Bibliotecă NCBI. Un serviciu al Bibliotecii Naționale de Medicină, Institutele Naționale de Sănătate.

calorii

StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2020 ianuarie-.

StatPearls [Internet].

Michael S. Popson; Manjari Dimri; Judith Borger .

Autori

Afilieri

Ultima actualizare: 25 august 2020 .

Introducere

Oamenii sunt endotermi, animale care își mențin temperatura corpului într-un interval stabil folosind producția de căldură și disiparea căldurii. Capacitatea de a produce căldură din calorii este un mecanism esențial necesar pentru reacțiile celulare care susțin viața, care necesită un aport suficient de calorii. Moleculele din alimente conțin energie sau calorii, stocate în legături chimice. Reacțiile metabolice pot extrage energia din aceste legături chimice și o pot folosi pentru a alimenta diferite reacții metabolice care mențin homeostazia organismului. Metabolismul energetic este un proces foarte reglementat pentru a satisface cerințele de energie ale corpului nostru în condiții variabile în repaus și în timpul muncii sau al efortului. [1]

Fundamente

Caloriile sunt o măsură a energiei. Caloriile minuscule „c” (cal) reprezintă cantitatea de energie care crește temperatura unui gram de apă cu un grad Celsius la o presiune atmosferică. La fel, caloriile majuscule „C” (Cal sau Kcal) reprezintă cantitatea de energie necesară pentru a crește temperatura unui kilogram de apă cu un grad Celsius.

1 Cal sau 1 Kcal = 1000 cal

Când se referă la alimente, se folosește Caloria (Kcal). Ambele proteine ​​și carbohidrați conțin 4 Kcal/g. Grăsimile oferă 9 kcal/g. Potrivit S.U.A. Linii directoare dietetice, 45-65% din calorii ar trebui să provină din carbohidrați, 20-35% din grăsimi și 10-35% din proteine.

Cheltuielile totale de energie (TEE) includ cheltuielile energetice zilnice totale (DEE), cheltuielile de energie activă (AEE includ exercițiile fizice și care nu sunt legate de exerciții) și efectul termic al hrănirii (TEF). Rata metabolică bazală (BMR) măsoară cheltuielile energetice zilnice totale pe zi de către organism în repaus sau la nivel bazal și reprezintă până la 60% din cheltuielile totale de energie, cu cheltuieli energetice active

30% și rămase

10% reprezintă efectul termic al hrănirii. BMR măsoară cantitatea de energie necesară pentru activități vitale precum respirația și menținerea circulației. Efectul termic al hrănirii reprezintă energia necesară pentru digerarea și absorbția alimentelor. BMR poate fi calculat prin calorimetrie directă sau indirectă și se măsoară în condiții controlate. Condițiile termoneutrale sunt importante în timpul măsurării BMR pentru a elimina includerea oricărei activități care ar putea contribui la BMR. Calorimetria directă măsoară căldura totală generată pe o anumită perioadă de timp, în timp ce calorimetria indirectă calculează BMR măsurând cantitatea totală de oxigen consumată într-un timp definit. Rata metabolică de repaus (RMR) este încă un alt mod de a măsura rata metabolică și este în esență similară cu BMR, dar este măsurată în condiții mai puțin restrictive [2] [3]. Femelele și bărbații umani adulți au o BMR medie de 1300-1500 kcal/zi și respectiv 1600-1800 kcal/zi. Odată cu cheltuielile cu stresul, activitatea și energia, rata metabolică crește, dar BMR rămâne aceeași. În medie, rata metabolică zilnică este de 150% din BMR, 1950-2250 kcal/zi pentru femeile adulte și 2400-2700 kcal/zi pentru bărbații adulți [4] [5]. Un alt mod simplu și rapid de a estima BMR este prin următoarele ecuații:

Femei: BMR = 655 + (4,35 x greutate în kilograme) + (4,7 x înălțime în inci) - (4,7 x vârstă în ani)

Bărbați: BMR = 66 + (6,23 x greutate în kilograme) + (12,7 x înălțime în inci) - (6,8 x vârstă în ani)

Celular

Fiziopatologie

Temperatura corpului este strâns reglată printr-un proces numit termoreglare, controlat de un regulator principal, hipotalamusul care modulează câștigul sau pierderea de căldură de către corp. Până la 60% din căldura generată în timpul proceselor metabolice este utilizată pentru a menține temperatura corpului. În consecință, neregularizarea mecanismelor de termoreglare poate duce la hipotermie sau hipertermie [8].

