No es el primer paciente que me comenta todo convencido cuando hablamos sobre el gasto energético: “Es que yo no gasto nada de energía”. Sin embargo, esa aseveración no es cierta. A nivel popular se identifica el gasto energético con uno de los tres componentes del Gasto Energético Total (TEE): El Gasto Energético inducido por la Actividad Física (PAEE).
Este contenido explica el concepto de gasto energético en reposo.
El Gasto Energético Total (TEE) de un sujeto tiene tres componentes y se denota como TEE=BEE+PAEE+DIT+AT (1):
-BEE denota el Gasto Energético Basal.
-PAEE alude al Gasto Energético por Actividad Física.
-DIT representa la Termogénesis Inducida por la Dieta.
El Gasto Energético Basal (BEE) representa la energía destinada al mantenimiento de la fisiología humana (gasto cardiaco, actividad cerebral, respiratoria, contracción muscular…) en condiciones de reposo psico-físico y neutralidad térmica. En la práctica este valor sólo se puede medir mediante Calorimetría Indirecta (IC) en centros de investigación que permitan adherirse a un protocolo de medida riguroso. Este requiere controlar la temperatura del recinto (condiciones termoneutras: 21-27ºC) para asegurar que la temperatura del sujeto resulta de la disipación de calor seco y no de la sudoración o la termogénesis sin temblor y para miminizar la variación en la medida, debido a errores técnicos de medida, estimulación espontanea del sujeto e incluso movimientos durante el test. Se debe garantizar un reposo muscular absoluto. Algunos movimientos espontáneos son imperceptibles incluso para un observador entrenado. Si se sigue un procolo estandarizado la variabilidad intraindividual a lo largo de días y meses (asumiendo la estabilidad del peso y composición corporal) es relativamente baja. Por tanto, el concepto de BEE se reserva para mediciones realizadas con calorimetría indirecta bajo unas condiciones muy rigurosas de medida (2).
El Gasto Energético en Reposo (REE) corresponde a la energía destinada al mantenimiento de la fisiología humana (gasto cardiaco, actividad cerebral, respiratoria, contracción muscular…) en un individuo sentado en reposo psicofísico, idealmente a primera hora de la mañana, en ayunas.... Es alrededor de un 10% superior al BEE (2).
Existe una profunda relación entre el REE y la composición corporal (3).
El REE (2-18):
1-Es el principal determinante del TEE constituyendo en una persona sedentaria alrededor del 60-70% del mismo.
2-Corresponde al gasto energético mínimo para garantizar la supervivencia.
3-Equivale al gasto energético que emplearíamos en mantener nuestras constantes vitales si permaneciésemos tumbados horizontalmente en reposo físico-psíquico durante 24 horas.
4-Es un reflejo del metabolismo, el conjunto de reacciones bioquímicas que se verifican a nivel subcelular y celular como consecuencia de la actividad de 78 órganos y tejidos que se organizan en 11 sistemas (2). El metabolismo consiste en una serie de reacciones anabólicas (de síntesis de macromoléculas que requieren energía) y catabólicas (de degradación de macromoléculas que liberan energía). La oxidación (combustión) de los sustratos energéticos (principalmente carbohidratos y grasa) en presencia de oxígeno (O2) tiene como productos el dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y calor (Q).
Adolf Magnus-Levy (1865-1955) fue un médico y fisiólogo que investigó el metabolismo humano y las enfermedades asociadas con esta. Fue el creador del concepto de BEE (Grundunsatz) y el descubridor de las acciones de las hormonas tiroideas sobre el metabolismo. Además, hizo contribuciones básicas pero importantes más allá del metabolismo como el mieloma múltiple, la amiloidosis y la proteína de Bence-Jones (5). Fue uno de los pocos hombres del último siglo que integró el pensamiento crítico y el estudio del metabolismo en la práctica clínica. Según su amigo el Dr. Elliott P. Joslin “representa el apogeo de los últimos días de un período fabuloso de la medicina alemana del siglo XIX”. Fue el primero en teorizar que la pérdida de peso experimentada por una enfermera afecta de obesidad tras la administración de hormonas tiroideas estaba relacionada con la combustión. Su hipótesis era correcta. El VO2 de la mujer se incrementó en un 30%, demostrando que el extracto de hormonas tiroideas administrado estimulaba el metabolismo y la producción de calor en el ser humano (2).
