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Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 1 UNIDAD PROBLEMA Nº 1 INTRODUCCIÓN A LA NUTRICIÓN HUMANA Situación problemática: «El profesor miró a sus alumnos y preguntó: ¿Tenemos algo en común con el Universo? ¿Somos polvo de estrellas? ¿Qué pasaría si una mano gigante apagase el Sol?» El objetivo de esta UABP será analizar: - El origen del universo y de la vida. - El ciclo de la materia y el flujo de la energía en los seres vivos. - Introducción a la termodinámica. - La introducción a la bioenergética. - El consumo energético humano. - Aspectos sociales relacionados. ÍNDICE BIBLIOGRÁFICO: El origen de la vida ------------------------------------------------------------------------------ página 2 Termodinamia ----------------------------------------------------------------------------------- página 6 Teoría de sistemas ------------------------------------------------------------------------------ página 10 Caracterización de la materia viva ---------------------------------------------------------- página 15 Consumo energético humano --------------------------------------------------------------- página 22 Tipos de alimentos ------------------------------------------------------------------------------ página 25 Leyes de Escudero ------------------------------------------------------------------------------ página 28 Antropología de la alimentación ------------------------------------------------------------ página 29 Organización de la materia ------------------------------------------------------------------- página 32 El flujo de energía ------------------------------------------------------------------------------- página 34 Alimentación y cultura ------------------------------------------------------------------------- página 38 El conocimiento --------------------------------------------------------------------------------- página 41 FUENTES: Cultura y sociedad: . CANCLINI N: “Cultura e ideología” En: Cultura y Sociedad. Una introducción. México, CCE, 1981 . CANCLINI N: “Entrada” En: Culturas híbridas. Estrategias para entrar y salir de la modernidad. Grijalbo. . LINTON, R: El individuo, la cultura y la sociedad (cap 1) En: Cultura y compromiso. Ed FCE, México, 1969. Aspectos Biológicos: . CURTIS H, SUE BARNES N: “Átomos y moléculas” En: Biología 6° Edición, Cap.1, pág 1 . CURTIS H, SUE BARNES N: “Las células introducción” En: Biología 6° Edición, Cap.4, pág 99-109 . CURTIS H, SUE BARNES N: “El flujo de energía” En: Biología 6° Edición, Cap.7, pág 183-211 . CURTIS H, SUE BARNES N: “Ecosistemas” En: Biología 6° Edición, Cap.54, pág 1434-1447 . SUTTON D.B., HARMOND N.P.: “Consumo energetic humano” En: Fundamentos de Ecología: Cap.4 pág. 87-99 Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 2 EL ORIGEN DE LA VIDA (recuperación de conceptos) Las características de los sistemas vivos, no emergen gradualmente a medida que aumenta el grado de organización. Aparecen súbita y específicamente en forma de célula viva, algo que es más que sus átomos y moléculas constituyentes y que es diferente que ellos. Nadie sabe con exactitud cuando o como comenzó su existencia. En algún momento de la historia de este planeta aparecieron sistemas biológicos capaces de producir descendientes y evolucionar. El surgimiento de estos sistemas estuvo inmediatamente asociado con los cambios que sufrió la tierra. Formación del sol: hace aproximadamente 5000 millones de años, según calculan los cosmólogos, la estrella que es nuestro Sol comenzó su existencia; a partir de la acumulación de partículas de polvo y gases de hidrógeno y helio, que formaban remolinos en el espacio entre las estrellas más viejas. La inmensa nube que se convertiría en el Sol se condensó gradualmente a medida que los átomos de hidrógeno y de helio eran atraídos unos a otros por la fuerza de la gravedad y caían en el centro de la nube, cobrando velocidad mientras caían. Cuando la aglomeración se hizo más densa, los átomos se movieron más rápidamente, más átomos chocaban unos contra otros y el gas de la nube se tornó más y más caliente. A medida que la temperatura se elevaba, se intensificó la violencia de las colisiones hasta que los átomos de hidrógeno chocaron con tal fuerza que sus núcleos se fusionaron formando átomos de helio adicionales y liberando energía nuclear (energía de fusión) en el corazón del Sol, que es la energía que se irradia desde su incandescente superficie. Formación de la tierra: según la teoría actual, los planetas se formaron a partir de los restos de gas y de polvo que giraban alrededor de la estrella recién formada. Cada planeta fue limpiando por completo su propia órbita, recogiendo la materia suelta, a la manera de una bola de nieve gigantesca. Se estima que los planetas, incluyendo la Tierra, comenzaron su existencia hace aproximadamente 4600 millones de años. Cuando la Tierra aún estaba tan caliente que era principalmente un líquido, los materiales más pesados se reunieron en un centro más denso, cuyo diámetro es aproximadamente la mitad del diámetro del planeta. A medida que la superficie de la Tierra se enfriaba, fue formándose una corteza externa ( las rocas más viejas de esta capan datan de 4.100 millones de años). Estudios sobre los cráteres de la luna demostraron que hasta hace unos 3.800 millones de años, nuestro satélite fue constantemente bombardeado por meteoritos (tal vez la Tierra haya pasado por un estado similar al de la Luna en la actualidad). Se supone que la atmósfera primitiva estaba formada principalmente por hidrógeno y helio. Sin embargo, estos elementos se habrían fugado hacia el espacio exterior debido a que las fuerzas gravitacionales eran aún muy débiles como para retenerlos. Con posterioridad, a partir de los gases desprendidos por los volcanes, se habría formado una atmósfera secundaria, a su vez, diferente de la actual. El agua habría emanado de los géiseres en forma gaseosa y habrá permanecido como vapor de agua en la atmósfera. Al descender la temperatura, las nubes de vapor se habrían condensado y se habrían formado los océanos calientes y poco profundos de la Tierra primitiva. El comienzo de la vida: la vida en la tierra existe en lo que denominamos biosfera. Este capa se extiende sólo entre 8 y 10 kilómetros en la atmósfera y aproximadamente la misma distancia en las profundidades del mar. Los organismos fósiles más antiguos databan de 600 millones de años, sin embargo dos avances han aumentado el alcance de nuestra visión, el primero fue una hipótesis de los acontecimientos que precedieron al origen de la vida. El segundo fue el descubrimiento de células fosilizadas de más de 3.000 millones de años. Desde una perspectiva bioquímica, tres características distinguen las células vivas de otros sistemas bioquímicos: Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 3 1) La capacidad para duplicarse generación tras generación. 2) La presencia de enzimas, las proteínas complejas que son esenciales para las reacciones químicas de las que depende de la vida. 3) Una membrana que separa a la célula del ambiente circundante y le permite mantener una identidad química distinta. El primer conjunto de hipótesis verificables acerca del origen de la vida fue propuesto por el bioquímico ruso A.I.Oparin y por el inglés J.B. Haldane, según ellos la aparición de la vida fue precedida por un largo período lo que a veces se denomina evolución química. Con respecto a la identidad de las sustancias, en especial los gases en la atmósfera se ha llegado a un acuerdo general en dos aspectos críticos: 1) Había muy poco o nada de oxígeno. 