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Tasa metabólica basal

La tasa metabólica basal ( TMB ) es la tasa de gasto energético por unidad de tiempo en animales endotérmicos en reposo. [ 1 ] Se expresa en unidades de energía por unidad de ti...

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La tasa metabólica basal ( TMB ) es la tasa de gasto energético por unidad de tiempo en animales endotérmicos en reposo. [ 1 ] Se expresa en unidades de energía por unidad de tiempo, desde vatios (julios/segundo) hasta ml O₂ / min o julios por hora por kg de masa corporal (J/(h·kg)). Su correcta medición requiere el cumplimiento de un estricto conjunto de criterios. Estos criterios incluyen estar en un estado física y psicológicamente tranquilo y en un ambiente térmicamente neutro durante el estado postabsortivo (es decir, sin digerir activamente los alimentos). [ 1 ] En animales bradimetabólicos , como peces y reptiles , se aplica el término equivalente de tasa metabólica estándar ( TME ). Esta sigue los mismos criterios que la TMB, pero requiere la documentación de la temperatura a la que se midió la tasa metabólica. Esto convierte a la TMB en una variante de la medición de la tasa metabólica estándar que excluye los datos de temperatura, una práctica que ha generado problemas para definir tasas metabólicas "estándar" en muchos mamíferos. [ 1 ]

El metabolismo comprende los procesos que el cuerpo necesita para funcionar. [ 2 ] La tasa metabólica basal es la cantidad de energía por unidad de tiempo que una persona necesita para mantener el cuerpo funcionando en reposo. Algunos de esos procesos son la respiración , la circulación sanguínea , el control de la temperatura corporal , el crecimiento celular , la función cerebral y nerviosa, y la contracción muscular . La tasa metabólica basal afecta la velocidad a la que una persona quema calorías y, en última instancia, si ese individuo mantiene, gana o pierde peso. La tasa metabólica basal representa aproximadamente el 70% del gasto calórico diario de los individuos. Está influenciada por varios factores. En los humanos, la TMB generalmente disminuye entre un 1 y un 2% por década después de los  20 años, principalmente debido a la pérdida de masa libre de grasa , [ 3 ] aunque la variabilidad entre individuos es alta. [ 4 ]

Descripción

La generación de calor del cuerpo se conoce como termogénesis y se puede medir para determinar la cantidad de energía gastada. El TMB generalmente disminuye con la edad y con la disminución de la masa corporal magra (como puede ocurrir con el envejecimiento). El aumento de la masa muscular tiene el efecto de aumentar el TMB. El nivel de aptitud aeróbica (de resistencia) , producto del ejercicio cardiovascular , aunque anteriormente se pensaba que tenía un efecto sobre el TMB, se ha demostrado en la década de 1990 que no se correlaciona con el TMB cuando se ajusta por la masa corporal libre de grasa. Pero el ejercicio anaeróbico sí aumenta el consumo de energía en reposo (ver " ejercicio aeróbico vs. anaeróbico "). [ 5 ] Las enfermedades, los alimentos y bebidas consumidos previamente, la temperatura ambiental y los niveles de estrés pueden afectar el gasto energético total de una persona, así como su TMB.

Laboratorio de calorimetría indirecta con campana extractora (técnica de dilución)

La TMB se mide en circunstancias muy restrictivas, cuando la persona está despierta. Una medición precisa de la TMB requiere que el sistema nervioso simpático no esté estimulado, condición que exige reposo absoluto. Una medición más común, que utiliza criterios menos estrictos, es la tasa metabólica en reposo (TMR) . [ 6 ]

El metabolismo basal (TMB) se puede medir mediante análisis de gases a través de calorimetría directa o indirecta , aunque se puede obtener una estimación aproximada mediante una ecuación que utiliza la edad, el sexo, la estatura y el peso. Los estudios sobre el metabolismo energético que emplean ambos métodos proporcionan evidencia convincente de la validez del cociente respiratorio (CR), que mide la composición y utilización inherentes de carbohidratos , grasas y proteínas a medida que se convierten en unidades de sustrato energético que el cuerpo puede utilizar como energía.

