Parte II: Nutrición básica

Capítulo 8

Composición corporal, funciones de los alimentos, metabolismo y energía

La frase «somos lo que comemos» se utiliza con frecuencia para indicar que la composición de nuestros cuerpos depende en gran parte de lo que hemos consumido. El gran número de elementos químicos en el cuerpo humano se encuentra principalmente en forma de agua, proteína, grasas, sales minerales y carbohidratos, en los porcentajes indicados en el Cuadro 8. El cuerpo humano está compuesto por los alimentos que contienen estos cinco constituyentes, como también vitaminas.

El alimento sirve sobre todo para el desarrollo, la energía y la reparación corporal, el mantenimiento y la protección. El alimento también da satisfacción y estímulo, pues el comer y beber se encuentran entre los placeres de la vida en cualquier parte. En verdad, el alimento nutre el cuerpo y el alma. Inclusive si la tecnología pudiese producir una dieta perfecta en términos de su contenido, tal dieta podría todavía carecer, por ejemplo, del aroma y el sabor de un curry, o el sabor estimulante del café caliente.

Lo que controla el apetito o la sensación de hambre no ha sido plenamente develado. El hipotálamo en el cerebro tiene una función, así como otros sitios del sistema nervioso central. Otros factores probables incluyen los niveles de azúcar en la sangre, las hormonas corporales, la grasa corporal, muchas enfermedades, emociones y, por supuesto, el tipo de alimentos y la disponibilidad, las preferencias y aversiones personales, y el medio social donde se consume el alimento.

COMPONENTES DIETÉTICOS Y FUNCIONES DE LOS ALIMENTOS

Una clasificación simple de los constituyentes dietéticos se presenta en el Cuadro 9.

El ser humano come alimentos y no nutrientes individuales. La mayoría de los alimentos, que incluyen alimentos básicos como arroz, maíz y trigo, suministran principalmente carbohidratos para energía pero también importantes cantidades de proteína, un poco de grasa o aceite y micronutrientes útiles. Por lo tanto, los granos de cereales suministran algunos de los constituyentes necesarios para la energía, el desarrollo y la reparación corporal y el mantenimiento. La leche materna suministra todos los macro y micronutrientes necesarios para satisfacer las necesidades totales de un niño pequeño hasta los seis meses de edad, inclusive aquellos para la energía, el crecimiento, la reparación corporal y el mantenimiento. La leche de vaca tiene el equilibrio de nutrientes para las necesidades de un ternero.

Agua

El agua se puede considerar como el constituyente más importante de la alimentación. Un varón o mujer normal puede vivir sin alimentos de 20 a 40 días, pero sin agua, los seres humanos mueren entre cuatro y siete días. Más del 60 por ciento del peso del cuerpo humano está constituido por agua, de la cual aproximadamente el 61 por ciento es intracelular y el resto es extracelular. El consumo de agua, excepto bajo circunstancias excepcionales (por ejemplo, alimentación intravenosa), viene de los alimentos y líquidos consumidos. La cantidad que se ingiere varía ampliamente en las personas y puede ser influida por el clima, la cultura y otros factores. Frecuentemente se consume hasta un litro en alimentos sólidos y de 1 a 3 litros de líquidos bebidos. El agua también se forma en el cuerpo como resultado de la oxidación de macronutrientes, pero el agua que así se obtiene por lo general constituye menos de 10 por ciento del agua total.

CUADRO 8
Composición química de un cuerpo humano que pesa 65 kg

CUADRO 9
Clasificación simple de los componentes dietéticos

El agua se excreta principalmente por los riñones como orina. Los riñones regulan la eliminación de orina y mantienen un equilibrio; si se consumen pequeñas cantidades de líquidos, los riñones excretan menos agua y la orina es más concentrada. Mientras que en los climas cálidos la mayor parte del agua se elimina por los riñones, tanto o mayor cantidad se puede perder por la piel (a través del sudor) y los pulmones. Cantidades mucho más pequeñas se pierden por el intestino con las materias fecales (excepto en presencia de diarrea cuando las pérdidas pueden ser altas).

