Tercer Grado

¿De dónde obtiene la energía el cuerpo humano?


El ser humano tiene un desgaste de energía al hacer sus actividades diarias por eso necesita reponer día con día el nivel de energía para que el cuerpo pueda realizar sus funciones vitales.

Gracias a la buena nutrición el ser humano puede tomar del exterior las materias que necesita para transformarlas en energía.  Todas las sustancias nutritivas que se ingieren tienen como fin proporcionar al organismo suficiente energía como para que se puedan realizar, de manera eficaz, todas las funciones y, además proporcionan material para que el cuerpo se restituya e ir reponiendo las perdidas propias producidas durante el desarrollo de sus funciones diarias como correr, nadar, pensar, trabajar, dormir.

Cualquier esfuerzo físico que hace el cuerpo provoca un desgaste y consumo de energía. Nuestro organismo no puede crear la energía que necesita así que la pregunta es ¿de dónde obtiene la energía el cuerpo humano? la respuesta es: de los alimentos que consumimos. La materia orgánica que asimilamos cuando nos alimentamos posee una energía capaz de transformarse por medio de distintas reacciones que se producen en nuestro organismo en energía mecánica (que gastamos cuando realizamos un esfuerzo), calor y todas las formas de energía necesaria para mantenernos vivos.

¿De dónde obtiene la energía el cuerpo humano?

 

El ser humano es un transformador de tipos de energía que funcionan de manera permanente y constante. Desde el punto de vista físico «la energía no se crea ni se destruye solo se transforma» en la nutrición el concepto de energía se refiere al consumo de alimentos y  a la cantidad que el ser humano requiere para satisfacer las necesidades vitales que el cuerpo necesita para vivir.

La energía química que contienen los alimentos se transforma gracias a la combustión, esto es cuando se combina el oxígeno que se respira con la materia orgánica que consumimos se produce una oxidación. Gracias a estos fenómenos químicos que se producen en nuestro cuerpo al alimentarnos éste adquiere casi toda la energía que necesita a través del fenómeno de oxidación en las proteínas, lipidos o grasas y azúcares contenidos en los alimentos.

Es importante una buena alimentación para obtener la materia y la energía que empleamos para vivir. El alimento repone a las células las partes que se van perdiendo y desgastando. Una porción de esa materia se utiliza como energía para mantener la actividad del organismo. Otra queda como material de reserva (energía almacenada en forma de grasa).

Cómo obtenemos la energía

de donde obtiene energia el cuerpo humano

Obtenemos la energía de los alimentos y del oxígeno que respiramos. Todo proceso vital supone un sistema de intercambio con el medio que nos rodea, del que conseguimos lo necesario para mantenernos con vida mediante el consumo de alimento. Los seres humanos no somos capaces de fabricar, por nosotros mismos, las sustancias que necesitamos para vivir, por eso necesitamos obtenerla del exterior y el cuerpo se encarga de convertirla en sustancias propias para generar energía.

Hay una similitud del funcionamiento de nuestro cuerpo con el de una máquina que necesita gasolina para convertirla en energía y funcionar. Nuestro organismo necesita de los alimentos para generar energía y funcionar.

Nuestro cuerpo realiza un conjunto de transformaciones de energía dentro de los confines de las leyes de la termodinámica por ese motivo es una máquina bioquímica. Para que esta máquina funcione de manera adecuada hay que proporcionarle los nutrientes necesarios.

Nutrientes que brindan energía

Para entender mejor este tema es importante entender que las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos y las forman seis elementos químicos  o bioelementos que son:

  • Carbono C
  • Hidrógeno H
  • Oxígeno O
  • Nitrógeno N
  • Fósforo P
  • Azufre S

 

Estos elementos representan alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células, con ellos se crean todo tipo de sustancias o biomoléculas como proteínas, aminoácidos y neurotransmisores. Estos seis elementos reparan el desgaste que sufre nuestro cuerpo, se obtienen de los alimentos, se procesan y se convierten en energía.

La función de la nutrición en nuestro cuerpo es proporcionarle energía a través de los alimentos y esta tarea la lleva a cabo en cuatro etapas o procesos muy relacionados:

1.- A través de la digestión de los alimentos: ya que esto ayuda a nuestro organismo a absorber y aprovechar todos los nutrientes de los alimentos que consumimos debido a que así se segregan las cantidades necesarias de enzimas y jugos digestivos en el tiempo apropiado. Para evitar una mala digestión evita comer pan recién horneado, frituras y comida chatarra que no te proporciona nutrientes suficientes. Come en pequeñas cantidades y así tu cuerpo generará los jugos digestivos necesarios para digerir los alimentos sin problemas. Evita el estrés porque el sistema digestivo está ligado al sistema nervioso.