Flexibilidad fenotípica

La TMB es un rasgo flexible (puede ajustarse reversiblemente dentro de los individuos), y, por ejemplo, las temperaturas más bajas generalmente resultan en tasas metabólicas basales más altas tanto para aves [ 7 ] como para roedores [ 8 ] . Existen dos modelos para explicar cómo cambia la TMB en respuesta a la temperatura: el modelo de máximo variable (MMV) y el modelo de fracción variable (MFV). El MMV establece que el metabolismo máximo (o la tasa metabólica máxima en respuesta al frío) aumenta durante el invierno, y que el metabolismo sostenido (o la tasa metabólica que puede mantenerse indefinidamente) permanece como una fracción constante del primero. El MFV afirma que el metabolismo máximo no cambia, pero que el metabolismo sostenido es una fracción mayor del mismo. El MMV está respaldado en mamíferos y, cuando se utilizan tasas corporales totales, en aves paseriformes. El MFV está respaldado en estudios de aves paseriformes que utilizan tasas metabólicas específicas por masa (o tasas metabólicas por unidad de masa). Esta última medición ha sido criticada por Eric Liknes, Sarah Scott y David Swanson, quienes afirman que las tasas metabólicas específicas por masa son inconsistentes estacionalmente [ 9 ] .

Además de ajustarse a la temperatura, el TMB también puede ajustarse antes de los ciclos migratorios anuales. [ 7 ] El correlimos gordo (ssp. islandica ) aumenta su TMB en aproximadamente un 40 % antes de migrar hacia el norte. Esto se debe a la demanda energética de los vuelos de larga distancia. El aumento probablemente se deba principalmente al incremento de masa en los órganos relacionados con el vuelo. [ 10 ] El destino final de los migrantes afecta su TMB: se encontró que las reinitas culiamarillas que migran hacia el norte tienen un TMB un 31 % mayor que las que migran hacia el sur. [ 7 ]

En los humanos, el TMB es directamente proporcional a la masa corporal magra de una persona . [ 11 ] [ 12 ] En otras palabras, cuanta más masa corporal magra tenga una persona, mayor será su TMB; pero el TMB también se ve afectado por enfermedades agudas y aumenta con condiciones como quemaduras, fracturas, infecciones, fiebres, etc. [ 12 ] En las mujeres menstruantes, el TMB varía en cierta medida con las fases de su ciclo menstrual . Debido al aumento de progesterona , el TMB aumenta al comienzo de la fase lútea y se mantiene en su punto más alto hasta que termina esta fase. Hay diferentes hallazgos en la investigación sobre cuánto aumento suele ocurrir. Pequeños estudios iniciales encontraron varias cifras, tales como: un metabolismo del sueño postovulatorio un 6% más alto, [ 13 ] un gasto de 24 horas entre un 7% y un 15% más alto después de la ovulación, [ 14 ] y un aumento y un aumento del TMB en la fase lútea de hasta un 12%. [ 15 ] [ 16 ] Un estudio de la Sociedad Americana de Nutrición Clínica encontró que un grupo experimental de voluntarias tuvo un aumento promedio del 11,5 % en el gasto energético de 24 horas en las dos semanas posteriores a la ovulación, con un rango del 8 % al 16 %. Este grupo fue medido mediante calorimetría directa e indirecta simultánea y tuvo comidas diarias estandarizadas y un horario sedentario para evitar que el aumento fuera manipulado por cambios en la ingesta de alimentos o el nivel de actividad. [ 17 ] Un estudio de 2011 realizado por el Instituto de Ciencias Médicas de Mandya encontró que durante la fase folicular y el ciclo menstrual de una mujer no hay una diferencia significativa en el TMB, sin embargo, las calorías quemadas por hora son significativamente más altas, hasta un 18 %, durante la fase lútea. El aumento de la ansiedad (nivel de estrés) también aumentó temporalmente el TMB. [ 18 ]

Fisiología

El órgano principal responsable de regular el metabolismo es el hipotálamo . El hipotálamo se localiza en el diencéfalo y forma el suelo y parte de las paredes laterales del tercer ventrículo del cerebro . Las principales funciones del hipotálamo son:

