Módulo 1.2. Alimentos, requerimientos, dieta equilibrada y estado nutricional.

8.1.2. Medición indirecta del gasto energético: calorimetría indirecta

Es la determinación del gasto energético individual mediante la medición del consumo de oxígeno (O2) y de la producción de dióxido de carbono (CO2). Este método se basa en el simple hecho de que la energía metabólica procede de la oxidación de los principios inmediatos, lo que supone un consumo de O2 y una generación de CO2 y de agua (H2O);  no obstante, como ya se ha descrito, dicha oxidación es completa en el caso de las grasas y de los hidratos de carbono, pero no así en el de las proteínas ya que éstas generan, además, compuestos nitrogenados que conservan energía (G) y que son transformados posteriormente en urea a costa de una cierto gasto energético.

La combustión completa de los tres principios inmediatos en una bomba calorimétrica, como la representada en la figura 1.18,  pone en juego las siguientes proporciones de oxígeno, dióxido de carbono y agua por cada gramo de sustrato:

a) 1g de glucosa + 0,746 litros de O2 ———–> 0,746 litros de C02 y 0,6 gramos de H2O

 b) 1g de grasa + 2,029 litros de O2 ————-> 1,430 litros de C02 y 1,09 gramos de H2O

 c) 1g de proteína + 0,966 litros de O2 ———> 0,782 litros de C02 y 0,45 gramos de H2O

Las anteriores reacciones son extrapolables al organismo en el caso de la glucosa y de las grasas pero no en el de las proteínas, dado que en la bomba se oxida el nitrógeno proteico, algo que no ocurre en el organismo. Sin embargo, es fácil conocer la cantidad de nitrógeno derivado del catabolismo proteico al coincidir éste con el nitrógeno urinario (Nu); por otro lado, se sabe que el nitrógeno representa alrededor del 16% de la masa proteica, de manera que 1 g de Nu equivale a 6,25 g de proteínas metabolizadas, es decir, oxidadas. Así, por cada g de Nu, el volumen de O2 , CO2 y H2O involucrados en la combustión metabólica de las proteínas será el resultado de multiplicar 6,25 por 0,966, por 0,782  y por 0,45 respectivamente (véanse los valores de la reacción c),  obteniéndose de este modo, 6,04 litros de O2,  4,881 litros de CO2 y 2,81 litros de H2O.

Así, resulta la siguiente reacción de oxidación:

1 g de N + 6,04 litros de O2 —————————–> 4,88 l de CO2 + 2,81 g de H2O

De esta manera, si  mediante la calorímetría indirecta es posible conocer el volumen de Oconsumido (VO2), el volumen de CO2 producido (VCO2), así como el nitrógeno urinario (Nu), será sencillo calcular las cantidades de grasa y de hidratos de carbono que han sido oxidadas resolviendo las siguientes ecuaciones:

  • Ecuación 1

VO= 0,746 (g de glucosa) + 2,029 (g de grasa) + 6,04 litros (g conocidos de Nu)

  • Ecuación 2

VCO2 = 0,746 (g de glucosa) + 1,430  (g de grasa) + 4,89 litros (g conocidos de Nu)

  •  Dando como resultado:

g de glucosa = 4,55 (VCO2) – 3,21 (VO2) – 2,87 (g de Nu) 

g de grasas = 1,67 (VO– VCO2) – 1,92 (g de Nu)

Una vez conocidas las cantidades oxidadas de proteínas, hidratos de carbono y grasas, éstas son multiplicadas por su nivel calórico, de tal modo que se obtiene el gasto energético total de la persona:

Gasto energético= g glucosa x (3,7 kcal) + g grasas x (9,1 kcal) + g proteína x (4,1 kcal)

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