Metabolismo Energético y Balance Nutricional | Apuntes

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APUNTES FUNDAMENTOS DE NUTRICIÓN HUMANA Grado en Nutrición Humana y Dietética Universidad Rovira i Virgili AprenAI 2026-2027 Repasa termodinámica celular, factores Atwater, componentes del GETD, adaptación en embarazo, lactancia, senescencia y fisiopatología de la obesidad.

APREN.AI Índice 1 Principios termodinámicos y bioenergética del metabolismo celular Termodinámica básica: energía potencial, cinética y primera ley Segunda ley de la termodinámica, entropía y bioenergética Metabolismo celular: acoplamiento de catabolismo y anabolismo Oxidación de nutrientes, combustibles celulares y vías metabólicas 2 Termorregulación, factores Atwater y balance energético global Homeotermia y la ecuación del balance térmico Vías físicas de disipación del calor corporal Mecanismos de defensa térmica: conservación y termogénesis Unidades de energía y evaluación de la ingesta dietética De la energía bruta a la energía metabolizable: Factores de Atwater 3 Componentes del gasto energético total y balance de macronutrientes Dinámica del balance energético corporal Componentes del Gasto Energético Total Diario (GETD) Gasto Energético Basal (GEB) y Gasto Energético en Reposo (GER) Efecto térmico de los alimentos (ETA) y termogénesis facultativa Gasto energético por actividad física (GAF) Balance metabólico diferencial según macronutriente 4 Metabolismo energético en etapas de crecimiento: lactancia, infancia y adolescencia Balance positivo y coste energético del crecimiento en el lactante Composición corporal infantil y partición del gasto energético Evolución ontogénica en la edad preescolar y escolar Gasto metabólico en patología pediátrica y el marcador creatina-creatinina Metabolismo y demandas energéticas durante la adolescencia 5 Adaptaciones metabólicas en embarazo, lactancia materna y envejecimiento Metabolismo y balance energético en el embarazo Ganancia de peso y riesgos de la restricción energética Fisiología del coste energético de la lactancia Declive metabólico y cambios corporales en el envejecimiento Determinantes de la reducción de ingesta en la senectud 6 Fisiopatología del balance energético en la obesidad y pérdida ponderal Etiología del balance energético y composición tisular en la obesidad Dinámica calórica del adelgazamiento y efecto plateau Adaptación metabólica post-adelgazamiento y rol del ejercicio Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 1 7 Resumen para repasar Bioenergética y termodinámica del metabolismo celular Termorregulación y factores de Atwater Componentes del Gasto Energético Total Diario (GETD) Metabolismo energético en etapas fisiológicas Fisiopatología en la obesidad y restricción ponderal Soluciones de las preguntas de repaso Estos apuntes pueden contener errores u omisiones.

Son un material de apoyo y no sustituyen al temario oficial ni al profesorado: contrasta la información importante. Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 2 1 Principios termodinámicos y bioenergética del metabolismo celular AL ACABAR SABRÁS Diferenciar la energía potencial de la cinética en el almacenamiento y uso de nutrientes tisulares. Aplicar las leyes termodinámicas al balance energético y a la disipación biológica de calor. Distinguir reacciones exergónicas de endergónicas y explicar el acoplamiento celular metabólico. Comparar las vías aeróbicas y anaeróbicas según su velocidad, rendimiento y requerimientos orgánicos.

PIÉNSALO ANTES DE LEER 1 ¿Por qué una célula viva nunca puede alcanzar el reposo del equilibrio termodinámico estático? El metabolismo energético celular constituye la base de la vida. Transforma continuamente la energía química contenida en los nutrientes en trabajo biológico y calor. Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 3 ESQUEMA Estructura del tema: Metabolismo Energético Termodinámica básica: energía potencial, cinética y primera ley La energía es la capacidad de realizar trabajo. En los seres vivos se manifiesta principalmente bajo dos formas intercambiables: energía cinética y energía potencial.

Energía cinética: es la energía asociada al movimiento, capaz de producir un trabajo mecánico inmediato. Energía potencial: es la energía almacenada que puede generar trabajo y movimiento en una etapa posterior. En el cuerpo humano, la energía potencial se almacena en los enlaces químicos de las moléculas dentro del tejido adiposo y del tejido muscular. Destacan los triglicéridos almacenados en los adipocitos y el glucógeno en el músculo y el hígado. Cuando estos enlaces se rompen mediante procesos degradativos como la lipólisis o la beta-oxidación, la energía química se transforma en energía mecánica y energía calorífica.

DEFINICIÓN La termodinámica es la disciplina física que investiga las transformaciones energéticas que ocurren en la materia. En biología, rige los intercambios de materia y energía entre el organismo y su entorno.

Principios termodinámicos Bioenergética, leyes y acoplamiento celular Balance energético global Termorregulación y factores Atwater Gasto energético diario Componentes basales y actividad física Etapas vitales de crecimiento Demandas en lactancia, infancia y pubertad Adaptaciones fisiológicas especiales Embarazo, lactancia materna y senescencia Fisiopatología del balance Obesidad y restricción ponderal Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 4 La primera ley de la termodinámica corresponde al principio de conservación de la energía: la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma. Los alimentos aportan energía química concentrada.

Al ser metabolizados, el organismo transforma esta energía en energía térmica, potencial de movimiento y energía mecánica. Finalmente, parte de esta energía se disipa al medio exterior mediante la descamación de la piel, el sudor, la orina y las heces. Esquema del principio fundamental del balance energético corporal. Este principio sustenta la ecuación del balance energético fundamental: El balance resultante determina el destino metabólico de los sustratos: Balance positivo: la ingesta de energía supera al gasto energético total. El excedente neto se almacena en los tejidos de reserva. Diversos reguladores metabólicos median este estado.

Por ejemplo, la hormona del crecimiento (GH) favorece un balance positivo durante la infancia. Asimismo, durante la gestación diversas hormonas aumentan los depósitos placentarios, fetales y maternos. Balance negativo: el gasto supera a la ingesta. El organismo recurre a la hidrólisis de triglicéridos a ácidos grasos libres o a la gluconeogénesis a partir de aminoácidos para suplir la demanda. Balance neutro o nulo: el consumo calórico y el gasto energético diario son equivalentes. PARA RECORDARLO Las equivalencias exactas entre unidades energéticas son: y . COMPRUEBA 2 ¿Cómo se manifiesta la primera ley de la termodinámica cuando una persona consume más energía de la que gasta?

Segunda ley de la termodinámica, entropía y bioenergética La segunda ley de la termodinámica establece que toda transformación energética espontánea es inherentemente ineficiente y conduce a un aumento de la entropía. La entropía representa la magnitud del desorden de un sistema físico o biológico. Ingesta energ tica = e ˊ Gasto energ tico + e ˊ Energ a almacenada ı ˊ 1 calor a = ı ˊ 4,184 Julios 1 Julio = 0,239 calor as ı ˊ Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 5 En el organismo humano, cada conversión metabólica disipa inevitablemente una fracción de energía en forma de calor hacia el medio.

