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Práctica 1
Metabolismo Basal y Gasto Energético
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Metabolismo Basal y Gasto Energético ---------------------------------REQUERIMIENTOS DE ENERGÍA La vida es un conjunto de procesos dependiente de la obtención y producción de energía. Esta energía se obtiene a partir de los alimentos mediante la Nutrición. Los seres vivos son sistemas organizados de materia y energía, sometidos a un proceso de formación y destrucción constante, por lo que necesitan un aporte constante de energía. En los sistemas biológicos, las diferentes formas de energía (solar, química, mecánica, eléctrica) son intercambiables. Las plantas y los animales no son una excepción. La necesidad de energía de un individuo se define como la cantidad de energía necesaria para mantener la salud, el crecimiento y un nivel apropiado de actividad física. Las células del organismo obtienen la energía y los componentes estructurales a partir de los alimentos, mediante un conjunto altamente integrado de procesos físico-químicos que recibe el nombre de metabolismo. La energía obtenida de los alimentos se emplea para llevar a cabo las siguientes funciones: - mantenimiento de tejidos - actividad de órganos y tejidos - mantenimiento de la temperatura corporal - actividad física
Energía Total = Energía mínima para la vida + Energía para la actividad + Termogénesis
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La energía metabolizable nos la proporcionan los sustratos nutritivos contenidos en los alimentos, según los números de Atwater, y es la siguiente:
1 g de hidratos de carbono proporciona 4 Kcal 1 g de lípidos proporciona 9 Kcal 1 g de proteínas proporciona 4 kcal 1 g de alcohol etílico proporciona 7 kcal
El metabolismo basal y el gasto energético se miden en unidades de calor (Kcal), que se define como: Kilocaloría (Kcal): Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 litro de agua en un grado centígrado (entre 14,5 °C y 15,5 °C) En el sistema de medida internacional (SI) este valor es intercambiables a Kj, según la siguiente relación: 4.18 Kj = 1 Kcal 1 Kj = 0.24 Kcal
CÁLCULO DEL METABOLISMO ENERGÉTICO El gasto energético de un individuo puede ser determinado, fundamentalmente, por dos técnicas diferentes:
CALORIMETRÍA DIRECTA . Mediante Cámara calorimétrica, por medición de la producción de calolr CALORIMETRÍA INDIRECTA. Mediante la relación entre oxígeno consumido y el anhídrido carbónico producido, utilizando un Respirómetro
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COMPONENTES DEL GASTO ENERGÉTICO El metabolismo basal es aquella fracción del gasto energético destinada al mantenimiento de las funciones vitales. Los factores que más influyen en el metabolismo basal son: Superficie corporal (altura y peso), edad y sexo. Se calcula en el individuo en reposo, tendido en posición horizontal, despierto, en estado de calma emocional, en ayuno durante las 14 horas anteriores y a una temperatura de 18-20º. Se puede calcular mediante calorimetría directa (cámara calorimétrica), calorimetría indirecta (respirómetro). La energía destinada para la actividad física depende de la edad, el peso corporal y el sexo. El GER o MB incluye el gasto de energía de la termogénesis
El empleo de la fórmulas para el cálculo de las necesidades de energía permite una mejor aproximación a casos reales que los tabulados. Las variables que intervienen son peso, sexo y edad (Tabla 1: Fómulas de la FAO). Además, también existe otra ecuación para la estimación rápida:
MB = 1 kcal x peso (kg) x nº horas La energía destinada para la actividad física depende principalmente de la intensidad del ejercicio así como de la edad, el peso corporal y el sexo. El gasto energético para diferentes niveles de actividad se puede estimar a partir de factores de actividad que son múltiplos del GER (o metabolismo basal en reposo) (Tabla 2). También existen tablas que asignan valores en Kcal/kg/horas para diferentes actividades. Existen, además, otros factores capaces de modificar el GET de un individuo. Es el caso de procesos patológicos y/o febriles. En estos casos, el GET será igual al producto de Gasto energético en reposo por el factor de actividad por el factor agresión y por el factor térmico (Tabla 5).
OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA
Conocer herramientas para la estimación de la energía que necesita un individuo (Tablas, Fórmulas,...)
Emplearlas para el cálculo de las necesidades de un individuode acuerdo con sus características y actividad.
