La tasa metabólica en reposo ( TMB ) es el metabolismo de todo el cuerpo de los mamíferos (y otros vertebrados) durante un período de tiempo de condiciones de reposo estrictas y estables que se definen mediante una combinación de supuestos de homeostasis fisiológica y equilibrio biológico . La TMB se diferencia de la tasa metabólica basal (TMB) porque las mediciones de la TMB deben cumplir con el equilibrio fisiológico total, mientras que las condiciones de medición de la TMB pueden alterarse y definirse según las limitaciones contextuales. Por lo tanto, la TMB se mide en el elusivo estado estable "perfecto", mientras que la medición de la TMB es más accesible y, por lo tanto, representa la mayoría, si no todas, las mediciones o estimaciones del gasto energético diario. [1]
La calorimetría indirecta es el estudio o uso clínico de la relación entre la respirometría y la bioenergética , donde la medición de las tasas de consumo de oxígeno, a veces la producción de dióxido de carbono y con menos frecuencia la producción de urea se transforma en tasas de gasto de energía, expresadas como la relación entre i) energía y ii) el marco de tiempo de la medición . Por ejemplo, después del análisis del consumo de oxígeno de un sujeto humano, si se estimaron 5,5 kilocalorías de energía durante una medición de 5 minutos de un individuo en reposo, entonces la tasa metabólica en reposo es igual a = 1,1 kcal/min. A diferencia de algunas mediciones relacionadas (por ejemplo, MET ), la RMR en sí no está referenciada a la masa corporal y no tiene relación con la densidad energética del metabolismo.
Un tratamiento integral de los factores de confusión en las mediciones de BMR fue demostrado ya en 1922 en Massachusetts por el Profesor de Ingeniería Frank B Sanborn, en donde las descripciones de los efectos de la comida, la postura, el sueño, la actividad muscular y la emoción proporcionaron criterios para separar BMR de RMR. [2] [3] [4]
En la década de 1780, para la Academia Francesa de Ciencias, Lavoisier , Laplace y Seguin investigaron y publicaron las relaciones entre la calorimetría directa y los intercambios de gases respiratorios de sujetos mamíferos. 100 años después, en el siglo XIX, para la Universidad Wesleyana con sede en Connecticut, los profesores Atwater y Rosa proporcionaron amplia evidencia del transporte de nitrógeno, dióxido de carbono y oxígeno durante el metabolismo de aminoácidos, glucosa y ácidos grasos en sujetos humanos, estableciendo aún más el valor de la calorimetría indirecta para determinar la bioenergética de los humanos que viven en libertad. [5] [6] El trabajo de Atwater y Rosa también hizo posible calcular los valores calóricos de los alimentos, que finalmente se convirtieron en los criterios adoptados por el USDA para crear la biblioteca de calorías de los alimentos. [7]
A principios del siglo XX, en la Universidad de Oxford, el investigador en fisiología Claude Gordon Douglas desarrolló un método económico y móvil para recolectar el aire exhalado (en parte como preparación para los experimentos que se realizarían en Pike's Peak, Colorado). En este método, el sujeto exhala en una bolsa de recolección de gran volumen y casi impermeable durante un período de tiempo registrado. Se mide todo el volumen, se analiza el contenido de oxígeno y dióxido de carbono y se calculan las diferencias con el aire "ambiente" inspirado para determinar las tasas de consumo de oxígeno y de emisión de dióxido de carbono. [8]
Para estimar el gasto energético de los gases exhalados, se desarrollaron varios algoritmos. Uno de los más utilizados fue desarrollado en 1949 en la Universidad de Glasgow por el fisiólogo investigador JB de V. Weir. Su ecuación abreviada para estimar la tasa metabólica se escribió con tasas de intercambio de gases como volumen/tiempo, excluyó el nitrógeno urinario y permitió la inclusión de un factor de conversión de tiempo de 1,44 para extrapolar el gasto energético de 24 horas de "kcal por minuto" a "kcal por día". Weir utilizó el método de Douglas Bag en sus experimentos y, en apoyo de ignorar el efecto del metabolismo proteico en condiciones fisiológicas normales y patrones de alimentación de ~12,5% de calorías proteicas, escribió:
A principios de la década de 1970, la tecnología informática permitió el procesamiento de datos in situ, algunos análisis en tiempo real e incluso presentaciones gráficas de variables metabólicas, como O 2 , CO 2 y flujo de aire, lo que alentó a las instituciones académicas a probar la exactitud y precisión de nuevas formas. [10] [11] Unos años más tarde en la década, debutaron los sistemas que funcionan con baterías. Por ejemplo, en 1977 se presentó una demostración del sistema móvil con visualización digital del consumo de oxígeno acumulado y del último minuto en las Actas de la Sociedad Fisiológica. [12] A medida que los costos de fabricación y computación cayeron en las siguientes décadas, varios métodos de calibración universal para preparar y comparar varios modelos en la década de 1990 llamaron la atención sobre las deficiencias o ventajas de varios diseños. [13] Además de los costos más bajos, la variable metabólica CO 2 a menudo se ignoraba, promoviendo en cambio un enfoque en los modelos de consumo de oxígeno para el control del peso y el entrenamiento físico. En el nuevo milenio se empezaron a distribuir calorímetros indirectos más pequeños, del tamaño de una computadora de escritorio, con computadoras personales e impresoras dedicadas y con software moderno basado en Windows. [14]
Se recomiendan las mediciones de RMR para estimar el gasto energético diario total (GET). Dado que las mediciones de BMR están restringidas al marco de tiempo estrecho (y condiciones estrictas) al despertar, la medición de RMR en condiciones más flexibles se realiza con mayor frecuencia. En la revisión organizada por el USDA , [15] la mayoría de las publicaciones documentaron condiciones específicas de mediciones en reposo, incluido el tiempo desde la última ingesta de alimentos o actividades físicas; esta revisión integral estimó que el RMR es entre un 10 y un 20 % más alto que el BMR debido al efecto térmico de la alimentación y la quema residual de las actividades que ocurren a lo largo del día.
Dejando de lado la termoquímica, la tasa de metabolismo y la cantidad de gasto de energía pueden intercambiarse por error, por ejemplo, al describir RMR y REE.
La Academia de Nutrición y Dietética (AND) proporciona orientación clínica para preparar a un sujeto para las mediciones de RMR, [16] con el fin de mitigar posibles factores de confusión relacionados con la alimentación, actividades físicas estresantes o exposición a estimulantes como la cafeína o la nicotina:
Como preparación, el sujeto debe ayunar durante 7 horas o más y tener cuidado de evitar estimulantes y factores estresantes, como la cafeína, la nicotina y las actividades físicas intensas, como los ejercicios con un propósito determinado.
Durante los 30 minutos previos a la medición, el sujeto debe permanecer acostado boca arriba sin realizar movimientos físicos, sin leer ni escuchar música. El ambiente debe reducir la estimulación manteniendo un silencio constante, una iluminación tenue y una temperatura estable. Estas condiciones se mantienen durante la etapa de medición.
Además, el uso correcto de un calorímetro indirecto bien mantenido incluye lograr un patrón de respiración natural y constante para revelar las tasas de consumo de oxígeno y producción de dióxido de carbono en una condición de reposo reproducible. La calorimetría indirecta se considera el método estándar de oro para medir el RMR. [17] Los calorímetros indirectos se encuentran generalmente en entornos clínicos y de laboratorio, pero los avances tecnológicos están llevando la medición del RMR a condiciones de vida libre.
El control del peso a largo plazo es directamente proporcional a las calorías absorbidas a través de la alimentación; sin embargo, una gran cantidad de factores no calóricos también desempeñan papeles biológicamente significativos (no cubiertos aquí) en la estimación de la ingesta de energía. Al contar el gasto de energía, el uso de una medición en reposo (RMR) es el método más preciso para estimar la mayor parte del gasto energético diario total (GET), lo que brinda las aproximaciones más cercanas al planificar y seguir un plan de ingesta de calorías. Por lo tanto, la estimación del GER por calorimetría indirecta es muy recomendable para lograr el control del peso a largo plazo, una conclusión a la que se llegó y se mantiene debido a la investigación observacional en curso realizada por instituciones muy respetadas como el USDA , AND (anteriormente ADA), ACSM y, a nivel internacional, por la OMS .
El gasto energético está correlacionado con una serie de factores, enumerados en orden alfabético.
La RMR se utiliza regularmente en ecología para estudiar la respuesta de los individuos a los cambios en las condiciones ambientales.
Los parásitos , por definición, tienen un impacto negativo en sus hospedadores y, por lo tanto, se espera que puedan tener efectos en la RMR del hospedador. Se han encontrado diversos efectos de la infección parasitaria en la RMR del hospedador. La mayoría de los estudios indican un aumento de la RMR con la infección parasitaria, pero otros no muestran ningún efecto, o incluso una disminución de la RMR. Todavía no está claro por qué se observa tal variación en la dirección del cambio de la RMR con la infección parasitaria. [19]
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