Mientras que la cantidad total de energía se conserva (primera ley), su calidad disminuye progresivamente (segunda ley). Toda energía mecánica o química termina degradándose en energía térmica que vuelve al ambiente exterior. Diagrama del destino de nutrientes y disipación de calor. Las reacciones químicas biológicas se clasifican según su balance de energía libre de Gibbs ( ): Reacción exergónica: proceso espontáneo con que libera energía libre al entorno. Rompe moléculas complejas y desordenadas en compuestos más simples, incrementando la entropía global. Son ejemplos característicos la glucólisis, la lipólisis y la respiración celular aeróbica.

Reacción endergónica: proceso no espontáneo con que requiere un aporte neto de energía libre para progresar. Sintetiza moléculas complejas a partir de precursores más simples, como ocurre en la fotosíntesis o en la gluconeogénesis hepática. ERROR FRECUENTE Confundir el equilibrio termodinámico con la homeostasis celular. Una célula en equilibrio termodinámico ( ) no tiene capacidad de realizar trabajo metabólico y está muerta. La vida requiere mantener un estado estacionario alejado del equilibrio ( ), sostenido mediante un flujo continuo de nutrientes e intercambios con el exterior. COMPRUEBA 3 ¿Por qué el organismo humano disipa calor de forma continua incluso en reposo absoluto?

Metabolismo celular: acoplamiento de catabolismo y anabolismo El metabolismo celular es el conjunto coordinado de todas las reacciones químicas que acontecen en las células. Integra dos vertientes acopladas funcionalmente: Catabolismo: vías degradativas exergónicas que oxidan sustratos orgánicos para liberar energía química útil y generar ATP. Anabolismo: rutas biosintéticas endergónicas que consumen la energía del ATP para formar macromoléculas y estructuras complejas.

ΔG ΔG < 0 ΔG > 0 ΔG = 0 ΔG < 0 Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 6 DEFINICIÓN El acoplamiento energético es la estrategia celular consistente en asociar termodinámicamente una reacción anabólica endergónica desfavorecida a una reacción catabólica exergónica fuertemente favorable, de modo que el cambio global de energía libre sea negativo. Las células son sistemas termodinámicos abiertos que mantienen un intercambio ininterrumpido de materia y energía con el medio ambiente.

En las rutas metabólicas, las reacciones reversibles son conducidas continuamente en una dirección gracias a que los productos intermedios se consumen de inmediato como reactivos en el siguiente paso de la cascada. Parámetro Catabolismo Anabolismo Tipo de proceso Degradación oxidativa Biosíntesis reductiva Termodinámica Exergónico ( ) Endergónico ( ) Intercambio de ATP Genera o libera ATP Consume ATP Ejemplos principales Glucólisis, lipólisis, respiración celular Gluconeogénesis, síntesis proteica La ingesta humana de alimentos es discontinua, mientras que la demanda energética basal es ininterrumpida.

Por ello, tras cada ingesta los nutrientes absorbidos se almacenan transitoriamente (triglicéridos en el tejido adiposo y glucógeno muscular y hepático). Entre comidas, la movilización de estas reservas mantiene el suministro celular constante. COMPRUEBA 4 ¿Cómo consiguen las rutas metabólicas celulares que reacciones químicas reversibles progresen en un único sentido? Oxidación de nutrientes, combustibles celulares y vías metabólicas La obtención de energía procede de la combustión oxidativa de los tres macronutrientes esenciales de la dieta: hidratos de carbono, lípidos y proteínas.

La reacción general de combustión aeróbica de la glucosa resume este principio: La cantidad de energía requerida por un individuo se estima mediante el intercambio respiratorio de gases corporales (consumo de oxígeno y producción de dióxido de carbono), dado que toda la energía útil deriva de la combustión oxidativa celular. ΔG < 0 ΔG > 0 C H O + 6 12 6 6 O 2 6 CO + 2 6 H O + 2 ATP Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 7 Esquema del balance global de nutrientes y excreción térmica. A diferencia de los carbohidratos y lípidos, que se oxidan por completo rindiendo agua y dióxido de carbono, la oxidación de las proteínas en el cuerpo es incompleta.

El nitrógeno derivado del catabolismo de los aminoácidos no se oxida, sino que se transforma en urea para su eliminación renal. Por esta razón, la urea retiene aproximadamente el 25% de la energía química total presente en la proteína original ingerida. Además, diversas secreciones corporales como el sudor o la orina excretan otros productos orgánicos parcialmente degradados (lactato, aminoácidos y cuerpos cetónicos como el acetoacetato y el -hidroxibutirato). El organismo selecciona diversos combustibles metabólicos según el tejido, la disponibilidad de sustrato y la oxigenación: Combustibles mayoritarios: glucosa, ácidos grasos libres, aminoácidos y cuerpos cetónicos.

Combustibles secundarios: lactato, glicerol y alcohol, aprovechables por determinados tejidos en situaciones específicas. La generación celular de ATP se distribuye a través de dos estrategias funcionales complementarias: β Vía aeróbica: requiere oxígeno molecular y tiene lugar en orgánulos especializados (mitocondrias), canalizando los sustratos hacia el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones. Es un sistema altamente eficiente que rinde una gran cantidad de ATP, aunque opera a una velocidad más lenta. Proporciona la práctica totalidad de la energía corporal diaria. 1 Vía anaeróbica: opera sin requerir oxígeno ni orgánulos especializados, como en el citoplasma celular.

Es un mecanismo de degradación parcial, sumamente rápido pero de bajo rendimiento neto de ATP. Es indispensable en células que carecen de mitocondrias (como los eritrocitos maduros) o en situaciones de demanda motora intensa y repentina (como el tejido muscular durante ejercicios de contracción anaeróbica de alta potencia). 2 Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 8 Para profundizar en los métodos de calorimetría directa o indirecta y en el cálculo del calor metabólico, véase «Termorregulación, factores Atwater y balance energético global».

COMPRUEBA 5 ¿Por qué el rendimiento energético metabólico de las proteínas ingeridas es menor que su combustión física total en una bomba calorimétrica? IDEAS CLAVE La energía celular se rige por la primera ley de la termodinámica: la ingesta calórica equivale a la suma del gasto energético más las reservas acumuladas. La segunda ley de la termodinámica impone que toda transformación biológica es ineficiente y disipa calor, aumentando la entropía del universo. El equilibrio termodinámico absoluto ( ) representa la muerte celular; los organismos viables se mantienen en un estado estacionario abierto alejado del equilibrio.

El acoplamiento energético permite realizar rutas endergónicas anabólicas indispensables a expensas de la degradación catabólica exergónica. La degradación proteica es incompleta en el ser humano, perdiéndose cerca del 25% de su energía química potencial en la excreción de urea. El metabolismo aeróbico mitocondrial genera la mayor parte del ATP diario, mientras que el anaeróbico celular suministra energía de respuesta rápida. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 6. ¿En qué se diferencia la variación de energía libre ( ) de un proceso exergónico respecto a uno endergónico? 7. ¿Qué consecuencia directa tiene para el metabolismo celular el hecho de que la célula sea un sistema abierto? 8.

¿Cuáles son las ventajas y limitaciones comparativas del metabolismo anaeróbico frente al aeróbico? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 9. ¿Qué condición bioenergética define el estado de equilibrio termodinámico metabólico celular? ΔG = 0 ΔG Ausencia total de calor corporal a) Tasa de glucólisis celular máxima b) Variación de energía libre nula c) Gasto energético basal elevado d) Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 9 10. ¿Qué fracción aproximada de la energía potencial de las proteínas originales retiene la molécula de urea excretada? 11. ¿Cuál es la principal característica funcional que distingue al catabolismo celular? 12.

