Los principales combustibles que obtenemos de nuestra dieta son los macronutrientes: carbohidratos, proteínas y grasas. Estos nutrientes, cuando se oxidan hasta dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O) en nuestras células, liberan energía a través de la transferencia de electrones al oxígeno (O₂). Este proceso, conocido como catabolismo, genera tanto calor como trifosfato de adenosina (ATP).
El Rol del ATP en el Cuerpo
El ATP es la principal fuente de energía para muchas funciones celulares, incluidas las reacciones de biosíntesis (vías anabólicas), la contracción muscular y el transporte activo a través de las membranas celulares. Durante estos procesos, el ATP se convierte nuevamente en difosfato de adenosina (ADP) y fosfato inorgánico (Pi), en un ciclo conocido como el ciclo ATP-ADP.
Proceso de Respiración y Oxidación
La oxidación de los combustibles para generar ATP se llama respiración. Antes de ser oxidados, los carbohidratos se convierten principalmente en glucosa, las grasas en ácidos grasos y las proteínas en aminoácidos. Estos combustibles se oxidan hasta acetil coenzima A (acetil-CoA), que alimenta el ciclo del ácido tricarboxílico (ATC). Este ciclo completa la oxidación del combustible a CO₂. Los electrones perdidos durante las reacciones de oxidación se transfieren al O₂ mediante diversas proteínas en la cadena de transporte de electrones. La energía de esta transferencia se utiliza para convertir ADP y Pi en ATP a través de un proceso llamado fosforilación oxidativa.
Carbohidratos: Fuente Rápida de Energía
Los principales carbohidratos en la dieta humana son el almidón, la sacarosa, la lactosa, la fructosa, la maltosa, la galactosa y la glucosa. El almidón es el principal carbohidrato de almacenamiento en las plantas, mientras que la glucosa es el azúcar predominante en la sangre humana. La digestión convierte los carbohidratos en monosacáridos, que son absorbidos en el torrente sanguíneo. La oxidación de los carbohidratos produce alrededor de 4 kcal/g, lo que significa que cada gramo de carbohidrato ingerido genera 4 kcal de energía.
la dieta, y el glucógeno, la forma de almacenamiento de glucosa del organismo, tienen
estructuras similares. Son polisacáridos (muchas unidades de azúcar) compuestos de glucosa,
que es un monosacárido (una sola unidad de azúcar).
Proteínas: Componentes y Energía
Las proteínas están compuestas por aminoácidos que forman cadenas lineales. Además de carbono, hidrógeno y oxígeno, contienen aproximadamente un 16% de nitrógeno en peso. Durante la digestión, las proteínas se descomponen en aminoácidos que ingresan en la sangre. La oxidación completa de las proteínas libera aproximadamente 4 kcal/g.
aminoácido está indicado por un color diferente. R ∙ cadena lateral. Los diferentes aminoácidos tienen distintas cadenas laterales. Por ejemplo, R1 podría ser —CH3
; R2, —CH2OH; R3, –CH2—COO–. En una proteína, los aminoácidos están unidos por enlaces péptido
Grasas: Energía Concentrada
Las grasas son lípidos compuestos por triacilgliceroles, también conocidos como triglicéridos. Estos contienen tres ácidos grasos esterificados con una molécula de glicerol. Las grasas, al oxidarse, producen alrededor de 9 kcal/g, más del doble de la energía producida por carbohidratos o proteínas. Esto se debe a que las grasas tienen mucho menos oxígeno y están más reducidas, lo que permite una mayor liberación de energía al oxidarse.
Alcohol: Energía Adicional
El alcohol, o etanol en el contexto nutricional, también tiene un contenido calórico significativo. El etanol se oxida en el organismo y produce alrededor de 7 kcal/g, más que los carbohidratos o proteínas, pero menos que las grasas.
Cálculo de la Ingesta Calórica
Consideremos el caso de Ana O’Rexia, cuya dieta incluye 100 g de carbohidratos, 20 g de proteína y 15 g de grasa al día. Su ingesta calórica diaria se puede calcular de la siguiente manera:
- Carbohidratos: 100 g x 4 kcal/g = 400 kcal
- Proteínas: 20 g x 4 kcal/g = 80 kcal
- Grasas: 15 g x 9 kcal/g = 135 kcal
Total: 615 kcal por día
Unidades de Energía
En nutrición, la energía se expresa a menudo en calorías. Una caloría nutricional (kcal) equivale a 1 kilocaloría, que es la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de 1 L de agua en 1 °C. Una kilocaloría también equivale a 4.18 kilojoules (kJ).
Conclusión
Los macronutrientes en nuestra dieta son esenciales para proporcionar la energía necesaria para diversas funciones corporales. Comprender cómo se metabolizan y cuánto energía proporcionan es crucial para mantener una dieta equilibrada y saludable.
(1) Venn BJ. Macronutrients and Human Health for the 21st Century. Nutrients. 2020 Aug 7;12(8):2363. doi: 10.3390/nu12082363. PMID: 32784664; PMCID: PMC7468865.
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