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Guía de aprendizaje Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar 2022 Área Nutrición Responsable Académica del Área María Fernanda Troiano Co-responsable Académico del Área Juan Ignacio Jairala Ciclo Promoción de la Salud Carrera de Medicina Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 3 ÍNDICE Introducción .......................................................... UP 1 .......................................................................... UP 1 Material de Estudio ....................................... UP 2 .......................................................................... UP 2 Material de Estudio ....................................... UP 3 .......................................................................... UP 3 Material de Estudio ....................................... UP 4 .......................................................................... UP 4 Material de Estudio ....................................... UP 5 .......................................................................... UP 6 .......................................................................... UP 6 Material de Estudio ....................................... UP 7 ......................................................................... UP 7 Material de Estudio ....................................... UP 8.......................................................................... Pág. 5 Pág. 19 Pág. 29 Pág. 67 Pág. 77 Pág. 83 Pág. 93 Pág. 105 Pág. 115 Pág. 133 Pág. 157 Pág. 165 Pág. 173 Pág. 181 Pág. 191 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 5 INTRODUCCIÓN Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 7 A. Introducción al área B. Unidades problemas 1. Debajo de cada unidad problemática el estudiante encontrará las propuestas educativas de cada disciplina, indicando los seminarios, laboratorios, biblio- grafías, recursos audiovisuales, etc. 2. Al final de la misma una propuesta de autoevaluación Disciplinas que participan integradamente en el desarrollo del Área: • Anatomía Normal • Biología • Física Biológica • Fisiología Humana • Histología y Embriología • Medicina y Sociedad • Paido-psiquiatría • Psiquiatría Adultos • Química Biológica INTRODUCCIÓN 1. Fundamentación del Área La nutrición es una temática prioritaria al abordar la medicina desde el campo de la Promoción de la Salud. La misma es fundamental para dotar al organismo de la materia y energía imprescindibles para mantener su homeostasis y de- sarrollar sus diferentes actividades. Implica además una dimensión social en la cual el alimento adquiere funciones y significados que van más allá de estos aportes. Por otra parte la alimentación es influida por aspectos psicológicos que modelan junto a otros factores nuestra relación con la comida y con el cuerpo. Se propone por lo tanto un abordaje en los distintos momentos del ciclo vital des- de el cual se integrarán las dimensiones biológicas, sociales y psicológicas impli- cadas en la nutrición, contextualizando la conducta alimenticia del ser humano en el marco del flujo de energía en los ecosistemas y en la realidad político-social en la cual se desarrolla. El objeto de estudio del área es el proceso Salud-Enfermedad-Atención-Cuidado desde el enfoque de la Promoción de la Salud para, a través de los fundamentos de la Atención Primaria, adquirir los conocimientos y habilidades necesarios para evaluar el estado nutricional de los individuos y la población y para lograr la promoción de una alimentación saludable. En este manual guía el estudiante encontrará: Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 8 Se trabaja para ello desde la teoría del aprendizaje significativo, buscando bajo distintas estrategias didácticas la integración de los diferentes contenidos disci- plinares y el desarrollo de las habilidades requeridas para el desempeño como profesional de la salud. Objetivos a. Generales: • Relacionar la estructura y el funcionamiento del sistema digestivo del ser huma- no en los diferentes ciclos vitales • Reflexionar sobre los factores biológicos, psicológicos y sociales que regulan la alimentación • Comprender la importancia de la nutrición en la Promoción de la Salud • Entender las transformaciones de materia y energía necesarias para mantener la organización y funciones del organismo • Jerarquizar el rol de la soberanía alimentaria para garantizar el derecho a la alimentación b. Específicos: • Entender al ser vivo comportándose como un sistema dentro de sistemas, para comprender la dependencia de todos los seres vivos de una entrada per- manente de energía. • Incorporar conceptos básicos de materia y energía • Conocer la estructura química de los alimentos • Introducir el rol de la cultura en la alimentación • Conocer la estructura y funcionamiento del sistema digestivo en el ser huma- no comprendiendo sus particularidades durante la niñez. • Reflexionar sobre la compleja dimensión simbólica y social de la alimentación. • Comprender las estructuras y procesos involucrados en la deglución • Jerarquizar la lactancia materna tomando conciencia de su importancia en la alimentación saludable del lactante. • Valorar los componentes de la leche materna. • Entender la importancia de los vínculos de apego en la alimentación • Comprender la forma en que se obtiene energía a partir de los hidratos de carbono • Comprender la importancia de una adecuada incorporación de nutrientes en el primer año de vida • Relacionar dicha incorporación con las características estructurales y funcio- nales del estómago • Comprender la importancia de las secreciones en la digestión de los alimentos • Jerarquizar la importancia de los sentidos en la incorporación de los alimentos • Entender el metabolismo en el contexto del flujo de energía a nivel individual • Reconocer la importancia de los glúcidos para suplir los requerimientos nutri- cionales. • Conocer los factores que se deben tener en cuenta para brindar una dieta que cumpla con las leyes de alimentación y las pautas recomendadas para una Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 9 dieta saludable. • Integrar los movimientos intestinales organizados y regulados en el proceso digestivo global. • Conocer las bases físicas del transporte transepitelial • Relacionar la estructura del tubo digestivo y su irrigación con los procesos de absorción de nutrientes • Jerarquizar el rol del metabolismo de las grasas para los requerimientos energéticos del organismo • Entender el significado de las representaciones sociales del cuerpo • Conocer la diferenciación conceptual entre soma y cuerpo • Entender las consecuencias para la salud de las variaciones de la alimenta- ción humana, desde el paleolítico hasta la revolución tecnológica. • Comprender los factores psicológicos, biológicos y sociales involucrados en la regulación de la ingesta • Reconocer las relaciones del hígado con el resto de las estructuras y su im- portancia para cumplir las funciones del sistema digestivo • Jerarquizar el valor nutricional de las proteínas • Aplicar conocimientos de Promoción de la Salud • Comprender las particularidades de las recomendaciones alimentarias en el embarazo • Conocer los fundamentos del metabolismo fosfocálcico. • Reconocer la importancia de los aportes minerales en esta etapa de la vida • Comprender los factores involucrados en la regulación de la glucemia • Reconocer las condiciones bio-psico-sociales del/de la adulto/a mayor rela- cionadas con la nutrición. • Jerarquizar el rol de la soberanía alimentaria en la salud colectiva • Considerar los factores biológicos, psicológicos y sociales que afectan el pro- ceso de eliminación de los productos finales no absorbidos 3. Organización del Área Las Unidades Problema se abordarán y resolverán en clases que se denominan “Tutorías”; es en ellas que se despliega la estrategia del Aprendizaje Basadoen Problemas. Las mismas duran dos horas cátedras y se desarrollan dos veces a la semana: los días lunes y jueves o martes y viernes, al mismo horario. En ellas el docente a cargo o Tutor será siempre el mismo a lo largo del cursado (salvo razones de fuerza mayor). Además en cada una de las Unidades encontrarás otras estrategias didácti- cas como Seminarios o Laboratorios. Éstos no tienen un horario o docente fijo, tendrás que revisar regularmente el Transparente Virtual para saber dónde y cuándo se desarrollarán las mismas. También se desarrollarán Prácticas para lograr el desarrollo de ciertas habilidades consideradas como prioritarias. Las Tutorías tienen una asistencia de carácter obligatorio, esto quiere decir que tenés que estar presente en al menos el 75% de las clases dictadas; las prácti- cas requieren una asistencia del 100%. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 10 Además, todas las disciplinas tienen clases de consulta para evacuar tus dudas. Las mismas figuran en el Transparente Virtual y son optativas. Disponen también del campus virtual “comunidadesunr” (https://comunidades2.campusvirtualunr. edu.ar/) donde pueden encontrar muchos de los contenidos y clases grabadas. Los conocimientos y habilidades aprendidos serán evaluados de distintas formas: mediante una evaluación formativa, a cargo del tutor, en el cual el mismo te va a evaluar en forma continua y deberá informarte periódicamente cuál es tu desem- peño y que tenés que hacer para mejorarlo (se adjuntan los criterios de evaluación formativa la final de esta sección). Además se evaluará con dos parciales escritos, con modalidad opción-múltiple que tendrán cada uno de ellos su recuperatorio. Tené en cuenta que el hecho que el aprendizaje esté centrado en el estudiante im- plica una actitud activa de tu parte; va a depender en gran parte de las inquietudes que tengas y de tu capacidad para construir el conocimiento con el andamiaje de tus docentes. Es importante por ello que antes de cada clase leas los objetivos de las mismas y qué se espera de vos en cada una de ellas. 4. Condiciones de regularidad Quedar regular en un Área significa que demostraste tener los conocimientos y habilidades necesarios para poder rendir el examen final (con el que acreditarás o “aprobarás” el Área) y para poder cursar Nutrición. Para ello necesitarás: • Un 75% de asistencia a las Tutorías • 75% de asistencia a laboratorios obligatorios • 100% de asistencia y acreditación de las Prácticas • Evaluación formativa global satisfactoria o muy satisfactoria • Aprobar al menos un parcial o recuperatorio (se aprueba con 6 o más). Si una de estas condiciones no es acreditada acorde a lo indicado precedentemen- te el/la alumno/a quedará en condición de libre. Esto significa que podrás rendir el examen final pero con condiciones diferentes a las del alumno regular y hasta tanto no lo haga no podrá cursar otras Áreas de la carrera. También podrás acceder a la condición de Coloquio, esto implica que si al rendir (bajo ciertas condiciones que figuran en el reglamento de exámenes) te va mal, la nota no queda registrada en tu legajo y podés volver a rendir como alumno regular. Los requisitos son: • Un 75% de asistencia a las Tutorías • 75% de asistencia a laboratorios obligatorios • 100% de asistencia y acreditación de las Prácticas • Evaluación formativa global muy satisfactoria • Aprobar los dos parciales con una nota de 8 o más. 5. Exámenes finales Para poder rendir los exámenes finales deberás cumplir las condiciones de regu- laridad antedichas o bien rendir como alumno libre. Para ello deberás anotarte en las fechas que figuran en el calendario de exámenes a través del sistema Guaraní y seguir las instrucciones que aparecerán en el Transparente Virtual en esa fecha. 6. Derechos de los estudiantes Por ser estudiante de esta Facultad tenés, entre otros, los siguientes derechos: • Ser respetada/o y escuchada/o por todo el personal de la Facultad Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 11 • No ser discriminada/o por tu género, nacionalidad, raza, religión, enfermedad entre otros • No ser víctima de violencia de género en ninguna de sus formas • Tener igualdad en el acceso a los recursos educativos de la Facultad • Recibir una educación de calidad, gratuita y laica • Obtener asesoramiento y ayuda por tus docentes • Acceder a una evaluación objetiva y respetuosa basada en la comunicación • Tener una oferta pedagógica que permita compatibilizar estudio y trabajo de ser necesario • Disponer de la información que necesites sobre el funcionamiento de la Facul- tad • Poder observar los exámenes • Utilizar todos los espacios públicos de la facultad • Poder elegir libremente tus representantes Si considerás que tus derechos son vulnerados podrás dirigirte: • a tu Tutor/a • a las/os Responsables Académicos del Área (estamos al final del pasillo del primer piso del CUAS II) • a la Secretaría de Políticas Estudiantiles • a tus representantes estudiantiles del Centro de Estudiantes o el Consejo Di- rectivo de la Facultad. 7. Cómo leer este manual En el cuaderno del alumno encontrarás la formulación del problema a trabajar con tu tutor y los objetivos que el mismo persigue. Figuran luego los contenidos que cada disciplina considera necesarios para su resolución y la bibliografía correspondiente. Podrás ver también las actividades (seminarios y laboratorios) propuestos por las disciplinas; pero para ello también tendrás que revisar periódicamente el trans- parente virtual para ver cualquier cambio que pueda haber en la programación, y también para conocer la fecha y lugar en que se desarrollará. Al final de cada Unidad encontrarás una lista de cotejos para que puedas autoeva- luar tu desempeño en la misma. Esto permitirá controlar el avance o no en el estudio de cada Unidad y, junto con tu tutor/a buscar las razones por las cuáles no pudiste cumplimentar los objetivos planteados y trabajar en conjunto con él/ellas y tus com- pañeras/os para mejorar tu rendimiento. Esta evaluación no se incluirá para decidir la regularidad o el acceso a la condición de coloquio Vas a ver además anexos para cada Unidad Problema, no te olvides de leerlos cuan- do llegues a esa Unidad. En ellos encontrarás: laboratorios (¡tenés que leerlos antes de ir!), guías de estudio y material bibliográfico producido por la facultad. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 12 8. Criterios de evaluación formativa: Criterio Muy satisfactorio Satisfactorio Insatisfactorio Participación Interviene espontáneamente. Pregunta y responde. Aporta información pertinente Hace preguntas en forma ocasional. Responde sólo cuando es interrogado. No responde ni interviene o lo hace en forma muy infrecuente o sus aportes no son pertinentes Expresión Utiliza adecuadamente el lenguaje disciplinar. Respeta los tiempos de expresión de sus compañeras/os. Expone en forma ordenada y lógica. Utiliza adecuadamente el lenguaje disciplinar. Respeta los tiempos de expresión de sus compañeras/os. No utiliza en forma adecuada el lenguaje disciplinar Trabajo grupal Cumple las tareas asignadas dentro del grupo. Colabora con sus compañeras/os. Permite la circulación del trabajo Cumple las tareas asignadas dentro del grupo. Colabora en forma escasa con sus compañeras/os. No cumple las tareas asignadas dentro del grupo. No colabora con sus compañeras/ so o no permite la circulación del trabajo. Análisis del problema Identifica los componentes centrales del problema. Describe adecuadamente sus protagonistas y el contexto en el que se desarrolla. Plantea un plan de trabajo pertinente. Identifica los componentes centrales del problema. Toma en cuenta el contexto en que se desarrolla. No puede identificar los componentes centrales del problema Búsqueda y recolección de la información Maneja en profundidadla bibliografía recomendada. Busca información fiable en otras fuentes. Participa en seminarios y clases de consulta Maneja la bibliografía recomendada. Busca información en forma acotada. No maneja la bibliografía recomendada. Busca información en fuentes inadecuadas. Discusión Comprende los conceptos fundamentales trabajados. Los aplica en forma correcta en el abordaje del problema. Construye una explicación posible al problema planteado. Comprende los conceptos fundamentales trabajados. No comprende los conceptos fundamentales trabajados Integración Conoce, compara y diferencia las miradas de los distintos campos del conocimiento. Puede relacionarlos e integrarlos para abordar el problema. Conoce y diferencia las miradas de los distintos campos del conocimiento. No reconoce las miradas desde los distintos campos del conocimiento. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 13 En esta sección encontrarás los textos recomendados por cada disciplina para el estudio general de la misma. Por fuera de esta podrás encontrar en cada UP una bibliografía específica, recomendada para ciertos temas particulares que se abor- den en esa unidad. Recordá además que en la plataforma “comunidadesunr” tenés disponible material audiovisual producido por las distintas disciplinas que forman parte del Área. Anatomía Normal Bibliografía obligatoria: • Rouviére H; Delmas, A; Delmas, V. Anatomía Humana, Descriptiva, Topográfica y Funcional. Editorial Masson. • Latarjet, H; Ruiz Liard, A. Anatomía Humana. Editorial Panamericana. Bibliografía opcional: • Moore, K; Dalley, A. Anatomía con Orientación Clínica. Lippincott Williams & Wilkins • Bouchet, A; Cuillieret, J. Anatomía Descriptiva, Topográfica y Funcional. Editorial Panamericana. • Testut, L. Tratado de Anatomía Humana. Salvat Editores. • Pró, E. Anatomía Clínica. Editorial Panamericana. • Prometheus. Texto y Atlas de Anatomía. Editorial Panamericana. • Atlas anatómicos: • Adams. Atlas Interactivo de Anatomía Normal. • Anderson; Grant. Anatomía. Intermédica. • Netter, F. Atlas de Anatomía Humana. Elsevier. • Sobotta. Atlas de Anatomía Humana. Editorial Elsevier. • Yocochi; Kohen. Atlas fotográfico de Anatomía del cuerpo humano. Elsevier. Biología • Curtis H, Barnes S, Schnek A, Massarini A. Curtis. Biología. Editorial Panamerica- na. 6ª edición o superior. BIBLIOGRAFIA GENERAL Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 14 Fisiología Humana Bibliografía recomendada: • Ganong W. Fisiología Médica. Editorial Mc Graw Hill Edición 23° o superior. Otros textos sugeridos: • Guyton & Hall. Tratado de fisiología médica. Editorial Mc Graw Hill. 12° Edición o superior. • Dvorkin-Cardinali. Best & Taylor. Bases fisiológicas de la práctica médica. Edito- rial Médica Panamericana. 13° Edición o Superior. Histología y Embriología • Sobotta T. (2014). Histología. Editorial Panamericana. • Eynard, Valentich y Rovasio. (2016). Histología y Embriología del ser humano. Editorial Panamericana. • Gartner. (2018). Histología. Atlas en color y texto. Editorial Wolters Kluwer. • Ross, Pawlina. (2020) Histología. Editorial Panamericana. • Junqueira y Carneiro. (2015). Histología. Texto y atlas. Editorial Panamericana. • Lowe J. (2020). Stevens y Lowe. Histología Humana. Editorial Elsevier. Embriología • Arteaga Martínez, García Peláez. (2021). Embriología Humana y Biología del desarrollo. Editorial Médica Panamericana. • Carlson. (2020). Embriología Humana y Biología del desarrollo. Editorial Elsevier. • Flores. (2015). Embriología Humana. Editorial Médica Panamericana. • Moore, Persaud. (2020). Embriología clínica. Editorial Elsevier. • Rohen, Lütjen-Drecoll. (2008). Embriología funcional. Editorial Médica Panamericana. Paidopsiquiatría • De Ajuriaguerra J. (2002). Manual De Psiquiatria Infantil. Editorial Masson. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 15 Psiquiatría adultos • Bercoff E. (2021). El cuerpo, sede de inscripciones. En: Psiquiatría, sus aportes a la formación del futuro médico. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. Química Biológica • Blanco A. Química Biológica. Editorial El Ateneo. 7ª edición o superior. • Feduchi EF y colab. Bioquímica, Conceptos Esenciales. Editorial Médica Pana- mericana. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 16 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 17 MÓDULO INTRODUCTORIO Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 18 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 19 UNIDAD PROBLEMA 1 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 20 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA Milton trabaja una huerta en los alrededores de Rosario. En la mis- ma produce papas y verduras de hoja verde. Siempre utilizó los métodos de cultivo que le transmitieron sus padres y abuelxs, pero le han comentado que los mismos podrían ser inadecuados debido al aumento de las temperaturas. Objetivos generales abordados: • Reflexionar sobre los factores biológicos, psicológicos y sociales que regulan la alimentación • Entender las transformaciones de materia y energía necesarias para mante- ner la organización y funciones del organismo • Jerarquizar el rol de la soberanía alimentaria para garantizar el derecho a la alimentación Objetivos específicos: • Entender al ser vivo comportándose como un sistema dentro de sistemas, para comprender la dependencia de todos los seres vivos de una entrada permanente de energía. • Incorporar conceptos básicos de materia y energía • Conocer la estructura química de los alimentos • Introducir el rol de la cultura en la alimentación UNIDAD 01 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 21 PROPUESTAS DISCIPLINARES Biología Contenidos Nociones del origen del Universo y de la vida. Teorías. La teoría del Big Bang. La formación de la Tierra y el comienzo de la vida. Introducción al enfoque de sistemas. Sistemas abiertos, cerrados y aisla- dos. Sistemas cibernéticos. Los sistemas biológicos. Concepto de modelo. Flujo de energía en la biosfera. Dependencia de los seres vivos de una fuente de energía. Ciclo de la materia. Concepto de fotosíntesis y de respiración celular. Niveles tróficos. Productores o autótrofos y consumidores o heterótro- fos. Cadenas alimentarias. Consumo energético humano. Concepto de Consumo Energético Externo (CEE) y Consumo Energético Interno (CEI). EL CEE en diferentes estadios cultura- les. Las revoluciones por la energía. Actividades • Seminario disciplinar: Ruta de la energía y consumo energético humano. Bibliografía específica • Montenegro S, Tarrés MC. (2003). Consumo energético humano. Consumo energético interno (CEI), externo (CEE) y revoluciones por la energía. Facul- tad de Ciencias Médicas, UNR. • Tarrés MC. (2003). Conceptos básicos de sistemas abiertos y cibernéticos. Facultad de Ciencias Médicas, UNR 2003. • Tarrés MC. (2003). Consumo energético en los seres vivos. Facultad de Cien- cias Médicas, UNR. Bibliografía optativa • Sutton DB, Harmond NP. (1979). Consumo energético humano (páginas 87- 99). En: Fundamentos de ecología. Editorial Limusa. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 22 Física Biológica Contenidos Termodinámica. Aplicación al ser vivo. Introducción. Objeto y método de la termodinámica. Sistemas termodinámicos. Temperatura y energía cinética. Calor y equilibrio térmico. Energía interna: calor y trabajo. Postulado de la permanencia: el primer principio. Metabolismo basal. Ren- dimiento del cuerpo humano como máquina. Potencia. Postulado de evolución: el segundo principio. Homogeneidad y entropía. Interpretación termodinámica del metabolismo animal. Actividades • Laboratorio disciplinar: Termodinámica aplicada al ser vivo Bibliografía específica • VaccaroD, Luquita A. Termodinámica. Aplicación al ser vivo. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. Medicina y Sociedad Contenidos Cultura y sociedad. Origen de la cultura y cosmovisiones. Bibliografía específica • Canclini N. (1981). Cultura e ideología. En: Cultura y sociedad. Una introduc- ción. Editorial CCE. • Canclini N. (1990). Entrada. En: Culturas híbridas. Estrategia para entrar y salir de la modernidad. Editorial Grijalbo. • Linton R. (1969). El individuo, la cultura y la sociedad. En: Linton R. Cultura y compromiso. Editorial FCE Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 23 Química Biológica Contenidos Composición de los alimentos. Estructura de glúcidos. Monosacáridos (glucosa, fructosa, galactosa), disa- cáridos (maltosa, sacarosa, lactosa) y polisacáridos (almidón, celulosa y glucóge- no). Distribución de los alimentos. Tipos de uniones glucosídicas. Fibras: distribución en los alimentos, funciones biológicas. Estructura de lípidos: Distribución de los diferentes lípidos: triacilglicéridos, colesterol, fosfolípidos en los alimentos. Ácidos grasos saturados, insaturados. Isomería cis-trans, familias w3 y w6. (Recuperar estructura de colesterol y fosfo- lípidos de Constitución de Membranas biológicas de Crecimiento y Desarrollo). Estructura de proteínas: aminoácidos esenciales y proteínas de alta cali- dad. Proteínas de origen animal y vegetal en los alimentos, diferencias en su valor biológico. Actividades • Seminario disciplinar: Composición de los alimentos I Bibliografía específica • Caferra D, Fernández MC. (2006). Los carbohidratos, los ácidos grasos cis y trans y las familias ω-3 y ω-6 en Nutrición. Facultad de Ciencias Médicas, UNR Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 25 AUTOEVALUACIÓN Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 26 Lista de cotejos (o check list) El objetivo de la misma es que el estudiante pueda autoevaluar su proceso de aprendizaje. Para ello debe reflexionar para cada objetivo de conocimientos o actitudes si el mismo ha sido alcanzado o no completando el casillero correspon- diente en cada columna. Puede además indagar el porqué de esos resultados e introducir comentarios en la columna correspondiente. Esto permitirá controlar el avance o no en el estudio de cada Unidad Problema y, junto con su tutor buscar las razones por las cuáles no pudo cumplimentar los objetivos planteados y trabajar en conjunto con él y sus compañeros para mejo- rar su rendimiento. Esta evaluación tiene carácter formativo, por lo cual no se incluirá para decidir la regularidad o el acceso a la condición de coloquio. CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Relaciona las diferentes miradas sobre cultura con sus cosmovisiones Comprende cómo se produce el flujo de energía en la biósfera Integra los conceptos de sistemas con el flujo de energía en la biósfera Conoce la estructura de glúcidos, lípidos y proteínas Relaciona la composición de los alimentos con la forma en que obtienen la energía los seres vivos Diferencia el Consumo Energético Interno del Externo Aplica las leyes de la termodinámica para en- tender el flujo de la energía DE CONOCIMIENTOS Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 27 CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Es puntual. Participa activamente. Interactúa con los demás. Es respetuoso con el docente y sus compañe- ros. Utiliza un vocabulario pertinente. Concluye las actividades. DE ACTITUDES Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 29 UNIDAD 1 MATERIAL DE ESTUDIO Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 30 CONTENIDO Material bibliográfico • Biología. Conceptos básicos de sistemas abiertos y cibernéticos. • Biología. Consumo energético humano. Consumo energético interno (CEI), externo (CEE) y revoluciones por la energía. • Biología. Consumo energético en los seres vivos. • Física Biológica. Termodinámica. Aplicación al ser vivo. • Química Biológica. Los carbohidratos, los ácidos grasos cis y trans y las familias ω-3 y ω-6 en Nutrición Laboratorios • Física Biológica. Termodinámica aplicada al ser vivo. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 31 Contenidos: 1. El enfoque de sistemas. Introducción. 2. Sistemas. 3. Modelos. 4. Jerarquía de sistemas en Biología. 5. Sistemas abiertos, cerrados y aislados. 6. Sistemas cibernéticos. 7. El ser vivo como un sistema dentro de sistemas. 8. Las características de la vida. 9. Referencias bibliográficas. El enfoque de sistemas. Introducción. “¿Dónde está el conocimiento entre tanta información, dónde la sabiduría entre tanto conocimiento?”. Anton van Leeuwenhoek, diseñador y fabricante holandés de mi- croscopios, inició, en el siglo XVII, una revo-lución científica al per- mitir el estudio de un mundo hasta entonces invisible. Su descubri- miento inició la mirada microscópica de los fenómenos naturales y el interés se centró en las partes que integran un organismo. Cuando en el siglo XVIII el filósofo francés Descartes prescri- bió “dividir las dificultades” como parte de sus postulados del es- tudio de la realidad, estaba proponiendo, básicamente, el fraccio- namiento de un sistema y el estudio de sus elementos integrantes, como forma de conocerlo. En el siglo XX, los avances de la investigación del mundo mi- croscópico y los conocimientos surgidos de ese en- foque de la ciencia se incrementaron en forma exponencial. La proliferación de trabajos científicos, de revistas y de libros dedicados a las cien- cias fue tal que se hizo muy difícil tener una visión en conjunto, es decir unir los fragmentos de conocimiento para reconstruir la imagen de la realidad. Muchos problemas que nacen de la complejidad de ciertos ob- jetos de estudio (una sociedad, un sistema eco- nómico, un ser humano) sobrepasan el nivel del examen minucioso de los espe- cialistas. Se hace imprescindible volver a coordinar lo dividido, siendo para ello necesaria una metodología apropiada. Un modelo de pensamiento más integrador del planteado por Descartes, es el enfoque de sistemas que pone énfasis en los as- pectos generales y en las interacciones entre las partes que lo in- tegran. Un viejo cuento hindú: “Tres ciegos llegaron hasta un elefante. Uno de ellos tocó una pata, otro tocó la oreja y el tercero, la cola. Interrogados acerca de cómo era el elefante, el primero res- pondió: ‘es cilíndrico y muy semejante a una columna’. ‘¡No! – dijo el segundo– es chato y circular como una pantalla’. A lo que el tercero agregó: ‘Se equivocan los dos. Es igual a una soga’”. A la forma más genérica del elefante la llamaremos sistema que apunta al estudio del elefante entero y no sólo al análisis de la “pata-columna”, de la “oreja-pantalla” o de la “cola-soga”. El perfil del médico que plantea la Facultad de Ciencias Médicas de la UNR es el de “un graduado universitario con sólida formación, que le permite intervenir científicamente en la promoción de la salud y prevención de las enfermedades, teniendo en cuenta los aspectos biológicos, psicológicos, so- ciales, en las distintas etapas de la vida y en las diversas condi- ciones socio-económico-culturales, con adecuado manejo de criterios diagnósticos y terapéuticos”. En función de lo anterior, el médico debe considerar al ser Componente Bióticos Genes Células Órganos Organismos Poblaciones Comunidades Interactuando Con Componentes Abióticos Materia Energía Producen Sistemas Biológicos Sitemas genéticos Sistemas celu- lares Sistemas orgá- nicos Sistemas orga- nísmicos Sistemas poblacionales Ecosistemas Organización de Odum. Conceptos básico s de sistemas abiertos y cibernéticos. María Cristina Tarrés. Biología. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. BIOLOGÍA MATERIAL BIBLIOGRÁFICO Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 32 humano como un todo, como parte de una realidad altamentecompleja. Es interesante abordarlo como un sistema. En el enfoque de sistemas, se integran los conocimientos que las diversas ciencias suministran acerca de los componen- tes para conocer el comportamiento del conjunto. Sistemas El término sistema se utiliza con una gran diversidad de significados. Es difícil el logro de una definición lo suficiente- mente extensa como para que abarque sus muchos usos y que, al mismo tiempo, sea lo suficientemente concisa como para que resulte útil. En consecuencia, comenzaremos con una definición sim- ple y la extenderemos, introduciendo algunos términos que se utilizan en el estudio de sistemas. Sistema es un conjunto de entidades o elementos, reunidos en alguna interacción o interdependencia, donde los elemen- tos actúan o interactúan juntos para el cumplimiento de algún objetivo lógico o propósito común. También puede definirse como un conjunto de elementos en interacción con un propó- sito o fin común. Aclaremos algunos términos de esta definición: Elemento: podrán ser de muy diversa naturaleza dependien- do de qué sistema se trate: proposiciones (Ej.: sis- temas filo- sóficos); objetos (Ej.: partes de una máquina); seres humanos (Ej.: miembros de una familia); o animales, vegetales y mine- rales en general (en el caso de un ecosistema). Cabe destacar que para que una colección de elementos sea un sistema, éstos DEBEN interactuar en función de un propó- sito común, es decir deben TENER una FINALIDAD. Finalidad: Los diferentes elementos están integrados en una estructura y cada uno de ellos cumple una función determina- da, llevando a cabo los procesos necesarios para que ese siste- ma alcance su finalidad, objetivo o meta. Esto no quiere decir que el objetivo o meta esté planeado conscientemente por el sistema. Para que esto ocurra hace fal- ta cierto grado de autoconciencia que tiene lugar en muchos sistemas humanos (sistemas eco-nómicos, sistemas políticos, etc.). En estos casos, esta meta se denomina intencionalidad. Límites y entorno: Retomando que el universo es un todo muy complejo, se hace verdaderamente difícil reconocer y de- limitar el sistema. El hecho de decidir qué elementos pertenecen al sistema en estudio depende de varias decisiones: • La primera decisión es definir un objetivo de estudio: ¿Por qué se va a estudiar ese sistema en particular? • La segunda decisión, basada en la anterior, es definir los límites del sistema, es decir, separar los elementos que pertenecen al sistema de los que no. Los elementos que componen un sistema pueden ser siste- mas compuestos a su vez por elementos que, en sí mismos, pueden ser sistemas. Tomemos el ejemplo de una persona que llega a la consul- ta médica. Dicha persona puede ser considerada en sí misma como un sistema, integrada por aparatos que están constitui- dos por órganos, formados por tejidos que son asociaciones celulares. Asimismo, la persona en cuestión puede estar in- cluida en un sistema mayor, la familia. Ésta es parte de un gru- po social, que pertenece a un sistema social más amplio, etc. Se pueden reconocer muchos sistemas en interacción e in- terdependencia: definir el sistema a estudiar es decidir el lími- te que éste va a tener. El límite en sí mismo determina la relación fuera - dentro, es decir, permite establecer, entre los elementos del universo, cuáles pertenecen al sistema y cuáles quedan excluidos de él. Por ejemplo, si queremos estudiar solamente el nivel orgáni- co de un ser humano, su límite será la piel. En cambio, si que- remos estudiar su psique, el límite no será real, como en el caso anterior, sino que será otro abstracto o conceptual. De todo lo expuesto, se deduce la existencia de tres niveles de resolución, a saber: Sistema: La porción del universo que decidimos estudiar. Subsistema: Cada una de las porciones o partes integrantes del sistema y sus relaciones. Supersistema: El conjunto de sistemas que contienen al sis- tema en estudio, el cual es un subsistema de éstos. Los cómo y los por qué Cuando se pregunta ¿cómo funciona algo?, lo que realmente se pide es una descripción de sus subsistemas. Así, cómo fun- ciona el sistema circulatorio se explica cuando se examina el corazón, los vasos sanguíneos, etc. Cuando se pregunta ¿por qué funciona algo? se están solici- tando datos acerca del supersistema al cual pertenece ese siste- ma particular. Prosiguiendo con el ejemplo, para explicar por qué el sistema circulatorio funciona de tal manera, se deberá hacer mención al organismo total como supersistema. Definido el sistema, todo el universo que quede fuera de sus límites se denomina Entorno. Ingreso, Proceso y Egreso: si todo sistema está conteni- do en uno mayor, podemos inferir que puede mantener in- tercambios con el entorno. Este intercambio es de Materia, Energía y/o Información. Lo que penetra en el sistema se denomina Ingreso o Entra- da. Esto que ingresa al sistema es transformado, manipulado a través de las funciones que posee cada subsistema o elemento. A esta transformación se la llama Proceso. Lo procesado por el sistema puede ser expulsado o eliminado. A esto le llama- mos Egreso o Salida. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 33 Modelos Nos aproximamos al estudio de los sistemas mediante la construcción de Modelos que incluyen los componentes de mayor importancia y relevancia en el sistema. • La construcción de modelos Podemos comenzar por decir que un modelo es una sim- plificación de la realidad. Su construcción no es una actividad nueva ni diferente en nuestra imaginación, aunque no la de- signemos habitualmente con ese nombre. El proceso de construir el modelo de un sistema y represen- tarlo es de suma importancia por diversos motivos. En primer lugar, la construcción de un modelo exige dedicación. El que lo construya debe reunir información y conocimiento referen- te al sistema y desplegarlo dentro del marco de un formato definido (marco conceptual). En el curso de este proceso se identificarán los aspectos menos comprometidos, así como las fallas de información y aquellos aspectos que requieran de es- tudios adicionales. Finalmente, la construcción de un modelo teóricamente vá- lido es un indicio de que se ha logrado cierta comprensión del sistema y de la dinámica de su comportamiento. Modelo: Es una representación simplificada de un sistema cuyo objeto es acrecentar nuestra capacidad para entender, predecir y, eventualmente, controlar el comportamiento del mismo. Distinguiremos diferentes tipos de modelos: Teóricos: Consisten en una serie de proposiciones (aseve- raciones, propuestas, conjeturas y/o inferencias) que intentan explicar parte de la realidad. Por ejemplo, la teoría de la evolu- ción, una hipótesis científica, la teoría psicoanalítica, etc. Formales: Los modelos formales son fórmulas matemáti- cas, que explican la relación entre, por lo menos, dos elemen- tos del sistema. Gráficos: Son esquemas que intentan explicar en forma de dibujo al sistema en estudio Biológicos: Existen diversos modelos biológicos: células cul- tivadas (glóbulos rojos de carnero, cultivos de células de piel humana, etc.), embriones de pollos, animales de experimen- tación, etc. Físicos: Son aquellos que se construyen para imitar o repre- sentar una o varias propiedades del sistema real. Ejemplos de modelos físicos los constituyen las leches maternizadas o las prótesis que reemplazan, con limitaciones, el funcionamiento de miembros. Jerarquía de sistemas en biología El ecólogo estadounidense Eugene Odum sugirió que los se- res vivos pueden considerarse dentro de diferentes niveles de organización. Ahora enfocaremos esos niveles o jerarquías desde el punto de vista de sistemas, considerando que cada uno de ellos representa un tipo de Sistema Biológico. En la figura se observa el espectro de los niveles de organiza- ción de Odum. Debe notarse que cada nivel de organización (de izquierda a derecha) incluye un componente biótico (como condiciónde vivo) que interactúa con un componente abiótico (cosa inani- mada), a través de un intercambio de materia y energía. Cada uno de los niveles que interactúa produce un sistema biológico funcional. El lector mismo es un organismo biológico, que emplea energía y sustancias de su ambiente externo para mantenerse como un Sistema al nivel organísmico de organiza- ción. Cambia los alimentos que ingiere y el aire que aspira, por desechos que elimina y el aire que exhala. Además, su sistema corporal incluye varios Subsistemas menores. Está constituido por órganos, los cuales constan de tejidos constituidos por célu- las con su material genético y toda su complejidad química. En cada caso, el sistema persiste debido a las interacciones con los componentes abióticos del ambiente (intercambio de materia y energía). A simple vista, parecería que los componentes pequeños y “simples” se presentan a la izquierda del diagrama, mientras que los grandes y “complejos” aparecen a la derecha. Tal observa- ción es simplista. Cada uno de los componentes bióticos repre- senta un nivel de organización con sus complejidades propias y sus propias “leyes”. Los problemas de estructura y función celu- lar son tan complejos como los problemas de las comunidades. Conocer un nivel no necesariamente ayuda a comprender los principales problemas de otro nivel, ya sea hacia la derecha o hacia la izquierda del espectro. Cada uno de ellos es un sistema diferente con complejidades e interacciones que no pueden pre- decirse conociendo las características de otro nivel. Consideremos el agua (H2O). Posee propiedades exclusivas que no se encuentran ni en el hidrógeno, ni en el oxígeno. Aun conociendo todo lo relacionado con estos elementos en estado libre (H2 y O2), no se cuenta con la capacidad necesaria para predecir que su combinación determinará las propiedades del agua. Lo mismo sucede a la inversa: es imposible pensar intui- tivamente que el agua, un líquido, se degrada en dos gases alta- mente inflamables. La ecología trata principalmente el lado derecho del espectro de organización, especialmente los sistemas (o supersistemas) población, comunidad y ecosistema. Dado que el ser humano es un organismo que vive en poblaciones que interactúan con otras en un ecosistema, resulta importante recordar la defini- ción de dichos términos: Población: grupo de organismos de la misma especie que vive en un área específica. Comunidad: todas las poblaciones de organismos que habi- tan e interactúan en un área determinada. La comunidad in- cluye a todos los seres vivos (componente biótico) de una zona determinada. Ecosistema: es la comunidad en relación con el ambiente in- animado, actuando como un conjunto. Cuando se considera a todos los organismos vivientes del pla- neta se hace referencia a la Biosfera. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 34 Sistemas abiertos, cerrados y aislados Aunque los conceptos que acabamos de desarrollar son su- ficientemente generales para que puedan incluir sistemas está- ticos, el interés principal se centra en los sistemas dinámicos donde las interacciones provocan cambios en el tiempo. Los cambios que ocurren dentro de un sistema lo afectan con frecuencia y ciertas actividades del sistema también pue- den producir cambios fuera del sistema o medio ambiente del sistema. Un paso importante es establecer el límite entre el sistema y su medio ambiente, y la decisión dependerá del propósito del estudio. Se utiliza el término endógeno para describir las actividades que ocurren dentro del sistema y exógeno para las que ocu- rren en el medio ambiente y que afectan al sistema. Al sistema en el que no existe actividad exógena se le conoce como sistema cerrado, mientras que en un sistema abierto sí hay actividades exógenas. Por lo tanto, en función de cómo los sistemas se relacionan con el entorno, se los puede clasificar en: Sistema Abierto: Es aquel que intercambia Materia, Ener- gía y/o Información con el entorno. El ser humano, así como cualquier ser viviente, se comporta como un sistema abierto. Sistema Cerrado: Es el que intercambia Energía e Infor- mación, pero no Materia con el entorno. El planeta tierra es un ejemplo de sistema cerrado, ya que la cantidad de materia que intercambia con el entorno es prácticamente nula. Sistema Aislado: Es aquel que no intercambia ni Materia, ni Energía, ni Información con el entorno. Los sistemas aisla- dos no tienen existencia real, pero el Universo, en su totalidad tal vez podría ser tomado como ejemplo. Si tomamos un ser humano como sistema, en función de sus relaciones con el entorno, debemos considerarlo actuando como un Sistema Abierto, puesto que intercambia materia y energía, por ejemplo en forma de alimento, y también infor- mación con el entorno. Ese alimento que ingresa al individuo, egresó del entorno; a su vez el individuo genera calor y heces que son eliminados al entorno. Los alimentos son tomados por éste como ingresos, los cuales son procesados y generan salidas del ecosistema. Los ingresos de un sistema pueden ser egresos del entorno y viceversa. Sistemas cibernéticos Se puede decir que los sistemas tienen una vida propia, es de- cir, nacen, se desarrollan y mueren, siempre manteniendo un equilibrio. ¿Qué equilibrio es éste? Los sistemas tienen un tipo de equilibrio que depende del movimiento, que por eso se llama Equilibrio Dinámico. La compensación de los cambios, la permanencia de estruc- turas y funciones en medio del flujo de movimiento es el Equi- librio Dinámico. Estas fluctuaciones o variaciones en torno a un punto ideal de equilibrio se consideran normales dentro de la vida de un sistema. Sin embargo, existe siempre un margen para tales fluc- tuaciones. A cierta distancia por encima o por debajo del punto ideal de equilibrio aparecen los llamados “puntos críticos” más allá de los cuales el equilibrio se pierde. La región comprendida entre el límite superior e inferior de dicha variación se denomina Plano o Placa Homeostática. Se denomina Retroalimentación a los mecanismos de control por los cuales un incremento o una disminución en el nivel de un factor determinado inhiben o estimulan la producción, uti- lización o liberación de ese factor. Este mecanismo es importan- te en la regulación de los niveles enzimáticos y hormonales, las concentraciones iónicas, la temperatura y muchos otros factores. Cuando en un sistema los egresos modifican a los ingresos de forma tal que el sistema tiende a mantenerse dentro de la placa homeostática, el sistema ha producido una Retroalimentación Negativa. En caso contrario, cuando el sistema tiende a escapar de la placa homeostática, el sistema ha producido una Retroa- limentación Positiva. Estos sistemas son siempre abiertos y se denominan Sistemas Cibernéticos o de Retroalimentación. En el siglo XIX, el eminente fisiólogo francés Claudio Ber- nard descubrió la estabilidad de la temperatura corporal de los animales superiores y la constancia con que los organismos, ro- deados de ambientes variables, mantienen su medio interno1 y postuló que dicha constancia era la condición para la vida libre. Sin embargo, esta constancia no debe ser considerada como inmovilidad o fijeza rígida sino una situación de equilibrio di- námico a la que Walter B. Cannon, fisiólogo estadounidense y profesor de la Universidad de Harvard, llamó homeostasis. Homeostasis es la capacidad de los seres vivos de estabilizarse a sí mismos y resistir a los cambios (del griego homeo: similar, stasis: estable). Previamente señalamos que los seres vivos son sistemas abiertos que procesan entradas y producen salidas. Ahora se completa este concepto señalando que, además, tienen la pro- piedad de la homeosta-sis o autorregularse. Si recordamos los niveles de organización de sistemas bio- lógicos descripta por Odum, el nivel estudiado por Bernard y Cannon es el de los órganos; su homeostasis es la homeostasis fisiológica,que regula el funciona-miento de dichos órganos. Éstos, a su vez, pueden ser considerados subsistemas de cada individuo. Veamos un ejemplo: los niveles normales de concen- tración de glucosa en sangre (o glucemia) oscilan entre 80-100mg/100ml. Cuando por efecto de un ayuno prolonga- do disminuye la glucemia (70-80mg/100ml) distintos órganos liberan hormonas tales como glucagón, catecolaminas, etc., cuya finalidad es contrarrestar la hipoglu-cemia, fundamen- Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 35 talmente mediante la liberación a la sangre de la glucosa alma- cenada en el hígado. A su vez inhibe la secreción pancreática de insulina, hormona cuya acción es facilitar la entrada de glu- cosa sanguínea a las células. Todo esto determina que la glucemia aumente. Cuando se produce la ingestión de alimentos, los niveles de glucosa en sangre ascienden (110-120mg/100ml), se estimula la secre- ción de insulina y ésta facilita la entrada de glucosa al interior de la célula y por consiguiente, el descenso de su concentra- ción sanguínea. Las secreciones de hormonas en ayunas (antes de las comi- das) y en fase postprandial (después de las comidas) se visua- lizan en el siguiente modelo de la homeostasis de la glucosa en sangre: Glucemia Glucagón Insulina En ayunas En fase postprandial Entrada de glu- cosa a las celulas Catecolaminas Liberación de glucosa (almacena- da en hígado) a la sangreGlucagón, étc La homeostasis se cumple para cada variable que es autorre- gulada –la temperatura o la glucemia por ejemplo y en todos los niveles de organización de los sistemas biológicos. El ser vivo como un sistema dentro de sistemas Recordemos que los seres vivos son sistemas abiertos a los que denominamos Sistemas Biológicos o Sistemas Vivien- tes. Los sistemas abiertos “procesan entradas y producen salidas”. Lo efectúan de manera más o menos fija, de modo que la can- tidad de salidas se relaciona directamente con la cantidad de entradas. Para continuar fun-cionando, los sistemas abiertos requieren permanentemente de nuevas entradas. La forma más sencilla de esquematizar un sistema abierto es el siguiente modelo gráfico: Modelo gráfico de sistema abierto: Entrada Sistema Salidas En este modelo, se observa que el sistema abierto toma algo (entrada) y mediante ciertas manipulaciones, lo modifica para producir algo diferente (salida). Por ejemplo, un televisor es sistema que tiene entradas de electricidad y ondas electro- magnéticas que transforma, por determinados mecanismos, en salidas de imágenes y sonido. En el caso de los sistemas biológicos, deben tomar alimentos y nutrientes del exterior. La energía de los alimentos se redistribuye para crecer, reparar te- jidos, efectuar trabajo y en parte se libera como calor. Los seres vivos o sistemas biológicos, además de ser sistemas abiertos que requieren entradas permanentes desde su ambiente a las cuales procesan produciendo salidas, se autorregulan porque incluyen sistemas cibernéticos, siendo aquellos en los que las salidas actúan sobre las entradas y las modulan. Modelo gráfico de sistema cibernético: Entrada Sistema Salidas Autorregulación Cada sistema biológico abierto contiene sistemas ciberné- ticos. Los sistemas cibernéticos que operan en un nivel parti- cular, dentro de un sistema abierto específico, proporcionan a éste sus características exclusivas. Volviendo nuevamente al espectro de niveles de organiza- ción desarrollado por Odum, cada uno de los sistemas bioló- gicos identificados constituye un sistema abierto. Todos ellos toman energía y la liberan y, a su vez, cada uno de los seis niveles contiene además sistemas cibernéticos importantes. De esta manera, una célula (sistema) es un sistema abierto debido a que obtiene constantemente alimentos del exterior y elimina desechos. También contiene sistemas cibernéticos; por ejemplo, las membranas que controlan las entradas y sa- lidas. Si se rebasan los límites, entrarán en juego los mecanis- mos homeostáticos para volver a su estado original. Las características de la vida Los sistemas biológicos y las cosas inanimadas obedecen a las mismas leyes físicas y químicas. Sin embargo, existen dife- rencias fundamentales que otorgan a los primeros propiedades exclusivas que los caracterizan. La clave de tales diferencias es la organización que confiere a cada nivel (atómico, molecular, celular, etc.) propiedades nuevas y distintas. Veamos un ejemplo: si combinamos átomos de H se for- man moléculas de H, que es un gas incoloro e inflamable. Si se unen dos átomos de H y uno de O se produce agua, que posee propiedades por completo diferentes de las de sus ele- mentos constituyentes. A su vez, por la compleja combinación de H2O con átomos de C, N, P, etc., llegamos a la constitución de la célula, primer nivel de organización en el que puede de- cirse en forma irrefutable que la vida aparece. Podemos visualizar los diferentes niveles de organización y el comienzo de la vida en el siguiente esquema: Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 36 Átomos Moléculas Organoides Celulares Comienzo de la Vida® Tejidos Órganos Organismos Poblaciones Ecosistema Células Comunidades No existe definición sencilla acerca de lo que es la vida, ya que no existe “la vida” sino cosas vivientes. Tampoco resulta sencillo trazar, a veces, la línea divisoria entre lo viviente y lo no viviente, pero si hay algo que todos los seres vivos comparten es una his- toria evolutiva. Sin embargo, los fundamentos de la biología moderna incluyen no solamente la evolución, sino también otros principios que sub- yacen a los procesos evolutivos como: a) Los seres vivos captan energía de su ambiente y la convierten de una forma en otra. Están altamente especializados para la obtención y conversión de energía. Al intercambiar energía con el medio externo, funcionan como un sistema abierto. Las sustancias que se in-corporan a un or- ganismo ingresan a una red de reacciones químicas en las que esas sustancias se degradan o utilizan para la construcción de compuestos más complejos. Los organismos vivos son también expertos en la conversión energética. La energía que ingresa, ya sea en forma de luz solar o de energía química almacenada en los alimentos, es transformada y usada por cada célula individual para hacer el trabajo celular. Las entradas y salidas de los organismos biológicos consisten fundamentalmente en energía y materia. Esta última la reciben bajo la forma de 30 a 40 elementos imprescindibles para su de- sarrollo. Entre los más importantes podemos citar el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. En la siguiente figura visualizamos un modelo gráfico de siste- ma abierto de los organismos: Ingresos Energía Materia Organismos Egresos Energía Materia b) Los seres vivos están altamente organizados. Dicha orga- nización implica que muchos tipos de átomos se asocian en moléculas y éstas en complejas estructuras: tejidos, ór- ganos, seres vivos. Tal complejidad no existe en las cosas inanimadas. Además, aunque el intercambio y las trans- formaciones de energía pueden darse también en el mun- do inanimado, hay una diferencia cualitativa entre los sis- temas vivos y los otros sistemas abiertos no vivos: en los seres vivos todas las reacciones químicas que se producen son coordinadas en el tiempo y en el espacio en forma ordenada. Ese orden tiende a la autoconservación y a la autorregulación del sistema vivo en su conjunto, y permi- te la existencia del organismo en las condiciones variables del medio exterior. c) La vida se perpetúa. Los seres vivos tienen la capacidad de reproducirse, de transmitir información a su descenden- cia y así generar seres con las mismas características. Los organismos en general atraviesan un ciclo vital en el cual crecen, se desarrollan y se reproducen. Esta capacidad de un organismo de producir “copias” de sí mismo, reside en un único tipode molécula química: el DNA. d) Los organismos vivos son capaces de mantenerse dife- renciados permanentemente de su ambiente. Aunque los organismos intercambian materiales continuamente con el mundo externo, son capaces de mantener un medio in- terno estable dentro de ciertos límites. A diferencia de lo que ocurre a su alrededor, mantienen una composición química que puede llegar a ser muy diferente del ambien- te variable. Los seres vivos son, por esa razón, homeos- táticos, lo cual significa simplemente “que se mantienen relativamente estables”. e) Los organismos vivos responden a estímulos. El inter- cambio de materia y energía con el ambiente manifiesta la integración física que existe entre los organismos y el medio que los rodea. Sin embargo, esa no es la única inte- racción, ya que existe otra característica y es el intercam- bio de información. Se obtiene a través de los sentidos y de esa manera son capaces de responder a estímulos ambientales. f) Los seres vivos están adaptados a su ambiente, caracte- rística que está íntimamente ligada a la evolución de las especies de acuerdo con el modelo teórico de Darwin. La capacidad de autorregulación y de autoconservación y de reaccionar frente a estímulos se encuentra en el material genético. Así, los seres vivos interactúan en forma perma- nente con el medio y la adaptación de esa interacción es producto de la selección natural. g) Todos los organismos están formados por células. Este concepto concede un fundamento unitario a estudios re- lativos a muy diferentes tipos de organismos. Hoy sabe- mos, desde Darwin en adelante, que hay una continuidad ininterrumpida entre las células modernas y los organis- mos que ellas componen y los organismos unicelulares primitivos que aparecieron por primera vez sobre la Tie- rra hace más de 3000 millones de años. h) En la vida encontramos unidad y diversidad. Si bien los seres vivos comparten las características que hemos anali- zado, existen en una gran diversidad de formas y funciones y esto es consecuencia del proceso evolutivo. Se estima que compartimos este planeta con más de 5 millones de espe- Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 37 cies diferentes de organismos que exhiben una gran varie- dad en la organización de sus cuerpos, en sus patrones de reproducción, crecimiento y desarrollo y en su comporta- miento. A pesar de la aparentemente abrumadora diversidad de or- ganismos vivos, es posible agruparlos de modo que revelen no sólo patrones de similitudes y diferencias, sino también rela- ciones históricas entre los diferentes grupos. En los últimos 100 años, nuestro conocimiento de la diver- sidad de los organismos, pasados y presentes, de los procesos que ocurren dentro de sus cuerpos y de las interrelaciones en- tre ellos ha sobrepasado rápida-mente al obtenido en todos los siglos previos del saber humano, siendo este conocimien- to producto de la forma particular de estudio que llamamos ciencia (del latín scientia: conocimiento). Para Recordar: Definimos un Sistema como: • Un conjunto de elementos que interactúan entre sí, o • Un conjunto de componentes que están ligados entre sí para una función común o propósito. Los sistemas que tienen gran importancia biológica son los: • Sistemas Abiertos: aquellos que tienen entradas y salidas, se ven afectados por su entorno y a su vez lo modifican. • A su vez, algunos sistemas abiertos, entre ellos los seres vivos, incluyen mecanismos de autorregulación caracte- rísticos de los sistemas cibernéticos. Referencias Bibliograficas • CALDERARI SA, DABÍN CJ, DI MASSO RJ Y COL: Biología. Primera Unidad de Enseñanza Aprendizaje (Tercera Edición actualizada y revisada). Facultad de Ciencias Médicas, Univer- sidad Nacional de Rosario 1999. • CALDERARI SA, GAYOL MC, MARTÍNEZ SM Y COL.: Biología. Segunda Unidad de Enseñanza Aprendizaje (Tercera Edición corregida y ampliada). 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Facultad de Ciencias Médicas, UNR. BIOLOGÍA Contenidos 1. Introducción 2. El flujo de la energía es esencial para la vida. 3. ¿Cómo obtienen los seres vivos la energía? 4. Los niveles tróficos. 5. Ubicación del hombre en los diferentes niveles tróficos. 6. Referencias bibliográficas Introducción Hemos visto que la especie humana, al igual que el resto de las especies, es el resultado de un largo proceso de selección que ha permitido la supervivencia de los individuos mejor adaptados a su ambiente. Ahora veremos cómo los seres vivos están estrechamente relacionados entre sí con el objeto de satisfacer una necesidad básica común: obtener energía. La importancia de estos temas reside en la ventaja que otor- ga una visión amplia y general que facilita al médico encua- drar al hombre dentro del contexto general de los seres vivos y considerarlo en interacción con su ambiente. A continuación veremos que: • El sol es la única fuente de energía de la Tierra y asegura la entrada permanente de energía a la biosfera. • Todas las formas en que se ha diversificado la vida en la Tierra pueden considerarse el desarrollo de diferentes es- trategias para obtener energía. • Los vegetales son seres vivos capacitados para convertir la energía solar en energía química. • La nutrición humana puede concebirse como el enfoque particularizado del flujo energético a nivel humano indi- vidual. El flujo de energía es esencial para la vida Para introducirnos en el desarrollo de este tema recorde- mos algunos conceptos: Energía: con frecuencia, se identifica la energía con la ca- pacidad para causar un cambio o, en términos técnicos, para hacer trabajo. En nutrición, el concepto de energía se aplica al consumo de alimentos y a la cantidad de ella que el ser humano requiere para vivir. Como se verá más adelante, el ser humano se com- porta como un transformador de energía química. La energía puede adoptar diversas formas de las que men- cionamos, por ser de importancia directa en el consumo ener- gético de los seres vivos, la energía solar, la energía química y el calor. A su vez, la energía reviste diversas formas unificadas por el concepto de trabajo. Como se verá enseguida, todo trabajo representa transformación de energía e implica producción de calor. Las leyes o principios de la termodinámica Todos los procesos energéticos están controlados por las leyes de la Termodinámica, que son de gran importancia para com- prender por qué los seres vivos requieren entradas permanen- tes de energía. A continuación se enuncian y tratan brevemente. Primera Ley de la Termodinámica Llamada también “Ley de conservación de la energía”: es- tablece que la cantidad total de energía, en todas sus formas, permanece constante. También puede expresarse así: la ener- gía nunca se crea ni se destruye, sólo se transforma. De acuerdo con el primer principio de la Termodinámica podría pensarse que una vez que un sistema se ha provisto de cierta cantidad de energía ésta recirculará, ciclará a per- petuidad dentro delmismo. Esto no es así y la razón de tal improbabilidad reside en el Segundo Principio o ley de la Ter- modinámica. Segunda ley de la Termodinámica Establece que cada vez que una forma de energía se convier- te en otra hay una disminución en la cantidad de energía útil o disponible para realizar un trabajo: cierto porcentaje de energía se disipa en forma de calor. Esta es la razón por la cual todos los sistemas abiertos, incluidos los seres vivos, requieren un flujo permanente de energía. Los sistemas vivos convierten la energía de una forma en otra a medida que cumplen funciones esenciales de mantenimiento, crecimiento y reproducción. En estas conversiones energéticas, como en todas las demás, parte de la energía útil se pierde en cada paso. Esto significa que cuando la energía fluye a través de un eco-sistema, cada vez es menor su capacidad de producir trabajo. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 39 Ambas leyes se ilustran en la siguiente figura acerca del flujo de la energía en un solo sentido a través de la Biosfera. Biosfera Fotosíntesis: La energía solar se convierte en energía quí- mica (glucosa y otros compuestos de elevada energía) Energia Solar (irradiada a la tierra como luz solar) Energia degradada de desperdicio (irradiada al espacio como calor) La vida sobre la Tierra, depende del flujo de energía proce- dente de las reacciones termonucleares que tienen lugar en el corazón del Sol. La cantidad de energía enviada a la Tierra por el Sol es de aproximadamente 13x1023 (el número 13 seguido de 23 ceros) calorías por año. Es una cantidad difícil de imagi- nar. Por ejemplo, la cantidad de energía solar que incide dia- riamente sobre la Tierra es unos 1500 millones de veces mayor que la cantidad de electricidad generada cada año por un país como los EEUU. Una pequeña fracción (menos del 1%) de la energía solar que alcanza a la Tierra se transforma, por medio de una serie de procesos llevados a cabo por las células de las plantas y otros organismos fotosintéticos, en la energía que impulsa todos los procesos vitales. Los sistemas vivos cambian una forma de ener- gía en otra, transformando la energía radiante del Sol en la ener- gía química y mecánica utilizada por todo ser vivo. Respiración La energía química se redistribuye para produ- cir trabajo en las células del organismo y calor. ese flujo de enegía es esencial para la vida ¿Cómo obtienen los seres vivos la energía? Ya sabemos que un ecosistema es un sistema biológico que combina componentes bióticos (poblaciones animales y vege- tales) y abióticos (ambiente inanimado) por donde circula la materia y fluye la energía. En un ecosistema, el flujo de la energía comienza por la fo- tosíntesis, proceso enormemente complejo mediante el cual los vegetales convierten en energía química alrededor del 1% de la energía incidente del sol. La fotosíntesis es de importancia crucial para la biosfera ya que la energía química que origina permite a plantas y anima- les cumplir con todos los procesos vitales liberando finalmen- te calor al ambiente durante la respiración celular. Los organismos pueden satisfacer sus requerimientos ener- géticos en una de dos formas fundamentales: • Los heterótrofos (hetero: otro; trophos: el que se alimen- ta) obtienen la energía que necesitan a partir de la de- gradación de moléculas orgánicas complejas. El hombre, como el resto de los animales, es un HETERÓTROFO. • Los autótrofos (se “autoalimentan”) sintetizan sus pro- pias moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgá- nicas simples mediante la transformación de la energía radiante del sol en energía química. La mayoría de los autótrofos, por ejemplo las plantas y diferentes tipos de organismos unicelulares, son fotosintéticos. Los niveles tróficos • Nivel de los productores o autótrofos Los organismos capaces de hacer fotosíntesis, como las plantas y las algas verdes de los océanos, ocupan el primer nivel trófico. De su supervivencia depende la vida de to- dos los seres vivos ubicados en los niveles subsiguientes. • Nivel de los consumidores o heterótrofos Los individuos que lo integran consumen y asimilan los compuestos orgánicos sintetizados por los productores, desprendiendo calor en el proceso de respiración celular. Este nivel es ocupado, entre otros, por los animales y, por ende, por el hombre. Los consumidores, de acuerdo a cuál sea su fuente principal de alimentos, se dividen en: • Consumidores primarios que ocupan el segundo nivel trófico: su alimento principal lo constituyen los producto- res. Como estos son usualmente plantas, se los denomina herbívoros. • Consumidores secundarios que ocupan el tercer nivel trófico: su fuente de alimento la constituyen los herbívo- ros o consumidores primarios. Se los denomina carnívo- ros de primer orden. • Consumidores superiores que ocupan el cuarto y en oca- siones el quinto nivel trófico: son carnívoros que se ali- mentan de otros carnívoros. Son los consumidores finales o supercarnívoros. Ubicación del hombre en los diferentes niveles tróficos No siempre es sencillo determinar el nivel trófico que ocu- pa un consumidor porque los individuos de muchas especies tienen “dieta múltiple” y tanto los podemos observar comien- do granos, frutos, hierbas como desgarrando fibras de carne. Así ocurre con algunos pájaros y monos, con la rata, el oso, Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 40 el cerdo y el hombre, característica que les vale el nombre de omnívoros. El ser humano es un consumidor, ya que obtiene la energía de los alimentos que ingiere, y un omnívoro que ocupa varios niveles tróficos y consigue su alimento de diferentes fuentes. Para recordar: Todos los seres vivos dependen de la capa- cidad de los vegetales de fijar la energía solar y transformarla en energía química durante la fotosíntesis y el ser humano no elude esta dependencia: es un heterótrofo o consumidor, om- nívoro, que muchas veces actúa como consumidor final. Referencias bibliográficas • Calderari SA, Dabín CJ, Di Masso RJ y col: Biología. Pri- mera Unidad de Enseñanza Aprendizaje (Tercera Edición actualizada y revisada). Facultad de Ciencias Médicas, Universidad Nacional de Rosario 1999. • Calderari SA, Gayol MC, Martínez SM y col.: Biología. Segunda Unidad de Enseñanza Aprendizaje (Tercera Edi- ción corregida y ampliada). Facultad de Ciencias Médi- cas, Universidad Nacional de Rosario 1997. • Calderari SA, Martínez SM, Montenegro SM y col.: Biolo- gía. Tercera Unidad de Enseñanza Aprendizaje (Segunda Edición revisada, ampliada y actualizada). Facultad de Ciencias Médicas, Universidad Nacional de Rosario 1995. • Curtis H, Barnes NS: Biología (6ª edición en español). Buenos Aires, Ed. Médica Panamericana S.A. 2001. • Odum E: Ecología. El vínculo entre las Ciencias Naturales y las Sociales. México, Cía. Editorial Continental SA de CV 1998. • Sutton DB, Harmon NP.: Fundamentos de Ecología. Mé- xico, Ed Limusa 1986. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 41 Consumo energético humano: consumo energético interno (CEI),externo (CEE) y revoluciones por la energía Silvana M. Montenegro, María Cristina Tarrés. Biología. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. BIOLOGÍA Contenidos 1. ¿Para qué utiliza el hombre la energía? 2. Consumo energético externo (CEE). 3. El CEE durante diferentes estadios culturales del hombre. 4. Para pensar: Algunas consideraciones sobre el consumo energético humano. 5. Referencias bibliográficas ¿Para qué utiliza el hombre la energía? Como ya vimos, la energía que entra a la biosfera proviene exclusivamente del sol; los vegetales la fijan y transforman en energía química, única forma energética que pueden emplear productores y consumidores en sus procesos metabólicos. Los seres vivos están altamente especializados en capturar energía del ambiente y se relacionan entre sí formando complejas re- des tróficas. El hombre requiereentradas permanentes de energía para mantener el alto grado de organización y complejidad que es propio y característico de todos los seres vivos. Pero las par- ticularidades del ser humano obligan a hacer otras conside- raciones ya que, a diferencia del resto de los seres vivos, es un ser cultural. Se entiende por cultura al conjunto de rasgos distintivos, espirituales y materiales, intelectuales y afectivos, que carac- terizan a una sociedad o grupo social en un período deter- minado. El término cultura engloba además modos de vida, ceremo- nias, arte, invenciones, tecnología, sistemas de valores, dere- chos fundamentales del ser humano, tradiciones y creencias. A través de la cultura el hombre se expresa, toma conciencia de sí mismo, cuestiona sus realizaciones, busca nuevos signifi- cados y crea obras que le trascienden. Por lo expuesto, estudiaremos el consumo de energía que efectúa el hombre o consumo energético humano en dos as- pectos: • el empleado para satisfacer sus procesos vitales (consu- mo energético interno). • el utilizado para crear, mantener y desarrollar cultura (consumo energético externo). El ser humano incorpora energía química en función de sus necesidades metabólicas en un proceso denominado alimen- tación y degrada las moléculas ricas en dicha energía química durante la respiración celular. La utilización de esta energía, cuyas transformaciones se producen en el interior del organis- mo, se denomina consumo energético interno (CEI). Como el CEI está destinado a satisfacer las necesidades metabólicas del ser humano, su monto depende funda- men- talmente de sus características genéticas. Homo sapiens está en un período de estasis evolutivo desde hace alrededor de 100.000 años ya que casi no ha modificado su patrimonio ge- nético en dicho período. Se desprende que durante todo este lapso, el CEI habría oscilado entre 2.000 a 3.500 kcal/día, tal como sucede en la actualidad. Las características del CEI serán profundizadas al tratar la nutrición humana. Consumo Energético Externo (CEE) Este consumo es un hecho absolutamente propio del hom- bre. El empleo de energía cuyas transformaciones se llevan a cabo fuera del cuerpo humano se denomina Consumo Ener- gético Externo, Metabolismo Externo o Metabolismo Cul- tural. La energía que no corresponde a la obtenida de los alimen- tos proviene en su mayor parte de la producción de los ecosis- temas del pasado (Ej.: hulla, petróleo), de la producción de los ecosistemas naturales (Ej.: madera) y también de la radiación solar, pero por vías que no pasan por la biosfera (Ej.: energía hidroeléctrica). En términos energéticos, el CEI tiene escasa variabilidad entre países, grupos humanos e individuos pues son pequeñas las diferencias entre los montos de energía que significan ina- nición de los que brindan saciedad. Esto no quiere decir que dicha variabilidad no tenga im- portancia biológica, sino todo lo contrario, pues puede eli- minar y de hecho elimina individuos y poblaciones. En contraste con lo que sucede con la energía proveniente de los alimentos, el CEE tiene una variabilidad muy grande entre países, entre grupos humanos y entre individuos. Como esta energía no es estrictamente necesaria para la supervivencia, va desde un valor prácticamente cero para algunas poblaciones o pequeños grupos humanos, hasta valores que son como unas 25 veces la media mundial. En parte de Estados Unidos, el CEE es 100 o más veces superior al CEI. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 42 Aunque el consumo general de energía es difícil de evaluar por grupos, existe una buena correlación positiva entre el me- tabolismo externo y el producto nacional bruto tal como se calcula en economía. El consumo energético externo depende de las caracterís- ticas de la cultura y, como la transformación cultural de los seres humanos ha sido asombrosa, era de esperar que algo se- mejante sucediera con los gastos de energía para mantenerla. En la Figura 1 se muestran los consumos energéticos inter- no y externo en los distintos períodos de desarrollo cultural1. A pesar de que se marca la transformación del consumo energético como pasos sucesivos, la misma no ha sido li- neal ni simultánea en todo el mundo. En un mismo lugar y tiempo pueden, por ejemplo, coexistir individuos que se com- portan principalmente como agricultores primitivos con otros que se desenvuelven como hombres tecnológicos. Como se verá a continuación, cada una de estas modali- dades se corresponde históricamente con grandes descubri- mientos, con cambios de tal trascendencia, que pueden deno- minarse auténticamente revoluciones. Esto es así por cuanto modificaron drásticamente los hábitos humanos y permitie- ron el acceso del hombre a montos crecientes de energía sus- ceptibles de ser empleados en distintos tipos de actividades. En la ordenada del gráfico de la Figura 1 se contabilizan como Kcal. consumidas por individuo y por día (Kcal./ind/día), en cada uno de los estadios de desarrollo, los montos aproxima- dos de CEE y CEI. Figura 1: Consumo energético humano El CEE durante diferentes estadios culturales del hombre A continuación describimos los distintos estadios culturales del ser humano durante su historia. Hombre cazador–recolector Es el primer estadio cultural y el más prolongado. Durante este extenso período, el CEE fue seguramente muy pequeño, no superior al interno, como puede observarse en la Figura 1. Está caracterizado por dos descubrimientos fundamentales: 1 Adaptada de COOK E.: “The Flow of Energy in an Industrial Society”. Scientific American, 1971 2 Combustible fósil: Proveniente de la mineralización espontánea de restos orgánicos que se produce en períodos prolongadísimos de tiempo, bajo condiciones ambien tales particulares. el empleo de herramientas y el uso del fuego. El comienzo de la fabricación de herramientas es un hecho tan trascendente que se lo conoce como Revolución de las Herramientas. Su comienzo es impreciso, si bien existen registros arqueológicos seguros que atestiguan para los primeros instrumentos líticos (de piedra), una antigüedad de alrededor de 1.500.000 años. Las herramientas permitieron al hombre aumentar sus recur- sos alimenticios al mejorar su eficiencia como cazador. El em- pleo de pieles para abrigarse constituyó otra forma incipiente de CEE. El uso del fuego es posterior y constituye el primer ejemplo de empleo de energía química como consumo energético externo. Hombre agricultor El hombre permaneció como cazador-recolector durante cientos de miles de años: la mayor parte de su existencia. Hace sólo unos pocos miles de años, alrededor de 10.000 años, se iniciaron las primeras actividades agrícolas. Este evento im- portante se conoce como Revolución de la Agricultura. En forma más o menos simultánea se inició la cría de ganado. El hombre aprendió que podía hacer que otros animales trabaja- sen para él. Por supuesto, tenía que alimentarlos al igual que lo hacía consigo mismo. Estas actividades tuvieron consecuencias enormes: el hom- bre se hizo sedentario y surgieron los primeros poblados. Por primera vez hubo suficiente cantidad de alimento disponible como para permitir que una fracción importante de la po- blación no necesitara dedicarse a la obtención del propio ali- mento. Estos individuos, eximidos de las tareas agrícolas, se convirtieron en artesanos, comerciantes, brujos, soldados, etc. Surgió la división del trabajo: las funciones se diversificaron. La confección de herramientas cada vez más complicadas po- sibilitó aumentar la capacidad para enfrentar con más éxito al ambiente. Los avances de la agricultura y la ganadería permi- tieron un rápido crecimiento de la población. En la Figura 1 observamos esta modalidad desdoblada en agricultor primitivo y agricultor avanzado. El hombre de las sociedades agrícolas primitivas, cuyo ejemplo clásico es el antiguo habitante de la Mesopotamia en el Asia antigua (año 5.000A.C.), emplea energía animal y algunos sistemas de irri- gación. Su CEE es, aproximadamente, 12.000 Kcal./ind/día. El agricultor avanzado tiene como prototipo al campesino euro- peo del siglo XV. Ya emplea el carbón para calentarse y cocinar sus alimentos, construye molinos de agua y de viento y utiliza regularmente animales para el transporte. El CEE alcanza las 14.000 Kcal./ind/día. Hombre industrial A fines del siglo XVIII, se inició otra brusca era de cam- bios que giró alrededor del invento de la máquina de vapor. Se inició el empleo en gran escala de los combustibles fósiles2: Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 43 petróleo, carbón y gas. Los talleres artesanales y la industria doméstica fueron reemplazados por las fábricas. Se inició un progresivo vaciamiento de la población rural, que emigró ha- cia las ciudades cada vez más populosas y contaminadas. Este proceso aún no ha terminado. Todos estos cambios se resu- men en la expresión Revolución Industrial. La Figura 1 muestra que el empleo de combustibles fósiles permitió alcanzar un CEE de casi 105.000 Kcal./ ind/día. Hombre tecnológico Los cambios iniciados por la revolución industrial dieron paso a una nueva revolución que se gestó principalmente des- pués de la Segunda Guerra Mundial y que aún continúa: la Re- volución Tecnológica. Su esencia es el empleo de un enorme número de máquinas destinadas idealmente a ahorrar mano de obra, esfuerzo físico y tiempo, a lograr precisión y seguri- dad, a entretener, etc. Su espectro es inmenso y su existencia sólo posible merced a un desaforado consumo de energía. Si observamos la Figura 1, vemos que se emplean más de 200.000 Kcal./ind/día, incomparablemente más de lo que ne- cesita un ser humano para atender a sus funciones vitales. Por supuesto, este enorme consumo no se produce simul- táneamente en todo el mundo. La utilización de energía por persona varía mucho según los países: por ejemplo, en Estados Unidos es cuatro veces y media superior al promedio mundial, mientras que en China es sólo una cuarta parte de dicho pro- medio. En conjunto, las naciones industrializadas son las que emplean la mayor parte de la energía mundial. En 1990, el consumo de energía en Estados Unidos, Europa, los países de la antigua URSS y Japón era más o menos tres cuartas partes del total mundial. La situación en el año 2002 respecto del consumo mundial de energía, según el Sistema de Información Económica Ener- gética, puede verse en la Figura 2. Figura 2: Distribución del consumo de energía Puede observarse que, del total de la energía mundial con- sumida, sólo alrededor del 7% corresponde a toda América Latina, contra un 26% de Estados Unidos y Canadá. Para pensar: Algunas consideraciones sobre el consumo energético humano • El CEI se ha mantenido relativamente estable desde hace varios miles de años, debido a que el hombre no ha modi- ficado mayormente su patrimonio genético durante este período. • El CEE ha aumentado enormemente a partir de revolu- ciones que implicaron profundas modificaciones de los hábitos humanos, sobre todo en los últimos 100 a 200 años. • El CEE no ha sido ni es compartido por todos los habi- tantes de la Tierra en forma equitativa. Existen enormes diferencias y las mismas se dan aún entre las personas que habitan las mismas regiones. • Todo el desarrollo tecnológico logrado no ha permitido asegurar el CEI de todos los seres humanos. Por el contra- rio, el porcentaje de la población humana que se alimenta deficientemente es cada vez mayor. Referencias bibliográficas • CALDERARI S.A., GAYOL M.C., MARTÍNEZ S.M. y col.: “Biología. Segunda Unidad de Enseñanza Apren- dizaje” Tercera Edición corregida y ampliada. Facultad de Ciencias Médicas, Universidad Nacional de Rosario, 1997. • COOK E.: “The Flow of Energy in an Industrial Society”. Scientific American, 1971. Enciclopedia Microsoft Encar- ta 2002. • MARGALEF R.: “Ecología”. Ed. Omega S.A., Barcelona, 1994. • ODUM E.: “Ecología. El vínculo entre las Ciencias Natu- rales y las Sociales”. Cía. Editorial Continental, SA de CV. México, 1998. • SUTTON D.B., HARMON N.P.: “Fundamentos de Ecolo- gía”. Ed. Limusa, México, 1986. www.olade.org.ec/estadis- ticas/ consumo_mundial Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 44 Contenidos • Introducción. • Objeto y método de la termodinámica. • Sistemas termodinámicos. • Temperatura y energía cinética. • Calor y equilibrio térmico. • Energía interna: calor y trabajo. • Postulado de permanencia: El Primer Principio. • Metabolismo basal. • Rendimiento del cuerpo humano como máquina. • Potencia. • Postulado de evolución: El segundo principio. • Homogeneidad y entropía. • Interpretación termodinámica del metabolismo animal. • Referencias bibliográficas. • Guía de autoaprendizaje. Introducción Cualquiera sea el fenómeno o campo problemático que de- seemos abordar lleva implícito el análisis de sus transforma- ciones energéticas. La energía es un concepto central de la ciencia. Ya sea que se considere que todo lo que existe en el universo puede ser clasificado como materia o como energía, o que se considere que incluso la materia es de alguna manera energía (E= m c2), todo lo que ocurre en el Universo se puede entender en térmi- nos de transformaciones energéticas. Cualquiera sea la clasificación del proceso en estudio, siempre se podrán identificar los cambios energéticos involucrados. De tal manera, procesos biológicos (como por ejemplo la “fotosíntesis”, la “contracción muscular” o la “vida”), procesos psíquicos (como el “enamoramiento” y la “identificación”), procesos tecnológicos (como el funcionamiento de máquinas o instrumentos), procesos sociales (como el “ascenso social” o la “organización social”), o astrofísicos (como el “Big Bang”, la “creación de agujeros negros” o de sistemas planetarios), están asociados a transformaciones energéticas que los posibilitan. En un intento de relacionar dichos procesos, vemos que la energía del sol es la fuente principal de la vida en la Tierra. Sin ella, los océanos se helarían. La temperatura en sus superficies caería casi hasta el cero absoluto (-273o C). Así, la energía so- lar dirige los ciclos geofísicos y geoquímicos que mantienen la vida en el planeta (entre ellos, el ciclo del oxígeno, el del agua, el del carbono, y el del clima). La energía solar, mediante la fotosíntesis, se transforma en la energía de ciertos enlaces químicos (Energía que mantiene unidos a los átomos en una molécula) que serán utilizados en la síntesis de los glúcidos y lípidos, que constituyen la fuente de energía de los seres vivos, y que incluso constituyen la principal fuente de energía de la sociedad actual, ya que bajo ciertas condiciones extremas se convierten en combustible fósil. Por lo que estos combustibles fósiles son simplemente energía solar almacenada, es decir, el producto de la fotosíntesis ocurrida hace millones de años. Casi el 99% de la energía que fluye desde y hacia la superfi- cie terrestre es el resultado de la radiación solar. El calor pro- cedente del centro de la Tierra y las fuerzas gravitatorias del sol y la luna hacen el resto. La radiación solar que recibe la Tierra es el equivalente al total de la energía procedente de 173 millones de inmensas centrales energéticas, trabajando a pleno rendimiento todo el día, cada día. Pero el 30% de esta energía sale reflejada hacia el espacio. Del resto, una gran par- te calienta el aire, el mar y la tierra (47%), o se consume por la evaporación y el ciclo del agua (23%). La Termodinámica se desarrolló para estudiar las transfor- maciones energéticas que tienen lugar en cualquier sistema. Otra importancia del análisis termodinámico es que permite predecir la “factibilidad” de un proceso. Introduciremos algunos conceptos de la Termodinámica que resulten accesibles y útiles para su aplicación biológica. Objeto y método de la termodinámica El análisistermodinámico de los procesos, produce informa- ción respecto de la posibilidad o no, de la ocurrencia de los mismos. Para ello, el análisis del sistema puede hacerse desde un punto de vista macroscópico o microscópico. Es decir, pro- piedades tales como la presión, el volumen o la temperatura se refieren a las propiedades, en gran escala, del sistema que proporciona una descripción macroscópica del mismo. Tal des- cripción no involucra suposiciones en cuanto a la estructura de la materia y tienen la gran ventaje de ser factibles de medición. En cambio, una descripción microscópica necesita de la espe- cificación de numerosas variables, por ejemplo la velocidad y posición de todas las partículas que constituyen la estructura de la materia, entre otras, y que son imposibles de ser medidas. Termodinámica: aplicación al ser vivo Vaccaro D, Luquita A. Física Biológica. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. FÍSICA BIOLÓGICA Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 45 Sistemas termodinámicos Se define a un sistema como una porción del Universo deli- mitada para su estudio. El sistema puede ser “algo” tan concreto como un automóvil o una célula, o “algo” tan abstracto como una reacción quími- ca a la que no se le puede asociar límites materiales definidos. Definir “cuál es el sistema” y sus “límites”, está a cargo del analista, y es lo primero que debe realizarse, y debe ser man- tenido a lo largo de todo el análisis. Para ello, deberá tener en cuenta que el sistema definido debe ser el más conveniente para describir en forma simple cualquier cambio de materia y/o energía que en él suceda. Es decir, en el sistema, tendrá lugar un proceso. Llamaremos como Proceso a todo aquello que ocurre en un sistema en for- ma efectiva o bien en forma especulativa, es decir el método de operación por el cuál, el sistema pasa de un estado inicial a un estado final. En este concepto de proceso, no tiene cabida el tiempo como variable, es decir, no se lo incluye como factor de estudio. La definición del sistema incluye fijar sus “límites”, los cua- les pueden ser reales o imaginarios. Todo lo que queda fuera de ese sistema y que pueda interaccionar con él, se denomina entorno. De tal manera que: SISTEMA + ENTORNO = UNIVERSO Por ejemplo: Si se tiene café caliente en una taza, en un lapso de tiempo la taza se calentará a expensas del café que le cederá calor y am- bos alcanzarán una misma temperatura, que será mayor que la del ambiente. A su vez, café y taza se irán enfriando hasta la temperatura ambiente. Esta historia ilustra una sucesión de procesos termodinámicos, en los cuales la energía en forma de calor, fluye de los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor. Se puede estudiar algún aspecto o etapa del ejemplo anterior y, de acuerdo a la elección, el sistema puede ser diferente: a. el café; b. el café y la taza c. el café, la taza, y la habitación. Cuando en un sistema ocurre un proceso, el sistema cambia de estado; es decir, el sistema pasa de un estado inicial a otro final. Cada estado está definido por un conjunto de variables que determinan sus propiedades: temperatura, presión, visco- sidad, volumen, etc. Por ejemplo: si el café recién hecho (esta- do inicial) se deja a temperatura ambiente, pasa a otro estado (final) de menor contenido energético. Veremos que el sistema puede o no interaccionar con el en- torno y, de acuerdo a ello, se lo clasifica como: • Abierto: Si intercambia materia y energía. Ejemplo: un ser vivo, una estufa a gas encendida, una célula, un tejido, una pava hirviendo, etc. • Cerrado: Si sólo intercambia energía. Ejemplo: una plan- cha en funcionamiento, un frasco hermético que contiene agua caliente. • Aislado: Cuando no intercambia ni materia ni energía. Ejemplo: el Universo, el termo perfecto. Recordando que se llama proceso al conjunto de modifi- caciones que se producen en el sistema y que conducen a un cambio de estado del mismo. Para el caso de sistemas abiertos o cerrados, involucra la interacción con el entorno. La suce- sión ordenada de estados intermedios o situaciones por las que el sistema atraviesa al evolucionar se denomina camino. Conviene señalar que los procesos que puede experimentar un sistema están siempre vinculados a la existencia de diferen- cias en los valores de propiedades entre el sistema y el entorno, o entre distintas partes del sistema. Estas diferencias son una manifestación de la existencia, a nivel molecular, de fuerzas responsables de la evolución, y tiene relación con el sen¬tido de la misma, ya que el cambio se produce tendiendo a anu- larlas. Por ejemplo: un proceso de compresión o expansión se pro- duce a expen¬sas de una diferencia de presión o de tempera- tura, tendiéndose en ambos ca¬sos a anular dicha diferencia. Energía en diversos tipos de sistemas físicos La energía es una magnitud física que se presenta bajo diver- sas formas, está involucrada en todo proceso físico y químico, se transforma, se conserva y se transmite. Depende del sistema de referencia y una vez fijado, éste se conserva. Por lo tanto, todo cuerpo posee energía en función de su movimiento, posición, temperatura, masa, composición química, y otras propiedades. En las diversas disciplinas se dan varias definiciones de energía, todas coherentes y complementarias entre sí, y todas ellas siem- pre relacionadas con el concepto de trabajo. El concepto de energía ha ido surgiendo lentamente en la Historia de la Física. La energía se la describe como una pro- piedad posible de ser medida que tienen los sistemas, que pue- de presentarse en diferentes formas, pero que siempre tienen las mismas unidades, es decir, se trata de la misma magnitud. Básicamente, la energía es “algo” que los sistemas tienen, es la capacidad para efectuar trabajo. A continuación se explicitan algunas formas de energía se- gún la física clásica, física relativista y física cuántica, y las sub- divisiones de cada una de ellas. FÍSICA CLÁSICA Energía Mecánica: es la energía relacionada a la existencia de masa y puede ser la combinación o suma de los siguientes tipos de energía: Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 46 • Energía cinética: relativa al movimiento de dicha masa. • Energía potencial: asociada a la posición de la masa dentro de un campo de fuerzas conservativo. Por ejemplo, la Ener- gía potencial gravitatoria y la Energía potencial elástica (o energía de deformación, llamada así debido a las deforma- ciones elásticas). Una onda también es capaz de transmitir energía al desplazarse por un medio elástico. Energía Electromagnética: es la energía transportada, rela- cionada a la existencia de la variación de un campo magnético y otro eléctrico, asociados entre si y que se encuentran en pla- nos perpendiculares entre sí. Energía radiante: la energía que poseen las ondas electro- magnéticas y las radiaciones provenientes de la desintegración radiactiva de núcleos atómicos inestables. Esta radiación ra- diactiva puede ser particuladas o no. Energía eléctrica: resultado de la existencia de una diferen- cia de potencial entre dos puntos entre los que se mueve una carga eléctrica. Energía Química: que si bien es la energía de los enlaces químicos, también es un concepto relacionado a “la calidad” de la sustancia en estudio, y a su concentración en un compar- timento determinado. Energía Electroquímica: se incluye en la definición ante- rior, la existencia de cargas eléctricas en dicha sustancia y de un campo eléctrico que da lugar a un potencial eléctrico en el compartimento que la contiene. Energía calórica: Que puede definirse como la cantidad de energía que la unidad de masa de materia puede desprender al producirse una reacción química de oxidación. Es una for- ma muy particular de energía, que solo se define en tránsito, entre dos cuerpos o dos zonas de distinta temperatura, desde el de mayor al de menor temperatura. Y cuyo mecanismode trasporte puede ser clasificado como: a) convección, b) con- ducción y c) radiación. Decimos que es una forma muy particular, porque para el primer principio de la termodinámica, se distinguen dos tipos de energía: a) el calor y b) todos los otros. Es decir, se engloban a todas las formas de energía que no sean el calor, como una sola “forma de energía” (a las que se las asocia con la magnitud “trabajo”, W). En Termodinámica se introducen nuevos conceptos de energía, y otros relacionados a la misma, a saber: • Energía interna: es inherente a la estructura interna de las moléculas constituyentes de un sistema. • Energía Libre (potencial electroquímico/mol), Entalpía y Entropía. • Energía térmica: es la energía asociada al movimiento aleatorio de los átomos y moléculas. Para tratar de ampliar los conocimientos referidos a la ENER- GÍA, mencionamos otros conceptos a manera informativa. FÍSICA RELATIVISTA • Energía en reposo, que es la energía debida a la masa se- gún la conocida fórmula de Einstein, E=mc2, que estable- ce la equivalencia entre masa y energía. • Energía de desintegración, que es la diferencia de energía en reposo entre las partículas iniciales y finales de una desintegración. FÍSICA CUÁNTICA • Además de la energía asociada a la materia ordinaria o campos de materia, en física cuántica aparece la: • Energía del vacío: un tipo de energía existente en el espa- cio, incluso en ausencia de materia. QUÍMICA En Química aparecen algunas formas específicas no men- cionadas anteriormente como por ej: • Energía de ionización, una forma de energía potencial, es la energía necesaria para arrancar el electrón más débil- mente unido a un átomo aislado en estado gaseoso y más estable, es decir condiciones standardizadas • Energía de enlace también denominada energía química, es la energía potencial almacenada en los enlaces quími- cos de un compuesto. Las reacciones químicas liberan o absorben esta clase de energía, en función de la entalpía y energía calórica. En los seres vivos estas formas de energía dan lugar a los procesos biológicos, es decir, son resultantes del metabolismo celular, y por lo tanto se la denomina BIOQUÍMICA. Temperatura y energía cinética Toda la materia, sólida, líquida y gaseosa, está constituida por átomos o moléculas que se agitan continuamente. Por di- cho movimiento los átomos o moléculas tienen energía cinéti- ca. La energía cinética promedio de las partículas individuales se relaciona en forma directa con lo caliente que se siente algo. Siempre que algo se calienta sabemos que aumenta la energía cinética de sus partículas. Si pones un recipiente con líquido sobre una llama, el recipiente y el líquido se calientan. Cuando un sólido, líquido o gas se calienta, sus átomos o moléculas se mueven con más rapidez. Tienen más energía cinética. La variable que nos indica qué tan caliente o qué tan frío está un objeto respecto de una referencia, es la temperatura. Esta se expresa por medio de un número que corresponde a una marca en cierta escala graduada (°C: Celsius, °K: Kelvin, °F: Farenheit). La temperatura es una “magnitud”, es una pro- piedad de un sistema que puede ser medida. La temperatura se relaciona con el movimiento aleatorio de Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 47 los átomos y moléculas de una sustancia. En forma más es- pecifica, la temperatura es proporcional a la energía cinética “de traslación” promedio del movimiento molecular, el movi- miento que lleva a la molécula de un lugar a otro. Las