10. ENERGIA DE LOS ALIMENTOS Y VIDA SALUDABLE

 

 

En las células vivas de nuestro cuerpo tienen lugar un conjunto de reacciones químicas que con-ducen a determinados cambios materiales y de energía que nos mantienen vivos. A ese proceso se le conoce como metabolismo humano.


Nuestro cuerpo es como un sistema que contiene una cierta cantidad (no sabemos cuánta) de energía interna. Lo que sí sabemos, es que cada vez que realizamos determinadas acciones tales como subir por una escalera, cortar leña, hacer deporte o simplemente, mantener nuestra sangre circulando y nuestra temperatura corporal constante, utilizamos parte de esa energía interna.


Esa energía que utilizamos no se puede reponer mediante el calor del medio ambiente ya que, aunque el exterior se encuentre a una temperatura más elevada que nuestro cuerpo, no disponemos de ningún mecanismo que nos permita ganar energía exterior en base a esa diferencia de temperatura.


¿De dónde obtenemos pues la energía para reponer toda aquella que empleamos en realizar nuestros procesos vitales y, en general, todas aquellas acciones en las que realizamos trabajo o calor?


Sabemos que en las sustancias orgánicas que forman los alimentos que ingerimos existe energía interna (energía cinética y potencial electromagnética de las moléculas que forman dichas sustancias).


En la digestión, algunas sustancias orgánicas contenidas en los alimentos como, por ejemplo, hidratos de carbono, grasas y proteínas, se transforman en otras sustancias más sencillas como, monosacáridos, ácidos grasos y aminoácidos, que son transportadas a las células por la corriente sanguínea.


Mediante el proceso de la respiración dichas sustancias se oxidan en las células. En esas reacciones de oxidación se producen moléculas con un gran contenido energético como, por ejemplo, las moléculas de ATP (siglas de un compuesto químico llamado adenosín-trifosfato). Ese tipo de moléculas se caracterizan por que pueden proporcionar fácilmente su energía para realizar calor y trabajo así como para la síntesis de otras sustancias que precisa nuestro cuerpo.


Así pues, la energía que utilizamos para vivir e interaccionar con el medio que nos rodea, la extraemos de la energía interna contenida en los alimentos que ingiere nuestro cuerpo y, en ese proceso, la respiración tiene un papel esencial. En la oxidación de la glucosa (un hidrato de carbono) la entalpía de combustión es de –16 kJ/g, es decir: al oxidarse 1 g de glucosa se obtienen 16 kJ de energía (suficiente para elevar en unos 4ºC la temperatura de 1 litro de agua). Una unidad muy común utilizada en nutrición es la caloría alimentaria o “Cal” (que equivale a 1 kcal o 4'18 kJ). Las grasas son otra fuente importante de energía. Los animales usan estas sustancias como reservas de energía y las queman cuando lo precisan. En la oxidación de la triestearina (una grasa) la entalpía de combustión es de unas 20 Cal (calorías alimentarias) por cada gramo.


A.26. En un calorímetro a presión constante de capacidad calorífica 1700 J/K se quema una muestra de 1,086 gramos de cacahuetes tostados sin cáscara. Si la masa de agua del calorímetro es de 2 kg y se observa que el aumento de la temperatura del calorímetro es de 2,5 K, determinad:
a) El contenido energético por cada 100 gramos de cacahuetes.
b) Sabiendo que, por promedio, se considera que la energía consumida al realizar una actividad física intensa (como correr a 12 km/h) es de 1900 kJ/hora, determinad el tiempo en el que se deberá estar realizando dicha actividad para compensar el aporte energético extraordinario ingerido al comer 75 gramos de cacahuetes tostados.

Suponemos que el calor proporcionado por la combustión de la muestra de cacahuete se empleará totalmente en aumentar la temperatura del agua y del calorímetro


Q = Qagua + Qcalorímetro = magua · cagua · ΔT + Ccalorímetro· ΔT


Por otra parte si queremos determinar el contenido energético por cada 100 gramos de alimento (ΔHe) deberemos realizar la siguiente corrección:

Para calcular el tiempo de ejercicio utilizaremos la siguiente relación para la energía consumida (ΔHcon):


A.27. La velocidad a la cual transferimos energía interna de nuestro cuerpo al exterior se llama velocidad metabólica: la velocidad metabólica de una actividad, muy intensa, como correr rápidamente, es de unos 2500 kJ/h. Una persona que ha ingerido alimentos con un aporte energético “extra” de 1000 Cal, quiere “quemar” estas calorías de sobra, corriendo: ¿Cuánto tiempo tiene que estar practicando esta actividad? (Tened en cuenta que 1 Cal = 1 caloría alimentaria = 1 kcal; 1 cal= 4,18 J).

Rdo. Aproximadamente 100 minutos.