Introducción:

En nutrición podemos expresar la energía que entregan los alimentos en calorías o joules, la relación entre las dos unidades es: 1kcal = 4.184 kj.

Hay que tener claro que la Homeostasis es el equilibrio en la composición del medio interno del cuerpo, mantenido por la rápida captación de los cambios y la respuesta para compensarlos. Los dos sistemas encargados de la homeostasis son el endocrino y el nervioso.

Flujos de materia y energía:

Si consideramos el organismo como una caja negra, este tendrá una entrada y salida de materia, donde no son iguales los que entran con los que salen. Los organismos que están en proceso de crecimiento no son iguales a los que ya no crecen, por ejemplo en 24 horas se ingiere y se elimina prácticamente la misma cantidad de agua por sudoración o por micción.

Los compuestos más complejos ricos en energía, al entrar en el organismo generan paulatinamente energía y desechos de constitución simple.

ENTRADA	MATERIA	SALIDA
Carbohidratos (CHO)		Bióxido de Carbono
Lípidos (LIP)		Agua
Proteínas (PRO)		Productos nitrogenados
Oxígeno (O2)
Energía química CHO	ENERGÍA	Síntesis orgánicas
Energía química LIP		Contracción muscular
Energía química PRO		Transporte activo
		Ciclos de sustrato
		Producción de calor

En la tabla esta considerado el O2 ingresado en la respiración, y en la salida se consideran compuestos simples como los compuestos nitrogenados (urea y amonio) que provienen de la oxidación (catabolismo) de los compuestos complejos ingeridos.

La ingesta calórica (calorías contenidas en los alimentos y absorbidas en el intestino) estará determinada por el gasto energético previo, que en un adulto promedio ingiere 2000 a 2500 kcal al día.

Reservas energéticas:

Para poseer reservas energéticas tenemos que ingerir alimentos e ingresar O2, considerando que si se deja de respirar por 3 o 5 minutos se generan daños cerebrales, mientras que es posible ayunar durante días, semanas o aun meses sin peligro (para casos de obesidad) con la condición de no suspender la ingesta de agua, sales y vitaminas. Esto se debe a que el organismo cuenta con reservas de energía, pero no posee reservas de O2.

a) Carbohidratos: se almacena en forma de glucógeno unido de agua (3 a 4 gr de agua por gr de glucógeno). La mayor parte de glucógeno se almacena en el hígado y en los músculos, aunque todas las células se encuentran glucógeno.

b) Lípidos: se encuentran como grasa subcutánea, perirrenal, gonadal, intraperitoneal¹, el peso de la grasa en relación con el peso corporal es mayor en las mujeres que en los hombres, aumentando con la edad en ambos casos. Dentro de las ventajas de los lípidos esta en la oxidación de estos que proveen más calorías (9Cal/g) que los carbohidratos (4Cal/g), acumulando menos agua disminuyendo el peso y volumen de este almacenamiento.

c) Proteínas: la reserva proteica en general se encuentra presente en la masa muscular de un individuo, es obvio que esta reserva no es disponible en su totalidad ya que sería incompatible con la vida. En un individuo en ayuno prolongado de 40 días se gastan un poco más de 1.5kg de proteínas (6500 Cal), lo cual representa un 15% de todas las proteínas corporales, y está localizada en los músculos esqueléticos.

Combustible circulante: se entiende por combustible las sustancias cuya energía puede ser liberada en procesos oxidativos guiado por enzimas. Algunos compuestos pueden ser utilizados como precursores de otros compuesto, de la energía liberada servirá una parte para fabricar ATP (adenosina tri fosfato), el resto de la energía se libera en forma de calor. Los principales compuestos que se consideran como combustible son:

a) Glucídicos (glucosa, lactato, piruvato): en condiciones normales la glucosa es uno de los combustibles que no varía su concentración sanguínea, ya que el organismo tiene sistemas de control. La glucosa no se elimina en la orina a menos que esta se encuentre en la sangre por sobre 200mg/dl, por lo que su salida no es considerada dentro de las condiciones normales. La entrada de esta es por vía intestinal, proveniente de los carbohidratos digeribles ingeridos.

Las otras azucares como la fructosa (fruta) y galactosa (leche), tienen una vida breve y se oxidan o se almacenan como residuos de glucosa (glucógeno). La hiperglucemia (elevación de la glucosa sanguínea) leve puede ocurrir después de la ingesta, debido al llenado de los depósitos de glucógeno en las células. En condiciones de ayuno, el glucógeno hepático se agota después de unas 24 a 36 horas, la producción de glucosa se lleva por la gluconeogenesis en el hígado y también en la corteza renal en ayunos prolongados o de acidosis². Los precursores de la gluconeogenesis son el lactato, el piruvato, parte de los aminoácidos y el glicerol. La importancia de la glucemia (glicemia) es debida a la dependencia de los tejidos, principalmente del sistema nervioso generando como producto de la glucólisis es el lactato en condiciones anaeróbicas y en condiciones aeróbicas es el piruvato. Estos productos generados por la utilización de glucosa como energía pueden migrar al hígado para entrar a la vía de gluconeogenesis generando glucosa.

b) Lipídicos (ácidos grasos libres, glicerol, cuerpos cetónicos): la mayor parte de los lípidos pasan a la sangre en forma de quilomicrones (gotitas de triglicéridos envueltos por proteínas), los cuales se hidrolizan en los capilares de los tejidos adiposos pasando a ácidos grasos y glicerol. Aunque los triglicéridos pueden servir como combustible después de la hidrólisis necesitan los ácidos grasos ser transportados por una proteína llamada albúmina para ser utilizados por los distintos tejidos. En el tejido muscular se oxidan los ácidos grasos en las mitocondrias aeróbicamente, el hígado también capta ácidos grasos, que luego son secretados a la sangre unidos a lipoproteínas de baja densidad conocidas como VLDL.

c) Protídicos (aminoácidos): la digestión de proteínas es casi total y los aminoácidos son absorbidos, las proteínas celulares son también absorbidas como aminoácidos por la degradación enzimática. Los aminoácidos pasan al torrente sanguíneo favoreciendo a la síntesis de proteínas y la generación de glucosa en el hígado.

¹ Peritoneo: membrana serosa que recubre la pared de la cavidad abdominal (peritoneo parietal) y las vísceras intraperitoneales (peritoneo de las viseras). Entre ambas hojas peritoneales existe la cavidad peritoneal, que es virtual, pues en condiciones normales solo contiene unos mililitros de líquido peritoneal.

²Acidosis: disminución de la reserva alcalina, con aumento de hidrogeniones en la sangre y los tejidos. Las causas más frecuentes son: pérdida excesiva de bicarbonatos (diarrea, vejiga ileal, ureterosigmoidostomía, etc.), trastorno de la función del túbulo renal (ver acidosis tubular renal distal), producción excesiva de ácidos orgánicos (acidosis láctica, cetoacidosis).