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Metabolismo, temperatura corporal

 

El metabolismo se puede considerar desde el punto de vista energético. Los diferentes organismos tienen requerimientos alimenticios variados. Se ha de generar constantemente energía, que entra en forma de alimento y se transforma en energía química. El alimento puede tener diferentes componentes.
Agua. Es radicalmente importante para los animales. Puede llegar a constituir el 95 % o más de algunos tejidos. El agua que se pierde se recupera con la bebida o mediante la ingestión de alimentos.
Proteína y aminoácidos. Son utilizadas como componentes estructurales de los tejidos y de los enzimas. También pueden ser utilizadas como fuente de energía si son degradas a aminoácidos. Los aminoácidos que necesita el animal pero que no puede sintetizar por sí mismo se conocen como aminoácidos esenciales.
Carbohidratos. Los carbohidratos son utilizados principalmente como fuente de energía química inmediata o almacenada. También pueden ser utilizados como intermediarios metabólicos o en grasas. Este proceso también se puede dar en el sentido opuesto.
Lípidos. Son adecuados para constituir una reserva de energía concentrada. Cada gramo de grasa proporciona más de 2 veces la energía calórica de un gramo de proteína o carbohidratos. Los lípidos son importantes por ser componentes de la membrana celular.
Ácidos nucleicos. Son necesarios para las células, si bien la mayoría de las células pueden obtenerlos de precursores mucho más sencillos. No es necesaria desde un punto de vista nutritivo.
Sales inorgánicas
Los tejidos animales necesitan cantidades moderadas de ciertos iones como: Ca, P, K, Na, Mg, S y Cl. También requieren cantidades traza de otros elementos como: Mn, Fe, I, Co, Cu, Zn y Se.
Vitaminas. Son un grupo de sustancias diversas, sin ninguna relación química, que son necesarias en cantidades pequeñas, para actuar principalmente como cofactores de algunos enzimas. Se conocen mejor las necesidades vitamínicas de los vertebrados superiores, pero las de los inferiores se desconocen, así como de los invertebrados.
El término metabolismo engloba la suma de todas las reacciones que ocurren en un organismo. Debido a que muchas reacciones químicas implican un aumento de la temperatura se relaciona el término metabolismo con el concepto de temperatura corporal. Medir por lo tanto la cantidad de calor emitido es una técnica rápida que se ha usado para medir el metabolismo. Cuanto más calor se emita, mayor será el metabolismo. Esta técnica es poco utilizada actualmente, ya que pese a ser un método directo tiene algunos problemas técnicos. Se usan otros parámetros, como puede ser el consumo de oxígeno. La catabolización de los alimentos se puede entender como una combustión lenta, que implica gasto de oxígeno.
El calor producido por el animal en las proteínas es inferior al que se produce fuera de él, porque no lo lleva hasta el producto final, que sería el amoníaco, sino que se queda en otros productos, ya que el amoniaco es tóxico para la célula. Normalmente no se emplea la liberación de dióxido de carbono, ya que puede verse tamponado en la sangre, con lo que la medición no sería exacta. El cociente respiratorio es la relación entre el dióxido de carbono liberado y el oxígeno consumido. Da una idea aproximada de la composición de la ingestión.
Se define como tasa metabólica basal (TMB) a la tasa estable del metabolismo energético medida en mamíferos y aves en condiciones de mínimo estrés ambiental y fisiológico, es decir, en reposo y sin estrés de temperatura, y después de que el ayuno detenga temporalmente los procesos absortivos y digestivos. La temperatura ambiental afecta a la temperatura de casi todos los animales. Dado que la tasa metabólica varía con la temperatura corporal, es necesario medir el equivalente de la tasa metabólica basal a una temperatura específica y controlada, en la que el animal no gaste energía específica en calentarse o enfriarse. Por esta razón, se defina la tasa metabólica estándar (TME) como el metabolismo de un animal en reposo y ayunas, a una temperatura dada. La TME de algunos ectotermos puede depender de su historia de temperatura previa, debido a la compensación metabólica o aclimatación térmica. Estas dos medidas dan poca información de los costes metabólicos de las actividades desarrolladas por los animales, porque las condiciones que se miden distan mucho de las normales. El término que mejor describe la tasa metabólica de un animal en su estado natural es el que se conoce como tasa metabólica de campo (TMdC), que es la tasa promedio de utilización de energía al realizar el animal sus actividades normales, que pueden abarcar desde la inactividad completa durante los períodos de reposo, hasta ejercicios máximos.
Al rango de tasas metabólicas de las que es capaz un animal, se le conoce como alcance metabólico aerobio, definido como la relación entre la máxima tasa sostenible y la TMB (o TME) determinada en condiciones controladas de reposo. Este número adimensional indica el aumento máximo en el gasto de energía de la que es capaz un animal, por encima de lo que consume en condiciones de reposo. Frecuentemente la tasa metabólica se incrementa unas 10 – 15 veces en los períodos de actividad. En estas mediciones no se tienen en cuenta los procesos de metabolismo anaerobio.

Se ha observado que cambios en la masa corporal pueden tener grandes efectos en la tasa metabólica de un animal. Los animales pequeños han de respirar a una tasa superior por unidad de peso a la de los animales grandes. Esto es debido a que los animales pequeños tienen mayor superficie por unidad de masa que los animales grandes, lo que provoca que necesiten tasas metabólicas superiores.

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