molécu- las también pueden girar o vibrar, con su energía cinética de rotación y vibración correspondiente, pero esos movimientos no afectan en forma directa a la temperatura. El efecto de la energía cinética de traslación en función de la energía cinética de vibración y rotación se demuestra en for- ma dramática en un horno de microondas. Las microondas que bombardean los alimentos hacen que ciertas moléculas de éstos, principalmente las moléculas de agua, vibren y oscilen con gran cantidad de energía cinética. Pero las moléculas que oscilan no cuecen los alimentos. Lo que eleva la temperatura y cuece el alimento es la energía cinética tradicional que las moléculas de agua en oscilación imparten a las moléculas ve- cinas que rebotan con ellas. Para que lo comprendan mejor, imagina un puñado de canicas que salen despedidas en todas las direcciones al encontrarse con las aspas de un ventilador. Si las moléculas vecinas no interactuaran con las moléculas de agua en oscilación, la temperatura del alimento no cambiaría respecto a la que tenía cuando se encendió el horno. Calor y equilibrio térmico La materia contiene diversas formas de energía: cinética, potencial, química, etc. Es erróneo pensar que la materia con- tiene calor. Energía Calórica o calor: Es la energía que fluye entre dos cuerpos de distinta temperatura. Así, aumenta el contenido energético del cuerpo que se calienta y disminuye el conte- nido energético del que se enfría. Es decir, es la energía que se transfiere de un objeto más caliente (el de mayor Energía Cinética molecular promedio) a otro más frío (de menor Energía Cinética molecular promedio) debido a la diferencia de temperatura. Cuando dos o más objetos que están en contacto alcanzan la misma temperatura, el calor deja de fluir entre ellos y se dice que están en equilibrio térmico. El termómetro permite medir la temperatura de un cuerpo en contacto con él cuando ambos alcanzan el equilibrio tér- mico. Con estos conceptos se puede enunciar la ley Cero de la Ter- modinámica: “Si dos sistemas están en equilibrio térmico con un tercer sistema, entonces, están en equilibrio térmico entre sí”. “Dos sistemas están en equilibrio térmico, si y sólo sí, tienen la misma temperatura”. Transmisión del calor Para que dos cuerpos, que están a distinta temperatura, al- cancen la misma temperatura es necesario transferir energía (calor) del más caliente al más frío. Esta transferencia se puede hacer de tres maneras: • Conducción: En este caso, la transmisión del calor ocurre debido a los contactos directos o choques entre átomos o moléculas. La conducción implica el movimiento de la energía de una molécula a otra. En un sólido con zonas de diferente temperatura, o entre dos cuerpos en contacto, es el mecanismo más importante de transmisión. Los mejores conductores del calor son los metales, mien- tras que los líquidos y gases son malos conductores, y por lo tanto son buenos aislantes. La madera, la lana, el papel, la nieve son ejemplos de buenos aislantes. • Ejercicio: Si se toca un trozo de metal y un trozo de ma- dera que están a la misma temperatura ambiente. ¿Cuál parece más frío al tacto? ¿Por qué? • Convección: Aquí, a diferencia de la conducción, lo que se desplaza es la sustancia caliente originando corrientes de convección. Por ejemplo: el aire calentado por una es- tufa, asciende y calienta las regiones superiores. La brisa marina se origina por lo mismo: durante el día, la arena se calienta más que el agua. El aire sobre ella se eleva y una corriente de aire frío proveniente del agua toma su lugar; durante la noche sucede lo contrario. • Radiación: Dado que en el espacio hay vacío, el calor del Sol no se puede transferir por conducción ni por convec- ción para producir el calentamiento de la Tierra. Enton- ces, ¿cómo llega el calor a la Tierra? Por medio de ondas electromagnéticas que constituyen la radiación. La ener- gía radiante capaz de transmitirse en el vacío compren- de diversas bandas del espectro electromagnético, entre ellas, la radiación infrarroja que al ser absorbida por la materia aumenta la agitación térmica de las moléculas provocando aumento de su temperatura. La radiación infrarroja se identifica con el calor. En general, todos los cuerpos emiten y reciben energía radiante del entorno en una cantidad que depende de su temperatura. Energía interna. Calor y trabajo Un sistemaconstituido por una sustancia pura, contenida en un recipiente a una dada temperatura, no sólo contiene energía cinética debida al movimiento de sus moléculas (de rotación, traslación o vibración) posee además energía poten- cial relacionada con las fuerzas de distinta naturaleza (gravi- tacional, eléctrica, elástica, de presión) que se ejercen sobre dichas moléculas. El total de todas las formas de energía que contiene esa sustancia o sistema se denomina Energía interna (Ei). Et = Ecinética molecular + Epotencial molecular = Ei Los sistemas termodinámicos contienen energía interna (y no calor). Este contenido de energía interna es inherente a la Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 48 estructura interna del sistema y es independiente de la energía potencial del sistema en su entorno (si está en un campo de fuerzas) y de su energía cinética (si está en movimiento). Por ejemplo, el valor de energía interna de una sustancia conte- nida en un recipiente a una temperatura dada, será el mismo independientemente de la altura del recipiente respecto al piso o del movimiento del recipiente (por ejemplo en una centrífu- ga). Una bomba atómica determinada posee la misma Energía interna, ya sea que se encuentre en un submarino sumergido a miles de metros bajo el nivel del mar o se encuentre en vuelo en la cabeza de un misil. La descripción del estado de un sistema se hace a través de propiedades denominadas variables de estado. La energía in- terna es una función definida por el estado actual del sistema y sus propiedades como son la presión, el volumen y la tem- peratura; por esto la energía interna es una variable de estado. El valor absoluto de energía interna de un sistema depende de parámetros microscópicos y es difícil de medir con la tec- nología actual, pero sí puede calcularse el cambio de energía interna (∆E) cuando el sistema cambia de estado. El cambio de energía interna (∆E) no depende de las particularidades del proceso utilizado para efectuar el cambio, por ello la energía interna es una variable de estado porque no depende del ca- mino para producir el cambio de estado. Un sistema cerrado puede modificar su energía interna intercambiando con el entorno algunas de las dos formas de energía en tránsito: calor (Q) y/o trabajo (W), es decir: a. Calor (Q). Si existe diferencia de temperatura (∆T) entre sistema y entorno, habrá un movimiento de energía lla- mada calor, del lugar de mayor temperatura al de menor temperatura. b. Trabajo (W) es la energía que entrega el sistema a su en- torno cuando ejerce algún tipo de fuerza sobre él, o a la inversa, es la energía que recibe el sistema cuando el en- torno ejerce una fuerza (de compresión o expansión, elás- tica, eléctrica, química, etc.) sobre él. Si el sistema entrega trabajo o calor al entorno, ambas ener- gías tendrán signo negativo. Si el entorno realiza trabajo sobre el sistema o si el sistema recibe calor del entorno ambos tienen signo positivo. De aquí se deducen dos formas para definir el término “ener- gía”: 1. Es la capacidad de un sistema para realizar trabajo. 2. Es todo lo que puede transformarse en calor. Cuando un sistema cerrado evoluciona, intercambia calor o trabajo con el entorno, pasando de un estado inicial (1) a un estado final (2), por lo que sufrirá un cambio en su energía interna. ∆Ei = Ei2 - Ei1 = Q + W Postulado de permanencia: el primer principio Si analizamos la posibilidad de aumentar la energía interna de un sistema agua - vaso, concluimos que debemos calentar, agitar o iluminar el vaso con agua. Es decir, no puede aumen- tarse la energía interna del sistema sin que ingrese energía desde el entorno. Es decir, si aislamos el sistema no podrá au- mentar su energía interna. La observación de los fenómenos a lo largo de la historia muestra que la energía no surge de la nada. Si un sistema abierto o cerrado “gana” energía, ésta debe provenir del en- torno y a la inversa, si un sistema “pierde” energía, ésta pasa al entorno. El Primer Principio se puede enunciar de distintas maneras: • “La energía no puede ser creada ni destruida, se trans- forma” (∆Ei=0). • “La energía interna del Universo es constante”. • “No existe un sistema abierto o cerrado que realice tra- bajo perpetuamente sin recibir energía”. “Si un sistema cerrado es sometido a un proceso cíclico (vuelve a su estado original), el trabajo producido sobre el medio ambiente es igual al calor extraído del mismo por el sistema” (∆Ei=Q+W= 0). Para un sistema aislado, la energía interna no puede modi- ficarse ∆Ei = Ei2 – Ei1 = 0 El Universo es un sistema aislado, no tiene entorno, por lo tanto la energía interna del Universo es constante. Para un sistema cerrado, su contenido de energía varía du- rante un proceso de acuerdo al balance entre la energía que gana y la que pierde. Teniendo en cuenta que las formas de energía en tránsito son calor (Q) y trabajo (W) y que estas variables tendrán signo positivo cuando ingresan al sistema y negativo cuando salen de él, para los sistemas cerrados el pri- mer principio tiene la siguiente expresión matemática: ∆Ei sistema = Q + W W Q Supongamos un sistema cerrado que absorbe calor del en- torno y le entrega trabajo: ∆Ei sistema = +Q - W ∆Ei entorno = -Q + W ∆Ei universo = ∆Ei sistema + ∆Ei entorno = +Q - W -Q + W = 0 Surge que: “La Energía interna del Universo es constante”. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 49 Por último, si el sistema es abierto: ∆Ei = Q + W + E materia Aplicando el primer principio de la termodinámica, por ejemplo, al sistema ser vivo resulta: ∆Ei = Q + W + E materia Cuando la cantidad de energía incorporada con los alimen- tos (E materia) es igual a la cantidad liberada al entorno como calor y trabajo (Q + W), la energía interna del organismo se mantiene constante. - Q - W = E materia ∆Ei = 0 Sin embargo, esta situación es más bien la excepción que la regla. Durante el crecimiento, la energía química del orga- nismo aumenta progresivamente (∆Ei tiene signo positivo), lo mismo ocurre cuando un adulto aumenta su peso. Emateria > Q + W ∆Ei > 0 En cambio, hay una disminución de la energía química del organismo en las insuficiencias nutricionales. En períodos de ayuno (desnutrición, inanición) se anula el aporte energéti- co brindado por los alimentos (E materia = 0), entonces los compuestos de depósito como glucógeno, lípidos y proteínas se degradan liberando la energía química almacenada en ellos manteniendo los procesos biológicos. ∆Ei = Q + W + E materia ∆Ei = - Q - W + 0 ∆Ei < 0 Es fácil comprender que en el individuo normal se produz- can fluctuaciones en los depósitos de energía interna que se ponen de manifiesto por cambios en el peso corporal durante el día. Metabolismo basal El metabolismo consiste en el conjunto de todas las trans- formaciones que tienen lugar en los sistemas biológicos. Des- de el punto de vista de la energía, el metabolismo consiste en el aprovechamiento de la energía química contenida en los alimentos ingeridos y en su eliminación posterior en forma de energía utilizada. El ser vivo obtiene energía de la oxidación de moléculas complejas (carbohidratos, proteínas, grasas) denominada energía metabólica. Una parte la utiliza para sus procesos vi- tales y el resto se elimina al exterior en forma de calor. La ener- gía utilizada en los procesos vitales es eliminada finalmente al exterior, también en forma de calor. La cantidad total de calor eliminado al exterior da idea de la actividad interna del organismo, que se puede estimar mi- diendo el 02 consumido durante un determinado período. La velocidad con que el organismo consume energía se llama tasa metabólica. En condiciones de reposo una persona de 1,75 m2 de superficie corporal; 1,75 m de altura y 76 Kg de masa, con- sume 92 Kcal/h. Esta es la cantidad de energía necesaria para desarrollar las funciones corporales mínimas (respiración,bombeo cardíaco, etc.) y se denomina tasa metabólica basal y equivale a consumir aproximadamente 0,3 litros de 02 por minuto. Más allá de la tasa metabólica basal, el consumo energético depende de la actividad física realizada. Por ejemplo: jugan- do al tenis se consumen 1,26 litros de 02 por minuto, lo que equivale a 6,3 kcal de energía por minuto; caminar lentamente consume 0,76 litros de 02 /min que equivalen a 3,8 kcal/min de energía. La medición del oxígeno consumido por el cuerpo es una buena estimación de la energía liberada (calor más trabajo). Del mismo modo, se puede obtener una estimación de la ener- gía que proveen los distintos tipos de alimento en función del oxígeno consumido para su oxidación. La tasa metabólica basal depende fundamentalmente de la función tiroidea. Una persona con una glándula tiroides hipe- ractiva tendrá mayor metabolismo basal que una normal. La tasa metabólica depende también de la temperatura corporal. Los procesos químicos que se desarrollan en el cuerpo son de- pendientes de la temperatura; un pequeño cambio en ella pue- de producir un gran cambio en la velocidad de las reacciones químicas. Por ejemplo: la hibernación utilizada durante las ci- rugías cardíacas (se mantiene al paciente a baja temperatura) tiene por finalidad disminuir el metabolismo para reducir el flujo sanguíneo. Es obvio que para mantener un peso constante, un individuo debe consumir alimentos en la cantidad justa y necesaria para atender al metabolismo basal más la actividad física que desa- rrolla. Comiendo muy poco provocará una pérdida de peso y a la inversa, un aumento del peso corporal. Observando la gráfica de la utilización de la energía por el organismo vivo, resulta evidente que sólo una pequeña parte es entregada al entorno como trabajo. Más aún, algunas veces el esfuerzo realizado no constituye “trabajo” en un sentido físico. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 50 Sabiendo que trabajo es el desplazamiento logrado contra una fuerza, si una persona camina o corre sobre una superficie horizontal a velocidad constante (la fuerza de gravedad que ac- túa sobre ella, es perpendicular al movimiento), el trabajo que realiza es nulo. De igual manera, si la persona empuja un cuer- po y no logra desplazarlo, el trabajo externo es cero porque el desplazamiento es nulo. Sin embargo, en ambas circunstancias los músculos realizan trabajo interno, se utiliza energía química para la contracción muscular y parte se pierde como calor. Este es retirado por la sangre y conducido hacia la piel para disiparlo al exterior. Rendimiento del cuerpo humano como máquina El ser vivo puede analizarse como una máquina. Claro que su funcionamiento se encuentra alejado del ideal debido a que solo parte de la energía química de los alimentos es utilizada por el hombre para realizar trabajo mecánico: los procesos vitales que ocurren en él implican un gasto energético mucho mayor que el trabajo externo producido. La relación entre el trabajo que efectúa una máquina o el ser vivo sobre el entorno y la energía total consumida para realizar- lo, se denomina rendimiento(R) o eficiencia. Generalmente se lo expresa como porcentaje, y se calcula de la siguiente manera: R = (W realizado / Energía total) x 100 El rendimiento del cuerpo humano como máquina puede es- tudiarse a través de la prueba ergométrica: un individuo peda- lea sobre una bicicleta fija que tiene una resistencia ajustable en diferentes valores. De esta manera, el trabajo externo realizado y la potencia desarrollada pueden medirse al igual que el oxíge- no consumido durante dicha actividad. Sabiendo que por cada litro de oxígeno consumido se producen entre 4.8 y 5 kcal, se puede calcular la cantidad de energía total consumida durante la prueba. Con el trabajo externo (W) realizado y la energía to- tal consumida podemos obtener la eficiencia o rendimiento (R) del cuerpo como máquina. Ejemplo: Durante un ejercicio físico que implique un trabajo de 10 Kcal/hora, el organismo proporciona 60 Kcal/hora de las cuales 50 Kcal/hora se eliminan al exterior como calor. El ren- dimiento de la operación es del 17 %. La eficiencia del cuerpo humano en condiciones óptimas puede alcanzar valores del orden del 25%. La actividad depor- tiva más eficiente es el ciclismo. Potencia En la definición de trabajo, no se especifica cuánto tiempo se tarda en hacerlo. Subir una escalera de 10 metros de altura a una persona de 80 Kg, implica realizar el mismo trabajo en 1 minuto que en 10 minutos. ¿Por qué se siente más fatigado cuando lo realiza en menos tiempo? Para responder a esta pregunta es necesario referirse a la ra- pidez con que se realiza el trabajo, es decir, a la potencia. Potencia (P) se define como el trabajo realizado (W) por unidad de tiempo (t). P = W / t Su unidad: watt (wattios): Joule / segundo Postulado de evolución: el segundo principio Consideremos los siguientes procesos que provienen de nuestra vida cotidiana: a) el agua caliente abandonada en un recipiente cerrado, se enfría hasta la temperatura ambiente; b) un globo que se pincha se desinfla; c) una pelota que rue- da hasta el borde de la mesa cae al piso; d) una gota de tinta que cae en un vaso de agua se difunde. En estos procesos es- pontáneos, el balance energético demuestra que cumplen el primer principio. Sin embargo, en los procesos inversos a los enunciados: e) el agua a temperatura ambiente se calienta; f) el globo se infla; g) la pelota se eleva hasta la mesa; h) la tin- ta dispersa se separa del agua, se cumple también el primer principio, pero la experiencia nos dice que nunca ocurrirán espontáneamente. Ello se debe a que el primer principio se refiere a la energía total. Pero aquí conviene resaltar que no toda la energía de un sistema está disponible para realizar trabajo. De acuerdo a este concepto, hay una energía útil y otra inútil (realmente no es inútil, sino “no disponible” para realizar trabajo en las actuales condiciones del sistema). Así, la energía total del sistema es la suma de la energía útil más la inútil. El primer principio tampoco explica que un proceso con- suma energía. Por ejemplo, un coche para moverse consume energía química de la nafta. En realidad, el coche libera al en- torno una cantidad de calor equivalente a la energía que toma de la nafta satisfaciendo el primer principio, lo que en realidad consume es energía útil y libera energía inútil. La energía útil que contiene el sistema es una variable de estado que se la denomina energía libre (F) y mide la energía que está disponible para realizar trabajo. Aplicando estos con- ceptos a los procesos espontáneos enunciados, todos ellos se acompañan de disminución de F (∆F <0). Cuando un sistema aumenta su energía libre durante un proceso (∆F > 0) es porque recibe E libre del entorno. Un pro- ceso así no puede darse en un sistema aislado. Para que los procesos de los ejemplos e, f, g y h se lleven a cabo es necesario la intervención del calentador, el inflador, el elevador y el destilador, respectivamente, que pertenecen al entorno. Ellos, al entregar energía útil al sistema, sufren una disminución de su energía útil. ∆F sistema >0 y ∆F entorno <0 De modo que, si consideramos al entorno más el sistema en conjunto como un único sistema más amplio (obsérvese que tal sistema es el universo -típicamente aislado- y que, en con- Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 51 secuencia, solo pueden ocurrir en él procesos espontáneos), se cumple que: ∆F total = ∆F sistema + ∆F entorno < 0 son las condiciones propuestas para los procesos espontáneos. La entropía (S) no es una forma de energía, es una propie- dad del sistema relacionada con su contenido de energía que no puede ser transformada en trabajo (es una medida del gra- do de inutilidad de su Ei). La energía entrópica (o “inútil”) se obtiene multiplicando S x T (entropía por temperatura).La entropía mide el grado de desorden del sistema, y cuan- to mayor sea el mismo, menor es su capacidad para realizar trabajo. “S” es una propiedad del sistema y es una variable de estado. El Segundo principio refiere que cuando ocurre un proce- so espontáneo, disminuye la capacidad del sistema de realizar trabajo, es decir, disminuye su Energía libre (∆F< 0). A su vez, siempre que ocurre un proceso, hay transforma- ción de energía útil (F) en energía inútil (T.∆S). Pero, ¿en qué tipo de energía inútil aparece esa transformación de energía útil, teniendo en cuenta que la energía no puede destruirse sino transformarse? El calor es la forma menos útil de energía, porque toda for- ma de energía puede transformarse ilimitadamente en calor, pero la transformación de calor en otra forma de energía es difícil y limitada. Por lo dicho, también es una forma privi- legiada de energía ya que cualquier forma de energía puede transformarse íntegramente en calor, pero nunca se puede transformar todo el calor en otra forma de energía. En consecuencia, dado que en cualquier proceso, al menos una parte de la energía que implica se transforma en calor, ésta es la única forma de energía que aumenta constantemente. Por lo tanto, toda la energía del Universo con el transcurso del tiempo será entrópica: habrá desaparecido incluso la ma- teria y toda la energía estará exclusivamente como calor y en consecuencia no disponible para realizar procesos. Esta situa- ción es conocida como muerte entrópica del Universo. El postulado de evolución (segunda propiedad de la energía) es el Segundo Principio de la Termodinámica: • “En un sistema aislado, sólo pueden ocurrir procesos espontáneos que van acompañados de un aumento de entropía”. • “La Entropía (S) del Universo siempre crece, con cada proceso que se produce en él”. Aplicando este principio a uno de los ejemplos enunciados al comienzo: Una gota de tinta que cae en un vaso de agua, difunde. En un primer momento, el sistema tinta–agua se halla en un es- tado de baja entropía (ordenado porque no están mezcladas las moléculas de tinta con las de agua). Con el transcurso del tiempo, las moléculas de tinta difunden alcanzándose un estado final donde todas las moléculas se hallan mezcladas (macroscópicamente homogéneo; microscópicamente desor- denado), es decir, un estado con un alto contenido entrópi- co. El sistema utilizó su propio contenido de energía útil para realizar el proceso de difusión, provocando un aumento de su desorden. ¿Qué ocurre con los parámetros termodinámicos que esta- mos estudiando cuando se llega al fin de un proceso espontá- neo? La energía útil del sistema alcanza el mínimo valor mientras que la entropía alcanza el máximo valor. Entonces, el sistema ya no evolucionará; permanecerá estable en el tiempo mien- tras se mantengan las condiciones que lo llevaron a ese estado (∆F= 0 y ∆S= 0). Es decir, habrá alcanzado el equilibrio ter- modinámico. Equilibrio es un término empleado por artistas, economis- tas, políticos, psiquiatras, atletas y militares y en cada caso tie- ne una acepción distinta. Termodinámicamente, un sistema se halla en estado de equilibrio cuando el sistema mantiene constantes sus variables de estado (F, S, Ei) sin aporte o ayuda desde el entorno. Homogeneidad y entropía Otra forma de abordar el segundo principio es desde el concepto de homogeneidad. Es útil para aplicar a la biología, porque explica los procesos de flujo, tan comunes en los seres vivos. Para los ejemplos enunciados al principio, las situaciones de equilibrio serán: en (a) cuando la temperatura del agua sea igual a la del ambiente, en (b) cuando la presión en el glo- bo sea igual a la del entorno, en (c) cuando la tiza no pueda descender más y en (d) cuando la tinta esté uniformemente distribuida en el agua. Antes de ocurrir los procesos existían inhomogeneidades de temperatura en (a), de presión en (b), de altura en (c) y de concentración en (d) que generaron flujos de calor (a), de materia (b), (c) y (d). Estas inhomogeneidades dieron lugar a procesos que las destruyeron llevando a los sistemas a sus equilibrios (homo- geneidad). Asociando estos conceptos con los enunciados an- teriormente, podemos decir que el contenido de “S” de un sis- tema mide su grado de homogeneidad. Dicho de otra manera, la incapacidad de su energía de generar flujos. Aplicando lo visto a nuestro organismo y dado que la vida es un conjunto de procesos: la sangre circula, el aire de los alvéolos es constantemente renovado, en todas las células hay flujos de sustancias que atraviesan las membranas saliendo o entrando, etc. Para que estos procesos ocurran, son necesa- rias inhomogeneidades: la diferencia de presión de la sangre entre los extremos arterial y venoso del sistema circulatorio; de presiones parciales de gases entre el ambiente y nuestros pulmones; la diferencia de concentración de sustancia a am- Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 52 bos lados de la membrana, etc. Los procesos vitales accionan en el sentido de destruir estas inhomogeneidades y nuestro organismo se encarga de restaurarlas constantemente con el aporte de energía libre (F) (el trabajo cardíaco, el trabajo de los músculos respiratorios, el trabajo de las bombas iónicas, etc.). La energía libre aportada por estos sistemas proviene en última instancia de los alimentos. Ciertas moléculas comple- jas han sido seleccionadas evolutivamente para actuar como depósito de energía libre. Esta energía es de tipo química y es la energía de los enlaces químicos de moléculas altamente ordenadas. Nuestro cuerpo puede considerarse como un sistema abier- to al cual ingresa energía química de éstas moléculas orgáni- cas complejas (polisacáridos y lípidos). Durante el catabolis- mo, esas moléculas son degradadas en moléculas más simples, más desordenadas (CO2 y H2O) liberándose la energía libre de sus enlaces químicos rotos. En una primera etapa, esa energía queda almacenada en los llamados compuestos de alto contenido energético (como el ATP), con enlaces especiales denominados macroérgicos, con los que el organismo “paga” la restauración de sus inhomoge- neidades. Antiguamente se consideraba que los sistemas biológicos (una sola oveja, una manada, todas las ovejas del mundo, to- dos los animales del mundo, toda la biosfera) estaban en equi- librio. Actualmente se considera que en un organismo, desde que se origina hasta su muerte, ocurren una serie de crisis y transiciones, es decir en un huevo fecundado las células se di- viden y forman una masa (mórula) que no queda como tal, sino que luego se ahueca (blástula) y más tarde se invagina (gástrula), pasando después por otros estados que incluyen los de embrión, feto, niño, adolescente, adulto, anciano y cadáver. Cada una de las etapas desde embrión hasta adulto joven se caracteriza por procesos que lo alejan del estado de equilibrio. En todas estas etapas, en el organismo suceden procesos tan complejos como la construcción del intestino, de los circuitos neuronales, de las glándulas, y se dice que el organismo se en- cuentra en evolución. El adulto joven es un sistema termodinámico inestable (de lo que da cuenta la facilidad con que se destruye la vida) porque se mantiene en un estado, muy alejado del equilibrio, necesa- rio para que tengan lugar los procesos vitales. Esta lejanía del equilibrio genera procesos de equilibración que, como hemos visto, constituyen la vida. Ahora bien, cada uno de los proce- sos que llamamos vida aumentan la entropía del organismo y sin embargo, en líneas generales, sus parámetros no varían en el tiempo, no desaparecen sus inhomogeneidades que son mantenidas a expensas de otros procesos no espontáneos que ocurren simultáneamente. A esta situación tan extraordinaria en el mundo físico se la denomina estado estacionario. Es interesante analizar el comportamiento de las propieda- des del sistema en dos casos: cuandoel sistema está en estado de equilibrio y cuando está experimentando una evolución. Un estado de equilibrio en un sistema implica valores de todas sus propiedades constantes en el tiempo. Esa cons- tancia se logra sin el aporte de energía desde el entorno. En una evolución, en cambio, se observará que al menos una variable experimentará variación en sus valores a lo largo del tiempo. Tanto el estado de equilibrio como el estado estacionario son invariables en el tiempo, las propiedades del sistema no se modifican, pero se diferencian específicamente en el aporte de energía desde el entorno (el estado de equilibrio no necesita que el entorno le brinde energía para mantenerse, mientras que en el estado estacionario sí lo requiere). Cuando se produce la muerte, las inhomogeneidades des- aparecen, pero aún así nuestro organismo permanece lejos del equilibrio por la energía libre atesorada en la sofisticada estructura de las moléculas que lo constituyen. Recién cuan- do todas ellas se han destruido y transformado en moléculas simples (H2O y CO2) se llega al equilibrio. Los criterios de equilibrio servirían, a lo sumo, para estu- diar un cadáver en un congelador, pero no a un ser vivo. Si dejáramos un cadáver fuera del congelador se iría descom- poniendo, lo que también constituye un proceso. De manera que el equilibrio no nos sirve ni siquiera para estudiar pro- cesos post mortem y mucho menos para estudiar la vida. Siguiendo con el estado estacionario, un ejemplo muy sim- ple lo tenemos en un recipiente dividido en dos compartimen- tos por una pared central y conteniendo líquido en ellos. Si la pared está completa, un desnivel entre los compartimentos no significa inhomogeneidad, ya que al no estar conectados entre sí, el líquido no puede fluir de uno al otro (A). Pero si se abre un orificio en la parte inferior de la pared central, la inhomo- geneidad de niveles provocará el flujo (proceso) que llevará al sistema a su equilibrio: igualdad de niveles (B). A B Consideremos ahora que se coloca una bomba que trasloca líquido del compartimento de menor nivel al otro a la misma velocidad con que el líquido fluye espontáneamente por el orifi- cio en sentido opuesto, pero que esa bomba no pertenece al sis- tema sino al entorno (C). El desnivel permanecerá en el tiempo, el sistema no cambia pero tampoco está en equilibrio, su ener- Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 53 gía libre está disminuyendo en el proceso espontáneo de flujo, pero es constantemente repuesta por el entorno (la bomba), que pierde más energía libre que la que gana el sistema. BOMBA C Para que el organismo pueda mantenerse en estado esta- cionario a pesar de los procesos vitales es preciso que expulse continuamente el exceso de entropía que está produciendo; es decir, necesita eliminar sin cesar materia y energía en estado de entropía alta (sustancias de deshecho y calor) y reempla- zarla por cantidades equivalentes de materia y energía en es- tado de entropía baja (incorporar energía libre). Por lo tanto, el problema de la alimentación no consiste propiamente en adquirir energía o materia, pues cada unidad que se adquiere reemplaza a otra igual que se elimina; si no en adquirir energía libre que se degrada en los procesos vitales y se elimina en ese estado. La energía libre de las moléculas orgánicas de nuestra ali- mentación procede, en último término, de la energía alta- mente ordenada del sol que los vegetales capturan durante la fotosíntesis y depositan en forma de enlaces químicos de sus- tancias orgánicas complejas. (En la fotosíntesis, CO2 y H2O se combinan formando glucosa). Resulta claro entonces, que aunque pueda parecer, a prime- ra vista, que el ser vivo viola el segundo principio de la Termo- dinámica en cuanto es capaz de disminuir su entropía durante el crecimiento y mantenerlo en un nivel constante durante la adultez, en verdad no es tal. El aumento de entropía previsto por el principio, se da sólo en los sistemas aislados, y el ser vivo, precisamente por el hecho de alimentarse, no es un sis- tema aislado. Lo que determina entonces la vida es la existencia de meca- nismos capaces de expulsar energía entrópica y sustituirla con cantidades equivalentes de energía libre, de modo que el man- tenimiento de un estado muy alejado del equilibrio y la ex- traordinaria organización del sistema biológico son “pagados” con pérdida de energía libre y desorganización del entorno en el cual se desarrolla. Interpretación termodinámica del metabolismo animal El organismo tiene una eficacia de aproximadamente 20% para convertir la energía química de los alimentos en traba- jo mecánico, eléctrico o de síntesis. El 80% restante aparece como calor o energía térmica. Por consiguiente, todos los pro- cesos que acontecen en el organismo se acompañan de una importante producción de calor, el trabajo invertido en proce- sos internos como la circulación de la sangre, la secreción, la conducción nerviosa, etc., al producirse se transforman tam- bién en calor. Por esto es importante la cantidad de calor que los organismos vivos eliminan al exterior. De acuerdo a los mecanismos que las células utilizan para obtener energía se las clasifica en autótrofas y heterótrofas. Las autótrofas, como las plantas y algunas bacterias fotosin- téticas sólo incorporan moléculas simples como CO2 y H2O y a partir de la energía solar construyen con ellas sus biomo- léculas complejas. Las heterótrofas, que comprenden en general las moléculas de los organismos superiores y muchas bacterias, requieren el suministro de moléculas complejas de las cuales obtienen energía. El proceso implica una degradación enzimática de esas sustancias nutritivas: carbohidratos, lípidos y proteínas a moléculas simples. En ambos casos, tanto la energía solar como la procedente de los alimentos se almacena en un enlace rico en energía de una molécula bien definida el ADP (Adeno- sin difosfato) transformándolo en ATP (Adenosin trifosfato). Energía libre ADP + Pi ATP De modo que el sistema ADP – ATP funciona como un trans- portador y almacenador de energía en el cual el ATP es la for- ma rica o cargada de energía y el ADP la forma pobre o des- cargada. ATP es la “moneda energética” de las células. Cuando la célula necesita realizar un proceso tal como la bio- síntesis o la contracción muscular, rompe ese enlace: ATP ADP + Pi Energía libre En el catabolismo de cada mol de glucosa a CO2 y H2O se libera 680 KcaI y con parte de ellas se sintetizan 38 moles de ATP. Como se almacenan 7,3 KcaI /mol para la síntesis de cada ATP a partir de un ADP y un Pi, entonces se almacenan en total: 277 Kcal. 38 ADP +38 Pi C6H12O6 +602 C6H12O6 +602+38 ADP +38 Pi 38 ATP 6 CO2 +6 H20 6 CO2 +6 H20 +38 ATP Así, la eficiencia del proceso total es de 40%. El restante 60% se disipa como calor. La energía almacenada en el ATP es em- pleada para mantener el estado estacionario o sea, las inhomo- geneidades que permiten los procesos vitales (circulación, respiración, etc.). Estos procesos al transcurrir transforman la Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 54 energía en calor que también se libera al exterior. Referencias bibliográficas • Levenspiel O.: “Fundamento de termodinámica” 1ª edi- ción. Prentice-Hall Hispanoamericana 8, 1997. • Burke JR.: “Física. La naturaleza de las cosas” Vol 1. Lea’- 5. M., International Thomson editores, 1998. • Cerejido M.: “Orden, equilibrio y desequilibrio. Una in- troducción a la Biología” 1ª edición. Editorial Nueva Ima- gen, 1978. • Gittewittl P.: “Física conceptual” 2ª edición. Addison-Wes- ley Iberoamericana, 1997. • Camerofl J.R., Skofronickl J.G.: “Energía, trabajo y poten- cia en el cuerpo”. En: Medical Physics: Cap. 5. Wiley- ln- terscience Publication, 1978. Guía de autoaprendizaje Luego de estudiar el tema, responda la siguiente guía y con- sulte a los expertos las cuestiones que usted no pueda resolver.1) Defina sistema termodinámico. 2) Enuncie la clasificación de sistema desde el punto de vista termodinámico. Cite las características de cada uno. 3) Analice el ser vivo como sistema termodinámico. 4) Defina Energía. 5) Defina Energía interna. 6) Enuncie la ecuación que le permite calcular la variación de energía interna del ser vivo. 7) Enuncie el postulado del primer principio de la termodiná- mica. 8) Explique cuando un proceso es espontáneo. Cite un ejemplo. 9) Indique en qué estado termodinámico se puede encontrar un sistema. Cite las características de cada uno. 10) Defina Energía libre. 11) Defina Entropía. 12) Analice la evolución de las variables de estado energía libre y entropía en un sistema aislado. Justifique. 13) Enuncie el postulado del segundo principio de la termodi- námica. 14) Nombre los mecanismos que utiliza el ser humano para intercambiar calor con el entorno. Explique cada uno. 15) Analice cómo se modifica la entropía y la energía libre en un niño entre los 2 y 8 años de edad. Justifique la respuesta. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 55 Los carbohidratos, los ácidos grasos cis y trans y las familias Ω-3 y Ω-6 en la nutrición Digna Caferra, María del C. Fernández. Química Biológica. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. QUÍMICA BIOLÓGICA Carbohidratos Los carbohidratos constituyen la mayor parte de la materia viva de nuestro planeta, por lo que no resulta sorprendente que también compongan la mayor parte de nuestra dieta: 50 a 70% de las calorías ingeridas. Dependiendo de las elecciones culturales y alimentarias, la composición de los glúcidos natu- rales de la dieta puede variar, pero en general incluye almidón, azúcares simples, polímeros complejos conocidos como fibras nutricionales y componentes menores. A estos se añaden como carbohidratos diversos: almidón de maíz hidrolizado, jarabes de fructosa fabricados a partir de almidón de maíz, almidones modificados, gomas, mucílagos, alcoholes de azúcar y otros productos industriales. Estos pro- ductos se añaden para cambiar la textura, la sensación en la boca, el color, la viscosidad y el sabor y prolongar su conser- vación. Recordaremos que los carbohidratos se ingieren en tres formas básicas: 1. verduras, frutas o cereales crudos o procesados (hervidos, cocinados, molidos, etc.) 2. carbohidratos purificados añadidos a alimentos 3. carbohidratos disueltos en distintas bebidas. Como los glúcidos son la fuente de energía más abundante en el ser humano, la industria de la alimentación ha comenza- do a investigar meticulosamente diversos carbohidratos como forma de reducir el contenido ener- gético de los alimentos. Así, la industria presta considerable atención a los almidones de calorías reducidas, alcoholes del azúcar y a una cetohexosa (D.tagatosa), como edulcorante. También se investiga la ma- nera de aumentar la relación amilasa - amilopectina en los al- midones. La amilasa (cadena recta) produce menor elevación de la glucemia que la amilopectina (ramificada). Concepto de índice glucémico Es la capacidad relativa de un carbohidrato para elevar la glicemia. Un carbohidrato con alto índice glucémico eleva la glucemia con mayor rapidez y hasta un valor más alto que un carbohidrato con bajo índice glucémico. Al ingerir un alimento rico en glúcidos, el azúcar en la sangre aumenta y luego cae. La velocidad con que aumenta y el tiempo en que permanece elevada es particularmente im- portante para la salud. Por esa razón es conveniente consu- mir aquellos alimentos que contienen hidratos de carbono de absorción lenta. Entre ellos se encuentra las hortalizas, frutas frescas y secas, cereales integrales, legumbres y semillas. Fibra dietética Desde hace muchos años se sabe que los productos de ori- gen vegetal contienen un componente que no es sustrato de las enzimas digestivas y que, sin embargo, cumple una función importante en el proceso digestivo estimulando la evacuación intestinal: a ese componente de los vegetales se lo llama fibra. Hoy, habiendo avanzado mucho más en el conocimiento, se sabe que según su estructura química y sus propiedades bioló- gicas, la familia de las fibras está constituida por dos subgru- pos diferentes: Fibras insolubles: Cuya acción más importante es cumplir el efecto bulto en el intestino... es decir atraer agua, aumentar volumen y estimular los movimientos intestinales. Su función principal es evitar la constipación. Son ejemplos de las mis- mas: celulosa, hemicelulosas. Asimismo, pueden estar presen- tes en menor grado materiales que no son carbohidratos como la lignina (componente de la madera). Fibras solubles: tienen el poder de envolver nutrientes, re- tardando así su absorción y dando mayor sensación de sacie- dad. Son de mucha importancia en patologías como la obesi- dad y la diabetes. La expresión fibra dietética soluble suena casi como una contradicción, pero las pectinas se consideran como fibra die- tética y éstas, además de no ser fibrosas, son solubles (la pecti- na es el nombre que se le da a una mezcla de polisacáridos que se encuentra en los frutos de consistencia suave y las paredes celulares, de todas las plantas, si bien no es posible especificar su estructura con precisión, la mayoría consiste esencialmente en el polisacárido pectato de metilo, el que tiene largas cade- nas de alfa-D-galacturónico, ácido derivado de la galactosa). Hoy sabemos que la mayoría de los hidratos de carbono complejos, distintos del almidón, son digeridos en cantidad variable en el intestino grueso. La flora bacteriana presente en ella metaboliza entonces a estas sus- tancias y produce ácidos grasos de cadena corta: butírico, isobutírico, propiónico y acé- tico. La mayor parte de la celulosa no se digiere. Los ácidos butírico e isobutírico parecen fuentes nutritivas importantes para las células del intestino, en las que reducen el riesgo de cambios carcinogénicos. Se cree que parte de las propiedades anticancerosas de las fibras nutricionales se deban a los acon- tecimientos posteriores a su digestión en el intestino grueso. Como la población está adquiriendo hábitos alimentarios más complejos, hay que hacer una advertencia sobre el tema de la automedicación con fibras nutricionales. Si las fibras se ingieren en exceso o de un tipo inadecuado, pueden provocar una pérdida de minerales y diarrea. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 56 ¿Cuánto es el consejo de consumo? Para obtener resultados positivos se aconsejan alrededor de 6 g. de fibra soluble por día. ¿Es fácil conseguir este consu- mo?...Sin duda, no... Deberíamos consumir diariamente por lo menos tres por- ciones de la lista de alimentos que damos a continuación y que son ricos en fibra soluble: Palta Chaucha Pasa de Uva Frutilla Arvejas Damasco Zanahorias Ciruelas Peras Manzanas Avena Naranja Porotos Salvado de Avena Para tener en cuenta Los jugos de fruta casi NO contienen fibras, solamente son líquidos con azúcares y vitaminas disueltas. Suben rá- pidamente la glicemia. Siempre conviene preferir la fruta entera. Las zanahorias son excelente fuente de fibra soluble. Los ácidos grasos insaturados: isómeros cis y trans Las grasas son sólidas a temperatura ambiente y los acei- tes son líquidos. Cada uno de ellos contiene una mezcla de ácidos grasos saturados e insaturados. En general, las grasas que se obtienen de los animales, el sebo, la manteca, tienen ácidos grasos más saturados, que las que se obtienen de los vegetales. Las grasas animales tienen aproximadamente un 40-60% de ácidos grasos saturados, 30-50% monoinsatu- rados y una cantidad relativamente pequeña de poliinsatu- rados. Por el contrario, los aceites de origen vegetal tienen aproximadamente un 10-20% de ácidos grasos saturados y 80-90% de insaturados. La grasa es un nutriente fundamental y una importante fuente de energía para el organismo, además consiste en una mezcla compleja de acilglicéridos quepueden ser muy dis- tintas entre ellos, tanto en sus propiedades químicas como físicas. Los triglicéridos están formados por tres moléculas de áci- dos grasos esterificados con una molécula de glicerol. Los triglicéridos alimentarios provienen de fuentes naturales no modificadas (grasas animales y vegetales) o productos ali- mentarios modificados industrialmente con fines especiales. Como ya dijimos en la alimentación se incorporan tres tipos de ácidos grasos: saturados, monoinsaturados y poli- insaturados. A éstos debemos agregar un cuarto grupo: los isómeros trans de los ácidos grasos insaturados (AGT). Realizaremos un breve repaso de la nomenclatura de los ácidos grasos, tema que Ud. podrá encontrar muy bien desa- rrollado en los libros de Química Biológica que tiene como bibliografía obligatoria y optativa, desarrollado además en los Laboratorios Disciplinares. Ácidos grasos Cómo ácidos grasos, agrupamos a los ácidos carboxílicos que contienen desde 4 a 24 átomos de carbono con una sola función ácido. CH3 – (CH2)n – COOH Las cadenas de los ácidos grasos pueden ser saturadas, cuando contienen la máxima cantidad de átomos de hidróge- no unidos a los átomos de carbono, o insaturados, en caso que existan enlaces dobles o triples entre los átomos de carbono, lo cual disminuye la cantidad de H que dichos átomos son ca- paces de ligar. Los dobles enlaces entre los átomos de carbono pueden tener distintas configuraciones según la orientación espacial de los átomos de H enlazados a estos carbonos. Estas configuraciones son las llamadas Cis o Trans, de acuerdo a que los dos átomos de H estén del mismo lado o de lados opuestos al plano delimitado por el doble enlace C = C. La diferencia entre los ácidos grasos cis y trans es muy im- portante en la determinación de su forma general. Un doble enlace cis, introduce una flexión en la cola hidrocarbonada, mientras que la forma de un ácido graso trans es parecida a la de un ácido graso saturado en su conformación extendida en plenitud. Existen distintas nomenclaturas para los ácidos grasos: 1) Trivial, con nombres derivados de las fuentes naturales de ob- tención de los mismos. 2) IUPAQ o química, que indica en for- ma taquigráfica el número de átomos de carbono, el número de insaturaciones, su posición en la cadena y el tipo de configura- ción de las mismas. 