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¿Cuál es el consumo de energía humana por órgano?

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El cerebro humano utiliza aproximadamente el 25% de la energía metabólica del cuerpo humano. ¿Cómo se gasta el 75% restante, en términos de reparto entre sus diversos sistemas?

Pensé que esto podría responderse con una simple búsqueda, pero no puedo encontrar la respuesta después de buscar mucho. Solo recibí consejos de dieta.

Estoy imaginando la mejor respuesta para lucir como


Porcentaje de tasa metabólica basal por órgano (Educación Abierta BC Campus):

  • Hígado y bazo: 27%
  • Cerebro: 19%
  • Músculo esquelético: 18%
  • Riñones: 10%
  • Corazón: 7%
  • Otros tejidos (pulmones, intestino, piel, huesos, tejido graso, glándulas ...): 19%

Tasa metabólica basal por 1 kg de tejido orgánico específico (kcal / kg de órgano / día) (Tabla 5 de American Journal of Clinical Nutrition, 2010):

  • Corazón: 440 kcal / kg
  • Riñones: 440 kcal / kg
  • Cerebro: 240 kcal / kg
  • Hígado: 200 kcal / kg
  • Músculo esquelético: 13 kcal / kg
  • Tejido adiposo: 4,5 kcal / kg
  • Tejidos residuales (pulmones, intestino, piel, huesos ...): 12 kcal / kg

10.4: Órganos y sistemas de órganos humanos

  • Contribuido por Suzanne Wakim y amp Mandeep Grewal
  • Profesores (Biología Molecular Celular y Ciencias Vegetales) en Butte College

Probablemente hayas escuchado esta canción de Billy Ray Cyrus. Angustia, angustia. todo tiene que ver con el amor. ¿Alguna vez te has preguntado por qué el corazón está asociado con el amor? Alguna vez se pensó que el corazón era el centro de todos los procesos de pensamiento, así como el sitio de todas las emociones. Esta noción puede haber surgido de disecciones anatómicas muy tempranas que encontraron que muchos nervios se pueden rastrear hasta la región del corazón. El hecho de que el corazón pueda comenzar a acelerarse cuando uno está emocionado o excitado emocionalmente puede haber contribuido también a esta idea. De hecho, el corazón no es el órgano que controla los pensamientos o las emociones. El órgano que controla esas funciones es el cerebro. En este concepto, se le presentará el corazón, el cerebro y otros órganos importantes del cuerpo humano.

Figura ( PageIndex <1> ): Twemoji


Intérprete de clima

Los seres humanos transfieren y transforman la energía del medio ambiente en formas útiles para los esfuerzos humanos. Actualmente, las principales fuentes de energía utilizadas por los seres humanos incluyen combustibles, como carbón, petróleo, gas natural, uranio y biomasa. Todos estos combustibles, excepto la biomasa, no son renovables. Las fuentes primarias de energía también incluyen las energías renovables, como la luz solar, el viento, el agua en movimiento y la energía geotérmica.

Los combustibles fósiles contienen energía capturada hace millones de años de la luz solar por organismos vivos. La energía de los combustibles fósiles como el petróleo, el gas natural y el carbón proviene de la energía que los productores (plantas y algas) capturaron de la luz solar hace mucho tiempo. La energía almacenada en estos combustibles se libera al quemarlos, lo que también libera dióxido de carbono a la atmósfera.

La demanda humana de energía está aumentando.

Para obtener recursos además de los que se muestran a continuación, siga estos enlaces:

Los seres humanos aprovechan la energía de cualquier recurso disponible y la demanda de esa energía es cada vez mayor.

Sea eficiente y económico con su uso de energía. Esto deja más energía para todos, incluido usted, en el futuro.


Calidad de la nutrición

Las intervenciones con un solo nutriente, como la fortificación de la leche con vitamina D, cereales con hierro y sal de mesa con yodo, fueron eficaces para tratar las correspondientes deficiencias de nutrientes [10]. Sin embargo, cuando se aplica a los síndromes metabólicos adquiridos que prevalecen en las sociedades modernas, el mismo enfoque ha arrojado resultados no concluyentes [11,12]. Por ejemplo, disminuir la ingesta dietética de ácidos grasos saturados o colesterol y aumentar la ingesta de ácidos grasos poliinsaturados omega-3 no parece ser eficaz para reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares [9,13,14]. Se está reconociendo la importancia de toda la dieta que se consume como práctica habitual, y un número creciente de estudios están analizando el patrón dietético para identificar las posibles causas de desnutrición y sobrenutrición. Por definición, el patrón dietético caracteriza la dieta general por las cantidades, la proporción y la variedad de alimentos y bebidas, así como por la frecuencia de consumo [15]. El patrón mediterráneo y el patrón de estilo occidental son dos patrones dietéticos comúnmente practicados. La dieta mediterránea contiene una alta proporción de frutas y verduras, legumbres, cereales integrales, pescado y aves de corral con énfasis en grasas monoinsaturadas y antioxidantes, mientras que la dieta de estilo occidental se caracteriza generalmente por alimentos densos en energía como la mantequilla, ricos en grasas productos lácteos, granos refinados, así como carnes procesadas y rojas, dejando menos espacio para otros nutrientes especialmente los provenientes de frutas y verduras. Los estudios epidemiológicos han encontrado que el patrón dietético mediterráneo tiene efectos preventivos y protectores contra las enfermedades cardiovasculares [16,17], mientras que el patrón dietético occidental se asocia positivamente con dislipidemia, obesidad, hipertensión, aterosclerosis y diabetes [18,19].

La transición nutricional se refiere al cambio de la dieta de tradicional a moderna junto con un aumento en el comportamiento sedentario, que ocurre junto con la modernización. El concepto de transición nutricional fue propuesto inicialmente por Popkin [20, 21] para demostrar cómo los cambios económicos, demográficos y epidemiológicos interactúan con los cambios en el consumo dietético y el gasto energético. Curiosamente, algunos países de Asia oriental tienen una menor prevalencia de ciertos síndromes metabólicos adquiridos en comparación con otras sociedades en etapas comparables de transición nutricional [2, 5, 22]. Esto podría deberse en parte a la retención de patrones dietéticos tradicionales, que promueven el consumo de alimentos con una gama más amplia de nutrientes y menor densidad energética [23-25]. Sin embargo, las razones que subyacen a la discrepancia son complejas y se extienden más allá de la composición química de los alimentos para incluir cuestiones sociales y económicas. No obstante, existe evidencia que respalda la idea de que la restricción calórica es beneficiosa para la longevidad [26-28], lo que respalda el beneficio potencial de las dietas de baja densidad energética (Figura 1 A).