  1. Control e integración de las actividades del sistema nervioso autónomo (SNA).
    • El SNA regula la contracción del músculo liso y del músculo cardíaco , junto con las secreciones de muchos órganos endocrinos, como la glándula tiroides (asociada a muchos trastornos metabólicos).
    • A través del SNA, el hipotálamo es el principal regulador de las actividades viscerales, como la frecuencia cardíaca, el movimiento de los alimentos a través del tracto gastrointestinal y la contracción de la vejiga urinaria.
  2. producción y regulación de los sentimientos de ira y agresión
  3. regulación de la temperatura corporal
  4. regulación de la ingesta de alimentos, a través de dos centros:
    • El centro de alimentación o centro del hambre es responsable de las sensaciones que nos impulsan a buscar alimento. Cuando se ha ingerido suficiente alimento o sustratos y los niveles de leptina son altos, el centro de la saciedad se estimula y envía impulsos que inhiben el centro de alimentación. Cuando el estómago no contiene suficiente alimento y los niveles de grelina son altos, los receptores del hipotálamo desencadenan la sensación de hambre.
    • El centro de la sed funciona de manera similar cuando ciertas células del hipotálamo son estimuladas por el aumento de la presión osmótica del líquido extracelular. Si la sed se satisface, la presión osmótica disminuye.

Todas estas funciones, en conjunto, forman un mecanismo de supervivencia que nos permite mantener los procesos corporales que mide el metabolismo basal.

Variación y causas

La tasa metabólica basal varía entre individuos. Un estudio de 2005 realizado con 150  adultos representativos de la población de Escocia reportó tasas metabólicas basales que oscilaban entre 1027 kilocalorías (4300 kJ) por día y 2499 kilocalorías (10 460 kJ) , con una TMB media de 1500 kilocalorías (6300 kJ) por día. [ 19 ]   

Los primeros trabajos de los científicos J. Arthur Harris y Francis G. Benedict demostraron que se podían obtener valores aproximados del metabolismo basal (TMB) utilizando la superficie corporal (calculada a partir de la altura y el peso), la edad y el sexo, junto con las mediciones de oxígeno y dióxido de carbono obtenidas mediante calorimetría. ( Los libros de texto de fisiología del ejercicio incluyen tablas que muestran la conversión de la altura y la superficie corporal en relación con el peso y los valores metabólicos basales).

Los estudios también demostraron que, al eliminar las diferencias sexuales que se producen con la acumulación de tejido adiposo mediante la expresión de la tasa metabólica por unidad de masa corporal magra o libre de grasa , los valores entre sexos para el metabolismo basal son esencialmente los mismos. El estudio de 2005 mencionado anteriormente, en particular, encontró que el 62 % de la variación en la TMB entre los participantes se explicaba por las diferencias en la masa libre de grasa (MLG). Otros factores que explicaban la variación incluían la masa grasa (7 %), la edad (2 %) y el error experimental , incluyendo la diferencia intrasujeto (2 %). El resto de la variación (27 %) no se explicó. Esta diferencia restante no se explicaba por el sexo, los niveles de leptina, los niveles de triyodotironina ni por las diferencias en el tamaño del tejido de órganos altamente energéticos como el cerebro. [ 19 ]

En un estudio de 2012 con 8780 sujetos obesos blancos, se encontró que el peso corporal y la masa libre de grasa tenían un poder predictivo similar para estimar el metabolismo basal (TMB), y que su combinación con el sexo y la edad explicaba el 59 % o el 60 % de la variación. El sexo influye en la determinación del TMB en niños y adolescentes, pero no en adultos. Además, la reducción del TMB relacionada con la edad se explica principalmente por la disminución de la masa libre de grasa. [ 20 ]

El metabolismo basal (TMB) de la persona promedio también ha cambiado con el tiempo. Un estudio transversal de más de 1400 sujetos en Europa y Estados Unidos mostró que, una vez ajustado por las diferencias en la composición corporal (masa magra y grasa) y la edad, el TMB ha disminuido en los últimos 35 años. [ 21 ] Esta disminución también se observó en un metaanálisis de más de 150 estudios que datan de principios de la década de 1920, lo que se traduce en una disminución del gasto energético total de aproximadamente un 6 %. [ 21 ]

Fórmulas para la estimación del metabolismo basal

Desde principios del siglo XX hasta el XXI se han publicado varias ecuaciones para predecir la cantidad de calorías que necesitan los seres humanos.