¿Qué combustible metabólico secundario puede ser utilizado por ciertos tejidos en situaciones concretas?

2 Termorregulación, factores Atwater y balance energético global AL ACABAR SABRÁS Diferenciar las cuatro vías de disipación de calor corporal y sus contribuciones porcentuales en reposo Calcular conversiones de unidades energéticas entre calorías y julios con precisión Explicar las causas biofísicas por las que la energía bruta de la bomba calorimétrica difiere de la energía metabolizable Aplicar los factores de Atwater clásicos para calcular el aporte calórico de una ración dietética PIÉNSALO ANTES DE LEER 13 ¿Por qué quemar 1 gramo de proteína en un laboratorio desprende 5,65 kcal, pero nutricionalmente solo nos aporta 4 kcal?

Homeotermia y la ecuación del balance térmico Los seres humanos somos organismos homeotermos. Mantenemos una temperatura corporal interna notablemente estable de 37 °C ± 0,5 °C a pesar de las oscilaciones térmicas del entorno exterior. Conservar esta temperatura exige un continuo gasto energético para compensar los intercambios con el medio.

Para que la temperatura del organismo permanezca constante, debe cumplirse de forma estricta la siguiente igualdad del balance térmico: Aproximadamente el 10% a) Aproximadamente el 25% b) Aproximadamente el 50% c) Prácticamente el 0% d) Oxida moléculas complejas liberando energía a) Requiere siempre consumo neto de ATP b) Sintetiza glucógeno a partir de lactato c) Es un proceso netamente endergónico d) Ácidos grasos libres a) Lactato b) Triglicéridos intactos c) Glucosa circulante d) Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 10 El cuerpo capta calor cuando la temperatura ambiental sobrepasa a la de la piel.

Por el contrario, cede calor hacia el exterior siempre que el entorno se halle a menor temperatura que el propio organismo. Vías físicas de disipación del calor corporal La transferencia de energía calórica hacia el medio se efectúa a través de cuatro mecanismos biofísicos distintos, cada uno con una contribución cuantitativa característica en condiciones basales: Mecanismo Porcentaje en reposo Condiciones y características físicas Radiación 60-68% Emisión de energía térmica en forma de ondas electromagnéticas hacia cuerpos con temperatura mayor a 0 K. Se transmite en el vacío y no precisa ningún vehículo material ni contacto físico. Es la vía principal de pérdida en condiciones estándar.

Convección 12% El aire en contacto directo con la piel se calienta, disminuye su densidad y asciende. En su lugar se desplaza una capa de aire frío y seco. Su tasa es proporcional a la superficie cutánea expuesta y aumenta con las corrientes de aire (convección forzada). La ropa frena este intercambio. Conducción 3% Transferencia cinética por colisión molecular entre superficies en contacto directo (piel, ropa, suelo). Requiere un gradiente de temperatura. Aunque al aire solo se pierde un 3%, la inmersión en agua multiplica notablemente esta pérdida debido al alto coeficiente de transmisión térmica hídrico.

Evaporación Resto (~17- 25%) Paso de agua de fase líquida a gas, absorbiendo energía calórica de la piel. Incluye la perspiración insensible (piel y pulmones) y la sudoración activa. Es la única vía neta eficaz de pérdida cuando el ambiente supera los 36 °C. La evaporación comprende dos vertientes fisiológicas diferenciadas: Evaporación insensible o perspiración: Ocurre de forma ininterrumpida a través del epitelio cutáneo y la mucosa pulmonar. Conlleva un volumen basal de unos 600 ml/día, lo que supone un gasto aproximado de 12 a 16 calorías por hora.

Transpiración activa o sudoración: Supone en condiciones ordinarias el 27% del calor disipado y puede representar hasta un 20% del total basal corporal. Durante esfuerzos intensos o calor estival extremo, la pérdida hídrica alcanza hasta 1 litro de sudor por cada hora. EQUIVALENTE CALÓRICO DEL SUDOR La evaporación cutánea de 1 litro de sudor = pérdida de 588 kcal disipadas en forma de calor latente de vaporización. Calor producido por el cuerpo + Calor captado = Calor perdido Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 11 La eficacia de la transpiración depende de la humedad del aire.

Cuanto mayor es la humedad ambiental, menor resulta la evaporación del sudor, ya que el gradiente de presión de vapor disminuye. Asimismo, las alteraciones de la barrera cutánea en patologías dermatológicas pueden desencadenar pérdidas calóricas extraordinarias. COMPRUEBA 14 ¿Por qué en un ambiente a 38 °C con aire seco la evaporación es el único mecanismo útil de disipación?

Mecanismos de defensa térmica: conservación y termogénesis Cuando la temperatura ambiente desciende, el organismo activa adaptaciones para minimizar la cesión térmica al exterior y generar calor adicional: Si el enfriamiento ambiental persiste y sobrepasa estos límites fisiológicos, el cuerpo es incapaz de sostener los 37 °C. Por debajo de 35 °C sobreviene el estado de hipotermia, situación crítica donde los procesos enzimáticos se enlentecen y el gasto energético corporal, lejos de seguir subiendo, decae de forma progresiva. ERROR FRECUENTE Suponer que el temblor o tiritona incrementa indefinidamente el gasto metabólico ante cualquier nivel de frío.

En frío severo prolongado, al caer la temperatura central por debajo de 35 °C (hipotermia), las reacciones metabólicas celulares se deprimen globalmente y el gasto energético total disminuye en lugar de aumentar. Unidades de energía y evaluación de la ingesta dietética La energía asociada a los alimentos y al trabajo biológico se expresa en Julios o en Calorías: Joule (J): Unidad de energía del Sistema Internacional. Se define formalmente como el trabajo efectuado por una fuerza de 1 Newton al desplazar una masa a lo largo de 1 metro. Equivale con exactitud a 0,239 calorías.

Aislamiento conductual y postural: Modificación de la postura corporal para reducir la superficie expuesta y uso de indumentaria protectora frente al viento y el frío. 1 Vasoconstricción periférica: Disminución del flujo sanguíneo cutáneo, lo que desciende drásticamente la pérdida de calor por conducción hacia las capas superficiales. 2 Capa aislante tisular y piloerección: La presencia de tejido adiposo subcutáneo provee una resistencia térmica pasiva; la erección del vello atrapa una microcapa aérea estática sobre la piel. 3 Inhibición de la evaporación: Cese de la secreción sudorípara y reducción pasiva del vapor transpirado por la vía aérea.

4 Termogénesis inducida por frío: Activación del gasto metabólico mediante actividad muscular voluntaria y la instauración de escalofríos involuntarios (temblor), capaces de quintuplicar (x5) la producción basal de calor. 5 Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 12 Caloría (cal): Magnitud térmica definida como la cantidad de calor necesaria para elevar un grado la temperatura de 1 gramo de agua destilada. Un caloría equivale exactamente a 4,184 Joules.

En el ámbito de la nutrición humana, el término requerimientos energéticos designa el nivel de ingesta alimentaria que equilibra el gasto energético global en un individuo con tamaño corporal, composición tisular y actividad física compatibles con la salud a largo plazo. La determinación del metabolismo energético resulta indispensable en clínica para formular pautas nutricionales en desnutrición, soporte parenteral y obesidad, así como para diseñar requerimientos poblacionales.

