SEPENDICI: Energía de los alimentos

jueves, 19 de mayo de 2011

Energía de los alimentos

Energía de los alimentos

Podemos decir que el cuerpo humano es una máquina bioquímica, porque el oxígeno que respiramos se combina con azúcares, grasas y proteínas obtenidas de la digestión de los alimentos que consume, y se transforman en bióxido de carbono, agua y otros productos de desecho. Durante este proceso se origina calor y trabajo mecánico en los músculos. Pero, de ¿dónde obtiene el cuerpo la energía para cumplir sus diversas funciones? Por supuesto que, de los alimentos que ingiere. Además del valor nutritivo, todos los alimentos contienen un reservorio de energía. La capacidad energética de los alimentos se mide en Calorías (kilocalorías) o calorías grandes. La Caloría es mil veces mayor que la caloría. Así que, la Caloria es la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de 1,0 Kg de agua en 1,0 ^oC.

Veamos un ejemplo de lo que podemos hacer con la energía que nos suministran los alimentos. Según los nutricionistas, la mantequilla tiene un valor energético de 6,0 Kcal/g. Si toda esta energía pudiese ser convertida completamente en energía mecánica, ¿cuánta mantequilla tendría que ingerir un andinista de 80 kg de peso para ascender al pico Bolívar ubicado a 5.000 m de altura sobre el nivel del mar (snm), partiendo desde Mérida que se encuentra a 1.500 m? Consideremos que 1 cal = 4,2 J. Como todas las calorías que el andinista recibe las gasta en subir, su energía interna U no aumenta. Para poder ascender, el andinista necesita energía que toma de la mantequilla. En Mérida su energía potencial es E_M= mgh_M y al llegar al pico es E_p= mgh_p. La diferencia entre éstas, es lo que tiene que consumir con la mantequilla. Es decir, E_M - E_p= mg (h_M- h_p). Al sustituir los valores, se tiene que E_M - E_p= 2,7x10⁶ J = 65.000 cal = 65 Kcal (Kilocaloría). Ahora bien, 1 gramo de mantequilla tiene 6,0 Kcal; entonces, 65 Kcal están contenidos en 65/6,0= 11 g. Pero de toda la energía que consume su cuerpo, sólo el 20 % se transforma en trabajo mecánico realizado por los músculos; el resto, 80 % se gasta en mantener el metabolismo basal del organismo. Por lo tanto, tiene que consumir 55 g. Le bastan 55 gramos para subir al pico Bolívar, pero ¿qué pasaría si consume el doble de mantequilla?

Los alimentos de la dieta diaria contienen principalmente carbohidratos, grasas y proteínas. Los carbohidratos se convierten en glicógeno (almidón animal) y energía; las proteínas se rompen en aminoácidos que el organismo reorganiza para construir sus tejidos, se queman para obtener energía y se transforman en azúcares y contribuyen a la formación de grasa; las grasas dan lugar a energía y nuevas grasas que se almacenan en los tejidos.

Así por ejemplo, la glucosa, azúcar de los vegetales, produce 3,75 Cal/g cuando se quema totalmente a CO₂y H₂O y los polisacáridos (almidones) producen entre 3,95 y 4,18 Cal/g. La combustión de grasas produce cerca de 9 Cal/g.

Al conjunto de funciones primarias del cuerpo se denomina metabolismo, el cual comprende diferentes reacciones y procesos fisicoquímicos que tienen lugar en las células del cuerpo. El metabolismo, que transforma la energía química de los alimentos que ingerimos en energía mecánica y calor, mide el gasto energético muscular al realizar actividades como movernos, pensar y crecer. En estado de reposo, cada persona tiene un gasto mínimo de energía para mantener activas las funciones vitales del organismo.

Una persona por día requiere entre 1.500 y 3.000 Kcal dependiendo de la edad sexo, talla, tipo de trabajo que realice, entre otros factores. Mediante una dieta balanceada en calorías es posible controlar su peso; si tiene un gasto energético igual al que consume por día, mantiene su peso; si gasta más de lo que consume, su peso disminuye y en caso contrario, aumenta. Si una persona gasta 2.000 Kcal por día, por ejemplo, significa que gasta 97 W, es decir, 97 J por segundo. A fin de comparar, recordemos que un bombillo de filamento de 100 W, emite 100 Joule por casa segundo. Por otra parte, sí en un salón de clase tenemos 30 estudiantes sentados, como cada uno gasta 15 Kcal /h (17 W) según la tabla 3, la entrega total de energía al aire y paredes del salón será de 510 W y en consecuencia aumenta la temperatura del aire.

La mínima cantidad de energía, requerida para mantener al cuerpo funcionando en reposo físico y mental, se conoce como metabolismo basal. Para una persona de 50 años, con 1,70 m de estatura y que pese 70 Kg, su metabolismo basal es de aproximadamente 2.200 Kcal por día. En la tabla 3 se muestra el requerimiento energético para realizar diferentes actividades. Por ejemplo para estar sentado se requiere de 15 Kcal/h (17 W), para caminar entre 200 y 350 Kcal y para correr entre 800 y 1.000 Kcal.

En la tabla 4 se puede apreciar el valor energético de algunos alimentos. Así por ejemplo, por cada 100 g de huevo de gallina se consumen 150 Kcal; el aporte calórico de la leche de vaca completa es de 500 Kcal y el de la mantequilla es de 700 Kcal.