La comprensión del metabolismo a nivel subcelular y celular, su organización para formar los órganos, tejidos y sistemas y en última instancia conformar el peso corporal de un sujeto proporciona un marco conceptual para comprender las diferencias en el REE entre sujetos.
Antoine Lavoisier (1743-1794) fue un químico francés que es considerado el padre de la química moderna (por su libro Tratado Elemental de Química) y la fisiología respiratoria. Él junto con su mujer Marie-Anne Lavoisier y sus compañeros de trabajo fueron los pioneros en reconocer la verdadera naturaleza del O2 y equiparar la respiración (que conlleva un consumo de O2 y la producción de calor) en animales y humanos con la combustión de una vela. En ambos casos se utiliza O2 y se genera Q, CO2 y H20 (2,6).
5-El BEE no representa el valor más bajo del metabolismo. Este se corresponde con los niveles de arousal (activación) y movimientos más bajos que se alcanzan durante la fase 3 del sueño. Esos valores son alrededor de un 5% más bajos que los hallados nada mas despertar (7,8).
6-Varía con el sexo, edad y composición corporal. Los hombres presentan mayor valor que las mujeres, se reduce con la edad y aumenta conforme mayor cantidad de Masa Magra (LM) presenta un sujeto. Otros factores son el aumento de la temperatura corporal y la fase del ciclo menstrual. Por cada incremento de 1ºC el BEE aumenta un 13% (9). Durante la fase lútea (que corresponde a la fase menstrual) el BEE aumenta un 7% (10).
7-Un 81% de la variabilidad interindividual viene determinada por los tres factores anteriormente mencionados. Otras fuentes de variabilidad son las diferencias en los equipos de IC, los métodos de cálculo y la variabilidad intraindividual a lo largo del día.
8-El 19% de la variabilidad perdida (que no explican el sexo, edad y composición corporal) se atribuye a diferencias genéticas, en la composición de la LM del sujeto y en los niveles de hormonas tiroideas.
9-Es directamente proporcional al Consumo de Oxígeno en Reposo (VO2). En una persona sana el VO2reposo=3,5ml/kg/minuto. Sin embargo, se reduce con el envejecimiento (11) y la obesidad (12).
10-La estimación del REE es un tema de interés en el ámbito de ciertos estados fisiológicos como el deporte y patológicos como el sobrepeso/obesidad. La estimación del REE es clave para poder estimar el TEE y planificar una dieta personalizada. Un bajo REE es un predictor de ganancia de peso y un alto REE es indicador de una resistencia a ganar peso.
11-El método gold estándar (método de referencia) para estimar el REE es la Calorimetría Indirecta (IC) (13). En la práctica clínica se emplean ecuaciones de predicción antropométricas. Sin embargo, estas presentan muchas limitaciones pues tienen validez a nivel grupal pero no a nivel individual (14).
12-Ciertos estímulos como la exposición al frío (15), la administración de hormonas tiroideas (16) y alimentos como el picante (17) incrementan el REE.
La exposición aguda al frío (16-19ºC) en comparación con una temperatura en el rango termoneutro (24ºC) aumenta la activación del Tejido Adiposo Pardo (BAT) y el REE en 188,43kal/día (95% CI = 139,73–237,13) (18).
El REE se reduce en alrededor de un 15% cuando la TSH aumenta entre 0,1- 10 mU/L (16).
La ingesta de 9 mg/día de capsinoides (moléculas alcaloides vegetales presentes en los pimientos picantes y menos irritantes, no pungentes y más palatables que los capsaicinoides) durante 6 semanas, en sujetos adultos de mediana edad con un peso saludable o sobrepeso, incrementó el REE en 0,6 cal/kg/min =+4.3% en comparación con el placebo (−0,3 cal/kg/min =−2,1%) en el subgrupo de aquellos con sobrepeso.