Ecuaciones basadas en el peso corporal total

Históricamente, era difícil obtener mediciones precisas de la composición corporal. Dado que las tecnologías para medir la masa corporal magra directamente (por ejemplo, la absorciometría de rayos X de doble energía ) no existían cuando los primeros investigadores desarrollaron estas ecuaciones, se basaron en el peso corporal total, la altura, la edad y el sexo como indicadores indirectos de la actividad metabólica. En cada una de las fórmulas siguientes: [ 22 ]

  • P es la producción total de calor en completo reposo,
  • m es la masa (kg),
  • h es la altura (cm),
  • a es la edad (años).

La ecuación original de Harris-Benedict (1919)

La fórmula temprana más notable fue la ecuación de Harris-Benedict , publicada en 1919: [ 22 ]

para hombres,PAG=(13.7516metro1 kg+5.0033h1 centímetro−6.7550a1 año+66.4730)kcaldía,{\displaystyle P=\left({\frac {13.7516m}{1~{\text{kg}}}}+{\frac {5.0033h}{1~{\text{cm}}}}-{\frac {6.7550a}{1~{\text{año}}}}+66.4730\right){\frac {\text{kcal}}{\text{día}}},}
para las mujeres,PAG=(9.5634metro1 kg+1.8496h1 centímetro−4.6756a1 año+655.0955)kcaldía.{\displaystyle P=\left({\frac {9.5634m}{1~{\text{kg}}}}+{\frac {1.8496h}{1~{\text{cm}}}}-{\frac {4.6756a}{1~{\text{año}}}}+655.0955\right){\frac {\text{kcal}}{\text{día}}}.}

La diferencia en el metabolismo basal (TMB) entre hombres y mujeres se debe principalmente a las diferencias en la masa corporal. Por ejemplo, una mujer de 55 años que pesa 59 kg (130 libras) y mide 168 cm (66 pulgadas ) tendría un TMB de 1272 kilocalorías (5320 kJ) al día.   

La ecuación revisada de Harris-Benedict (1984)

En 1984, las ecuaciones originales de Harris-Benedict fueron revisadas [ 23 ] utilizando nuevos datos. En comparaciones con el gasto real, se encontró que las ecuaciones revisadas eran más precisas: [ 24 ]

para hombres,PAG=(13.397metro1 kg+4.799h1 centímetro−5.677a1 año+88.362)kcaldía,{\displaystyle P=\left({\frac {13.397m}{1~{\text{kg}}}}+{\frac {4.799h}{1~{\text{cm}}}}-{\frac {5.677a}{1~{\text{año}}}}+88.362\right){\frac {\text{kcal}}{\text{día}}},}
para las mujeres,PAG=(9.247metro1 kg+3.098h1 centímetro−4.330a1 año+447.593)kcaldía.{\displaystyle P=\left({\frac {9.247m}{1~{\text{kg}}}}+{\frac {3.098h}{1~{\text{cm}}}}-{\frac {4.330a}{1~{\text{año}}}}+447.593\right){\frac {\text{kcal}}{\text{día}}}.}

Fue la mejor ecuación de predicción hasta 1990, cuando Mifflin et al. [ 25 ] introdujeron la ecuación:

La ecuación de Mifflin - St Jeor (1990)

PAG=(10.0metro1 kg+6.25h1 centímetro−5.0a1 año+s)kcaldía,{\displaystyle P=\left({\frac {10.0m}{1~{\text{kg}}}}+{\frac {6.25h}{1~{\text{cm}}}}-{\frac {5.0a}{1~{\text{año}}}}+s\right){\frac {\text{kcal}}{\text{día}}},}

donde s es +5 para los hombres y −161 para las mujeres.

Según esta fórmula, la mujer del ejemplo anterior tiene un metabolismo basal de 1204 kilocalorías (5040 kJ) al día. Durante los últimos 100 años, los estilos de vida han cambiado, y Frankenfield et al. [ 26 ] demostraron que es aproximadamente un 5 % más preciso.  