Para evaluar la ingesta energética en seres humanos (la cual está modulada por determinantes fisiológicos, sensoriales, cognitivos, postingesta y postabsortivos) se recurre a metodologías de diversa índole: Herramientas cuantitativas: El recordatorio de 24 horas y los registros dietéticos de 3 a 7 días, enfocados en pormenorizar las cantidades precisas ingeridas. Herramientas semicuantitativas: Cuestionarios de frecuencia de consumo alimentario, que recogen la periodicidad de ingesta de distintos grupos de comestibles. La recogida de datos de consumo en condiciones de vida libre suele presentar sesgos notables, pues la propia observación tiende a alterar la veracidad del reporte del sujeto.

COMPRUEBA 15 ¿Qué diferencia metodológica fundamental existe entre un registro dietético de 7 días y un cuestionario de frecuencia de consumo? De la energía bruta a la energía metabolizable: Factores de Atwater Una premisa esencial en la nutrición es comprender que no toda la energía química bruta presente en un alimento resulta biodisponible o metabolizable para el ser humano. La energía bruta de un alimento se mide introduciendo la muestra en una bomba calorimétrica. En este reactor hermético con temperatura exhaustivamente monitorizada se somete el sustrato a combustión total con oxígeno.

En el caso de la glucosa, su combustión completa obedece a la reacción: Tanto en la bomba como en las células vivas, los hidratos de carbono y los lípidos están integrados únicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno, oxidándose por completo hasta y .

Sin embargo, en el organismo existen dos barreras fisiológicas que distancian el calor de combustión de la energía metabolizable utilizable: C H O + 6 12 6 6 O 2 6 CO + 2 6 H O + 2 calor (y ATP en la c lula) e ˊ CO 2 H O 2 Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 13 PROCESO Pérdidas de energía de la proteína ingerida 1 Proteína bruta ingerida Aporte bruto de 5,65 kcal por gramo consumido 2 Pérdida fe cal Eliminación del 3 al 15% por absorción incompleta 3 Pérdida urinaria (urea) Escape renal de 23- 25% por nitrógeno no oxidado 4 Energía metabolizable Rendimiento neto fi nal fijado en 4 kcal/g Tabla de factores de Atwater comparando calor de combustión y disponibilidad neta.

Atwater calculó la energía neta disponible deduciendo estas pérdidas fecales y urinarias del calor de combustión bruto. Con base en ello se establecieron los coeficientes estándar de energía metabolizable: Digestibilidad incompleta: Una porción de los nutrientes no es absorbida por el epitelio intestinal y se expulsa en las heces. En una dieta mixta estándar se absorbe en promedio el 98% de los carbohidratos, el 96% de las grasas y el 92% de las proteínas. 1 Oxidación incompleta del nitrógeno proteico: A diferencia de la bomba calorimétrica, que oxida íntegramente los aminoácidos hasta óxidos de nitrógeno, el cuerpo humano es incapaz de oxidar completamente el grupo amino.

Lo transforma en urea para su excreción renal. La molécula de urea retiene en sus enlaces aproximadamente el 23-25% de la energía química total que aportaba la proteína original, energía que se pierde en la orina (alrededor de 1,25 a 1,7 kcal por gramo ingerido).

2 Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 14 Macronutriente / Sustrato Calor de combustión bruto (kcal/g) Disponibilidad (% absorbido) Pérdidas urinarias (kcal/g) Factor Atwater final (kcal/g) Proteínas animales 5,65 97% 1,7 4 Proteínas vegetales 5,65 85% 1,7 4 Lípidos animales 9,40 95% — 9 Lípidos vegetales 9,30 90% — 9 Carbohidratos animales 3,90 98% — 4 Carbohidratos vegetales 4,15 97% — 4 Alcohol (etanol) 7,00 100% Trazas 7 El uso de estos valores medios simplificados introduce variaciones en función del nutriente específico: Hidratos de carbono: La inmensa mayoría de los glúcidos ingeridos corresponden a glucosa y, en menor proporción, a otras hexosas como fructosa y galactosa.

Dado que sus calores de combustión apenas difieren, emplear el factor medio no comete un error relevante, aunque la energía por gramo oscila ligeramente según el nivel de hidratación de la molécula. Grasas: Presentan una composición más heterogénea en la longitud de las cadenas carbonadas y el grado de insaturación de sus ácidos grasos, por lo que su valor de oxidación real fluctúa en pequeña medida frente al promedio de 9 kcal/g. Proteínas: Manifiestan las mayores diferencias estructurales en su dotación aminoacídica y contenido en nitrógeno, por lo que el uso del factor estandarizado de 4 kcal/g introduce el margen de desviación más significativo.

Para profundizar en el desglose de los componentes del gasto energético humano diario, véase «Componentes del gasto energético total y balance de macronutrientes». COMPRUEBA 16 ¿Por qué el calor de combustión de las proteínas (5,65 kcal/g) difiere tanto de su factor Atwater (4 kcal/g), a diferencia de las grasas? Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 15 IDEAS CLAVE La homeotermia humana mantiene la temperatura corporal interna en mediante la igualdad entre la ganancia y la pérdida calórica corporal. En condiciones de reposo, la radiación es la vía predominante de disipación calórica (60-68%), seguida de la evaporación, la convección (12%) y la conducción (3%).

Cuando el termómetro ambiental sobrepasa los , la evaporación de agua cutánea y pulmonar es la única vía capaz de generar una pérdida neta de calor hacia el exterior. La evaporación completa de 1 litro de sudor permite al cuerpo disipar 588 kcal de calor latente. La bomba calorimétrica mide la energía bruta combustiva; la energía metabolizable resta las pérdidas fecales por digestión incompleta y las urinarias procedentes del nitrógeno ureico. Los factores de Atwater asignan 4 kcal/g a hidratos de carbono, 4 kcal/g a proteínas, 9 kcal/g a grasas y 7 kcal/g a alcohol. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 17.

¿Qué fracción porcentual de la energía química de una proteína ingerida se pierde por excreción en la orina y bajo qué compuesto? 18. ¿Cuál es la equivalencia exacta entre una caloría y los Joules? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 19. ¿Cuál es la principal vía de pérdida de calor corporal en reposo en condiciones térmicas basales normales? 20. A una temperatura ambiental de 38 °C, ¿mediante qué único mecanismo puede el cuerpo humano disipar calor de forma neta? 21. ¿Cuántas kilocalorías de calor disipa el organismo al evaporar exactamente 1 litro de sudor? 22. ¿Cuál es el factor de energía metabolizable de Atwater para los lípidos en la dieta mixta?

37 C ± 0,5 C 36 C Conducción directa (3%) a) Sudoración profusa (50%) b) Convección forzada (12%) c) Radiación (60-68%) d) Radiación electromagnética a) Convección natural pasiva b) Conducción hacia el aire circundante c) Evaporación cutánea y respiratoria d) 37 kcal a) 250 kcal b) 4 kcal c) 588 kcal d) 4 kcal/g a) 9 kcal/g b) 7 kcal/g c) 9,4 kcal/g d) Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 16 3 Componentes del gasto energético total y balance de macronutrientes AL ACABAR SABRÁS Desglosar las fracciones funcionales que integran el Gasto Energético Total Diario (GETD). Distinguir metodológica y clínicamente el Gasto Energético Basal (GEB) del Gasto Energético en Reposo (GER).