El metabolismo del sodio y el potasio, que se conocen como electrólitos, se relaciona con el agua corporal. El sodio está principalmente en el agua extracelular y el potasio en el agua intracelular. La mayoría de las dietas contienen cantidades adecuadas de ambos minerales. En la pérdida de líquidos causada, por ejemplo, por diarrea o hemorragia, el equilibrio de electrólitos en la sangre se puede alterar. El consumo de agua y el equilibrio de los electrólitos son particularmente importantes en los niños enfermos. En los niños sanos, la leche materna de una madre saludable aporta cantidades suficientes de líquidos y electrólitos, sin que se necesite agua adicional durante los primeros seis meses de vida, incluso en climas cálidos. Sin embargo, los niños con diarrea y enfermos, pueden necesitar líquidos adicionales.

Aunque el apetito y la disponibilidad de alimentos regulan en gran parte el consumo de alimentos, también está bajo la influencia de la sensación denominada sed. La sed puede surgir por varios motivos. La deshidratación puede causar sequedad de la boca pero hay además señales del mismo centro de saciedad en el hipotálamo que controla la sensación de hambre. La deshidratación, una importante característica de la diarrea, se trata en el Capítulo 37.

El fenómeno de acumulación de agua en el cuerpo se manifiesta en la condición conocida como edema, cuando la enfermedad causa un exceso de líquido extracelular. Dos importantes enfermedades por carencia, en las cuales el edema generalizado es una característica, son el kwashiorkor (véase el Capítulo 12) y el beriberi húmedo (véase el Capítulo 16). El exceso de líquido puede resultar de un desequilibrio de los electrólitos y de la acumulación de agua en el compartimiento extracelular. Una persona puede tener edema y sin embargo estar deshidratada por la diarrea; esta condición es una forma de insuficiencia cardíaca. También el agua se puede acumular en la cavidad peritoneal, en la entidad conocida como ascitis que puede ser causada por enfermedad hepática.

COMPOSICIÓN CORPORAL

Se dice que el cuerpo humano está dividido en tres compartimentos que en conjunto tienen la siguiente participación en el peso corporal total de un varón adulto bien nutrido y saludable:

• masa celular corporal, 55 por ciento;

• tejido de soporte extracelular, 30 por ciento;

• grasa corporal, 15 por ciento.

La masa celular corporal está constituida por componentes celulares como músculos, órganos (vísceras, hígado, cerebro, etc.) y sangre. Comprende las partes del cuerpo que participan en el metabolismo, funcionamiento, trabajo y demás funciones del organismo.

El tejido de soporte extracelular consta de dos partes: el líquido extracelular (por ejemplo, el plasma sanguíneo que contiene las células sanguíneas), el esqueleto y otras estructuras de soporte.

La grasa corporal está casi toda debajo de la piel (grasa subcutánea) y alrededor de los órganos como el intestino y el corazón. Sirve en parte como reserva de energía. Pequeñas cantidades están en las paredes de las células del cuerpo o en los nervios.

Los fisiólogos y quienes tienen interés en el metabolismo, han desarrollado diversas formas para medir la composición del cuerpo, incluso la cantidad de líquidos en el organismo y la densidad corporal. Una medición común es calcular la masa magra corporal (MMC) o masa libre de grasa del cuerpo. Estas medidas varían desde las muy sencillas a las más complicadas. Las más sencillas son por supuesto menos precisas. La antropometría utiliza peso, altura, espesor de los pliegues de la piel y circunferencias corporales y es relativamente fácil y muy económica de realizar y da un cálculo de la MMC y de la composición corporal. En cambio, los métodos que utilizan, por ejemplo, impedancia eléctrica, tomografía axial computadorizada (CAT) y resonancia magnética nuclear, necesitan equipos costosos y personal altamente entrenado.