Fórmulas de Lazzer para el peso corporal (2010)

Las siguientes fórmulas se basan en una población de personas blancas obesas que participaron en un estudio italiano.

PAGniños y adolescentes=(50metro1 kg−57a1 año+1007s+3804)kJdía,{\displaystyle P_{\text{niños y adolescentes}}=\left({\frac {50m}{1~{\text{kg}}}}-{\frac {57a}{1~{\text{año}}}}+1007s+3804\right){\frac {\text{kJ}}{\text{día}}},}
PAGadulto=(46metro1 kg−14a1 año+1140s+3252)kJdía,{\displaystyle P_{\text{adulto}}=\left({\frac {46m}{1~{\text{kg}}}}-{\frac {14a}{1~{\text{año}}}}+1140s+3252\right){\frac {\text{kJ}}{\text{día}}},}

donde s es 0 para las mujeres y 1 para los hombres. [ 20 ]

Ecuaciones basadas en la masa corporal magra

Estas fórmulas tienen en cuenta la masa corporal magra , lo que las hace potencialmente más precisas para individuos con composiciones corporales que difieren significativamente del promedio (como atletas y personas obesas). A continuación:

La fórmula de Katch-McArdle (2006)

La fórmula de Katch-McArdle se utiliza para predecir el gasto energético diario en reposo (GEDR). [ 27 ] La fórmula de Cunningham se cita comúnmente para predecir el metabolismo basal en reposo (MBR) en lugar del metabolismo basal (MB); sin embargo, las fórmulas proporcionadas por Katch-McArdle y Cunningham son las mismas. [ 28 ]

PAG=370+21.6⋅l.{\displaystyle P=370+21.6\cdot l.}

Según esta fórmula, si la mujer del ejemplo tiene un porcentaje de grasa corporal del 30%, su gasto energético diario en reposo (los autores utilizan indistintamente los términos metabolismo basal y metabolismo en reposo) sería de 1262  kcal al día.

Fórmulas de Lazzer para ganar masa muscular magra (2010)

Las siguientes fórmulas se basan en una población de personas blancas obesas que participaron en un estudio italiano.

PAGniños y adolescentes=(99l1 kg−28a1 año+749s+3640)kJdía,{\displaystyle P_{\text{niños y adolescentes}}=\left({\frac {99l}{1~{\text{kg}}}}-{\frac {28a}{1~{\text{año}}}}+749s+3640\right){\frac {\text{kJ}}{\text{día}}},}
PAGadulto=(82l1 kg−10a1 año−44s+3517)kJdía.{\displaystyle P_{\text{adulto}}=\left({\frac {82l}{1~{\text{kg}}}}-{\frac {10a}{1~{\text{año}}}}-44s+3517\right){\frac {\text{kJ}}{\text{día}}}.}

donde s es 0 para las mujeres y 1 para los hombres. [ 20 ]

Al comparar la fórmula de masa magra para adultos con la fórmula de masa corporal para adultos, se observa que la influencia del género se reduce notablemente. (De hecho, el intervalo de confianza de la pendiente incluye el 0, lo que demuestra que el género no tiene un efecto estadísticamente significativo). La pendiente para la edad también es notablemente menor, lo que respalda la idea de que la disminución del metabolismo basal relacionada con la edad se explica principalmente por la pérdida de masa magra. [ 20 ]

Bioquímica

Termogénesis posprandial: los aumentos en la tasa metabólica basal se producen en diferentes grados dependiendo de la composición de los alimentos consumidos.

Aproximadamente el 70% del gasto energético total de un ser humano se debe a los procesos vitales basales que tienen lugar en los órganos del cuerpo (véase la tabla). Alrededor del 20% del gasto energético proviene de la actividad física y otro 10% de la termogénesis o digestión de los alimentos (termogénesis posprandial ). [ 30 ] Todos estos procesos requieren una ingesta de oxígeno junto con coenzimas para proporcionar energía para la supervivencia (generalmente de macronutrientes como carbohidratos, grasas y proteínas) y expulsar dióxido de carbono, debido al procesamiento delciclo de Krebs.

