El balance energético de un individuo se define como la diferencia
existente entre la energía ingerida y el gasto energético o energía
total empleada. Los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas son
los substratos de los que se obtiene la energía utilizada para el
trabajo biológico y abastecimiento del resto de necesidades energéticas.
A pesar de la gran variación diaria en la cantidad de energía ingerida y
en el gasto energético, el peso corporal permanece relativamente
estable. Todo esto sugiere la existencia de un mecanismo de homeostasis
neuroendocrino que defiende fuertemente un determinado estado de
composición corporal individual. La regulación del balance energético se
realiza mediante señales aferentes, hacia el sistema nervioso central,
que informan sobre el estado nutricional del organismo y son traducidas
en señales eferentes que modifican la ingesta y el gasto energéticos.
El
objetivo final del metabolismo de los nutrientes es la producción de
energía. La vía más común de extracción de energía química a partir de
los substratos es la oxidación completa de los mismos (carbohidratos,
grasas y proteínas) hasta conseguir CO2 y H2O. El calor que se obtiene
en esta combustión biológica se utiliza para mantener la temperatura
corporal, biosíntesis, transporte activo, contracción muscular, etc.
Para ello, parte de la energía es almacenada en moléculas de alta
energía como es el caso del ATP. El ADP acepta energía de otros
substratos convirtiéndose en ATP y, posteriormente, la hidrólisis del
grupo fosfato del ATP cede energía allí donde se necesita. Según la
primera ley de la termodinámica: “la energía ni se crea ni se destruye,
sólo se transforma en un intercambio con el medio ambiente”, de esta
manera, el término energía sugiere un estado dinámico relacionado con
una condición de cambio.
Componentes del gasto energético y sus determinantes en el niño y el adolescente
El
gasto energético diario total en el niño y el adolescente se compone
del gasto energético en reposo (GER), termogénesis inducida por la dieta
(TID), actividad física y crecimiento. Este último, aunque muy
importante en las edades pediátricas, es demasiado pequeño para ser
medido excepto en recién nacidos en los que el crecimiento es muy
rápido.
El GER es la energía necesaria para mantener las
funciones vitales y la temperatura corporal en ambiente neutro. Supone
un 65- 70% del gasto total, excepto en niños con enfermedades crónicas
en las que el metabolismo basal está incrementado, o cuando realizan
deportes de competición de alto consumo aeróbico, situación en la que es
proporcionalmente menor. El GER en niños aumenta desde el nacimiento
hasta la pubertad porque existe un incremento en el tamaño corporal. Por
el contrario, cuando el gasto energético en reposo es expresado por
kilogramo de peso corporal o de masa no grasa, aumenta durante el primer
año de vida, pero disminuye posteriormente hasta los 20-25 años. En
niños y adolescentes, la masa no grasa explica hasta un 80% de la
variación del GER, la edad y el sexo añaden, respectivamente, un 3-4% y
un 1% a la cifra anterior. El gasto energético en reposo es mayor en el
sexo masculino respecto al femenino incluso en la época prepuberal.
La
TID constituye del 5% al 10% del gasto energético total. Es la energía
necesaria para que tengan lugar los procesos fisiológicos de digestión,
absorción, distribución y almacenamiento de los nutrientes ingeridos. La
TID aumenta linealmente con la cantidad calórica ingerida y varía según
la composición cualitativa de los alimentos, siendo mayor con alimentos
ricos en proteínas frente a carbohidratos o grasas. Otros factores que
influyen son la palatabilidad de los alimentos, el tiempo de ingestión,
la predisposición genética, la edad, capacidad fisiológica en los
procesos de digestión y distribución-almacén de nutrientes, sensibilidad
a la insulina, etc..
El gasto energético producido por la
actividad física (GEAF) es el que se emplea para realizar una serie de
actividades o comportamientos que implican movimiento corporal, o sea,
actividad del músculo esquelético. Supone un 25-30% del gasto energético
total aunque estas cifras varían mucho inter- e intra-individualmente.
En el GEAF influyen el sexo, la edad y desarrollo puberal. Los niños y
adolescentes varones presentan unos valores de actividad física
significativamente mayores que los del sexo femenino. En niñas, la
actividad física disminuye a partir de los 6,5-7 años de edad mientras
que en los niños aumenta hasta la época prepuberal. En general, los
niños y niñas prepúberes son más activos que los púberes y post-púberes.
Otro determinante de la actividad física es el grado socioeconómico y
el ambiente familiar. Estudios realizados en nuestro entorno han
mostrado que los niños de categoría socioeconómica baja hacen menos
ejercicio físico que los de alta y permanecen más horas frente al
televisor.