Calcular y comparar el coste calórico de almacenamiento entre proteínas, lípidos e hidratos de carbono. PIÉNSALO ANTES DE LEER 23 ¿Por qué comer 500 calorías de pechuga de pollo no aporta la misma energía metabólica neta al organismo que 500 calorías de aceite? Dinámica del balance energético corporal El principio del balance calórico determina la estabilidad de la masa corporal a lo largo del tiempo. Este estado se alcanza cuando los ingresos calóricos derivados de la dieta igualan a las salidas debidas al gasto del organismo.

No se trata de una balanza mecánica rígida, sino de un sistema dinámico y estrechamente regulado donde las modificaciones en la ingesta o en el gasto inducen ajustes compensatorios en las reservas tisulares. DEFINICIÓN El balance energético describe la relación cuantitativa entre la energía química incorporada a través de los alimentos y el gasto calórico total demandado por los procesos fisiológicos y mecánicos del individuo. Dependiendo de la magnitud relativa de los ingresos y las pérdidas, se identifican tres situaciones funcionales: Balance neutro o de equilibrio: las entradas de energía igualan a los egresos. El peso corporal permanece estable.

La mayoría de los adultos sanos sostienen un margen estrecho de fluctuación diaria situado en , lo que evita desvíos de peso notables (por ejemplo, ganar solo 2 kg en 10 años corresponde a un superávit de apenas +4 kcal al día). Balance positivo: las entradas superan a las pérdidas energéticas. El excedente calórico se desvía hacia el anabolismo y el depósito tisular en forma de grasa de reserva, glucógeno o masa proteica. Balance negativo: el gasto calórico sobrepasa la ingesta de nutrientes. El organismo moviliza y oxida sus reservas endógenas corporales para sostener la demanda vital.

balance = ingesta gasto en un rango de ± 4 kcal/d a ı ˊ Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 17 La incapacidad para mantener este control adaptativo del peso conduce a estados patológicos, evidenciados en modelos de sobrealimentación en normopeso o en restricción calórica en sujetos con obesidad. COMPRUEBA 24 ¿Por qué un desbalance calórico promedio de apenas +4 kcal al día puede traducirse en una ganancia de peso a largo plazo? Componentes del Gasto Energético Total Diario (GETD) El Gasto Energético Total Diario (GETD) cuantifica el volumen energético global consumido por una persona a lo largo de 24 horas.

Satisface el trabajo homeostático de las funciones vegetativas (respiración, circulación, síntesis proteica), los requerimientos de la asimilación digestiva y el movimiento corporal.

ESQUEMA Componentes del Gasto Energético Total Diario (GETD) El GETD se estructura en tres fracciones funcionales: Gasto Energético Basal (GEB) 60-65% del GETD; funciones vitales Gasto durante el sueño Mantenimiento homeostático nocturno Mantenimiento de la vigilia Coste basal en estado consciente Termogénesis endógena Coste térmico y ambiental Efecto térmico alimentos (ETA) Digestión y almacenamiento Termorregulación por frío Mantenimiento de temperatura interna Gasto por actividad física (GAF) Fracción más variable Actividad cotidiana y laboral Tareas del hogar y trabajo habitual Actividad deportiva programada Entrenamientos estructurados Gasto Energético Basal (GEB): cuantía energética mínima requerida para preservar la viabilidad celular en reposo absoluto.

Abarca el gasto durante el sueño y el coste de conservar el estado de vigilia. 1 Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 18 Gasto Energético Basal (GEB) y Gasto Energético en Reposo (GER) El Gasto Energético Basal (GEB) o tasa metabólica basal (TMB) es el componente metabólico predominante, pues representa habitualmente entre el 60% y el 65% del GETD. Cubre el coste de mantener gradientes iónicos, el recambio proteico celular y la actividad respiratoria, circulatoria y endocrina.

Para su determinación estandarizada se exigen condiciones rigurosas: reposo absoluto en decúbito supino, ambiente termoneutro y con humedad controlada, tras un mínimo de 8 horas de sueño continuo y un ayuno nocturno de 12 a 14 horas. ERROR FRECUENTE No debes emplear indistintamente los términos GEB y GER en un examen. El GEB exige mediciones estrictas tras ayuno de 12 a 14 horas y 8 horas de sueño previo en laboratorio, mientras que el GER se mide clínicamente tumbado en reposo pero sin requerir dicho ayuno prolongado, por lo que incluye el efecto térmico de alimentos previos y suele reflejar pequeñas elevaciones por estrés físico o ambiental.

El principal condicionante del GER es la masa celular activa (masa magra o libre de grasa), modulada por factores intrínsecos como la superficie corporal, la talla, la edad, el sexo, el perfil hormonal (como catecolaminas y tiroxina) y la genética, además de circunstancias patológicas y fluctuaciones de la temperatura corporal o ambiental. A nivel anatómico, el gasto energético celular no se distribuye uniformemente entre los tejidos.

Los órganos internos metabolicamente muy activos concentran la mayor demanda: Compartimento o tejido Proporción de la masa corporal (%) Contribución al GEB (%) Intensidad metabólica relativa Órganos vitales (hígado, riñones, corazón, cerebro) 5-6 % >60 % 15-40 veces superior al músculo estriado; 50-100 veces mayor que el tejido adiposo Músculo esquelético ~40 % ~20-25 % Tasa basal moderada por unidad de masa Tejido adiposo y otros ~20-30 % ~15-20 % Baja tasa metabólica basal por unidad de masa El hígado, riñones, corazón y cerebro constituyen el 5-6% del peso corporal pero consumen más del 60% del GEB, evidenciando el elevado coste del soporte vital visceral.

Termogénesis endógena (TE): consumo calórico vinculado a la producción de calor metabólico, que incorpora el efecto térmico de la alimentación (ETA) y la respuesta adaptativa frente a temperaturas desfavorables (como la termogénesis inducida por el frío). 2 Gasto energético por actividad física (GAF): fracción variable constituida por la suma del movimiento no estructurado o espontáneo y el ejercicio voluntario. 3 Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 19 COMPRUEBA 25 ¿Por qué la masa libre de grasa condiciona mucho más el GER que el tejido adiposo blanco?

Efecto térmico de los alimentos (ETA) y termogénesis facultativa El efecto térmico de los alimentos (ETA), o acción dinámico-específica, designa el incremento del gasto calórico por encima del basal atribuible a los procesos mecánicos y químicos de digestión, absorción entérica, transporte, biotransformación y almacenamiento macromolecular. En una pauta mixta equilibrada, el ETA supone aproximadamente el 10% del total de calorías consumidas. Se identifican dos fracciones funcionales dentro de la termogénesis inducida por la ingesta: Termogénesis obligatoria: responde estrictamente a la vía metabólica y al coste de procesar y sintetizar reservas a partir de cada nutriente.

Varía marcadamente según el sustrato incorporado. Termogénesis facultativa: controlada por el sistema nervioso simpático (SNS). La ingestión alimentaria estimula la liberación periférica de noradrenalina, elevando el gasto calórico de manera análoga al incremento de adrenalina durante el esfuerzo físico. El coste térmico por nutriente depende de su biosíntesis y manejo metabólico: Macronutriente Coste del ETA (% del contenido energético) Eficiencia neta conservada Particularidad de la vía de almacenamiento Proteínas 20-30 % (coste de 20-25 %) ~75 % Elevada demanda para degradación de aminoácidos, síntesis de urea y recambio proteico.