2)Los cuatro elementos(hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno) que constituyen más del 95% de los tejidos vivos, estaban en alguna forma en la atmósfera y en las aguas de la Tierra. Además la energía abundaba en el planeta ej: en forma de calor. El vapor de agua era arrojado al aire por los mares, se enfriaba en la atmósfera, formaba nubes, llovía y así sucesivamente. Oparin formuló la hipótesis de que, se formarían moléculas orgánicas a partir de los gases atmosféricos que se iban acumulando en los mares y lagos de la Tierra. Dado que no había oxígeno libre para reaccionar con estas moléculas orgánicas y degradarlas a sustancias simples como el dioxido de carbono, ellas habrían persistido. Debido a las radiaciones ultravioletas (del sol) muchas combinaciones de moléculas se habrían roto y se volverían a formar; muchas de estas moléculas protegidas por la superficie del océano que actuaba como filtro de los rayos ultravioletas habrían quedado más concentradas, a medida que se acercaban entre sí aumentaba su concentración, así habrían estado sujetas a las mismas fuerzas químicas que actúan sobre las moléculas orgánicas hoy en día. Moléculas orgánicas pequeñas reaccionan entre sí formando moléculas más grandes, más aún fuerzas tales como los puentes de hidrógeno y las interacciones hidrofóbicas hacen que estas moléculas se ensamblen en agregados más complejos; estos agregados plurimoleculares, fueron capaces de intercambiar materia y energía con el ambiente. En estas estructuras coloidales se habría desarrollado un metabolismo sencillo, punto de partida de todo el mundo viviente. A partir de la constitución de estos sistemas, se paso de la etapa de la evolución química a la etapa que Oparin denominó evolución prebiológica o prebiótica. En los sistemas químicos modernos, las moléculas y los agregados más estables tienden a sobrevivir, de igual modo los agregados que tenían mayor estabilidad química habrían tendido a sobrevivir en la Tierra primitiva. Así, un mecanismo análogo a la selección natural desempeñó su papel en la evolución prebiológica. Las primeras evidencias experimentales fueron aportadas por Stanley Miller, quien experimentó que casi cualquier fuente de energía (rayos, radiación ultravioleta o ceniza caliente) habría convertido las moléculas que se cree estaban en la superficie terrestre, en una variedad de compuestos orgánicos complejos. Posteriormente, varias modificaciones en las condiciones experimentales y en la mezcla de gases colocada en el vaso de reacción, hicieron posible producir casi todos los aminoácidos comunes, así como los componentes de los nucléotidos del DNA y del RNA. Más tarde del trabajo de Miller se ha criticado la composición de la atmósfera reductora utilizada ya que pudo no ser representativa de la atmósfera real, esta objeción se basa en que al poco tiempo de la formación del planeta, la atmósfera secundaria se habría formado por la actividad volcánica, por lo que sería rica en N2, CO2 y agua con pequeñas cantidades de otras sustancias .El hidrogeno estaría en cantidades inferiores al 1%, por lo cual esta atmósfera sería levemente reductora (el H reduce a las moléculas químicas al cederles electrones) La mayoría de los bioquímicos cree ahora que por las condiciones de la Tierra joven, eran inevitables las reacciones químicas productoras de aminoácidos, nucleótidos y otras moléculas orgánicas. Las condiciones descriptas por Oparin no existen más en la superficie terrestre A partir del metabolismo de los seres vivos , particularmente los organismos capaces de liberar oxígeno a la atmósfera, se fue Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 4 constituyendo la capa de ozono, capaz de filtrar las radiaciones ultravioletas. Así los seres vivos modificaron la atmósfera primitiva y esto impidió la posterior formación de nueva vida a partir de sustancias inorgánicas. Hipótesis alternativas: desde la época de Aristóteles la mayoría de los biólogos creía en que los seres vivos podían originarse por generación espontánea en el polvo, el lodo o las gotas de rocío. En el siglo XVII, Francisco Redi demostró que en frascos que contenían carne en descomposición, las larvas de las moscas sólo aparecían donde las mismas habían depositado sus huevos (en un frasco abierto). Sin embargo, el desarrollo de la microscopía en el siglo XVIII dio más fuerza a la teoría de la generación espontánea, ya que en toda sustancia en descomposición, en frascos cerrados o no, se podía observar el crecimiento microscópico de bacterias. Needham, un jesuita inglés sostenía que los microorganismos aparecían por la intervención de una “fuerza vital”, mientras que otro investigador, Spallanzani que en frascos sellados a los que se los había hervido no crecían microorganismos (según Needham, Spellanzani había matado su “fuerza vital”). Todas estas controversias sólo pudieron resolverse cuando Louis Pasteur demostró que los microorganismos aparecían sólo por causa del aire contaminado, postulando que “la vida es un gérmen y un germen es vida” refutando definitivamente la teoría de la generación espontánea de Aristóteles. Cincuenta años más tarde Oparin y Haldane formularon sus teorías. Oparin experimentó sus hipótesis utilizando un modelo al que llamó coacervados. Los coacervados son sistemas coloidales constituidos por macromoléculas diversas que se habrían formado bajo ciertas condiciones en un medio acuoso. Fox realizó posteriormente estudios que simulaban las condiciones de la tierra primitiva, incorporando mezclas secas de aminoácidos que se calentaron a T moderadas, formándose polímeros llamados proteinoides térmicos. Estos polímeros pueden formar microesferas proteinoides en soluciones acuosas, que si bien no son células vivas presentan algunas particularidades de los seres vivos, como la de reproducirse por brotación o gemación. Los orígenes de la vida aún plantean muchos interrogantes, que son los siguientes: - ¿en qué ambiente primitivo pudo originarse la vida? Pudo ocurrir en el océano, una laguna, un charco, una fisura en una roca, entre capas de arcilla, cerca de fuentes termales o bajo el hielo de los polos. - ¿por medio de qué fuente de energía? Pudo haber sido geotérmica, luz UV solar, calor de los volcanes, descargas eléctricas atmosféricas o varias de ellas combinadas. - ¿cómo era la atmósfera primitiva? Pudo ser muy reductora (con abundante H) o poco reductora (con poco H). - ¿cómo se delimitaron los complejos plurimoleculares en compartimentos? Pudo ocurrir bajo la forma de los coacervados de Oparin o bajo la forma de las microesferas de Fox - ¿cuál fue la entidad molecular capaz de acumular información genética y transmitirla a la descendencia? Pudo estar constituida por las proteínas, o por los ácidos nucleicos. En relación a esto último, las teorías actuales postulan que las moléculas autorreplicantes se organizaron en tres sistemas. Según un orden cronológico y evolutivo, dichos sistemas son: 1- Sistemas basados en ARN: Cech y Altmann demostraron que los ARN pueden actuar como catalizadores y lo denominaron “ribozimas”. Además pueden regir su propia duplicación (ARN autocatalítico). Así, estos estudios parecen confirmar que la vida a nivel molecular habría nacido en forma de ARN, quien constituiría así nuestro LUCA (“last unknown common ancestor”), es decir nuestro último antepasado común desconocido. 2- Sistemas basados en ARN y proteínas: estarían formados por ARN que codificarían para la síntesis de proteínas que comenzaron a reemplazar al ARN en sus funciones catalíticas. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 5 3- Sistemas basados en ADN: son los sistemas actuales, cuya codificacióngenética está en moléculas de ADN (que habrían reemplazado a los ARN por ser más estables y menos susceptibles a la degradación térmica y química), que promueven la síntesis de moléculas de ARN que dirigen la síntesis de proteínas. Las primeras células: los fósiles más tempranos encontrados hasta el momento datan de 3400 a 3500 millones de años. Estos son microfósiles, es decir fósiles microscópicos constituidos por restos de bacterias. Sin embargo, evidencias indirectas parecen establecer un origen aún anterior (alrededor de 3850 millones de años atrás). Estas evidencias indirectas consisten en cristales de apatita de fosfato con inclusiones de carbono en forma de grafito, localizados en rocas de la isla de Akilia (Groenlandia). Estos cristales de fosfato sólo pudieron ser generados por seres vivos. Finalmente, y para complejizar aún más el tema del origen de la vida, en la actualidad está cobrando mucha fuerza la teoría de un origen extraterrestre de la misma a partir del hallazgo de bacterias en un meteorito proveniente del planeta Marte encontrado en la Antártida en 1996. Este meteorito, formado en marte hace 4500 millones de años habría estado a la deriva en el espacio interestelar durante 16 millones de años, hasta impactar finalmente sobre la tierra. Este impacto de meteoritos con vida proveniente de otros planetas pudo haber “contaminado” o si se quiere “colonizado” nuestro planeta en los tiempos remotos. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 6 INTRODUCCIÓN A LA TERMODINAMIA La Termodinamia es la rama de la física que se encarga del estudio de la energía y sus transformaciones. Conceptos IMP: I. Energía (E) Se puede definir como la capacidad de un cuerpo para producir trabajo mecánico o todo lo que puede transformarse en calor. Sus unidades son el Joule, el ergio y la caloría. 1 Joule = 107 ergios = 0.24 calorías = 0.00024 Kcal La clasificación de la energía es muy amplia y generalmente incompleta. A continuación se presenta la siguiente: 1- Energía ligada a la materia: a- Energía cinética: es la que posee un cuerpo en movimiento. Ec = ½ . m . v2 b- Energía potencial: es la que posee un cuerpo según la posición que ocupa en un campo de fuerzas. Por ejemplo, la energía gravitacional. Eg = h . m . g c- Energía química: es la poseen las moléculas en sus enlaces químicos. d- Energía nuclear: es la que emiten los átomos cuando pasan del estado excitado al estado fundamental. 