Métodos para la medición del gasto energético
La
energía que un individuo gasta se puede medir directa o indirectamente
con los diversos métodos disponibles actualmente. Los métodos de
laboratorio suelen ser más precisos y exactos pero no pueden utilizarse
en niños y adolescentes en condiciones libres. Por otro lado, los
métodos de campo son baratos, menos precisos y sirven para grandes
estudios poblacionales. Cada método posee unas características que lo
harán apropiado según el tipo de estudio que se quiera realizar.
Calorimetría indirecta:
La
combustión de nutrientes en el cuerpo humano fue descrita por primera
vez por Lavoissier, que trabajó a finales del siglo XVIII en Francia.
Lavoissier descubrió que una vela sólo producía combustión en presencia
de oxígeno y describió como los organismos vivos, en igual medida,
necesitan oxígeno para la combustión de alimentos, liberando calor como
producto de esta reacción exotérmica. La producción de energía generada
por los procesos bioquímicos del cuerpo humano puede ser determinada
gracias a la medición del consumo de oxígeno (VO2) y la producción de
dióxido de carbono (VCO2), en conjunción con la cuantificación del
nitrógeno uréico excretado. La calorimetría indirecta utiliza para la
cuantificación del gasto energético ecuaciones derivadas de diferentes
fórmulas químicas con VO2 y VCO2 específicos para cada substrato. Para
tal fin se utiliza una canopia o mascarilla de donde se toman las
muestras de aire espirado mientras el sujeto permanece tumbado. La
técnica no es invasiva y puede emplearse, con buenos resultados de
precisión y exactitud, en estudios de investigación y en la práctica
asistencial.
Monitorización del ritmo cardiaco minuto a minuto
Este
método, bien aceptado tanto en niños como adultos, se basa en el
incremento lineal proporcional del ritmo cardiaco cuando aumenta el VO2
durante el ejercicio físico. Esta relación entre el VO2 y el ritmo
cardiaco varía según el individuo, por lo tanto, se necesitan curvas de
calibración personal que imiten una actividad en condiciones libres. Los
registros de VO2 mediante calorimetría indirecta y de frecuencia
cardiaca se determinan simultáneamente en diferentes niveles de
ejercicio físico. Las ventajas de este método son su utilidad en
registros objetivos y continuos del gasto energético, el no ser invasivo
ni caro y poderse desarrollar en condiciones libres. Debido a sus
características se puede aplicar en una muestra amplia de niños y
adolescentes, de manera ambulatoria, con una precisión y exactitud
aceptables.
Agua doblemente marcada (2H218O)
La
técnica del 2H218O está basada en la posibilidad de marcar el agua
corporal para medir la diferencia en la tasa de desaparición de dos
isótopos no radioactivos: 2H y 18O, determinada mediante muestras de
saliva, orina o sangre, y con ello el VCO2 y VO2. La técnica es
fácilmente soportable por los niños y adolescentes porque sólo tienen
que tomar una sola dosis de 2H218O para marcar el agua corporal total.
En condiciones libres, este método da un valor medio muy exacto del
gasto energético total durante un periodo de 1-2 semanas. La técnica es
simple, no invasiva y bien aceptada incluso para recién nacidos.
Acelerometría
Varios
aparatos portátiles han sido comercializados con el objeto de medir el
gasto energético a partir del movimiento y aceleración corporales. Los
acelerómetros más modernos son triaxiales, es decir, miden las
aceleraciones del cuerpo minuto a minuto en tres ejes: delante-detrás,
arriba-abajo y derecha-izquierda. Las ventajas generales de estos
aparatos son su bajo costo y su capacidad para dar información sobre
diferentes grados y patrones de actividad física. Sus limitaciones en
niños son: a) que los propios niños se quiten estos aparatos portátiles o
los sumerjan en agua, ya que hay que llevarlos constantemente, b) que
las fórmulas utilizadas para el cálculo cuantitativo del gasto
energético se idearon para adultos y, por este motivo, conllevan errores
importantes.
Cuestionarios de actividad física:
Los
cuestionarios pueden ser útiles en estudios epidemiológicos a gran
escala. La mayor dificultad que presentan es que su exactitud depende de
la habilidad o interés del niño o de sus padres para rellenar el
cuestionario con la información de lo sucedido. Además, por mucho que se
quiera ajustar el cuestionario a la realidad, es muy difícil traducir
las actividades apuntadas en el cuestionario a kilocalorías gastadas en
las diferentes actividades diarias de un individuo, principalmente
porque los equivalentes energéticos que se utilizan son fijos y sólo
dependen del tiempo de duración de la actividad y del peso del niño,
nada más apartado de la realidad fisiológica.
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