Hidratos de carbono 5-10 % ~95 % a glucógeno / ~75 % a grasa Conversión a glucógeno requiere ~5%; la lipogénesis de novo demanda un 25% de la energía del sustrato. Grasas (lípidos) 0-5 % (coste de 2- 4 %) ~95-98 % Mínima complejidad de absorción y bajo coste celular para el empaquetamiento en triglicéridos. Ante una ingesta excesiva de energía, el cuerpo intenta disipar una porción mediante calor metabólico y almacenar el resto en el adipocito. La capacidad celular de disipación calórica tiene un techo biológico: la sobrecarga metabólica crítica satura la evacuación de calor y puede desembocar en síncope, parada cardiaca o coma.

Asimismo, los descensos de la temperatura ambiental obligan al organismo a recurrir a la termogénesis inducida por el frío, que incrementa el gasto energético global en torno a un 2% con el fin de contrarrestar las pérdidas y salvaguardar la temperatura central. COMPRUEBA 26 ¿Cuál es la causa del elevado efecto térmico de las proteínas respecto a los lípidos? Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 20 Gasto energético por actividad física (GAF) El gasto energético por actividad física (GAF) agrupa toda la energía consumida durante las contracciones de la musculatura esquelética por encima del nivel de reposo.

Constituye el componente más variable del balance diario y se desdobla en dos apartados funcionales: Gasto energético por actividad cotidiana y laboral: energía empleada en tareas domésticas rutinarias, deambulación ordinaria en el puesto de trabajo, mantenimiento postural y movimientos ocupacionales no planificados. Gasto energético por actividad física deportiva programada: energía requerida durante sesiones de entrenamiento voluntario, ejercicio sistemático o práctica de disciplinas deportivas concretas.

Balance metabólico diferencial según macronutriente La capacidad del organismo para almacenar y oxidar nutrientes no funciona con la misma plasticidad en todos los sustratos: ESQUEMA Regulación metabólica por tipo de macronutriente Balance de proteínas: goza de una regulación muy estrecha. Las reservas tisulares proteicas permanecen notablemente estables a pesar de variaciones amplias en la ingesta diaria, oxidando rápidamente los excesos de aminoácidos. Balance de hidratos de carbono: presenta un ajuste preciso. La presencia de glúcidos estimula con rapidez su propia oxidación celular e inhibe la lipólisis y la beta-oxidación de las grasas.

Pese a que la lipogénesis de novo no suele activarse de forma sustancial en condiciones fisiológicas habituales, sí interviene activamente cuando la ingesta de azúcares supera con creces la capacidad máxima de reserva de glucógeno. Balance de lípidos: las grasas constituyen el depósito corporal por excelencia gracias a su alta densidad y bajo volumen hídrico. Su exceso dietético se acumula con gran facilidad y mínimo gasto termogénico, pero su oxidación depende de que la presencia de glúcidos sea baja.

Proteínas Balance corporal estrictamente ajustado Recambio y urea Coste del 20-25% en procesarlas Hidratos de carbono Ajuste rápido de oxidación celular Glucogénesis o lipogénesis 5% hacia glucógeno; 25% a grasas Lípidos Reserva corporal principal Almacenamiento eficiente Mínimo coste de depósito (2- 4%) Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 21 IDEAS CLAVE El balance calórico diario es un sistema biológico dinámico regulado con un margen de fluctuación de apenas en personas sanas. El Gasto Energético Basal (GEB) representa del 60% al 65% del GETD y cubre el mantenimiento funcional vegetativo en reposo.

Los órganos viscerales (hígado, cerebro, corazón y riñones) suman solo el 5-6% de la masa corporal, pero concentran más del 60% del GEB. El Efecto Térmico de los Alimentos (ETA) se divide en un coste obligatorio de metabolización y un componente facultativo dependiente de la estimulación simpática. El gasto por almacenamiento macronutricional es muy dispar: los lípidos consumen un 2-4%, los carbohidratos hacia glucógeno un 5% (y 25% hacia lipogénesis), mientras que las proteínas demandan un 20-25%. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 27. ¿En qué condiciones metodológicas estandarizadas debe cuantificarse el Gasto Energético Basal (GEB)? 28.

¿Por qué la síntesis de triglicéridos a partir de hidratos de carbono implica una eficiencia energética menor que guardarlos como glucógeno? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 29. ¿Qué porcentaje del Gasto Energético Total Diario (GETD) abarca típicamente el metabolismo basal? 30. ¿Qué fracción orgánica conjunta supone el 5-6% del peso pero consume más del 60% del GEB? 31. ¿Cuál es el coste del efecto térmico obligatorio correspondiente al procesamiento proteico?

±4 kcal/d a ı ˊ Del 20% al 30% a) Del 10% al 15% b) Del 60% al 65% c) Del 85% al 90% d) Aparato digestivo completo y bazo a) Músculo esquelético y huesos b) Hígado, riñones, corazón y cerebro c) Tejido adiposo subcutáneo y visceral d) 20-25% a) 2-4% b) 10% c) 5% d) Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 22 32. ¿Cómo responde la vía metabólica oxidativa ante un aumento en el consumo de hidratos de carbono? 4 Metabolismo energético en etapas de crecimiento: lactancia, infancia y adolescencia AL ACABAR SABRÁS Explicar la partición del gasto calórico en el crecimiento infantil y el coste tisular.

Analizar los cambios en la distribución hídrica, grasa y muscular entre el lactante y el escolar. Aplicar la ecuación de predicción basada en creatinina urinaria en pacientes pediátricos desnutridos. Describir los factores que determinan el incremento metabólico en el pico de crecimiento puberal. PIÉNSALO ANTES DE LEER 33 ¿Por qué un lactante necesita consumir casi el triple de calorías por kilogramo de peso que un adulto joven? Durante las etapas de desarrollo infantil y juvenil, el organismo humano opera bajo un principio biológico imprescindible: el balance energético no es neutro, sino marcadamente positivo.

A diferencia del adulto sano, cuya ingesta calórica compensa exclusivamente el gasto basal, la actividad física y el efecto térmico de los alimentos (véase «Componentes del gasto energético total y balance de macronutrientes»), el paciente pediátrico debe canalizar una fracción sustancial de los sustratos hacia la síntesis y el depósito sostenido de nueva biomasa tisular.

Desvía todo el sustrato a cetogénesis a) Reduce la termogénesis simpática b) Aumenta la síntesis de urea c) Inhibe la oxidación de grasas d) Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 23 ESQUEMA Metabolismo en las etapas fisiológicas Balance positivo y coste energético del crecimiento en el lactante La etapa de lactancia representa la fase de crecimiento somático más acelerado de todo el ciclo vital. Durante los primeros meses posnatales el lactante duplica su masa corporal, para llegar a triplicarla hacia el final del primer año.

Esta intensa tasa anabólica exige una nutrición rigurosamente adaptada tanto en el plano cualitativo como en el cuantitativo: Dimensión cualitativa: aporte de sustratos específicos y micronutrientes que hagan posible la génesis estructural celular y la maduración funcional de órganos digestivos, metabólicos y renales. Dimensión cuantitativa: densidad calórica adecuada para cubrir los costes de mantenimiento, la actividad motora espontánea y, de modo crítico, la energía depositada en tejidos de nueva formación. En términos relativos ponderales, los requerimientos energéticos por kilogramo de peso de los lactantes son casi 3 veces superiores a los de un adulto.