2- Energía no ligada a la materia - Energía de las radiaciones electromagnéticas: que se encuentra en forma de fotones y como tal se propaga. II. Trabajo (W) Es una forma de energía en tránsito desde un cuerpo que ejerce una fuerza hacia otro que la recibe. Está dado por el producto de la fuerza (F) y el desplazamiento (x): W = F . x Donde la fuerza está dada por el producto de la masa (m) por la aceleración (a): F = m . a Si al trabajo lo dividimos por el tiempo (t), obtenemos la potencia (P): P = W / t = F . x / t y como x / t = V (velocidad), también podemos expresar: P = F . V Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 7 III. Calor (Q): Es una energía de tránsito desde un cuerpo caliente hacia otro de menor temperatura. Cabe destacar que la temperatura no es energía, sino una propiedad que representa la energía cinética de las moléculas. De la energía que un sistema incorpora, sólo una parte de la misma es utilizada para producir trabajo, el resto se disipa en forma de calor. A la capacidad de utilizar la energía para producir trabajo se la denomina eficiencia. Eficiencia = W realizado / E consumida Esta toma valores entre 0 y 1. El valor 0 indica que el 100 % de la energía se disipa como calor, mientras que el 1 implica que toda la energía se utiliza para producir trabajo. Los sistemas más eficientes utilizan solamente entre el 10 y 20% de la energía para producir trabajo, mientras que el 80 al 90 % restante se disipa como calor. IV. Sistema: Es la porción del universo que es objeto del estudio termodinámico. Cada sistema posee límites reales o conceptuales que lo relacionan con lo que lo rodea que es el entorno. Por lo tanto, el sistema más el entorno constituyen el universo. Según la relación existente con el entorno, los sistemas pueden ser: a- aislados: cuando no intercambian ni materia, ni energía con el entorno. Los ejemplos más conocidos de éstos son el universo y el termo perfecto. b- cerrados: intercambian sólo energía con el entorno. Por ejemplo, la tierra, una olla con agua que se encuentra tapada para impedir la evaporación. c- abiertos: intercambian materia y energía. El ejemplo que nos interesa son los seres vivos seres vivos. Cada sistema posee un conjunto de variables físicas y químicas cuyos valores determinan el estado del sistema como pueden ser la temperatura, la presión, el volumen o la concentración. Cuando estas variables cambian de valor, se produce un cambio de estado. De esta forma se constituyen un estado inicial y otro final. La sucesión de estados intermedios entre esos dos estados se denomina camino. V. Energía interna: Es la suma de la energía cinética y potencial que un sistema posee en sus moléculas o átomos más la que se encuentra condensada como materia. PRIMER PRINCIPIO DE TERMODINAMICA Establece que la energía no crea ni se destruye, sólo se transforma (ley de conservación de la E) Por lo tanto la energía final es igual a la inicial, es decir que la variación de la energía interna es igual a 0. Entonces si: E FINAL = E INICIAL Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 8 tenemos que: ΔEi = E FINAL - E INICIAL = 0 Lo cual se cumple siempre en los sistemas aislados. En los sistemas cerrados, que intercambian energía, se cumple que ΔEi = q + w Tanto el calor como el trabajo tienen signo negativo cuando salen del sistema y positivo cuando ingresan a él. En cambio en los sistemas abiertos, que intercambian energía y materia, ΔEi = q + w + E materia En estos dos últimos sistemas, la ΔEi puede ser 0 cuando el sistema no gana ni pierde energía. Esta situación se puede dar en un adulto que mantiene el peso. Puede ser mayor a 0 cuando el sistema gana energía, como ocurre en un niño que crece o un adulto que aumenta de peso. Puede ser menor a 0 cuando el sistema pierde energía. Es el caso de un adulto que pierde peso. Los seres vivos incorporan energía a través de los alimentos, por lo tanto: E química de los alimentos = q + W mecánico al exterior + deltaEi Cuando la energía incorporada se iguala con la disipada como calor y trabajo, la ΔEi = 0 por lo que nos queda: E química de los alimentos = q + W mecánico al exterior Tasa metabólica: Es la velocidad con que los sistemas utilizan la energía. Tasa metabólica basal Es la mínima disipación de energía para mantener los procesos vitales como la respiración y la circulación. En un adulto normal se encuentra en alrededor de 92 Kcal / hora Según el manejo de la temperatura, los individuos pueden ser homeotermos, cuando mantienen la temperatura corporal constante o poiquilotermos, cuando la temperatura varía con la del ambiente. En todos los procesos existe producción de calor, el cual tiene una función importante que es la termorregulación, ya que el ser humano es homeotermo, manteniendo la temperatura dentro de un rango muy estrecho (37 ± 0.5 ºC), a través del control del centro termorregulador del hipotálamo.Cuando la producción de calor supera las necesidades para mantener la temperatura corporal se puede eliminar por: 1- Evaporación: a través de las moléculas de agua. Con cada gramo de agua se disipan 580 Kcal. Cuando no hay transpiración, el proceso se denomina perspiración. 2- Conducción: pasaje de calor por contacto con un elemento de menor temperatura. 3- Radiación: eliminación de calor en forma de radiación infrarroja. 4- Convección: eliminación de calor de los cuerpos en movimiento. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 9 SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA Establece que en toda transformación de energía, una parte de la misma lo hace hacia una forma inútil para producir trabajo o también que todos los sistemas evolucionan hacia un estado de mínima energía útil y de máxima energía entrópica. La energía útil se denomina energía libre (F), mientras que la energía inútil o entrópica está dada por el producto T . S, donde T la temperatura absoluta y S es la entropía. La entropía es una medida de la probabilidad de darse un estado donde exista la máxima homogeneidad y el máximo desorden de un sistema. Por lo tanto, no toda la energía que se encuentra en el sistema está disponible para realizar trabajo. Sin embargo, la energía total del sistema se mantiene constante ya que ésta está dada por la suma de la energía útil y la inútil. ΔEi = ΔEútil + ΔEinútil = 0 O también ΔEi = ΔF + T + ΔS = 0 Pero cumpliendo siempre que: - ΔEútil > 0 y -ΔEinútil < 0 Esto implica que se trata de un proceso espontáneo, exergónico que se cumple siempre en los sistemas aislados. En cambio en los sistemas que no son aislados se puede dar que: - ΔEútil < 0 y -ΔEinútil > 0 En este caso se trata de un proceso no espontáneo, endergónico, que es posible porque toma la energía útil del entorno a quien le entrega energía inútil. Este proceso nunca puede darse en un sistema aislado. Sin embargo, si consideramos al sistema más el entorno, de tal forma que se constituye un único sistema se cumple que: ΔEi = ΔEútil + ΔEinútil = 0 aunque la ΔE útil sea >0 y la ΔE inútil sea < 0, de modo que siempre se cumple que espontáneamente en los sistemas: ΔEútil total = ΔEútil del sistema + ΔEútil del entorno < 0 Y ΔEinútil total = ΔEinútil del sistema + ΔEinútil del entorno > 0 Como conclusión, podemos decir que los sistemas aislados evolucionan espontáneamente con un aumento de S y una disminución de F. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 10 ESTADOS TERMODINÁMICOS 1- Estado de equilibrio: es aquel en el cual las condiciones se mantienen constantes, invariables en el tiempo sin que sea necesario aportar energía útil. Si consideramos la distribución de Na+ a través de la membrana celular, éste alcanza el equilibrio cuando el ingreso en forma espontánea por gradiente de concentración es contrarrestado por la salida que se produce por gradiente eléctrico cuando el interior se hace positivo. 