Para el metabolismo basal, la mayor parte de la energía se consume en mantener los niveles de líquidos en los tejidos a través de la osmorregulación , y solo alrededor de una décima parte se consume en trabajo mecánico , como la digestión, los latidos del corazón y la respiración. [ 31 ]

Las reacciones exergónicas liberan energía y generalmente son catabólicas. Las reacciones endergónicas requieren energía e incluyen las reacciones anabólicas y la contracción muscular. El metabolismo es la suma de todas las reacciones catabólicas, exergónicas, anabólicas y endergónicas.

El trifosfato de adenosina (ATP) es la molécula intermedia que impulsa la transferencia exergónica de energía para pasar a las reacciones anabólicas endergónicas utilizadas en la contracción muscular. Esto es lo que hace que los músculos trabajen, lo cual puede requerir una degradación, y también que se fortalezcan durante el período de descanso, que ocurre durante la fase de fortalecimiento asociada con la contracción muscular. El ATP está compuesto por adenina, una base nitrogenada, ribosa, un azúcar de cinco carbonos (denominados colectivamente adenosina), y tres grupos fosfato. El ATP es una molécula de alta energía porque almacena grandes cantidades de energía en los enlaces químicos de los dos grupos fosfato terminales. La ruptura de estos enlaces químicos en el ciclo de Krebs proporciona la energía necesaria para la contracción muscular.

Glucosa

Dado que la proporción de átomos de hidrógeno y oxígeno en todos los carbohidratos es siempre la misma que en el agua (es decir, 2 a 1), todo el oxígeno consumido por las células se utiliza para oxidar el carbono de la molécula de carbohidrato y formar dióxido de carbono. Por consiguiente, durante la oxidación completa de una molécula de glucosa, se producen seis moléculas de dióxido de carbono y seis de agua, y se consumen seis moléculas de oxígeno.

La ecuación general para esta reacción es

do6H12O6+6O2⟶6CO2+6H2O{\displaystyle {\ce {C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O}}}

(Se producen entre 30 y 32 moléculas de ATP, dependiendo del tipo de transportador mitocondrial; entre 5 y 5,33 moléculas de ATP por molécula de oxígeno).

Debido a que el intercambio de gases en esta reacción es igual, el cociente respiratorio (CR) para los carbohidratos es la unidad o 1,0:

RQ=6CO26O2=1.0.{\displaystyle {\text{RQ}}={\frac {{\ce {6 CO2}}}{{\ce {6 O2}}}}=1.0.}

Grasas

La composición química de las grasas difiere de la de los carbohidratos, ya que las grasas contienen considerablemente menos átomos de oxígeno en proporción a los átomos de carbono e hidrógeno. En las tablas de información nutricional, las grasas se dividen generalmente en seis categorías: grasas totales, ácidos grasos saturados , ácidos grasos poliinsaturados , ácidos grasos monoinsaturados , colesterol dietético y ácidos grasos trans . Desde una perspectiva metabólica basal o en reposo, se necesita más energía para metabolizar un ácido graso saturado que uno insaturado. La molécula de ácido graso se descompone y clasifica según el número de átomos de carbono en su estructura molecular. La ecuación química para el metabolismo de los doce a dieciséis átomos de carbono en una molécula de ácido graso saturado muestra la diferencia entre el metabolismo de los carbohidratos y el de los ácidos grasos. El ácido palmítico es un ejemplo comúnmente estudiado de molécula de ácido graso saturado.

La ecuación general para la utilización del sustrato de ácido palmítico es

do16H32O2+23O2⟶16CO2+16H2O{\displaystyle {\ce {C16H32O2 + 23 O2 -> 16 CO2 + 16 H2O}}}

(Se producen 106 moléculas de ATP, lo que equivale a 4,61 moléculas de ATP por molécula de oxígeno).

