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En los EE. UU., la energía biológica se expresa mediante la unidad de energía Caloría con C mayúscula (es decir, una kilocaloría), que equivale a la energía necesaria para aumentar la temperatura de 1 kilogramo de agua en 1 °C (alrededor de 4,18 kJ).[6]
El balance energético, a través de reacciones biosintéticas, se puede medir con la siguiente ecuación:[1]
Ingesta de energía (de alimentos y líquidos) = Energía gastada (a través del trabajo y el calor generado) + Cambio en la energía almacenada (grasa corporal y almacenamiento de glucógeno)
La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye. Pero la energía se puede convertir de una forma de energía a otra. Entonces, cuando se consume una caloría de la energía de los alimentos, ocurre uno de los tres efectos particulares dentro del cuerpo: una porción de esa caloría puede almacenarse como grasa corporal, triglicéridos o glucógeno, transferirse a las células y convertirse en energía química en forma de trifosfato de adenosina (ATP, una coenzima) o compuestos relacionados, o disipados en forma de calor.
Consumo
La ingesta de energía se mide por la cantidad de calorías consumidas de alimentos y líquidos.[1] La ingesta de energía está modulada por el hambre, que está regulada principalmente por el hipotálamo,[1] y la elección, que está determinada por los conjuntos de estructuras cerebrales que son responsables del control del estímulo (es decir, el condicionamiento operante y el condicionamiento clásico) y el control cognitivo de comer comportamiento.[8][9] El hambre está regulada en parte por la acción de ciertas hormonas peptídicas y neuropéptidos (p. ej., insulina, leptina, grelina y neuropéptido Y, entre otros) en el hipotálamo.[1][10]
Gasto
Más información: Déficit calórico
El gasto de energía es principalmente una suma de calor interno producido y trabajo externo. El calor interno producido es, a su vez, principalmente una suma de la tasa metabólica basal (TMB) y el efecto térmico de los alimentos. El trabajo externo se puede estimar midiendo el nivel de actividad física (PAL). [cita requerida]
Desequilibrio
Más información: Trastorno nutricional
La Teoría del Punto de Ajuste, introducida por primera vez en 1953, postuló que cada cuerpo tiene un peso fijo preprogramado, con mecanismos reguladores para compensar. Esta teoría fue rápidamente adoptada y utilizada para explicar las fallas en el desarrollo de procedimientos de pérdida de peso efectivos y sostenidos. Una revisión sistemática de 2019 de múltiples intervenciones de cambio de peso en humanos, incluida la dieta, el ejercicio y la sobrealimentación, encontró «errores energéticos» sistemáticos, la pérdida o ganancia de calorías no compensada, para todos estos procedimientos. Esto muestra que el cuerpo no puede compensar con precisión los errores en la ingesta de energía/calorías, contrario a lo que plantea la teoría del punto de ajuste, y podría explicar tanto la pérdida como el aumento de peso, como la obesidad. Esta revisión se realizó en estudios a corto plazo, por lo tanto, dicho mecanismo no se puede excluir a largo plazo, ya que actualmente falta evidencia en este marco de tiempo.[11][12]
Saldo positivo
Un balance positivo es el resultado de que la ingesta de energía sea mayor que la que se consume en el trabajo externo y otros medios corporales de gasto de energía.
Las principales causas prevenibles son:
Comer en exceso, lo que resulta en una mayor ingesta de energía.
Estilo de vida sedentario, lo que resulta en una disminución del gasto de energía a través del trabajo externo
Un balance positivo da como resultado que la energía se almacene en forma de grasa y/o músculo, lo que provoca un aumento de peso. Con el tiempo, se pueden desarrollar sobrepeso y obesidad, con las consiguientes complicaciones.
Balance negativo
Un saldo negativo es el resultado de que la ingesta de energía es menor que la que se consume en trabajo externo y otros medios corporales de gasto de energía.
La principal causa es la falta de alimentación por una condición médica como disminución del apetito, anorexia nerviosa, enfermedad digestiva, o por alguna circunstancia como el ayuno o la falta de acceso a los alimentos. El hipertiroidismo también puede ser una causa.
Requisitos
El requerimiento normal de energía, y por lo tanto la ingesta normal de energía, depende principalmente de la edad, el sexo y el nivel de actividad física (PAL). La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) ha compilado un informe detallado sobre las necesidades energéticas humanas.[13] Un método más antiguo pero de uso común y bastante preciso es la ecuación de Harris-Benedict.
Sin embargo, actualmente hay estudios en curso para mostrar si la restricción calórica por debajo de los valores normales tiene efectos beneficiosos, y aunque están mostrando indicaciones positivas en primates no humanos[14][15], todavía no es seguro si la restricción calórica tiene un efecto positivo. efecto sobre la longevidad de los humanos y otros primates.[14][15] Se puede considerar que la restricción calórica logra el equilibrio energético con una ingesta y un gasto menores y, en este sentido, generalmente no es un desequilibrio energético, excepto por un desequilibrio inicial en el que la disminución del gasto aún no se ha correspondido con la disminución de la ingesta.
