ENERGÍAENERGÍA

María Teresa Capurro

La energía se define como la capacidad para realizar trabajo

El trabajo es una forma de energía, de tipo mecánico

Energía y ejercicio

La energía se mide habitualmente en calorías

1 kilocaloría expresa la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 Kg. (1 litro) de agua en 1° Celsius

La energía se expresa habitualmente en kilocalorías (Calorías) o kilojoules.

Energía

1 kcaloría= 4,186 kjoule*

*En 1964 se recomendó utilizar el joule como unidad de medición de energía (SI)

ENERGÍA Y NUTRIENTES

La energía de los alimentos se mide con una Bomba Calorimétrica (medición de la variación de la temperatura del agua luego de quemar totalmente un alimento dado en una atmósfera de oxígeno).

� 1 g de carbohidratos= 4 kilocalorías� 1 g de carbohidratos= 4 kilocalorías� 1 g de proteínas= 4 kilocalorías� 1 g de lípidos= 9 kilocalorías� 1 g de alcohol= 7 kilocalorías

Estos valores en el organismo son algo menores, puesto que NO ABSORBEMOS EL 100% DE LOSNUTRIENTES.

Medición del gasto energético

CALORIMETRÍA DIRECTA

CALORIMETRÍA INDIRECTA

Calorimetría indirecta:

Se basa en la proporcionalidad que existe entre el consumo de O2 y la producción de CO2. Estimar el consumo de O2 en un sujeto por un período determinado mientras realiza una determinada actividad, permite establecer el costo energético de dicha actividad.El examen de calorimetría indirecta se realiza en un El examen de calorimetría indirecta se realiza en un analizador de O2 y CO2 en aire espirado, con sistema de autocalibración, conectado a un equipo de recirculación de aire Canopy, y a un computador. El paciente debe realizárselo con un ayuno de 10 a 12 horas, y luego de 15 minutos de reposo en la camilla, se efectúa el examen por un período de 30 minutos.

El desarrollo de la actividad física

depende del

Aporte energético adecuado a las fibras

ENERGÍA Y ACTIVIDAD FÍSICA

Aporte energético adecuado a las fibras musculares en ejercicio

energía proviene

De las moléculas de adenosín trifosfato (ATP)

ATP + H2O ADP + Pi + 7.3 kcal

NUTRIENTES

ENERGÍA QUÍMICA ATP

ATP: Almacena energía en forma de enlaces de alta energía, disponible en forma inmediata para las funciones corporales, incluyendo la contracción muscular.

Las células utilizan la energía de acuerdo a sus necesidades,

resintetizando continuamente ATP

Para esto, la fibra muscular utiliza los mismos sustratos energéticos que otras células: hidratos de carbono, grasa, proteínas y además, creatín fosfato

Sistemas de suministro energético

Fosfocreatina AnaeróbicoAeróbico

Los 3 sistemas participan siempre y

ATP

Energía para la contracción muscular

y simultáneamente en cualquier ejercicio, generando una resíntesis de ATP en diferente proporción según la intensidad del esfuerzo.

Sistema de la Fosfocreatina (PCr)

� Libera energía al romperse los enlaces entre el grupo fosfato y la creatina.

�Es un proceso anaeróbico aláctico.

� Permite reponer con rapidez el ATP mientras se contrae el músculo. se contrae el músculo.

� Requiere de la enzima creatinkinasa (CK)

Creatina-P Creatina + PiEnergía

ADP + Pi ATP

Creatin kinasa

� Participa principalmente al inicio del ejercicio de alta intensidad.

�El músculo presenta bajas reservas, se pueden agotar en un esfuerzo máximo de 5 a 10

Sistema de la Fosfocreatina (PCr)

agotar en un esfuerzo máximo de 5 a 10 segundos (carrera de velocidad, ciclismo, natación).

� Debe ser resintetizado a partir de los demás sistemas energéticos.

Sistema Anaeróbico láctico

� Sustrato: glucógeno muscular o Glucosa proveniente de circulación.

� ATP: genera 2 moles por mol de glucosa.

� Producto final: ácido pirúvico.Producto final: ácido pirúvico.

Vía aeróbicaÁcido láctico

glucólisis Glucógeno ácido láctico

ATP

� No puede usarse directamente como una fuente de energía para la contracción muscular.

� Reemplaza con bastante rapidez el ATP, mientras éste se está utilizando.

� Importante vía en ejercicios de alta intensidad de más de 10 segundos de duración.

Sistema Anaeróbico

más de 10 segundos de duración.

� Vía prioritaria en esfuerzos físicos cercanos al máximo de entre 30 y 120 segundos de duración.

