“Gasto Energético”

GASTO ENERGETICO

El gasto energético puede medirse por medio de calorimetría directa e indirecta. La calorimetría directa es un procedimiento de laboratorio que requiere la actividad de una persona dentro de una cámara aislada construida especialmente para ello en donde por los muros de la misma fluye agua, la que se calienta a causa del calor que desprende el atleta evaluado, pudiéndose calcular la producción de calor a partir del volumen de agua que fluye a través de la cámara por minuto y de la variación de temperatura del agua desde que ingresa a la cámara, hasta que sale de esta. Por ejemplo: un atleta puede realizar el ejercicio de subir y bajar de un banco de 20 cm. a un ritmo de 30 pasos/min. El agua fluye a través de los muros s una velocidad de 20 litros/min. y la variación de la temperatura del agua desde que ingresa hasta que sale de la cámara es de 0.5 °C. Si se necesita de 1 kilocaloría (kcal) para elevar la temperatura de 1 litro de agua (lt) en 1 grado centígrado (°C), podrá obtenerse el gasto energético aproximado de la siguiente forma:

20 lt.   x   1 kcal.  x   0.5 °C  =   10 kcalmin           °C                               min

Hay que acotar que el atleta pierde calor adicional por los procesos respiratorio y de evaporación de agua a través de la superficie de piel corporal, por lo que esta puede medirse desde métodos diferenciados y sumarse a la obtenida por el agua para calcular la proporción de energía que ha producido el atleta para esa tarea específica.

La calorimetría indirecta calcula la producción de energía midiendo el consumo de oxígeno. Esta técnica se basa en ciertas constantes para transformar los litros de oxígeno consumidos en kilocalorías gastadas. Las constantes se derivan de las mediciones efectuadas en una bomba calorimétrica en la que se coloca grasas, hidratos de carbono y proteínas bajo una presión de oxígeno del 100%. La cámara se sumerge en un baño de agua y los alimentos se oxidan en dióxido de carbono (CO2) o agua (H2O) al darle ignición por medio de una chispa eléctrica. El calor que se desprende de esta combustión calienta el agua determinando que gasto energético se ha generado.

Ha sido probado que los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas desprenden cerca de 4.9, 5.6 y 4 kcal., respectivamente. Debido a que el nitrógeno de las proteínas no puede oxidarse por completo y es excretado en forma de orina, el valor fisiológico de las proteínas es más bajo que los anteriores. Sabiendo cuántos litros de oxígeno hacen falta para oxidar hidratos de carbono, grasas y proteínas se puede calcular la cantidad de kilocalorías que se obtienen al utilizar 1 litro de oxígeno. A esto se le denomina equivalente calórico del oxígeno (ECO2).

En el siguiente cuadro se observan valores asociados a la oxidación para hidratos de carbono, grasas y proteínas respectivamente.

Medición	Hidratos Carbono	Grasas	Proteínas
ECO2 (kcal/lt)	5.0	4.7	4.5
Densidad Calórica (kcal/gr)	4.0	9.0	4.0
Cociente Respiratorio (CR)	1.0	0.7	0.8

Se observa que los hidratos de carbono dan más “energía por litro de oxígeno” metabolizado que las grasas (5.0 contra 4.7 kcal/lt), mientras que las grasas dan más “energía por gramo de substrato” que los hidratos de carbono (9.0 contra 4.0 kcal/gr).

El cociente respiratorio (CR) es la relación entre la producción de dióxido de carbono (CO2) y el consumo de oxígeno (VO2) en la célula. Debido a que las mediciones se realizan en la boca y no en el tejido, esta relación se llama “relación de intercambio respiratorio (R)”. Este valor es una medida importante que nos da el tipo de combustible que se está utilizando durante el ejercicio.

CR  =  R  =  VCO2

VO2

La capacidad de la relación de intercambio respiratorio para dar una información adecuada sobre el metabolismo de las grasas y los hidratos de carbono durante el ejercicio se debe a las siguientes observaciones sobre el metabolismo de las grasas y la glucosa.

Cuando R = 1.0, el 100% de la energía se deriva de los hidratos de carbono y el 0% de las grasas; cuando R = 0.7, el 100% de la energía proviene de las grasas y el 0% de los hidratos de carbono. R = 0.85 para el caso de 50% de la energía proveniente de las grasas y 50% de los hidratos de carbono. Estas mediciones son para el atleta en estado de reposo, ya que de otra forma estaremos sobreestimando el valor de R.

Suponiendo que una persona utiliza una mezcla energética compuesta el 50% de hidratos de carbono y 50% de grasas durante un ejercicio, el equivalente calórico es de 4.86 kilocalorías por litro de oxígeno.

Este valor obtenido de 4.86 kcal/ltO2 es el punto de partida para determinar más adelante y desde una óptica biomecánica, el “equivalente calórico mecánico” como herramienta de campo para obtener, con un error relativo bajo, el consumo calórico relacionado con el trabajo mecánico desarrollado en una determinada actividad física.

La calorimetría indirecta emplea dos técnicas para medir el consumo de oxígeno, siendo las dos pruebas de laboratorio: espirometría de circuito abierto y espirometría de circuito cerrado. En la técnica de circuito cerrado, el sujeto respira oxígeno al 100% de un espirómetro; el aire espirado pasa a través de una sustancia química que absorbe el dióxido de carbono. La disminución del volumen de oxígeno contenido en el espirómetro es la medida de consumo de oxígeno. Al ser absorbido el dióxido de carbono, no se puede calcular el cociente respiratorio, así que se utiliza un equivalente calórico de 4.82 kcal/lt para indicar que se usa una mezcla de hidratos de carbono, grasas y proteínas. Esta técnica se utiliza de forma generalizada para medir el ritmo metabólico basal.

El método de circuito cerrado para medir el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono es la técnica de calorimetría indirecta más común. En este procedimiento se calcula el consumo de oxígeno restando el volumen de oxígeno espirado del volumen de oxígeno inspirado. La diferencia se toma como admisión o consumo de oxígeno. La producción de dióxido de carbono se calcula bajo el mismo procedimiento. Esto hace posible el cálculo de la relación de intercambio respiratorio (R), pudiendo así encontrar qué substrato (grasa o hidrato de carbono) ha proporcionado más energía durante la actividad física, así como qué valor debe utilizarse para el equivalente calórico del oxígeno en el cálculo del gasto energético (5.0 kcal/lt para hidratos de carbono y 4.7 kcal/lt para las grasas).

En el cuadro siguiente se demuestra la relación entre R, Energía y % de kcal de los hidratos de carbono y las grasas

Cociente Respiratorio

Energía

% kilocalorías

CO2 / O2	kcal/ltO2	HC	G
0.71 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00	4.69 4.74 4.80 4.86 4.92 4.99 5.05	0 15.6 33.4 50.7 67.5 84.0 100.0	100.0 84.4 66.6 49.3 32.5 16.0 0