2.- La circulación: la función principal del sistema circulatorio es la de pasar nutrientes (como aminoácidos, electrolitos, gases, hormonas, células sanguíneas) a las células del cuerpo, recoger los desechos metabólicos que se han de eliminar después por los riñones en la orina y por el aire exhalado en los pulmones. El sistema cardiovascular está formado por el corazón, los vasos sanguíneos y la sangre. Para tener una buena circulación consume dos litros de agua al día. Aunque no lo creas el agua es una fuente de energía importante, sin ella no se podrían realizar funciones básicas. Comer melón, sandía, tomates, naranjas, ajos, chiles, pepinos, acelgas, brócoli, perejil, jengibre, semillas de calabaza, girasol, nuez y cacahuate también es bueno para mejorar la circulación.

3.- Respiración: por medio de la respiración se obtiene el oxígeno que libera la energía que contienen los alimentos. Al respirar las células toman oxígeno del aire y a la vez expulsan dióxido de carbono. De no ser por las plantas verdes que toman ese dióxido de carbono y liberan oxígeno en la fotosíntesis, llegaría un momento en que la vida sería imposible por falta de oxígeno.

Al igual que se obtiene energía calorífica al quemar leña en una chimenea, las células queman la materia orgánica contenida en su alimento (principalmente glucosa y grasas) obteniendo así la energía que necesitan para realizar todas sus funciones. La energía química se almacena en unas moléculas especiales llamadas ATP, en esto consiste la respiración celular.

4.- La excreción: es la función mediante la cual los seres vivos liberan sustancias de desecho, manteniendo en ello la homeostasis o equilibrio interno. Para realizar este proceso cuentan con diversas estructuras: órganos celulares, órganos y sistemas especializados.

Los seres vivos pueden fabricar sus alimentos u obtenerlos del medio. Los digieren para liberar los nutrientes que contienen y, a través de procesos metabólicos los utilizan para formar o descomponer sustancias. Como consecuencia se producen sustancias de desecho que deben ser expulsadas, pues de lo contrario podría producir intoxicación y hasta la muerte del organismo.

Las principales sustancias de desecho que producen las células de los seres vivos son el dióxido de carbono, el agua, y el amoniaco. El dióxido de carbono y el agua se producen mediante la respiración de organismos aeróbicos, como los seres humanos. El amoniaco es un compuesto de desecho que se origina por la degradación de las proteínas. Existen otros compuestos de desecho como los taninos, producidos por las plantas, la urea y el ácido úrico, producido por los animales.

Nuestro organismo es muy inteligente y cuando obtiene energía la distribuye en las diferentes actividades que realiza y lo que no utiliza lo almacena para cuando sea necesario, por ejemplo en casos de catástrofes naturales como terremotos, sequía, inundaciones, ciclones, heladas, etc.

Para sobrevivir necesitamos los siguientes nutrientes:

  • Carbohidratos
  • Lípidos
  • Proteínas
  • Minerales
  • Vitaminas
  • Agua

Carbohidratos

Producen entre el 40 y 60% de la energía que necesitamos, son macronutrientes, estos componentes nutricionales deben de representar el 50% del valor calórico de tu dieta. El aporte de energía es la principal función de los carbohidratos en tu organismo. Los hidratos de carbono están formados por moléculas de tres elementos químicos: carbono, hidrógeno y oxígeno. Su fórmula general es CH2O

  • Son moléculas orgánicas esenciales para la vida, están compuestas por carbono, oxígeno e hidrógeno
  • son solubles en agua
  • almacenan energía
  • las plantas que poseen clorofila o de hojas verdes son las principales portadoras de hidratos de carbono
  • son fuente de energía, su metabolización aporta calor y energía corporal.
  • ayudan a evitar que las proteínas se utilicen como fuente de energía
  • previenen la cetosis ya que los carbohidratos participan en el metabolismo lipídico
  • intervienen en el buen funcionamiento del sistema nervioso central
  • son fuente de reserva de glucógeno
  • son necesarios para la formación de otras sustancias químicas

Los carbohidratos se clasifican en:

  • Monosacáridos: poseen 4,5, 6 carbonos. Se distinguen por la orientación de los grupos hidroxilos (-0H), lo que les brinda propiedades químicas especiales. Dentro de los monosacáridos pueden encontrarse los de forma lineal y de forma anular.
  • Disacáridos: se forman por la unión de diferentes monosacáridos, los cuales se encuentran unidos en carbonos específicos de cada materia. Dentro de este grupo se encuentra la sacarosa, la maltosa y la lectosa.
  • Polisacáridos: son estructuras más complejas formadas por varias uniones de diferentes sacáridos. Por lo tanto son difíciles de digerir y absorber, ya que son estructuras complejas formadas por muchos azúcares simples.