2- Estado estacionario: es un estado inestable en el que las condiciones se mantienen invariables en el tiempo alejado del equilibrio pero necesitan del aporte de energía útil. Este estado es necesario para mantener los procesos vitales. Si volvemos al caso de la distribución del Na+, éste se encuentra habitualmente en estado estacionario ya que se mantiene más concentrado fuera de la célula por la acción de la bomba Na+ - K+ ATPasa que lo saca de la célula, utilizando la energía de la degradación del ATP. SISTEMAS Y MODELOS TEORIA GENERAL DEL SISTEMA Es una visión integradora de la realidad, que permite describir y comprender lo complejo, y logra de este modo una mayor eficacia de acción. Este nuevo enfoque opta por recalcar la totalidad, por lo que recibe a veces el nombre de Holismo. Es por esto que el perfil del médico que ofrece la Facultad de Ciencias Médicas de la U.N.R es el del médico generalista que contempla al hombre como un ser bio - psico - social. El médico debe estudiar al paciente como un todo, como parte de una realidad altamente compleja, y para eso debe encarar el estudio del paciente como un sistema. SISTEMA Conjunto de elementos que interaccionan entre sí con un propósito o fin común. De acuerdo a los elementos que lo constituyen tendremos: SISTEMAS REALES: son aquellos que se pueden ver y tocar. - Objetos, como parte de una máquina. - Seres humanos, como parte de una familia. - Animales, vegetales y minerales, como parte del ecosistema. SISTEMAS CONCEPTUALES: no se pueden ver ni tocar. - Ideas o proposiciones, por ejemplo, un sistema filosófico sería un conjunto de ideas agrupadas con una finalidad. Para que una colección de elementos sea considerada un sistema, deben interactuar con una finalidad, objetivo o meta. Cada elemento cumple una función que le compete y debe estar ubicado y relacionado de manera que pueda cumplir con su finalidad, o sea, debe tener una estructura (que se modifica con el tiempo, formando parte de un proceso). Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 11 Los sistemas tienen límites, que separan los elementos que pertenecen al sistema de los que quedan excluidos de él. Si queremos estudiar el cuerpo de un paciente, su límite será la piel (límite real). Si en cambio, queremos estudiar su psique, su límite ya no será real, sino que será abstracto o conceptual. Esquema conceptual de un sistema - Sistema: la porción del universo que decidimos estudiar. - Subsistema: cada una de las partes integrantes de un sistema. - Supersistema (o suprasistema): sistema que contiene al sistema en estudio, siendo este último un subsistema del primero. Materia Los sistemas mantienen con el entorno intercambios de: Energía Información Lo que penetra al sistema, ingreso o entrada, es transformado a través de un proceso, para ser eliminado como egreso o salida. SISTEMA ABIERTO Intercambia materia, energía y/o información. Ejemplo: los seres vivos. SISTEMA CERRADO Intercambia energía y/o información, pero no materia. Ejemplo: un televisor, el planeta tierra. SISTEMA AISLADO No intercambia ni materia, ni energía, ni información con el entorno. Se puede decir que no existe, pero un ejemplo sería el universo en su totalidad. Ningún sistema existe en el vacío, ya que siempre existe un supersistema que lo abarca. El SISTEMA tiene una vida propia, es decir, nace se desarrolla y muere, siempre manteniendo un equilibrio. Este equilibrio se denomina dinámico (depende del movimiento). O sea que un sistema para permanecer en equilibrio, debe estar en movimiento, sufrir fluctuaciones y variaciones. Es preciso señalar que puede fluctuar dentro de ciertos límites. Estas fluctuaciones o variaciones en torno al punto ideal de equilibrio, se consideran normales dentro de la vida de un sistema . Sin embargo, existe siempre un margen para tales saludables fluctuaciones. A cierta distancia por encima o por debajo del punto ideal de equilibrio aparecen los llamados “puntos críticos” más allá de los cuales el equilibrio se pierde. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 12 La región comprendida entre el límite superior e inferior de dicha variación se denomina plano o placa homeostática. Cuando el sistema tiende a mantenerse dentrode la placa homeostática, el sistema ha producido una retroalimentación negativa. En caso contrario, cuando el sistema tiende a escapar de la placa homeostática, el sistema ha producido una retroalimentación positiva. Estos sistemas siempre deben ser abiertos y se denominan sistemas cibernéticos (este tema será ampliado y profundizado en la 3ª unidad temática). Para comparar, explicaremos el equilibrio estático, que consiste en la inmovilidad de un objeto, y dentro de él hallamos: ENFOQUE GENERALISTA Es una visión amplia e integradora del mundo, buscando no sólo la descripción de un sistema bajo estudio, sino también sus relaciones con el supersistema que lo abarca . El generalismo no debe ser un dogma, es decir una verdad indiscutible, por el contrario, debe ser tomado como un enfoque orientador del pensamiento, una actitud frente al mundo, no excluyente de otras. El reduccionismo (visión limitada) es un pensamiento opuesto al generalismo. JERARQUIA DE LOS SISTEMAS EN BIOLOGIA ESPECTRO DE LOS NIVELES DE ORGANIZACION (también llamados niveles de resolución, de detalle o de entendimiento). Cada nivel de organización incluye un componente biótico que interactúa con un componente abiótico, intercambiando materia y energía, produciendo un SISTEMA BIOLOGICO. . MODELO Es una representación simplificada de un sistema, cuyo objeto es entender y predecir el comportamiento del mismo. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 13 . Modelo teórico: se denominan verbales si son explicados en forma oral, o bien pueden ser escritos. Ejemplo: una hipótesis científica, las teorías de la evolución, etc. .componentes genes células órganos organismos poblaciones comunidades Bióticos Interactuando Con Componentes MATERIA ENERGÍA Abióticos Producen Sistemas sistemas sistemas sistemas sistemas sistemas ecosistemas Biológicos genéticos celulares orgánicos organísmicos poblacionales funcionales Modelo formal: a través de una ecuación matemática se intenta explicar la relación entre dos o más variables del sistema. Ejemplo: ΔEi = ΔEútil + ΔEinútil = 0 . Modelo gráfico: intenta explicar el sistema a través de esquemas. Ejemplo: . Modelo biológico: son los animales de experimentación, células cultivadas, embriones de pollo, etc. . Modelo físico: aparatos que se construyen para imitar una ó varias propiedades de los sistemas reales. Ejemplo: riñón artificial, pierna ortopédica, marcapaso, etc. ETAPAS EN LA ELABORACION DE UN MODELO: MODELIZACION * Definición de objetivos: de un sistema real, el modelo representará sólo aquellos aspectos que interesa investigar. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 14 * Análisis de sistemas: se analiza cómo está organizado el sistema a través de un estudio de sus subsistemas (movimiento hacia abajo en la jerarquía). * Síntesis de sistemas: se construye un sistema simplificado: el modelo, por unión de sus subsistemas (movimiento hacia arriba en la jerarquía). * Valoración del modelo: consiste en contrastar el modelo con el sistema que se pretende representar, a fin de verificar hasta qué punto se corresponde con los conceptos que se supone representa. Las valoraciones van siendo cada vez mejores, pero son siempre perfectibles. Ejemplo: las teorías de la evolución. Analizaremos dos tipos de modelos gráficos en particular. Gráfico de flujo Elementos constituyentes: - Cajas negras: se denominan así porque no se conocen o no se desean conocer los procesos que ocurren dentro de ella. - Flechas: determinan la dirección o sentido de los flujos de entrada y salida. - Líneas festoneadas: indican que los ingresos provienen del supersistema: fuente, y que los egresos son recibidos nuevamente por el supersistema: sumidero. Ingreso egreso FUENTES SISTEMA SUMIDERO Gráfico de cajas inclusivas Se realiza incluyendo cajas negras unas dentro de otras, buscando la descripción de un sistema bajo estudio. Ej: los vertebrados poseen un cordón nervioso cubierto por vértebras. Entre ellos se destacan las aves y los mamíferos entre otros. 1 2 3 1. Vertebrados 2. Aves 3. Mamíferos SISTEMAS ABIERTOS Son aquellos que procesan entradas y producen salidas, se ven afectados por su entorno y a su vez lo modifican. La forma más sencilla de esquematizarlos es el modelo de caja negra. Este es un modelo de sistema abierto. Toma algo (entrada) y mediante manipulaciones desconocidas (por eso la denominación de caja negra), lo modifica para producir algo diferente (salida). Los seres vivos también son sistemas abiertos a los que denominamos sistemas biológicos o sistemas vivientes. Puede decirse que la célula es el primer nivel de organización en el que aparece la vida. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 15 CARACTERIZACION DE LA MATERIA VIVA Los seres vivos están altamente organizados . Son capaces de mantenerse invariables, en un equilibrio dinámico, resistiendo cambios de su ambiente. Esta propiedad se denomina «homeostasis». . Los seres vivos crecen, se reproducen y mueren. . Captan energía de su ambiente y la convierten de una forma en otra. . Están adaptados a su ambiente, capacidad íntimamente ligada a la evolución de las especies. Las entradas y salidas de los organismos biológicos consisten fundamentalmente en energía y materia. Esta última la reciben bajo la forma de 30 a 40 elementos imprescindibles para su desarrollo, siendo los más importantes el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. El flujo de energía en los ecosistemas Los seres vivos están estrechamente relacionados entre sí con el objeto de satisfacer una necesidad básica común: obtener energía. - ENERGIA: se define como la capacidad de un cuerpo o de un sistema para producir trabajo. - ENERGIA SOLAR: es la única fuente de energía de la tierra y todas las demás derivan de ella por transformación. Es energía radiante, es decir que se transmite mediante ondas electromagnéticas. - ENERGIA NUCLEAR: radica en el núcleo atómico. - ENERGIA MECANICA: que tiene dos formas: la energía potencial, que es la capacidad latente de producir trabajo, y la energía cinética, que es la energía que posee un cuerpo en movimiento. - ENERGIA QUIMICA: reside en los agregados de átomos de la materia. Es la única forma de energía que pueden emplear los seres vivos para realizar sus funciones metabólicas a través de la combustión de los alimentos durante la respiración celular, donde se libera la energía que los seres vivos pueden emplear para efectuar un trabajo. CALOR: es la forma final de todas las energías, debido al hecho de que cada vez que una forma de energía se transforma en otra, se produce una cantidad de calor, que es inútil para generar trabajo en los seres vivos, debido a que las células están constituidas por moléculas orgánicas incapaces de resistir temperaturas o presiones elevadas. La BIOSFERA es la porción del planeta y de su atmósfera que puede sustentar la vida. Está en permanente intercambio de energía con el resto del universo, en cambio, intercambia muy poca materia. La energía fluye unidireccionalmente en el ecosistema, por lo que es necesaria una entrada permanente de energía debido a que la mayor parte se disipa como calor. La materia cicla en el ecosistema, es utilizada continuamente por los seres vivos y luego es devuelta al ambiente para que se vuelva a emplear, ya quela tierra posee un suministro fijo de materia o elementos químicos que se usan una y otra vez cerrando ciclos. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 16 APLICACIÓN DE LAS LEYES DE LA TERMODINAMICA A LOS SERES VIVOS Recordemos que la PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA es la ley de conservación de la energía y establece que la cantidad total de energía, en todas sus formas permanece constante. Es decir que aunque la energía pueda cambiar de una forma a otra, la suma de todas permanece constante. La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma. La cantidad de energía final es igual a la cantidad inicial (compara cuantitativamente las energías). Esto se resume por la ecuación: Energía final = Energía inicial La SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA establece que en toda transformación de energía de una forma a otra, la mayor parte se disipa como calor, es decir que disminuye la cantidad de energía útil para realizar un trabajo, y de esta manera no es posible obtener una eficiencia del 100% (compara cualitativamente las energías). Entonces: Si llegan a un Ecosistema los vegetales almacenan y se disipan 3000 kcal igual cantidad (1°ley) 300 kcal + 2700 kcal de energía solar diferente calidad (2° ley) de E química + calor UNIDADES DE ENERGIA Dado que toda la energía es finalmente convertida en calor, cuya unidad base es la CALORIA, definiremos a ésta: cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de una gramo de agua de 14,5 a 15,5 °C en condiciones normales de presión. FOTOSINTESIS: proceso propio de los vegetales mediante el cual a partir de energía solar y materia inorgánica (H2O,CO2, NH2, sales minerales), son capaces de elaborar materia orgánica (glucosa y otros compuestos), rica en energía química (esta energía química es empleada por todos los seres vivos quienes la transforman en energía cinética, eléctrica, calor, etc). RESPIRACION CELULAR: proceso celular, tanto del vegetal como del animal, que tiene lugar en las mitocondrias y consiste en una oxidación de sustancias orgánicas complejas (glúcidos, grasas y eventualmente proteínas) con liberación de ATP,Calor, H2O y CO2. LA NATURALEZA DE LA LUZ La energía que alcanza la superficie terrestre se compone de un 10% de radiación ultravioleta (U.V), 45% de luz visible y 45% de radiación infrarroja (I.R.) Los vegetales emplean en la fotosíntesis principalmente el azul-violeta y el rojo-anaranjado y muy poco del verde-amarillo, razón por la cual se los ve de color verde. El infrarrojo comprende las radiaciones mayores a 750nm. No es percibida por el ojo, pero sí por la sensación de calor que produce. El I.R. cercano (entre 750 y 3000 nm) se emplea en terapéutica para generar calor que penetra en la profundidad de músculos y articulaciones. El Ultravioleta lejano al espectro visible (radiación U.V. corta) es letal para las células debido a su alto contenido energético. Penetra hasta el núcleo celular y causa cambios en el material genético que pueden producir cáncer y mutaciones. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 17 Afortunadamente, el U.V. lejano es detenido en la atmósfera superior por la capa de ozono (O3), que durante millones de años ha permitido que la vida evolucione en nuestro planeta bajo su protección. A fines de la década del 60 se comenzó a detectar un adelgazamiento de la misma, pero en la actualidad se habla de “agujeros” de la capa en la región antártica y en el ártico. La causa de la destrucción se debería a un grupo de compuestos llamados clorofluorocarburos de (CFC) muy usados en aerosoles, refrigerantes de heladeras y aires acondicionados, para limpiar chips de computadoras y fabricar plásticos. En la estratosfera, las radiaciones U.V. descomponen las moléculas de CFC liberando átomos de cloro, responsables de “romper” las moléculas de O3. Las radiaciones U.V. más cercanas al espectro visible llegan a la tierra y activan la absorción de vitamina D y el bronceado de la piel por síntesis de melanina, sin embargo, la exposición excesiva puede causar quemaduras y cáncer de piel. La vegetación posee un papel importante en la administración del espectro solar. La sombra fresca de los bosques se debe a que los vegetales absorben la mayoría de las longitudes de onda visibles (azul y rojo) mediante los pigmentos fotosintéticos (clorofila) y también absorben fuertemente al IR. lejano a través del agua de las hojas. Aumenta la longitud de onda (medida en nm) Aumenta contenido calórico Aumenta el contenido energético EFECTO INVERNADERO El CO2 y el H2O de las capas bajas de la atmósfera demoran la salida de calor (radiación I.R.) de la tierra hacia el espacio. En las últimas décadas, la concentración atmosférica de CO2 aumentó por el consumo masivo de combustibles fósiles, ocasionado el aumento de la temperatura terrestre. La vida en la tierra depende de una atmósfera transparente a la luz visible y opaca al calor (radiación I.R.). Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 18 CADENA ALIMENTARIA Es un modelo gráfico que representa las relaciones alimenticias de los individuos pertenecientes a diferentes niveles tróficos, relacionándose en una serie de comer y ser comido. Cada especie debe ocupar una caja, y las flechas deben dirigirse del individuo que es comido hacia quien se lo come. - Productores o autótrofos: constituyen el primer nivel trófico, son las plantas en la tierra. Las algas en el agua y las bacterias fotosintetizadoras, que pueden fabricar su propio alimento por fotosíntesis. - Consumidores o heterótrofos: necesitan consumir compuestos orgánicos ya elaborados debido a que están imposibilitadas de realizar fotosíntesis. Comprende a los animales, bacterias parasíticas y descomponedoras y a los hongos. Poseen dos estrategias para conseguir su alimento: predar (atacar y comer, parcial o totalmente a una presa) y parasitar (vivir a expensas de un organismo vivo, dañándolo y aprovechando sus nutrientes). Los consumidores primarios forman el segundo nivel trófico y se los denomina herbívoros por alimentarse de los productores. Los consumidores secundarios forman el tercer nivel trófico y se los denomina carnívoros de primer orden. Se denominan consumidores superiores al cuarto y quinto nivel trófico, es decir los carnívoros que se alimentan de otros carnívoros, también llamados carnívoros de segundo y tercer orden. A muchos animales, entre los que podemos citar algunos pájaros, monos, la rata, el oso, el cerdo y el hombre, tienen una dieta múltiple, consumiendo granos, frutos, hierbas y carne, y reciben el nombre omnívoros. Por último, haremos mención de los descomponedores (aquellos que se alimentan de los organismos muertos ó sus desechos) comenzando por los fraccionadores, que se encargan de trozar el material muerto en finas partículas denominadas detritos (buitres, chacales, lombrices, etc.). Continúan los detritívoros, que se alimentan de detritos (insectos, gusanos, larvas, etc.) y finalmente se encuentran los organismos degradadores (bacterias) que se encargan de devolver al ambiente la materia inorgánica, cerrando así el ciclo de la materia. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 19 Cadena de pastos o de predación: comienza con un productor, y a medida que avanzan los niveles tróficos, disminuye el número y aumenta la biomasa de los organismos. HIERBA ROEDORCULEBRA LECHUZA Cadena parasitaria: comienza con un consumidor o un productor llamado hospedador que son parasitados, y a medida que avanzan los niveles tróficos aumenta el número y disminuye la biomasa de los organismos. PERRO PULGA BACTERIA MANZANA PULGON BACTERIA Cadena de la descomposición o de los detritos: comienza con un organismo muerto (animal ó vegetal), sus desechos o sus heces, y su objetivo es reciclar los elementos inorgánicos. Es la más importante desde el punto de vista energético. Detritos detritos ANIMAL MUERTO BUITRE CUCARACHA BACTERIA (fraccionador) (detritívoro) Heces heces Red alimentaria: las cadenas se entrelazan en el ecosistema formando una red compleja, lo que le otorga mayor estabilidad. Cuanto más compleja sea la red, más estable será el ecosistema, ya que por ejemplo, si un nivel llegara a alterarse, el siguiente nivel podrá alimentarse de otro nivel en otra cadena. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 20 CONCENTRACION EN LA CADENA DE ALIMENTOS O MAGNIFICACION BIOLÓGICA Es la concentración en la cadena alimentaria de una sustancia no metabolizable ni excretable que se va acumulando de nivel en nivel alcanzando concentraciones muy elevadas en los tejidos de los consumidores pertenecientes a los últimos niveles tróficos (ejemplo: las aves rapaces y el hombre). Entre las sustancias capaces de producir este trastorno ecológico citaremos: - Isótopos radioactivos: son elementos radioactivos que por sus propiedades químicas, los seres vivos no logran diferenciar de los elementos no radioactivos. El iodo 131 es captado por la glándula tiroides provocando la destrucción del tejido glandular y una insuficiencia tiroidea. El estroncio 90 se confunde con calcio y se acumula en los huesos. Estas sustancias se concentran en forma selectiva o preferencial en algún órgano o tejido en particular; fenómeno llamado absorción idiosincrática. - Plaguicidas organoclorados: el más utilizado es el DDT (dicloro-difenil-tricloroetano), que permitió controlar plagas de mosquitos, pulgas, piojos, chinches, langostas, etc. Son insecticidas no selectivos, estables, liposolubles y altamente tóxicos. Las aves son especies susceptibles, ya que el DDT interfiere en el metabolismo del Calcio, los huevos tienen una cáscara frágil y se rompen al intentar empollarlos. Forma de actuar de un plaguicida: UNIVERSAL (no selectivo): ataca por igual a todos los niveles tróficos SELECTIVO (o específico): ataca sólo a un integrante de la cadena trófica ESTABLE (no biodegradable): no se puede metabolizar (no participa de la respiración) BIODEGRADABLE: se puede metabolizar y degradar, siendo fácilmente excretable. LIPOSOLUBLE: se deposita en los tejidos grasos (es difícil de excretar) HIDROSOLUBLE: se solubiliza en un medio líquido (fácil de excretar) TÓXICO: químicamente estable durante años y venenoso por mucho tiempo NO TÓXICO Un plaguicida ideal debería ser tóxico (efectivo), pero en forma selectiva (exclusivamente contra la plaga) y rápidamente degradable para que no se acumule en los ecosistemas. Una alternativa al empleo de plaguicidas es la lucha biológica, que se define como el control natural que una especie ejerce sobre otras (plagas), utilizado por el hombre para evitar el empleo de plaguicidas. La concentración de tóxicos en el ambiente o en la biomasa de los seres vivos se suele medir en partes por millón (p.p.m.). Esta unidad indica cuántas partes del tóxico se encuentran en un millón de partes del medio. EFICIENCIA EN LA TRANSFERENCIA DE ENERGIA O EFICIENCIA ECOLOGICA Mide la eficacia con la que se transfiere energía de un nivel trófico a otro. Varía entre 0 y 100%. En los ecosistemas naturales existe una eficiencia muy baja, cercana al 10 % . - LEY DEL DIEZMO ECOLOGICO: de un nivel trófico al siguiente sólo se transfiere el 10% de la energía útil, ya que el resto (90%) se disipa como calor. Esta ley deriva del segundo principio de la termodinámica, por este motivo la cadena alimentaria no tiene más de 4 o 5 niveles, ya que los últimos eslabones son los que menos energía reciben, es decir que los primeros niveles tróficos tienen más energía a su disposición que los consumidores finales. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 21 PRODUCTIVIDAD PRIMARIA BRUTA (PPB): es la cantidad de energía química que los productores fijan por fotosíntesis en un período de tiempo. (Se podría medir con las siguientes unidades: Kcal/m2/año). Mide la velocidad con la que los productores fijan energía química a partir de la energía solar por fotosíntesis. PRODUCTIVIDAD PRIMARIA NETA (PPN): es la diferencia entre la PPB menos el calor disipado durante la respiración. Mide la velocidad con la que los productores fijan energía química disponible para el consumidor primario, habiendo descontado la pérdida de calor mediante la respiración vegetal. Al considerar el factor tiempo, la PPB y la PPN no dependen exclusivamente de la biomasa (ejemplo: al cortar el césped éste crece más rápidamente y, aunque se reduce la biomasa, aumenta la productividad). PRODUCCION SECUNDARIA O ASIMILACION: es la cantidad de energía química almacenada en los tejidos de los heterótrofos que queda disponible para el siguiente nivel trófico. calor calor calor De la energía solar respiración respiración respiración por fotosíntesis se PPB 100% celular celular celular forma E química PPN 10% asimilación asimilación productor consumidor 1° consumidor 2° SUBSIDIOS DE ENERGIA Toda fuente de energía que disminuye el costo de automantenimiento de un ecosistema aumentando la energía susceptible de convertirse en producción. Logran incrementar la PPN o bien la producción 2°, pero no la PPB, ya que esta última es similar tanto en los ecosistemas cultivados como en los ecosistemas naturales. Subsidios naturales: viento, lluvias, energía de las mareas, etc. Subsidios artificiales creados por el hombre: riego, fertilizantes, empleo de herbicidas y plaguicidas, selección artificial de semillas, tecnología agropecuaria, que aumentan la PPN, y control veterinario, alimento balanceado, selección artificial de animales, para aumentar la producción 2°. (Es posible obtener una gran producción o salida de energía, si invertimos una gran entrada de energía, es decir un subsidio artificial.) ECOSISTEMA RESPIRACIÓN SUBSIDIOS NATURAL PPB 100% CALOR (90%) NATURALES (selva) PPN 10% ECOSISTEMA RESPIRACIÓN SUBSIDIOS PRODUCTIVO PPB 100% CALOR (< 90%) ARTIFICIALES (campo de soja) PPN > 10% Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 22 CONSUMO ENERGETICO HUMANO El hombre, a diferencia del resto de los seres vivos, es un ser cultural, y como tal efectúa dos tipos de consumo de energía: Consumo Energético Interno (CEI) Es el consumo de energía química a través de la alimentación para mantener las necesidades metabólicas del hombre. Se ha mantenido prácticamente invariable desde la aparición del homo sapiens, porque nuestro patrimonio genético no ha cambiado en los últimos 100000 años. Oscila entre 2000 y 4500 Kcal/día. Consumo Energético Externo (CEE) Es el consumo de energía para crear, mantener y desarrollar nuestra cultura, y se lleva a cabo fuera del cuerpo humano. Se ha ido incrementando con cada una de las denominadas revoluciones por la energía, que modificaron los hábitos humanos, permitiendo el acceso del hombre amontos crecientes de energía: Hombre cazador recolector (CEE = 2000 a 3000 Kcal/ind/día) Es el estadío más prolongado (1.500.000 o 2.000.000 de años), caracterizado primero por el empleo de herramientas (revolución de las herramientas),y posteriormente por el uso del fuego y el empleo de pieles para abrigarse. Fue un período de nomadismo (período paleolítico). Hombre agricultor primitivo (CEE = 12000 Kcal/ind/día) Las primeras actividades agrícolas (revolución de la agricultura) y cría del ganado comenzaron hace alrededor de 10.000 años. El hombre se hizo sedentario, surgieron los primeros poblados y se diversificó el trabajo. El agricultor primitivo empleaba energía de los animales de labranza y algunos sistemas de irrigación. Aquí comienza la perturbación de los ecosistemas, como erosión y agotamiento de los suelos. Hombre agricultor avanzado (CEE = 14.000 Kcal/ind/día) Su prototipo es el campesino europeo del siglo XV, que ya emplea el carbón y construye molinos de agua y viento. Hombre industrial (CEE = 100.000 Kcal/ind/día). La revolución industrial comenzó a fines del siglo XVIII con la invención de la máquina a vapor. Se caracterizó por el empleo masivo de combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas). La población rural emigró hacia las ciudades, cada vez más pobladas y contaminadas. Hombre tecnológico (CEE mayor a 200.000 Kcal/ind/día) Después de la segunda guerra mundial (1945) comenzó la revolución tecnológica caracterizada por un desaforado consumo de energía (electricidad, combustibles, fósiles, etc). La revolución verde es un subproducto de la revolución tecnológica que intenta solucionar el problema de la alimentación mundial actual. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 23 Se basa en el empleo de variedades genéticamente mejoradas de cereales, aumentando el rendimiento de las cosechas mediante la utilización de subsidios artificiales o externos de energía (fertilizantes, agricultura mecanizada, irrigación, plaguicidas, herbicidas, etc). Permite obtener una gran salida o producción de energía a expensas de una entrada o inversión igualmente grande de energía. Esto no es posible de realizarse en los países pobres, que son los más necesitados de alimento. CONTAMINACION Es el exceso de cantidad de una sustancia y la falta de rapidez para desintegrarla en un período normal por el ecosistema o el organismo. - DEL AGUA: por desagües cloacales urbanos industriales y aguas de origen agrícola. - DEL AIRE: por emisión de gases de industrias, de vehículos, incineradores de basura, etc. - DE LOS SUELOS: por exceso de pastoreo, maquinaria agrícola pesada, tala de bosques, que llevan a la erosión de los suelos y luego a la desertización. - DE LA FLORA Y LA FAUNA: por tala indiscriminada, exterminio de especies por caza y pesca, empleo de plaguicidas (magnificación biológica). - POR PLAGUICIDAS: (concentración en cadena alimentaria) y radiactiva (energía atómica). - ACUSTICA: conjunto de estímulos que interfieren en el ser humano a través del sentido de la audición. Los ruidos soportables se hallan entre los 60 y 70 decibelios. Encima de 130 db. Se traspasa el umbral doloroso provocando trastornos auditivos. - POR ADITIVOS EN LOS ALIMENTOS: por colorantes, conservantes, saborizantes, mejoradores, etc. Hay que recordar que los alimentos también son contaminados con pesticidas y metales. - POR BASURA: la causa de la contaminación hay que hallarla en la malversación de las fuentes de energía, en el excesivo consumo de energía externa (CEE), porque a mayor consumo, mayor producción de desechos y mayor contaminación. RECURSOS DE ENERGIA NO RENOVABLES Son los combustibles fósiles (gas, petróleo, carbón). En el presente se está produciendo un agotamiento de los mismos. RECURSOS RENOVABLES O FUENTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA Son un intento de solución a la crisis energética y a la contaminación. a- No contaminantes: Energía solar Energía eólica Energía hidroeléctrica Energía geotérmica Energía del biogas b- Contaminantes: Energía nuclear Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 24 CONSUMO ENERGÉTICO INTERNO REQUERIMIENTOS ENERGETICOS DE LOS SERES HUMANOS Aclaraciones: Termogénesis: toda producción de calor animal. Termogénesis con temblor: se da en el músculo esquelético mediante un fino temblor (tiritar) que se produce cuando se siente frío. Se basa en la respiración celular que genera ATP (moneda energética del metabolismo) y CALOR (termogénesis) Termogénesis sin temblor: se da en el tejido adiposo pardo (muy desarrollado en los lactantes humanos y en los roedores, donde calienta la sangre de los grandes vasos). Se basa en los ciclos fútiles (denominados así porque al no producir ATP parecían carentes de utilidad, pero su función es la producción de calor (termogénesis). El tejido adiposo pardo está inervado por el sistema nervioso simpático, y cobra importancia en los mamíferos que salen de una hibernación. FUENTES DE CALOR - PRIMARIAS: son las células del tejido adiposo pardo (mediante los ciclos fútiles) denominadas así ya que sólo generan calor, sin producir ATP. - SECUNDARIAS: son todas las células del organismo (mediante la respiración celular). Denominadas así porque primero producen ATP en sus mitocondrias, y secundariamente el ATP produce calor y trabajo. (Aclaración: las células del tejido adiposo pardo también producen ATP en sus mitocondrias, pero cuando es necesario para el organismo fabricar calor, interrumpen la respiración celular, y sólo producen calor mediante los ciclos fútiles). TERMORREGULACION: es la capacidad de los homerotermos de mantener constante en su temperatura corporal aunque varía la temperatura ambiental (por ejemplo en el hombre es alrededor de 36,7 °C ). Un ambiente es termoneutral cuando tiene una temperatura ambiental de 20 a 21 °C, y en esas condiciones, una persona se halla en equilibrio térmico con el ambiente. TERMOGENESIS TERMORREGULADORA: es la producción de calor que aumenta a medida que disminuye la temperatura ambiental. METABOLISMO BASAL O TERMOGENESIS OBLIGADA: es la mínima disipación o producción de calor necesaria para mantener las funciones vitales (función cardíaca, pulmonar y renal) del metabolismo. Se mide en total y absoluto reposo mental y físico y en equilibrio térmico con el ambiente. La tasa de metabolismo basal diaria de un adulto es aproximadamente 1500 Kcal /día. La T.M.B. es mayor en los varones porque tienen mayor masa muscular, o sea mayor tejido metabolicamente activo. La T.M.B. disminuye un 5% cada 10 años. Depende de la glándula tiroides. TRABAJO TERMOGENESIS POR EJERCICIO: es la producción de calor al realizar una actividad física de cierta intensidad. TERMOGENESIS POST-PRANDIAL: es la producción de calor durante la digestión y asimilación de los alimentos. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 25 Tanto la termogénesis termorreguladora, la termogénesis obligada o metabolismo basal, la termogénesis por ejercicio o la termogénesis post-prandial, no son nada más ni nada menos que la expresión de la termogénesis mediante la respiración celular o termogénesis con temblor, y de la termogénesis por mecanismos diferentes de la respiración celular ( ciclos fútiles) o termogénesis sin temblor, aunque en el adulto el tejido adiposo pardo se encuentre prácticamente ausente. PROCESOS ORGANICOS QUE IMPLICAN TRANSFORMACION DE ENERGIA, TRABAJO Y PRODUCCION DE CALOR -Termorregulación -Metabolismo basal -Actividadfísica -Alimentación -Estrés. DEFINICION DE CALORIA: cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua de 14,5 a 15,5 °C, en condiciones normales de presión. ALIMENTO Es todo producto natural o artificial, que ingerido aporta al organismo los materiales y energía necesarios para el desarrollo de los procesos biológicos. TIPOS DE ALIMENTOS - alimentos no energéticos Agua Minerales Vitaminas - alimentos energéticos Proteínas (tienen valor calórico) Lípidos o grasas Glúcidos o hidratos de carbono VALOR CALORICO: es la cantidad de energía (Kcal) que se puede obtener por cada gramo de alimento energético. Proteína 4 Kcal/g Lípido 9 Kcal/g Hidratos de Carbono 4 Kcal/g El alcohol (que no es un alimento) ofrece 7 kcal/g , pero son “kcal vacías”, porque carecen de valor nutritivo, es decir, no aportan minerales, vitaminas ni fibra. Nos dan Kcal vacías: El alcohol Azúcar y edulcorantes Harinas refinadas Alimentos purificados y refinados (Ej. el arroz blanco) Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 26 ALIMENTOS NO ENERGETICOS AGUA: forma parte de fluidos y líquidos corporales, participa en la regulación de la temperatura corporal mediante la transpiración, interviene en las reacciones químicas del organismo y en el intercambio osmótico celular. VITAMINAS: las liposolubles (A, D, E, y K) resisten las altas temperaturas, pero las hidrosolubles (complejo B y C) son termolábiles, es decir, no resisten la cocción. MINERALES: el calcio es utilizado en la formación de huesos y dientes, función cardíaca, contracción muscular, y coagulación de la sangre. FOSFORO: es utilizado para el mantenimiento del sistema nervioso y también en la formación de huesos y dientes. HIERRO: utilizado en la síntesis de hemoglobina y el cobre en la formación de glóbulos rojos. IODO: para la función tiroidea (su déficit provoca bocio). SODIO, CLORO y POTASIO: participan en la ósmosis (entrada y salida de productos a través de las membranas celulares). Su desequilibrio puede causar edema. Los minerales necesarios en cantidades muy pequeñas reciben el nombre de oligoelementos. ALIMENTOS ENERGETICOS PROTEINAS: su principal función es la formación y reparación de células y tejidos corporales forman parte de hormonas, enzimas, antígenos y