Por lo tanto, el RQ para el ácido palmítico es 0,696:

RQ=16CO223O2=0,696.{\displaystyle {\text{R.Q.}}={\frac {{\ce {16 CO2}}}{{\ce {23 O2}}}}=0.696.}

Proteínas

Las proteínas están compuestas de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, dispuestos de diversas maneras para formar una gran combinación de aminoácidos . A diferencia de la grasa, el cuerpo no almacena proteínas. Todas se encuentran en el organismo como componentes importantes de los tejidos, las hormonas sanguíneas y las enzimas. Los componentes estructurales del cuerpo que contienen estos aminoácidos se degradan y regeneran continuamente. El cociente respiratorio para el metabolismo de las proteínas se puede demostrar mediante la ecuación química de la oxidación de la albúmina:

do72H112norte18O22S+77O2⟶63CO2+38H2O+ENTONCES3+9CO(NUEVA HAMPSHIRE2)2{\displaystyle {\ce {C72H112N18O22S + 77 O2 -> 63 CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO(NH2)2}}}

El RQ para la albúmina es 0,818:

RQ=63CO277O2=0,818.{\displaystyle {\text{R.Q.}}={\frac {{\ce {63 CO2}}}{{\ce {77 O2}}}}=0.818.}

La importancia de este proceso para comprender el metabolismo de las proteínas radica en que el organismo puede combinar los tres macronutrientes y, en función de la densidad mitocondrial, establecer una proporción óptima que determina la cantidad de combustible que se utiliza en cada compartimento para el trabajo muscular. Se estima que el catabolismo (degradación) de las proteínas aporta entre el 10 % y el 15 % del requerimiento energético total durante una sesión de entrenamiento aeróbico de dos horas. Este proceso puede degradar gravemente las estructuras proteicas esenciales para la supervivencia, como las propiedades contráctiles de las proteínas cardíacas, las mitocondrias celulares, el almacenamiento de mioglobina y las enzimas metabólicas musculares.

El sistema oxidativo (aeróbico) es la principal fuente de ATP que el cuerpo recibe en reposo y durante actividades de baja intensidad, y utiliza principalmente carbohidratos y grasas como sustratos. Las proteínas no se metabolizan significativamente, excepto durante ayunos prolongados y sesiones de ejercicio prolongadas (de más de 90 minutos). En reposo, aproximadamente el 70 % del ATP producido proviene de las grasas y el 30 % de los carbohidratos. Al comenzar la actividad, a medida que aumenta la intensidad del ejercicio, se produce un cambio en la preferencia de sustrato, pasando de las grasas a los carbohidratos. Durante el ejercicio aeróbico de alta intensidad, casi el 100 % de la energía proviene de los carbohidratos, si se dispone de un suministro adecuado.

Ejercicio aeróbico frente a ejercicio anaeróbico

Estudios publicados en 1992 [ 32 ] y 1997 [ 33 ] indican que el nivel de aptitud aeróbica de un individuo no guarda correlación con su metabolismo basal. Ambos estudios concluyen que los niveles de aptitud aeróbica no mejoran la capacidad predictiva de la masa libre de grasa para la tasa metabólica basal.

Sin embargo, una investigación reciente del Journal of Applied Physiology , publicada en 2012, [ 34 ] comparó el entrenamiento de resistencia y el entrenamiento aeróbico en la masa corporal y la masa grasa en adultos con sobrepeso (STRRIDE AT/RT). Cuando se evalúa el compromiso de tiempo frente al beneficio para la salud, el entrenamiento aeróbico es el modo óptimo de ejercicio para reducir la masa grasa y la masa corporal como consideración principal, y el entrenamiento de resistencia es bueno como factor secundario cuando el envejecimiento y la masa magra son una preocupación. El entrenamiento de resistencia causa lesiones con una tasa mucho mayor que el entrenamiento aeróbico. [ 34 ] En comparación con el entrenamiento de resistencia, se encontró que el entrenamiento aeróbico resultó en una reducción significativamente más pronunciada del peso corporal al mejorar el sistema cardiovascular, que es el factor principal en la utilización metabólica de sustratos grasos. El entrenamiento de resistencia, si el tiempo está disponible, también es útil en el metabolismo posterior al ejercicio, pero es un factor coadyuvante porque el cuerpo necesita recuperarse suficientemente entre episodios de entrenamiento de resistencia, mientras que el cuerpo puede aceptar el entrenamiento aeróbico todos los días. RMR y BMR son medidas del consumo diario de calorías. [ 35 ] [ 34 ] La mayoría de los estudios que se publican sobre este tema analizan el ejercicio aeróbico debido a su eficacia para la salud y el control del peso.