Conclusiones:
1-Todas las personas gastamos energía independientemente de que realicemos una actividad física programada o no. Dicho gasto energético corresponde al REE que representa la energía mínima necesaria que nuestro cuerpo invierte en el mantenimiento de las funciones vitales. El valor será tanto menor en el caso de las mujeres, personas de mayor edad y con menor cantidad de masa magra. Otras variables que afectan al mismo es el hábito tabáquico, la fase del ciclo menstrual, etc.
2-El método más exacto y preciso para estimar el REE es IC.
3-Las ecuaciones de predicción del REE presentan limitaciones a nivel individual.
Bibliografía
(1) Ndahimana D, Kim EK. Measurement Methods for Physical Activity and Energy Expenditure: a Review. Clin Nutr Res. 2017;6(2):68-80.
(2) Heymsfield SB, Smith B, Dahle J, Kennedy S, Fearnbach N, Thomas DM, Bosy-Westphal A, Müller MJ. Resting Energy Expenditure: From Cellular to Whole-Body Level, a Mechanistic Historical Perspective. Obesity (Silver Spring). 2021;29(3):500-511.
(3) Heymsfield SB, Thomas DM, Bosy-Westphal A, Müller MJ. The anatomy of resting energy expenditure: body composition mechanisms. Eur J Clin Nutr. 2019;73(2):166-171.
(4) Soares MJ, Müller MJ. Resting energy expenditure and body composition: critical aspects for clinical nutrition. Eur J Clin Nutr. 2018;72(9):1208-1214.
(5) Goldner MG. Adolf Magnus-Levy; 1865-1955. Diabetes. 1955;4(5):422-4.
(6) West JB. The collaboration of Antoine and Marie-Anne Lavoisier and the first measurements of human oxygen consumption. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2013;305(11):L775-85.
(7) Fontvieille AM, Rising R, Spraul M, Larson DE, Ravussin E. Relationship between sleep stages and metabolic rate in humans. Am J Physiol 1994;267:E732-E737.
(8) Kumahara H, Yoshioka M, Yoshitake Y, Shindo M, Schutz Y, Tanaka H. The difference between the basal metabolic rate and the sleeping metabolic rate in Japanese. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo) 2004;50:441-445.
(9) DuBois EF. The basal metabolism in fever. JAMA 1921;77:352-355.
(10) Zhang S, Osumi H, Uchizawa A, et al. Changes in sleeping energy metabolism and thermoregulation during menstrual cycle. Physiol Rep 2020;8:e14353.
(11) Kwan M, Woo J, Kwok T. The standard oxygen consumption value equivalent to one metabolic equivalent (3.5 ml/min/kg) is not appropriate for elderly people. Int J Food Sci Nutr. 2004;55(3):179-82.
(12) Wilms B, Ernst B, Thurnheer M, Weisser B, Schultes B. Correction factors for the calculation of metabolic equivalents (MET) in overweight to extremely obese subjects. Int J Obes (Lond). 2014;38(11):1383-7.
(13) Frankenfield DC. On heat, respiration, and calorimetry. Nutrition. 2010;26(10):939-50.
(14) Chima L, Mulrooney HM, Warren J, Madden AM. A systematic review and quantitative analysis of resting energy expenditure prediction equations in healthy overweight and obese children and adolescents. J Hum Nutr Diet. 2020;33(3):373-385.
(15) Fernández-Verdejo R, Marlatt KL, Ravussin E, Galgani JE. Contribution of brown adipose tissue to human energy metabolism. Mol Aspects Med. 2019;68:82-9.
(16) al-Adsani H, Hoffer LJ, Silva JE. Resting energy expenditure is sensitive to small dose changes in patients on chronic thyroid hormone replacement. J Clin Endocrinol Metab. 1997;82(4):1118-25.
(17) Fuse S, Endo T, Tanaka R, Kuroiwa M, Ando A, Kume A, et al. Effects of Capsinoid Intake on Brown Adipose Tissue Vascular Density and Resting Energy Expenditure in Healthy, Middle-Aged Adults: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Study. Nutrients. 2020;12(9):2676.
(18) Huo C, Song Z, Yin J, Zhu Y, Miao X, Qian H, et al. Effect of Acute Cold Exposure on Energy Metabolism and Activity of Brown Adipose Tissue in Humans: A Systematic Review and Meta-Analysis. Front Physiol. 2022;13:917084.