Estimación de requerimientos de energía y macronutrientes para individuos adultos sanos

• Requerimientos de energía:
  • Gasto Energético en Reposo
    • Calorimetría Indirecta
    • Fórmulas de predicción
  • Termogénesis
  • Gasto por actividad física
  • Gasto Energético Total
• Distribución de macronutrientes

Requerimiento de energía

El requerimiento de energía (R.E.) de un individuo se define como la cantidad de energía que se consume a partir de los alimentos capaz de brindarle un balance con el gasto de energía y que le permite tener un buen estado de salud a largo plazo¹.

Si el consumo de energía a corto plazo se encuentra por arriba o por debajo del gasto, se espera que se produzca una modificación en las reservas corporales de energía. Si este imbalance se mantiene en el largo plazo, se pueden producir alteraciones en la composición corporal que pueden tener consecuencias negativas en la salud². La cantidad de energía presente en los alimentos usualmente se expresa en kilocalorías (kcal).

El gasto energético total diario (G.E.T.) de un individuo está determinado por la suma del gasto energético en reposo, la termogénesis y la actividad física.

Gasto energético en reposo (G.E.R.)

Medición del G.E.R. por calorimetría indirecta

La calorimetría indirecta (C.I.) es un método que estima el consumo de energía mediante la medición directa del consumo de oxígeno en un periodo determinado de tiempo. La principal aplicación clínica de la C.I. es la estimación del G.E.R².

• Fundamento teórico: el método se basa en el principio de que los macronutrientes necesitan de oxígeno para ser oxidados en la cadena respiratoria, al final de la cual se utiliza O₂ y se obtiene CO₂ + agua + calor, de ahí se deriva el nombre de “calorimetría”, y se apellida “indirecta” porque no se mide directamente el calor producido al oxidar los macronutrientes, sino el oxígeno utilizado para esa oxidación³. Aunque el consumo de oxígeno para oxidar los diferentes macronutrientes varía como se muestra en el cuadro 1, en realidad se sabe que el organismo metaboliza simultáneamente una mezcla de ellos, por lo que en la práctica se utiliza un valor promedio denominado Equivalente Calórico Medio del Oxígeno, el cual es una media ponderada de los tres valores (grasas, carbohidratos y proteínas) y se ha calculado en 4.83 kcal/LO2. Este valor constante es el que permite calcular el G.E.R. a partir del consumo de oxígeno (VO₂) que se mide con la C.I.³.

• Estandarización: dado que la C.I. implica la medición de un gas (oxígeno), los aparatos modernos se calibran en forma automática de acuerdo con las condiciones ambientales presentes en el lugar y al momento de realizar la prueba como temperatura, presión atmosférica, fracción de oxígeno en el aire ambiente y humedad relativa³.

• Duración: la medición por C.I. usualmente dura de 10-20 minutos. En ese periodo se mide el VO₂ y el resultado se extrapola a las 24 horas para estimar el G.E.R. por día³.

• Ventajas: facilidad técnica para realizar la medición, la precisión de los resultados y que los equipos usualmente son portátiles.

• Desventajas: la principal desventaja puede estar el costo inicial del equipo, aunque no así el costo de la prueba.

Predicción del G.E.R. por medio de fórmulas matemáticas

Sin embargo, la fórmula más ampliamente utilizada tanto para fines clínicos como de investigación en el mundo es la fórmula de Harris-Benedict3.

Fórmula de Harris-Benedict (F.H.B.)

• En 1919, el Laboratorio de Nutrición del Instituto Carnegie de Washington (U.S.A.), publica una monografía con el título “A Biometric Study of Basal Metabolism in Man”. Los autores de esta publicación fueron los fisiólogos-nutricionistas J. Arthur Harris and Francis G. Benedict.
• En esta monografía Harris y Benedict evaluaron parámetros metabólicos de 136 hombres y 106 mujeres, todos adultos sanos. A estos sujetos se les realizó calorimetría indirecta y a partir de la evaluación de sus datos con análisis de regresión, se diseñaron fórmulas matemáticas para predecir el G.E.R. (cuadro 2), usando como variables la edad, género, peso y talla6.
• En 1984, los datos y la fórmula original de Harris & Benedict fueron re-evaluados por Roza & Shizgal7 determinando la Masa Celular Activa Total con mediciones de Potasio Corporal Total (Ke). Basándose en sus resultados, propusieron algunas variantes a esa fórmula original de 1919.
• En 1990, Pellet1 publica en el American Journal of Clinical Nutrition una completa revisión sobre las fórmulas matemáticas utilizadas para predecir el G.E.R. En esta publicación aparece una actualización de la fórmula original de Harris & Benedict que es la que conocemos y utilizamos hoy en día:

En la F.H.B. se utilizan cuatro variables: edad, género, peso y talla⁷:

• Edad: el G.E.R. disminuye con la edad principalmente debido a la pérdida de M.L.G. que se produce a medida que avanza la edad. Se estima que el G.E.R. se reduce en un 2 a 3% por cada 10 años a partir de los 30 años de vida.
• Género: el G.E.R. es mayor para hombres que para mujeres debido a la mayor proporción de M.L.G. en los hombres.
• Peso y talla: el G.E.R. es mayor conforme aumenta el tamaño corporal. Se calcula que una diferencia de 10 Kg en el peso corporal daría una diferencia en el G.E.R. de aproximadamente 120 Kcal/día.

