Metabolismo Humano

Metabolismo humano |
 
| Producción de energía |
A partir de la primera ley de la termodinámica uno puede escribir
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La ecuación (1) aplicada al cuerpo humano implica la producción interna de energía por unidad de tiempo, basada en el metabolismo, que es el término U/t, la pérdida o ganancia de calor por unidad de tiempo, dado por Q/t, y la consideración del trabajo realizadopor unidad de tiempo, W/t. En todos los casos se trata entonces de valores de energía dividido por tiempo, o sea, potencia (en Watt).
Este capítulo se centrará en la forma que toma el término del lado izquierdo de esta ecuación en el caso de los seres humanos. Una discusión más completa, la que incluirá varios procesos de pérdida o de ganancia de calor en los animales en general, se realizará másadelante, en el capítulo Regulación de la Temperatura en los Animales de Sangre Caliente.
Es sabido que una forma de conocer el aporte energético de los alimentos es midiendo directamente cuánto calor liberan en un proceso de combustión. Ello permite asignar tasas de producción, en kJ/g, por ejemplo, a los diferentes tipos de alimentos. Así se ha determinado, por ejemplo, que el aporteenergético de las grasas es de 38,9 kJ/g. Midiendo el aporte de cada tipo de alimento es posible entonces conocer cuánta energía interna ha ganado el cuerpo por metabolismo, si se conoce la cantidad y el tipo de alimentos consumidos.
Si bien el proceso anterior es, en principio, sencillo de realizar, en muchos casos se torna impráctico, sobre todo si se desea analizar el balance energético de animales.¿Cómo saber qué tipo de alimento y en qué cantidad consumió una larva, por ejemplo? Afortunadamente la naturaleza ha provisto un modo alternativo muy sencillo de determinar el contenido energético de los alimentos consumidos. El asunto es que, si bien los distintos tipos de alimentos tienen un aporte distinto de energía, este aporte de energía es casi independiente del tipo de alimento si se expresa enconsumo de oxígeno respirado. En otras palabras, si bien el aporte energético de las grasas es prácticamente el doble del de las proteínas, por ejemplo, la cantidad de energía obtenida por litro de oxígeno respirado es muy similar en ambos casos. Y lo mismo sucede con otros tipos de alimento, como muestra la siguiente tabla (tomada del Kane y Sternheim):
Alimento | Hidratos de carbono |Proteínas | Grasas | Etanol | Promedio |
Contenido energético por unidad de masa (kJ/g) | 17,2 | 17,6 | 38,9 | 29,7 | --- |
Equivalente energético del oxígeno (kJ/litro) | 21,1 | 18,7 | 19,8 | 20,3 | 20,2 |
Esto implica que se puede deducir la ganancia energética de un organismo midiendo sólo la cantidad de oxígeno respirado, sin necesidad de medir qué tipos de alimentos consumió ni en qué cantidad.Simplemente se mide la cantidad de litros de oxígeno respirado, y se multiplica esa cantidad de litros por 20,2, para obtener el número de kJ que ha ganado el organismo en estudio. Las técnicas para medir la cantidad de oxígen respirado dependen del tipo de animal que esté siendo estudiado. En animales grandes simplemente se les instala una mascarilla de oxígeno. En larvas marinas, por ejemplo, semide directamente el contenido de oxígeno disuelto en la muestra de agua. Técnicas modernas de medir la tasa de respiración incluyen el uso de isótopos e incluso la implantación de pequeños cristales piezoeléctricos (de diámetros de un par de milímetros) en los animales, de modo que las inhalaciones y exalaciones quedan grabadas electrónicamente.
| Tasas metabólicas |
Se llama tasa metabólicabasal al consumo de energía mínimo de un organismo en reposo, despierto. En la práctica, es el consumo de energía mínimo para que el organismo funcione. En los varones es aproximadamente de 1,2 W/kg, y en las damas de unos 1,1 W/kg. Cualquiera actividad "extra" que realice una persona (¡además de meramente existir!) requiere energía extra, por unidad de tiempo, la que debe ser proporcionada...