del 7-8%, en niños de mayor edad, por encima del 5%.

Gastos de implementación y manejo del estrés

Esta es la dirección natural de la vida normal y el gasto de energía. El proceso de la vida y la adaptación social, la formación y los deportes, la formación de relaciones interhumanas, todo esto puede ir acompañado de estrés y costos de energía adicionales. En promedio, este es un 10% adicional de las "raciones" diarias de energía. Sin embargo, en enfermedades agudas o severas o traumas, el nivel de los costos de estrés puede aumentar de manera muy significativa, y esto requiere consideración al calcular la dieta.

Los datos sobre el aumento en los requerimientos de energía para el estrés se dan a continuación.

Estados	Cambio en la demanda de energía
Quemaduras según el porcentaje de superficie corporal quemada	+ 30 ... 70%
Múltiples lesiones con ventilación de hardware	+ 20 ... 30%
Infecciones severas y trauma múltiple	+ 10 ... 20%
Periodo postoperatorio, infecciones menores, fracturas de huesos	0 ... + 10%

Un desequilibrio persistente de energía (exceso o deficiencia) provoca un cambio en el peso corporal y la longitud corporal con todos los índices de desarrollo y la edad biológica. Incluso una malnutrición moderada (4-5%) puede causar un retraso en el desarrollo del niño. Por lo tanto, la seguridad energética alimentaria se está convirtiendo en una de las condiciones más importantes para la adecuación del crecimiento y el desarrollo. El cálculo de esta seguridad es necesario para llevar a cabo regularmente. En la mayoría de los niños, las pautas para el análisis pueden ser recomendaciones sobre la energía total de la ración diaria, para algunos niños con condiciones de vida o salud especiales, se requiere un cálculo individual para la suma de todos los componentes que consumen energía. Un ejemplo del uso de estándares comunes de seguridad de la edad y la posibilidad de una corrección individual de estos estándares pueden ser los siguientes métodos para calcular los costos de energía.

Método de cálculo para determinar el metabolismo basal

Hasta 3 años	3-10 años	10-18 años de edad
Chicos
X = 0.249 kg-0.127	X = 0.095 kg + 2.110	X = 0.074 kg + 2.754
Chicas
X = 0.244 kg-0.130	X = 0.085 kg + 2.033	X = 0.056 kg + 2.898

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Costos adicionales

Compensación por daños: el intercambio principal se multiplica: para cirugía menor, por 1.2; a la lesión del esqueleto - por 1,35; a la septicemia - por 1,6; con quemaduras - por 2.1.

Acción específica-dinámica de los alimentos: + 10% del metabolismo básico.

Actividad física: reposo en cama + 10% del metabolismo básico; se sienta en la silla + 20% del metabolismo basal; régimen del paciente del paciente + 30% del intercambio básico.

Los gastos por la fiebre: a 1 ° Con la elevación diaria media de la temperatura del cuerpo + 10-12% del cambio básico.

Aumento de peso: hasta 1 kg / semana + 1260 kJ (300 kcal) por día.

Es costumbre formular ciertos estándares de suministro de energía relacionados con la edad para la población. Muchos países tienen tales regulaciones. Sobre esta base, se desarrollan todas las raciones de alimentos de los colectivos organizados. Las dietas individuales también se controlan con ellos.

Recomendaciones sobre el valor energético de la nutrición para niños pequeños y hasta 11 años

	0-2 meses	3-5 meses	6-11 meses	1-3 años	3-7 años	7-10 años de edad
Energía, total, kcal	-	-	-	1540	1970	2300
Energía, kcal / kg	115	115	110	-	-	-

Recomendaciones para la regulación energética (kcal / (kg • día))

Edad, mes	FAO / VOZ (1985)	OON (1996)
0-1	124	107
1-2	116	109
2-3	109	111
3 ^	103	101
4-10	95-99	100
10-12	100-104	109
12-24	105	90

El cálculo y la corrección del intercambio de energía tienen como objetivo eliminar las deficiencias de los principales portadores de energía, es decir, principalmente carbohidratos y grasas. Al mismo tiempo, el uso de estos portadores para fines específicos solo es posible cuando se contabiliza y corrige el suministro de muchos micronutrientes concomitantes necesarios de manera fundamental. Por lo que es especialmente importante es el nombramiento de fosfato de potasio, vitaminas del complejo B, especialmente tiamina y riboflavina, a veces carnitina, antioxidantes y otros. El no hacerlo puede resultar incompatible con el estado de vida que surgen precisamente cuando la nutrición de alto consumo energético, especialmente parenteral.