El aumento global predominante en el desarrollo de síndromes metabólicos adquiridos está asociado con la transición nutricional [29,30]. Un concepto propuesto que potencialmente explica la patogenia de estos síndromes proviene de la modificación persistente de la función celular en respuesta al estrés en el retículo endoplásmico, las mitocondrias y otros orgánulos que forman la red reticular celular [31]. Tanto la deficiencia de nutrientes (desnutrición) como el exceso de nutrientes (sobrenutrición) provocan la pérdida de homeostasis de nutrientes / energía y, por lo tanto, desencadenan estrés celular. Los mecanismos de respuesta de afrontamiento, como el mecanismo de respuesta de la proteína desplegada [31-33], se activan para resolver el estrés. En el caso de una respuesta desadaptativa, se activa la muerte celular programada para eliminar las células que funcionan mal. Por otro lado, el ajuste persistente de las funciones celulares permite a las células hacer frente incluso a la exposición continua a los inductores de estrés. Los mecanismos de respuesta al estrés promueven inicialmente estrategias adaptativas para recuperar la homeostasis a corto plazo, pero se vuelven patógenos a largo plazo debido a la modificación a largo plazo de las funciones celulares.


I. INTRODUCCIÓN

El agua es esencial para la vida. Desde el momento en que las especies primitivas se aventuraron desde los océanos para vivir en la tierra, una de las principales claves para la supervivencia ha sido la prevención de la deshidratación. Las adaptaciones críticas atraviesan una variedad de especies, incluido el hombre. Sin agua, los humanos solo pueden sobrevivir durante días. El agua comprende desde el 75% del peso corporal en los bebés hasta el 55% en los ancianos y es esencial para la homeostasis celular y la vida. 1 Sin embargo, hay muchas preguntas sin respuesta sobre este componente esencial de nuestro cuerpo y nuestra dieta. Esta revisión intenta proporcionar una idea de nuestro conocimiento actual del agua, incluidos los patrones generales de ingesta y algunos factores relacionados con la ingesta, los complejos mecanismos detrás de la homeostasis del agua, los efectos de la variación en la ingesta de agua sobre la salud y la ingesta de energía, el peso y el rendimiento humano. y funcionamiento.

Las declaraciones recientes sobre las necesidades de agua se han basado en el recuerdo retrospectivo de la ingesta de agua de alimentos y bebidas entre personas sanas no institucionalizadas. Proporcionamos ejemplos de evaluación de la ingesta de agua en poblaciones para aclarar la necesidad de estudios experimentales. Más allá de estas circunstancias de deshidratación, no entendemos realmente cómo la hidratación afecta la salud y el bienestar, ni siquiera el impacto de la ingesta de agua en las enfermedades crónicas. Recientemente, J & # x000e9quier y Constant abordaron esta cuestión basándose en la fisiología humana. 2 Necesitamos saber más sobre el grado en que la ingesta de agua podría ser importante para la prevención de enfermedades y la promoción de la salud.

Como señalamos más adelante, pocos países han desarrollado necesidades de agua y los que las basan en medidas débiles a nivel de población de la ingesta de agua y la osmolalidad de la orina. 3, 4 Recientemente se ha pedido a la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) que revise las ingestas recomendadas existentes de sustancias esenciales con un efecto fisiológico, incluida el agua, ya que este nutriente es esencial para la vida y la salud. 5

Las recomendaciones dietéticas de los EE. UU. Para el agua se basan en la ingesta media de agua sin el uso de mediciones del estado de deshidratación de la población para ayudar. NHANES ha utilizado la recolección única de muestras de sangre para el análisis de la osmolalidad sérica. A nivel de población, no tenemos un método aceptado para evaluar el estado de hidratación y una medida que usan algunos académicos, la hipertonicidad, ni siquiera está relacionada con la hidratación en la misma dirección para todos los grupos de edad. 6 Los índices de orina se utilizan con frecuencia, pero reflejan el volumen reciente de líquido consumido en lugar de un estado de hidratación. 7 Muchos estudiosos utilizan la osmolalidad de la orina para medir el estado de hidratación reciente. 8 & # x02013 12 Las técnicas de dilución de deuterio (dilución isotópica con D2O u óxido de deuterio) permiten medir el agua corporal total pero no el estado del balance hídrico. 13 Actualmente creemos que no existen biomarcadores adecuados para medir el estado de hidratación a nivel poblacional.

Cuando hablamos de agua, esencialmente nos estamos enfocando ante todo en todo tipo de agua, ya sea blanda o dura, de manantial o de pozo, carbonatada o destilada. Además, el agua no solo se obtiene directamente como bebida, sino también de los alimentos y, en muy pequeña medida, también de la oxidación de macronutrientes (agua metabólica). La proporción de agua que proviene de bebidas y alimentos varía con la proporción de frutas y verduras en la dieta. Presentamos los rangos de agua en varios alimentos (Tabla 1). En Estados Unidos se estima que alrededor del 22% del agua proviene de nuestra ingesta alimentaria mientras que sería mucho mayor en los países europeos, particularmente en un país como Grecia con su mayor ingesta de frutas y verduras o Corea del Sur. 3, 14, 15 El único estudio en profundidad sobre el uso del agua y el agua intrínseca a los alimentos en los EE. UU. Encontró una contribución del 20,7% del agua de los alimentos 16, 17; sin embargo, como mostramos más adelante, esta investigación dependió de una evaluación general deficiente de la ingesta de agua. .

