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METABOLISMO HUMANO. Al realizar una actividad, se hace trabajo mecanico +ΔW. Al realizar una actividad, se hace trabajo mecanico +ΔW. En este proceso.

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1 METABOLISMO HUMANO

2 Al realizar una actividad, se hace trabajo mecanico +ΔW. Al realizar una actividad, se hace trabajo mecanico +ΔW. En este proceso se cede calor al medio ambiente, - ΔQ. En este proceso se cede calor al medio ambiente, - ΔQ. Aplicando la priemra ley de la termodinamica, dividiendo entre Δt. Aplicando la priemra ley de la termodinamica, dividiendo entre Δt.

3 El primer termino es la tasa de cambio de al energía interna. El primer termino es la tasa de cambio de al energía interna. Se puede medir observando la tasa de consumo de oxigeno para convertir alimento en energía y materiales de desecho. Se puede medir observando la tasa de consumo de oxigeno para convertir alimento en energía y materiales de desecho. Ejm. 1mol glucosa +134 lt de oxigeno, forma anhídrido carbónico + agua KJ de calor Ejm. 1mol glucosa +134 lt de oxigeno, forma anhídrido carbónico + agua KJ de calor

4 EQUIVELENTE ENERGETICO DEL OXIGENO (EEO) Se define como el cociente entre la energía liberada y el oxigeno consumido. Se define como el cociente entre la energía liberada y el oxigeno consumido. Ejm. EEO = 2870KJ / 134 lt=21,4 KJ/lt Ejm. EEO = 2870KJ / 134 lt=21,4 KJ/lt EEO(promedio) = 20,2 KJ/lt EEO(promedio) = 20,2 KJ/lt Ejm. Calcular la tasa de cambio de la energía interna para una persona de consume 100 lt de oxigeno en una hora Ejm. Calcular la tasa de cambio de la energía interna para una persona de consume 100 lt de oxigeno en una hora

5 Solución EEO(pro) x consumo = ΔU/Δt EEO(pro) x consumo = ΔU/Δt 20,2 KJ/lt x 100 lt/h = 2020 KJ/h 20,2 KJ/lt x 100 lt/h = 2020 KJ/h 2020 kJ/h x 1000/3600 = 561 Watt 2020 kJ/h x 1000/3600 = 561 Watt

6 APORTE ENERGETICO DE ALIMENTOS (AEA) Una forma de conocer el aporte energético de los alimentos es midiendo directamente cuánto calor liberan en un proceso de combustión. Ello permite asignar tasas de producción, en kJ/g, Una forma de conocer el aporte energético de los alimentos es midiendo directamente cuánto calor liberan en un proceso de combustión. Ello permite asignar tasas de producción, en kJ/g, Por ejemplo, que el aporte energético de las grasas es de 38,9 kJ/g. Midiendo el aporte de cada tipo de alimento es posible entonces conocer cuánta energía interna ha ganado el cuerpo por metabolismo, si se conoce la cantidad y el tipo de alimentos consumidos Por ejemplo, que el aporte energético de las grasas es de 38,9 kJ/g. Midiendo el aporte de cada tipo de alimento es posible entonces conocer cuánta energía interna ha ganado el cuerpo por metabolismo, si se conoce la cantidad y el tipo de alimentos consumidos

7 Tabla Alimento Hidratos de carbono ProteínasGrasasEtanolPromedio Contenido energético por unidad de masa (kJ/g) 17,217,638,929,7--- Equivalente energético del oxígeno (kJ/litro) 21,118,719,820,320,2

8 Comentario de la tabla Los distintos tipos de alimentos tienen un aporte distinto de energía, este aporte de energía es casi independiente del tipo de alimento si se expresa en consumo de oxígeno respirado. Los distintos tipos de alimentos tienen un aporte distinto de energía, este aporte de energía es casi independiente del tipo de alimento si se expresa en consumo de oxígeno respirado. El aporte energético de las grasas es prácticamente el doble del de las proteínas. El aporte energético de las grasas es prácticamente el doble del de las proteínas. La cantidad de energía obtenida por litro de oxígeno respirado es muy similar en ambos casos. Y lo mismo sucede con otros tipos de alimento La cantidad de energía obtenida por litro de oxígeno respirado es muy similar en ambos casos. Y lo mismo sucede con otros tipos de alimento

9 Comentario 02 de tabla Se puede deducir la ganancia energética de un organismo midiendo sólo la cantidad de oxígeno respirado, sin necesidad de medir qué tipos de alimentos consumió ni en qué cantidad. Se puede deducir la ganancia energética de un organismo midiendo sólo la cantidad de oxígeno respirado, sin necesidad de medir qué tipos de alimentos consumió ni en qué cantidad. Se mide la cantidad de litros de oxígeno respirado, y se multiplica por EEO (20,2KJ/L), para obtener el número de kJ que ha ganado el organismo en estudio. Se mide la cantidad de litros de oxígeno respirado, y se multiplica por EEO (20,2KJ/L), para obtener el número de kJ que ha ganado el organismo en estudio.

