En biología, la homeostasis energética, o el control homeostático del equilibrio energético, es un proceso biológico que implica la regulación homeostática coordinada de la Ingesta de alimentos (entrada de energía) y el gasto de Energía (salida de energía). El cerebro humano, particularmente el hipotálamo, juega un papel central en la regulación de la homeostasis energética y en la generación de la sensación de hambre al integrar una serie de señales bioquímicas que transmiten información sobre el equilibrio energético.
El cincuenta por ciento de la energía del metabolismo de la glucosa se convierte inmediatamente en calor.
La homeostasis energética es un aspecto importante de la bioenergética.
Definición
En los EE. UU., La energía biológica se expresa utilizando la unidad de energía Calórica con una C mayúscula (es decir, una kilocaloría), que equivale a la energía necesaria para aumentar la temperatura de 1 kilogramo de agua en 1 º C (aproximadamente 4,18 k J ).
El equilibrio energético, a través de reacciones biosintéticas, se puede medir con la siguiente ecuación:
Ingesta de energía (de alimentos y líquidos) = Energía gastada (a través del trabajo y el calor generado) Cambio en la energía almacenada (almacenamiento de grasa corporal y glucógeno )
La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se puede crear ni destruir. Pero la energía se puede convertir de una forma de energía a otra. Entonces, cuando se consume una caloría de energía alimentaria, se produce uno de los tres efectos particulares dentro del cuerpo: una porción de esa caloría puede almacenarse como Grasa corporal, Triglicéridos o glucógeno, transferirse a las células y convertirse en energía química en forma de trifosfato de adenosina (ATP – una coenzima ) o compuestos relacionados, o disipados como calor.
Energía
Ingesta
La ingesta de energía se mide por la cantidad de calorías consumidas por los alimentos y líquidos. La ingesta de energía está modulada por el hambre, que está regulada principalmente por el hipotálamo, y la elección, que está determinada por los conjuntos de estructuras cerebrales que son responsables del control del estímulo (es decir, el condicionamiento operante y el condicionamiento clásico ) y cognitivo control de la conducta alimentaria.
El hambre está regulada en parte por la acción de ciertas hormonas peptídicas y neuropéptidos (p. Ej., Insulina, leptina, grelina).y neuropéptido Y, entre otros) en el hipotálamo.
Gastos
El gasto energético es principalmente una suma de calor interno producido y trabajo externo. El calor interno producido es, a su vez, principalmente una suma de la tasa metabólica basal (TMB) y el efecto térmico de los alimentos. El trabajo externo puede estimarse midiendo el nivel de actividad física (PAL).
Desequilibrio
La teoría del punto de ajuste, introducida por primera vez en 1953, postuló que cada cuerpo tiene un peso fijo preprogramado, con mecanismos reguladores para compensar. Esta teoría fue rápidamente adoptada y utilizada para explicar fallas en el desarrollo de procedimientos de pérdida de peso efectivos y sostenidos.
Una revisión sistemática de 2019 de múltiples intervenciones de cambio de peso en humanos, incluida la Dieta, el ejercicio y la sobrealimentación, encontró «errores energéticos» sistemáticos, la pérdida no compensada o el aumento de calorías, para todos estos procedimientos. Esto muestra que el cuerpo no puede compensar con precisión los errores en la ingesta de energía / calorías, al contrario de lo que plantea la teoría de la teoría del punto de ajuste, y potencialmente explica tanto la pérdida como el aumento de peso, como la obesidad..
Esta revisión se realizó en estudios a corto plazo, por lo tanto, dicho mecanismo no se puede excluir a largo plazo, ya que actualmente no hay evidencia en este plazo.
Balance positivo
Un balance positivo es el resultado de que la ingesta de energía es mayor que la que se consume en el trabajo externo y otros medios corporales de gasto de energía.
Las principales causas evitables son:
Comer en exceso, lo que resulta en una mayor ingesta de energía
estilo de vida sedentario, lo que resulta en una disminución del gasto de energía a través del trabajo externo.
Un equilibrio positivo da como resultado que la energía se almacene como grasa y / o músculo, lo que provoca un aumento de peso. Con el tiempo, se puede desarrollar sobrepeso y obesidad, con las complicaciones resultantes.
Saldo negativo
Un balance negativo es el resultado de que la ingesta de energía es menor que la que se consume en el trabajo externo y otros medios corporales de gasto de energía.
La causa principal es la falta de alimentación debido a una afección médica, como disminución del apetito, anorexia nerviosa, enfermedad digestiva o debido a algunas circunstancias, como el Ayuno o la falta de acceso a los alimentos. El hipertiroidismo también puede ser una causa.
Requisito
El requerimiento de energía normal, y por lo tanto el consumo de energía normal, depende principalmente de la edad, el sexo y el nivel de actividad física (PAL). La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) ha compilado un informe detallado sobre los requisitos de energía humana:
Requisitos de energía humana (Roma, 17-24 de octubre de 2001). Un método más antiguo pero comúnmente utilizado y bastante preciso es la ecuación de Harris-Benedict.
Sin embargo, actualmente hay estudios en curso para demostrar si la Restricción calórica por debajo de los valores normales tiene efectos beneficiosos, y aunque muestran indicaciones positivas en primates, todavía no es seguro si la restricción calórica tiene un efecto positivo en la longevidad. para primates y humanos.
La restricción calórica se puede considerar como lograr un equilibrio energético con una menor ingesta y gasto, y, en este sentido, generalmente no es un desequilibrio energético, excepto un desequilibrio inicial en el que el gasto reducido aún no ha coincidido con la disminución consumo.
Sociedad y cultura
Ha habido controversia sobre los mensajes de balance de energía que minimizan la ingesta de energía promovida por los grupos de la industria alimentaria.