3) Omega o metabólica, en base a la cual se agrupan los ácidos grasos en familias según sea su precursor de síntesis (se utilizan las letras griegas; se llama α al carbono adyacente del carboxilo, y β,χ, etc., los siguientes. Se designa ω al último carbono, cualquiera sea el número de orden). Figura 1. Fórmula desarrollada del ácido palmitoleico Algunos ejemplos de ácidos grasos, su nomenclatura y re- presentación taquigráfica: Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 57 a) Según la nomenclatura ω (omega) que comienza a nume- rar la cadena desde el grupo metilo terminal b) Según la nomenclatura IUPAC que le da el número 1 al átomo de carbono con la función ácido carboxílico Los ácidos grasos, tanto saturados como insaturados de origen animal y vegetal tienen un número par de átomos de carbono y la configuración, en el caso de los insaturados, co- rresponde a cis en su mayor proporción. Los seres humanos no pueden sintetizar algunos de los áci- dos grasos, que reciben el nombre de esenciales, son el ácido linoleico y linolénico. Estos tienen importancia, per se y por ser precursores de ácidos de cadena más larga que tienen importantes funciones biológicas, por ejemplo el ácido araquidónico que es precur- sor de prostaglandinas, leucotrienos y tromboxanos En el rúmen de los animales poli gástricos (rumiantes como vaca y oveja) se produce un gran número de mo- dificaciones químicas de los ácidos grasos como biohidrogenación, iso- merización e hidroxilación. Durante el transcurso de los dos primeros, se producen isómeros trans, que posteriormente formarán parte de los lípidos del animal y se encontrarán así en su carne, grasa y leche. Estos procesos justificarían la escasez de ácidos grasos esen- ciales en los lípidos de los rumiantes y la aparición de isóme- ros trans. Los llamados ácidos grasos saturados, están presentes en alta proporción en la grasa láctea (leche entera, crema, man- teca y quesos grasos) y en la grasa de la mayoría de las carnes, sobre todo la de consisten- cia firme. También los proveen algunas grasas de origen vegetal como la de coco, palma, y cacao, este último ingrediente básico del chocolate. Este tipo de grasas estimulan la producción de colesterol y triglicéridos en el organismo, aumentan sus niveles y espe- cialmente la fracción que más nos asusta: el “Colesterol malo” (LDL), el cual se deposita en las paredes de las arterias y es causa de trombos e infartos. Esta es la razón por la cual los ácidos grasos satura- dos deben tener poca presencia en una alimentación saludable. La familia que integra el grupo de los ácidos grasos monoin- saturados, es muy importante porque su acción favorece un aumento en la fracción de “Colesterol bueno” (HDL), que es el que va camino hacia la eliminación en el hígado, sin incidir o en todo caso descendiendo levemente la fracción del coles- terol LDL. El ácido graso más representativo de esta familia es el Oleico y tal vez sea esta una buena pista para identificar los produc- tos que son ricos en estos Ácidos Grasos Monoinsaturados: el aceite de oliva, las aceitunas y también las paltas y entre las frutas secas las almendras y las avellanas. También los poseen en cantidades significativas, otros aceites, como el de girasol. La familia de los muy insaturados, llamados ácidos grasos poliinsaturados tienen en general buenos efectos sobre los niveles de grasa de la sangre y reducen moderadamente los niveles de colesterol. Estas grasas nos llegan en bastante proporción en los aceites de girasol, maíz, uva y soja. También en algunas frutas secas como nueces y maníes. Debemos siempre recordar que aún siendo Ácidos Grasos saludables no debemos abusar de su presencia ya que en exceso pueden favorecer los procesos del envejecimiento celular, por ser muy sensibles a la acción del oxígeno. Dado que las enfermedades cardiovasculares se correlacio- nan con dietas altas en grasas saturadas, una dieta con más grasas insaturadas y configuración cis, podría reducir el riesgo de ataques al corazón y accidentes cerebro vasculares ya estos ejercen el efecto opuesto. Por ello, algunas compañías comenzaron a vender sustitutos de manteca basados en ácidos grasos insaturados pero con las características físicas de la manteca, como la de ser sólidos a temperatura ambiente (margarinas). Lograron esto hidroge- nando en forma parcial los dobles enlaces de los ácidos grasos insaturados de los aceites. Lo irónico aquí, es que, para evitar comer los ácidos grasos saturados de la manteca, se crearon sustitutos a partir de aceites poliinsaturados eliminando sólo algunos de los dobles enlaces, lo que a la vez les dio la con- sistencia de la manteca. Durante el proceso de hidrogenación algunos dobles enlaces se convierten a la forma trans, en ellos se da la paradoja que teniendo un origen saludable (aceite ve- getal rico en ácidos grasos poliinsaturados) por razones in- dustriales se terminan transformando en sustancias sólidas a temperatura ambiente que se llaman aceites vegetales hidro- genados o (ácidos grasos parcialmente hidrogenados) en los cuales hay presencia de estos ácidos grasos trans que tienen un efecto sobre nuestro organismo igual o tal vez peor que los áci- dos grasos saturados, elevando el colesterol total y la fracción más peligrosa (LDL). Así pues, los efectos de los ácidos grasos trans son similares a los efectos que producen los ácidos grasos saturados. Fuentes alimentarias de los ácidos grasos trans (AGT) Es importante pesquisar la presencia de aceites vegetales hi- drogenados en los productos que pueden llegar a nuestramesa, justamente para evitarlos. Los encontramos formando parte de numerosos productos, en margarinas, golosinas, en galletitas dulces o saladas, turrones o barritas de cereal, masas pre-listas y coberturas de chocolate eco- nómico, tortas, panes lactales, alfajores, etc. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 58 Pongamos en práctica la lectura de etiquetas, o de la lista de ingredientes que integran los productos (podremos reconocer en ellos los aceites parcialmente hidrogenados) y estaremos en condiciones de elegir los productos más convenientes para la salud. También la leche, sus derivados y la carne de rumiantes con- tienen estos ácidos. Los AGT representan en promedio el 5% del total de los ácidos grasos de aquellos productos derivados de las vacas y las ovejas, en tanto que los AGT generados por la industria al hidrogenar aceites vegetales, puede representar hasta más del 50%. Desde que se ha demostrado que los AGT atraviesan la barrera placentaria y que se encuentran en la le- che materna, estas fuentes deben ser consideradas, especial- mente si la embarazada o madre lactante está consumiendo alimentos ricos en AGT. Efectos metabólicos de los ácidos grasos trans Desde la década de los ‘80 al presente, numerosos trabajos de investigación se han realizado con el propósito de cono- cer el posible efecto de los isómeros trans de los ácidos grasos mono y polietilénicos sobre el metabolismo El aporte de AGT, produce en distintos grados su incorpo- ración en fosfolípidos, triacilglicéridos y ésteres de colesterol, desplazando a los isómeros cis. Cuando estos lípidos están for- mando parte de membranas, estas se modifican, alterando así sus múltiples funciones Familias omega-3 y omega 6 Entre las familias de AG poliinsaturados (AGPI): la familia ω-6 y la familia ω-3 representan la mayoría. La familia de AGPI ω-6 deriva del ácido linoleico, con dos dobles enlaces, y se ca- racteriza por tener su primer doble enlace en carbono número 6 de la cadena, contado desde el metilo del extremo de la misma. CH3 -(CH2)4 -CH=CH- CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH (18:2Δ 9,12) La familia de AGPI ω-3 deriva del ácido linolénico (ALA), con tres dobles enlaces, cuyos ácidos grasos tienen su primer doble enlace en carbono número 3 de la cadena. (18:3 Δ 9,12,15). CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH- CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH Tanto el linoleico como el linolénico son ácidos grasos esen- ciales, ya que no pueden ser sintetizados por el organismo y, por tanto deben ser aportados en la dieta. Los diferentes números y posiciones de los dobles enlaces de la cadena confieren a los ácidos grasos diferentes propiedades fisiológicas derivadas de su metabolismo, lo que hace que la relación entre los ácidos grasos ω-3 y ω-6 de la dieta sea muy importante. El ácido linoleico se metaboliza a ácido araquidó- nico y el linolénico da lugar al ácido eicosapentaenoico (EPA) y al ácido docosahexaenoico (DHA). Todos ellos emplean las mismas rutas metabólicas y compiten por las mismas enzimas elongasas y desaturasas. Ác.linoleico (ω6)18:2(9,12) ác.araquidónico (ω6) (eicosatetraenoico), 20,3 (8,11,14) 18:2(9,12) ác.linolénico (ω3)18:3(9,12,15) eicosapentaenoico (EPA) (ω3) 20,5 (5,8,11,14) docosahexaenoico (ω3) (DHA) 22,6 (4,7,10,13,16,19) Además de ser una fuente de energía, las familias de AGPI ω6 y ω3 se incorporan a las membranas de las células, donde son precursores de los eicosanoides (prostaglandinas, prosta- ciclinas, tromboxanos y leuco- trienos), que intervienen en numerosos procesos fisiológicos tales como la coagulación de la sangre o las respuestas inflamatoria e inmunológica. En el reino vegetal el ácido alfa linolénico (ω-3), está pre- sente en las semillas de lino, en las frutas se- cas y también en el aceite de soja. Entre los aceites vegetales, el aceite de lino es considerado como la fuente más rica de ácido linolénico (ALA) (57% de los ácidos grasos totales). Algunos autores consideran a las verduras como una buena fuente de ALA (por ejemplo, espinaca, lechuga), aunque su contenido graso es bastante bajo. La carne de origen animal, particularmente la de rumiantes, y los productos lácteos también proporcio- nan ALA. Sin embargo, las técnicas agrícolas modernas han originado un des- censo en el contenido de ácidos grasos ω-3 de la carne (especialmente cordero y ternera) debido al uso casi generalizado de concentrados de cerealesricos en ácidos grasos ω-6 para alimentar al ganado. En cuanto al EPA y al DHA, las fuentes más ricas son los aceites de pescado y el pescado de aguas frías (centolla, aren- que, salmón, trucha, bacalao, atún, etc.). El alto contenido de DHA y EPA en el pescado es consecuencia del consumo de fitoplancton (rico en AGPI ω-3), que contribuye a la adapta- ción de los peces a las aguas frías. El contenido de AGPI ω-3 varía en función de la especie de pescado, su localización, la estación del año y la disponibilidad de fitoplancton. Esta familia, también indispensable de aportar con los ali- mentos, tiene poca presencia en nuestra alimentación, debido al escaso consumo de los alimentos que la contienen. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 59 Posibles mecanismos de acción de los AGPI ω-3 Los efectos ateroprotectores derivados de la ingesta de AGPI ω-3 provienen principalmente de su incorporación a los fosfolípidos de las membranas de las células, sustituyendo parcialmente el ácido araquidónico como sustrato inicial para la producción de eicosanoides. Cuando las células vasculares sufren algún tipo de daño, se desencadena el proceso de agregación plaquetaria. Los inter- mediarios derivados del metabolismo de los AGPI ω-3 son menos protrombóticos y vasoconstrictores que los derivados procedentes del araquidónico (ω-6). Las Guías de Alimentación Saludable, recomiendan aumen- tar los consumos Ácidos Grasos de la familia Omega 3 y redu- cir en cambio los de la familia Omega 6. ¿Explicamos por qué? • Porque los Omega 3 regulan eficientemente todos los procesos inflamatorios del organismo. • Porque se incorporan a las paredes de las células y las ha- cen más flexibles y elásticas (esto beneficia la elasticidad de las arterias y de los músculos y no debemos olvidar que el corazón es un músculo). • Porque contribuyen al equilibrio de la Tensión Arterial. • Porque ayudan a mantener los triglicéridos en niveles sa- ludables. ¿Cuánto es el consejo de consumo? Para que realmente nuestras membranas celulares se vean beneficiadas, la relación ente las Grasas Omega 6 y Omega 3 debe ser la menor posible, por eso cuanto MÁS de grasas Omega 3 elijamos, SIN QUE ESO SIGNIFIQUE MUCHAS GRASAS... MUCHO MEJOR SERÁ NUESTRA ALIMENTA- CIÓN. La recomendación es de 1g por día de Omega 3 como mí- nimo. ¿Cómo conseguimos aumentar el consumo? Si consumimos con la mayor frecuencia posible... Pescados grasos de mar.......caballa, bonito, arenque, atún Pescados grasos de río......dorado, surubí, patí Mariscos..............calamar, camarones. Frutas secas.........avellanas Granos y semillas.....lino. ... y si lo que se tiene a mano es merluza, porque es económica y abunda... no desestimarla, ya que 200 g de ese pescado aportan: 0,6 g de Omega 3. Alternativas para aumentar la ingesta de ácidos grasos ω-3 Las autoridades sanitarias recomiendan aumentar el con- sumo de AGPI ω-3, en especial los de cadena larga (EPA y DHA), cuya fuente principal es el pescado. Sin embargo, las sociedades occidentales modernas tienden a incluir muy poco pescado en la dieta. Además, la escasez de pescado y su ele- vado precio hace que en muchas ocasiones el consumidor prefiera otros alimentos de mayor comodidad y menor precio. Una forma eficaz de aumentar la ingesta es la fortificación o la adición de ácidos grasos ω-3 a alimentos de uso cotidiano. La tecnología moderna de alimentos hace posible hoy en día que una gran cantidad de alimentos puedan enriquecerse en áci- dos grasos ω-3 y, de hecho, existe en todoel mundo una gran variedad de productos alimenticios enriquecidos. Algunos ejemplos de estos alimentos que se comercializan son el pan y los productos de panadería, margarinas, grasas untables, hue- vos y derivados, pastas, salsas, zumos y bebidas no alcohólicas, carnes, productos lácteos y leche. Un as- pecto importante a tener en cuenta cuando se adicionan AGPI ω-3 a los alimentos reside en la química de los mismos. Estos ácidos grasos son muy susceptibles a la oxidación y reaccionan muy rápidamen- te cuando se exponen a condiciones o agentes oxidantes como el oxígeno del aire. Por esta razón, los aceites de pescado se adicionan a los alimentos con vitamina E y otros antioxidan- tes para prevenir la oxidación que, de lo contrario, produciría enranciamientos, malos olores e inestabilidad. A pesar del gran número de productos alimenticios enri- quecidos con ácidos grados ω-3 disponibles en el mercado, los efectos sobre la salud derivados del consumo regular de estos productos supone aún un reto en muchos casos y son muy pocos los estudios llevados a cabo en este controlarse por completo. Ejercitación Leyendo la etiqueta de alimentos envasados 1. Dentro de la Información Nutricional de un producto lácteo modificado constan los siguientes datos referentes al contenido de lípidos y vitaminas del producto. En el envase recomiendan la ingesta de un vaso por día (250 ml.) de este alimento lácteo. a) Considera que cubre la dosis diaria recomendada de omega 3. ¿Por qué? b) El envase preserva, en parte, el contacto del producto con el oxígeno del aire. Esto ¿estará relacio- nado con la esta- Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 60 bilidad del producto? ¿Cómo? ¿Qué otro dato de la tabla aporta información en este aspecto? Explique. c) ¿Qué otros alimentos podrían aportar estos ácidos grasos en una dieta equilibrada? 2. En la envoltura de algunas golosinas se lee que en la pre- paración de la misma participan, entre otros componen- tes, “aceites vegetales hidrogenados”. a) ¿Qué características poseen los aceites vegetales desde el punto de vista estructural que los haga indeseables para la preparación de ciertos alimentos? a) ¿Qué se logra modificar con el proceso de hidrogenación en la estructura que influya sobre las características físicas de los mismos? a) ¿Trae este tratamiento alguna consecuencia sobre las pro- piedades nutricionales del producto? Explique. Referencias bibliográficas • International Life Sciences Institute. Conocimientos ac- tuales sobre Nutrición (7ª Edición). Publicación científica N° 565, Organización Panamericana de la Salud. • Arnold E: Ciencias de los Alimentos, Nutrición y Salud. Editorial Limusa. • Carrera JJ, Martín-Bautista E, Baró L, y col. Efectos car- diovasculares de los ácidos grasos omega 3 y alternativas para incrementar su ingesta. Nutrición Hospitalaria; 20 (1). • Tavella M, Perego L, Peterson G, y col. Ácidos grasos trans: Concepto e Implicancias clínicas. Propia (U.N.La Plata), InibiolP (U.N.de la Plata). www.nutrinfo.com.ar. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 61 Termodinámica aplicada al ser vivo Dominighini A, Dottavio ME. Cátedra de Física Biológica. FÍSICA BIOLÓGICA Introducción: “En los seres vivos se desarrollan procesos complejos tales como la regulación de la temperatura, intercambio térmico y de materia y diversos equilibrios fisio- lógicos, que involucran una transformación constante de materia y energía, esto sucede a través de una serie de reacciones químicas que llevan a la síntesis y degradación de los compuestos más diversos, y a la liberación y almacenamiento de energía. Por lo tanto todos los seres vivos requieren de una entrada permanente de ener- gía para mantener su alto nivel de organización y son los alimentos los que les proveen la energía y materia indispensables para sus procesos metabólicos. Pero las necesidades de energía son diferentes de acuerdo con distintos facto- res como la edad, el sexo, el metabolismo basal, la actividad física y la tempera- tura ambiente, entre otros. Con respecto a la edad corresponde destacar que tanto en los niños como en los adolescentes las necesidades nutricionales estarán satisfechas cuando la inges- ta de macro y micronutrientes sea la adecuada para sostener un crecimiento y un desarrollo normales. Para una mejor comprensión de los procesos biológicos es necesario la aplica- ción de conceptos termodinámicos Objetivos: • Conceptualizar sistema, entorno y proceso. Aplicar a la clasificación de los sistemas. • Identificar las formas de energía más comunes. • Comprender las transformaciones energéticas que ocurren en los procesos biológicos y en especial en los metabólicos • Aplicar el primero y segundo principios de la termodinámica a la Biología y al proceso de alimentación. • Comprender los conceptos de Energía interna, Entalpía, Energía libre y En- tropía y cómo se modifican en procesos biológicos. • Analizar el balance energético en las distintas franjas etarias. • Relacionar el balance energético con las distintas etapas del proceso de cre- cimiento de los/las adolescente • Relacionar la ingesta calórica y los requerimientos diarios de los nutrientes esenciales con el sexo, las exigencias metabólicas y la actividad física. LABORATORIOS Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 62 Actividades previas al Seminario Lectura del siguiente material bibliográfico: • Termodinámica aplicada al ser vivo. Bioq. Daniel Vaccaro. Dra. Alejandra Luquita. Facultad de Ciencias Médicas. UNR (cuaderno del alumno de la U. P. 4) • El valor calórico de los alimentos. Bioq. A Domi- nighini, Bioq. ME Dottavio. Facultad de Ciencias Médicas. UNR (Cuaderno del alumno) I) Complete la siguiente guía para participar del la- boratorio: 1. Conceptualice energía, calor, trabajo y tempera- tura. Establezca las unidades de cada uno y la equivalencia entre calor y trabajo. 2. Analice los conceptos de sistema, su clasifica- ción y entorno. 3. Centrándose en el concepto de proceso: a. enuncie y ejemplifique 1º y 2º principios de la Termodinámica. b. nalice variación de energía interna, de entro- pía y de energía libre. 4. Analice el concepto de balance energético de los seres vivos. II) Actividades para realizar en el Seminario 1. Clasifique los siguientes sistemas en abierto, ce- rrado o aislado: a. Célula b. Agua en un recipiente cerrado a ebullición cons- tante c. Universo d. Estufa eléctrica en funcionamiento e. Termo perfecto f. Niño 2. Defina Energía y cite ejemplos de distintas for- mas de energía 3. a) Defina energía interna y variación de energía interna. Escriba la expresión matemática de ∆Ei b) Dos cuerpos de un mismo material y masa, tie- nen distinta temperatura. ¿Tienen ambos igual energía interna? ¿Por qué? c) Dos niños que tienen igual temperatura, uno pesa 8kg y el otro 12kg. ¿Tienen ambos igual energía interna? ¿Por qué? 4. Un niño con síndrome febril es sumergido por su madre en un baño de agua a 20 oC ¿Qué formas de energía intercambia con el entorno? ¿Se mo- difica su energía interna? ¿Por qué? 5. Un niño de 8 años que juega fútbol durante 20 minutos consume 1,26 lt de O2/minuto y realiza 0,66 Kcal/minuto de trabajo. a. Calcule la variación de energía interna durante este ejercicio físico si un litro de O2 produce 4,8 Kcal. b. Calcule la cantidad de calor producido. 6. Realice el análisis termodinámica de los siguien- tes casos: a) CASO I Matías se trasladó hace un año a nuestra ciudad para poder cursar sus estudios universitarios. Se mantiene con el dinero que le envían sus padres. No es afecto a los deportes y camina poco. Lo que le in- teresa de las comidas es que “le calme el hambre”. Tiene 19 años, pesa 82 kg y mide 1.78 m de altura y 21 cm de circunferencia de muñeca. Consume habitualmente, por día, lo siguiente: 300 g de arroz hervido 200 g de mortadela 400 g de pan francés1.5 litro de mate con 50 g de azúcar 200g de vainillas 500 cm3 de cerveza Valor calórico total real (VCTr) = 3.130,6 kcal/día Valor calórico total teórico (VCTt) = 2.401 kcal/día a. Teniendo en cuenta el VCTr y el VCTt analice el balance energético de ese día. b. ¿Qué principio de la termodinámica aplicó para realizar el análisis? c. Si el exceso de energía lo almacena sólo como tejido adiposo, cuánto peso ganará Matías. (Se necesitan 9 kcal para sintetizar 1 g de tejido adi- poso). d. Teniendo en cuenta la edad de Matías, puede su- poner que la energía calórica consumida en ex- ceso se almacena sólo como tejido adiposo. e. Si tiene la posibilidad de realizar una actividad física que requiere 20 kcal/min, durante cuánto tiempo deberá realizarla para consumir la ener- gía en exceso que incorporó ese día. f. ¿Cómo se modifica la Energía interna de Matías si no realiza ninguna actividad física? Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 63 g. En la síntesis de lípidos, analice cómo se modifica S, F, ΔS y ΔF en dicho proceso y en el universo. h. Según la ΔF cómo se clasifica el proceso de sín- tesis de lípidos. i. Según lo analizado, en qué estado termodinámi- co se encuentran los seres vivos. b) CASO II Marina, una adolescente de 16 años, entrena 5 ve- ces por semana en un grupo de gimnasia deportiva (gasto energético= 14,6 kcal/min.) Durante los en- trenamientos consume abundante agua. Le interesa mucho su imagen y evita ingerir todo alimento que “pueda engordarla”. Pesa 51 kg, mide 1.69 m de altura y la circunferencia de su muñeca es de 15 cm. Consume habitualmente, por día, lo siguiente: 1 litro de yogur bajas calorías 50 g de galletitas de agua 2 tazas de sopa de verdura 500cm3 de té con edulcorante 2 manzanas (300g) 300g de pollo a la parrilla 200g de lechuga VCTr = 1.461,50 kcal/día VCTt = 2.583 kcal/día a. Teniendo en cuenta el VCTr y el VCTt, analice el balance energético de ese día. b. Analice cómo se modifica la Energía interna y la ΔEi de Marina ese día c. ¿Cómo clasifica esa dieta según el balance energético? d. Si ese día realizó gimnasia durante una hora, analice si la ingesta de hidratos de carbono (HC con- sumidos=160,15g) le aportó la energía necesaria para realizar dicha actividad. Aporte energético de los HC= 4kcal/g e. Analice si esta dieta es la adecuada para un adolescente. Justifique c) CASO III Silvina tiene 19 años, pesa 53 kg, mide 1.68 m y la circunferencia de su muñeca mide 12 cm. Es seden- taria. Consume habitualmente, por día: 200 ml de yogur entero con una rebanada de pan negro 100g de espinaca 1 huevo duro 200g de lentejas con 100g de queso cuartirolo y una rebanada de pan negro 2 naranjas medianas 1 taza de jugo de pomelo VCTr = 1.010,76 kcal/día VCTt = 1.734 kcal/día d) CASO IV Alejandra ayuda a su madre en la producción de pastas y tartas caseras que venden en la rotisería del barrio. La actividad le exige estar varias horas de pie en la cocina, muy templada, por lo que bebe abundante agua. Los fines de semana elige el reposo o actividades se- dentarias. Tiene 20 años, mide 1.64 de altura y 20 cm de cir- cunferencia de muñeca; pesa 68 kg. Por practicidad y economía sus comidas se basan en productos que elaboran. Consume habitualmente, por día: 500 g de ravioles con salsa de tomate 4 porciones de pizza de jamón y queso 300g de pan criollo con 50g de miel 300 ml de leche chocolatada entera 200 ml de café VCTr = 2787,4 kcal/día VCTt = 2.236 kcal/día Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 64 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 65 MÓDULO NIÑEZ Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 67 UNIDAD PROBLEMA 2 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 68 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA Objetivos generales abordados: • Relacionar la estructura y el funcionamiento del sistema digestivo del ser humano en los diferentes ciclos vitales • Reflexionar sobre los factores biológicos, psicológicos y sociales que regulan la alimentación • Comprender la importancia de la nutrición en la promoción de la salud • Entender las transformaciones de materia y energía necesarias para mante- ner la organización y funciones del organismo Objetivos específicos: • Conocer la estructura y funcionamiento del sistema digestivo en el ser huma- no comprendiendo sus particularidades durante la niñez. • Reflexionar sobre la compleja dimensión simbólica y social de la alimenta- ción. • Comprender las estructuras y procesos involucrados en la deglución Mauricio, de 4 años, intenta darle de comer una galletita a su her- manita Micaela, de 3 meses. No entiende por qué su mamá lo detie- ne y le dice que Micaela todavía no puede comer galletitas UNIDAD 02 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 69 PROPUESTAS DISCIPLINARES Anatomía Normal Contenidos Cavidad bucal: Maxilar superior. Maxilar inferior. Hueso palatino. Piezas dentarias. Límites. Lengua: Ubicación. Esqueleto fibroso. Constitución. Músculos. Irrigación. Inervación. Glándulas salivales: Parótida. Sublingual. Submaxilar. Ubicación. Relacio- nes. Conducto excretor. Irrigación. Inervación. Articulación témporomandibular. Músculos del piso de la boca. Músculos masticadores. Músculos supra e infrahioideos. Irrigación. Inervación. Faringe: ubicación. Características generales. Constitución. Relaciones. Irrigación. Inervación. Actividades • Seminario disciplinar: Cavidad bucal. Faringe. Articulación témporomandibu- lar. Músculos masticadores. Histología y Embriología Contenidos Estructura básica del tubo digestivo Desarrollo embriológico de la cavidad oral y del tubo digestivo. Cavidad oral: labios, carrillos, paladar, lengua. Faringe. Fisiología Humana Contenidos Funciones del aparato digestivo. Control nervioso y hormonal de las fun- ciones digestivas. Sistema nervioso enteral. Niveles de integración del control enteral. Mecanismos neuroendócrinos. Sistema APUD. Secreciones digestivas: modelo general de secreción. Secreción salival. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 70 Funciones. Tipos de saliva. Regulación de la secreción salival. Motilidad: músculo liso, estructura y propiedades; control por neurotrans- misores, hormonas y mediadores parácrinos. Modelo general de motilidad del tubo digestivo. Reflejo de deglución. Concepto de esfínter funcional y anatómico, mecanismos valvulares. Ondas esofágicas primarias y secundarias. Vómito. Actividades • Seminario disciplinar: Introducción a la fisiología digestiva-Motilidad • Seminario disciplinar: Fisiología de las Glándulas Salivales • Seminario disciplinar: Fisiología de la Boca - Deglución Medicina y Sociedad Contenidos Cultura y alimentación. El lugar y función del alimento en los hábitos sociales. Bibliografía específica • Aguirre P. (2008). El carácter social de la alimentación. En: Elementos de An- tropología alimentaria. UNSAM. • Contreras J. (1993). Los alimentos también tienen significado; Funciones so- ciales de la alimentación. En: Antropología de la alimentación. Editorial de la Universidad Complutense. • Harris M. (1989). La madre Vaca. En: Vacas, cerdos, guerras y brujas. Edito- rial Aguilar. Química Biológica Contenidos Vitaminas y minerales: distribución en los alimentos. Funciones biológicas. Enzimas del sistema digestivo: enzimas involucradas en la digestión de hidratos de carbono, lípidos y proteínas de la dieta. Participación de la bilis en el proceso digestivo. Actividades • Seminario disciplinar: Composición de los alimentos II Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 71 Nutrición Contenidos Características peculiares del aparato digestivo y de la digestión en la niñez. Bibliografía específica Castelli B. El sistema digestivo del niño. Consideraciones anatomofuncionales.Primera Cátedra de Pediatría. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 73 AUTOEVALUACIÓN Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 74 Lista de cotejos (o check list) El objetivo de la misma es que el estudiante pueda autoevaluar su proceso de aprendizaje. Para ello debe reflexionar para cada objetivo de conocimientos o actitudes si el mismo ha sido alcanzado o no completando el casillero correspon- diente en cada columna. Puede además indagar el porqué de esos resultados e introducir comentarios en la columna correspondiente. Esto permitirá controlar el avance o no en el estudio de cada Unidad Problema y, junto con su tutor buscar las razones por las cuáles no pudo cumplimentar los objetivos planteados y trabajar en conjunto con él y sus compañeros para mejo- rar su rendimiento. Esta evaluación tiene carácter formativo, por lo cual no se incluirá para decidir la regularidad o el acceso a la condición de coloquio CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Reconoce el valor simbólico de los alimentos Jerarquiza el modo en el que el mismo influye en la alimentación Conoce las particularidades del sistema diges- tivo en la niñez Relaciona las estructuras involucradas con las diferentes fases de la deglución Describe las funciones básicas del aparato digestivo Comprende el modo en que se regula la activi- dad del músculo liso gastrointestinal Entiende el modo de funcionamiento de las enzi- mas digestivas en la cavidad bucal DE CONOCIMIENTOS Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 75 CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Es puntual. Participa activamente. Interactúa con los demás. Es respetuoso con el docente y sus compañe- ros. Utiliza un vocabulario pertinente. Concluye las actividades. DE ACTITUDES Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 77 UNIDAD 2 MATERIAL DE ESTUDIO Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 78 CONTENIDO Material bibliográfico • Castelli B. El sistema digestivo del niño. Consideraciones anatomofun- cionales. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 79 MATERIAL BIBLIOGRÁFICO Introducción El proceso nutricional requiere de un aparato digestivo y circulatorio indemne y un sistema metabólico que utilice los diferentes nutrientes de manera óptima. El aparato digestivo tiene la función de traslado de los nu- trientes, para lo cual debe tener una actividad motora adecua- da. Debe contar también con un sistema enzimático eficiente que le permita la digestión de los nutrien- tes y una estructura anatomo-histo-fisiológica que posibilite el pasaje al sistema circulatorio de los nutrientes digeridos (absorción). El sistema circulatorio a través de los vasos porta venosos y linfáticos llevará estos nutrientes a los órganos de reserva y a aquellos que lo requieran para su función (energética, plástica, enzimática, inmunológica). En forma esquemática: Aparato digestivo Función motora……………….…........traslado de alimentos. Función enzimática……….…........digestión de los alimentos. Función absortiva…………....pasaje al sistema circulatorio. Aparato circulatorio Función de traslado de nutrientes……….......... por el siste- ma porta venoso al hígado. .......................................................……….........por el sistema linfático a la circulación general. Hígado, grasa y plasma……………… depósito de nutrientes. Mitocondrias ………………………….síntesis de proteínas, utilizando los aminoácidos y la energía aportados por la dieta. Función motora El recién nacido (RN) de término sano se encuentra en con- diciones anatomofisiológicas de alimentarse, digerir y absor- ber el alimento que se le ofrece, siempre y cuando se respeten su madurez psicomotriz y sus capacidades metabólica, enzi- mática e inmunológica. El RN sano presenta, desde el nacimiento, dos reflejos im- portantes para su alimentación: el reflejo de hociqueo y un vigoroso reflejo de succión y extrución coordinado con los movimientos deglutorios. El reflejo de hociqueo se evidencia cuando se estimula la zona peribucal, produciéndose intensos movimientos de búsqueda. Cualquier estímulo táctil que actúe sobre el paladar duro en su parte posterior vigorosos movimientos de los músculos de las mejillas (succión) y la compresión de la lengua sobre el paladar (extrución). Al introducir el pezón y parte de la areola en la boca del niño y estimular el paladar, se desencadena el reflejo de succión extrayendo de esta manera la leche de los conductos galactóforos y al presionar la mama sobre el pala- dar con la lengua se completa el vaciamiento de los mismos (extrución). Simultáneamente, la glotis desciende impidiendo el pasaje de la leche o el alimento a la laringe y se contraen los mús- culos de la faringe desencadenando la deglución. Si bien los movimientos de succión y deglución están presentes desde el segundo trimestre del embarazo, sólo se coordinan a las 36 se- manas de gestación. En el RN de término sano, la madurez de los reflejos de succión y deglución aseguran una alimentación sin riesgos. A los 5 meses ya aparecen movimientos de la mandíbula hacia arriba y hacia abajo, de tipo masticatorio y, simultánea- mente, comienza a desaparecer el reflejo de extrución, lo que permite la introducción de alimentos semisólidos como pa- pillas, independientemente de la presencia de los dientes. Los movimientos laterales de la lengua que llevan los alimentos hacia los molares no aparecen hasta los ocho o diez meses, mientras que los movimientos rotatorios completos que per- miten triturar carnes y algunas frutas y vegetales, aparecen re- cién de los doce a dieciocho meses. Los dientes caducos (“de leche”) comienzan su erupción en- tre los 6 y 8 meses completándose alrededor de los 3 años. Aproximadamente a los 6 años comienza su caída y la apari- ción de los dientes definitivos, proceso que se completa alre- dedor de los 12 años. Los procesos madurativos referidos a la dentición tienen un amplio rango de variación dentro de la normalidad por lo que son poco útiles para determinar edad cronológica. La fuerza de la masticación, y con ello la eficiencia para cortar y triturar los alimentos, aumenta con la edad. A los 6 El sistema digestivo en el niño. Consideraciones anátomofuncionales Castelli B. Primera Cátedra de Pediatría. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. PEDIATRÍA Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 80 años alcanza el 40% de la del adulto y se logra la fuerza com- pleta recién a los 16 años. Estos eventos madurativos indican la edad mínima en que los alimentos pueden ser físicamente manejados por los niños. El alimento, leche exclusivamente o papillas según la edad, progresará hacia el esófago. Este posee, al igual que todo el aparato digestivo, una doble capa de músculo liso que se con- trae rítmicamente impulsando el alimento hacia el estómago. La capa interna de músculo liso se engrosa en la parte inferior del esófago, en su unión con el estómago, constituyendo un esfínter llamado cardias. Cuando el alimento que ya ha llena- do el estómago, comienza a pasar al duodeno (primera parte del intestino) se desencadena un reflejo que contrae al cardias y favorece los movimientos peristálticos del estómago para su vaciado. El tiempo de vaciado del estómago depende de las características químicas del alimento. Es más rápido con los alimentos de baja densidad calórica y con triglicéridos de ca- dena mediana, que con aquellos de cadena larga. En el RN, el cardias suele ser menos competente y pequeñas porciones de leche pueden refluir por el cardias y el esófago hasta la boca. Por esta razón, es conveniente sostener al niño semisentado o vertical durante un tiempo posterior a la ma- mada. El estómago presenta en su unión con el duodeno un en- grosamiento muscular llamado píloro. El alimento que llega al intestino, queen el recién nacido mide entre 240 y 300 cm., progresa por el mismo gracias a los movimientos de contrac- ción de la musculatura (peristaltismo), modulados por gan- glios nerviosos existentes entre sus fibras y en el mesenterio. El peristaltismo en el recién nacido y el niño tiene caracte- rísticas particulares. Se presentan en esta etapa los complejos motores de migración que, según la edad, aparecen cada 20 a 44 minutos y duran 7 a 10 minutos. Servirían para barrer los restos de alimentos y bacterias que quedan en el intestino en- tre comidas y podrían ser la base fisiológica de los cólicos del lactante menor. Con la maduración del aparato digestivo, estos movimientos se hacen cada vez menos frecuentes. El tránsito intestinal en el neonato puede durar entre 6 y 16 horas desde el duodeno –pasando por yeyuno, ilion, colon– hasta el recto. Cuando el estómago se distiende, con la llegada de alimen- tos se produce un reflejo que contrae el recto, el reflejo gastro- cólico, que sumado a los reflejos motores de migración produ- ce la defecación. Como el niño pequeño come cada dos o tres horas es probable que tenga deposiciones cada vez que come. Este patrón neurodigestivo persiste durante toda la vida pero las pautas sociales y culturales influyen para que el niño mayor y el adulto tengan una o dos defecaciones por día. Función enzimática, secretoria o digestiva Además de triturar e impulsar los alimentos, el aparato di- gestivo cumple con las funciones de digerirlos y absorberlos. La digestión consiste en la acción de reducir los alimentos a partículas a fin de que puedan atravesar la mu-cosa intestinal (es decir absorbibles). Para que tenga lugar la digestión, las glándulas del sistema digestivo deben producir diversas enzimas responsables de la reducción de las complejas moléculas de los alimentos a par- tículas absorbibles: monosacáridos, aminoácidos (aa) y ácidos grasos. Veamos este proceso a lo largo del tracto digestivo. Boca En la boca, la secreción más conocida es la saliva, produci- da por las glándulas salivales. Estas son muy pequeñas y con escasa funcionalidad en RN y el lactante. Pero en el tercio pos- terior de la lengua, se encuentran unas glándulas de secreción serosa que producen una lipasa lingual fundamental para la digestión de las grasas en el RN y el lactante. Esta lipasa, po- tenciada por la lipasa que contiene la leche materna, comienza a actuar cuando llega al duodeno. En la escasa saliva producida por el RN y el lactante, se en- cuentra una amilasa que podría ser utilizada por el niño para la digestión de los hidratos de carbono complejos, pero dado que los mismos no están presentes en la leche de madre, su importancia es muy reducida en el lactante. Las glándulas salivales se van desarrollando durante el pri- mer año de vida y alcanzan una maduración completa a los dos años permitiendo completar el proceso de digestión en la boca. Lipasa acción sobre lípidos. Amilasa acción hidratos de carbono (almidones). Estómago El estómago es un órgano de reservorio transitorio de los alimentos y cumple funciones de mezcla por sus importan- tes movimientos peristálticos. Pero, además, en su mucosa y epitelio se encuentran importantes glán- dulas de secreción productoras de ácido clorhídrico (ClH), pepsina, lipasa gás- trica (importante en el niño) y factor antianémico. Los dos primeros sirven para desdoblar las proteínas en estructuras más simples, sobre las que puedan actuar las enzimas intesti- nales. Tanto la pepsina como el ClH son escasos al nacimiento y su volumen va aumentando en el transcurso del primer año de vida permitiendo la incorporación de proteínas fibrosas a partir del séptimo y octavo mes. La estructura proteica de la leche de madre no necesita grandes cantidades de ClH ni de pepsina. Sin embargo, el HCl es necesario para mantener la acidez del medio gástrico y limitar la proliferación bacteriana en el intestino superior. La lipasa gástrica, junto con la lingual, comienza a actuar en el estómago sobre los triglicéridos. El factor antianémico favorece la absorción de la vitamina B12, que es utilizada en la formación de los glóbulos rojos. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 81 ácido clorhídrico acción sobre proteínas. pepsina acción sobre proteínas. Intestino El intestino puede dividirse, según su estructura y funciona- lidad, en tres sectores: duodeno, yeyuno-ileon y colon. Cada uno de los mismos posee estructura y funcionalidad específica aunque, globalmente, su estructura es similar a la de todo el sistema digestivo (epitelio, mucosa, submucosa, capa muscu- lar, plexos mesentéricos, peritoneo). La primera porción del intestino, el duodeno, recibe a través de los conductos colédoco y de Wirsung las secreciones pro- ducidas por el hígado y el páncreas. La leche de madre contiene proteínas globulares –solubles y móviles– que llegan al duodeno predigeridas en pequeños coágulos que son hidrolizados por acción de la tripsina pan- creática. Al llegar al duodeno, el alimento estimula a la muco- sa y produce la liberación de una enteroquinasa que produce la transformación del tripsinógeno pancreático en tripsina. Su producción está presente desde el nacimiento y aumenta leve- mente durante el primer año. Por acción de la tripsina, las pro- teínas son degradadas a polipéptidos. Estos son hidrolizados y transformados en aminoácidos y péptidos más simples por acción de las peptidasas del ribete en cepillo del enterocito. Los lípidos, que según su estructura pueden clasificarse en triglicéridos de cadena mediana (TGM) o de cadena larga (TGL), son solubilizados por los ácidos biliares provenientes del hígado y de la vesícula biliar e hidrolizados por la lipasa pancreática obteniéndose ácidos grasos y monoglicéridos. Las sales biliares y la lipasa pancreática son escasas al na- cimiento. Las grasas de la leche materna se digieren gracias a la lipasa lingual del niño y a la lipasa de la leche materna. Alrededor de los 6 meses, la concentración de sales biliares permite una emulsión adecuada de las grasas y el aumento de la lipasa pancreática, su hidrólisis. Recién al año de edad se alcanzan niveles de sales biliares que permiten incorporar grasas en cantidades moderadas sin riesgo de mala absorción. El glúcido presente en la leche de madre es la lactosa, que es hidrolizada por la lactasa del ribete en cepillo en una molécula de glucosa y una de galactosa. Los glúcidos complejos, polímeros de glucosa como el almi- dón y el glucógeno, son hidrolizados por la amilasa pancreá- tica y transformados en disacáridos. Similar función cumple la alfa amilasa del ribete en cepillo del enterocito. Estas enzi- mas recién alcanzan niveles adecuados al sexto mes de vida y sólo después del año tienen actividad efectiva por lo que la introducción temprana de almidones no es recomendada. Los disacáridos obtenidos (sacarosa, lactosa y maltosa) son trans- formados en monosacáridos (glucosa, galactosa y fructuosa) por las enzimas del ribete en cepillo de las células de las vello- sidades intestinales (sacarasa, lactasa, y maltasa). Lactasa acción sobre lactosa. Sacarasa acción sobre sacarosa. Maltasa acción sobre maltosa Absorción intestinal Proteínas Los aminoácidos y oligopéptidos obtenidos por la digestión en la luz intestinal son absorbidos por las células intestinales a través de un transporte activo dependiente del sodio (Na). Atraviesan el enterocito unidos a un transportador específico y por el sistema venoso llegan al hígado donde se sintetiza la albúmina. Esta se encuentra en la sangre como un reservorio circulante de proteínas, pero la mayor parte de los aminoáci- dos de reserva son intracelulares (pool de aminoácidos). Des- de allí, son utilizados para síntesis de proteínas musculares, enzimáticas y nerviosas e, incluso, para obtener energía en situaciones especiales. Lípidos Los ácidos grasos y monoglicéridos obtenidos por acción de las lipasas enel intestino son absorbidos por los enteroci- tos y reesterifcados a TCM que son absorbidos por el sistema venoso y llevados al hígado por el sistema porta. Los TCL son llevados por el sistema linfático al conducto torácico y por él a la circulación general. Las grasas son utilizadas como fuen- te energética principalmente por el hígado, los músculos y el corazón. Los depósitos principales de lípidos son el tejido adi- poso, los músculos y el hígado. Los lípidos presentes en la leche de madre tienen una fun- ción estructural muy importante en la formación de mielina. Hidratos de carbono Los monosacáridos obtenidos por la digestión, en especial glucosa y galactosa, se absorben a través de la membrana del enterocito por un transporte activo con gasto de energía y mediado por el ion Na. Una vez en la circulación venosa pueden seguir dos vías. Llevados al hígado, los monosacáridos son transformados en glucosa y a partir de ésta, se sintetiza el glucógeno como forma de depósito intracelular de los H de C. Por otra parte, la glucosa absorbida puede ser utilizada di- rectamente como fuente energética por los tejidos, en especial por el cerebro y los glóbulos rojos que no pueden utilizar otras fuentes de energía. Vitaminas y minerales Las vitaminas liposolubles (la A, la D, la E y la K) se unen a las micelas de los ácidos grasos y son absorbidas junto con ellas. La absorción del Fe está favorecida por enzimas especiales contenidas en la leche materna (lactoferrina) lo que permite un aprovechamiento del 80 al 90%. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 82 El Na se absorbe acoplado a la glucosa y a algunos aminoá- cidos. También lo puede hacer en forma libre por diferencia de concentración entre la luz intestinal y el interior de la célula. Sale del enterocito por la membrana basal y va hacia el espacio intercelular donde aumenta su concentración y atrae el agua de la luz intestinal. Este es el principal mecanismo de absor- ción del agua. Funciones inmunológicas La barrera intestinal es un mecanismo de defensa frente a las injurias que puede ofrecer el medio externo (bacterias o alimentos). Esta barrera está compuesta por factores no inmu- nológicos como la saliva, la acidez gástrica, la flora intestinal y enzimas –como las proteasas– que degradan grandes molé- culas que, de ser ab- sorbidas, podrían actuar como antígenos. Los factores inmunológicos son el tejido linfoide asociado al intestino (GALT), el moco, la población de células B y la inmunoglobulina A secretoria. Todos estos factores son escasos al nacimiento por lo que las grandes moléculas antigénicas pueden atravesar la membrana celular del enterocito e ingresar al organismo con el riesgo de desencadenar una reacción alérgica. La madurez de este siste- ma defensivo se logra después de los tres meses y la introduc- ción de toda molécula ajena a la especie humana no se acon- seja hasta después de los seis meses de edad. La leche humana con grandes cantidades de lactoferrina, lizosima, IgA, IgM, IgG suple los mecanismos inmunológicos inmaduros durante los primeros seis meses de vida. Diferentes componentes de la flora bacteriana (probióticos) estimularían a los Linfocitos T intestinal en su función inmu- nológica. Referencias bibliográficas • Meneghello: Desarrollo anátomo funcional, Cómo se produce la leche. En: Meneghello, Pediatría, Tomo I, Par- te V (Nutrición, alimentación) pp 311-312, pp 297-298. • Meneghello. Anatomo fisiología del aparato digestivo. En: Meneghello, Pediatría, Tomo II, Parte XVII pp 1523-1530. • Segunda Cátedra de Pediatría: El niño normal y su con- texto. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. • Avery: Nutrición. En: Neonatología Cap.47, pp1171. • Schaffer, Avery: Aparato gastrointestinal; Consideracio- nes generales; Fisiología neonatal. En: Enfermedades del recién nacido (6ª edición). Editorial Panamericana, pp 66-67, pp 687-690 y pp 693-698. • Mora. Soporte Nutricional Especial N°2. Editorial Pana- mericana. • PRONAP 99. Módulo 2. Capitulo 3: Maduración de los procesos fisiológicos y la alimentación. • http://drscope.com/privados/pac/pediatría/pal2/introali. htm Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 83 UNIDAD PROBLEMA 3 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 84 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA Objetivos generales abordados: • Relacionar la estructura y el funcionamiento del sistema digestivo del ser humano en los diferentes ciclos vitales • Reflexionar sobre los factores biológicos, psicológicos y sociales que regulan la alimentación • Comprender la importancia de la nutrición en la promoción de la salud • Entender las transformaciones de materia y energía necesarias para mante- ner la organización y funciones del organismo Objetivos específicos: • Jerarquizar la lactancia materna tomando conciencia de su importancia en la alimentación saludable del lactante • Valorar los componentes de la leche materna • Entender la importancia de los vínculos de apego en la alimentación • Comprender la forma en que se obtiene energía a partir de los hidratos de carbono Nahuel nació con 3 Kg. Andrea, su mamá, consulta porque quiere darle biberón porque las vecinas dicen que su leche es muy clara y no lo alimenta. UNIDAD 03 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 85 PROPUESTAS DISCIPLINARES Anatomía Normal Contenidos Nociones de Anatomía de glándula mamaria Bibliografía específica • Cátedra de anatomía Humana. (2020). Generalidades de glándula mamaria. Facultad de Ciencias Médicas, UNR Histología y Embriología Contenidos Glándula mamaria. Introducción. Características generales y estructura histológica. Unidad funcional. Adenómeros. Sistema de conductos excretores. Es- tructura de acuerdo a diferentes períodos. Mama en lactancia, mama en reposo. Desarrollo embriológico de las glándulas mamarias. Actividades • Laboratorio disciplinar: Cavidad bucal, lengua, glándulas salivales y glándula mamaria. Fisiología Humana Contenidos Regulación de la lactancia. Regulación de los procesos de mamogénesis, lactogénesis y lactopoyesis: hormonas intervinientes. Prolactina: estructura quí- mica, origen, formas circulantes. Control por estructuras hipotalámicas, rol de la dopamina, péptidos hipotalámicos estimuladores. Regulación de la secreción en la mujer, papel del estradiol. Efecto de la gesta sobre los niveles de prolactina, factores involucrados. Mantenimiento de la lactogénesis en el puerperio, papel de la oxitocina. Mecanismo de acción hormonal (receptor, vías de señalización). Acción sobre otros efectores (sistema inmune, eje gonadotrófico). Oxitocina: estructura química, síntesis y almacenamiento. Control de su secreción: reflejos eyecto-lácteo y de parto. Mecanismo de acción y principales efectos. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 86 Actividades Seminario disciplinar: Regulación de la Lactancia Bibliografía específica • Arias P. Unidad hipotálamo hipofisaria. En Dvorkin M, Cardinali DP: Best y Taylor, Bases fisiológicas de la práctica médica. Panamericana (Buenos Ai- res), 13ra edición o superiores. Paidopsiquiatría Contenidos Teoría del apego. Etología. Relación madre-hijo. Apego materno-infantil. Bases psicobiológicas del apego. Fases y tipos de apego. Apego, lactancia mater- na y nutrición. Su importancia en los procesos de mielinización. Neurodesarrollo, cognición, afectividad y aprendizaje. Psiquiatría en promoción de salud. Actividades • Seminario disciplinar: Apego Bibliografía específica • Garcia Riera J, Gomez A, Odone M, Ominetti L, Salvai M. (2021). Nutrición y apego. Cátedra Psiquiatría Niños, Facultad de Ciencias Médicas, UNR. • Garcia Riera, J. Apego y maternaje. Cátedra Psiquiatría Niños, Facultad de Ciencias Médicas, UNR. Química Biológica Contenidos Metabolismo. Consideraciones generales. Catabolismo y anabolismo. Reac- ciones exergónicasy endergónicas. Ingreso de glucosa a las células. Fosforilación de la glucosa. Glucólisis. Irreversibilidad de la glucólisis. Descarboxilación oxidativa del piruvato. Ciclo de Krebs. Oxidaciones biológicas. Cadena respiratoria. Componentes de la cadena respiratoria. Fosforilación oxidativa. Control respiratorio. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 87 Balance energético de la glucosa. Comparación de energía obtenida por fosforilación a nivel de sustrato y fosforilación oxidativa. Actividades • Seminario disciplinar: Metabolismo Parte I Medicina y Sociedad Contenidos Demanda, necesidades, satisfactores y estrategias. Concepto, tipo de ne- cesidades y satisfactores, relación con los medios de comunicación. Estrategias colectivas y estatales. Actividades • Seminario disciplinar: Origen de la cultura. Demandas, necesidades, y estra- tegias alimentarias. Bibliografía específica • Ruiz Rojas A. (1991). Necesidad y Calidad de vida. En: Salud Comunitaria y Promoción del Desarrollo. CELATS. • Stafolani C. Demandas, necesidades y satisfactores. Disponible en: https:// medicinaysociedad.wordpress.com/ Nutrición Contenidos Alimentación saludable del lactante. Relación entre los requerimientos del niño y los aportes de la leche materna. Composición de la leche materna. Contenidos de proteínas y glúcidos de la leche materna. Características biológicas de dichos componentes. Valor calórico de la leche materna. Características inmunológicas. Beneficios nutricionales, psi- cológicos, sociales y económicos. Bibliografía específica • Castelli B. Avances en Nutrición: Talla y Nutrición, Nutrición y Salud. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 88 • Ministerio de Salud de la Nación. Lactancia materna. Disponible en: https:// www.argentina.gob.ar/salud/crecerconsalud/lactancia • Primera Cátedra de Pediatría. Lactancia materna. En: Pediatría 2000, Tomo II (páginas 111-124). Facultad de Ciencias Médicas, UNR. • Sociedad Argentina de Pediatría. Comité de Nutrición (2001). Guía de Alimen- tación para niños sanos de 0 a 2 años. Ediciones SAP. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 89 AUTOEVALUACIÓN Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 90 Lista de cotejos (o check list) El objetivo de la misma es que el estudiante pueda autoevaluar su proceso de aprendizaje. Para ello debe reflexionar para cada objetivo de conocimientos o actitudes si el mismo ha sido alcanzado o no completando el casillero correspon- diente en cada columna. Puede además indagar el porqué de esos resultados e introducir comentarios en la columna correspondiente. Esto permitirá controlar el avance o no en el estudio de cada Unidad Problema y, junto con su tutor buscar las razones por las cuáles no pudo cumplimentar los objetivos planteados y trabajar en conjunto con él y sus compañeros para mejo- rar su rendimiento. Esta evaluación tiene carácter formativo, por lo cual no se incluirá para decidir la regularidad o el acceso a la condición de coloquio. CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Conoce la composición de la leche materna Comprende cómo el lactante puede obtener energía a partir del metabolismo de los hidra- tos de carbono de la leche materna Relaciona lo anterior con los requerimientos energéticos del lactante Diferencia la fosforilación oxidativa de la fosfo- rilación a nivel de sustrato AAplica los conocimientos estructurales y fun- cionales de la glándula mamaria en las reco- mendaciones sobre lactancia materna Comprende el concepto de demandas y satis- factores Comprende el concepto de demandas y satis- factores. Jerarquiza el rol de la lactancia materna en la promoción de la Salud DE CONOCIMIENTOS Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 91 CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Es puntual. Participa activamente. Interactúa con los demás. Es respetuoso con el docente y sus compañe- ros. Utiliza un vocabulario pertinente. Concluye las actividades. DE ACTITUDINALES Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 92 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 93 UNIDAD 3 MATERIAL DE ESTUDIO Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 94 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 95 CONTENIDO Material bibliográfico • Anatomía Normal. Generalidades de glándula mamaria. • Pediatría. Avances en Nutrición: Talla y Nutrición, Nutrición y Salud. • Psiquiatría Niños. Nutrición y apego. • Psiquiatría Niños. Apego y maternaje. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 96 Situación, forma y dimensiones: Las mamas son dos formaciones situadas en la cara ante- rosuperior del tórax. Representan una característica sexual secundaria del sexo femenino y sirven para proporcionar nu- trición al recién nacido. Los varones también presentan glándulas mamarias que tie- nen el mismo origen embriológico que en las mujeres y que presentan los mismos elementos, pero menos desarrollados. En la pubertad de los varones las glándulas sufren transforma- ciones que se detienen quedando las mismas rudimentarias. Las mamas están situadas en la parte anterior del tórax entre el borde lateral del esternón y la línea axilar anterior, verti- calmente se extienden desde la tercera a la séptima costilla. Desde el punto de vista topográfico la región mamaria tiene límites más amplios: por arriba llega hasta la clavícula, por abajo hasta el borde inferior del tórax, por dentro hasta la lí- nea medioesternal y por fuera hasta el músculo dorsal ancho. Las mamas alcanzan su desarrollo adulto en la pubertad. La forma es de semiesfera terminada en un vértice por una sa- liente, la papila mamaria o pezón. En posición de pie, la mi- tad inferior de la mama es más sobresaliente que la mitad in- ferior. Esta última forma con la pared torácica subyacente un surco, que es el surco submamario de profundidad variable. Las dimensiones de las mamas son variables y no guardan relación con la talla de la persona. En una mujer adulta miden de 10 a 11 cm de altura, 12 a 13 cm de ancho y 5 o 6 cm de es- pesor. Hay que tener en cuenta que existen múltiples variacio- nes en lo que respecta a sus dimensiones. También podemos hallar variaciones en su número, lo normal es que sean dos, pero pueden aparecer mamas a lo largo de la línea mamaria que se conoce como mamas supernumerarias. Estructura: desde la superficie a la profundidad encontramos: • Revestimiento cutáneo: la mayor parte de la mama se encuentra recubierta por piel fina y móvil que se continúa en la periferia con la piel del tórax. El vértice de la mama, como dijimos anteriormente, está constituido por una promi- nencia central, el pezón o también llamado papila mamaria quien se encuentra rodeado por una zona redondeada y pig- mentada que es la areola. Areola: es una zona cutánea pigmentada circular de 4 o 5 cm de diámetro, cuya coloración varía, es rosada en la mujer jo- ven y adquiere una coloración más amarronada en las mujeres que han estado embarazadas. Su superficie no es lisa, sino que es irregular presentando pequeñas eminencias que correspon- den a glándulas sebáceas llamadas glándulas areolares o de Morgagni. Dichas glándulas son en número de 10 o 15 y se hacen más voluminosas en consecuencia de la hipertrofia du- rante el embarazo recibiendo el nombre de tubérculos areo- lares. Pezón o papila mamaria: como mencionamos se encuentra en la parte central de la mama. Es cilíndrico o cónico, mide aproximadamente 1 cm de ancho y de alto. Su extremidad li- bre redondeada se encuentra recorrida por numerosos surcos y sembrada de pequeños orificios que son la desembocadura de los conductos galactóforos o lactíferos. El número de es- tos orificios, llamados poros galactóforos, es entre 15 y 20. El pezón aveces puede encontrarse en una depresión excavada en la glándula lo que se conoce como pezón umbilicado. A la piel fina de la areola y el pezón hay que anexarle las fi- bras musculares lisas subdérmicas, cuyo conjunto constituye el músculo areolar. Este músculo está constituido por fibras musculares circulares y fibras radiadas. Las fibras circulares se adhieren a la capa profunda de la piel de la areola, más precisamente en la capa profunda de la der- mis, y se extienden hasta la base del pezón. La contracción de estas fibras bajo el efecto de excitaciones diversas (roces, frío, emociones) la piel de la areola se contrae y proyecta el pezón hacia adelante. Es el fenómeno denominado erección del pezón. Las fibras radiadas presentan una dirección perpendicular a las precedentes. Nacen de la dermis de la areola, ascienden para terminar en la dermis del pezón. Estas fibras se encuen- tran atravesadas por los conductos galactóforos que van a desembocar en la punta del pezón. Estos conductos presentan una dilatación, antes de llegar al pezón, los senos galactóforos donde se almacena la leche en el intervalo de las extracciones de la misma por parte del bebe o manualmente. Tejido adiposo subcutáneo o capa adiposa anterior o pre- glandular: esta capa adiposa se extiende por toda la cara pro- funda de la piel de la mama, excepto a nivel de la areola y del pezón. Este tejido adiposo está tabicado por tabiques de tejido conectivo que se extienden desde la cara profunda de la dermis hasta la fascia del pectoral mayor separando a los lóbulos de la glándula mamaria. Estos tabiques se encuentran más desarro- llados en la parte superior de la mama, contribuyendo de esta manera al soporte del tejido mamario, por lo cual reciben el nombre de ligamentos suspensorios de la mama o ligamentos de Cooper. Estos ligamentos limitan, entre la piel y glándula, celdas ocupadas por tejido adiposo. En esta capa se encuentra un plexo arterial superficial y una red venosa superficial. Generalidades de glándula mamaria. ANATOMÍA NORMAL MATERIAL BIBLIOGRÁFICO Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 97 • Glándula mamaria: se presenta como una masa oval, siendo su espesor mayor en el centro y menor en la periferia. Su cara posterior es relativamente plana. Su circunferencia es muy irregular debido a que emite prolongaciones. Entre las prolongaciones la más constante es el proceso axilar que se di- rige hacia arriba y lateralmente, rodeando el borde inferior del pectoral mayor. La otra prolongación más frecuente es la infe- romedial o abdominal que se dirige hacia la vaina del músculo recto del abdomen. Cada glándula mamaria está constituida por 15 o 20 lóbulos. Cada lóbulo de forma cónica se encuentra formado por la unión de lobulillos donde se encuentran los acinos o alvéolos. Cada uno de los lóbulos presenta un con- ducto excretor: el conducto galactóforo. Capa adiposa posterior o retromamaria: existe una capa de tejido adiposo mucho más delgada que la capa adiposa ante- rior. En esta capa también contiene una red arterial y nume- rosas venas. Detrás de la capa retromamaria se encuentra una capa membranosa de tejido subcutáneo. La capa membranosa se encuentra separada de la fascia del músculo pectoral ma- yor por tejido adiposo laxo que desempeña la función de pla- no de deslizamiento sobre dicho músculo. Luego de leer el texto, reconozca y marque en las siguientes imágenes las estructuras que se encuentran escritas en azul en el mismo: Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 98 El crecimiento y el desarrollo son fenómenos biológicos li- gados a múltiples factores. Al evaluar el crecimiento y el de- sarrollo se deben considerar factores genéticos, hormonales y medioambientales. Entre estos últimos, aspectos tan diversos como la altitud sobre el nivel del mar, la latitud, la contamina- ción del aire, los cuidados en la crianza, el afecto, el estímulo y la alimentación. Cada uno, en un delicado equilibrio, contribuye para que el factor genético pueda expresar su máximo poten- cial. ¿Cuánto influye cada uno?, ¿cuánto determinan los genes? Tradicionalmente se creyó que el factor genético era deter- minante de la talla1, y que era la razón principal de que algu- nos grupos humanos fuesen más bajos, como ha sido el caso de algunos pueblos originarios de nuestro país: mapuches, wichis, tobas, araucanos. Siguiendo esta idea, llegó a propo- nerse la elaboración de tablas de percentilos para cada uno de estos grupos étnicos, pensando que en caso contrario, al percentilarlos con tablas obtenidas a partir de poblaciones de niños de origen europeo se los estaba comparando con niños “genéticamente” más altos. Sin embargo, desde hace décadas se observa que los hijos de padres japoneses emigrados a Estados Unidos, nacidos des- pués de la Segunda Guerra Mundial, alcanzan una talla sen- siblemente mayor que sus padres y que, en dos generaciones, llegan a tener un incremento en la estatura de 10 cm. Ana- lizado este hecho se comprobó que el factor que más había variado era la alimentación, incorporándose más vitaminas, minerales y proteínas animales, ricas en aminoácidos esencia- les, a diferencia de la dieta tradicionalmente pobre en estos nutrientes en el Japón de los años anteriores a la emigración. Las diferencias en la talla entre los grupos étnicos tuvie- ron entonces otra interpretación. Es la nutrición la que ad- quiere la mayor importancia para que cada individuo pue- da alcanzar la máxima expresión de la talla que su dotación genética le permita. Siendo la talla una medida fácil de determinar, comenzó a estudiarse su relación con la alimentación y el medio socioe- conómico. El Dr. Hugo Amigo, chileno, presentó en las Jor- nadas de Auxología2 de mayo de 2006 un trabajo que muestra cómo las mujeres mapuches aumentan su estatura a medida que mejora su situación socioeconómica requiriendo por lo menos dos generaciones de condiciones óptimas de nutrición 1. La talla –como el peso– es un carácter cuantitativo, de herencia compleja o multifactorial, controlado por el efecto aditivo de numerosos genes, cada uno de los cuales aporta un pequeño efecto (genes menores o poligenes), estando intensamente influida por el ambiente. Por el contrario, los caracteres cualitativos, como ojos claros u oscuros, son regidos por el efecto de pocos genes (genes mayores) y en ellos el ambiente no tiene influencia. Tanto los genes mayores como los menores se heredan según las Leyes de Mendel. 2. La Auxología (del griego auxein crecimiento y logos ciencia ) es la ciencia que estudia el crecimiento y desarrollo. 3. “Si hubiera un holocausto del tipo que fuese y sólo sobreviviese una pequeña tribu de algún lugar aislado del planeta, de seguro que conservaría toda la variabilidad genética de nuestra especie”. Sv. Pääbo. Presentación Proyecto Genoma Humano para el incremento de la talla. Este y otros trabajos alertaron sobre la importancia de la nutrición en la talla tomando a la misma como un indicador del crecimiento y desarrollo gene- ral de los seres humanos. Cabe consignar, asimismo, que en excavaciones realizadas en la zona de Coronda, provincia de Santa Fe, se han desenterrado esqueletos humanos de unos 2.000 años de antigüedad, antiguos cazadores recolectores, que señalan una talla media de 1.80 metros para los varones. Entonces, ¿la baja talla de nuestros grupos de pueblos origi- narios estará establecida genéticamente o ha sido la mala ali- mentación durante varias generaciones sometidas a la miseria y la explotación y, en general, a pobres condiciones de vida lo que determinó esta situación antropométrica? Más aun, la de- privación alimentaria, ¿afecta sólo la talla o también la madu- ración de ciertos tejidos como el nervioso, sustrato y asiento de funciones superiores? La OMS comenzó en el año 1997 un ambicioso estudio mul- ticéntrico destinado a estudiar el peso y la talla de niños de muy diferenteslugares y costumbres pero que tenían en co- mún el pertenecer a clases socioeconómicas altas, haber sido alimentados a pecho, en ambientes favorables con adecuada estimulación, con madres no fumadoras y familias constitui- das por parejas de progenitores muy dedicados a la crianza del niño. Este megaestudio permitió obtener un nuevo Patrón Internacional de Crecimiento Infantil. El nuevo Patrón Internacional de Crecimiento Infantil refe- rido a los lactantes y niños pequeños fue di- fundido en 2006 por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y proporcio- na, por primera vez, datos cien- tíficos y orientación sobre la manera en que cada niño del mundo debería crecer. Confirma que todos los niños, nacidos en cualquier parte del mundo, que reciban una atención óptima desde el comienzo de sus vidas, tienen el potencial de desarrollarse en la misma gama de tallas y pesos. Un resultado francamente impresionante, que señala nuevamente la gran homogeneidad genética de toda la población humana actual, más allá de diferencias externas muy menores3. Por supuesto, existen diferencias individuales entre los ni- ños, pero a nivel regional y mundial la media de crecimiento de la población es notablemente similar. Por ejemplo, los ni- ños de la India, Noruega y el Brasil registran patrones de cre- Avances en Nutrición: talla y nutrición, nutrición y salud Autora: Beatriz Castelli Pediatría Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 99 cimiento similares si se les proporcionan las condiciones para un crecimiento sano en la primera infancia. El nuevo patrón demuestra que las diferencias en el crecimiento infantil hasta los cinco años dependen más de la nutrición, las prácticas de alimentación, el medio ambiente y la atención sanitaria que de los factores genéticos o étnicos. Mediante este nuevo patrón, los padres, médicos, encarga- dos de formular políticas y defensores de los niños podrán determinar cuándo se satisfacen o no las necesidades de nu- trición y atención de salud de los niños. La subnutrición, el sobrepeso y la obesidad, así como otras condiciones relaciona- das con el crecimiento, podrán entonces detectarse y abordar- se en una fase temprana. “El Patrón de Crecimiento Infantil de la OMS proporcio- na nuevos medios para ayudar a cada niño a aprovechar las mejores oportunidades de desarrollo en los años más importantes de su formación”, dice el Dr. Lee Jong-Wook, Director General de la OMS. “En este contexto, el patrón permitirá reducir las tasas de mortalidad y enfermedad de lactantes y niños pequeños”. Detalles del estudio El nuevo patrón es el resultado de un estudio intensivo que la OMS inició en el año 1997 con el fin de desarrollar nuevos criterios internacionales de evaluación del crecimiento físico, el estado nutricional y el desarrollo motor de todos los niños, desde el nacimiento hasta los cinco años. La OMS y su princi- pal asociado, la Universidad de las Naciones Unidas, realiza- ron un Estudio Multicéntrico sobre el Patrón de Crecimiento, que es un proyecto internacional de base comunitaria en el que han participado 8.000 niños de Brasil, los Estados Unidos de América, Ghana, India, Noruega y Omán. Los niños que participan en el estudio se seleccionaron sobre la base de un entorno óptimo para el crecimiento apropiado, a saber: prácticas de alimentación recomendadas para lactantes y niños pequeños, buena atención de salud, madres no fuma- doras y otros factores relacionados con los buenos resultados de salud. El nuevo patrón se basa en el niño alimentado con leche ma- terna como norma esencial para el crecimiento y el desarrollo. Esto asegura, por primera vez, la coherencia entre los instru- mentos utilizados para evaluar el crecimiento, y las directrices nacionales e internacionales sobre alimentación infantil que recomiendan la lactancia materna como fuente óptima de nu- trición durante la primera infancia. A partir de ahora, se po- drán evaluar, valorar y medir con precisión los resultados de la lactancia materna y la alimentación complementaria. “El Patrón de Crecimiento Infantil de la OMS es un nuevo instrumento esencial para proporcionar la mejor atención sa- nitaria y nutrición a todos los niños del mundo”, dice la Dra. Adenike Grange, Presidenta de la Asociación Internacional de Pediatría. La Dra. Jane Schaller, Directora Ejecutiva de la AIP añade: “Alentamos a todas las asociaciones y sociedades 4. Se puede acceder al Patrón de Crecimiento Infantil de la OMS a través del sitio www.who.int/childgrowth de pediatría de todos los países y regiones del mundo que son miembros de la AIP, a que adopten y utilicen este patrón para el máximo beneficio de todos los niños, y promuevan la adop- ción de ese patrón por parte de sus gobiernos”. El primer conjunto de gráficas de crecimiento incluye indi- cadores de crecimiento tales como peso para la edad, talla para la edad, y peso para la talla. Por primera vez, se dispone ahora de un índice de masa corporal normalizado para los niños de hasta cinco años así como de pautas de evolución, relativas a los aspectos clave del desarrollo motor, entre ellos la capacidad de sentarse, mantenerse de pie y caminar. “El nuevo patrón es un instrumento importante para los padres, los profesionales de la salud y otros dispensadores de atención sanitaria, por cuanto permite evaluar el crecimien- to y el desarrollo de los niños a nivel individual y colectivo”, dice el Dr. Cutberto Garza (Boston College, Estados Unidos), Director del Programa de Alimentación y Nutrición de la Uni- versidad de las Naciones Unidas y Director del Estudio Multi- céntrico sobre el Patrón de Crecimiento”1. La lactancia materna Este trabajo revaloriza la lactancia materna, no solamente como factor nutricional, inmunológico y favorecedor del de- sarrollo, sino también como elemento que permite la preven- ción de enfermedades futuras, en especial la obesidad y sus consecuencias, enfermedades cardiovasculares y diabetes. El Dr. Thymoti Cool sostiene que algunas sustancias como la leptina y la grelina presentes en la leche materna, contribu- yen a crear un patrón de saciedad en las dos primeras semanas de la vida, patrón que luego se mantiene en la edad adulta, aunque está fuertemente influido por el hábito familiar de ali- mentación. El hecho que los niños alimentados a pecho sean más delgados y largos que los alimentados con leches heteró- logas está indicando que algún elemento de la leche materna modifica el crecimiento en beneficio de los tejidos óseo y ner- vioso, y regula el crecimiento del tejido adiposo. La maduración y el desarrollo tienen una relación muy pro- funda con el estímulo y afecto, y con los micronutrientes y las vitaminas, redimensionándose día a día su influencia en la adquisición de las funciones superiores. Algunas reflexiones finales En Argentina, numerosos estudios están demostrando que las políticas de asistencia alimentaria que se implementaron en las décadas del 80 y 90 para afrontar la desnutrición aguda que afectaba extensos sectores de la sociedad han logrado su come- tido de salvataje, pero su continuidad está llevando a esos des- nutridos a la obesidad. Esto se debe a que el déficit nutricional en un período crítico de crecimiento como los dos primeros años de vida afecta a la talla de forma irreversible. Por lo tanto, Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 100 una vez superado el período agudo se deberían reprogramar las dietas para dar los nutrientes adecuados a cada circunstancia y mantener la relación peso-talla adecuada. Nuestros desnutridos de ayer están siendo nuestros obesos de hoy, y al efecto deleté- reo de la desnutrición pasada le estamos sumando el de la obesi- dad presente y la diabetes y enfermedad cardiovascular futuras. Por esta razón se imponen nuevos y profundos estudios de la nutrición como causa determinante de la salud de las per- sonas, destinados a averiguar cuáles son los requerimientosy recomendaciones necesarios de los diferentes nutrientes en las diferentes etapas de la vida para alcanzar un crecimiento y desarrollo óptimos, y cuidar la salud de acuerdo a los dife- rentes ciclos de la vida. Sólo de esta forma se podrán dar las recomendaciones científicamente pertinentes a la población y generar las políticas de asistencia alimentaria adecuadas. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 101 Introducción Imaginemos un recién nacido. Entre muchos interrogantes uno será como se mantendrá vivo, que requerimientos serán necesarios para sostenerse fuera del claustro materno, en donde todas las necesidades estaban cubiertas. ¿Como sustentará su crecimiento y desarrollo?. Sus necesidades vitales ¿serán abaste- cidas? ¿por quién/es?. En ese mundo nuevo necesitará elemen- tos básicos para vivir y constituirse como Sujeto. Harán falta condiciones mínimas en la intimidad vital y en el contexto. A estos y otros interrogantes intentaremos responder desde nuestra interdisciplina, la Salud Mental Infantojuvenil. Desa- rrollaremos estas conceptualizaciones en sincronía con los co- nocimientos en el Área Nutrición. Proponemos poner en conocimiento que la función nutricio- nal no radica solo en el aporte calórico. Para ser constituidos/ constituirnos en seres biopsicososciales resulta indispensable el afecto incluido en el ambiente, es decir proximidad, cariño, alimentación adecuada. Ser querido, amado, tener un existir previo a la existencia en el deseo, resultan indispensables para el sostén de la vida. Importa que los adultos próximos aporten las condiciones para un crecimiento y desarrollo necesario, fe- nómeno no solo homínido. Con matices comprende a los seres complejos de sangre caliente, aves y mamíferos. Nuestro aporte al Área Nutrición permitirá comprender la importancia de generar las condiciones para el proceso de humanizacion en las crias sapiens. Haremos comprensibles los rasgos relevantes del llamado apego, sus principios etoló- gicos, socialización y bases fisiológicas para la comprensión del humano. Entender los vínculos de apego garantizara para el médico en APS valorar el desarrollo emocional tanto como la alimentación sana y suficiente como garantía para las bases del desarrollo y crecimiento eficientes Algo de historia “[…]Hasta bien entrado el siglo XX se consideraba que, el menor privado de familia, solo necesitaba ser atendido en lo que eran sus necesidades elementales: salud (alimento, higiene, salud, cobijo y seguridad material) y educación (moral, religio- sa y aprendizaje de un oficio). Las necesidades afectivas no se consideraban básicas hasta el punto de que, en situaciones de desprotección material (pobreza, dificultad social, abandono) o moral (hijos de madres solteras, familias socialmente recha- zadas en diversos sentidos), se utilizaba el internamiento de menores, sin atender a otras consideraciones, con un objetivo de control social muy claro (Ocón, 2003). Uno de los estudios más influyentes en la toma de conciencia de esta realidad fue el realizado por René Spitz en 1945 sobre el “hospitalismo”, en el que se describe el comportamiento y el desarrollo observados durante dos años en noventa lactantes de un orfanato europeo de la posguerra. En este orfanato los cuidados materiales “Eran perfectos: alimento, alojamiento, atenciones de higiene, etc., eran iguales o mejores que en otras instituciones” (Spitz, 1956, p. 110) y, sin embargo, el personal dedicado a los niños era muy escaso, por lo que la carencia de contacto y afecto era práctica- mente total. Spitz describe cómo los niños que vivían en estas condiciones entraban en un estado depresivo que se seguía de un retraso muy significativo de la coordinación psicomotora y un estancamiento grave del desarrollo evolutivo. De hecho, tan solo un 23.2% de los niños estudiados por Spitz sobrevivieron a un orfanato impecable desde la perspectiva «hospitalaria» de entonces, el 35% fue colocado en sus familias, familias alternati- vas o instituciones pequeñas y el 37% murió antes de tener esta oportunidad. La OMS pidió a John Bowlby evaluar los efectos de la priva- ción de un entorno familiar (Bowlby, 1951. Su conclusión:….. “la privación prolongada del cuidado materno puede producir en el niño pequeño graves efectos en su carácter, y tiene tal al- cance de proyección en la vida, que puede afectarla por entero” (Bowlby, 1951, p. 57). Hasta ahí, el vínculo entre padres e hijos era considerado como secundario y dependiente de la satisfac- ción de las necesidades elementales. Éste proceso vincular no hace referencia a la familia como institución. Tampoco a una estructura singular. Refiere a la necesidad de cuidado afectivo de un adulto con permanencia y estabilidad . Un espacio donde se construya familiaridad, es decir: voz, contacto, mirada, ali- mento, afecto, seguridad, y la cascada de eventos fisiológicos. Bibliografía • Gómez Aberastegui, B. El derecho del niño a vivir en fami- lia. Vol. 67 núm. 130 (Miscelánea Comillas: 2009), 175-198 Nutrición y apego. Algo más que calorías Garcia Riera J, Gomez A, Odone M, Ominetti L, Salvai M. Cátedra Psiquiatría Niños. PSIQUIATRÍA NIÑOS Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 102 Diferentes observaciones mostraron que la separación de ma- dre y su cría provocaba en ambos en las semanas siguientes alto nivel de excitación y distress, con aumento de locomoción, vo- calizaciones de distress y búsqueda de la cría de su madre. Si la separación se prolongaba en el tiempo aparecía dismi- nución de la locomoción, del juego y conductas de aislamiento. Al producirse el reencuentro de madre y cría aparecía aumen- to del contacto, de las conductas de la madre hacia la cría con incremento de la interacción, con recuperación de niveles de locomoción y juego. Estas observaciones y otras dan origen a la Teoría del Apego, expuesta por -John Bowlby- De acuerdo a esta teoría el niño desde el nacimiento dispone de un patrón conductual de apego a aquella persona que entra en contacto con él. La finalidad de este proceso seria sostener el mantenimiento y acrecentamiento de la proximidad de la madre para satisfacer las necesidades fisiológicas y garantizar la especie y la explora- ción del entorno. En el humano: observamos que ante la separación el niño ex- perimenta diferentes fases: 1. fase: de protesta vinculada a la ansiedad de separación 2. fase: de desesperanza, relacionada a la pena, dolor y duelo. 3. fase de indiferencia Tipos de apego • Apego seguro: el niño mostraba alegría y consuelo al en- contrarse con el objeto materno permaneciendo apegado a ella. • Apego ambivalente: el niño experimenta distress ante la separación del objeto materno. Se mantiene cerca pero protesta con enfado y se muestra áspero con su madre. • Apego evitativo: No experimenta distress ante la separa- ción. En el reencuentro el niño ignora a la madre o bien se acerca para luego alejarse En el desarrollo del ser humano el entorno participa activa- mente a través de diversas experiencias vivenciales con la fig. materna . Estas experiencias, junto a los afectos, actuaran durante el pe- riodo de ventana crítico en el neurodesarrollo, en la configura- ción de los sistemas neurales de procesamiento del SNC. El desarrollo de experiencias satisfactorias entre madre e hijo, la adecuada y no excesiva estimulación del hijo junto con la pre- sencia de un ambiente enriquecido favorecerán el desarrollo de recursos estables en el tiempo para afrontar los desafíos a los que se expone el sujeto a lo largo de su vida. Trastornos del apego: • Depravación social • Institucionalización • Violencia • Maltrato físico, emocional, sexual La Neurogenesis y la Sinaptogenesis resultan afectadas por experiencias tempranas de: • Separaciones y pérdidas • Abandonos y pérdidas • Abuso emocional, físico y sexual • Deben ocurrir en el periodo de ventana postnatal. Inputs del entorno + genomaExp. Tempr.madre/cria Maduración y supervivencia celular y sinaptica, límbica Maternaje Conjunto de conductas reguladas por la interacción entre aquello que consideramos instintivo, es decir ten- diente a la protección y conservación de la progenie, (protección de la es- pecie) con el medio ambiente y los eventos derivados del mis- mo.(carga alostática) Las conductas humanas de maternaje son equivalentes, a las conductas de acicalamiento y aseo que se observan en los ani- males, a través de las cuales la hembra entra en contacto con el cachorro No es necesario que sea la madre biológica, ni de la misma especie. Estructuras vinculadas al maternaje Corteza cingulada anterior: Desarrollo de func. Pro-moto- ras, procesamiento afectivo y cognitivo via amigdala. Asigna carga emocional a estímulos internos y externos Valorativa de lo emocional y de las interacciones tempranas madre/hijo Hipocampo: se vincula con los inputs ambientales y expe- riencias tempranas madre/cría- Apego y maternaje Garcia Riera, J. Cátedra Psiquiatría Niños.. PSIQUIATRÍA NIÑOS Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 103 También a los procesos de aprendizaje, de memoria, y en el “apagado” HPA ante estresores-para así modular la respuesta HPA Amígdala: complejo nuclear del lob. Temporal, forma parte del sistema límbico y se relaciona al procesamiento, interpre- tación e integración del funcionamiento emocional innato y adquirido e interviene en la constitución de una memoria emo- cional. Carga alostática desenfrenada Desinhibición del Eje HPA Deshinbición del Eje HPA • Disminución de la de la desinhibición hipocámpica por glucocorticoides • Aumento de act. Monoaminergica que activa el eje • Aumento de liberación de vasopresina • Anormal feedback inhibitorio hipofisario anterior y de la inhibición ACTH Deshinbición del Eje HPA Marcada disminución de la tasa de neurogenesis y atrofia hi- pocampal significativa Maternaje adecuado Hipocampo: • Mayor impacto de experiencias tempranas • Mayor densidad sinaptica con aumento de sinaptofisina • Mayor conectividad sinaptica • Efecto neurotrofico Menor activación de receptores CRH en hipotalamo, amig- dala y L.coeruolus Menor respuesta ACTH y Cortisol al estrés agudo Maternaje adverso Neuroendocrino: disminución plasmática de crecimiento y alteración en eje HPA Incremento de ARNm para CRF en amígdala e hipotalamo. Incremento de de receptores para CRF en L.Coerulus y N. dorsal del Rafe con incremento de la NT NA y 5HT Conclusiones: • Los diferentes estímulos o señales provenientes del entor- no, los afectos y las experiencias tempranas, son variables de crucial importancia, que participaran en el desarrollo, de diferentes circuitos de procesa- miento cerebral, con in- tervención en procesos mentales complejos como las emo- ciones, la memoria, y las relaciones sociales . • En los primeros años de vida se produce el despliegue y desarrollo de estructuras vinculadas a lo conductual, emo- cional y social de un individuo • En esta etapa, para un armonico desarrollo, reviste funda- mental importancia, la acción de facto- res nutricionales biológicos y afectivos. • Las acciones que mejor resumen este proceso, son las del amamantamiento y las del contacto Bibliografía • Psicofarmacologia y Neurociencia en Pediatria (M.C. Brio)8 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 104 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 105 UNIDAD PROBLEMA 4 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 106 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA Objetivos generales abordados: • Relacionar la estructura y el funcionamiento del sistema digestivo del ser humano en los diferentes ciclos vitales • Reflexionar sobre los factores biológicos, psicológicos y sociales que regulan la alimentación • Comprender la importancia de la nutrición en la promoción de la salud • Entender las transformaciones de materia y energía necesarias para mante- ner la organización y funciones del organismo Objetivos específicos: • Comprender la importancia de una adecuada incorporación de nutrientes en el primer año de vida • Relacionar dicha incorporación con las características estructurales y fun- cionales del estómago • Jerarquizar el rol de los sentidos en la incorporación de los alimentos • Entender el metabolismo en el contexto del flujo de energía a nivel individual • Reconocer la importancia de los glúcidos para suplir los requerimientos nutricionales. Darío concurre al centro de salud con su hijx de 6 meses para control. El médico le recomienda que inicie la incorporación de alimentos fáciles de digerir, en cantidades que no sean excesivas y de diferentes sabores, sin agregarles azúcar ni sal UNIDAD 04 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 107 PROPUESTAS DISCIPLINARES Anatomía Normal Contenidos Esófago: ubicación. Características generales. Trayecto. Constitución. Re- laciones. Irrigación. Inervación. Estómago: Ubicación. Características generales. Relaciones. Función. Irri- gación. Inervación. Duodeno-páncreas: Ubicación. Características generales. Relaciones. Fun- ciones. Irrigación. Inervación. Simbiosis Duodeno-Pancreática. Actividades • Seminario disciplinar: Tubo digestivo Biológica Contenidos Consumo energético interno como flujo de la energía a nivel humano individual. Valor calórico de los alimentos. Fórmula calórica. Balance energético individual. Requerimientos de macro y micronutrientes. Concepto de “esencial” en nutrición. Proteínas vegetales y animales. Vitaminas hidrosolubles y liposolu- bles. Requerimientos de minerales. Actividades • Seminario disciplinar: Ruta de la Energía y Consumo Energético Humano. Bibliografía específica • Montenegro S, Tarrés MC. Consumo energético interno como flujo de la energía a nivel humano individual. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. Bibliografía optativa • López LB, Suárez MM. (2002). Fundamentos de Nutrición Normal. Editorial El Ateneo. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 108 Histología y Embriología Contenidos Esófago. Estómago. Fisiología Humana Contenidos Secreción gástrica, áreas secretoras. Jugo gástrico: componentes y fun- ciones. Mecanismos intracelulares de generación y secreción del HCl. Regula- ción. Barrera defensiva mucosa: constituyentes, relevancia. Enzimas gástricas. Fases de la secreción gástrica. Motilidad gástrica. Tono gástrico. Función de mezcla y trituración. Evacua- ción gástrica, coordinación antro-píloro-duodenal. Sentidos químicos. Olfato: membrana olfatoria, localización y característi- cas del epitelio olfatorio. Mecanismo de transducción. Procesamiento en el bulbo olfatorio, estructuras subcorticales y corteza cerebral de la información olfato- ria. Gusto. Receptores. Diferentes estímulos gustatorios (dulce, salado, amargo, ácido y “umami”). Mecanismos de transducción. Procesamiento subcortical y cortical de la información gustatoria. Actividades • Seminario disciplinar: Fisiología gástrica • Seminario disciplinar: Sentido del gusto y olfato Química Biológica Contenidos Glucogenogénesis. Glucogenolisis. Ciclo de Cori. Gluconeogénesis. Shunt de las pentosas. Actividades • Seminario disciplinar: Metabolismo Parte II Bibliografía específica • Locatto M, Caferra D, Masoni AM y Puche R. Energética. Química Biológica, Facultad de Ciencias Médicas, UNR. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 109 Nutrición Contenidos Alimentación del niño en el primer año de vida. Reflejo de deglución: rela- ción con el desarrollo psicomotriz. Erupción dentaria primaria. Incorporación de los alimentos. Organigrama de la alimentación. Aportes recomendados de macro y micronutrientes para cada etapa de la niñez. Bibliografía específica • Ministerio de Salud de la Provincia de Santa Fe. Guía de Alimentación Com- plementaria Segura y Saludable •Primera Cátedra de Pediatría. Alimentación del niño y del adolescente. En: Pe- diatría 2000, Tomo II (páginas 159-216). Facultad de Ciencias Médicas, UNR. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 110 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 111 AUTOEVALUACIÓN Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 112 Lista de cotejos (o check list) El objetivo de la misma es que el estudiante pueda autoevaluar su proceso de aprendizaje. Para ello debe reflexionar para cada objetivo de conocimientos o actitudes si el mismo ha sido alcanzado o no completando el casillero correspon- diente en cada columna. Puede además indagar el porqué de esos resultados e introducir comentarios en la columna correspondiente. Esto permitirá controlar el avance o no en el estudio de cada Unidad Problema y, junto con su tutor buscar las razones por las cuáles no pudo cumplimentar los objetivos planteados y trabajar en conjunto con él y sus compañeros para mejo- rar su rendimiento. Esta evaluación tiene carácter formativo, por lo cual no se incluirá para decidir la regularidad o el acceso a la condición de coloquio. CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Describe la secuencia de incorporación de los alimentos Comprende el concepto de alimentación com- plementaria Relaciona los conceptos anteriores con los requerimientos nutricionales y la maduración del sistema digestivo Comprende el modo en que el gusto y el olfato regulan las funciones digestivas Relaciona la estructura macro y microscópica del estómago con su función Entiende el rol de las enzimas en la digestión Integra conocimientos del metabolismo de hidratos de carbono con el consumo energético interno Diferencia los conceptos de valor calórico, fór- mula calórica y necesidades nutricionales DE CONOCIMIENTOS Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 113 CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Es puntual. Participa activamente. Interactúa con los demás. Es respetuoso con el docente y sus compañe- ros. Utiliza un vocabulario pertinente. Concluye las actividades. DE ACTITUDES Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 114 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 115 UNIDAD 4 MATERIAL DE ESTUDIO Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 116 CONTENIDO Material bibliográfico • Biología. Consumo energético interno como flujo de la energía a nivel humano individual. • Química Biológica. Energética. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 117 MATERIAL BIBLIOGRÁFICO El consumo energético interno como flujo de la energía a nivel humano individual Silvana Montenegro, María Cristina Tarrés. Biología. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. BIOLOGÍA Contenidos • Introducción. • Requerimientos energéticos de los seres humanos. • Nutrición Humana. • Clasificación y funciones de los alimentos. • Valor calórico de los alimentos. • Valor calórico total. • Fórmula calórica. • Balance energético individual. • Análisis de la dieta: • Índice de Masa Corporal. • Índice de Contextura Corporal. • Alimentación recomendable: • Leyes fundamentales de la alimentación. • Guías alimentarias para la población argentina. • Referencias bibliográficas. • Anexo: Tablas. ¿Para qué utiliza el hombre la energía? Hemos visto que los todos seres vivos ingresan permanen- temente energía y materia con el objeto de mantener la vida y de estructurar su materia orgánica según las instrucciones que provienen de sus códigos genéticos, de acuerdo con las características de cada especie. Ingresos Materia Energía Organismos Egresos Materia Energía Los seres vivos, excepto los del primer nivel trófico, están adaptados a utilizar solamente energía química1 y a extraerla 1. Energía química: forma de energía que depende de los enlaces químicos de las moléculas. sólo de determinados compuestos, que forman parte de sus- tancias llamadas alimentos. Recordemos que la corriente energética que ingresa a los seres humanos lo hace siempre en forma de energía química (entrada). En cada una de las células del cuerpo, la energía química sufre transformaciones en un proceso llamado metabolismo, se redistribuye en nuevos enlaces químicos y una parte se disipa como calor (salida). Respiración La energía química se redistribuye para producir trabajo en las células del organis- mo y calor. ese flujo de enegía es esencial para la vida Plantearemos aquí una definición de alimento que luego re- tomaremos: Alimento es cualquier comida o bebida que el ser humano y los animales toman para satisfacer el apetito, hacer frente a las necesidades fisiológicas del crecimiento y de los procesos que ocurren en el organismo y suministrar la energía necesaria para mantener la actividad y la temperatura corporal. Requerimientos energéticos de los seres humanos Como ya vimos, el consumo energético interno (CEI) para cada ser humano adulto tiene, desde épocas re-motas, un va- lor que va desde 2000 hasta 4500 Kcal./día. Dentro de este ran- go, hay importantes variaciones individuales. Algunas perso- nas son saludables y activas aunque consuman mucha menos energía que otras personas de iguales características. Es por ello que todas las tablas que recomiendan raciones alimenti- cias son valores de referencia, aplicables a individuos teóricos o a grupos de población en conjunto, pero no exactamente a personas aisladas. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 118 Cuando estamos despiertos y efectuamos movimientos conscientemente, el cuerpo utiliza energía para hacer trabajo. Aún mientras descansamos y dormimos se utiliza energía para que el corazón efectúe su trabajo de bombeo, para mantener el tono muscular y para conservar la temperatura corporal. Básicamente, nuestras necesidades energéticas diarias po- drían dividirse en cuatro partes: 1. La primera es el índice metabólico de reposo y consiste en la energía básica que necesita el organismo para realizar las actividades elementales de todos los días: mantener su temperatura corporal, respiración pulmonar, circulación sanguínea, pensar, hablar, etc. 2. La segunda corresponde al efecto térmico de los alimentos y se refiere al aumento del gasto energético del organismo por encima del índice metabólico de reposo que tiene lu- gar después de la ingestión de una comida. Se debe a la energía utilizada en la digestión, transporte, metabolismo y depósito de los nutrientes. Difiere en el monto según el nutriente ingerido. Por ejemplo: la producción calórica aumenta un 30% si se ingieren sólo proteínas, un 6% si se consumen sólo carbohidratos y aproximadamente 14% si se consumen grasas. 3. La tercera es la necesaria para la actividad física; por ejemplo, actividad física como caminar o para el desarro- llo de la actividad laboral y es conocida como factor de actividad. 