10 TASA METABOLICA BASAL (TMB) Es la tasa de consumo de energía cuando la persona esta en reposo y despierto. Es la tasa de consumo de energía cuando la persona esta en reposo y despierto. Para un hombre de 20 años de talla media su valor es aproximadamente 1,2 Watts/kg Para un hombre de 20 años de talla media su valor es aproximadamente 1,2 Watts/kg Para una mujer 1,1 Watts/kg. Para una mujer 1,1 Watts/kg. Ejemplo. Hallar la cantidad de energía térmica en calorías que consume un hombre de 70 kg y una mujer de 60 kg en el estado basal Ejemplo. Hallar la cantidad de energía térmica en calorías que consume un hombre de 70 kg y una mujer de 60 kg en el estado basal

11 Solución

12 Tabla 02 Tasa Metabólica ActividadTasa metabólica (W/Kg) Dormir1,2 TMB Hombre; 1,1 TMB Mujer Sentado1,5 De pie2,6 Caminar4,3 Montar bicicleta7,6 Nadar11,0 Correr18,0

13 Problema 01 Una persona de 70 kg consume 2500 Kcal por día, hallar aproximadamente al actividad que esta realizando. Una persona de 70 kg consume 2500 Kcal por día, hallar aproximadamente al actividad que esta realizando.

14 Solución 01

15 RENDIMIENTO DE LOS ALIMENTOS En los seres humanos el rendimiento se define como: En los seres humanos el rendimiento se define como: El cociente entre la tasa con que realiza trabajo mecánico ΔW/Δt y la tasa metabólica. El cociente entre la tasa con que realiza trabajo mecánico ΔW/Δt y la tasa metabólica.

16 Comentario Al cuantificar el rendimiento de los seres humanos que utiliza la energía química de los alimentos, conviene comparar lo que se obtiene (trabajo mecánico) respecto del costo (energía metabólica). Al cuantificar el rendimiento de los seres humanos que utiliza la energía química de los alimentos, conviene comparar lo que se obtiene (trabajo mecánico) respecto del costo (energía metabólica). En el "costo es la tasa metabólica basal menos la TMB del organismo, es decir, el gasto inevitable. En el "costo es la tasa metabólica basal menos la TMB del organismo, es decir, el gasto inevitable.

17 PROBLEMA 02 Un hombre de 60 kg mueve tierra con una pala con un rendimiento del tres por ciento, y su tasa metabólica es de 8 W/kg. (a) ¿Cuál es la potencia consumida por metabolismo? (b) ¿Cuánto trabajo produce en una hora? Un hombre de 60 kg mueve tierra con una pala con un rendimiento del tres por ciento, y su tasa metabólica es de 8 W/kg. (a) ¿Cuál es la potencia consumida por metabolismo? (b) ¿Cuánto trabajo produce en una hora?

18 Solución 02

19 Problemas propuestos 1. Calcular la tasa de cambio de la energía interna para una persona de consume 3000 lt de oxigeno por día. 1. Calcular la tasa de cambio de la energía interna para una persona de consume 3000 lt de oxigeno por día. 2. Hallar la cantidad de energía térmica en calorías que consume un hombre de 80 kg y una mujer de 55 kg realizando natación 2. Hallar la cantidad de energía térmica en calorías que consume un hombre de 80 kg y una mujer de 55 kg realizando natación 3. Una persona de 90 kg consume 3500 Kcal por día, hallar la tasa metabólica basal. 3. Una persona de 90 kg consume 3500 Kcal por día, hallar la tasa metabólica basal. 4. Un hombre de 75 kg realiza una actividad con un rendimiento del 5%, y su tasa metabólica es de 10 W/kg. (a) ¿Cuál es la potencia consumida por metabolismo? (b) ¿Cuánto trabajo produce en 20 minutos?, c) Que calor libera en la actividad. 4. Un hombre de 75 kg realiza una actividad con un rendimiento del 5%, y su tasa metabólica es de 10 W/kg. (a) ¿Cuál es la potencia consumida por metabolismo? (b) ¿Cuánto trabajo produce en 20 minutos?, c) Que calor libera en la actividad.


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