Tabla 1

El rango de contenido de agua para alimentos seleccionados

PorcentajeAlimento
100%Agua
90 & # x0201399%Leche descremada, melón, fresas, sandía, lechuga, repollo, apio, espinaca, encurtidos, calabaza (cocida)
80 & # x0201389%Jugo de frutas, yogur, manzanas, uvas, naranjas, zanahorias, brócoli (cocido), peras, piña
70 & # x0201379%Plátanos, aguacates, requesón, queso ricotta, papa (horneada), maíz (cocida), camarones
60 & # x0201369%Pasta, legumbres, salmón, helados, pechuga de pollo
50 & # x0201359%Carne molida, salchichas, queso feta, solomillo (cocido)
40 & # x0201349%Pizza
30 & # x0201339%Queso cheddar, bagels, pan
20 & # x0201329%Salchicha de pepperoni, pastel, galletas
10 & # x0201319%Mantequilla, margarina, pasas
1 & # x020139%Nueces, maní (tostado en seco), galletas con chispas de chocolate, galletas saladas, cereales, pretzels, cáscaras de tacos, mantequilla de maní
0%Aceites, azúcares

Fuente: Base de datos nacional de nutrientes del USDA para referencia estándar, versión 21 proporcionada en Altman. 127

Esta revisión considera las necesidades de agua en el contexto de los esfuerzos recientes para evaluar la ingesta de agua en las poblaciones de EE. UU. Se explora la relación de la ingesta de agua y de calorías tanto para comprender el posible desplazamiento de las calorías de las bebidas azucaradas por el agua como para examinar la posibilidad de que las necesidades de agua se expresen mejor en relación con las necesidades de calorías / energía con la dependencia de estas últimas de la edad. , tamaño, sexo y nivel de actividad física. Revisamos la comprensión actual del sistema exquisitamente complejo y sensible que protege a los animales terrestres contra la deshidratación y comentamos las complicaciones de la deshidratación aguda y crónica en el hombre contra las cuales una mejor expresión de las necesidades de agua podría complementar el control fisiológico de la sed. De hecho, la fina regulación intrínseca de la hidratación y la ingesta de agua en los individuos mitiga la prevalencia de la subhidratación en las poblaciones y los efectos sobre la función y la enfermedad.

Regulación de la ingesta de líquidos

Para prevenir la deshidratación, los reptiles, aves, vertebrados y todos los animales terrestres han desarrollado una red de controles fisiológicos exquisitamente sensible para mantener el agua corporal y la ingesta de líquidos por sed. Los seres humanos pueden beber por diversas razones, en particular las hedónicas, pero la mayor parte de la bebida se debe a la deficiencia de agua que desencadena la llamada sed reguladora o fisiológica. El mecanismo de la sed se conoce bastante bien hoy en día y la razón por la que a menudo se encuentra el consumo de alcohol no regulado está relacionada con la gran capacidad de los riñones para eliminar rápidamente el exceso de agua o reducir la secreción de orina para economizar temporalmente el agua. Pero este proceso excretor solo puede posponer la necesidad de beber o dejar de beber agua en exceso. El consumo de alcohol no regulado a menudo es confuso, particularmente en sociedades ricas que enfrentan bebidas o líquidos muy apetecibles que contienen otras sustancias que busca el bebedor. Los más habituales son los edulcorantes o el alcohol a los que se les sirve agua como vehículo. Beber estas bebidas no se debe a una sed excesiva o hiperdipsia, como puede demostrarse ofreciendo agua pura en su lugar y descubriendo que el mismo bebedor es de hecho hipodipsico (caracterizado por una sed disminuida anormalmente). 1

Equilibrio de fluidos de los dos compartimentos

Mantener un equilibrio constante de agua y minerales requiere la coordinación de detectores sensibles en diferentes sitios del cuerpo vinculados por vías neuronales con centros integradores en el cerebro que procesan esta información. Estos centros también son sensibles a factores humorales (neurohormonas) producidos para el ajuste de diuresis, natriuresis y presión arterial (angiotensina mineralocorticoides, vasopresina, factor natriurético auricular). Las instrucciones de los centros integradores a los & # x0201rganos ejecutivos & # x0201d (riñón, glándulas sudoríparas y glándulas salivales) y a la parte del cerebro responsable de acciones correctivas como beber son transmitidas por ciertos nervios además de las sustancias mencionadas. 1

La mayoría de los componentes del equilibrio de líquidos están controlados por mecanismos homeostáticos que responden al estado del agua corporal. Estos mecanismos son sensibles y precisos, y se activan con déficits o excesos de agua que ascienden a unos pocos cientos de mililitros. Un déficit hídrico produce un aumento de la concentración iónica del compartimento extracelular, que extrae agua del compartimento intracelular provocando el encogimiento de las células. Esta contracción es detectada por dos tipos de sensores cerebrales, uno que controla la bebida y el otro que controla la excreción de orina enviando un mensaje a los riñones principalmente a través de la hormona antidiurética vasopresina para producir un volumen menor de orina más concentrada. 18 Cuando el cuerpo contiene un exceso de agua, ocurren los procesos inversos: la menor concentración iónica de los fluidos corporales permite que más agua llegue al compartimento intracelular. Las células beben, se inhibe la bebida y los riñones excretan más agua.

Por tanto, los riñones juegan un papel clave en la regulación del equilibrio de líquidos. Como se discutirá más adelante, los riñones funcionan de manera más eficiente en presencia de un abundante suministro de agua. Si los riñones economizan agua, produciendo una orina más concentrada, estos son un mayor costo de energía y un mayor desgaste de sus tejidos. Esto es especialmente probable que ocurra cuando los riñones están bajo estrés, por ejemplo, cuando la dieta contiene cantidades excesivas de sal o sustancias tóxicas que deben eliminarse. En consecuencia, beber suficiente agua ayuda a proteger este órgano vital.

Consumo reglamentario

La mayor parte de la bebida obedece a señales de déficit hídrico. Aparte de la excreción urinaria, el otro principal proceso regulador de fluidos es la bebida, mediada por la sensación de sed. Hay dos mecanismos distintos de sed fisiológica: el intracelular y el extracelular. Cuando se pierde agua sola, aumenta la concentración iónica. Como resultado, el espacio intracelular cede parte de su agua al compartimento extracelular. Una vez más, la contracción resultante de las células es detectada por receptores cerebrales que envían mensajes hormonales para inducir a beber. Esta asociación con los receptores que gobiernan el volumen extracelular se acompaña, por tanto, de un aumento del apetito por la sal. Por lo tanto, las personas que han estado sudando copiosamente prefieren bebidas que sean relativamente ricas en sales de Na + en lugar de agua pura. Como se mencionó anteriormente, siempre es importante complementar las bebidas con sal adicional cuando se experimenta sudoración excesiva.