Aunque los niños poseen mecanismos innatos de regulación de la saciedad, la sobrealimentación temprana puede perpetuar alteraciones metabólicas a largo plazo, aumentando sustancialmente el riesgo de persistencia de obesidad en la vida adulta. PARA RECORDARLO Los requerimientos nutricionales infantiles obedecen a cuatro factores determinantes: la velocidad de crecimiento somático, el gasto metabólico basal, el desarrollo psicosocial y el nivel de actividad física. A medida que la velocidad de adición de tejido decae con la edad, las demandas energéticas relativas por kilogramo descienden de manera continua.

Composición corporal infantil y partición del gasto energético La distribución de compartimentos corporales en el lactante difiere radicalmente de la anatomía química del individuo maduro.

Los órganos con alta tasa metabólica (como el encéfalo y las vísceras abdominales) representan una fracción proporcionalmente mucho mayor del peso corporal total, lo que Etapas de Crecimiento Infancia y adolescencia Lactancia Crecimiento acelerado Infancia media Crecimiento lento y estable Adolescencia Pico puberal y hormonas Gestación y Lactancia Demanda materna adicional Envejecimiento Declive senescente Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 24 dispara el consumo basal de oxígeno y sustratos. En la primera infancia, la masa corporal se distribuye de forma aproximada en un 45 % de agua corporal total, un 40 % de masa grasa y un 15 % de proteínas.

Debido a esta elevada proporción hídrica y a una mayor superficie corporal relativa, los lactantes presentan una acusada susceptibilidad a la deshidratación aguda ante cualquier compromiso digestivo o térmico. Esquema del desglose de requerimientos energéticos infantiles (130 kcal/kg/día). En un niño con desarrollo normal y actividad física habitual, el gasto calórico diario global ronda las 130 kcal/kg/día.

Este valor total se desglosa en los siguientes componentes operativos: Componente del gasto Rango de consumo diario (kcal/kg/día) Función biológica principal Metabolismo basal en reposo 40 - 60 Mantenimiento de gradientes iónicos y función celular Crecimiento medio 20 - 30 Energía neta retenida en la biomasa en expansión Síntesis de nuevos tejidos 10 - 25 Coste metabólico de ensamblaje proteico y lipogénesis Pérdidas fecales 10 - 20 Energía no absorbida en el tracto gastrointestinal Actividad muscular 4,3 - 19 Movimiento espontáneo, juego y tono postural Mantenimiento de la temperatura 5 - 10 Compensación del calor disipado hacia el entorno COMPRUEBA 34 ¿Por qué el gasto metabólico relativo de un lactante es marcadamente superior al de un adulto de 70 kg?

Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 25 Evolución ontogénica en la edad preescolar y escolar Una vez superado el primer año de vida, la velocidad de ganancia ponderal experimenta una desaceleración fisiológica manifiesta. El periodo preescolar y escolar (que se prolonga de manera estable desde los 3 años hasta el umbral de la pubertad) se distingue por un crecimiento rítmico, lineal y lento. Paralelamente, se producen transformaciones anatómicas coordinadas: alargamiento de los miembros inferiores y un viraje en la composición tisular.

El niño reduce su fracción relativa de grasa y de agua corporal total, a la par que expande el compartimento de agua intracelular, la mineralización ósea y la masa muscular esquelética. El incremento del músculo representa aproximadamente el 50 % de toda la masa ganada durante este intervalo ontogénico. Gasto metabólico en patología pediátrica y el marcador creatina-creatinina Las fórmulas tradicionales que estiman el gasto calórico a partir del peso y la talla asumen proporciones constantes entre la masa corporal y la masa celular metabólicamente activa.

En un paciente pediátrico sometido a enfermedad aguda, infección o desnutrición, este postulado colapsa, pues la composición somática se halla profundamente desestructurada. Para evaluar la masa celular activa con precisión se recurre a la excreción urinaria de creatinina. La creatina es sintetizada primordialmente por el hígado y acumulada como reservorio energético en el músculo estriado. A nivel muscular, la creatina muscular se convierte en creatinina a una tasa constante de recambio diario del 1,7 % de la reserva corporal total.

Esta molécula de degradación se vierte al torrente sanguíneo, no se almacena en el músculo, se difunde en el agua corporal y se excreta sin modificaciones metabólicas por filtración urinaria. DEFINICIÓN Excreción urinaria de creatinina: parámetro biológico directamente proporcional a la reserva muscular total del paciente. Un descenso en los valores de eliminación urinaria de creatinina refleja atrofia o depleción de masa muscular esquelética ligada a desnutrición.

Para estimar de modo fiable el requerimiento basal en presencia de patología o déficit nutricional se aplica la ecuación pediátrica ajustada: donde GER representa el Gasto Energético en Reposo y MM la masa magra evaluada en kilogramos. ERROR FRECUENTE En la práctica clínica pediátrica es un grave fallo dosificar la energía basándose exclusivamente en el peso balanza del niño malnutrido. La retención hídrica o la caquexia muscular falsean el peso total; utilizar ecuaciones estándar sin contemplar la masa magra (MM) o la excreción de creatinina induce a sobrealimentar o subnutrir peligrosamente al paciente.

GER = 544 × MM (kg) + 10,8 × Creatinina (mg/kg) + 4,7 Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 26 Durante la intervención y renutrición del niño malnutrido se deben vigilar estrechamente la cantidad calórica y el ritmo de administración en lapsos de 7 a 15 días. A medida que el soporte progresa con éxito, los requerimientos energéticos se elevan ostensiblemente debido al restablecimiento del recambio proteico, la síntesis metabólica celular, la ganancia de masa muscular y el aumento en el grado de actividad espontánea. COMPRUEBA 35 ¿Qué indica una reducción de la excreción urinaria de creatinina durante la monitorización de un paciente pediátrico?

Metabolismo y demandas energéticas durante la adolescencia La pubertad rompe la estabilidad metabólica relativa de la edad escolar. Este periodo desencadena una segunda oleada de crecimiento vertiginoso: el denominado pico de crecimiento puberal. Las necesidades energéticas absolutas se disparan al máximo de todo el desarrollo humano. Este incremento pronunciado del gasto responde a la confluencia de varios ejes biológicos: El organismo compensa este salto metabólico mediante un aumento adaptativo correlativo del apetito y la ingesta alimentaria, garantizando los sustratos requeridos para culminar la maduración morfológica y reproductiva del organismo adulto.

PROCESO Recambio muscular y excreción de creatinina Actividad anabólica intensa: síntesis muy activa de nuevos tejidos esqueléticos, conectivos y musculares para sostener el estirón puberal. 1 Acción endocrina: fluctuaciones hormonales (hormona de crecimiento y esteroides gonadales) que incrementan el gasto metabólico basal. 2 Mayor gasto locomotor: aumento simultáneo del volumen de masa celular contráctil y del grado de actividad física.