El líquido en las células (líquido intracelular) contiene sobre todo iones de potasio, y el líquido extracelular es en esencia una solución de cloruro de sodio. Ambos tienen además otros iones. El total de agua en el organismo se puede medir con diferentes métodos, como las técnicas de dilución para medir, por ejemplo, el volumen plasmático.

La grasa corporal se mide con distintos métodos. Debido a que gran parte del tejido adiposo se encuentra debajo de la piel, se puede utilizar un calibrador de pliegues cutáneos para medir el espesor de los pliegues de la piel en diversos sitios (véase el Capítulo 33). Otro método es pesar a la persona tanto fuera como bajo el agua, con un equipo especial y un tanque de agua. Este método en realidad da un cálculo de la densidad corporal.

Los métodos para determinar la composición corporal se describen con detalle en los libros de texto de fisiología o nutrición (véase la Bibliografía).

La composición corporal depende bastante de la nutrición. Los dos extremos son la emaciación del marasmo nutricional (véase el Capítulo 12) y la inanición (véase el Capítulo 24) y el sobrepeso de la obesidad (véase el Capítulo 23). La composición corporal varía entre los géneros y, quizás únicamente en forma leve, entre las razas. Se ha demostrado que los afroamericanos tienen esqueletos más pesados que la gente de raza blanca del mismo tamaño en los Estados Unidos. En las mujeres, el embarazo y la lactancia influyen en la composición corporal.

La composición corporal de los niños depende de la edad y del crecimiento. Los problemas del crecimiento, como resultado de deficiencias nutricionales, influyen en la composición corporal y eventualmente en el tamaño del cuerpo y de los órganos corporales.

METABOLISMO Y ENERGÍA

El término general para todos los procesos químicos que realizan las células del organismo se denomina «metabolismo». El más importante entre estos procesos es la oxidación (combustión o quema) del alimento lo que produce energía. Este proceso es análogo al motor de un auto cuando quema gasolina para producir la energía que necesita para funcionar. En la mayoría de las formas de combustión, ya sea un automóvil o un ser humano, se produce calor y también energía.

La física clásica enseña que la energía no se puede crear ni destruir. Aunque esta ley de la naturaleza no es totalmente correcta (pues en un reactor nuclear se puede ver la conversión de la materia a energía), en la mayoría de los casos sí es cierta. Los tres macronutrientes de los alimentos - carbohidrato, proteína y grasa - suministran energía. La energía para el cuerpo viene sobre todo de los alimentos y en ausencia de éstos se produce tan sólo por la fragmentación de los tejidos corporales.

Todas las formas de energía se pueden convertir en energía calórica. Es posible medir el calor que se produce al quemar un litro de gasolina, por ejemplo. La energía de los alimentos también se puede medir y se expresa como energía calórica. La unidad de medida que se usa es la gran caloría (Cal) o kilocaloría (kcal) que es 1 000 veces la pequeña caloría utilizada en física, pero esta medida se reemplaza cada vez más por el julio (J) o kilojulio (kj). La kilocaloría se define como el calor necesario para elevar la temperatura de un litro de agua de 14,5° a 15,5°C. Mientras que la kilocaloría es una unidad de calor, el julio es en realidad una unidad de energía. El julio se define como la cantidad de energía necesaria para mover un peso de 1 kilogramo una distancia de 1 metro con 1 newton (N) de fuerza. En la nutrición se usa el kilojulio (1000 j). El equivalente de una kcal es 4,184 kj. Estas son unidades de medida de la misma manera que se utilizan los litros y las pintas como medidas de cantidad, y los metros y los pies como medidas de longitud. En muchas publicaciones científicas, el julio se utiliza en vez de la kilocaloría (véanse los Cuadros de conversión, Anexo 5), pero el público en general y la mayoría de los trabajadores de la salud todavía prefieren expresar la energía de los alimentos en kilocalorías en vez del julio. Por lo tanto, las kilocalorías se utilizan en este libro.