La decisión del cerebro de comenzar o dejar de beber y de elegir la bebida adecuada se toma antes de que el líquido ingerido pueda llegar a los compartimentos intra y extracelulares. Las papilas gustativas en la boca envían mensajes al cerebro sobre la naturaleza, y especialmente la sal del líquido ingerido, y las respuestas neuronales se desencadenan como si el agua entrante ya hubiera llegado al torrente sanguíneo. Estos son los llamados reflejos anticipatorios: no pueden ser completamente & # x0201 reflejos encefálicos & # x0201d porque surgen tanto del intestino como de la boca. 1

El hipotálamo anterior y el área preóptica están equipados con osmo-receptores relacionados con la bebida. Las neuronas en estas regiones muestran una activación mejorada cuando el medio interno se vuelve hiperosmótico. Su disparo disminuye cuando se carga agua en la arteria carótida que irriga las neuronas. Es notable que la misma disminución en la activación de las mismas neuronas se produce cuando la carga de agua se aplica en la lengua en lugar de inyectarse en la arteria carótida. Esta caída anticipatoria en el disparo se debe a una mediación de las vías neurales que parten de la boca y convergen en las neuronas que simultáneamente perciben el medio interno (sangre).

Beber no regulado

Aunque todo el mundo experimenta sed de vez en cuando, juega un papel pequeño en el control de la ingesta de agua en las personas sanas que viven en climas templados en el día a día. Por lo general, consumimos líquidos no para saciar nuestra sed, sino como componentes de los alimentos cotidianos (por ejemplo, sopa, leche), como bebidas que se utilizan como estimulantes suaves (té, café) y por puro placer. Un ejemplo común es el consumo de alcohol, que puede aumentar el placer individual y estimular la interacción social. Las bebidas también se consumen por su contenido energético, como en los refrescos y la leche, y se utilizan en climas cálidos para refrescarse y en climas fríos para calentar. Esta forma de beber también parece estar mediada por las papilas gustativas, que se comunican con el cerebro en una especie de & # x0201creward system & # x0201d, cuyos mecanismos apenas comienzan a comprenderse. Este sesgo en la forma en que los seres humanos se rehidratan puede ser ventajoso porque permite reponer las pérdidas de agua antes de que se produzca la deshidratación que produce sed. Desafortunadamente, este sesgo también tiene algunas desventajas. Beber líquidos distintos del agua puede contribuir a una ingesta de nutrientes calóricos superior a las necesidades, o al consumo de alcohol que en algunas personas puede provocar de forma insidiosa la dependencia. Por ejemplo, la ingesta total de líquidos aumentó de 79 onzas líquidas en 1989 a 100 onzas líquidas en 2002 entre los adultos estadounidenses, todo a partir de bebidas calóricas. 19

Efectos del envejecimiento en la regulación de la ingesta de líquidos

Las respuestas de sed y de ingestión de líquidos de las personas mayores a una serie de estímulos se han comparado con las observadas en personas más jóvenes. 20 Después de la privación de agua, las personas mayores tienen menos sed y beben menos líquidos en comparación con las personas más jóvenes. 21, 22 La disminución en el consumo de líquidos se debe principalmente a una disminución de la sed, ya que la relación entre la sed y la ingesta de líquidos es la misma en personas jóvenes y mayores. Las personas mayores beben agua insuficiente después de la privación de líquidos para reponer su déficit de agua corporal. 23 Cuando a las personas mayores deshidratadas se les ofrece una selección de bebidas muy apetecibles, esto tampoco resultó en un aumento de la ingesta de líquidos. 23 Los efectos del aumento de la sed en respuesta a una carga osmótica han dado lugar a respuestas variables, con un grupo que informó de una reducción de la sed osmótica en las personas mayores 24 y otro que no logró encontrar una diferencia. En un tercer estudio, los individuos jóvenes ingirieron casi el doble de líquido que los ancianos, a pesar de que los sujetos mayores tenían una osmolalidad sérica mucho más alta. 25

En general, estos estudios apoyan pequeños cambios en la regulación de la sed y la ingesta de líquidos con el envejecimiento. Parece que existen defectos tanto en los osmorreceptores como en los barorreceptores, así como cambios en los mecanismos reguladores centrales mediados por los receptores opioides. 26 Debido a sus escasas reservas de agua, puede ser prudente que los ancianos aprendan a beber con regularidad cuando no tengan sed y aumenten moderadamente su ingesta de sal cuando suden. Una mejor educación sobre estos principios puede ayudar a prevenir la hipotensión repentina y los accidentes cerebrovasculares o la fatiga anormal puede conducir a un círculo vicioso y, finalmente, a la hospitalización.

Termorregulación

El estado de hidratación es fundamental para el proceso de control de temperatura del cuerpo. La pérdida de agua corporal a través del sudor es un mecanismo de enfriamiento importante en climas cálidos y en la actividad física. La producción de sudor depende de la temperatura y la humedad ambientales, los niveles de actividad y el tipo de ropa que se usa. Las pérdidas de agua a través de la piel (tanto la transpiración insensible como la sudoración) pueden oscilar entre 0,3 L / h en condiciones sedentarias y 2,0 L / h en alta actividad en el calor y los requisitos de ingesta oscilan entre 2,5 y poco más de 3 L / d en adultos en condiciones normales. , y puede alcanzar 6 L / d con altos extremos de calor y actividad. 27, 28 La evaporación del sudor del cuerpo da como resultado el enfriamiento de la piel. Sin embargo, si la pérdida de sudor no se compensa con la ingesta de líquidos, especialmente durante una actividad física intensa, puede producirse un estado de hipohidratación con aumentos concomitantes de la temperatura corporal central. La hipohidratación por sudoración da como resultado una pérdida de electrolitos, así como una reducción del volumen plasmático, y puede conducir a un aumento de la osmolalidad plasmática. Durante este estado de volumen plasmático reducido y osmolalidad plasmática aumentada, la producción de sudor se vuelve insuficiente para compensar los aumentos en la temperatura central. Cuando se administran líquidos para mantener la euhidratación, la sudoración sigue siendo una compensación eficaz para el aumento de la temperatura central. Con la exposición repetida a ambientes cálidos, el cuerpo se adapta al estrés por calor y el gasto cardíaco y el volumen sistólico vuelven a la normalidad, se conserva la pérdida de sodio y se reduce el riesgo de enfermedades relacionadas con el estrés por calor. 29 El aumento de la ingesta de agua durante este proceso de aclimatación al calor no acortará el tiempo necesario para adaptarse al calor, pero la deshidratación leve durante este tiempo puede ser motivo de preocupación y se asocia con elevaciones del cortisol, aumento de la sudoración y desequilibrios electrolíticos. 29