Dado que la FHB fue desarrollada en individuos sanos, en los últimos años ha crecido el interés por validar esta y otras fórmulas de predicción en poblaciones con diferentes grados de sobrepeso inclusive hasta obesidad mórbida y también en poblaciones con enfermedad como es el caso de los Diabéticos tipo 2, pero hasta el momento son pocas las publicaciones en las que se ha logrado este tipo de análisis.

Frankenfield et al.8 evaluaron 130 adultos no hospitalizados los cuales fueron agrupados según el grado de obesidad, con un rango índice de masa corporal (I.M.C.) de 18.8 a 96.8 Kg/m². En esta investigación se aplicaron 4 fórmulas para predecir el G.E.R. (Harris-Benedict con peso actual, Harris-Benedict con peso ideal ajustado, Owen y Mifflin) y se compararon con calorimetría indirecta.

Los resultados mostraron que cuando se utilizó la fórmula de Harris-Benedict usando el peso actual 36% de los sujetos tuvieron más de un 10% de diferencia en los resultados vrs calorimetría indirecta y 74% de los sujetos tuvieron esa diferencia cuando se utilizó la fórmula de Harris-Benedict usando en la fórmula el peso ideal ajustado.

Así mismo se mostró que la fórmula de predicción de Mifflin fue la que tuvo menor diferencia en los resultados al compararlos con la calorimetría, sólo 22% de los sujetos tuvieron una diferencia mayor al 10%.

Por otro lado, Martin et al⁹ evaluaron las variaciones en el G.E.R. por calorimetría indirecta según el status diabético (normal, intolerancia a la glucosa y diabetes tipo 2). Ellos encontraron que los individuos con diabetes tipo 2 tienen un modesto incremento en el G.E.R. en comparación con los controles normoglicémicos cuando se ajusta según la M.L.G., concluyendo que el status diabético puede contribuir de manera independiente en la variabilidad del G.E.R.

Siguiendo esta línea de evidencia, recientemente la American Dietetic Association (ADA) recomienda en su Consenso de Manejo de Peso10, que en sujetos con sobrepeso y obesidad se utilice la fórmula de Mifflin y no la FHB:

Termogénesis (T.A.)

La termogénesis se clasifica en dos categorías: la termogénesis facultativa que es la producción de calor en el tejido adiposo pardo activado en ambientes con temperaturas bajas y la termogénesis inducida por los alimentos.

La termogénesis de los alimentos es cualquier cambio en el gasto energético inducido por la dieta y es mayor aproximadamente 1  hora después de la ingesta y desaparece aproximadamente a las 4 horas después de la ingesta. Esta termogénesis es la energía que se requiere “invertir” para los procesos de digestión, absorción y metabolismo de los nutrientes obtenidos a través de los alimentos.

Gasto por actividad física (A.F.)

La actividad física se clasifica en dos categorías: la actividad física ocupacional y la de tiempo libre. La primera se refiere al gasto de energía que el individuo realiza durante sus ocupaciones diarias (trabajo u ocupación) y la segunda se refiere al gasto de energía que realiza en su tiempo libre, por ejemplo el tiempo destinado a realizar ejercicio físico o practicar deportes².

Se sabe que la energía consumida en la A.F. es el componente más variable del G.E.T y puede fluctuar desde un 10% en una persona encamada hasta un 50% del G.E.T. en atletas por ejemplo.

Para estimar el gasto por A.F. se utilizan factores que son múltiplos del G.E.R., los cuales varían según el nivel de actividad diaria del individuo y se muestran en el cuadro 3.

Gasto Energético Total

La suma de estos tres componentes nos da como resultado el G.E.T. de un individuo². Se estima que esos componentes contribuyen al G.E.T. de las siguiente forma:

Distribución de macronutrientes

La distribución de los macronutrientes en la dieta para adultos sanos se presenta en el cuadro 4.

Bibliografía y lecturas recomendadas

1. Pelleti, P. (1990). Food energy requirements in humans. Am J Clin Nutr; 51: 711-22.
2. Mahan, L. Escott-Stump, S. (2000). Nutrición y dietoterapia de Krause. p. 20-32. Editorial McGraw-Hill Interamericana. México.
3. Mataix, J. (2005). Nutrición y Alimentación Humana: situaciones fisiológicas y patológicas.Tomo Nº 2. p. 247-269, 751-800. Editorial Océano-Ergon. España.
4. Mifflin et al (1990). A new predictive equation for resting energy expenditure in healthy individuals. Am J Clin Nutr l990;51: 241-7.
5. Weijs, P. (2008). Validity of predictive equations for resting energy expenditure in US and Dutch overweight and obese class I and II adults aged 18–65 years. Am J Clin Nutr; 88: 959–70.
6. Frankenfield, D. (1998). The Harris-Benedict Studies of Human Basal Metabolism: History and Limitations. J Am Diet Assoc.; 98: 439-445.
7. Roza, A. Shizgal, H. (1990). The Harris Benedict equation reevaluated: resting energy requirements and the body cell mass. Am J Clin Nutr 1984; 40: 168-82.
8. Frankenfield et al (2003). Validation of several established equations for resting metabolic rate in obese and nonobese people. J Am Diet Assoc; 103: 1152–9.
9. Martin et al (2004). Estimation of Resting Energy Expenditure Considering Effects of Race and Diabetes Status. Diabetes Care 27: 1405–1411.
10. American Dietetic Association. (2009). Position of the American Dietetic Association: Weight Management. J Am Diet Assoc.; 109: 330-346.
11. U.S. Department of Health and Human Services. (2005).  Dietary Guidelines for Americans 2005. Disponible en: www.healthierus.gov/dietaryguidelines