La calorimetría indirecta calcula el calor que producen los organismos vivos midiendo su producción de dióxido de carbono y desechos nitrogenados (frecuentemente amoníaco en organismos acuáticos o urea en los terrestres), o su consumo de oxígeno . La calorimetría indirecta estima el tipo y la tasa de utilización del sustrato y el metabolismo energético in vivo a partir de mediciones del intercambio de gases (consumo de oxígeno y producción de dióxido de carbono durante el reposo y el ejercicio en estado estable). Esta técnica proporciona información única, no es invasiva y puede combinarse ventajosamente con otros métodos experimentales para investigar numerosos aspectos de la asimilación de nutrientes, la termogénesis , la energética del ejercicio físico y la patogénesis de las enfermedades metabólicas . [1]
La calorimetría indirecta mide el consumo de O 2 y nitrógeno y la producción de CO 2 . Suponiendo que todo el oxígeno se utiliza para oxidar combustibles degradables y todo el CO 2 así evolucionado se recupera, es posible estimar la cantidad total de energía producida a partir de la energía química de los nutrientes y convertida en energía química del ATP , con alguna pérdida de energía durante el proceso de oxidación. [1] La calorimetría indirecta respiratoria (CI) es un método no invasivo y altamente preciso de la tasa metabólica , que tiene un error de menos del 1%. [2] Tiene una alta reproducibilidad y ha sido considerado un método estándar de oro. [3] Este método permite estimar BEE y REE , así como la identificación de sustratos energéticos que son metabolizados predominantemente por el cuerpo en un momento específico. Se basa en la medición indirecta del calor producido por la oxidación de macronutrientes , que se estima monitoreando el consumo de O 2 y la producción de CO 2 durante un período de tiempo determinado. [4] El calorímetro tiene un colector de gases que se adapta al sujeto y a través de una válvula unidireccional minuto a minuto recoge y cuantifica el volumen y concentración de O 2 inspirado y CO 2 espirado por el sujeto. Una vez alcanzado un volumen, se calcula el Gasto Energético en Reposo mediante la fórmula de Weir y los resultados se muestran en un software adjunto al sistema. [4] Otra fórmula utilizada es: [5]
donde RQ es el cociente respiratorio (cociente entre el volumen de CO2 producido y el volumen de O2 consumido ), es de 21,13 kilojulios (5,05 kcal), el calor liberado por litro de oxígeno por la oxidación de carbohidratos, y es de 19,62 kilojulios (4,69 kcal), el valor de la grasa. Esto da el mismo resultado que la fórmula de Weir en RQ = 1 (quemando solo carbohidratos), y casi el mismo valor en RQ = 0,7 (quemando solo grasa).
Antoine Lavoisier observó en 1780 que la producción de calor, en algunos casos, se puede predecir a partir del consumo de oxígeno [ cita requerida ] , utilizando regresión múltiple. La calorimetría indirecta, tal como la conocemos, se desarrolló alrededor de 1900 como una aplicación de la termodinámica a la vida animal. [6] Aunque el desarrollo de la calorimetría indirecta se remonta a más de 200 años, su mayor uso ha sido en las últimas dos décadas con el desarrollo de la nutrición parenteral total , los equipos de apoyo nutricional interdisciplinarios y la producción de calorímetros portátiles, confiables y relativamente económicos. [7]
Se pueden utilizar cuatro técnicas diferentes de recolección y medición de gases para realizar esta prueba:
La calorimetría indirecta proporciona al menos dos piezas de información: una medida del gasto energético o los requerimientos calóricos de 24 horas reflejados por el Gasto Energético en Reposo (GER) y una medida de la utilización de sustratos reflejada por el Cociente Respiratorio (CR). El conocimiento de los muchos factores que afectan estos valores ha llevado a una gama mucho más amplia de aplicaciones. Los estudios de calorimetría indirecta durante los últimos 20 años han llevado a la caracterización de la respuesta de estrés hipermetabólico a la lesión y al diseño de regímenes nutricionales cuyos sustratos se asimilan más eficientemente en diferentes procesos patológicos y estados de falla orgánica . La calorimetría indirecta ha influido en las prácticas diarias de atención médica y quirúrgica, como el calentamiento de la unidad de quemados y las salas quirúrgicas y el destete de los pacientes de los respiradores . [7]