Los niños y los ancianos tienen diferentes respuestas a la temperatura ambiente y diferentes preocupaciones sobre la termorregulación que los adultos sanos. Los niños en climas cálidos pueden ser más susceptibles a las enfermedades por calor que los adultos debido a una mayor proporción de superficie a masa corporal, menor índice de sudoración y menor índice de aclimatación al calor. 30, 31 Los niños pueden responder a la hipohidratación durante la actividad con un aumento relativo mayor de la temperatura central que los adultos, 32 y sudar menos, perdiendo así algunos de los beneficios del enfriamiento evaporativo. Sin embargo, se ha argumentado que los niños pueden disipar una mayor proporción de calor corporal a través de la pérdida de calor seco, y la falta concomitante de sudoración proporciona un medio beneficioso para conservar agua bajo estrés por calor. 30 Los ancianos, en respuesta al estrés por frío, muestran deficiencias en la vasoconstricción termorreguladora y el agua corporal se deriva del plasma a los compartimentos intersticial e intracelular. 33, 34 Con respecto al estrés por calor, el agua que se pierde a través de la sudoración disminuye el contenido de agua del plasma y los ancianos son menos capaces de compensar el aumento de la viscosidad de la sangre. 33 No solo tienen una hipodipsia fisiológica, sino que esta puede ser exagerada por la enfermedad del sistema nervioso central 35 y por la demencia 36. Además, las enfermedades y las limitaciones en las actividades de la vida diaria pueden limitar aún más la ingesta de líquidos. Junto con una ingesta reducida de líquidos, con el paso de la edad se produce una disminución del agua corporal total. Las personas mayores tienen mecanismos de conservación de líquido renal alterados y, como se señaló anteriormente, tienen respuestas deterioradas al estrés por calor y frío 33, 34. Todos estos factores contribuyen a un mayor riesgo de hipohidratación y deshidratación en los ancianos.


¿Cuál es el consumo de energía humana por órgano? - biología

Las necesidades energéticas humanas se estiman a partir de medidas de gasto energético más las necesidades energéticas adicionales para el crecimiento, el embarazo y la lactancia. Las recomendaciones para la ingesta de energía alimentaria a partir de los alimentos deben satisfacer estos requisitos para lograr y mantener una salud, una función fisiológica y un bienestar óptimos. Este último (es decir, el bienestar) depende no solo de la salud, sino también de la capacidad de satisfacer las demandas impuestas por la sociedad y el medio ambiente, así como todas las demás actividades demandantes de energía que satisfacen las necesidades individuales.

El equilibrio energético se logra cuando el insumo (es decir, la ingesta de energía alimentaria) es igual al producto (es decir, el gasto energético total), más el costo energético del crecimiento en la infancia y el embarazo, o el costo energético para producir leche durante la lactancia. Cuando el equilibrio energético se mantiene durante un período prolongado, se considera que un individuo se encuentra en un estado estable. Esto puede incluir períodos cortos durante los cuales no se produce el equilibrio diario entre la ingesta y el gasto. Un estado de equilibrio óptimo se logra cuando la ingesta energética compensa el gasto energético total y permite un crecimiento adecuado en los niños, y el embarazo y la lactancia en las mujeres, sin imponer restricciones metabólicas, fisiológicas o conductuales que limiten la plena expresión de las características biológicas y sociales de una persona. y potencial económico.

Dentro de ciertos límites, los seres humanos pueden adaptarse a cambios transitorios o duraderos en la ingesta de energía a través de posibles respuestas fisiológicas y de comportamiento relacionadas con el gasto de energía y / o cambios en el crecimiento. Se mantiene el equilibrio energético y, a continuación, se alcanza un nuevo estado estable. Sin embargo, los ajustes a la ingesta baja o alta de energía a veces pueden implicar sanciones biológicas y de comportamiento, como velocidad de crecimiento reducida, pérdida de masa corporal magra, acumulación excesiva de grasa corporal, mayor riesgo de enfermedad, períodos de descanso forzado y limitaciones físicas o sociales en realizar determinadas actividades y tareas. Algunos de estos ajustes son importantes e incluso pueden aumentar las posibilidades de supervivencia en tiempos de escasez de alimentos.

2.1 Definiciones

Una dieta adecuada y saludable debe satisfacer las necesidades humanas de energía y todos los nutrientes esenciales. Además, las necesidades y recomendaciones energéticas de la dieta no pueden considerarse aisladamente de otros nutrientes en la dieta, ya que la falta de uno influirá en los demás. Por lo tanto, las siguientes definiciones se basan en el supuesto de que los requisitos de energía se cumplirán mediante el consumo de una dieta que satisfaga todas las necesidades de nutrientes.

El requerimiento energético es la cantidad de energía alimentaria necesaria para equilibrar el gasto energético con el fin de mantener el tamaño corporal, la composición corporal y un nivel de actividad física necesaria y deseable compatible con una buena salud a largo plazo. Esto incluye la energía necesaria para el crecimiento y desarrollo óptimos de los niños, para la deposición de tejidos durante el embarazo y para la secreción de leche durante la lactancia en consonancia con la buena salud de la madre y el niño.

El nivel recomendado de ingesta energética dietética para un grupo de población es el requerimiento energético medio de los individuos sanos y bien nutridos que constituyen ese grupo.

Con base en estas definiciones, un objetivo principal para la evaluación de las necesidades energéticas es la prescripción de ingestas de energía alimentaria que sean compatibles con una buena salud a largo plazo. Por lo tanto, los niveles de ingesta energética recomendados por esta consulta de expertos se basan en estimaciones de las necesidades de personas sanas y bien alimentadas. Se reconoce que algunas poblaciones tienen características particulares de salud pública que forman parte de su vida "normal" habitual. Entre ellos, los más importantes son los grupos de población de muchos países en desarrollo, donde hay numerosos lactantes y niños que sufren de grados leves a moderados de desnutrición y que experimentan frecuentes episodios de enfermedades infecciosas, principalmente infecciones diarreicas y respiratorias. En este informe se hacen consideraciones especiales para tales subpoblaciones.