El cuerpo humano requiere energía para todas las funciones corporales, incluyendo el trabajo físico, el mantenimiento de la temperatura corporal y el trabajo continuo del corazón y los pulmones. En los niños la energía es esencial para el crecimiento. La energía también es necesaria para la fragmentación, reparación y formación de los tejidos. Estos son procesos metabólicos. La tasa con la que se realizan estas funciones cuando el cuerpo se encuentra en reposo, es la tasa metabólica basal (TMB).

CUADRO 10
Tasa metabólica basal de varones y mujeres adultos, en relación a la estatura y al peso promedio aceptable por estatura

Fuente: Organización Mundial de la Salud (OMS), 1985.

a Media aceptable de peso por altura; índice de masa corporal (IMC = peso/altura2) = 22 en varones, 21 en mujeres (véase el Capítulo 23).

b Kilojulios suministrados en paréntesis.

Tasa metabólica basal

La tasa metabólica basal (TMB) de cada individuo se define en general como la cantidad de energía [expresada en kilocalorías o megajulios (MJ) por día] que se gasta cuando la persona se encuentra en reposo físico completo (es decir, acostada) y psicológico. Además, se puede expresar como kilocalorías por hora o por kilogramo de peso. La TMB suministra la energía que requiere el cuerpo para mantener la temperatura corporal, el trabajo de los órganos como el corazón que se contrae y el movimiento normal de los músculos para la respiración durante el reposo; y el funcionamiento de otros órganos como el hígado, los riñones y el cerebro.

La TMB varía de un individuo a otro. Los factores generales más importantes que influyen en la TMB son el peso, el sexo, la edad y el estado de salud de cada persona. La TMB también depende de la composición corporal, por ejemplo, la cantidad de músculo y tejido adiposo, y por lo tanto de la cantidad de proteína y grasa en el cuerpo. En términos generales, las personas de mayor tamaño con más cantidad de músculo y órganos más grandes, tendrán una TMB mayor que las de menor tamaño. Las personas de edad tienden a tener una TMB más baja que cuando eran jóvenes, y las mujeres una TMB menor que los varones, incluso sobre la base de kilogramo de peso corporal. Sin embargo existen excepciones a estas generalidades.

La TMB es importante como componente de los requisitos de energía. El Cuadro 10 muestra la TMB de varones y mujeres adultos, de acuerdo con su estatura y peso, por kilogramo de peso corporal y energía total por día. El cuadro muestra, por ejemplo, que en las mujeres con edades entre 30 y 60 años la TMB varía de 1190 a 1420 kcal por día. Esta es la cantidad de energía que necesita una mujer en reposo completo durante 24 horas. Por supuesto, muchas mujeres adultas de países en desarrollo tienen menos de 1,4 m de altura y 41 kilogramos de peso; su TMB puede ser entonces un poco menor de 1190 kcal por día.

CUADRO 11
Necesidades de energía promedio diaria en adultos, por categoría de trabajo ocupacional, expresado como múltiplo de la TMB

Fuente: OMS, 1985.

CUADRO 12
Factor de actividad para calcular el gasto de energía total (multiplicado por TMB)

Fuente: OMS, 1985.

Nota: Estas cifras se aplican sólo como valores de aproximación promedio para el tiempo dedicado a la actividad. No se tienen en cuenta los descansos. En el trabajo pesado las personas por lo general hacen pausas frecuentes o descansos.

Necesidades de energía

Las necesidades de energía diaria promedio de varones y mujeres adultos que realizan un trabajo clasificado como ligero, moderado y pesado se presentan en el Cuadro 11, y se expresan como múltiplos de la TMB. El cuadro muestra, por ejemplo, que una mujer que realiza trabajo pesado requiere energía igual a 1,82 veces su TMB. Si la mujer tiene 25 años, una estatura de 1,4 m, y su peso es 41 kilogramos, según el Cuadro 10, su TMB sería de 1100 kcal por día. Por lo tanto, sus necesidades diarias son 1 100 kcal x 1,82 = 2 002 kcal.