El cuerpo humano almacena energía de diferentes manera: ATP (adenosin trifosfato), glucogeno hepático (es la forma en la cual se almacena la glucosa en hígado), glucosa muscular (en este caso se almacena en los músculos).

Lípidos

Son un conjunto de moléculas orgánicas que están constituidas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida por oxígeno. También pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno. Debido a su estructura son moléculas hidrófobas (son sustancias repelidas por el agua como los aceites), pero son solubles en disolventes orgánicos no polares como la bencina, el benceno y el cloroformo lo que permite su extracción mediante este tipo de , f.

Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), estructural (como los fosfolípidos de las bicapas) y reguladora (como las hormonas esteroides).

En una conferencia sobre metabolismo y nutrición el doctor Raúl Carrillo mencionó que las proteínas y grasas están en algunos vegetales, en carnes blancas y rojas; hay que consumirlos en ingestas pequeñas cinco veces al día. Los adultos necesitamos consumir 120 gramos de carne, lo que equivale a un pedazo del tamaño de la palma de la mano extendida. Explicó que a través de las grasas también obtenemos la energía necesaria para sobrevivir por lo que se recomienda ingerir grasas insaturadas como las provenientes de los aceites de origen vegeral o de pescados como el salmón o el atún.

Proteína

Las proteínas son biopilomeros (macromoléculas orgánicas) de elevado peso molecular constituido básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también pequeñas cantidades de azufre (S), fósforo (P), hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg) y yodo (Y).

Las proteínas son las verdaderas obreras de las células y también las macro moléculas más abundantes y diversas en estructura y función. Un hepatocito (célula del hígado) tiene unas 10,000 proteínas diferentes. Hay proteínas estructurales como las que dan forma a la célula, otras transportan oxígeno, como la hemoglobina, otras participan en la respuesta inmune contra los agentes patógenos como los anticuerpos. Pero muchas son enzimas, proteínas que tienen la capacidad de acelerar (catalizar) reacciones químicas que no podrían ocurrir espontáneamente en la célula. Sin las enzimas no sería posible que ocurrieran los procesos celulares como la reproducción, conversión de alimentos en energía, construcción de macromoléculas, excreción de desechos celulares, entre otros.

Las proteínas son polímeros de aminoácidos, hay 20 aminoácidos diferentes, pero todos ellos tienen una fórmula básica común constituida por un carbono central al que se le unen un grupo químico carboxilo, un amino y otro grupo químico que es particular para cada aminoácido y que se conoce como «cadena natural o r». Para formar una proteína, los aminoácidos se unen, uno tras otro a través de una unión covalente particular denominada «unión peptídica» que involucra al grupo carboxilo de un aminoácido y al amino del siguiente.

La sucesión particular de aminoácidos en una proteína determina su «estructura primaria» donde los aminoácidos se encuentran como cuentas en un collar. Pero las características de los grupos laterales de los aminoácidos hacen que éstos, aunque se encuentren alejados en el collar, pueden acercarse en el espacio. Así la proteína adopta una conformación tridimensional (estructura secundaria y terciaria) que es propia de cada proteína, ya que este plegamiento depende de las secuencias de aminoácidos y cada proteína tiene una secuencia particular.

Finalmente, varias cadenas proteícas plegadas pueden unirse entre sí por uniones no covalentes construyendo la estructura cuaternaria como en el caso de la hemoglobina, que está formada por cuatro subunidades iguales. Hay proteínas muy cortas (en realidad se denominan péptidos) de unos pocos aminoácidos y otras verdaderamente gigantes como ciertas proteínas musculares que llegan a tener hasta 100,000 aminoácidos.

Complementos alimenticios

Vitaminas: son compuestos heterogéneos imprescindibles para la vida, ya que al ingerirlas de forma equilibrada y en dosis esenciales promueven el correcto funcionamiento fisiológico, estas no pueden ser elaboradas por el organismo por lo que este no puede obtenerlas más que a través de la ingesta equilibrada de vitaminas contenidas en los alimentos naturales. Las vitaminas son nutrientes que junto con otros elementos nutricionales actúan como catalizadoras de todos los procesos fisiológicos.

Las sales minerales son compuestos inorgánicos fundamentalmente iónicos. Las sales en general son combinación de cationes y aniones, excluyendo los compuestos del ion hidronio que se clasifica como ácidos. En este contexto el calificativo mineral es sinónimo de inorgánico pues existen sales cuyos cationes y aniones son total o parcialmente de origen orgánico.