� En ejercicio sostenido de alta intensidad, la mayor parte es transformado en ácido láctico, por lo cual disminuye el Ph (acidosis).

Consecuencias de la acumulación de ácido láctico.

Estímulo del centro respiratorio, produciendo hiperventilación que origina la sensación de falta de aire.

Deterioro en la función de las enzimas de vía glicolítica, entre ellas fosfofructokinasa, por lo que se perjudica la contracción muscular.

Estímulo de las terminaciones nerviosas en el músculo, causando la sensación de dolor

Sistema Aeróbico

Aminoácidos Glucosa Ác. grasos

ATP

Acetil CoA

Ciclo KrebsCadena transporte de

electronesATP

• Genera mayor cantidad de energía: por cada molécula de glucosa se producen 36 ATP.

• Utiliza diversas formas de reserva energética como sustrato.

• Participa prioritariamente en esfuerzos de una

Sistema Aeróbico

• Participa prioritariamente en esfuerzos de una duración mayor a 4 o 5 minutos.

• Requiere participación del oxígeno, lo que implica:

• Optimización procesos metabólicos musculares

• Participación del sistema cardiaco y respiratorio.

Sistema aeróbico: Carbohidratos.

Glucólisis Ácido pirúvico

Acetil CoA

Mayor captación de ác. Pirúvico.

Menor acumulación de ácido láctico.

Retardar aparición de fatiga.

Sistema aeróbico: Lípidos.

Lípidos Acetil CoA

Beta oxidación

Representación de la secuencia temporal de utilización del combustible energético en la célula muscular

durante el ejercicio

Duración de la actividad deportiva

Principal combustible energético

Menos de 15 segundos Fosfocreatina

De 15 a 30 segundos Fosfocreatina + glucólisis anaeróbicaanaeróbica

De 30 segundos a 2 minutos Glucólisis anaeróbica

De 2 a 3 minutos Glucólisis anaeróbica + vía oxidativa aeróbica

De 3 a 30 minutos Vía oxidativa aeróbica(glucógeno-glucosa)

Más de 30 minutos vía oxidativa aeróbica(ácidos grasos)

¿En qué utilizamos la energía?

Metabolismo Basal (MB-GEB) (menos usada)ó Tasa Metabólica en Reposo (TMR-GER)

60 a 75 %

Actividad Física (NAF-PAL)

La mayor parte se libera como calor, para mantener la temperatura corporal a 37º C

Actividad Física (NAF-PAL)

15 a 30 %

Efecto térmico de los alimentos

10 %

Metabolismo energético en reposo

� El metabolismo humano representa la suma total de todos los cambios físicos y químicos que suceden en el organismo.

� La transformación de energía, la formación de � La transformación de energía, la formación de nuevos compuestos como hormonas, enzimas, el crecimiento de tejido óseo y muscular y la destrucción de tejidos corporales.

� Involucra anabolismo y catabolismo.

Factores que afectan el gasto energético (GE) en reposo

� Tamaño corporal: a > talla, > GE (diferencia en REE de 120

Kcal/día)

� Sexo: Mujeres 5-10 % < GE que hombres

� Composición corporal: masa libre de grasa (o masa corporal magra) es metabólicamente activa

� Edad: a > edad, < masa magra , REE (2-3% por cada década adulto)

� Estado hormonal: hiper ó hipotiroidismo, epinefrina, cortisol, hormona de crecimiento, insulina

Metabolismo basal o Tasa metabólica basal.

• Es la energía necesaria para mantener las funciones corporales en un sujeto despierto, acostado.

• Es la mayor proporción del gasto de energía diario de un individuo sedentario.

� Gasto energético basal es la tasa metabólica basal (TMB) extrapolada a un período de 24 horas.

La tasa metabólica en reposo (TMR) es un � La tasa metabólica en reposo (TMR) es un poco mas alta que la TMB, ya que incluye gasto adicional por ingesta de alimentos, y actividad física previa.

(difieren en menos del 10%)

Termogénesis inducida por alimentos

Se requiere energía para digerir, absorber, transportar, metabolizar y almacenar nutrientes.

Se incrementa la producción de Se incrementa la producción de calor y consumo de oxígeno.

Su magnitud depende de la cantidad y composición de la alimentación.

¿Cómo se calcula el Gasto energético en reposo?

a) Midiéndolo por calorimetría

b) Estimándolo a través de ecuaciones, según el peso, sexo y edad

� Hombres:� Hombres:� 3-9 años: (22,7 x P) + 495

� 10-17: (17,5 x P) + 651

� 18-29: (15.3 x P) +679

� 30-60: (11,6 x P) + 879

� > 60: (13.5 x P) + 487 (P=peso en Kg)

Cálculo de Gasto energético en reposo.