El ejercicio anaeróbico , como el levantamiento de pesas , desarrolla masa muscular adicional. El músculo contribuye a la masa libre de grasa de un individuo y, por lo tanto, los resultados efectivos del ejercicio anaeróbico aumentarán el TMB. [ 36 ] Sin embargo, el efecto real sobre el TMB es controvertido y difícil de cuantificar. Varios estudios [ 37 ] [ 38 ] sugieren que la tasa metabólica en reposo del músculo entrenado es de alrededor de 55  kJ/kg por día; entonces se deduce que incluso un aumento sustancial en la masa muscular — digamos 5 kg — tendría solo un impacto menor en el TMB.

Longevidad

En 1926, Raymond Pearl propuso que la longevidad varía inversamente con la tasa metabólica basal (la "hipótesis de la tasa de vida"). Esta hipótesis se apoya en el hecho de que los mamíferos de mayor tamaño corporal tienen una mayor esperanza de vida máxima (los animales grandes tienen tasas metabólicas totales más altas, pero la tasa metabólica a nivel celular es mucho menor, y la frecuencia respiratoria y el ritmo cardíaco son más lentos en los animales más grandes) y en el hecho de que la longevidad de las moscas de la fruta varía inversamente con la temperatura ambiente . [ 39 ] Además, la esperanza de vida de las moscas domésticas puede prolongarse al impedir la actividad física. [ 40 ] Esta teoría se ha visto reforzada por varios estudios nuevos que vinculan una menor tasa metabólica basal con una mayor esperanza de vida en todo el reino animal, incluidos los humanos. La restricción calórica y la reducción de los niveles de hormona tiroidea, que disminuyen la tasa metabólica, se han asociado con una mayor longevidad en los animales. [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]

Sin embargo, la relación entre el gasto energético diario total y la tasa metabólica basal puede variar entre 1,6 y 8,0 entre especies de mamíferos . Los animales también varían en el grado de acoplamiento entre la fosforilación oxidativa y la producción de ATP , la cantidad de grasa saturada en las membranas mitocondriales , la cantidad de reparación del ADN y muchos otros factores que afectan la esperanza de vida máxima. [ 45 ]

Un problema para comprender las asociaciones entre la longevidad y el metabolismo es que los cambios en el metabolismo a menudo se ven confundidos por otros factores que pueden afectar la longevidad. Por ejemplo, bajo restricción calórica, la tasa metabólica corporal total disminuye a medida que aumenta la restricción, pero la temperatura corporal también sigue el mismo patrón. Al manipular la temperatura ambiente y la exposición al viento, se demostró en ratones y hámsteres que la temperatura corporal es un modulador de la longevidad más importante que la tasa metabólica. [ 46 ]

Consideraciones médicas

El metabolismo de una persona varía según su condición física y nivel de actividad. El entrenamiento con pesas puede tener un impacto más prolongado en el metabolismo que el entrenamiento aeróbico , pero no existen fórmulas matemáticas conocidas que puedan predecir con exactitud la duración del aumento del metabolismo derivado de los cambios tróficos producidos por el entrenamiento neuromuscular anabólico.

Una disminución en la ingesta de alimentos generalmente reduce la tasa metabólica, ya que el cuerpo intenta conservar energía. [ 47 ] El investigador Gary Foster estima que una dieta muy baja en calorías, de menos de 800 calorías al día, reduciría la tasa metabólica en más del 10 por ciento. [ 48 ]

Algunos fármacos pueden afectar la tasa metabólica: los agentes antitiroideos (medicamentos utilizados para tratar el hipertiroidismo ) , como el propiltiouracilo y el metimazol,reducen la tasa metabólica a niveles normales, restableciendo el eutiroidismo. Algunas investigaciones se han centrado en el desarrollo de fármacos contra la obesidad para aumentar la tasa metabólica, como los que estimulan la termogénesis en el músculo .esquelético

La tasa metabólica puede elevarse en situaciones de estrés , enfermedad y diabetes . La menopausia también puede afectar el metabolismo. [ 49 ]

Véase también

Referencias

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