Comprobar cómo se modifica el GER y el GET en diferentes circunstancias
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Tabla 1. Fórmulas FAO para el cálculo del Metabolismo Basal Gasto Energético en Reposo (Kcal/d)
Edad (años)
Varones
Mujeres
0-3
(60.9 × P) - 54
(61 × P) - 51
4-10
(22.7 × P) + 495
(22.5 × P) + 499
11-18
(17.5 × P) + 651
(12.2 × P) + 746
19-30
(15.3 × P) + 679
(14.7 × P) + 496
31-60
(11.6 × P) + 879
(8.7 × P) + 829
>60
(13.5 × P) + 487
(10.5 × P) + 596
P= Peso en kg
Tabla 2. Factores medios de actividad para el cálculo del gasto calórico asociados a diversas actividades Categoría de Actividad
Coeficiente de Actividad
Reposo Sueño, tendido
♂
1
♀
1
Muy Ligera Personas en silla o en cama
♂
1.3
♀
1.3
Ligera Actividades que se hacen de pie o sentados, como pintar conducir, trabajo de laboratorio, escribir a máquina, planchar, cocinar, jugar a las cartas, tocar un instrumento musical
♂
Moderada Caminar sobre superficie plana a 4-5 Km/h, trabajo de taller, instalaciones eléctricas, carpintería, hostelería, limpieza doméstica, cuidado de niños, golf, vela, tenis de mesa
♂
Intensa Caminar a 5.5-5.6 Km/h, arrancar hierba y cavar, transportar una carga, bicicleta, esquí, tenis, baile
♂
2.1
♀
1.9
Muy intensa Caminar con carga cuesta arriba, cortar árboles, cavar con fuerza, baloncesto, escalada, fútbol, rugby
♂
2.4
♀
2.2
♀
♀
1.6 1.5 1.7 1.6
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Tabla 3. Gastos energéticos brutos según actividades (FAO) HOMBRES - dormido .................................................... 1.0 - acostado ................................................... 1.2 - sentados, tranquilamente............................... 1.2 - de pie, tranquilamente.................................. 1.4 actividades de pie - cantar, bailar ............................................. 3.2 - lavar ropa.................................................. 2.2 caminar - paseando .................................................. 2.5 - lentamente ................................................ 2.8 - a velocidad normal....................................... 3.2 - cuesta arriba lentamente ............................... 4.7 - cuesta arriba a velocidad normal ...................... 5.7 - cuesta arriba con rapidez ............................... 7.5 - cuesta abajo lentamente ............................... 2.8 - cuesta abajo a velocidad normal ...................... 3.1 - cuesta abajo con rapidez ............................... 3.6 actividades sentado - jugar cartas ............................................... 1.4 - coser ....................................................... 1.5 labores domésticas - cocina ...................................................... 1.8 - limpieza ligera ............................................ 2.7 - limpieza moderada....................................... 3.7 trabajo de oficina - sentado en el escritorio ................................. 1.3 - de pie y moviéndose ..................................... 1.6 industria ligera - impresión .................................................. 2.0 - sastrería ................................................... 2.5 - zapatería .................................................. 2.6 - reparación de vehículos ................................. 3.6 - carpintería ................................................ 3.5 - electricidad ............................................... 3.1 - industria de herramientas .............................. 3.1 - industria química ......................................... 3.5 - trabajos de laboratorio.................................. 2.0 industria de la construcción - trabajos de peonaje ..................................... 5.2 - colocar ladrillos .......................................... 3.3 - ensamblaje ................................................ 3.2 - decoración y pintura..................................... 2.8 actividades recreativas - sedentarias ................................................ 2.2 - ligeras (billar, bolos, golf) .............................. 2.2-4.4 - moderadas (baile, natación, tenis).................... 4.4-6.6 - pesadas (fútbol, atletismo, marcha) .................. > 6.6