� Mujeres:

� 3-9 años: (22,5 x P) + 499

� 10-17: (12,2 x P) + 746

� 18-29: (14.7 x P) + 496

� 30-60: (8,7 x P) + 829

� > 60: (10.5 x P) + 596

Composición corporal y gasto de energía en reposo.

� Baja peso corporal (músculo y grasa) disminuye el GER.

� Disminuye en obesos que hacen dietas restrictivas.restrictivas.

� Mantener peso corporal normal mientras se disminuye grasa y aumenta masa muscular, aumenta el GER.

Alimentación del DeportistaDistribución de las calorías diarias:

Hidratos de Carbono: 55 - 65 % Grasas 20 - 27 %Proteínas 10 - 18 %

Hidratos de Carbono: Preferir los complejos sobre los

simples, en caso de comer simples, elegir los que

provengan de frutas, verduras o leche y no de golosinas

o bebidas de fantasía.

Grasas: Preferir las grasas insaturadas sobre las

saturadas, tales como las de aceites vegetales, en vez

de las de origen animal.

Efecto del ejercicio sobre el gasto energético.� Cualquier actividad física aumentará el gasto

energético sobre el GER.

� El ejercicio afecta el índice metabólico dependiendo de la intensidad o velocidad.

Tipo I: oxidativas lentas Rojas, de contracción lenta.

Tipo de fibra muscular y producción de energía

Tipo I: oxidativas lentas

(predominan en ejercicio de resistencia)

Rojas, de contracción lenta. Aeróbicas.

Tipo II a: glucolítica de oxidación rápida.

Fibras rojas, de contracción rápida. Aeróbicas y/ anaeróbicas (ácido láctico).

ATP- PCr.

Tipo II b: glucolítica de contracción rápida

Fibra blanca. Principalmente por proceso anaeróbico. ATP- PCr.

La INTENSIDAD del EJERCICIO o VELOCIDAD: El factor más importante sobre el gasto energético

Nivel de intensidad Gasto calórico por minuto

Índice metabólico reposo 1.0

Sentarse y escribir 2.0

Caminar a 3.2 km /h 3.3Caminar a 3.2 km /h 3.3

Caminar a 5 km /h 4.2

Correr a 8 km/h 9.4

Correr a 16 km/h 18.8

Correr a 24 km/h 29.3

Correr a 32 km/h 38.7

Levantamiento pesas máximo > 90.0

¿Cómo se expresa el gasto de energía del metabolismo en el ejercicio?

� Se ha expresado de diversas formas: calorías por minuto con base en el peso corporal, kilojoules (kj), captación de oxígeno y MET.

� MET: unidad que representa los múltiplos del índice metabólico en reposo

Gasto calórico aproximado por minuto para diversas actividades físicas. (Sólo por el tiempo en que se realiza la actividad). Existen diferencias por género.

Peso (Kg) 48 50 55 61 68 70 100

Ciclismo plano (8km/h)

2.0 2.1 2.4 2.6 2.9 3.0 4.3

Natación pecho

(18 m/min)

3.3 3.5 3.8 4.3 4.8 4.9 7.0

Básquetbol 5.2 5.5 6.0 6.7 7.5 7.7 11.05.2 5.5 6.0 6.7 7.5 7.7 11.0

Fútbol 6.2 6.6 7.2 8.1 9.0 9.3 13.2

Tenis competencia

6.7 7.1 7.7 8.7 9.8 10.1 14.4

Montañismo 6.8 7.2 7.8 8.8 9.8 10.2 14.5

Karate 8.9 9.3 10.2 11.5 12.8 13.2 18.8

Correr

(19.2 km/h)

15.2 16.0 17.4 19.7 21.9 22.6 32.2

Tipo de actividades que aumentan más el gasto de energía.

� Actividades que:� Ocupen grandes grupos musculares del cuerpo.� Se realicen continuamente.� Dependen de la intensidad y duración del � Dependen de la intensidad y duración del

ejercicio.� Ejemplos: caminata rápida, correr, natación,

ciclismo, danza aeróbica.

Clasificación de las actividades físicas con base en el índice de gasto de energía.

