Metabolismo basal

La tasa metabólica es el ritmo del metabolismo, la cantidad de energía utilizada por un animal por unidad de tiempo. La tasa metabólica basal (TMB) es la cantidad de energía utilizada diariamente por los animales en reposo.

Alrededor del 70% del uso total de energía de un ser humano se debe a los procesos vitales basales dentro de los órganos del cuerpo (véase la tabla). Alrededor del 20% del uso de energía proviene de la actividad física y otro 10% de la digestión de los alimentos después de comer.

Todos estos procesos requieren un aporte de oxígeno para proporcionar energía para la supervivencia, generalmente a partir de macronutrientes como los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas. El ciclo de Krebs produce moléculas de ATP ricas en energía y desprende dióxido de carbono.

El procesamiento de los alimentos después de comer utiliza energía química y produce algo de calorZoom
El procesamiento de los alimentos después de comer utiliza energía química y produce algo de calor

Metabolismo basal

El metabolismo basal suele ser, con mucho, el mayor componente de la energía total utilizada. La liberación, y el uso, de energía en este estado es suficiente sólo para el funcionamiento de los órganos vitales, el corazón, los pulmones, el sistema nervioso, los riñones, el hígado, el intestino, los órganos sexuales, los músculos y la piel.

Bioquímica

Para el BMR, la mayor parte de la energía se consume en el mantenimiento de los niveles de líquido en los tejidos a través de la ósmosis, y sólo una décima parte se consume para el trabajo mecánico, como la digestión, los latidos del corazón y la respiración.

Lo que permite al ciclo de Krebs realizar los cambios metabólicos de las grasas, los hidratos de carbono y las proteínas es la energía, que puede definirse como la capacidad de realizar un trabajo.

La descomposición de moléculas grandes en moléculas más pequeñas -asociada a la liberación de energía- es el catabolismo. La descomposición de las proteínas en aminoácidos es un ejemplo de catabolismo. El calor corporal de los animales de sangre caliente se produce mediante reacciones químicas de tipo catabólico.

El proceso de construcción se denomina anabolismo. La formación de proteínas a partir de aminoácidos es un proceso anabólico.

El trifosfato de adenosina (ATP) es la molécula intermedia que impulsa la transferencia de energía utilizada en la contracción muscular. El ATP es una molécula de alta energía porque almacena grandes cantidades de energía en los enlaces químicos de los dos grupos fosfato terminales. La ruptura de estos enlaces químicos en el ciclo de Krebs proporciona la energía necesaria para la contracción muscular.

Diferencias individuales

La tasa metabólica varía según los individuos. Un estudio de 150 adultos representativos de la población de Escocia informó de tasas metabólicas basales que iban desde 1027 kcal al día (4301 kJ) hasta 2499 kcal (10455 kJ). La media fue de 1500 kcal (6279 kJ) al día.

Los investigadores calcularon que el 62,3% de esta variación se explicaba por las diferencias en la masa (peso) menos las reservas de grasa. Otros factores fueron la cantidad de grasa (6,7%), la edad (1,7%) y el error experimental, incluida la diferencia entre sujetos (2%). El resto de la variación (26,7%) no se explicó.

Así pues, existen diferencias en la TMB incluso cuando se comparan dos sujetos con la misma masa corporal magra. El 5% de las personas con mayor masa corporal magra metabolizan la energía entre un 28 y un 32% más rápido que los individuos con el 5% más bajo de TMB. Por ejemplo, un estudio informó de un caso extremo en el que dos individuos con la misma masa corporal magra de 43 kg tenían BMR de 1075 kcal/día (4,5 MJ) y 1790 kcal/día (7,5 MJ). Esta diferencia de 715 kcal (67%) equivale a que uno de los individuos completara una carrera de 10 kilómetros cada día.

El gráfico original del tamaño corporal frente a la tasa metabólica dibujado a mano por Max Kleiber (1947).Zoom
El gráfico original del tamaño corporal frente a la tasa metabólica dibujado a mano por Max Kleiber (1947).

Gráfico de la tasa metabólica (kcal/h) frente a la masa corporal (g) en amplios grupos taxonómicos. Adaptado de Hemmingsen 1960.Zoom
Gráfico de la tasa metabólica (kcal/h) frente a la masa corporal (g) en amplios grupos taxonómicos. Adaptado de Hemmingsen 1960.

Efectos de escala

Las tasas metabólicas varían según el tamaño del animal, y esto se ha discutido durante más de un siglo.

Los gráficos muestran que :

  1. La tasa metabólica de los mamíferos es una función regular de su tamaño corporal, y
  2. La función es significativamente diferente de una función directa de sus superficies corporales.
  3. En una escala logarítmica, el metabolismo de los mamíferos en relación con su tamaño corporal forma una línea recta con una pendiente de aproximadamente 0,75.
  4. Investigaciones posteriores demostraron que existen relaciones similares para los animales de sangre fría y los protistas.

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