4. La cuarta es el factor de injuria y se produce en caso de enfermedades, operaciones o en el período de recupera- ción de tales procesos. Nutrición Humana El objetivo de la nutrición es definir una dieta apropiada para cada individuo que se ajuste a sus necesidades y apeten- cias, cuidando un equilibrio que mantenga su peso óptimo. Puede definirse a la nutrición como la suma de todos los procesos psicofísicos que, relacionados o no con el hecho de alimentarse, condicionan la conducta humana frente a la ne- cesidad de ingerir alimentos para conservar la vida. El gozar de buena salud es más que la ausencia de enferme- dad; es el bienestar físico y mental, es el equilibrio y el buen estado general. Para cuidar la salud no es importante solamen- te tomar en consideración cuánto se come, sino lo apropiado y lo que hace mejor al organismo. La mejor forma de promover este bienestar es que las personas conozcan sus necesidades alimenticias como ser humano y así, al momento de comer,tengan en cuenta este conocimiento. Por lo tanto, la importancia del tratamiento de temas vincu- lados con la alimentación humana, surge del creciente papel que la sociedad espera del médico como promotor de salud –función preventiva y social– además de su función curativa. Se ha informado que el conocimiento surgido de la enseñanza de una dieta saludable hace posible salvar un gran número de vidas. A través del tiempo, la adaptación de la especie humana a diversos medios ecológicos le ha permitido aprovechar distin- tos alimentos que, combinados entre sí, posibilitaron el creci- miento cuantitativo de la población mundial, la prolongación de la vida de los individuos hasta el logro de sus potencia- lidades genéticas y una defensa más efectiva contra diversos factores nocivos del medio. Recién en el siglo XVIII, con el desarrollo de la química y de la física, comienza el estudio de la alimentación como ciencia. Se comprobó que los alimentos poseen varias funciones y que la misión de los procesos nutritivos, no es tan sólo actuar en el mantenimiento de las funciones vitales, sino también en la renovación continuada de la estructura orgánica. Las combi- naciones de alimentos varían en las distintas zonas del pla- neta. Asimismo, varían algunas características genéticas entre las diferentes poblaciones humanas. Al combinarse estos dos tipos de variaciones, surge un sinnúmero de interacciones de factores genéticos y ambientales, cuyo reconocimiento permi- tirá conocer qué y cómo deberían comer los seres humanos para lograr la óptima expresión de sus potencialidades. Como en toda especie, la selección natural opera sobre el hombre favoreciendo su adaptación al ambiente. Sin embar- go, la constitución genética del ser humano (Homo sapiens) ha cambiado muy poco desde hace unos 100.000 años. Du- rante este extenso período, el hombre ha ido modificando los ambientes que habita.Esta modificación se profundizó en los últimos 10.000 años y se aceleró durante las últimas décadas en extensas zonas del planeta hasta ser muy intensa en la ac- tualidad. Resulta cada vez más evidente que estos profundos cambios ambientales pueden hacer que la dotación genética del hombre, favorable en otras circunstancias, se torne desa- daptativa. Entre los factores ambientales que cambiaron drásticamen- te, debe destacarse la alimentación por sus consecuencias en la salud humana. Existen numerosos estudios epidemiológicos que indican que el aumento de frecuencia de algunas enfer- medades en ciertas poblaciones, expresa la desadaptación del genoma humano a profundos y recientes cambios en la canti- dad y calidad de los alimentos que se ingieren. El hombre es un omnívoro, lo que implica que posee adap- taciones digestivas y metabólicas para asimilar alimentos ve- getales y animales. Además, como se verá más adelante, está genéticamente adaptado a ingerir gran variedad de alimentos ricos en fibra vegetal y vitaminas y con un contenido de gra- sas, azúcares y sal mucho menor que el habitual en los países occidentales. Al poner en evidencia el accionar siempre presente de la selección natural, se plantea un nuevo enfoque del problema salud-enfermedad, ya que el objeto de estudio no se circuns- cribe al individuo enfermo, sino a poblaciones interactuando con sus ambientes en el tiempo. Esto hace posible actuar más eficazmente en la promoción de la salud y en la prevención de la enfermedad. Citaremos como ejemplo el caso de la diabetes, cada vez Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 119 más frecuente en los países caracterizados por ingestas ca- lóricas abundantes y sedentarismo, pero rara en poblaciones con menor consumo de azúcares refinados y grasas anima- les y mayor actividad física. Se supone que en condiciones de escasez crónica de alimentos prevalentes, buena parte de la historia humana –sobre todo en zonas áridas–, habría tenido ventaja selectiva un genotipo denominado “rústico, aguanta- dor o eficiente” (“thrifty” genotype). En épocas recientes, en las sociedades que aumentaron su nivel de vida y modificaron abruptamente sus hábitos alimenticios el geno-tipo “aguanta- dor” dejaría de ser adaptativo y el individuo que lo porta ten- dría mayor probabilidad de enfermar de diabetes1. Clasificación y funciones de los alimentos Recordemos que los seres vivos están adaptados a extraer energía sólo de determinados compuestos llamados alimen- tos, que les aportan los nutrientes necesarios para desarrollar normalmente sus funciones. Alimento es todo producto natural o artificial, elaborado o no, que ingerido aporta al organismo los materiales y ener- gía necesarios para el desarrollo de los procesos biológicos. Se incluyen sustancias que se ingieren por hábito o costumbre, tengan o no valor nutritivo, tales como el café, el té, el mate y los condimentos. Cada tipo de alimentos aporta al organismo diferentes com- ponentes necesarios para su funcionamiento. Por separado, cada uno de ellos haría una alimentación muy incompleta y es la justa y debida combinación de todos estos elementos or- gánicos e inorgánicos lo que mantiene funcionado a nuestro organismo como un equilibrado sistema Los nutrientes que el hombre debe ingerir son: hidratos de carbono, lípidos, proteínas, minerales, vi- taminas y agua Los tres primeros proveen energía al organismo, por lo que se denominan energéticos. Hidratos de carbono o glúcidos Son los más baratos y abundantes de los elementos nutriti- vos energéticos, ya que los alimentos que los contienen pue- den obtenerse en gran variedad de ambientes. Se los encuentra como fructosa, almidón o fibra, en las partes estructurales de los vegetales y, como glucosa o glucógeno, en los tejidos ani- males. La mayoría de ellos son transformados dentro del organis- mo en glucosa, que puede ser utilizada inmediatamente como fuente energética, o bien transformada y almacenada como glucógeno o grasa. Las funciones que cumplen en el organismo son: 1. energética 2. Neel JV: “Diabetes mellitus: a thrifty genotype rendered detrimental by progress?” Amer J human Genet 14, 353, 1962. 3. Peso seco: Sin considerar el contenido de agua. En este caso, el que pueda tener el alimento en el cual se encuentra el carbohidrato. 2. ahorro de proteínas 3. regulación del metabolismo de las grasas 4. estructural. 1. Desde el punto de vista energético, los glúcidos, carbo- hidratos o hidratos de carbono (H de C) aportan al or- ganismo 4 Kcal. por gramo de peso seco2. Cubiertas las necesidades energéticas, una pequeña parte se almacena en el hígado y músculos como glucógeno (normalmente no más de 0,5% del peso del individuo). El resto se trans- forma en grasas y se acumula en el organismo como teji- do adiposo. 2. Ahorro de proteínas: Si el aporte de carbohidratos es in- suficiente, las células utilizarán las proteínas para fines energéticos, relegando su función plástica. 3. Regulación del metabolismo de las grasas: El metabolis- mo de las grasas requiere una cantidad mínima de glúci- dos para que pueda completarse en la forma adecuada. 4. Estructuralmente, los carbohidratos constituyen una por- ción pequeña del peso y la estructura del organismo que aunque mínima es indispensable. Podemos clasificar a los hidratos de carbono en: • Simples: se denominan genéricamente azúcares o azú- cares refinados. Los más comunes son la sacarosa o azú- car común, la fructosa o azúcar de la fruta y la lactosa o azúcar de la leche. De absorción inmediata, son fuente de energía rápida para las células. Su ingesta genera la inmediata secreción de insulina, una hormona produ- cida por el páncreas, que induce la rápida entrada de la glucosa dentro de las células. Los glúcidos simples se encuentran en los productos como azúcar, miel, gaseosas, mermeladas, jaleas, golo- sinas, leche, algunas hortalizas y frutas. Algo para tener en cuenta es que los productos elaborados con azúcares refinados aportan calorías pero poco valor nutritivo, porlo que su consumo debe ser moderado. • Complejos: son de absorción más lenta, y constituyen energía de reserva dentro de la célula. Se encuentran como almidones en cereales, legumbres, harinas, pan, pastas. Es de suma importancia en este punto mencionar la fibra dietética definida como “la suma de hidratos de carbono que no son digeridos por el intestino delgado humano”. Son ejemplos la celulosa, lignina, pectina, etc. La fibra dietaria es una parte de los alimentos vegetales. Comprende un grupo muy complejo y heterogéneo de sus- tancias que no pueden ser digeridas sin la acción de la micro- flora digestiva del intestino grueso. Aunque las fibras no aportan energía, se sabe que influyen mucho en la utilización de los alimentos por el organismo. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 120 Los diferentes componentes de la fibra dietética actúan en distintas formas dependiendo de su estructura y solubilidad. En el estómago afectan el tiempo de vaciado y la acidez gás- trica; en el intestino delgado modifican el tiempo de tránsito y la secreción o actividad de las enzimas digestivas, en el co- lon derecho influyen en el metabolismo de los ácidos bilia- res; en el colon izquierdo influyen en el tiempo de tránsito y en la cantidad y contenido de las heces y en su acidez. Los alimentos ricos en fibra soluble moderan el ascenso de la glucosa en la sangre después de una comida lo que dismi- nuye los requerimientos de insulina. En las últimas décadas, se ha producido una sorprenden- te apreciación de la importancia de la fibra dietética para la salud. Con el desarrollo de métodos precisos para medir los diferentes compuestos, hoy se prefiere el término polisacári- do no almidonoso (PNA) al menos preciso de fibra dietética. Los diversos tipos de PNA se pueden dividir en dos grandes grupos: los que son insolubles y los que son solubles en agua, formando geles viscosos. La dieta media en los países desarrollados proporciona en- tre 11 y 12 gramos de PNA por día, la mitad de lo cual procede de fuentes vegetales y el 40% de los cereales. Entre el 40 y 50% del consumo total es PNA soluble. El ma- yor consumo de PNA tiene muchos efectos beneficiosos, sien- do la cantidad deseable de unos 18 gramos por día. El volumen incrementado de los alimentos ricos en fibra les da mayor capacidad para saciar (es decir, hacen que la per- sona se sienta ‘llena’), lo que es beneficioso para prevenir la obesidad. Las dietas ricas en fibra también reducen el coleste- rol y el riesgo de enfermedades cardiacas. Las sales biliares se forman en el hígado a partir del colesterol. Se segregan unos 30 gramos al día en la bilis. La mayor parte de estas sales son reabsorbidas y recicladas. La fibra arrastra una porción de es- tas sales (y del mismo colesterol, que también se segrega en la bilis) para ser excretada a través de las heces en lugar de ser reabsorbida, haciendo que se utilice más colesterol para sintetizar las sales de la bilis. El mismo efecto reduce también el riesgo de formación de cálculos biliares, ya que una dieta rica en fibra da como resultado más sales biliares y menos co- lesterol presente en la bilis. Es la insolubilidad del colesterol cuando se encuentra en altas concentraciones en la bilis, lo que ocasiona la formación de cálculos biliares. Las sales biliares también se han relacionado con el desarro- llo del cáncer de intestino grueso. Si se mezclan con la fibra dietética en lugar de encontrarse en solución libre, no pueden afectar a la pared intestinal para fomentar el desarrollo de tu- mores. La fibra dietética tiene otros dos efectos importantes en la reducción del riesgo de cáncer. Todas las dietas contienen un cierto número de compuestos potencialmente carcinogéni- cos (causantes del cáncer) que al mezclarse con la fibra ya no pueden ser reabsorbidos en el cuerpo, y por tanto no pueden afectar a las células intestinales. En el anexo se incluye, a modo de referencia, una Tabla con el contenido aproximado de fibra dietética por porción de di- ferentes alimentos. Lípidos o grasas Los lípidos o grasas, conjuntamente con los carbohidratos, representan la mayor fuente de energía para el organismo. El excedente que no se utiliza para las necesidades calóricas in- mediatas se deposita como tejido adiposo formando material de reserva. Las grasas cumplen varias funciones: 1. Energéticamente, los lípidos constituyen la verdadera re- serva energética del organismo ya que brindan 9 Kcal. por gramo. 2. Facilitan el “ahorro” de proteínas ya que, si la dieta apor- ta suficiente cantidad de lípidos el organismo, no emplea proteínas como fuente de energía. 3. Tienen una función plástica dado que forman parte de todas las membranas celulares y de la vaina de mielina de los nervios, por lo que podemos decir que se encuentra en todos los órganos y tejidos. Los lípidos están formados por ácidos grasos que pueden ser saturados (todas las ligaduras entre los carbonos de la ca- dena son simples) o insaturados (una o más ligaduras dobles entre los carbonos). En términos generales, se denominan: • Aceites: de origen vegetal y de pescado. Son triglicéridos que contienen predominantemente ácidos grasos insatu- rados por lo que son líquidos a temperatura ambiente. Ej.: aceites de cocina. • Grasas: compuestas fundamentalmente por triglicéridos, principalmente de origen animal, que están constituidos por ácidos grasos saturados, sólidos a temperatura am- biente. Ej.: manteca y grasa de queso y carnes. Los ácidos grasos insaturados presentes en los aceites de gi- rasol, maíz, soja, algodón y avena así como en pescados y otros alimentos marinos, son tan ricos en calorías como las grasas saturadas de carne de vaca y de cerdo, lácteos, embutidos, etc. Proteínas o prótidos La cantidad y calidad de las proteínas (del griego: proteo, yo primero) de la dieta tiene primordial importancia. Están constituidas por la unión de varios aminoácidos, uni- dos mediante enlaces peptídicos. Actualmente se conocen 22 aminoácidos de los cuales 10 son esenciales. El término esencial en nutrición se aplica a aquellas sustan- cias indispensables para el desarrollo y conservación del orga- nismo pero que no pueden ser sintetizadas por éste y que por lo tanto deben ser aportadas por la alimentación. Las proteínas son el material básico de cada célula orgánica y el único elemento nutritivo que puede hacer nuevas células y reconstruir tejidos. Las proteínas constituyen alrededor del 50% del peso seco de los tejidos y no existe proceso biológico alguno que no de- penda de la participación de este tipo de sustancias. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 121 Entre las funciones principales de las proteínas podemos distinguir: 1. Aunque no es esta su principal función, desde el punto de vista energético, aportan 4 Kcal. por gramo. 2. Proporcionan los aminoácidos esenciales, fundamentales para la síntesis tisular. 3. Son la materia prima para la formación, entre otros, de las enzimas, las proteínas plasmáticas, la hemoglobina y algunas hormonas. 4. Como enzimas, actúan como catalizadores biológicos acelerando la velocidad de las reacciones químicas del metabolismo. 5. Algunas proteínas especiales actúan en el transporte de gases (oxígeno y dióxido de carbono) en sangre. 6. Actúan en los mecanismos inmunológicos ya que los an- ticuerpos, defensa natural contra infecciones o agentes extraños, son proteínas. 7. Permiten el movimiento celular a través de proteínas con- tráctiles. 8. Otorgan resistencia, dado que el colágeno es la principal proteína integrante de los tejidos de sostén. Para tener en cuenta: • Las proteínas son imprescindibles para el crecimiento y la reposición y reparación tisular; las grasas y los car- bohidratos no las pueden sustituir porque no contienen nitrógeno. • La función de crecimiento y reparación de tejidos puede cumplirse sólo si la necesidad energética global del indi-viduo es cubierta por cantidades suficientes de hidratos de carbono y de lípidos. De lo contrario, el organismo empleará proteínas, aun las propias, para obtener energía. Vitaminas Constituyen un grupo de compuestos orgánicos esenciales que en muy pequeñas cantidades intervienen en el metabolis- mo de otros nutrientes. En su mayoría, el organismo humano no las puede sintetizar y debe obtenerlas de la alimentación. Las vita-minas no pro- ducen energía, por tanto no producen calorías pero son im- prescindibles para mantener la salud y el bienestar fisiológico. Se dividen en dos grupos: • Liposolubles (A, D, E y K): No se destruyen durante la cocción y se pueden acumular en el tejido graso del or- ganismo. • Hidrosolubles (complejo B y vitamina C): Por ser solubles en agua, son fácilmente eliminadas por el organismo y no se acumulan. La vitamina C es termolábil y se destruye durante la cocción. Además, se oxida al contacto con el aire y pierde rápidamente sus propiedades nutritivas. Minerales Los minerales se pueden dividir acorde a la necesidad que el organismo tiene de ellos: • Macrominerales, también llamados minerales mayores, son necesarios en cantidades superiores a 100 mg. por día. Entre ellos podemos mencionar: sodio (Na), potasio (K), calcio (Ca), fósforo (P), magnesio (Mg) y azufre (S). • Microminerales, también llamados minerales pequeños, son necesarios en cantidades muy pequeñas, obviamen- te muy inferiores a las de los macrominerales. Los más importantes a tener en cuenta son: cobre (Cu), yodo (I), hierro (Fe), manganeso (Mn), cromo (Cr), cobalto (Co), zinc (Z) y selenio (Se). Las funciones de algunos de ellos son: • Calcio y fósforo: Son necesarios para la formación de los huesos y los dientes. El calcio es imprescindible para la función del corazón y los músculos; también ayuda a mantener la coagulación normal de la sangre. El fósforo es importante en el mantenimiento del tejido nervioso sano y contribuye a mantener el equilibrio ácido-base adecuado de la sangre. • Hierro y cobre: El hierro es indispensable para la síntesis de la hemoglobina de los glóbulos rojos. Sin cobre el cuer- po no podría producir estos glóbulos. • Yodo: Es necesario para el funcionamiento de la glándula tiroides. • Sodio, potasio y cloro: Son imprescindibles para regu- lar la entrada y salida de agua a través de las membranas celulares. Las células sólo pueden funcionar en un me- dio con un nivel ácido-básico estricta-mente controlado; el sodio y el potasio son importantes en mantener dicha regulación. • Agua: El agua es un nutriente tan esencial que se la con- sidera como una categoría separada a pesar de ser, ob- viamente, una sustancia mineral. Se encuentra ligada al metabolismo salino o mineral, a la regulación térmica, al transporte de materiales nutritivos hacia los tejidos y células, a la formación de fluidos orgánicos, enzimas, hor- monas, secreciones y excreciones y a todas las reacciones químicas que constituyen el metabolismo. El agua es el componente de los seres vivos más abundante. En el cuerpo humano hay entre 55% y 75% de agua, dependien- do fundamentalmente de la edad y la cantidad de grasa corporal (tejido más pobre en agua). En las personas adultas, entre 60% y 65% de su composición corporal está formada por agua, porcen- taje que es mayor en niños y jóvenes. En un niño pequeño, el agua puede alcanzar hasta un 80% de su constitución corporal. En todos los organismos vivientes, el agua adquiere importan- cia preponderante dado que su pérdida o falta de reposición oca- siona trastornos muy serios y la muerte. El agua está presente en grandes cantidades en todos los ali- mentos. Por ello, la manera en que la incorporamos es a través de comidas y bebidas. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 122 Otros productos de consumo habitual Además de los alimentos mencionados, que son los funda- mentales, existen otros productos de consumo habitual que pueden actuar de distintos modos sobre la salud. • Alcohol: Además de los tres nutrientes energéticos mencionados, existe otro producto que produce calo- rías, y es el alcohol. Las bebidas alcohólicas son muchas: vinos, cervezas, sidras, licores y aguardientes. La ingestión de una pequeña cantidad diaria de alcohol, so- bre todo si como vino tinto, no es necesariamente perjudicial. Sin embargo, no se aconseja iniciarse en la costumbre de in- gerir bebidas alcohólicas por el riesgo que traen los excesos. Muy importante: El consumo de alcohol debe evitarse total- mente en niños y adolescentes. Tampoco deben ingerirlo las embarazadas ni las mujeres que amamantan. A nivel calórico, un gramo de alcohol produce 7 kilocalorías sin aportar otros nutrientes. Dada esta característica de ausen- cia de aporte nutricional, a la caloría alcohólica se la denomi- na “caloría vacía”. Para conocer la cantidad de alcohol que contienen las be- bidas de consumo habitual se utiliza la siguiente operación matemática: Gramos de etanol4 = G° x ml x 0,80 / 100 Se reemplaza: • G°: por la graduación alcohólica de la bebida, que suele figurar en la etiqueta.• ml: por la cantidad en mililitros de be- bida consumida • El 0,80 expresa en la fórmula el peso de 1 gramo de alcohol puro que es 0,80 g. Una vez conocida la cantidad de gramos de etanol, es muy sencillo calcular su valor calórico ya que cada gramo de etanol produce 7 kilocalorías. Además de la ganancia calórica que implica el consumo de alcohol, su ingesta produce efectos muy diferentes según la edad y la condición fisiológica del individuo y, por supuesto, de la cantidad y de la frecuencia del consumo. • Cafeína: La cafeína es un alcaloide obtenido del café, del té y otros vegetales. No tiene valor calórico, ni vitamínico ni mineral alguno. Sin embargo, posee la capacidad de actuar a distintos niveles del sistema nervioso y de excitar las contrac- ciones de las fibras musculares lisas (intestino, corazón, etc.) • Otras sustancias químicas: La dieta diaria del hombre pue- de contener hasta 100.000 sustancias químicas (por ejemplo una taza de café contiene 1000). De estos, sólo 300 pueden clasificarse como nutrientes y 45 como nutrientes esenciales. No obstante, muchas de estas sustancias tienen una gran importancia en la alimentación humana. Por ejemplo, el ex- tenso y conflictivo capítulo de los aditivos empleados por la industria de la alimentación, que son utilizados ampliamen- te en la producción, el procesamiento, la conservación y el embalaje de los alimentos como conservantes, mejoradores, emulsionantes, antioxidantes y estabilizadores. En general, se desea mejorar o resaltar el aspecto y sabor de los alimentos, evitar el rápido deterioro, etc. Pero en muchos casos, su em- pleo ha sido seriamente cuestionado por los efectos adversos que pueden tener sobre la salud. Tal es el caso del bromato de K, prohibido en nuestro país, y empleado como mejorador en la fabricación del pan. 4etanol: alcohol de las bebidas, su molécula tiene dos áto- mos de C. Valor calórico de los alimentos Se define como valor calórico de los alimentos a la cantidad de Kcal. que se puede obtener de cada gramo de alimento. Como ya vimos, el valor calórico promedio de los elementos nutritivos es: ALIMENTO VALOR CALÓRICO Proteínas 4 Lípidos 9 Glúcidos 4 Vitaminas No contiene Minerales No contiene Agua No contiene Destacamos que se trata de valores promedio, ya que den- tro de cada uno de los tres grupos, los diferentes alimentos tienen pequeñas diferencias en valor calórico. Esta variabili- dad es algo mayor para el grupo de las proteínas, que en el organismo se oxidan en grado variable, dejando sin degradar diferentes residuos que se eliminan del cuerpo conservando valor energético. Para recordar: Aunque el alcohol proporciona energía a razón de 7 Kcal./g, y debe ser tenido en cuenta a la hora de calcular el total ca- lórico ingerido, no se lo incluye como alimento debido a su baja calidad nutricionaly a que su ingesta excesiva es tóxica y potencial- mente adictiva. Valor calórico total La ración calórica diaria o valor calórico total (VCT) es la cantidad total de kilocalorías consu midas por un individuo en un día. Podemos hablar de un VCT teórico, que es la cantidad de Kcal. que el individuo debería incorporar de acuerdo con su sexo, edad, talla, peso teórico y actividades que despliega y de un VCT real, que es la cantidad de Kcal. producidas por la metabolización de los alimentos que ingiere. • VCT teórico: Se obtiene a través del manejo de valores tabulados de peso ideal (según sexo, edad, talla) y del re- querimiento calórico diario de acuerdo a la actividad que se realiza. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 123 VCT teórico = peso teórico en Kg. x necesidad calórica expresada en Kcal. Por Kg. de peso teórico, según la acti- vidad del individuo • • VCT real: Para calcularlo, debemos conocer qué ali- mentos y en qué cantidad por día los ingiere el indivi- duo. Una vez conocida esta información, se procede de la siguiente manera: 1. Utilizando una tabla de composición de alimentos, se determina la cantidad en gramos de proteínas, lípidos y carbohidratos que contiene cada alimento ingerido. 2. Se opera matemáticamente multiplicando por 4 los gra- mos de proteínas y de carbohidratos y por 9 los gramos de lípidos, para obtener el valor calórico de cada una de las tres clases de nutrientes ingeridos con los alimentos. 3. Finalmente, se suman las cantidades obtenidas en el pun- to anterior para hallar el total de Kcal. 4. Recordar que si se consume alcohol, las Kcal. aportadas por éste deben ser tenidas en cuenta para obtener el VCT real. Importante: Debido a la variación diaria, se recomienda recabar la infor- mación durante 3 días, entre los que se debe incluir un día del fin de semana. Luego, efectuar los 4 pasos anteriores para cada día y calcular el valor promedio del VCT real diario (sumando las Kcal. de cada día y dividiendo por 3). Fórmula calórica Toda dieta completa consiste en una mezcla de distintos tipos de nutrientes, energéticos y no energéticos. De hecho, ellos están combinados en los diferentes alimentos naturales, tanto vegetales como animales. Un Comité conjunto de la FAO (Food and Agriculture Or- ganization) y la OMS (Organización Mundial de la Salud), es- tudiando los requerimientos de energía y proteínas, estableció que cada individuo de una población tiene, para cada nutrien- te, sus propios requerimientos. Por lo tanto, el requerimiento de cada nutriente no se puede expresar con un solo valor para el conjunto de una población, sino mediante una franja o rango de valores posibles, con lí- mites mínimo y máximo. El límite mínimo es la cantidad de nutrientes por debajo de la cual las personas no pueden so- brevivir. El máximo corresponde a la cantidad por encima de la cual el nutriente se convierte en tóxico para casi todos los individuos. La edad, sexo y condición fisiológica (por ejemplo embarazo y lactancia) tienen una importancia crucial a la hora de estimar estos requerimientos. Se llama fórmula calórica al porcentaje de Kcal. de una die- ta que proviene de cada uno de los tres grupos de alimentos energéticos. La suma, que lógicamente es 100%, surge por lo tanto de adicionar tres valores, y en los casos que se consume alcohol, cuatro. Actualmente se aconsejan dietas con la siguiente fórmula calórica aproximada: Para mayor sencillez en los cálculos de la fórmula calórica, pueden adoptarse los siguientes valores promedio y/o límites: Para pensar: Hay poblaciones enteras cuyas dietas habituales, basadas en lo que les ofrece el ambiente en el cual viven, tienen fórmu- las calóricas muy diferentes de las que se han propuesto. Los esquimales tradicionales habitan en condiciones ambienta- les extremas que les demanda grandes esfuerzos físicos. Han prosperado con una dieta cuya energía proviene en un 45% de lípidos, y la mayor parte del 55% restante, de proteínas. Estos lípidos son de animales silvestres de la región y no del ganado. Balance energético individual Se entiende por balance a la relación resultante entre las en- tradas y salidas, y por balance energético, a la resultante final de las entradas y salidas de elementos energéticos. El balance energético de un individuo puede ser positivo, ne- gativo o estar en equilibrio. Se considera que un balance nor- mal es el que permite conservar el estado de salud o recupe- rarlo. Así, será normal que exista balance positivo en la mujer durante el embarazo y en el niño o en el adolescente que están creciendo, mientras que en el adulto sea equilibrado. En las personas sanas con libre disponibilidad de alimentos, el apetito garantiza que cubran sus necesidades energéticas. Pero la saciedad no siempre es suficiente para indicarnos en qué momento superamos esas necesidades. La ingestión de calorías en exceso respecto de las necesidades, hace que el cuerpo las almacene en forma de grasas. Se sabe que, bajo ciertas circunstancias, la tendencia a hacer reservas de grasas es una estrategia adaptativa de la especie humana para sobrevivir, en tanto que en otras conducirá al in- dividuo sobrealimentado a la obesidad. Mientras que esta re- serva de grasa es muy útil, por ejemplo, para los animales que hibernan, para los camellos que cruzan el desierto sin alimen- to o las aves que migran, es conveniente que los seres huma- nos ajusten su ingestión a sus necesidades, porque el exceso de Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 124 peso somete al cuerpo a un gran esfuerzo y deteriora la salud. Hay numerosas evidencias de la investigación epidemioló- gica que indican grandes diferencias entre los seres humanos en cuanto a su propensión a almacenar energía como grasa, lo que indicaría la existencia de diferentes estrategias nutri- cionales en la población. No se sabe en qué medida esas di- ferencias entre individuos se deben a causas genéticas y/o a modalidades adquiridas durante las primeras etapas del cre- cimiento intraútero y durante la infancia. No es sencillo pre- decir cómo responderá un individuo en particular a un cam- bio en ingestión energética: en qué proporción disminuirá su peso al comer menos y cómo se modificarán su composición corporal (% de lípidos versus % de proteínas) y su regulación metabólica. Por esto, al hacer recomendaciones de dietas no se pueden aplicar números como si tuvieran la precisión y la autoridad de tablas de constantes físicas. Ellas deben ser tomadas como simples guías, a la espera de progresos en investigación epide- miológica y de laboratorio que permitan profundizar en estos importantes aspectos de la nutrición. Análisis de la dieta Se han elaborado algunos indicadores y pautas que ayudan a realizar un análisis de ciertos aspectos de la nutrición o de las dietas consumidas. Entre ellos podemos destacar: Índice de Masa Corporal El índice de masa corporal indica el estado nutricional de la persona considerando dos factores elementales: su peso real y su altura. Este índice es el primer paso para conocer el estado nutricio- nal de cualquier persona. Su cálculo arroja como resultado un valor que indica si la persona de referencia se encuentra por debajo, dentro o excedida del peso establecido como normal para su tamaño físico. La ecuación matemática que permite obtener su valor es la si- guiente, considerando el peso de actual de la persona en kilo- gramos y su altura en metros: IMC = peso real / (altura2) El resultado alcanzado al efectuar esta operación, se compara con la siguiente tabla: Como se podrá presumir, lo recomendado para un buen es- tado nutricional es que el valor del IMC personal se encuentre dentro del rango especificado como normal, es decir, en valo- res que van desde 20 hasta 25. Índice de Contextura Corporal La contextura corporal de una persona se define de una manera muy simple. Se efectúa el cociente entre laaltura de la persona medida en centímetros y la longitud de la circun- ferencia de la muñeca, también medida en centímetros. Índice de contextura corporal = Talla (cm.) / circunferencia de la muñeca (cm.) El valor resultante se compara con la siguiente tabla: Alimentación recomendable Se denomina alimentación recomendable a aquella que “permite satisfacer los requerimientos nutricionales de los distintos períodos biológicos, contemplando los aspectos pla- centeros del comer y que contribuya a mantener el estado de salud, prolongar la vida laboral y llegar a un envejecimiento sin alteraciones patológicas”. Más allá de las pautas que luego detallaremos, una dieta recomendable debe poseer ciertas características básicas, for- muladas hace varios años por Pedro Escudero, médico argen- tino experto en Nutrición y fundador del Instituto Argentino de la Nutrición y pionero en el tema en toda América Latina. Estas características se conocen como Leyes Fundamentales de la Alimentación. Leyes Fundamentales de la Alimentación 1. Ley de la cantidad: La cantidad de alimentos ingeridos debe ser suficiente para cubrir las exigencias calóricas del or- ganismo y mantener el equilibrio de su balance. La dieta que cumpla con este requisito se considera suficien- te desde el punto de vista calórico. Si no cubre las exigencias calóricas para mantener el balance es insuficiente y si el aporte es superior a las necesidades se considera excesiva. 2. Ley de la calidad: Debe ser completa en su composición, ofreciendo al organismo proteínas, grasas, hidratos de carbo- no, vitaminas, minerales y agua para la normal composición de sus tejidos y humores. El aporte variado y completo de nutrientes es imprescin- dible para que las calorías de una dieta sean adecuadamen- te metabolizadas. En cambio, cuando un alimento se ingiere químicamente puro y en gran cantidad, como suele ocurrir actualmente con los azúcares refinados, éste suministra gran parte de las calorías necesarias para la vida. Pero estas calorías se vehiculizan en un único tipo de glúcido y no se acompañan de otros nutrientes como proteínas, vitaminas y minerales. Toda alimentación que cumpla con esta ley se considera completa, mientras que el régimen en el que falte o se halle considerablemente reducido algún principio se denomina ca- rente. 3. Ley de la armonía: Las cantidades de los diversos princi- pios energéticos que integran la alimentación deben guardar una relación de proporción entre ellos. Actualmente, se tie- ne como referencia general una fórmula calórica que estipu- la para las proteínas una proporción entre el 10 y el 15% del valor calórico total, para las grasas entre el 25 y el 30% con la Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 125 siguiente distribución: 10% de grasas saturadas, 10% de grasas monoinsaturadas y 10% de grasas poliinsaturadas; y para los hidratos de carbono entre el 50 y el 60%. Al considerar estas cifras, debe tenerse presente el no caer en sobre simplificacio- nes: los distintos períodos de la vida, así como diferentes con- diciones fisiológicas, hacen variar mucho los valores recomen- dables. Por ejemplo, los niños en etapas de rápido crecimiento tienen una demanda de proteínas mucho más alta. 4. Ley de la adecuación: La finalidad de la alimentación debe estar siempre supeditada a su adecuación al ser humano indi- vidual. Para ello, debe tenerse en cuenta tanto en la elección como en la preparación y administración de los alimentos: la edad, el sexo, el estado fisiológico o fisiopatológico, los gustos, hábitos y todos los factores económicos, geográficos, religio- sos que hacen de la alimentación un hecho cultural. Las cuatro leyes de la alimentación están relacionadas entre sí y se complementan, de modo que llega un momento en que el abandono de una de las leyes lleva forzosamente al incum- plimiento del resto. La ley universal que siempre debe cumplirse es la ley de la adecuación y cuando no se cumple con ella, el plan alimenta- rio es incorrecto. Referencias bibliográficas • Calderari SA, Gayol MC, Martínez SM y col. Biología. Segunda Unidad de Enseñanza Aprendizaje” Tercera Edi- ción corregida y ampliada. Facultad de Ciencias Médicas, Universidad Nacional de Rosario 1997. • Carmuega E, O´Donnell A: La alimentación complemen- taria. Bases científicas para el consejo alimentario durante los trascendentales primeros dos años de la vida. Boletín del Centro de Estudios sobre Alimentación Infantil, OMS 1998, 7: 1-24. • Enciclopedia Microsoft Encarta 2002. • Franco G. “¿Qué es la nutrición?”. Facultad de Medicina, UBA. • www.iacn.com.ar/Temas/columnas/nutrición • López LB, Suárez MM: Fundamentos de nutrición nor- mal (1ª.edición). Buenos aires, Editorial El Ateneo 2002. • Monterrey Gutiérrez P, Porrata Maury C. 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Cadenas de oxidación mitocondriales. Organi- zación general de las cadenas de oxidación mitocodria- les. Importancia energética de las cadenas de oxidación celular. Síntesis de ATP. Oxidación en anaerobiosis y en aerobiosis. Respiración celular. Papel central del ATP en el metabolismo energético. 3. Organización general del metabolismo oxidativo • Energía libre aportada por los alimentos. Metabolismo aerobio y anaerobio. Ciclo del ácido cítrico o Ciclo de Krebs. Nociones de energética. Energía, trabajo, energética La energía es una propiedad de la materia que le permite transformarse en trabajo, o a la inversa, formarse como resulta- do de un trabajo. No se puede apreciar en forma absoluta la energía contenida en un objeto o una cierta cantidad de sustancia, pero se pue- den medir las variaciones de esta energía cuando el sistema se transforma o hay intercambios de energía con otros sistemas. En particular, se pueden estudiar los intercambios de energía que se producen en sistemas aislados o cerrados. Como usted ya ha visto, se llama sistema cerrado a un conjunto de objetos físicos, por ejemplo, de moléculas, reunidos en una vasija ce- rrada y que no pueden intercambiar energía con el exterior. Si, en este recinto cerrado, una parte de las moléculas es objeto de una variación de energía, la otra parte sufre una variación contraria: existe entre ellas un intercambio de energía. La ciencia que estudia los intercambios de energía se llama “Ener- gética” y su aplicación a los seres vivientes es la energética biológica. Diversas formas de energía Existen diversas formas de Energía: calórica, química, lumi- nosa, mecánica, etc. Desde el punto de vista nutricional nos ocuparemos de la energía química, calórica y libre. La energía química está contenida en la estructura misma de las moléculas. La energía química de un compuesto está representada por el movimiento y posición relativa de los áto- mos y partículas componentes, por los enlaces y atracciones entre esos elementos, etc. Al producirse una transformación química, frecuentemente se rompen o forman enlaces, y a me- nudo el contenido energético de las moléculas involucradasdisminuye o aumenta. En las condiciones en las cuales se desenvuelven los organis- mos vivientes, las reacciones químicas se realizan en un medio de temperatura y presión constantes. La fracción de energía disponible para realizar un trabajo en estas condiciones se de- nomina Energía Libre. En una reacción química, si el/los reactivo/s posee/n un contenido de energía mayor que el de los productos, se libera energía durante la reacción. Aquí no interesa tanto el conteni- do energético de reactivos y productos, muy difícil de medir, sino el cambio producido durante la reacción. Como unidad de energía se usa el joule (o kilojoules) y la caloría (o kilocalorías). 1 Kcal. = 4,18 KJ Se asigna un signo a la cantidad de energía implicada en la transformación. Si el sistema libera energía, se le asigna valor negativo (–) y la reacción se denomina Exergónica. Por el contrario, si se aportara energía a este sistema, el valor sería positivo (+) y la reacción se denomina Endergónica. Una reacción que desprende energía se denomina exergónica. Una reacción que capta energía se denomina endergónica. Las reacciones del oxígeno en biología Acoplamiento entre reacciones endergónicas y exergónicas Las reacciones químicas son esencialmente transformacio- nes de energía, en virtud de las cuales la energía almacenada en los enlaces químicos se transfiere a otros enlaces químicos recién formados. En cualquier sistema vivo los intercambios de energía ocu- rren durante miles de reacciones químicas diferentes, muchas Energética Material recopilado por Locatto M, Caferra D, Masoni AM y Puche R. Química Biológica. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. QUÍMICA BIOLÓGICA Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 127 de las cuales se producen simultáneamente. La suma de todas estas reacciones se conoce como metabolismo (del griego me- tabole que significa “cambio”). Dentro del trabajo químico que las células llevan a cabo, se encuentran las reacciones químicas de síntesis que requieren aporte de energía y son, por lo tanto, endergónicas. Estas reac- ciones constituyen el anabolismo. Las células también están constantemente implicadas en la ruptura de moléculas de gran tamaño que liberan energía al romper sus enlaces. Estas reacciones son exergónicas y cons- tituyen el catabolismo. Podríamos decir entonces que el flujo de energía es la esencia de la vida, ya que uno de los fenó- menos que han permitido a los seres vivientes crecer y evo- lucionar en forma independiente de su medio es la existencia de acoplamiento entre reacciones exergónicas y reacciones endergónicas. Que una reacción proceda o no en forma espontánea de- pende del cambio en la energía libre (ΔG). Esta variación de energía libre se calcula como: ΔG = Gf − Gi donde Gf es la energía contenida en los productos y Gi es la energía contenida en los reactivos. Todas las reacciones químicas cursan en la dirección de me- nor energía libre (ΔG < 0, proceso exergónico o espontáneo, con liberación de energía). Ejemplo de estas reacciones en nu- trición son los procesos de degradación de los alimentos. En cambio en los procesos de síntesis, como la energía de los productos es mayor que la de los reactivos, el ΔG es mayor que cero (proceso endergónico, no espontáneo). Estos procesos se acoplan a los exergónicos para captar la energía que desprenden aquellos y formar nuevos enlaces quí- micos. Podemos hablar de reacciones acopladas en las cuales el balance energético total del proceso sea exergónico y pueda proceder espontáneamente. La molécula que frecuentemente suministra la energía que necesitan estas reacciones acopladas es el ATP1. El ATP El ATP no es una reserva de energía: es una moneda de intercambio utilizada sin cesar. Los sistemas celu- lares son concebidos para reponer en forma permanente el ATP a partir 1. Recordar: Durante el módulo Niñez, del Área “Crecimiento y Desarrollo” usted conoció la estructura de este nucleótido. del ADP y AMP. En consecuencia, estas moléculas tienen una renovación muy rápida de su último residuo fosfato y un poco menos rápida, de su segundo residuo fosfato. El ATP pierde rápidamente su energía química cediéndola a las reacciones endergónicas, como se observa en el ejemplo siguiente: ATP ADP + Pi ΔG º = (– 7,3 Kcal/mol o – 30,5 KJ/mol) Recuerde que este flujo energético no es aprovechable en un 100% en los seres vivos, ya que un buen por- centaje se pierde como calor. Es necesario que funcionen en forma permanente potentes mecanismos de formación de ATP a partir de ADP, con el fin de que las reacciones endergónicas dispongan del ATP, cuan- do este sea necesario para su realización. Para que esto ocurra, el ADP debe fijar un residuo de fosfato para poder volver a servir como fuente de energía. ADP + Pi + energía ATP ΔG = +7,3 Kcal./mol o 30,5 KJ/mol La abreviatura Pi representará una molécula de fosfato mi- neral. El ATP tiene un papel central en el metabolismo. Es la moneda energética de la célula que puede gastarse de inmediato. Reacciones de oxidorreducción Descripción de las reacciones de oxidorreducción Lavoisier fue el primero en reconocer que el oxígeno era ca- paz de combinarse con otros elementos para dar compuestos que llamó óxidos. Toda ganancia de oxígeno se considera una oxidación. Posteriormente, se percibió que la pérdida de hidrógeno en una molécula era también característica de un grupo de reac- ciones llamadas oxidaciones. Por otra parte, la pérdida de oxígeno o ganancia de hidróge- no involucra reacciones de reducción. El caso de los iones metálicos es difícil de describir, ya que su oxidación se produce por la pérdida de electrones, y su re- ducción por la ganancia de los mismos, sin intervención di- recta del oxígeno o del hidrógeno. Por ejemplo, el hierro en estado ferroso se oxida a hierro férrico por cesión de un elec- trón. Esto no puede hacerse sin que una sustancia oxidante conveniente esté presente para fijar ese electrón. En consecuencia, se ha generalizado definiendo los fenóme- nos de oxidorreducción como “intercambio de electrones”. Oxidación se define como ganancia de oxígeno, pérdida de hidrógeno o pérdida de electrones. Cuando hay una oxida- ción, un reductor se oxida. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 128 Reducción es en cambio, pérdida de oxígeno, ganancia de hidrógeno o ganancia de electrones. Una sustancia oxidante es una sustancia capaz de tomar electrones de otra. Una sustancia reductora es una sustancia capaz de ceder electrones a otra. En este tipo de reacciones, existe siempre una sustancia que se reduce, mientras que otra sustancia se oxida. Otro ejemplo de moléculas en diferentes estados de oxi- do-reducción se observa en el caso siguiente: una molécula de glucosa y un ácido graso de 6 átomos de carbono (hexanoico) cuyas fórmulas son: Glucosa: C6 H12 O6 Ac. Hexanoico: C6 H12 O2 La molécula de hexanoico se encuentra más reducida que la de glucosa (para confirmar esta observación, cuente el número de carbonos, oxígenos e hidrógenos que posee cada molécula y calcule la relación O2 /H2 en cada una de ellas). Posteriormente volveremos sobre este punto. Oxidación en anaerobiosis y en aerobiosis1 Las deshidrogenaciones (una de las formas de la oxidación) necesitan la puesta en juego de coenzimas que reciben los electrones y los protones quitados al sustrato en el curso de la reacción. Sustrato-H2+ NAD+ sustrato oxidado + NADH + 1 H+ (sustrato reducido) Este tipo de reacción comprende siempre la oxidación de un sustrato, acompañada de la coenzima NAD (dinucleótido de adenina y nicotinamida que capta los protones y electrones) y catalizada por deshidrogenasas. La cantidad de coenzima presente en una célula es siempre escasa. Si no existiera un mecanismo para reoxidar la coenzi- ma reducida, la reacción de oxidación del sustrato se detendría rápidamente y la célula no dispondría más de energía química. El mecanismode reoxidación consiste en ceder los elec- trones o los H+ a un aceptor adecuado. Para nuestra vida, el aceptor de protones y electrones es el oxígeno y el producto final es agua. El conjunto de las reacciones que permiten la oxidación de una molécula de sustrato de naturaleza orgánica a CO2 y la eliminación de los H+ o de los electrones procedentes de esta molécula en forma de agua, se llama respiración celular. La estructura electrónica del oxígeno, que hace de él un buen aceptor de electrones, y su presencia en cantidad impor- tante en la atmósfera han conducido a muchos organismos a utilizarlo como aceptor en lugar de los productos de fermen- tación. El oxígeno no llega directamente hasta el sustrato. Los electrones fijados por la coenzima de oxidorreducción inicial son transmitidos por medio de dispositivos más o menos complejos, generalmente fijados a membranas biológicas, en especial mitocondriales. Algunas fases del transporte de elec- trones, entre esta coenzima y el oxígeno, están acompañadas 2. Recuperar los conocimientos de enzimas y coenzimas desarrollados en el Área “Crecimiento y Desarrollo”. de un intercambio de energía que permite la fijación de una molécula de fosfato mineral a una molécula de ADP para for- mar el ATP. Como en el caso de nuestras células, el aceptor es el oxígeno, el producto eliminado al final de la oxidación es el agua, la cual recibe el nombre de “agua de origen metabólico”. Para un hombre adulto, la cantidad promedio de agua formada por las oxidaciones es del orden de 250 ml por día. La respiración celular ocurre en organelas especializadas: las mitocondrias, a las que se aporta el oxígeno captado a partir del aire por el aparato respiratorio. La respiración celular pro- duce liberación de energía. Esa energía es captada por el ADP para formar ATP. Esta síntesis de ATP recibe el nombre de “fosforilación oxidativa” (acoplada a la respiración celular). Este proceso cubre cerca del 90% de las necesidades energé- ticas de los seres vivos. Existen también las Fosforilaciones a nivel de sustrato (que ocurren sin la intervención del O2, por eso también se las llama anaeróbicas). Esta últimas son insu- ficientes para obtener la energía que los seres vivos necesitan a lo largo de su ciclo biológico, pero sin duda constituyen una ayuda en ciertas condiciones. Ya volveremos sobre este tema más adelante. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 129 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 130 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 131 MÓDULO ADOLESCENCIA Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 132 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 133 UNIDAD PROBLEMA 5 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 134 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA Objetivos generales abordados • Relacionar la estructura y el funcionamiento del sistema digestivo del ser humano en los diferentes ciclos vitales • Reflexionar sobre los factores biológicos, psicológicos y sociales que regulan la alimentación • Comprender la importancia de la nutrición en la promoción de la salud • Entender las transformaciones de materia y energía necesarias para mante- ner la organización y funciones del organismo Objetivos específicos: • Conocer los factores que se deben tener en cuenta para brindar una dieta que cumpla con las leyes de alimentación y las pautas recomendadas para una dieta saludable. • Integrar los movimientos intestinales organizados y regulados en el proceso digestivo global. • Conocer las bases físicas del transporte transepitelial • Comprender la relevancia de las secreciones en la digestión de los alimentos • Relacionar la estructura del tubo digestivo y su irrigación con los procesos de absorción de nutrientes • Jerarquizar el rol del metabolismo de las grasas para los requerimientos energéticos del organismo • Entender el significado de las representaciones sociales del cuerpo • Diferenciar los conceptos de soma y cuerpo Magalí tiene 15 años, consulta porque percibe ruidos en el abdo- men. Refiere que desea bajar de peso y por eso consume un pro- ducto para disminuir la absorción de grasas que compró a través de una red social. UNIDAD 05 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 135 PROPUESTAS DISCIPLINARES Anatomía Normal Contenidos Yeyuno-Ileon: Ubicación. Características morfológicas. Relaciones. Funcio- nes. Irrigación. Inervación. Irrigación. Aorta abdominal. Ramas colaterales y terminales. Venas. For- mación de Vena Porta y Vena Cava Inferior. Linfáticos de abdomen. Anastomosis Porto-cava. Inervación. Plexo Hipogástrico. Plexo Solar. Cadena Simpática Lumbar. Ubicación. Formación. Ramas colaterales y terminales. Pared abdominal: Músculos. Vainas. Aponeurosis e inserción. Irrigación. Inervación. Topografía. Actividades • Seminario disciplinar: Irrigación del sistema digestivo. Anastomosis Por- to-Cava. Inervación autónoma. • Seminario disciplinar: Pared abdominal. Topografía. Biología Contenidos Necesidades nutricionales según temperatura del ambiente, sexo y activi- dad física. Gasto energético en condiciones basales y en actividad. Termogénesis. Relación entre metabolismo basal, edad y sexo. Análisis crítico de la dieta. Leyes de Escudero. Actividades • Taller disciplinar: Análisis crítico de dietas. Bibliografía específica • Calderari S, Gayol MC, Martínez SM y otros. Requerimientos energéticos en condiciones de reposo y en actividad. Cátedra de Biología. Facultad de Cien- cias Médicas, UNR. • Silbert T, Mulnit M. Manual de Medicina de la Adolescencia. Nutrición. OPS, Serie Paltex, Nº 20: Cap. 3. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 136 Bibliografía optativa • López LB, Suárez MM. (2002).Fundamentos de Nutrición Normal. Editorial El Ateneo. Histología y Embriología Contenidos Intestino delgado. Páncreas: características generales. Páncreas exócri- no. Acinos pancreáticos y porción conductora. Páncreas endócrino. Desarrollo embriológico de las glándulas anexas. Actividades • Laboratorio disciplinar: Estómago, Intestino delgado y grueso. Física Biológica Contenidos Transporte activo y transporte transepitelial de solutos. Transporte activo primario y secundario. Cotransporte y contratransporte. Transporte transepitelial de solutos. Actividades • Laboratorio disciplinar: Transporte activo y transporte a través de epitelios. Bibliografía específica • Poggi J, Mengarelli G, Spengler M. Transporte activo y transporte transepi- telial de solutos Fisiología Humana Contenidos Secreciones que llegan a nivel del duodeno: secreción pancreática (en- zimática, hidroelectrolítica) y biliar; características y regulación. Secreciones intestinales. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 137 Motilidad del intestino delgado. Fenómenos eléctricos y mecánicos en el intestino. Ritmo eléctrico básico. Movimientos propulsivos (peristaltismo) y de mezcla (segmentación). Complejo motor migrante. Absorción en el tubo digestivo: correlación histofisiológica. Principales sitios de absorción de los nutrientes. Absorción de electrolitos: mecanismos de transporte específico para Na+, Cl-, K+ y bicarbonato. Absorción de hidratos de carbono, proteínas y lípidos. Absorción y metabolismo del hierro y del calcio, regulación. Absorción de vitamina B12 Actividades • Seminario disciplinar: Secreciones pancreática, biliar e intestinal • Seminario disciplinar: Absorción intestinal Medicina y Sociedad Contenidos Cultura, modas, cuerpo y alimentación. El cuerpo y la cultura. Moda y alimentación. Impacto de los medios de comunicación. Bibliografía específica • Boltansky L. (1975). Los usos sociales del cuerpo. Editorial Periferia. • Contreras Hernandez J, Amaiz MG. (2005). Cuerpo, dieta y cultura. En Contreras HernandezJ y Amaiz MG. Alimentación y Cultura. Perspectivas Antropológicas. Editorial Ariel. Psiquiatría Adultos Contenidos El cuerpo, sede de inscripciones. Pubertad. Adolescencia. Problemáticas alimentarias Actividades • Seminario disciplinar: El cuerpo, sede de inscripciones Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 138 Bibliografía específica • Bercoff E. (2021). El cuerpo, sede de inscripciones (páginas 53-70). En: Psi- quiatría, sus aportes a la formación del futuro médico. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. Química Biológica Contenidos Degradación de triglicéridos. Metabolismo del glicerol. Destino del glice- rol desde el punto de vista catabólico. Catabolismo de ácidos grasos. Beta-oxi- dación. Cetogénesis. Biosíntesis de ácidos grasos. Biosíntesis de triglicéridos. Comparación de energía obtenida entre un ácido graso de 6 átomos de carbono y la glucosa, relacionarlo con el valor calórico que tienen los glúcidos (4 kcal/g), lípidos (9 kcal/g) y proteínas (4 kcal/g). Actividades • Seminario disciplinar: Metabolismo Parte III Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 139 AUTOEVALUACIÓN Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 140 Lista de cotejos (o check list) El objetivo de la misma es que el estudiante pueda autoevaluar su proceso de aprendizaje. Para ello debe reflexionar para cada objetivo de conocimientos o actitudes si el mismo ha sido alcanzado o no completando el casillero correspon- diente en cada columna. Puede además indagar el porqué de esos resultados e introducir comentarios en la columna correspondiente. Esto permitirá controlar el avance o no en el estudio de cada Unidad Problema y, junto con su tutor buscar las razones por las cuáles no pudo cumplimentar los objetivos planteados y trabajar en conjunto con él y sus compañeros para mejo- rar su rendimiento. Esta evaluación tiene carácter formativo, por lo cual no se incluirá para decidir la regularidad o el acceso a la condición de coloquio. CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Integra los mecanismos de absorción de los nutrientes con la estructura del intestino Relaciona lo anterior con las funciones del duo- deno, hígado y páncreas Entiende los mecanismos de transporte tran- sepitelial Describe la proyección topográfica de los dis- tintos órganos en la pared abdominal Analiza en forma crítica una dieta Aplica las leyes de la termodinámica para entender las necesidades nutricionales del adolescente Comprende el rol del metabolismo de las grasas en el flujo de energía indivi- dual Diferencia los diferentes tipos de movi- mientos digestivos DE CONOCIMIENTOS Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 141 CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Es puntual. Participa activamente. Interactúa con los demás. Es respetuoso con el docente y sus compañe- ros. Utiliza un vocabulario pertinente. Concluye las actividades. ACTITUDINALES Jerarquiza el rol de los medios en la alimentación Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 142 CONTENIDO Material bibliográfico • Biología. Requerimientos energéticos en condiciones de reposo y en actividad. • Física Biológica. Transporte activo y transporte transepitelial de so- lutos. Laboratorios • Biología. Taller: Análisis crítico de dietas. • Física Biológica. Transporte activo y transporte a través de epitelios. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 143 Respecto del consumo energético humano, las entradas co- tidianas de energía contenida en los alimentos definen el con- sumo energético interno (CEI). En los adultos, y desde épocas remotas, el CEI se mantiene oscilando entre 2 x 103 y 3.5 x 103 Kcal./día. Para determinar el CEI de una población se toma como pa- trón de referencia el promedio de los consumos energéticos de grupos de individuos. Sin embargo, aunque una persona pueda consumir exactamente el valor promedio, en la mayo- ría de los casos no coincidirá sino que será mayor o menor. Este es un ejemplo más de la variabilidad biológica individual, que para esta variable1 es muy notoria. Algunas personas son saludables y activas aunque consuman sólo la mitad de ener- gía de la que necesitan otras. Es por ello que todas las tablas que recomiendan raciones alimenticias son aplicables a indi- viduos teóricos o a grupos de población en conjunto, pero no tan exactamente a personas aisladas. Cuando estamos despiertos y efectuamos movimientos conscientemente, el cuerpo utiliza energía para realizar tra- bajo. Pero aún mientras descansamos o dormimos, utilizamos energía para que el corazón efectúe su bombeo, para mante- ner el tono muscular y para conservar la temperatura corporal constante. Nuestras necesidades energéticas podrían esque- matizarse así: Requerimientos cuando estamos en reposo Requerimientos durante la actividad A. Termorregulación B. Metabolismo Basal A. Termorregulación B. Metabolismo Basal C. Trabajo Veamos en qué consiste cada uno de estos tipos de requeri- mientos energéticos. Termorregulación La temperatura del cuerpo se mantiene constante en alre- dedor de 37º C. Si esto no fuera así, las reacciones fisiológicas no serían compatibles con la vida. El ser humano, como los demás mamíferos, es homeotermo. Los homeotermos son seres que mantienen una tempe- ratura corporal casi invariable aunque su ambiente sufra cambios de temperatura relativamente grandes. 1 Variable: Toda característica, propiedad o atributo susceptible de cambiar de valor (en este caso el CEI). La respiración celular es un proceso que tiene lugar en las mitocondrias para producir las moléculas de ATP o “mone- das energéticas” necesarias para el funcionamiento orgánico. Durante la respiración se desprende calor. Hasta hace poco se creía que el calor se desprendía exclusivamente durante la respiración celular generadora de ATP. Ahora se sabe que en algunas mitocondrias y bajo ciertas circunstancias, los ciclos respiratorios pueden inhibirse dando lugar a verdaderos cor- tocircuitos metabólicos exclusivamente productores de calor. Con el descubrimiento de esta fuente alternativa de calor, toda la producción de calor animal ha dado en llamarse termogénesis. En los homeotermos, el mantenimiento de la temperatura corporal implica un gasto de energía considerable a medida que la temperatura ambiental se aleja en más o en menos de un valor óptimo, que en el hombre está entre 20 y 21º C. Cuan- do la temperatura ambiental está en dicho valor, se dice que existe termoneutralidad, o bien que el organismo está en equi- librio térmico con el ambiente. El organismo produce calor en forma constante, el cual es empleado para el mantenimiento de la temperatura y que tam- bién se disipa regularmente al exterior. Al descender la tempe- ratura del ambiente, un mecanismo para aumentar la produc- ción metabólica de calor es temblar o tiritar. Este mecanismo se llama termogénesis con temblor y es un modo efectivo, aunque no siempre suficiente, para mantener la temperatura corporal. La producción de calor orgánico mediante procesos meta- bólicos distintos se llama termogénesis sin temblor. Para su producción es fundamental el tejido adiposo pardo. Es un te- jido adiposo distinto del tejido de reserva o adiposo blanco. Primero fue descubierto en animales que hibernan y luego se comprobó su existencia en el recién nacido humano. En el tejido adiposo pardo tienen lugar procesos metabóli- cos, fundamentalmente productores de calor. Estos circuitos metabólicos han recibido el nombre de ciclos fútiles (inútiles) ya que, al no producir ATP, parecían carentes de utilidad. El tejido adiposo pardo, como productor de calor orgánico, tiene gran importancia en el recién nacido como defensa frente al frío ambiental. Su verdadera importancia en los adultos está en estudio. Existe gran variabilidad individual en cuanto a la magnitud de la termogénesis. Las personas contermogénesis muy activa pueden ingerir abundantes alimentos calóricos sin aumentar Requerimientos energéticos en condiciones de reposo y en actividad Calderari S, Gayol MC, Martínez SM, Posadas M, Romano G, Tarrés MC. Cátedra de Biología. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. BIOLOGÍA MATERIAL BIBLIOGRÁFICO Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 144 de peso, ya que gran parte de la energía ingerida se convierte en calor y no en tejido adiposo de reserva. Al estudiar el ritmo diario de termogénesis comprobamos variaciones que son normales. Cuando la temperatura del ambiente desciende por debajo del valor de termoneutralidad (o equilibrio térmico para el organismo), la termogénesis au- menta en forma aproximadamente proporcional al descenso de la temperatura ambiental. Este mecanismo se conoce como termogénesis termorreguladora o adaptativa al frío, o efecto térmico del frío. La termogénesis termorreguladora es una producción de calor orgánico que aumenta a medida que disminuye la temperatura ambiental. Metabolismo basal Se llama metabolismo basal (o termogénesis obligada) a la energía que disipa como calor una persona en estado de re- poso físico y mental, y en equilibrio térmico con el ambiente. También puede decirse que el metabolismo basal es la canti- dad de calorías disipadas por un individuo en su trabajo me- tabólico de reposo. El metabolismo basal es la disipación mínima de energía que el individuo efectúa para sostener sus funciones vitales. La medición del metabolismo basal se efectúa bajo con- diciones regladas, llamadas condiciones basales. La persona debe estar en reposo, acostada, con los ojos cerrados, en am- biente termoneutral, etc. La tasa de metabolismo basal (TMB) se expresa en Kcal. disipadas por unidad de tiempo y por uni- dad de superficie corporal, ya que la energía disipada varía en función de la superficie del cuerpo. Esta última se calcula a partir de la altura y del peso. Una persona adulta disipa aproximadamente del 60 al 70% de las calorías que ingiere para mantener sus funciones orgá- nicas, con variaciones según edad, sexo, peso, altura y esta- do de salud. El buen funcionamiento de la glándula tiroides es indispensable para que la TMB se mantenga dentro de los valores normales. Dado que la TMB depende fundamental- mente de la masa magra o tejido metabólicamente activo que en mayor medida es tejido muscular, los varones tienen una TMB mayor que las mujeres. Con el aumento de la edad, la TMB disminuye aproximadamente en un 5% cada 10 años. De manera que a los 75 años la necesidad de energía para el metabolismo basal, es bastante menor que la que se tiene a los 25 años. Trabajo La disipación de calor aumenta cuando se efectúa actividad física. Pequeños esfuerzos posturales bastan para que el gasto energético aumente. Los movimientos musculares de cierta intensidad estimulan la termogénesis por ejercicio físico. La digestión y la asimilación de los alimentos también im- plican un gasto de energía y producen disipación de calor. Se llama termogénesis postprandial o efecto térmico del alimen- to a la producción de calor que se produce como consecuencia del trabajo de digestión y absorción de alimentos. El trabajo físico de cierta intensidad y el trabajo digestivo se acompañan de las llamadas termogénesis por ejercicio y termogénesis postprandial. Se han estudiado, calculado y tabulado los valores prome- dio del gasto energético medido en Kcal./día de las personas adultas tanto varones como mujeres, según sean sedentarios o realicen actividad física moderada, pesada o muy pesada. Como en el caso del metabolismo basal, la disipación caló- rica debida a la actividad física suele ser mayor en los varones, porque tienen más masa muscular y, por lo tanto, mayor can- tidad de tejido metabólicamente activo que las mujeres. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 145 Temario: • Transporte activo secundario. Cotransporte y contra- transporte. • Transporte transepitelial Introducción Los seres vivos estamos conformados por compartimentos que contienen diferentes fluidos con muy distintas composi- ciones: orina, bilis, sangre, humor acuoso, sudor, saliva, leche materna, jugo pancreático, etc. Estos espacios, están limitados por membranas compuestas por capas de células cuyas pro- piedades definen tanto su propia composición como la de los líquidos circundantes Los epitelios constituyen barreras que separan el medio in- terno del organismo de otros espacios (luz del tubo digestivo, luz del túbulo renal ). El transporte de solutos y de agua a tra- vés de estos epitelios, tiene por tanto, un rol muy importante en el mantenimiento de la homeostasis del medio interno. Un epitelio está compuesto por una capa de celulas ininterrumpi- da y conectadas entre si por complejos proteicos. Estas unio- nes funcionan como dispositivos selectivos de permeabilidad y, además, marcan el límite entre la membrana apical (en con- tacto con la luz) y la membrana basolateral (en contacto con el intersticio). Debido a que la composición del medio interno difiere so- bremanera del espacio “exterior”, y que, del mantenimiento de dicha diferencia depende la vida, todos los epitelios están ex- puestos a gradientes de concentración y de potencial eléctrico generados entre el lado luminal y el intersticial. (figura 1) Fig 1: Se ilustra el intestino delgado. En dicho diagrama se enfatizan algunos de los rasgos más característicos de tales cé- lulas. El gradiente electroquímico existente en la membrana api- cal es diferente al de la membrana basolateral, siendo el in- terior celular común para el intersticio y la cara luminar. El mantenimiento de los gradientes electroquímicos a través de las membranas apical y basolateral es posible porque todos los epitelios comparten, la presencia de uniones estrechas. Algu- nas de las características básicas de los epitelios son: • Presencia de la bomba Na+ - K+ - ATPasa en la membra- na basolateral • Numerosos canales de K+ (independientes de voltaje) que reciclan el K+ introducido en la célula por la bomba citada, generando así un gradiente para el mismo (prin- cipal determinante de la diferencia de potencial en esta membrana: ∆V=50-60 mV interior negativo) • Concentración de Na+ intracelular (10-30 mM), muy inferior a la del espacio extracelular, situación que tam- bién es sostenida por la funcionalidad de la bomba. Este importante gradiente de Na+ es utilizado como determi- nante de la entrada del mismo a la célula (canales de Na+ apicales) y para el transporte secundario de otros solutos. • La principal consecuencia de la existencia de gradientes electroquímicos diferentes en la membrana apical y en la membrana basolateral de los epitelios es que estas células pueden promover la absorción o secreción de distintos solutos. Analizaremos algunas situaciones particulares, teniendo en cuenta conceptos termodinámicos. Todo proceso no espontáneo se acompaña con variación de energía libre positiva (∆F > 0). La transferencia de soluto pro- ducida por un transporte activo tendrá lugar sólo si se asocia a otro proceso que implique una disminución de F, de manera que el cambio global de F sea negativo (proceso espontáneo, exergónico, irreversible). Este proceso que proporciona el componente con ∆F nega- tivo se suele denominar “fuente de energía” y en una célula lo proporciona el metabolismo. Es decir que el transporte acti- vo está íntimamente acoplado al metabolismo celular para la provisión de energía. Según la fuente de energía el transporte activo se clasifica en transporte activo primario o transporte activo secundario. El transporte activo se denomina “primario” cuando está acoplado al proceso de una reacción química exergónica, tal como la hidrólisis del ATP en ADP y Pi (fósforo inorgánico). Es decir que los sistemas primarios de transporte activo son aquellos cuya fuente de energía es la reacción dedegradación de una sustancia a un estado de menor energía libre. Un ejem- plo de transporte primario es la bomba de Na+ - K+- ATPasa antes mencionada (figura 2). Transporte activo y transporte transepitelial de solutos. Guillermo Mengarelli, Josefina Poggi, María Isabel Spengler. Biofísica. FÍSICA BIOLÓGICA Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 146 Entonces, el transporte activo de Na+ y K+ es impulsado y sostenido por la degradación del ATP. El transporte activo se denomina “secundario” cuando está acoplado al flujo de otros solutos a favor de un gradiente crea- do previamente por un transporte activo primario (el que le provee energía libre). Son ejemplos: la salida de protones (H+) y el ingreso de glucosa y aminoácidos en las células del túbulo contorneado proximal renal. Si el movimiento de una sustancia en un sentido induce la transferencia de otra sustancia en igual sentido, dicho proceso se denomina cotransporte. La entrada de glucosa y aminoáci- dos en las células del intestino delgado impulsada por la dife- rencia de potencial electroquímico del sodio se produce por cotransporte. (figura 3 a) Por el contrario, la salida de protones de la célula utiliza como fuente inmediata de energía la entrada de sodio impul- sada por la diferencia de potencial electroquímico del mismo, diferencia que está generada y mantenida por el transporte ac- tivo de dicho ión (que es un proceso primario). En este caso, en que el movimiento de una sustancia con disipación de su gradiente de energía (∆F < 0) promueve la transferencia de otra sustancia en sentido opuesto, el proceso recibe el nombre de contratransporte (figura 3 b). Fig. 3: La disipación del gradiente de Na+ impulsa al trans- porte activo secundario de glucosa (cotransporte) y de H+ (contratransporte). Transportes a través de las membranas epiteliales En el caso del epitelio del intestino delgado las células muestran una polaridad anatómica, son fácilmente distingui- bles por su estructura la superficie apical (que da a la luz) y la zona basal (que da hacia el lado intersticial, en relación con el compartimento intravascular). En la superficie apical se ob- servan pliegues, vellosidades y microvellosidades que aumen- tan notablemente la superficie de intercambio (enterocitos con ribete en cepillo). Esta polaridad anatómica está en relación a una asimetría bioquímica. El conjunto de proteínas transportadoras de membrana en el borde ciliado que rodea la luz del intestino delgado es diferente de las proteínas transportadoras presen- tes en la membrana plasmática basolateral de la célula. Así se ha comprobado que solamente la membrana basal y lateral contiene la Na+- K+ - ATPasa, y que la permeabilidad a las distintas sustancias es diferente en ambos polos. Las células que revisten el epitelio intestinal se encuentran conectadas con las células vecinas por uniones estrechas cerca de sus superficies luminares. Las uniones estrechas tienen al- gunas “fugas”, es decir son algo permeables al agua, los iones y a pequeñas moléculas hidrosolubles. La transferencia de sustancias a través de las células epite- liales se denomina transporte transcelular, (figura 1), mien- tras que el movimiento “a través” del epitelio por las uniones estrechas y los espacios intercelulares laterales se denomina transporte paracelular. Los espacios entre las células epiteliales vecinas se denomi- nan grietas laterales y están cerradas en el extremo inferior por la membrana basal del epitelio. Resumiendo: • Na+ es bombeado al interespacio o grietas laterales por la bomba Na+- K+ - ATPasa, situada en la membrana ba- solateral. • Cl- y HCO3- también son transportados al espacio inter- celular, probablemente debido al gradiente eléctrico crea- do por el transporte electrogénico de Na+. La alta concentración iónica cerca del extremo apical del espacio intercelular produce un flujo de agua desde la luz a través de las células adyacentes hacia el espacio intercelular. El agua distiende los canales intercelulares debido al aumento de presión hidrostática. A consecuencia del flujo de agua desde las células adyacentes, el líquido se hace menos concentrado al ir atravesando el canal intercelular. Es gracias a esto que puede tener lugar absorción neta de agua, desde la luz del tubo diges- tivo hacia el plasma. (Fig. 4 conocimientos con mayor detalle serán abordados en el área de “El ser humano y su medio”). Los iones y el agua atraviesan luego la membrana basal del epitelio y pasan de este modo a los capilares. Fig. 4: Epitelio intestinal En la figura 1 se muestran células epiteliales adyacentes del intestino. En la célula se muestran los elementos involucrados en la absorción de glucosa desde la luz al espacio intersticial. En la luz, el Na+ se une a un transportador en la membrana apical y se mueve de la luz a la célula a favor del gradiente electroquímico, y por lo tanto no necesita aporte de energía. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 147 En este carrier también va unida la glucosa (cotransporte); el azúcar resulta transportado en la misma dirección que el Na+. El transporte de glucosa puede realizarse contra gradiente de potencial electroquímico, ya que la energía proviene del transporte pasivo de Na+. Una vez dentro de la célula, la glu- cosa difunde a través de la membrana (basolateral) por difu- sión facilitada hacia el espacio intersticial. De acuerdo a lo dicho hasta ahora se podría predecir que el movimiento primario del Na+ hacia el exterior celular causa- ría una diferencia de potencial eléctrico desarrollada a través del epitelio transportador. El valor de tal diferencia sería dife- rente en los diversos epitelio. En algunos tejidos la diferencia es de unos pocos milivoltios, en otros es tan alta como 100 mV. Esta variabilidad está en relación con la permeabilidad de las uniones estrechas (“fugas”). Cuando tales uniones son bastantes permeantes (epitelio abierto, leacky) no se desarro- lla una diferencia de potencial eléctrico importante ya que el movimiento de los aniones y cationes neutraliza parcialmen- te dicha diferencia. Al contrario, si las uniones estrechas son poco permeables (epitelio cerrado, tight) se puede desarrollar una diferencia más significativa de potencial eléctrico. El modelo celular de absorción transepitelial de NaCl fue propuesto por primera vez por Hans Ussing, pionero en el campo del estudio del transporte transepitelial. A pesar de que este modelo fue aplicado a la reabsorción de dichos iones a través de la piel de la rana, se ajusta perfectamente para expli- car la reabsorción de NaCl en el túbulo colector del riñón de mamíferos. 1. La actividad de la bomba Na+-K+-ATPasa en la membra- na basolateral hace que la concentración intracelular de Na+ sea inferior, generando así un gradiente electroquí- mico favorable para la entrada de Na+ en la célula. Este gradiente hace que el Na+ presente en el lumen del túbulo penetre en forma pasiva en la célula a través de la mem- brana apical. El Na+ que entra de este modo en la célula es bombeado hacia el exterior por la Na+-K+-ATPasa de la membrana basolateral, intercambiándolo por K+, que vuelve a salir de la célula de forma pasiva a través de los canales de K+ basolaterales. Así, se crea un flujo neto de Na+ desde el lumen hasta el intersticio. Este flujo neto de cargas positivas a través del epitelio, genera una corrien- te eléctrica que crea una diferencia de potencial entre el lumen (con carga negativa), y el intersticio, con carga po- sitiva. Este gradiente eléctrico se aprovecha para el trans- porte paracelular de cloruro, a través de las uniones. El resultado neto del proceso es la reabsorción de NaCl en el proceso de formación de la orina. 2. La absorción de glucosa en el túbulo proximal del riñón y en el intestino delgado se da, al igual que otros solutos orgánicos, mediante un transporte acoplado al gradien- te de Na+.Un buen ejemplo es el ya mencionado trans- portador unido a sodio/glucosa. Existen tres isoformas de SGLT (transportador para la absorción de glucosa) en las que varía la relación estequiométrica entre ambos solutos. Por lo tanto, recordamos que el gradiente elec- troquímico favorable para la entrada de Na+ en la célula, sirve como fuerza motriz para la acumulación de glucosa en el interior celular en contra de su propio gradiente de concentración. Como consecuencia de esta acumulación, la glucosa puede ser transportada de forma pasiva (e in- dependientemente del Na+), a través del transportador GLUT (transportador de glucosa, glucose transporter), situado en la membrana basolateral. 3. Existen células secretoras de NaCl tanto en el intestino, como en el epitelio pulmonar. Este proceso de secreción neta de NaCl se basa en la inserción en la membrana basolateral de estas células de un cotransportador que, utilizando el gradiente de Na+ creado por la bomba, transporta de forma secundaria cloruro al interior ce- lular. La molécula encargada de realizar esta función es el co-transportador de Na+-K+-Cl- (NKCC). El cloruro acumulado en el interior celular debido a la acción del NKCC es transportado de forma pasiva al lumen debido a la presencia de un canal de Cl apical. El resultado neto es el movimiento de carga negativa al lumen, impulsando el transporte pasivo de Na+ a través de la ruta paracelular. De esta manera, se produce la secreción de NaCl al lu- men, aunque la actividad de la Na+-K+-ATPasa bombee Na+ a través de la membrana basolateral al intersticio. Bibliografía • Fisiología. Philippe Meyer • Fisiología. Berne Levy • Transporte a través de membranas celulares. Garrahan. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 148 Análisis crítico de la dieta Troiano MF, Posadas M. Cátedra de Biología. BIOLOGÍA LABORATORIOS Y SEMINARIOS DISCIPLINARES Objetivos: Integrar los diferentes contenidos de la disciplina para la elaboración de planes nutricionales adecuados, (dietas saludables). Contenidos: • Análisis de la dieta • Alimentación recomendable Leyes fundamentales de la alimentación Guías alimentarias para la población argentina 2016 • Recuperar Contenidos de la Guía de Aprendizaje: 1. Sistemas abiertos y cibernéticos 2. Consumo energético en los seres vivos 3. Consumo energético humano, CEE, CCI y revoluciones por la energía 4. El consumo energético interno como flujo de energía a nivel humano indivi- dual. Traer tablas para nutrición (anexo Guía de Aprendizaje) Conceptos Básicos: Alimentación: • Acción de ingerir alimentos. Trasciende la mera necesidad de nutrirse ya que se encuentra cargada de significados culturales. Alimento: • Toda sustancia o mezcla de sustancias elaboradas o no que a ser incorpora- das cumplen o no funciones biológicas. • Cualquier sustancia normalmente ingerida por los seres vivos con fines nu- tricionales y psicológicos* (*satisfacción y obtención se sensaciones gratifi- cantes) • Es cualquier comida o bebida que el ser humano toma para satisfacer el apetito, hacer frente a las necesidades fisiológicas del crecimiento y de los procesos que ocurren en el organismo y suministrar la energía necesaria para mantener la actividad y la temperatura corporal. Nutrición: • La nutrición es principalmente el aprovechamiento de los nutrientes, mante- niendo el equilibrio homeostático del organismo. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 149 • Es el proceso biológico en el que los organismos asimilan los alimentos nece- sarios para el crecimiento y mantenimiento de sus funciones vitales. • Como ciencia la nutrición estudia todos los procesos fisiológicos que suce- den en el organismo para la asimilación del alimento y su transformación en energía. Esto implica el estudio del efecto de los nutrientes sobre la salud- enfermedad de las personas. Nutriente: • Compuesto químico procedente desde el exterior de la célula que esta nece- sita para realizar sus funciones vitales. Es tomado por la célula y transfor- mado en constituyente celular (a través de un proceso metabólico de biosín- tesis llamado anabolismo) o bien es degradado para la obtención de otras moléculas y energía. Los nutrientes son algunas de las sustancias contenidas en los alimentos. Los nutrientes que el hombre debe ingerir son: 1. Hidratos de carbono 2. Lípidos 3. Proteínas 4. Vitaminas 5. Minerales 6. Agua Se puede clasificar a los nutrientes en aquellos que aportan energía y los que no. De la lista anterior, decimos que los tres primeros son nutrientes energéticos y los últimos no energéticos. Se define Valor calórico o contenido calórico de los alimentos: a la cantidad de calor desprendido por la combustión de gramo de nutriente aportado por el alimento. Este valor puede determinarse quemando a sustancia en un calorímetro. Cuando metabolizamos un gramo • De proteínas obtendremos 4 Kcal, • De lípidos 9 kcal • De glúcidos 4kcal Debemos aclarar que al metabolizar el alcohol se obtiene energía a razón de 7 kcal por gramo de etanol. El alcohol no posee nutrientes, se consideran kilocalo- rías vacías, (si energía, no nutrientes).- “La energia aportada por los nutrientes se mide en calorías (cal) o en kilocalo- rías (kcal).” Valor calórico total: Es la cantidad de kilocalorías consumidas por un individuo en un día. VCT REAL Cantidad de kilocalorías que consume un individuo en un dia (se producen por la metabolización de los nutrientes energéticos que ingiere en un día). 1. Para calcularlo debemos conocer la cantidad de alimentos que ingiere el individuo por día. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 150 Debido a la variación en la ingesta diaria se recomienda recolectar información de 3 días. 2. Luego se procede a buscar en las tablas de composición de alimentos, para determinar la cantidad de gramos de nutrientes que contienen los alimen- tos ingeridos 3. Sabiendo que al metabolizar un gramo de proteínas se obtienen 4 kcal, de lípidos 9 kcal y de glúcidos 4 kcal. Se multiplicaran por 4, 9 , 4 los gramos de cada nutriente respectivamente 4. En caso de consumo de alcohol, se debe tener en cuenta El alcohol “kca vacía”, a razón de 7 kcal por gramo de etanol metabolizado VCTr: kcal de proteinas + kcal de glúcidos + kcal de lípidos + kcal de alcohol VCTr = kcal / día (unidad de medida) VCT TEÓRICO Cantidad de kcal que debería consumir un individuo en un día para cubrir sus requerimientos energéticos Se obtiene a través de valores tabulados: 1. Peso teórico (de acuerdo a sexo, edad y talla de la persona) Unidad: kg 2. 2. Actividad física que realiza (esto sería su requerimiento calórico) necesidades calóricas por kilo de peso teorico, por dia, según e tipo de activi- dad fisica Unidad: Kcal / kg / día VCT t: peso teórico x necesidad calórica según actividad física = kcal/ día Fórmula calórica: Porcentaje de kcal de una dieta que proviene de cada uno de los tres grupos de nutrientes energéticos. La suma lógicamente es 100%, (en el caso del consumo de alcohol, también se tendrá en cuenta). La recomendación para nuestra población es: • 15% Proteínas • 30% Lípidos • 55% H de C Índice de masa corporal Indica el estado nutricional de una persona considerando dos factores funda- mentales: Peso real y altura IMC= Peso/altura2 Valor normal entre 20 y 25 Bajo peso 18,5 a 20 Sobrepeso 25 a 30 (menos de 18,5 deficiencias nutricionales, mas de 30 0besidad) Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 151 Análisis de la dieta: leyes fundamentales de la alimentación: 1. Ley de la cantidad: La cantidad de kcal consumidas (energía), debe ser suficiente para cubrir los procesos vitales (energía metabólica) + la actividad física que desarrolla . VCT t = VCT r ….. +/- 10% ….. suficiente Real menor……. Insuficiente Real mayor……. excesiva 2. Ley de la calidad: La dieta debe contener todos los nutrientes, tanto los energéticoscon los no energéticos. A saber: glúcidos, lípidos, proteínas, vitaminas, minerales y agua. Si están todos los nutrientes presentes, se denomina completa, en caso de falta de algún grupo será incompleta. 3. Ley de la armonía: Las cantidades de los diversos principios energéticos que integran la alimenta- ción, deben guardar una relación de proporción entre ellos. Ya mencionamos que la Fórmula Calórica recomendada para nuestra población de: 15% del VCTt aportado por Proteinas 30% del VCTt aportado por Lipidos. 55% VCTt aportado por H. de C. (todos con un rango de + / - 10%) 4. Ley de Adecuación: La finalidad de un plan alimentario es que éste se adecue al individuo en particu- lar. Es una ley universal, que siempre debe cumplirse y cuando no es así el pan ali- mentario será incorrecto. En su valoración tendremos en cuenta: sexo, edad, talla, act. física, gustos, há- bitos, estado fisiopatológico, factores económicos, geográficos y religiosos que hacen de la alimentación un hecho humano. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 152 Transporte activo y transporte a través de epitelios. Responsables Guillermo Mengarelli, Josefina Poggi, María Isabel Spengler. Biofísica. BIOFÍSICA Material Bibliográfico: Ficha adjunta al cuaderno del alumno sobre “transporte activo y transporte transepitelial de solutos” (se requiere lectura previa del mismo para asistir al seminario) Es muy importante que el alumno recupere los contenidos estudiados en el Area de Crecimiento y Desarrollo: “Transporte de solutos a través de membranas” y “Bases biofísicas de los procesos de comunicación celular” Tiempo: un encuentro de 2 horas. Introducción: • Los tejidos epiteliales están constituidos por una capa celular continua que forma un tabique entre dos medios de diferente composición. • Las células epiteliales además de regular su propia composición mediante bombas, carriers, poros, etc., como lo haría cualquier célula del organismo, regulan también la composición del compartimento que limitan. • En las membranas epiteliales la cara celular que da hacia un compartimiento tiene propiedades distintas a la cara celular que da hacia el compartimiento ubicado del otro lado del epitelio. Hay entre ellas una polaridad anatómica que es paralela a una asimetría bioquímica. Objetivos: • Comprender el rol que desempeñan los transportes de materia, a nivel de los epitelios • Conceptualizar el transporte activo primario y secundario. • Aplicar los conocimientos de Termodinámica al transporte de sustancias a través de membranas. • Aplicar los conocimientos de transporte a través de membranas, al caso par- ticular de transporte transepitelial. Actividades a desarrollar durante el seminario 1. ¿Cuáles son las tres características fundamentales que diferencian en el plano funcional a los tejidos epiteliales de otros grupos celulares? 2. ¿Cuál es la diferencia entre transporte activo primario y secundario? Descri- ba los procesos que intervienen en cada caso. 3. A qué se llama transporte acoplado? Explique el mecanismo de cotransporte y contratransporte, referenciando sitios del organismo donde se producen los mismos. 4. La concentración de Na+ en el interior del enterocito es aproximadamente 30mM, mientras que en la luz intestinal como en la sangre es de140 mM, Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 153 siendo la ∆Vluz-célula 70 mV (la célula negativa con respecto a la luz) y el ∆Vsangre-célula 70 mV (la célula Analice desde el punto de vista energético (variación de energía libre), el movimiento de Na+ de la luz del tubo digestivo a la célula epitelial, y de ésta al compartimento intravascular 5. En países en vías de desarrollo y como parte de la atención a personas susceptibles de deshidratación y/o con diarrea, la Organización Mundial de la Salud (OMS), propone y suministra en primera instancia, una solución de uso por vía oral que contiene valores determinados de Na+, glucosa (junto a otros electrolitos) y H2O, con el fin de atenuar y limitar las pérdidas de dichas sustancias, y lograr un estado de hidratación adecuado junto al manteni- miento de las concentraciones de electrolitos del medio interno (homeosta- sis). A. Investigue sobre la composición de las sales OMS, o sales de rehidratación oral (SRO) y su modo de prepararlas. Explique la importancia de la presencia de Na+ y glucosa en la solución de hidratación. B. Explique, con un esquema, como se produce la reabsorción de Na+, glucosa y H2O, a través del epitelio intestinal. C. ¿Qué ocurre con el transporte de glucosa en el intestino delgado: • si se suprime el Na+ del lado luminal. Justifique su respuesta. • si se inhibe la bomba Na+-K+-ATPasa del lado basolateral. Justifique su res- puesta D. Compare el transporte de Na+-glucosa con el Na+/H+, en el intestino. Analice los diferentes flujos desde el punto de vista termodinámico. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 154 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 155 MÓDULO ADULTEZ Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 156 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 157 UNIDAD PROBLEMA 6 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 158 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA Objetivos generales abordados: • Relacionar la estructura y el funcionamiento del sistema digestivo del ser humano en los diferentes ciclos vitales • Reflexionar sobre los factores biológicos, psicológicos y sociales que regulan la alimentación • Comprender la importancia de la nutrición en la promoción de la salud • Entender las transformaciones de materia y energía necesarias para mante- ner la organización y funciones del organismo • Jerarquizar el rol de la soberanía alimentaria para garantizar el derecho a la alimentación Objetivos específicos: • Entender las consecuencias para la salud de las variaciones de la alimenta- ción humana, desde el paleolítico hasta la revolución tecnológica. • Comprender los factores psicológicos, biológicos y sociales involucrados en la regulación de la ingesta • Reconocer las relaciones del hígado con el resto de las estructuras y su im- portancia para cumplir las funciones del sistema digestivo • Jerarquizar el valor nutricional de las proteínas • Aplicar conocimientos de promoción de la salud Maximiliano tiene 25 años, concurre al centro de salud porque en el último tiempo ha aumentado de peso. Refiere que comenzó trabajar en horario corrido y por eso consume muchas comidas rápidas y que está tomando más alcohol los fines de semana. UNIDAD 06 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 159 PROPUESTAS DISCIPLINARES Anatomía Normal Contenidos Hígado: Ubicación. Características generales. Relaciones. Funciones. Irri- gación. Inervación. Vías biliares: principales y accesoria. Características generales. Relacio- nes. Funciones. Irrigación. Inervación. Bazo: Ubicación. Características generales. Relaciones. Funciones. Irriga- ción. Inervación. Actividades • Seminario disciplinar: Vías biliares y glándulas anexas. • Mostración de anatomía: sistema digestivo. Biología Contenidos Las variaciones de la alimentación a lo largo de la historia de la humani- dad. Alimentación y nutrición en el paleolítico y durante las revoluciones agríco- la, industrial y tecnológica. Bibliografía específica • Gayol MC, Tarrés MC. Alimentación y nutrición en distintos períodos de la evolución cultural. Cátedra de Biología. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. Fisiología Humana Contenidos Funciones del hígado: aspectos generales. Importancia de la circulación hepática. Regulación de la ingesta y el peso corporal. Concepto de balance ener- gético y de su regulación. Componentes del gasto energético. Estructuras y neurotransmisores hipotalámicos involucrados en la regulación de la ingesta y la saciedad. Señales nerviosasy humorales que intervienen en la regulación a Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 160 corto plazo de la ingesta. Control a largo plazo: relación con adiposidad. Hambre y apetito: papel de los componentes hedónicos y de los circuitos de recompensa, estructuras centrales involucradas. Actividades • Seminario disciplinar: Fisiología hepática – Regulación de la ingesta Histología y Embriología Contenidos • Glándulas anexas. Hígado: generalidades. Unidades hepáticas, lobulillos. Es- tructura del parénquima. Conductos excretores. Vesícula biliar Actividades Laboratorio disciplinar: Hígado y páncreas. Química Biológica Contenidos • Metabolismo de aminoácidos. Origen y utilización de los aminoácidos del pool. Ingreso de los mismos a la célula. Catabolismo de aminoácidos. Reacciones generales del metabolismo de aminoácidos: transaminación, desaminación del glutamato. Vías metabólicas del amoníaco: síntesis de glutamina. Ciclo de la urea. Destino del esqueleto carbonado. Actividades • Seminario disciplinar: Metabolismo Parte IV Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 161 AUTOEVALUACIÓN Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 162 Lista de cotejos (o check list) El objetivo de la misma es que el estudiante pueda autoevaluar su proceso de aprendizaje. Para ello debe reflexionar para cada objetivo de conocimientos o actitudes si el mismo ha sido alcanzado o no completando el casillero correspon- diente en cada columna. Puede además indagar el porqué de esos resultados e introducir comentarios en la columna correspondiente. Esto permitirá controlar el avance o no en el estudio de cada Unidad Problema y, junto con su tutor buscar las razones por las cuáles no pudo cumplimentar los objetivos planteados y trabajar en conjunto con él y sus compañeros para mejo- rar su rendimiento. Esta evaluación tiene carácter formativo, por lo cual no se incluirá para decidir la regularidad o el acceso a la condición de coloquio. CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Relaciona las variaciones de la alimentación a lo largo de la historia con los conceptos de CEE y CEI Comprende los factores implicados en la regu- lación digestiva y de la ingesta Diferencia los conceptos de alimento y nutrien- te Relaciona las vías metabólicas de las proteínas con las necesidades nutricionales Integra conceptos sobre metabolismo en el análisis de una dieta Relaciona la estructura del hígado con sus fun- ciones metabólicas y secretorias DE CONOCIMIENTOS Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 163 CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Es puntual. Participa activamente. Interactúa con los demás. Es respetuoso con el docente y sus compañe- ros. Utiliza un vocabulario pertinente. Concluye las actividades. DE ACTITUDES Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 165 UNIDAD 6 MATERIAL DE ESTUDIO Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 166 CONTENIDO Material bibliográfico • Biología. Alimentación y nutrición en distintos períodos de la evolu- ción cultural. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 167 Contenidos • Introducción. • ¿Cómo se adaptó el ser humano genéticamente a la evo- lución? • Evolución de la alimentación en diferentes períodos: a. Alimentación en el paleolítico. b. Alimentación en la revolución agrícola. c. Alimentación a partir de las revoluciones industrial y tec- nológica. • Comparaciones sobre la calidad de los alimentos entre distintos períodos de la historia. • Algunos puntos para reflexionar. • Referencias bibliográficas. Introducción Sabemos que la categoría homínido abarca a los australopi- tecos y al género Homo (habilis, erectus, sapiens) y que esta última es la única especie sobreviviente. El primer estadio cul- tural que protagonizaron las especies del género Homo fue el de cazador–recolector, el más prolongado, ya que las herra- mientas más toscas encontradas tienen alrededor de 1.500.000 de años de antigüedad. Con ellas nació la era paleolítica o “de la piedra sin labrar”. Este larguísimo período se extendió hasta hace poco, ya que culminó con la revolución agrícola o de la agricultura llevada a cabo por Homo sapiens hace, aproxima- damente, unos 10.000 años. Considerando que los australopitecos, cuyo origen se re- monta a 4 millones de años atrás, ya eran probablemente caza- dores–recolectores, el período de recolección y caza fue, por lo menos, 400 veces más largo que el tiempo que ha transcurrido desde la revolución agrícola hasta nuestros días. ¿Cómo se adaptó el ser humano genéticamente a la evolu- ción? Breve reseña • En tan largo lapso, los alimentos al alcance de los homínidos en evolución variaron ampliamente de acuerdo con el pe- ríodo paleontológico, la ubicación geográfica y los cambios estacionales. Frente a tanta variación de la oferta de alimen- tos, la línea ancestral mantuvo hasta llegar al Homo sapiens la versatilidad propia de los omnívoros y que es característica de la mayoría de los primates primitivos. La selección natu- ral fue favoreciendo esa gran adaptabilidad nutricional. • La programación genética de nuestra nutrición, amplia y a su vez muy antigua, viene siendo “puesta a prueba” por cam- bios ambientales profundos y relativamente recientes que detallaremos en este capítulo. Estos cambios se operaron tanto en la dieta humana como en la de los animales que el hombre cría para su consumo. • Nuestras células están adaptadas a tiempos en que existían alternativamente períodos extremos de hambre o de abun- dancia de alimentos naturales y la oferta continua de alimen- tos procesados, tan típica de los momentos actuales, consti- tuye para ellas una novedad. Recordemos que el hombre está en estasis evolutiva desde hace alrededor de 100.000 años, por lo que las células funcionan de acuerdo con ritmos regu- lados desde hace más de un millar de siglos. • Nuestros intestinos se fueron configurando ancestralmente para procesar alimentos muy ricos en fibra. Con elevada in- gesta de fibra, en el colon se genera una riquísima flora bac- teriana que a su vez elabora nutrientes y cumple funciones vitales para el humano que la hospeda. Con ese tipo de ali- mentos el colon puede ejercer funciones en la digestión que las dietas prevalentes en la actualidad casi le impiden reali- zar. Además, si el volumen de la ración de fibra es grande, el tránsito intestinal se efectúa con rapidez y no se acumu- lan los productos de la putrefacción de proteínas así como pigmentos biliares, agresivos para el epitelio intestinal en la medida en que ahora sucede habitualmente. • Como en muchos animales, en los homínidos los sentidos del gusto y del olfato se desarrollaron para distinguir lo que puede de lo que no puede comerse. Frente a un veneno na- tural, la ventaja selectiva estaría a favor del genotipo capaz de sentir olor o gusto desagradables, pudiendo eludir la sustan- cia nociva. Una prueba clásica de genética es la de la feniltio- carbamida. Algunas personas sienten gusto amargo al po- nerla sobre su lengua, mientras que otras no experimentan sabor alguno. Esta diferencia se atribuye a la presencia de un par de alelos. En la actualidad, la utilidad de su persistencia no está clara. • Cuando sobreviene un cambio ambiental severo y unidirec- cional (siempre en el mismo sentido por mucho tiempo) que hace impacto en una población con gran variabilidad gené- tica, los individuos responden de diferentes formas. Desde el desarrollo de la agricultura, la especie humana viene su- friendo el impacto de un gran cambio ambiental, que se ha Alimentación y nutrición en distintos períodos de la evolución cultural Gayol MC, Tarrés MC. Cátedra de Biología. Facultad de Ciencias Médicas, UNR. BIOLOGÍA Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 168 intensificado en las últimas décadas, a partirde las revolu- ciones industrial y tecnológica. Muchas veces su capacidad de adaptación queda rebasada y el individuo enferma. Para pensar: Los requerimientos nutricionales contemporáneos de los humanos son el resultado final de las interacciones de los in- dividuos de nuestras especies ancestrales, aun de las que nos precedieron hasta el origen de la vida en la tierra, con su me- dio ambiente cambiante a fin de lograr satisfacer las necesida- des del organismo de materiales y energía. Evolución de la alimentación en diferentes períodos A. Alimentación en el paleolítico La conducta de nuestros ancestros en cuanto a nutrición y alimentación, se analiza a partir del comportamiento de mo- nos arborícolas actuales, de lo que se sabe de la evolución de los homínidos por el examen de sus restos fósiles y por los datos de aproximadamente cincuenta sociedades cazadoras– recolectoras que persistieron hasta nuestro siglo XXI, y que son motivo de estudio. 1. Procesamiento del alimento Inicialmente, el homínido ingería el alimento recién obte- nido, sin necesidad de pensar en procesamientos posteriores. Las primeras herramientas humanas deben haber sido muy simples y sólo mucho más tarde se habrían desarrollado armas más complejas, destinadas a la caza. Al introducir Homo erectus el uso del fuego para procesar alimentos, activó reacciones químicas capaces de romper es- tructuras de cubierta y sostén difícilmente digeribles. Dispuso así de reservas alimenticias antes inaccesibles y aumentó la disponibilidad de alimento. Puede suponerse que la hidrólisis resultante del remojo de los alimentos y la cocción, fueron los primeros ejemplos de transformaciones artificiales. El descubrimiento de la cocción amplió e hizo más com- pleja la actividad recolectora. El homínido aprendió a buscar no sólo el alimento para consumirlo crudo, sino también los productos animales y vegetales que requerían transformación culinaria. De allí en más, se recolectaría cada vez más sobre la base de proyectos que incluían traslado, preparación y pro- ducción de comida. Más tarde, el desarrollo de la cerámica fue un auxiliar va- lioso de la nutrición humana, ya que permitió reemplazar y complementar las vasijas naturales (Ej.: calabazas) por otras especiales para transportar, conservar, mezclar alimentos y distribuir la comida ya preparada. Para reflexionar: Como todos pasaban más o menos veces por experiencias de verdadero hambre, seguramente se daba enorme significado al comer y disfrutar la comida. 2. Tipos de alimentos Los restos fósiles dentales de los homínidos parecen adapta- dos a la masticación de tejidos animales y vegetales como co- rresponde a una alimentación omnívora. Nuestros primeros ancestros habrían sido recolectores que vivían de vegetales y huevos y ocasionalmente de pequeños animales. Cuando aprendieron a cazar, las raciones incluyeron una cantidad creciente de carnes. Junto con los fósiles de los pro- pios homínidos se encontraron acumulados restos de anima- les y de herramientas que estaban preparadas para la caza de animales salvajes y su procesamiento. Sus viviendas (muchas veces cavernas) estaban ubicadas en áreas donde abundaban grandes herbívoros de hábitos gregarios como ciervos, bison- tes y caballos. La importancia y calidad de las comidas vegetales son difí- ciles de evaluar, ya que sus restos resisten menos al paso del tiempo. Las raciones se compondrían de un variado menú de raíces, tubérculos, legumbres, nueces, frutos y ocasionalmen- te, flores. La ingesta de las pequeñas semillas de cereales y de leche de animales, de existir, seguramente no habrá sido im- portante en las dietas del paleolítico. El uso de comida proveniente de la pesca, como peces o ma- riscos, parece haber ocurrido al final del paleolítico, ya que con anterioridad es muy raro encontrar restos de valvas y hue- sos de pescado acumulados junto a fósiles humanos. El consumo de minerales y vitaminas parece haber sido el adecuado, gracias a la gran variedad de alimentos naturales. También habría sido correcta la ingesta de los oligoelementos (minerales necesarios en cantidades muy pequeñas), salvo en los casos en que el terreno carecía de ellos, como puede ser el caso del yodo. Para saber más: Una referencia en suelo argentino: Jorge Fernández, investigador del Consejo Nacional de In- vestigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), detalla la probable estrategia alimentaria del primitivo poblador pata- gónico que habitó en Neuquén hace unos 5.000 años. Este pueblo no practicó la agricultura ni la ganadería du- rante el último y crudo período glaciar. En cambio, se mante- nía recolectando y almacenando semillas de 4 a 5 g cada una, provenientes de piñas de la araucaria o pehuén. Este árbol, abundante en las laderas altas, suministraba la mayor parte del requerimiento calórico en hidratos de carbono y proteína vegetal. El descubrimiento se efectuó al analizar vestigios de hari- na de araucaria, en restos arqueológicos de piedras de moler. La proteína animal y la grasa imprescindible dado el frío rei- nante, parecen haber sido obtenidas de la caza de pequeños mamíferos: peludos, zorrinos y roedores como el tucutucu y el cuis moro. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 169 3. Frecuencia de las raciones Parecería que la mayoría de las sociedades cazadoras–reco- lectoras soportaban períodos estacionales de déficits nutricio- nales moderados y, más raramente, de déficits severos. Si la llanura de origen proporcionaba a lo largo del año una can- tidad constante de alimento, el territorio tenía una población estable y sólo aparecían esporádicamente episodios de ham- bre. Si la cantidad de alimento ofrecida variaba mucho con las estaciones, el número de individuos asentado en un territorio estaría ajustado por el hambre durante el período de escasez, en tanto que disfrutaría de abundancia el resto del año. Es probable que los déficits severos de alimento experimen- tados por las poblaciones paleolíticas la supervivencia de per- sonas con reservas insuficientes. Consumir más calorías que las mínimas requeridas, pudiendo de esta forma almacenar grasa durante los períodos de abundancia, debió adquirir ven- taja selectiva. D. Alimentación en la revolución agrícola Durante millares años, la recolección de vegetales y la caza, habrían de forjar en los grupos humanos un gran conocimien- to del desarrollo de muchas especies vegetales y de los hábitos de vida de los animales: • Por una parte la conveniencia de conocer cada vez mejor el tiempo y el lugar de la aparición espontánea de vege- tales llevaría a tener información sobre el ciclo vital de muchas plantas útiles y obtener su aprovechamiento, lo que habría desembocado finalmente en la agricultura. • Por otra parte, el cazar conforme a proyectos comunes exigió conocer y dominar el comportamiento de los ani- males durante períodos prolongados, lo que culminó en la domesticación de algunos para provecho del hombre. Hace 10.000 años aproximadamente, se habrían iniciado la agricultura y la ganadería. Es de suponer que en el período previo, los cambios climáticos de la glaciación contribuyeron a disminuir la disponibilidad de carne proveniente de grandes herbívoros salvajes, ya que éstos sucumbían por la falta de pas- tos. Se menciona insistentemente la propia acción predatoria del hombre en este proceso de extinción masiva. Habrían apa- recido entonces otras actividades a fin de subsistir. Restos de pescados, moluscos y de caza menor son muy comunes en este período, así como la aparición de herramientas procesadoras de alimentos vegetales como moledoras de piedra y morteros. La agricultura modificó intensamente los patrones nutricio- nales: en el curso de pocos milenios la proporción de carne de la alimentación disminuyó, mientras las comidas vegetales lle- garon a constituir el 90% de la dieta en la mayoría del mundo. Este cambio tuvo notables consecuencias morfológicas enla especie humana: El Homo sapiens que vivió en Europa hace 30.000 años, que comía abundante proteína animal proveniente de la caza, era en promedio 15 cm. más alto que sus descendientes que vivie- ron después del desarrollo de los cultivos. Esto mismo se repitió más tarde en el Nuevo Mundo. En algunas regiones de América, los paleoamerindios fueron ca- zadores de caza mayor hace 10.000 años y los hombres adultos medían en promedio 1.80 m. Sus descendientes, en el período inmediatamente anterior al contacto con los europeos, practi- caban la agricultura, comían poca carne y eran considerable- mente más bajos. La agricultura y la ganadería exigieron al ser humano traba- jar la tierra y alimentar a los animales cuya vida pasó a depen- der de él. Con ello sobrevinieron muchos cambios: • Los pequeños granos de los cereales pasaron a ser, a partir de la revolución agrícola, la principal fuente de energía alimenticia de muchas poblaciones humanas. • Obligó a reducir el desplazamiento geográfico de las po- blaciones humanas favoreciendo el sedentarismo. • La agricultura, ganadería y sedentarismo habrían facilita- do la división del trabajo. • La necesidad de efectuar trabajos muy duros para produ- cir alimentos en terrenos inadecuados, obligaría a bus- car otras formas de energía, a incorporar herramientas y animales de tiro. El empleo del agua con propósitos de irrigación se conoció en época más reciente. • Al seleccionar plantas y animales salvajes, el hombre fue adquiriendo y utilizando conocimientos que más tarde capitalizó la ciencia genética. Siempre se eligen como re- productores a los animales más mansos y de más peso por lo que progresivamente el ganado fue adquiriendo estas características. Además, los animales domesticados son más gordos que sus antecesores salvajes debido a que su actividad física es mucho menor y su oferta de alimento, fija y sostenida. En consecuencia, su carne tiene más gra- sa y menos proteína por unidad de peso, es decir, mayor concentración de calorías que la salvaje. • A medida que los medios de comunicación se fueron perfeccionando, las especies domesticadas en diferentes regiones y países fueron empleándose en otros sitios. Co- menzó así la universalización de muchas especies útiles, tanto animales como vegetales. C. Alimentación a partir de las revoluciones industrial y tecnológica Desde la revolución agrícola y hasta el siglo XVII, la alimen- tación humana se abasteció con la manufactura artesanal lle- vada a cabo individualmente en cada hogar o por pequeños grupos de artesanos. Estas elaboraciones se efectuaban en su mayoría con vegetales o animales que se cultivaban o criaban para el consumo propio. Desde la revolución industrial, sumada a la tecnológica de nuestros días, los rápidos cambios introducidos en las prácti- cas agrícolas y ganaderas a gran escala, junto a la incorpora- ción acelerada de técnicas de procesamiento y conservación de alimentos cada vez más sofisticadas, tienen efectos negati- vos y positivos sobre la alimentación humana. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 170 Algunas consecuencias de los avances tecnológicos sobre la alimentación humana • La creciente globalización ha universalizado el consumo de muy pocas especies vegetales y animales y ha reducido drásticamente la variedad de lo que se consume habitual- mente como alimento. En nuestro país, como en muchos otros, la mayoría de la población se alimenta casi exclusi- vamente de productos derivados del trigo y de la caña de azúcar, del ganado vacuno y porcino y de pollo. Los ani- males nombrados son, lamentablemente, fuentes de grasa saturadas y colesterol en abundancia. • Los alimentos provenientes de vegetales cultivados em- pleando pesticidas y herbicidas pueden estar contamina- dos, con el riesgo consiguiente. Es bastante común el em- pleo de hormonas y antibióticos en la cría de en animales y de mejoradores en la preparación sus derivados (como los nitritos) que aumentan la producción y, a veces, el aspec- to de los alimentos pero amenazan seriamente la salud del consumidor. • La selección de carbohidratos y su modificación como re- sultado del proceso industrial o de las formas de cocción contribuye a mejorar la digestibilidad y disminuir la exce- siva fermentación colónica. Sin embargo, la purificación de alimentos para obtener harina y azúcar con alto grado de refinamiento, tiene como contrapartida el descarte o de- gradación de componentes valiosos, como las vitaminas del complejo B presentes en la cáscara de los cereales. • Es habitual la promoción y comercialización de productos de muy escaso valor nutritivo ya que con frecuencia sólo brindan grasa, harina y sal o azúcar (o sus sucedáneos “die- téticos”), enmascarados por variadas y atractivas formas, colores y sabores logrados en base a aditivos. • Con la tecnología de alimentos ha surgido una nueva cien- cia alimentaria basada en estudios epidemiológicos, gené- ticos, fisiológicos y fisioquímicos, que obtiene importantes resultados que pueden contribuir a lograr una alimenta- ción humana más saludable. Se han generado variedades de cereales más productivas, vegetales más resistentes a plagas y se crían animales cuya carne tiene menor tenor graso. Sin embargo, estos son temas altamente controver- tidos, particularmente el de algunas variedades transgéni- cas1. Se usan cada vez más ampliamente en la alimentación humana o de sus animales. Sin embargo, no se conocen bien las consecuencias que su empleo pueda tener para los seres humanos y los ecosistemas. Más del 80% de la soja cultivada en el país es transgénica. Debemos tomar en cuenta el nacimiento de los “alimentos funcionales” que cuentan con cualidades nutritivas y benéficas para diversas funciones del organismo, mejoran el estado de salud, pre- vienen o disminuyen el riesgo de contraer enfermedades y su consumo no posee efectos nocivos. Un ejemplo de ello son los alimentos probióticos, que consisten en alimentos adicionados con microorganismos vivos que en determi- nadas condiciones ejercen un efecto benéfico. 1 Transgénico/a: individuo cuyo material genético ha sido modificado artificialmente por la introducción de ADN de otra especie. Para saber más: Un alimento protobiótico desarrollado en nuestro país: Un alimento probiótico fue desarrollado por el investigador argentino Guillermo Oliver, director del Centro de Referencia para lactobacilos de Tucumán. Ante la inquietud de los médicos del Hospital de Niños de Tucumán por la altísima incidencia de casos de diarrea infan- til y muerte en sectores carenciados, se trató de producir un alimento cuyo consumo contribuyera a eliminar los gérmenes patógenos del intestino de los niños causantes de estos proble- mas. Incorporaron cepas especiales de lactobacilos a la leche (leche biótica). Su consumo curó rápidamente a niños que no habían respondido a los antibióticos y la rehidratación. La le- che biótica actúa también en forma preventiva, evita la apari- ción de diarreas y disminuye la mortalidad infantil asociada. • La tecnología alimentaria ha producido grandes cam- bios en el “empaquetado de los productos”. Los sistemas modernos ofrecen un recipiente cómodo y atractivo que, en caso de estar adecuadamente sellado y fabricado con los materiales apropiados, actúa como barrera para, por ejemplo, conservar la leche fresca de alta calidad y larga duración durante varios meses o mantener el pan libre de mohos durante semanas. Comparaciones sobre la calidad de los alimentos entre dis- tintos períodos de la historia Efectuaremos sólo algunas comparaciones, puesto que las diferencias entre alimentos y hábitos alimentarios de ambas épocas, es muy extensa. Carnes: La carne de animales salvajes difiere considerable- mente de la carne de animales de cría en: • La cantidad de grasa: Es muy superior en los anima- les criados por el hombre, tanto en el tejido subcutáneo como en los planos intermusculares y dentrode los mis- mos músculos. Las prácticas de cría y alimentación han aumentado aún más la proporción de grasa con dos obje- tivos: satisfacer el deseo de carne más tierna y acelerar el crecimiento de los animales, como ocurre por ejemplo en los criaderos de pollos. • La calidad de la grasa: Los animales salvajes contienen alrededor de cinco veces más grasa poliinsaturada por gramo que la que tienen los animales de cría. Los seres humanos paleolíticos comían mucha menos grasa que los actuales y esta era, además, sustancialmente diferen- te de la de los animales de cría del presente. En nuestros días, la principal fuente animal de grasa poliinsaturada, que parece prevenir la arteriosclerosis, se encuentra en los peces de mar y en los mariscos. Fibra: Los humanos del paleolítico obtenían fibra principalmente de frutas, verduras, raíces y tubérculos y mucho menos de cereales. Estos granos eran demasiado pequeños y crecían espon- táneamente sólo en regiones muy limitadas: el trigo y la Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 171 cebada en Medio Oriente, la avena y el centeno en Europa Central, el arroz en China y el maíz en Mesoamérica. Se supone que en el paleolítico la ingestión de fibra era mu- cho mayor que la actual. Sal común (ClNa): Se supone que la dieta paleolítica conte- nía sólo un tercio de la cantidad usualmente recomendada en la actualidad. En apoyo de esta hipótesis, se analizó el conte- nido de Na en orina de varones adultos Yanomanas de Suda- mérica, tribu de la región del alto Orinoco (Venezuela) que combina la recolección y la caza con algunas prácticas agrí- colas muy primitivas, y que, por supuesto no agrega sal a sus comidas. De su orina se recuperó una cantidad de Na equiva- lente al 1% del Na que se recupera habitualmente de orinas de norteamericanos y europeos del mismo sexo y edad. No es de extrañar que nuestro organismo aprendiese, por presión de la selección natural, a ahorrar Na, un valioso y escaso elemento a menos que se viviese cerca del mar o de un salar. Algunos puntos para reflexionar A través de las revoluciones por la energía, los seres huma- nos aumentaron el consumo energético externo, en forma des- mesurada en ciertas regiones del mundo actual, y modificaron progresivamente las tecnologías deobtención, preparación, conservación y aprovechamiento de los recursos alimenticios. Esto determinó profundos cambios en la nutrición humana, si bien no en el monto del consumo energético interno que se h mantenido casi invariable. Hoy conviven en el mundo todos los estadios culturales y todas las formas de producción de alimentos, desde el recolec- tor–cazador hasta el usuario de la tecnología alimentaria más avanzada. La revolución tecnológica nos permite contar con alimentos producidos en gran escala. Paradójicamente, en un vasto sector del mundo existe hambre crónica por disminu- ción de la cantidad y calidad de los alimentos disponibles. Los niños son especialmente susceptibles a esta situación. Los hábitos dietéticos adoptados por las sociedades oc- cidentales industrializadas, básicamente una alimentación abundante, rica en grasas y azúcares, se asocian con aumento en la prevalencia enfermedad coronaria, hipertensión, diabe- tes y algunos tipos de cáncer. Estas patologías surgieron como principales problemas de salud en la última centuria y son prácticamente desconocidas entre las raras poblaciones caza- doras–recolectoras aún vivientes, cuyos modos de vida y há- bitos nutricionales son muy semejantes a los de los humanos pre–agricultores. A modo de conclusión: Comprender e integrar el amplio campo de la alimentación en la realidad siempre compleja del ser humano no es tarea fá- cil. El médico con plena conciencia de su compromiso con sus pacientes y con la comunidad debe, sin embargo, intentarlo para poder actuar eficazmente como activo promotor de sa- lud. Es imprescindible que tome conciencia de sus fuerzas y de sus limitaciones porque de esa toma de conciencia es de donde surge la necesidad de la interdisciplina y del equipo de salud. Referencias bibliográficas • Calderari SA, Gayol MC, Martínez SM y col. Biología. Segunda Unidad de Enseñanza Aprendizaje. Tercera Edi- ción corregida y ampliada. Facultad de Ciencias Médicas, Universidad Nacional de Rosario, 1997. • Carmuega E, O´Donnell A. La alimentación complemen- taria. Bases científicas para el consejo alimentario durante los trascendentales primeros dos años de la vida. Bole- tín del Centro de Estudios sobre Alimentación Infantil. OMS, 7: 1-24, 1998. • Eaton BS, Kooner M. Paleolitic Nutrition. New Engl. J. of Med. 3012:283-289, 1985. • Eaton BS, Eaton III SB. Evolution, Diet and Health. De- partments of Anthropology and Radiology, Emery Uni- versity, Atlanta, USA, 1999. • Moffat T. Evolutionary Aspects of Nutrition and Health: Diet, Exercise, Genetics and Chronic Disease. Morld Re- view of Nutrition and Dietetics, Vol.84. Basel, Germany: Karger, 1999. • Tecnología de los alimentos. Enciclopedia Microsoft® En- carta® 2000.www.beyondveg.com Paleodiet & Paleolithic Nutrition. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 173 UNIDAD PROBLEMA 7 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 174 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA Objetivos generales abordados: • Relacionar la estructura y el funcionamiento del sistema digestivo del ser humano en los diferentes ciclos vitales • Reflexionar sobre los factores biológicos, psicológicos y sociales que regulan la alimentación • Comprender la importancia de la nutrición en la promoción de la salud • Entender las transformaciones de materia y energía necesarias para mante- ner la organización y funciones del organismo Objetivos específicos: • Entender la importancia de las guías alimentarias para las políticas de salud • Comprender las particularidades de las recomendaciones alimentarias en el embarazo • Conocer los fundamentos del metabolismo fosfocálcico. • Reconocer la importancia de los aportes minerales en esta etapa de la vida • Comprender los factores involucrados en la regulación de la glucemia Noelia cursa su primer mes de embarazo. En su primer consulta su médica le recomienda que consuma lácteos, alimentos ricos en hierro y evite la ingesta de bebidas azucaradas UNIDAD 07 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 175 PROPUESTAS DISCIPLINARES Biología Contenidos Guías Alimentarias para la Población Argentina. Bibliografía específica • Posadas M. Las guías alimentarias para la población argentina 2016. Facul- tad de Ciencias Médicas, UNR. Fisiología Humana Contenidos Páncreas endócrino y regulación de la glucemia. Páncreas endócri- no: estructura del islote de Langerhans, tipos celulares y hormonas. Insulina: estructura química, síntesis. Regulación de la secreción por la glucosa y otros factores (aminoácidos, ácidos grasos, neurotransmisores, enterohormonas). Niveles plasmáticos. Mecanismo de acción (receptor, vías de señalización), efec- tos metabólicos y proliferativos. Glucagón: estructura química, regulación de su secreción, mecanismo de acción, principales efectos. Regulación de la glucemia durante el ayuno y el período postprandial: papel de la insulina y de las hormo- nas contrarreguladoras rápidas (adrenalina, glucagón) y lentas (cortisol, hormo- na de crecimiento). Rol del sistema nervioso autónomo y de las enterohormonas. Actividades • Seminario disciplinar: Regulación de la glucemia. Química Biológica Contenidos Metabolismo fosfocálcico. Rol de la nutrición en la homeostasis del calcio. Participación de intestino, piel, hígado, riñones, tejido óseo en la homeostasis del calcio. Hormonas que regulan la homeostasis del calcio: PTH, calcitonina, 1, 25 (OH)2D. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 176 Actividades • Seminario disciplinar: Metabolismos Parte V Nutrición Recomendaciones nutricionales en elembarazo. Bibliografía específica • Ministerio de Salud de la Nación. (2012). Nutrición y Embarazo. Recomen- daciones en Nutrición para los equipos de salud (páginas 6-13). Dirección Nacional de Maternidad e Infancia. Ministerio de Salud Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 177 AUTOEVALUACIÓN Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 178 Lista de cotejos (o check list) El objetivo de la misma es que el estudiante pueda autoevaluar su proceso de aprendizaje. Para ello debe reflexionar para cada objetivo de conocimientos o actitudes si el mismo ha sido alcanzado o no completando el casillero correspon- diente en cada columna. Puede además indagar el porqué de esos resultados e introducir comentarios en la columna correspondiente. Esto permitirá controlar el avance o no en el estudio de cada Unidad Problema y, junto con su tutor buscar las razones por las cuáles no pudo cumplimentar los objetivos planteados y trabajar en conjunto con él y sus compañeros para mejo- rar su rendimiento. Esta evaluación tiene carácter formativo, por lo cual no se incluirá para decidir la regularidad o el acceso a la condición de coloquio. CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Conoce los mensajes de las Guías Alimentarias para la población Argentina Comprende el rol de las mismas en la Promo- ción de la Salud Relaciona las recomendaciones sobre la ali- mentación en el embarazo con el concepto de requerimientos nutricionales Describe la regulación del metabolismo del fósforo y el calcio Diferencia los procesos hiper e hipocalcemian- tes Comprende la regulación hormonal de la glu- cemia Diferencia el período postpandrial del estado de ayuno en la regulación del metabolismo DE CONOCIMIENTOS Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 179 CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Es puntual. Participa activamente. Interactúa con los demás. Es respetuoso con el docente y sus compañe- ros. Utiliza un vocabulario pertinente. Concluye las actividades. DE ACTITUDES Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 180 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 181 UNIDAD 7 MATERIAL DE ESTUDIO Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 182 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 183 CONTENIDO Material bibliográfico • Biología. Las guías alimentarias para la población argentina 2016. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 184 Las guías alimentarias son un instrumento educativo cuyo sentido primario es favorecer la promoción de estilos de vida más saludables y la prevención de problemas de salud relacio- nados con la dieta de la población. Las mismas conjugan los conocimientos y avances cientí- ficos (sobre requerimientos nutricionales y composición de alimentos) con estrategias educativas, a fin de facilitar la selec- ción de un perfil de alimentación más saludable en la pobla- ción. Traducen las metas nutricionales establecidas para la po- blación, en mensajes prácticos para usuarios y destinatarios, redactados en un lenguaje sencillo, coloquial y comprensible, proporcionando herramientas que puedan conjugar las cos- tumbres locales con estilos de vida más saludables. En nuestro país las primeras Guías Alimentarias para la Po- blación Argentina (GAPA) datan del año 2000. Luego de 15 años se produjeron cambios profundos en la forma de vivir, enfermar y morir. Los estilos de vida cambiaron así como la oferta del mercado de alimentos y bebidas y existe mayor in- formación y producción científica en relación a las necesida- des y propiedades de los alimentos. También, en estos años se ha acumulado más y mejor información sobre la situación epidemiológica y nutricional de la población a través de la realización de encuestas poblacionales tales como la Encuesta Nacional de Nutrición y Salud; 1°, 2° y 3° Encuesta Nacional de Factores de Riesgo; Encuestas de Salud Escolar; Gasto de Hogares, entre otras. Para adaptar las guías a la situación actual fue necesaria una revisión que tuviera en cuenta el contexto presente en el que los problemas de salud por carencia coexisten con un aumen- to exponencial de las enfermedades crónicas no trasmisibles (ECNT) entre las que destaca la obesidad. El proceso de actualización de las guías estuvo coordinado por el Ministerio de Salud de la Nación a través de la Direc- ción de Promoción de la Salud y Control de Enfermedades No Transmisibles. Participaron y otorgaron su aval un amplio pa- nel de referentes en la temática alimentaria, pertenecientes a distintas áreas del estado, sociedades científicas, universidades y centros de investigación. Al igual que las guías anteriores, son guías basadas en alimentos y constan de 10 mensajes y una imagen gráfi- ca. Los detalles para su elaboración así como el diagnósti- co de la situación epidemiológica, alimentaria y nutricional de los argentinos pueden leerse en el Documento Técnico Metodológico de las Guías Alimentarias para la Población Argentina. (http://www.msal.gob.ar/images/stories/bes/gra- ficos/0000000817cnt-2016-04_Guia_Alimentaria_completa_ web.pdf) Los 10 mensajes Mensaje 1 Incorporar a diario alimentos de todos los grupos y realizar al menos 30 minutos de actividad física. 1. Ms: realizar 4 comidas al día (desayuno, almuerzo, me- rienda y cena) incluir verduras, frutas, legumbres, cerea- les, leche, yogur o queso, huevos, carnes y aceites. 2. Ms: realizar actividad física moderada continua o fraccio- nada todos los días para mantener una vida activa. 3. Ms: comer tranquilo, en lo posible acompañado y mode- rar el tamaño de las porciones. 4. Ms: elegir alimentos preparados en casa en lugar de pro- cesados. 5. Ms: mantener una vida activa, un peso adecuado y una alimentación saludable previene enfermedades. Mensaje 2 Tomar a diario 8 vasos de agua segura. 1. Ms: a lo largo del día beber al menos 2 litros de líquidos, sin azúcar, preferentemente agua. 2. Ms: no esperar a tener sed para hidratarse. 3. Ms: para lavar los alimentos y cocinar, el agua debe ser segura. Mensaje 3 Consumir a diario 5 porciones de frutas y verduras en varie- dad de tipos y colores. 1. Ms: consumir al menos medio plato de verduras en el al- muerzo, medio plato en la cena y 2 o 3 frutas por día. 2. Ms: lavar las frutas y verduras con agua segura. 3. Ms: las frutas y verduras de estación son más accesibles y de mejor calidad. 4. Ms: el consumo de frutas y verduras diario disminuye el riesgo de padecer obesidad, diabetes, cáncer de colon y enfermedades cardiovasculares Mensaje 4 Reducir el uso de sal y el consumo de alimentos con alto con- tenido de sodio. Las Guías Alimentarias para la Población Argentina 2016 Dra. Marta Posadas BIOLOGÍA Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 185 1. Ms: cocinar sin sal, limitar el agregado en las comidas y evitar el salero en la mesa. 2. Ms: para reemplazar la sal utilizar condimentos de todo tipo (pimienta, perejil, ají, pimentón, orégano, etc.) 3. Ms: los fiambres, embutidos y otros alimentos procesados (como caldos, sopas y conservas) contienen elevada can- tidad de sodio, al elegirlos en la compra leer las etiquetas. 4. Ms: disminuir el consumo de sal previene la hipertensión, enfermedades vasculares y renales, entre otras. Mensaje 5 Limitar el consumo de bebidas azucaradas y de alimentos con elevado contenido de grasas, azúcar y sal. 1. Ms: limitar el consumo de golosinas, amasados de paste- lería y productos de copetín (como palitos salados, papas fritas de paquete, etc.). 2. Ms: limitar el consumo de bebidas azucaradas y la canti- dad de azúcar agregada a infusiones. 3. Ms: limitar el consumo de manteca, margarina, grasa ani- mal y crema de leche. 4. Ms: si se consumen, elegir porciones pequeñas y/o indivi- duales. El consumo en exceso de estos alimentos predis- pone a la obesidad, hipertensión,diabetes y enfermeda- des cardiovasculares, entre otras. Mensaje 6 Consumir diariamente leche, yogur o queso, preferentemente descremados. 1. Ms: incluir 3 porciones al día de leche, yogur o queso. 2. Ms: al comprar mirar la fecha de vencimiento y elegirlos al final de la compra para mantener la cadena de frío. 3. Ms: elegir quesos blandos antes que duros y aquellos que tengan menor contenido de grasas y sal. 4. Ms: los alimentos de este grupo son fuente de calcio y ne- cesarios en todas las edades Mensaje 7 Al consumir carnes quitarle la grasa visible, aumentar el con- sumo de pescado e incluir huevo. 1. Ms: la porción diaria de carne se representa por el tamaño de la palma de la mano. 2. Ms: incorporar carnes con las siguientes frecuencias: pes- cado 2 o más veces por semana, otras carnes blancas 2 veces por semana y carnes rojas hasta 3 veces por semana. 3. Ms: incluir hasta un huevo por día especialmente si no se consume la cantidad necesaria de carne. 4. Ms: cocinar las carnes hasta que no queden partes rojas o rosadas en su interior previene las enfermedades transmi- tidas por alimentos. Mensaje 8 Consumir legumbres, cereales preferentemente integrales, papa, batata, choclo o mandioca. 1. Ms: combinar legumbres y cereales es una alternativa para reemplazar la carne en algunas comidas. 2. Ms: entre las legumbres puede elegir arvejas, lentejas, soja, porotos y garbanzos y entre los cereales arroz inte- gral, avena, maíz, trigo burgol, cebada y centeno, entre otros. 3. Ms: al consumir papa o batata lavarlas adecuadamente antes de la cocción y cocinarlas con cáscara. Mensaje 9 Consumir aceite crudo como condimento, frutas secas o se- millas. 1. Ms: utilizar dos cucharadas soperas al día de aceite crudo. 2. Ms: optar por otras formas de cocción antes que la fritura. 3. Ms: en lo posible alternar aceites (como girasol, maíz, soja, girasol alto oleico, oliva y canola). 4. Ms: utilizar al menos una vez por semana un puñado de frutas secas sin salar (maní, nueces, almendras, avellanas, castañas, etc.) O semillas sin salar (chía, girasol, sésamo, lino, etc.). 5. Ms: el aceite crudo, las frutas secas y semillas aportan nu- trientes esenciales. Mensaje 10 El consumo de bebidas alcohólicas debe ser responsable. Los niños, adolescentes y mujeres embarazadas no deben consu- mirlas. Evitarlas siempre al conducir. 1. Ms: un consumo responsable en adultos es como máximo al día, dos medidas en el hombre y una en la mujer. 2. Ms: el consumo no responsable de alcohol genera daños graves y riesgos para la salud Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 186 Gráfica de la alimentación diaria 1. Verduras y frutas: 45% de la imagen, del lado izquierdo del círculo. La intención fue resaltar la importancia de aumentar la cantidad de estos productos en la alimenta- ción diaria, elegir variedad de los mismos y al menos 5 porciones por día. Una porción equivale a medio plato de verduras o una fruta chica. No se incluyen papa, batata, choclo y mandioca en este grupo. 2. Legumbres, cereales, papa, pan y pastas: 27% de la ima- gen, a la derecha del grupo anterior siguiendo el sentido de agujas del reloj. Se busca promover el consumo de le- gumbres y optar por cereales y derivados integrales. La papa, batata, choclo y mandioca (vegetales feculentos) se incluyen en este grupo porque la composición nutricional de estas verduras es más similar a los cereales que a las hortalizas. Se intenta promover el consumo de hidratos de carbono complejos (opciones altas en fibra), 4 porcio- nes por día. Una porción equivale a 60 g de pan o 125 g de legumbres, cereales, papa o pastas cocidas. 3. Leche, yogur y queso: 12% de la imagen a la derecha del grupo anterior siguiendo el sentido de agujas del reloj. Se busca promover el consumo de 3 porciones y la elección de las versiones con menor aporte de grasa (descremado o parcialmente descremado), preferentemente. Una por- ción. Equivale a una tasa de leche líquida o un pote de yo- gur o una rodajita (del ancho del pulgar) de queso fresco. 4. Carnes y huevo: 9% de la imagen a la derecha del grupo anterior siguiendo el sentido de agujas del reloj. Se busca resaltar la importancia de incorporar pescado y huevo en la alimentación y que las carnes sean magras. Una por- ción por día, que equivale al tamaño de la palma de la mano o media porción de carne más un huevo. 5. Aceite, frutas secas y semilas: 4% de la imagen se inten- ta resaltar la incorporación de las frutas secas y semillas. Uso del aceite preferentemente crudo. 3 Porciones por día de este grupo, (no se respeta la proporción anterior por las razones ya expuestas). Una porción equivale a una cu- charada de aceite o un puñado cerrado de frutas secas o una cucharada de semillas. 6. Alimentos de consumo opcional: 3% de la imagen, al igual que el grupo anterior, no es la intensión resaltar este grupo. Son alimentos arraigados a las costumbres y la cul- tura. La presencia en la gráfica resalta el concepto de que su elección debe ser medida y opcional. Tres elementos importantes están representados en la gráfica: 7. Agua segura: se la ubicó en el centro de la imagen. La idea es resaltar la importancia de su consumo. Al menos ocho vasos por día. 8. Menor consumo de sal. 9. Actividad física diaria. Nota: los “alimentos de consumo opcional” son: • Alimentos grasos (mayonesa, crema, manteca, grasas só- lidas). • Azúcares libres (azúcar, dulces, mermeladas). • Bebidas e infusiones azucaradas, alfajores, galletitas dul- ces, chocolates, golosinas, snacks, panificados dulces o salados, tortas, postres azucarados, helados, barras de cereales con azúcar agregada, cereales de desayuno con azúcar agregada. Plan alimentario promedio Se toma como referencia la unidad de análisis de las guías que es la mujer adulta, con un peso: 56,3 kg; talla: 1,60 m; imc: 22,5 kg/m2 y nivel de actividad física leve, que requiere un valor calórico total de 2000 kcal/día. Estas calorías se distribu- yen en 55% de carbohidratos (275 g), 15% de proteínas (75 g) y 30% de grasas (67 g). Alimento Cantidad diaria recomendada Leche y yogur 500 cc Queso fresco 30 g Carnes 130 g Huevo 25 g Hortalizas 400 g Frutas 300 g Feculentos cocidos 250 g Pan 120 g Aceite, semillas, frutas secas 30 g Agua segura 2 litros Calorías provenientes de alimen- tos de consumo opcional 270 kcal aprox. Fuente: ministerio de salud de la nación. Guías alimentarias para la po- blación argentina, 2016. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 187 Grupos de alimentos gramos totales kcal por grupo % de kcal que aporta porcio- nes Hortalizas y frutas 700 320 16 5 Feculentos cocidos y pan 370 606 30,3 4 Leche, yogur y queso 530 310 15,5 3 Aceite, semillas, frutas secas 30 270 13,5 2 Carnes y huevo 155 224 11,2 1 Alimen- tos de consumo opcional * 270 13,5 opcional Total 2000 100 Fuente: ministerio de salud de la nación. Guías alimentarias para la población argentina, 2016. Referencias: • http://www.Msal.Gob.Ar/ent/index.Php/archivo/no- ticias/482-mensajes-y-grafica-de-las-guias-alimenta- rias-para-la-poblacion-argentina Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 188 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 189 MÓDULO ADULTEZ MAYOR Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 190 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 191 UNIDAD PROBLEMA 8 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 192 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA Alberto tiene 75 años, consulta porque está evacuando su intestino con menor frecuencia. Refiere que sale menos a caminar y que desde que cerró la huerta comunitaria en su barrio consume menos verduras. Objetivos generales abordados: • Relacionar la estructura y el funcionamiento del sistema digestivo del ser humano en los diferentes ciclos vitales • Reflexionar sobre losfactores biológicos, psicológicos y sociales que regulan la alimentación • Comprender la importancia de la nutrición en la promoción de la salud • Entender las transformaciones de materia y energía necesarias para mante- ner la organización y funciones del organismo • Jerarquizar el rol de la soberanía alimentaria para garantizar el derecho a la alimentación Objetivos específicos: • Reconocer las condiciones bio-psico-sociales del/de la adulto/a mayor rela- cionadas con la nutrición. • Jerarquizar el rol de la soberanía alimentaria en la salud colectiva • Considerar los factores biológicos, psicológicos y sociales que afectan el proceso de eliminación de los productos finales no absorbidos UNIDAD 08 Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 193 Anatomía Normal Contenidos Colon: Ubicación. División. Características generales. Relaciones. Funcio- nes. Irrigación. Inervación. Recto: Ubicación. Características morfológicas. Relaciones. Función. Irri- gación. Inervación. Ano: estructura del conducto anal. Esfínter del ano. Peritoneo: Mesos. Ligamentos. Fascias. Peritoneo Parietal y Visceral. Fun- ciones. Irrigación. Inervación. Actividades • Seminario disciplinar: Peritoneo • Seminario disciplinar: Integración anatómica del sistema digestivo Fisiología Humana Contenidos: Motilidad del intestino grueso. Tipos de movimientos. Defecación. Microbiota. Actividades • Seminario disciplinar: Fisiología colónica Histología y Embriología Contenidos: Colon-Recto PROPUESTAS DISCIPLINARES Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 194 Medicina y sociedad Contenidos: Soberanía alimentaria. Políticas de consumo, producción y comercializa- ción de los alimentos. Envejecimiento: miradas sobre el cuerpo. Representaciones sociales sobre el cuerpo y proceso de envejecimiento. Actividades • Seminario disciplinar: Cultura, moda, cuerpo y alimentación. Soberanía alimentaria. Bibliografía específica • D’Andrea L. (2014). Soberanía Alimentaria. En: Enria G y otros, Promoción de la Salud. Una perspectiva latinoamericana. Editorial Latín. (disponible en: http://latinproject.org/books/Promociondelasalud CCBY-SA 3.0 PDF) • Escudero JC. (1992). Quinto centenario del colapso demográfico. El impacto epidemiológico de la invasión europea de América. Revista ecológica política. • García X. (2003). Soberanía alimentaria. Documento para la Federación Ca- talana d’ONGD. • Le Breton D. (1995). El envejecimiento intolerable. En: Antropología del cuerpo y modernidad. Editorial Nueva Visión. • Enria G; D’andrea L. Sauro M, Ricle G, Scaglia E, Jacob P, Bauer G, Stafolani C, Marc MD. (2011). Soberanía alimentaria. Nuevo desafío en la interacción derechos humanos y salud, ponencia presentada en el 3er Congreso Argenti- no-Latinoamericano de Derechos Humanos, UNR Rosario. Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 195 AUTOEVALUACIÓN Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 196 Lista de cotejos (o check list) El objetivo de la misma es que el estudiante pueda autoevaluar su proceso de aprendizaje. Para ello debe reflexionar para cada objetivo de conocimientos o actitudes si el mismo ha sido alcanzado o no completando el casillero correspon- diente en cada columna. Puede además indagar el porqué de esos resultados e introducir comentarios en la columna correspondiente. Esto permitirá controlar el avance o no en el estudio de cada Unidad Problema y, junto con su tutor buscar las razones por las cuáles no pudo cumplimentar los objetivos planteados y trabajar en conjunto con él y sus compañeros para mejo- rar su rendimiento. Esta evaluación tiene carácter formativo, por lo cual no se incluirá para decidir la regularidad o el acceso a la condición de coloquio. CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Relaciona las representaciones sociales sobre el cuerpo con el envejecimiento Asocia el concepto de Soberanía Alimentaria con la Promoción de la Salud Diferencia funcional y estructuralmente las diferentes porciones del intestino Comprende la relación del peritoneo con los diferentes órganos abdominales Relaciona la composición y función de las secreciones digestivas con la formación de la materia fecal Relaciona la anatomía de la pared abdominal y la inervación del tubo digestivo con el proceso de defecación DE CONOCIMIENTOS Rosario, Argentina. | fcm.unr.edu.ar Área de Nutrición 2022 197 CRITERIO SI NO OBSERVACIONES Es puntual. Participa activamente. Interactúa con los demás. Es respetuoso con el docente y sus compañe- ros. Utiliza un vocabulario pertinente. Concluye las actividades. DE ACTITUDES
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