Ejercicio aeróbico ligero, leve (< 5 kcal/min)

Béisbol danza, vals caminata (3-5 km/h)ciclismo (8 km/h) golf tiro al arcobolos natación (18-22 m/min)

Ejercicio aeróbico moderado (5-10 kcal/min)

Básquetbol recreativo saltar cuerda (60 spm)Básquetbol recreativo saltar cuerda (60 spm)ciclismo (16 km/h) tenis recreativo caminata (5-7 km/h) danza aeróbica entrenamiento con pesas

Ejercicio aeróbico moderadamente alto a alto (> 10 kcal/min)

Ciclismo (24-32 km/h) saltar cuerda (120-140 spm) patines en línea (16-24 km/h) caminata 8.9.5 km/h)correr (9,5-14,5 km/h) natación (46-64 m/min) tenis competitivo

Nota: Estos están estimados para un peso de 70 kilos. Si pesan menos, el gasto será menor y si pesan más, mayor.

Efectos metabólicos posteriores al ejercicio

� El ejercicio aumenta el índice metabólico y lo mantendrá elevado en el periodo de recuperación (aumento en temperatura corporal, adrenalina, circulación, respiración).

Existen datos que muestran un aumento por � Existen datos que muestran un aumento por sobre el GER de un 4 a un 16%, por periodos que oscilan entre 20 minutos a 4 horas.

� Esto puede que no influya directamente en la pérdida de peso, pero si en la disminución del GER producida en dietas restrictivas.

Uso de cafeína y efectos en el organismoDosis: 10 mg. Kg-1 (70 kg: 257 mg) 1 h antes de la competenciaÚtil: Ejercicios prolongados de resistencia y los intensos de corta duración

� Produce efectos estimulantes en el sistema nervioso central.

� Falta de percepción del agotamiento, similares a las anfetaminas.

� También aumenta la situación de alerta y de � También aumenta la situación de alerta y de coordinación, así como una mejoría de los reflejos.

� A nivel metabólico, favorece la lipólisis y la utilización de ácidos grasos, por lo que se produce el ahorro de glucógeno. No existen indicios de que su utilización mejore el VO2 Max.

1 cucharadita Nescafé Fina Selección (1.8 g) = 100 mg

1 cucharadita de Nescafé Dolca (1.8 g) = 50 mg

¿Cómo calcular la energía que se requiere consumir?

GER x AF

…depende del nivel de actividad física (NAF)!

Sedentarismo ≥1 a < 1,4

¿Cuánta es la energía que se requiere consumir?

Poco activo ≥1.4-<1.6

Activo ≥1.6 < 1.9

Muy activo ≥ 1.9 < 2.5

Ejemplos

� Mujer de 55 kilos, 35 años, poco activa.

� GER:

� Hombre 70 kilos, 20 años, activo.

� GER: � 30-60: (8,7 x P) + 829=

1308 kcal

� GET: GER x NAF� 1308 x 1.4= 1831 kcal

� 18-29: ( 15.3 x P) +679= 1750 kcal

� GET: GER x NAF� 1750 x 1.6 = 2800 kcal

15 % proteínas1831 kcal: 25 % lípidos

60 % hidratos de carbono

NIVEL PORCIONES DIARIAS

EJEMPLO de ALIMENTOS durante el día

CEREALES 5 1 1/2 marraqueta, ¾ taza de arroz cocido, 1 papa

VERDURAS GENERAL

2 1/2 taza de acelgas cocidas, ¾ taza de champiñones

VERDURAS LIBRE 2 1 taza de lechuga, 1 tomate regular

CANTIDAD DE PORCIONES DE LA PIRÁMIDE ALIMENTARIA Y ALIMENTOS

Ejemplo de pauta para el caso anterior

VERDURAS LIBRE CONSUMO

2 1 taza de lechuga, 1 tomate regular

FRUTAS 3 1 naranja reg., 1 pera chica, 1 manzana chica

CARNES 3 1 trozo de salmón (160 g), 1 rebanada de jamón de pavo

LÁCTEOS (S.D.) 3 2 tazas de leche semidescremada y 1 yogurt

ACEITES 1.25 5 cucharaditas en el día

ALIMENTOS R. L. 0.5 1 ½ cucharada de palta

AZÚCAR 4 2 cucharaditas de azúcar, 1 cucharada mermelada

Ejemplos� Persona de 50 kilos,

esquía (6.4 km/h) durante 40 minutos.

� Costo por esa actividad: 7,2 kcal/min

� Persona de 70 kilos, practica ciclismo en plano (16 km/h) durante 45 minutos.

� Costo por esa actividad: 6.6 kcal/min

� 7,2 kcal/min x 40 minutos: 288 kcal

� 1marraqueta (100 g) sin agregado: 280 kcal.

actividad: 6.6 kcal/min

� 6.6 kcal/min x 45 minutos: 297 kcal

� 1marraqueta (100 g) sin agregado: 280 kcal.

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