2.1.1 Requerimientos energéticos diarios e ingestas energéticas diarias

Los requisitos energéticos y los niveles de ingesta recomendados a menudo se denominan necesidades diarias o ingestas diarias recomendadas. Estos términos se utilizan por convención y conveniencia, lo que indica que el requerimiento representa un promedio de las necesidades energéticas durante un cierto número de días, y que la ingesta energética recomendada es la cantidad de energía que se debe ingerir como promedio diario durante un período de tiempo. cierto periodo de tiempo. No hay ninguna implicación de que exactamente esta cantidad de energía deba consumirse todos los días, ni que el requerimiento y la ingesta recomendada sean constantes, día tras día. Tampoco existe ninguna base biológica para definir el número de días durante los cuales se debe promediar el requerimiento o la ingesta. Por comodidad, teniendo en cuenta que la actividad física y los hábitos alimentarios pueden variar en algunos días de la semana, se suelen utilizar periodos de siete días para estimar el gasto energético medio diario y la ingesta diaria recomendada.

2.1.2 Requisito medio y variación interindividual

Las estimaciones de las necesidades energéticas se derivan de mediciones de individuos. Las mediciones de una colección de individuos del mismo sexo y edad, tamaño corporal y actividad física similares se agrupan para dar el requerimiento energético promedio, o el nivel recomendado de ingesta dietética, para una clase de personas o un grupo de población. Estos requisitos se utilizan luego para predecir los requisitos y los niveles recomendados de ingesta energética para otras personas con características similares, pero en las que no se han realizado mediciones. Aunque los individuos de una clase determinada han sido emparejados por características que pueden afectar los requisitos, como el sexo, la edad, el tamaño corporal, la composición corporal y el estilo de vida, quedan factores desconocidos que producen variaciones entre los individuos. En consecuencia, existe una distribución de los requisitos dentro de la clase o grupo de población (OMS, 1985) (Figura 2.1).

FIGURA 2.1
Distribución de las necesidades energéticas de un grupo de población o clase de individuos *

* Se supone que los requisitos individuales se distribuyen aleatoriamente sobre el requisito medio para la clase de individuos y que la distribución es gaussiana.
Fuente. OMS, 1985.

Para la mayoría de los nutrientes específicos, un cierto exceso de ingesta no será perjudicial. Así, cuando se calculan las recomendaciones dietéticas para estos nutrientes, se tiene en cuenta la variación entre los individuos de una clase o grupo de población, y el nivel de ingesta recomendado es una cantidad que cumplirá o superará los requerimientos de prácticamente todos los individuos del grupo. Por ejemplo, el nivel seguro recomendado de ingesta de proteínas es el requerimiento promedio del grupo de población, más 2 desviaciones estándar. This approach cannot be applied to dietary energy recommendations, because intakes that exceed requirements will produce a positive balance, which may lead to overweight and obesity in the long term. A high level of energy intake that assures a low probability of energy deficiency for most people (e.g. the average requirement plus 2 standard deviations) also implies a high probability of obesity for most people owing to a dietary energy excess (Figure 2.2). Therefore, in agreement with earlier reports, this expert consultation concluded that the descriptor of the dietary energy intake that could be safely recommended for a population group is the estimated average energy requirement of that group.

FIGURE 2.2
Probability that a particular energy intake is inadequate or excessive for an individual*

* Individuals are randomly selected among a class of people or a population group. The two probability curves overlap, so the level of energy intake that assures a low probability of dietary energy deficiency is the same level that implies a high probability of obesity owing to dietary energy excess.
Source: WHO, 1985.

2.2 Sources of dietary energy

Energy for the metabolic and physiological functions of humans is derived from the chemical energy bound in food and its macronutrient constituents, i.e. carbohydrates, fats, proteins and ethanol, which act as substrates or fuels. After food is ingested, its chemical energy is released and converted into thermic, mechanical and other forms of energy.

This report refers to energy requirements that must be satisfied with an adequately balanced diet, and does not make specific recommendations for carbohydrates, fats or proteins. Reports from other FAO and WHO expert groups address those topics. Nevertheless, it should be noted that fats and carbohydrates are the main sources of dietary energy, although proteins also provide important amounts of energy, especially when total dietary energy intake is limited. Ethanol is not considered part of a food system, but its contribution to total energy intake cannot be overlooked, particularly among populations that regularly consume alcoholic beverages. Allowing for the mean intestinal absorption, and for the nitrogenous portion of proteins that cannot be completely oxidized, the average values of metabolizable energy provided by substrates in a mixed diet are 16.7 kJ (4 kcal) per gram of carbohydrate or protein, and 37.7 kJ (9 kcal) per gram of fat. Ethanol provides 29.3 kJ (7 kcal) per gram. The energy value of a food or diet is calculated by applying these factors to the amount of substrates determined by chemical analysis, or estimated from appropriate food composition tables. A recent related report from a FAO technical workshop provides more information on this topic (FAO, 2003).

2.3 Components of energy requirements

Human beings need energy for the following:

Basal metabolism . This comprises a series of functions that are essential for life, such as cell function and replacement the synthesis, secretion and metabolism of enzymes and hormones to transport proteins and other substances and molecules the maintenance of body temperature uninterrupted work of cardiac and respiratory muscles and brain function. The amount of energy used for basal metabolism in a period of time is called the basal metabolic rate ( BMR ), and is measured under standard conditions that include being awake in the supine position after ten to 12 hours of fasting and eight hours of physical rest, and being in a state of mental relaxation in an ambient environmental temperature that does not elicit heat-generating or heat-dissipating processes. Depending on age and lifestyle, BMR represents 45 to 70 percent of daily total energy expenditure, and it is determined mainly by the individual’s age, gender, body size and body composition.

Metabolic response to food . Eating requires energy for the ingestion and digestion of food, and for the absorption, transport, interconversion, oxidation and deposition of nutrients. These metabolic processes increase heat production and oxygen consumption, and are known by terms such as dietary-induced thermogenesis , specific dynamic action of food and thermic effect of feeding . The metabolic response to food increases total energy expenditure by about 10 percent of the BMR over a 24-hour period in individuals eating a mixed diet.