3 Síntesis hepática Producción primaria de creatina 1 Depósito muscular Almacén como reserva energética 2 Conversión (1,7 %/día) Metabolización irreversible a creatinina 3 Distribución acuosa Difusión por agua corporal total 4 Excreción urinaria Eliminación renal sin modificaciones 5 Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 27 IDEAS CLAVE Los lactantes presentan necesidades calóricas por unidad de peso casi tres veces más altas que las del adulto. El gasto diario infantil (alrededor de 130 kcal/kg/día) asigna entre 30 y 55 kcal/kg/día a la síntesis tisular y al crecimiento neto.

La composición infantil temprana posee cerca de 45 % de agua y 40 % de grasa, aumentando la masa muscular hacia el 50 % del peso ganado en etapas posteriores. La degradación constante del 1,7 % de la creatina muscular en creatinina urinaria permite cuantificar con exactitud la masa magra. La ecuación es el método de elección en pediatría patológica. La pubertad reanuda la aceleración anabólica mediante el pico de crecimiento puberal y la maduración hormonal. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 36. ¿Cuál es la tasa fisiológica diaria de conversión de creatina muscular en creatinina y por qué sirve como biomarcador clínico? 37.

¿Cuáles son las dos fracciones energéticas que componen el crecimiento en el balance calórico infantil? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 38. ¿Cuánto superan los requerimientos energéticos por kilo de un lactante a los de un adulto? 39. ¿A qué velocidad diaria se transforma la creatina muscular en creatinina? 40. ¿Qué proporción del peso ganado en la edad preescolar y escolar corresponde a masa muscular?

GER = 544 × MM (kg) + 10,8 × Creatinina (mg/kg) + 4,7 Prácticamente son equivalentes a) Aproximadamente 6 veces b) Aproximadamente 1,5 veces c) Aproximadamente 3 veces d) 3,5 % al día a) 5,0 % al día b) 1,7 % al día c) 0,5 % al día d) Menos del 5 % a) Cerca del 50 % b) Alrededor del 15 % c) Más del 85 % d) Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 28 41. ¿Por qué fallan las ecuaciones basadas en peso y talla en niños malnutridos? 5 Adaptaciones metabólicas en embarazo, lactancia materna y envejecimiento AL ACABAR SABRÁS Diferenciar las adaptaciones metabólicas de la primera y segunda mitad de la gestación.

Calcular las demandas energéticas de la gestación y de la lactancia materna exclusiva. Explicar las bases fisiopatológicas de la sarcopenia y los riesgos de la cetogénesis en el feto. Identificar los factores mecánicos, digestivos y neurosensoriales que reducen la ingesta en el anciano. PIÉNSALO ANTES DE LEER 42 ¿Por qué una gestante en normopeso acumula activamente tejido adiposo durante los primeros meses si el embrión apenas pesa unos gramos?

Metabolismo y balance energético en el embarazo El embarazo implica una reorganización profunda del gasto energético y del metabolismo intermediario para satisfacer tres demandas simultáneas: el mantenimiento fisiológico materno, el desarrollo fetal y la formación de nuevas estructuras tisulares. La gestación no es un periodo estático, sino una secuencia coordinada de dos etapas metabólicas bien diferenciadas.

Parámetro metabólico Primera mitad (trimestres 1 y 2) Segunda mitad (tercer trimestre) Orientación metabólica Fase anabólica materna (acumulación de reservas) Fase catabólica materna (nutrición fetal activa) Dinámica del crecimiento fetal Crecimiento fetal lento y discreto Crecimiento fetal exponencial y máxima demanda de sustratos Depósitos grasos maternos Máxima lipogénesis y síntesis de tejido adiposo Aumento sostenido de la lipólisis materna Impiden calcular la ingesta calórica a) Subestiman siempre la altura real b) La enfermedad altera la composición corporal c) Suponen que el metabolismo se detiene d) Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 29 Parámetro metabólico Primera mitad (trimestres 1 y 2) Segunda mitad (tercer trimestre) Sensibilidad a la insulina Mayor sensibilidad periférica e hiperinsulinemia compensatoria Mayor resistencia a la insulina para desviar glucosa hacia el feto Disponibilidad de sustratos plasmáticos Aumento de la absorción intestinal de nutrientes Aumento de glucemia (gluconeogénesis hepática), ácidos grasos y aminoácidos libres Los depósitos grasos acumulados durante la primera fase funcionan como un amortiguador energético.

Esta reserva protege al feto frente a déficits nutricionales tardíos y prepara a la madre para el gasto de la lactancia. DEFINICIÓN La adaptación metabólica gestacional es el conjunto de modificaciones endocrinas y tisulares que transforman a la madre de un estado de acumulación anabólica de reservas grasas inicial a un estado catabólico tardío, priorizando el flujo continuo de glucosa y aminoácidos hacia el feto. El gasto energético gestacional cubre tanto la síntesis de nuevos tejidos (feto, placenta, barrera placentaria y glándulas mamarias) como el incremento de los costes funcionales maternos.

Aunque en etapas iniciales se reduce temporalmente el gasto basal y el esfuerzo cardiaco en reposo, a lo largo de la gestación el Gasto Energético en Reposo (GER) aumenta de forma sustancial debido a diversos factores fisiológicos (véase «Componentes del gasto energético total y balance de macronutrientes»): Aumento de la masa magra activa y del peso corporal total materno. Desarrollo de tejidos con elevado recambio metabólico (placenta y órganos fetales). Incremento sostenido del gasto cardiaco y del volumen sistólico. Aumento del trabajo respiratorio: sube el consumo global de oxígeno materna y aumenta la ventilación pulmonar.

Termorregulación y cambios hemodinámicos: vasodilatación periférica con disminución de resistencias vasculares y mayor perfusión sanguínea en el útero, mamas, hígado y piel. Aumento del efecto térmico de los alimentos derivado de una mayor ingesta calórica y mayor coste energético de la actividad física por el desplazamiento de una masa superior. El balance calórico global exige considerar tanto los depósitos como el coste metabólico derivado del mantenimiento y el crecimiento tisular. PARA RECORDARLO El coste energético teórico total de la gestación oscila entre 75.000 y 80.000 kcal.

Para cubrirlo de forma equilibrada, se estiman incrementos progresivos de 150 kcal/día en el primer trimestre y de 300 kcal/día durante el segundo y tercer trimestre. Metabolismo Energético y Balance Nutricional " Apuntes 30 COMPRUEBA 43 ¿Por qué durante el tercer trimestre la madre se vuelve metabólicamente más catabólica si el crecimiento de tejidos es máximo? Ganancia de peso y riesgos de la restricción energética El aumento de peso gestacional debe ser gradual y adaptarse a las condiciones de partida y al tipo de embarazo.

El incremento ponderal aconsejado varía según el contexto clínico: Gestantes que optarán por lactancia materna: ganancia sugerida de unos 12 kg (frente a 10 kg en quienes no darán el pecho). Adolescentes embarazadas: incremento superior, entre 14 y 15 kg, debido a que su propio organismo continúa en fase de crecimiento (véase «Metabolismo energético en etapas de crecimiento: lactancia, infancia y adolescencia»). Gestaciones múltiples: ganancia orientativa de 18 kg. Las desviaciones respecto al peso de referencia incrementan la morbilidad: no se consideran adecuados pesos corporales inferiores al 10 % del peso teórico, ni ganancias que superen en más del 20 % el valor recomendado.

ERROR FRECUENTE Prescribir dietas…