También es útil calcular las necesidades de energía para diversas actividades que una persona puede realizar durante ciertos períodos. El gasto de energía también se calcula al multiplicar un factor de actividad o constante metabólica, que varía de acuerdo con la actividad, por la TMB de la persona. El Cuadro 12 presenta los factores de actividad para calcular el gasto de energía total de diversas actividades para adultos varones y mujeres.

El ser humano promedio quema energía a su TMB únicamente cuando está en reposo absoluto. Todos los movimientos ordinarios requieren energía adicional, y el trabajo físico, por supuesto, requiere aún más energía. Para un hombre sano con una TMB de 1 kilocaloría/minuto, en un día promedio, se puede necesitar un gasto de energía similar al que se demuestra en el Cuadro 13.

CUADRO 13
Gasto energético de un hombre sano en un día promedio

CUADRO 14
Gasto energético cuando la persona del Cuadro 13 realiza tres horas de trabajo pesado

CUADRO 15
Gasto energético cuando la persona del Cuadro 14 ajusta su trabajo a una dieta menos adecuada

Si la persona del ejemplo anterior - en vez de ocho horas de trabajo ligero - realiza cinco horas de pastoreo y tres de trabajo pesado azadonando el suelo duro, con un consumo de 8 kcal/minuto, su gasto de energía será entonces como se indica en el Cuadro 14.

Si el individuo que realiza las actividades del primer ejemplo, recibe exactamente 2 640 kcal en sus alimentos, su peso se mantendrá estable y podrá funcionar normalmente. Sin embargo, si realiza actividades de acuerdo con el segundo ejemplo, y no come alimentos adicionales, su peso gradualmente se reducirá, debido a que tendrá que quemar su propia reserva de combustible, que es parte de su propio cuerpo. Esta persona pronto empezará a limitar sus actividades a fin de detener este proceso. Entonces, quizá trabajará mucho menos fuerte con el azadón, de manera que en vez de quemar 8 kcal por minuto, gaste apenas 3,2 kcal por minuto; además podrá estar agotado al final del día y aumentar su período de reposo completo (a 1 kilocaloría por minuto) mediante la reducción del período de actividades menores. De este modo, habrá reducido sus necesidades de energía a 2 646 kcal como se indica en el Cuadro 15.

Este es solo un ejemplo. En la mayoría de los casos, cuando las personas aumentan su gasto de energía, incluyendo el trabajo, sienten más hambre y aumentan su consumo básico de alimento, sea éste arroz, mijo, maíz, trigo, yuca o cualquier otra cosa.

Las necesidades de energía de un ser humano dependen de varios factores. Los más importantes son:

• Tamaño corporal. Una persona pequeña necesita menos energía que una grande.

• Tasa metabólica basal. La TMB varía y puede verse afectada por factores como una enfermedad de la glándula tiroides.

• Actividad. A mayor trabajo físico o recreación realizados, se requiere más energía.

• Embarazo. Una mujer necesita energía adicional para el desarrollo del feto y para satisfacer su aumento de peso.

• Lactancia. La madre lactante necesita energía adicional para producir la leche y para amamantar a su bebé. La duración relativamente larga de la lactancia en mujeres asiáticas y africanas, determina que una gran proporción de ellas necesiten energía adicional.

• Edad. Los bebés y los niños necesitan más energía que los adultos para su crecimiento y actividad. En las personas de edad, la necesidad de energía se reduce algunas veces debido a que existe una disminución de actividad y a que su TMB es generalmente menor.

• Clima. En climas cálidos, es decir, en la mayoría de los trópicos y subtrópicos, se requiere una cantidad de energía menor que en los climas fríos para mantener la temperatura normal del cuerpo.