Physical activity . This is the most variable and, after BMR, the second largest component of daily energy expenditure. Humans perform obligatory and discretionary physical activities. Obligatory activities can seldom be avoided within a given setting, and they are imposed on the individual by economic, cultural or societal demands. The term "obligatory" is more comprehensive than the term "occupational" that was used in the 1985 report (WHO, 1985) because, in addition to occupational work, obligatory activities include daily activities such as going to school, tending to the home and family and other demands made on children and adults by their economic, social and cultural environment.

Discretionary activities, although not socially or economically essential, are important for health, well-being and a good quality of life in general. They include the regular practice of physical activity for fitness and health the performance of optional household tasks that may contribute to family comfort and well-being and the engagement in individually and socially desirable activities for personal enjoyment, social interaction and community development.

Growth . The energy cost of growth has two components: 1) the energy needed to synthesize growing tissues and 2) the energy deposited in those tissues. The energy cost of growth is about 35 percent of total energy requirement during the first three months of age, falls rapidly to about 5 percent at 12 months and about 3 percent in the second year, remains at 1 to 2 percent until mid-adolescence, and is negligible in the late teens.

Pregnancy . During pregnancy, extra energy is needed for the growth of the foetus, placenta and various maternal tissues, such as in the uterus, breasts and fat stores, as well as for changes in maternal metabolism and the increase in maternal effort at rest and during physical activity.

Lactation . The energy cost of lactation has two components: 1) the energy content of the milk secreted and 2) the energy required to produce that milk. Well-nourished lactating women can derive part of this additional requirement from body fat stores accumulated during pregnancy.

2.4 Calculation of energy requirements

The total energy expenditure of free-living persons can be measured using the doubly labelled water technique (DLW) or other methods that give comparable results. Among these, individually calibrated heart rate monitoring has been successfully validated. Using these methods, measurements of total energy expenditure over a 24-hour period include the metabolic response to food and the energy cost of tissue synthesis. For adults, this is equivalent to daily energy requirements. Additional energy for deposition in growing tissues is needed to determine energy requirements in infancy, childhood, adolescence and during pregnancy, and for the production and secretion of milk during lactation. It can be estimated from calculations of growth (or weight gain) velocity and the composition of weight gain, and from the average volume and composition of breastmilk.

2.4.1 Factorial estimates of total energy expenditure

When experimental data on total energy expenditure are not available, it can be estimated by factorial calculations based on the time allocated to activities that are performed habitually and the energy cost of those activities. Factorial calculations combine two or more components or "factors", such as the sum of the energy spent while sleeping, resting, working, doing social or discretionary household activities, and in leisure. Energy spent in each of these components may in turn be calculated by knowing the time allocated to each activity, and its corresponding energy cost.

As discussed in the following sections of this report, the experimental measurement of total energy expenditure and the assessment of growth and tissue composition allow sound predictions to be made regarding energy requirements and dietary recommendations for infants and older children around the world. Special considerations and additional calculations assist the formulation of recommendations for children and adolescents with diverse lifestyles.

Total energy expenditure has also been measured in groups of adults, but this has been primarily in industrialized countries. Variations in body size, body composition and habitual physical activity among populations of different geographical, cultural and economic backgrounds make it difficult to apply the published results on a worldwide basis. Thus, in order to account for differences in body size and composition, energy requirements were initially calculated as multiples of BMR. They were then converted into energy units using a known BMR value for the population, or the mean BMR calculated from the population’s mean body weight. To account for differences in the characteristic physical activity of the associated lifestyles, energy requirements of adults were estimated by factorial calculations that took into account the times allocated to activities demanding different levels of physical effort.

The extra needs for pregnancy and lactation were also calculated using factorial estimates for the growth of maternal and foetal tissues, the metabolic changes associated with pregnancy and the synthesis and secretion of milk during lactation.

2.4.2 Expression of requirements and recommendations

Measurements of energy expenditure and energy requirement recommendations are expressed in units of energy (joules, J), in accordance with the international system of units. Because many people are still used to the customary usage of thermochemical energy units (kilocalories, kcal), both are used in this report, with kilojoules given first and kilocalories second, within parenthesis and in a different font (Arial 9). In tables, values for kilocalories are given in italic type. [2]

Gender, age and body weight are the main determinants of total energy expenditure. Thus, energy requirements are presented separately for each gender and various age groups, and are expressed both as energy units per day and energy per kilogram of body weight. As body size and composition also influence energy expenditure, and are closely related to basal metabolism, requirements are also expressed as multiples of BMR.

2.5 Recommendations for physical activity

A certain amount of activity must be performed regularly in order to maintain overall health and fitness [3] , to achieve energy balance and to reduce the risk of developing obesity and associated diseases, most of which are associated with a sedentary lifestyle. This expert consultation therefore endorsed the proposition that recommendations for dietary energy intake must be accompanied by recommendations for an appropriate level of habitual physical activity. This report provides guidelines for desirable physical activity levels, and for the duration, frequency and intensity of physical exercise as recommended by various organizations with expertise in physical activity and health. It also emphasizes that appropriate types and amounts of physical activity can be carried out during the performance of either obligatory or discretionary activities and that recommendations must take into account the cultural, social and environmental characteristics of the target population.

2.6 Glossary and abbreviations

In addition to those defined in the preceding sections, the following terms and abbreviations are used in this report. They are consistent with the definitions used in other related WHO and FAO documents (FAO, 2003 James and Schofield 1990 WHO, 1995).

Basal metabolic rate (BMR) : The minimal rate of energy expenditure compatible with life. It is measured in the supine position under standard conditions of rest, fasting, immobility, thermoneutrality and mental relaxation. Depending on its use, the rate is usually expressed per minute, per hour or per 24 hours.

Body mass index (BMI) : The indicator of weight adequacy in relation to height of older children, adolescents and adults. It is calculated as weight (in kilograms) divided by height (in meters), squared. The acceptable range for adults is 18.5 to 24.9, and for children it varies with age.

Doubly labelled water (DLW) technique : A method used to measure the average total energy expenditure of free-living individuals over several days (usually 10 to 14), based on the disappearance of a dose of water enriched with the stable isotopes 2 H and 18 O.