Las sales minerales no tienen como función aportar energía, más bien su función es regenerar la estructura ósea y dental. Regula el balance del agua dentro y fuera de las células. Interviene en la excitabilidad nerviosa y en la actividad muscular. Permite la entrada de sustancias a las células. Colabora en procesos metabólicos (el cromo hace funcionar a la insulina, el selenio participa como un antioxidante). Intervienen en el buen funcionamiento del sistema inmunológico y forman parte de moléculas de gran tamaño como la hemoglobina de la sangre y la clorofila en los vegetales.

Las fuentes alimentarias de las sales minerales son:

  • Calcio: leche y derivados, frutos secos, legumbres y otros.
  • Fósforo: carnes, pescados, legumbres y otros.
  • Hierro: hígado, carnes rojas, legumbres, frutos secos, entre otros.
  • Flúor: pescado de mar, agua potable.
  • Yodo: pescado, sal yodada.
  • Zinc: carne, pescado, huevo, cereales integrales, legumbres.
  • Magnesio: carne, verduras, hortalizas, legumbres, frutas, leche.
  • Potasio: carne, leche, plátano, verduras.

Ahora te toca a ti

¿Por qué es importante la energía en el cuerpo humano?

¿Qué nutrientes aportan energía?

¿En qué alimentos se encuentran los carbohidratos?

¿En qué alimentos se encuentran las proteínas?

¿Qué función tienen las grasas en nuestro organismo?

¿Qué función tienen los minerales en el cuerpo humano?

Glosario

Biomolécula

Son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los seis elementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre que constituyen las biomoléculas (glucidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos). Son el fundamento de la vida.

Celulosa

Es un biopolímero compuesto exclusivamente de moléculas de β-glucosa, es un homopolisacárido. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre.

Cetosis

Es una situación metabólica del organismo originada por un déficit en el aporte de carbohidratos, lo que induce el catabolismo de las grasas a fin de obtener energía, generando unos compuestos denominados cuerpos cetónicos que descomponen las grasas en cadenas más cortas generando acetoacetato que es usada como energía por el cerebro.

Enzimas

Son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas siempre que sean termodinámicamente posible: una enzima hace una reacción quíica que es energéticamente posible, pero que transcurre a una velocidad muy baja sea cinéticamente favorable.

Fosfolípidos

Son un componente importante de los lípidos de la yema de huevo lo que explica su buena capacidad como emulsionante, también se encuentra en la nata de la leche y en la mantequilla.

Fructuosa

Es una forma de azúcar encontrada en los vegetales, las frutas y la miel. Es un monosacarido con la misma fórmula empírica que la glucosa, pero con diferente estructura, es decir, es un isómero de ésta. Los científicos han demostrado que este endulzante puede dañar el metabolismo humano colaborando con la obesidad.

Hemicelulosa

Forma parte de las paredes de las células vegetales recubriendo la superficie de las fibras de celulosa y permitiendo el enlace de pectina.

Homeostasis

Es una propiedad de los organismos que consiste en su capacidad de mantener una condición interna estable compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de materia y energía con el exterior.

Maltosa

Azúcar de malta, es un disacárido formado por dos glucosas unidas por un enlace glucosídico producido entre el oxígeno del primer carbono anomérico (proveniente de -OH), de una glucosa y el oxígeno perteneciente al cuarto carbono de la otra.

Glucosa

Azúcar que se encuentra en la miel, la fruta y la sangre de los animales. Es un nomosacárido con fórmula molecular  C₆H₁₂O₆ es una hexosa, es decir, contiene 6 átomos de carbono y es una aldosa, esto es, el grupo carbonilo está en el extremo de la molécula. Es la principal azúcar que circula en la sangre y es la primera fuente de energía en el cuerpo.

Metabolismo

Es un conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en las células del cuerpo. El metabolismo transforma la energía que contiene los alimentos que ingerimos en el combustible que necesitamos para todo lo que hacemos desde movernos hasta pensar y crecer.

Nutriente

Es un producto químico procedente del exterior de la célula y que esta necesita para realizar sus funciones vitales. Es tomado por la célula y transformado en constituyente celular a través de un proceso metabólico de biosíntesis llamado anabolismo, o bien, es degradado para la obtención de otras moléculas y energía.

Neurotransmisores

Es una biomolécula que permite la transmisión de información desde una neurona hacia otra, una célula muscular o una glándula, mediante la sinapsis que los separa.

Sacarosa

Azúcar común, es un disacárido transparente. Es el edulcorante más utilizado para endulzar los alimentos y suele ser sacarosa. En la naturaleza se encuentra en un 20% del peso en la caña de azúcar y en un 15% del peso de la remolacha azucarera, de la que se obtiene la azúcar de mesa. La miel también es un fluido que contiene gran cantidad de sacarosa parcialmente hidrolizada.

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