Hipotermie: Dacă căldura produsă de aceste reacții este depășită de pierderea totală de căldură a corpului, corpul se află într-o stare de hipotermie. Hipotermia este definită ca o temperatură centrală a corpului sub 35 grade Celsius (C) sau 95 grade Fahrenheit (F). Hipotermia poate fi clasificată ca fiind ușoară, moderată sau severă. Hipotermia ușoară se caracterizează prin frisoane substanțiale și schimbări de comportament. Este definită ca o temperatură a miezului între 32-35 grade C (89,6-95 grade F). O temperatură centrală a corpului cuprinsă între 28-32 grade C (82,4-89,6 grade F) este definită ca hipotermie moderată. Se caracterizează prin dilatarea pupilelor, aritmii cardiace, confuzie, posibilă pierdere a cunoștinței și lipsă de frisoane. Hipotermia severă este definită ca o temperatură a nucleului sub 28 grade C (82,4 grade F). În acest stadiu pot apărea bradicardie severă și fibrilație ventriculară. Stopul cardiac devine mai probabil pe măsură ce corpul devine mai rece. Pentru a contracara hipotermia, hipotalamusul poate crește rata metabolică generală a corpului generând mai multă căldură.

Tremurul este un răspuns involuntar la temperaturi scăzute care folosește contracțiile musculare pentru a genera căldură. Poate crește rata metabolică bazală de până la 5 până la 6 ori. Intensitatea tremurului depinde de temperatura centrală și de IMC-ul unei persoane. Studiile arată că scăderea tremurului este corelată cu creșterea grăsimii corporale. În plus, vasele periferice pot suferi vasoconstricție, menținând sângele central și minimizând pierderile de căldură în mediu. Corpul exterior acționează apoi ca o barieră între nucleul corpului și mediul înconjurător. Riscul de degerături crește odată cu creșterea vasoconstricției periferice. Tratamentul hipotermiei ușoare până la moderate este îndepărtarea îmbrăcămintei umede și reci și încălzirea rapidă cu o baie fierbinte la 37-39 grade C. Dacă hipotermia este severă, este indicată o încălzire internă activă. Procesul de tratament este adesea dureros și poate necesita analgezice [9] [10].

Hipertermia: Hipertermia este starea temperaturii crescute a miezului corpului rezultată din faptul că organismul creează mai multă căldură decât poate disipa. O temperatură mai mare de 37,5–38,3 ° C (99,5–100,9 ° F) se clasifică ca hipertermie la om. Cauzele hipertermiei cuprind o gamă largă de factori, cum ar fi medicamentele, toxinele, ca reacție imună compensatorie la anumite infecții și hipertermia malignă. În mod normal, temperatura corpului de bază este menținută prin mecanisme de termoreglare cum ar fi transpirația, tremuratul și vasoconstricția care sunt controlate de hipotalamus. Defalcarea acestor mecanisme de termoreglare în organism poate provoca creșterea temperaturii, variind de la niveluri ușoare până la niveluri periculos de ridicate și poate pune viața în pericol.

Semnificația clinică

Hipertermie malignă (MH) apare ca răspuns la anumiți factori declanșatori, cum ar fi anestezicele volatile (de exemplu, izofluran) și relaxantele musculare (de exemplu, succinilcolina) care sunt adesea utilizate în timpul procedurilor chirurgicale. Persoanele cu risc pot prezenta hipertermie, o creștere a ritmului cardiac, a respirației și a rigidității musculare. Acest lucru poate duce, de asemenea, la rabdomioliză, acidoză și mioglobinurie.

Hipertermie cauzată de decuplări: În timp ce UCP-1 este un decuplator fiziologic, alți compuși non-fiziologici, cum ar fi aspirina în doze mari și 2,4-dinitrofenol, pot despărți fosforilarea oxidativă producând căldură excesivă, rezultând hipertermie [7] [14] [15].

Termogeneză fără frisoane: Spre deosebire de adulți, producția de căldură prin frisoane nu este funcțională la nou-născuți. Aici, un alt mecanism cunoscut sub numele de termogeneză care nu tremură joacă un rol important în reglarea temperaturii la nou-născuți. Grăsimea din țesutul adipos maro conține abundență de mitocondrii și este utilizată împreună cu o proteină specifică de decuplare fiziologică numită termogenină sau proteină de decuplare (UCP-1). Proteina UCP-1 este prezentă în membrana mitocondrială internă și, atunci când este activată, crește permeabilitatea membranei membranei mitocondriale interne. Grăsimea din țesutul adipos maro este descompusă și activează UCP-1 provocând deschiderea porilor, decuplând fosforilarea oxidativă, perturbând astfel gradientul de protoni. Acest lucru permite protonilor să difuzeze în matricea mitocondrială, eliberând căldură în proces [7] [16] [17].