Energy requirement (ER) : The amount of food energy needed to balance energy expenditure in order to maintain body size, body composition and a level of necessary and desirable physical activity, and to allow optimal growth and development of children, deposition of tissues during pregnancy, and secretion of milk during lactation, consistent with long-term good health. For healthy, well-nourished adults, it is equivalent to total energy expenditure. There are additional energy needs to support growth in children and in women during pregnancy, and for milk production during lactation.

Heart rate monitoring (HRM) : A method to measure the daily energy expenditure of free-living individuals, based on the relationship of heart rate and oxygen consumption and on minute-by-minute monitoring of heart rate.

Total energy expenditure (TEE) : The energy spent, on average, in a 24-hour period by an individual or a group of individuals. By definition, it reflects the average amount of energy spent in a typical day, but it is not the exact amount of energy spent each and every day.

Physical activity level (PAL) : TEE for 24 hours expressed as a multiple of BMR, and calculated as TEE/BMR for 24 hours. In adult men and non-pregnant, non-lactating women, BMR times PAL is equal to TEE or the daily energy requirement.

Physical activity ratio (PAR) : The energy cost of an activity per unit of time (usually a minute or an hour) expressed as a multiple of BMR. It is calculated as energy spent in an activity/BMR, for the selected time unit.

Referencias

FAO. 2003. Food energy - methods of analysis and conversion factors. Report of a technical workshop. FAO Food and Nutrition Paper No. 77. Rome.

James, W.P.T. & Schofield, E.C. 1990. Human energy requirements. A manual for planners and nutritionists . Oxford, UK, Oxford Medical Publications under arrangement with FAO.

WHO. 1985. Energy and protein requirements: Report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation. WHO Technical Report Series No. 724. Geneva.

WHO. 1995. Physical status: The use and interpretation of anthropometry. Report of a WHO expert committee. WHO Technical Report Series No. 854. Geneva.


Conversion from ATP to ADP

Adenosine triphosphate (ATP) is the energy currency of life and it provides that energy for most biological processes by being converted to ADP (adenosine diphosphate). Since the basic reaction involves a water molecule,

this reaction is commonly referred to as the hydrolysis of ATP.

The structure of ATP has an ordered carbon compound as a backbone, but the part that is really critical is the phosphorous part - the triphosphate. Three phosphorous groups are connected by oxygens to each other, and there are also side oxygens connected to the phosphorous atoms. Under the normal conditions in the body, each of these oxygens has a negative charge, and as you know, electrons want to be with protons - the negative charges repel each other. These bunched up negative charges want to escape - to get away from each other, so there is a lot of potential energy here.

If you remove just one of these phosphate groups from the end, so that there are just two phosphate groups, the molecule is much happier. If you cut this bond, the energy is sufficient to liberate about 7000 calories per mole, about the same as the energy in a single peanut.

Living things can use ATP like a battery. The ATP can power needed reactions by losing one of its phosphorous groups to form ADP, but you can use food energy in the mitochondria to convert the ADP back to ATP so that the energy is again available to do needed work. In plants, sunlight energy can be used to convert the less active compound back to the highly energetic form. For animals, you use the energy from your high energy storage molecules to do what you need to do to keep yourself alive, and then you "recharge" them to put them back in the high energy state.


Female Reproduction

Metabolismo

The basal metabolic rate (BMR) is the quantity of calories burned by the whole body per unit time at rest. It increases by some 30% over the course of pregnancy from about 1300 kcal/day to 1700 k/day ( Butte et al., 2004 ). However, the relative and absolute change in BMR depends strongly on the pre-pregnancy body mass index (BMI = body weight/height 2 ) and weight gain over gestation. This is shown in Fig. 2 ( Butte et al., 2004 ). BMR was found to correlate with body weight, fat free mass, fat mass, cardiac output, maternal plasma insulin-like growth factor-1 concentration and thyroid hormone (T3) concentration as well as fetal body mass. As individual organs adapt to their new role in supporting the pregnancy, their oxygen consumption rises. Thus, basal oxygen consumption increases most in the uterus to support the fetus but oxygen utilization rates are also increased in breast, kidney, heart, and respiratory muscles. As expected, total oxygen consumption in pregnancy increases in parallel to BMR and by some 50 mL O2/min by term. Much of the energy cost is expended for augmenting ATP production. Extra energy is also required for generating heat, cellular processes, and to support added organ activity in kidney, heart, and breast.

Figura 2 . Basal metabolic rate in pregnant women by trimester and Body Mass Index (BMI, weight/height 2 ). Blue bars = low BMI green bars = medium BMI red bars = high BMI.

Data from Butte, N. F., Wong, W. W., Treuth, M. S., Ellis, K. J. and O’Brian Smith, E. (2004). Energy requirements during pregnancy based on total energy expenditure and energy deposition. Revista estadounidense de nutrición clínica 79, 1078–1087.


How to Detect Energy Fields

It takes someone with clairvoyant ability to see the second, third, fourth, and fifth layers, which can, but not always, look completely different from one individual to the other. The layers may also be perceived in ways that do not involve third eye visualization. For example, some energy practitioners can sense a person's aura via touch, scent, or sound. To people with these special abilities, these layers are living energies with a pulse that can be measured.


Transport

The environmental impact of transport is significant because it is a major user of energy, and burns most of the world’s petroleum. This creates air pollution, including nitrous oxides and particulates, and is a significant contributor to global warming through emission of carbon dioxide, for which transport is the fastest-growing emission sector. By subsector, road transport is the largest contributor to global warming.

Figure 3. Interstate 10 and Interstate 45 near downtown Houston, Texas in the United States.

Environmental regulations in developed countries have reduced the individual vehicles emission however, this has been offset by an increase in the number of vehicles, and more use of each vehicle. Some pathways to reduce the carbon emissions of road vehicles considerably have been studied. Energy use and emissions vary largely between modes, causing environmentalists to call for a transition from air and road to rail and human-powered transport, and increase transport electrification and energy efficiency.

Other environmental impacts of transport systems include traffic congestion and automobile-oriented urban sprawl, which can consume natural habitat and agricultural lands. By reducing transportation emissions globally, it is predicted that there will be significant positive effects on Earth’s air quality, acid rain, smog and climate change.