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Tabla 4. Gastos energéticos brutos según actividades (FAO) MUJERES - dormida .................................................... 1.0 - acostada ................................................... 1.2 - sentada, tranquilamente................................ 1.2 - de pie ...................................................... 1.5 actividades sentada - coser ....................................................... 1.4 - tejer........................................................ 1.5 caminar - paseando .................................................. 2.4 - lentamente ................................................ 3.0 - a velocidad normal....................................... 3.4 - cargada .................................................... 4.0 - cuesta arriba a velocidad normal ...................... 4.6 - cuesta arriba con rapidez ............................... 6.6 - cuesta abajo lentamente ............................... 2.3 - cuesta abajo a velocidad normal ...................... 3.0 - cuesta abajo con rapidez ............................... 3.4 labores domésticas - limpieza ligera ............................................ 2.7 - limpieza moderada....................................... 3.7 - barrer la casa ............................................. 3.0 - lavar ropa.................................................. 3.0 - planchar ................................................... 1.4 - lavar vajilla ............................................... 1.7 - limpiar la casa ............................................ 2.2 - cuidar niños ............................................... 2.2 - cocinar ..................................................... 1.8 trabajo de oficina - sentada en escritorio .................................... 1.7 industria ligera - panadería .................................................. 2.5 - fábrica de cerveza ....................................... 2.9 - industria química ......................................... 2.9 - industria eléctrica........................................ 2.0 - industria de muebles .................................... 3.3 - lavandería ................................................. 3.4 - industria de herramientas .............................. 2.7 actividades recreativas - sedentarias ................................................ 2.1 - ligeras ...................................................... 2.1-4.2 - moderadas................................................. 4.2-6.3 - pesadas .................................................... > 6.3 OTROS VALORES USUALES - comer ...................................................... 1.5 - lavar platos................................................ 2.2 - leer ......................................................... 1.5 - escribir ..................................................... 1.5 - ver TV ...................................................... 1.4 - conducir el coche ........................................ 2.1 - ciclismo .................................................... 3.8 - correr ...................................................... 8.8 - nadar ....................................................... 7.5
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Tabla 5. Factores de actividad en Pacientes Ingresados Gasto Energético Reposo× factor de actividad × factor agresión × factor térmico Factor de actividad
Factor agresión
Encamado
1,2
Pacientes
No encamado
1,3
Factor térmico 1
38º
1,1
Cirugía menor
1,1
39º
1,2
Cirugía mayor
1,2
40º
1,3
Infección leve
1.0-1.2
41º
1,4
Infección moderada
1.2-1.4
Infección severa
1.4-1.8
Peritonitis Politraumatismo Traumatismo craneoencefálico Tratamiento con esteroides
1,4 1.2-1.4 1,6
Quemaduras menor 20%
1.0-1.5
Quemaduras 20-40%
1.5-1.8
Quemaduras mayor 40%
1.8-2.0
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EJERCICIOS: CÁLCULO DE METABOLISMO BASAL Y GASTO ENERGÉTICO TOTAL. USO DE FÓRMULAS Y TABLAS 1. Calcular el GET de un varón de 35 años de edad y 63 Kg de peso, cuando su actividad diaria es a) leve b) moderada, y c) intensa) ¿Qué porcentaje del GET representa el MB cuando hay una modificación de la actividad física? (Nota: aplicar la fórmula de estimación rápida para el cálculo del metabolismo basal).
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2. Calcular el MB y el GET por día de Eva, estudiante de 23 años de edad y 57 Kg de peso, si su actividad a lo largo del día se reparte en: - 8 h dormir - 8 h trabajo de escritorio - 2 h comer - 2 h actividad recreativa sedentaria - 1 h caminar a velocidad normal - 1 h leer - 1 h ver televisión - 1 h labores domésticas ligeras
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3. La ración dietética (en 24 h) de un hombre de 25 años y 77 Kg de peso, que vive en clima templado (25°C) y realiza una actividad moderada, se compone de: - 440 g de Carbohidratos - 106 g de Lípidos - 120 g de Proteínas a) ¿Sería adecuada para cubrir sus necesidades energéticas? Dato: Factor medio de actividad moderada: Ver Tabla 2
b) ¿Debería sufrir alguna modificación en su ración dietética si se desplaza a un país del norte de Europa, donde la temperatura ambiental media es de 15 °C?
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4. Calcula tu MB y GET, según fórmula FAO, para un día laboral y en un día festivo.
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5. Se desea conocer la ingesta recomendada de energía para un individuo de 50 años y 70 Kg de peso, que ha sido operado de cirugía mayor, y presenta un cuadro febril medio de 39 ºC Datos: consultar Tabla 5