anticuerpos. Están compuestos por aminoácidos. Actualmente se conocen 22 aminoácidos de los cuales 9 se consideran esenciales. Esencial, en nutrición significa que esa sustancia debe ser incorporada a través de la dieta ya que el organismo no la puede sintetizar. Son esenciales 9 aminoácidos, el agua, los minerales y vitaminas, y algunos ácidos grasos. LIPIDOS: sustancias insolubles o poco solubles en agua, como los triglicéridos, el colesterol, la lecitina, etc. Entre sus funciones podemos citar que se depositan como material de reserva actúan como tejido de sostén, aislamiento térmico, contribuyen a la absorción de vitaminas liposolubles. Los triglicéridos se componen de acidos grasos saturados (cada átomo de carbono se satura con átomos de hidrógeno; favorecen la aterosclerosis) o de acidos grasos insaturados (la cadena de carbonos no se completa totalmente con hidrógenos; previenen la aterosclerosis). HIDRATOS DE CARBONO: son el principal combustible celular, transformados en el organismo en forma de glucosa (glucemia), o bien son almacenados como glucógeno o grasa. Destacaremos a la fibra dietaria: conjunto de hidratos de carbono que no son digeridos por el intestino delgado humano (ejemplo: celulosa, lignina, etc.) tiene múltiples funciones, pero la más importante es que acelera el tránsito intestinal previniendo de esta manera al cáncer de colon. También retiene agua en el intestino, por lo tanto las heces son blandas y previene el desarrollo de hemorroides. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 27 Disminuyen la absorción intestinal de grasas, mantienen la tonicidad muscular del colon evitando la formación de divertículos. La fibra dietaria es metabolizada en parte por la microflora bacteriana del intestino grueso (pero cuando no se digiere, no aporta Kcal). - VCT REAL: es la cantidad de Kcal consumidos por día por una persona (producidas por la metabolización de los alimentos que ingiere). - VCT TEORICO: es la cantidad de Kcal que una persona debería consumir por día de acuerdo a su sexo, talla, edad, peso teórico y necesidad calórica según actividad. VCTtotal = peso teórico x Necesidad calórica según la actividad. Kcal/día = (Kg) (Kcal/Kg/día) FORMULA CALORICA es la proporción ó porcentaje de cada alimento energético. FORMULA CALORICA RECOMENDADA es la proporción ó porcentaje recomendado de cada alimento energético (15% Prot., 30% Lip, 55% H. De C) Dieta normoproteica: proteínas 15% (13,5% a 16,5%) Dieta normolipídica: lípidos 30% (27% a 33%) Dieta normoglucídica: glúcidos 55% (49,5% a 60,5%) Ejercicio: construcción de una dieta para un jubilado de 63 años y 1,68m. ALIMENTOS PROTEÍNAS LÍPIDOS GLÚCIDOS ALCOHOL 100g de carne de cerdo magra 15,3 29,5 0 0 300 g mermelada 0,3 0,3 211,8 0 250 g pan tostado 25,25 4,25 146,75 0 80 g de zapallo 0,88 0,24 7,36 0 2 porc. de pizza de jamon y queso 28 30 51 0 200 cc de te 0 0 0 0 250 cc vino blanco seco 0 0 0 22,75 Total en gramos 69,73 69,29 416,91 22,75 Total en Kcal (x4) 278,92 (x9) 623,61 (x4) 1667,64 (x7) 159,25 a) VCT Real = 2729,42 Kcal/día (hipercalórica o excesiva) - Se debe conocer la cantidad en gramos de cada alimento ingerido. - Usando la tabla de composición de alimentos, averiguar la cantidad de gramos de proteínas, lípidos y carbohidratos que contiene cada alimento ingerido. - Se multiplica por 4 los gramos de proteínas y de carbohidratos, por 9 los gramos de lípidos y por 7 los gramos de alcohol. - Se suman las cantidades obtenidas para hallar el VCT Real. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 28 b) VCT teórico = 70,2 Kg x 30 Kcal/Kg/día VCTt = 2106 kcal/día (+/- 10 %) = dieta normocalórica o suficiente c) Calcule la fórmula calórica del jubilado: 2729,42 Kcal/día (VCT real) _____ 100% 278,92 Kcal de Prot.___________ 10,2% de Prot. (hipoproteica) 623,61 Kcal de Lip_____________ 22,8% de Lip. (hipolipídico) 1667,64 Kcal de H. De C._______ 61,09% de H. De C. (Hiperglucidica). Si al sumar los % de la fórmula calórica no me da 100%, significa que esa persona consumió alcohol. d) Para que se cumpla la fórmula calórica recomendada, cuántas Kcal se deberían incorporar, en esta dieta teórica de c / alimento? 100%____________ 2106 Kcal/día (VCT teórico) 15%_____________ 315,9 Kcal de Proteínas 30%_____________ 631,8 Kcal de Lípidos 55%_____________ 1158,3 Kcal de Hidratos de carbono LEYES DE ESCUDERO O CARACTERISTICAS BASICAS DE LA DIETA La dieta debe ser: 1. Suficiente: aportar la necesaria cantidad de calorías según el VCT teórico: (comparar el VCT real con el VCT teórico). Es posible calificar a la dieta como: - Suficiente o normocalórica - Hipercalórica o excesiva - Hipocalórica o insuficiente 2. Completa: ofrecer proteínas, glúcidos, lípidos, agua minerales, vitaminas; es decir los alimentos energéticos y los no energéticos.(Observar si la dieta es poco variada o si faltan líquidos). Se califica como dieta completa o incompleta. 3. Armónica: debe ser proporcionada con la fórmula calórica recomendada: 15% Proteinas 55% Glúcidos 30% Lípidos( 10% Grasa poliinsaturadas, 10% Grasa monoinsaturadas y 10% Grasa saturadas) Puede calificarse como dieta armónica o disarmónica. 4. Adecuada: tener en cuenta que se cumplan las 3 anteriores y además: preparación, estado fisiopatológico (estado de salud), gustos, edad, estado económico, religión. Puede calificarse como adecuada o inadecuada. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 29 Análisis de las características básicas de la dieta del ejemplo anterior La dieta del jubilado es: - Hipercalórica o excesiva (ya que el VCT real es mayor que el VCT teórico). - Completa (ya que al tener una dieta variada incorpora los alimentos energéticos y los no energéticos). - Disarmónica (por ser hipoproteica, hipolipídica e hiperglucidica). - Inadecuada (por ser hipercalórica y disarmónica) Pautas para una alimentación recomendable en la Argentina - Suficiente: comer lo necesario para mantener el peso corporal en límites convenientes. - Completa: consumir la mayor variedad de alimentos. Ingerir abundante agua - Armónica: obtener energía de glúcidos complejos y en menor grado de grasas. Proveer alimentos proteicos ricos en aminoácidos esenciales. - Adecuada: consumir alimentos naturales. Evitar azúcar, sal y grasas de origen animal. Abundante fibra vegetal indigerible. Menor consumo de alcohol. Preparaciones simples, uso moderados de condimentos. Balance energético individual Cuando una persona mantiene su peso, disipa una cantidad de energía igual a la que incorpora, ó sea, su balance es igual a cero. Si incorpora más de lo que disipa el balance será positivo y el peso aumenta. Si disipa más de lo que incorpora el balance será negativo y baja el peso. NUTRICION PALEOLITICA (adaptación genética a la alimentación) La especie humana ha sufrido con las revoluciones de agricultura, industriales y tecnológicas una drástica modificación de su dieta. Este cambio es demasiado reciente para permitir la adaptación de nuestro genoma, que muchas veces responde con las enfermedades por desadaptación. Los cambios biológicos o genéticos operan con mayor lentitud que los cambios culturales. ENFERMEDADES POR DESADAPTACION - Hipertensión arterial esencial - Arterioesclerosis. - Diabetes - Cáncer de colon Durante el paleolítico (hace 2.000.000 de años) los homínidos debieron dedicar su jornada casi exclusivamente a procurarse su alimento mediante las tareas de recolección y caza. Considerando que los australopitecos ya eran cazadores y recolectores, el período de recolección y caza, fue, por lo menos, 400 veces más largo que el tiempo que ha transcurrida desde la revolución agrícola (hace 10.000 años) hasta nuestros días. En tan largo lapso, los alimentos al alcance de los homínidos en evolución variaron ampliamente de acuerdo con el período paleontológico, la ubicación geográfica y las variaciones estacionales. Ante tanta variación de la oferta natural de los alimentos la línea ancestral mantuvo hasta llegar al Homo sapiens la versatilidad propia de los omnívoros, característica de la mayoría de los primates primitivos. Es Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 30 decir que la selección natural fue favoreciendo una gran adaptabilidad nutricional. La antigua y a la vez amplia programación genética de nuestra nutrición, viene siendo desafiada o puesta a prueba por cambios ambientales profundos y relativamente recientes. Desde el punto de vista nutricional, el ser humano es omnívoro, lo cual implica adaptaciones digestivas y metabólicas para asimilar: Tanto vegetales (modalidad herbívora), como animales (modalidad carnívora). Las combinaciones de alimentos varían en las diferentes partes de la tierra. También varían algunas características genéticas entre los diferentes grupos étnicos y poblaciones humanas. Al combinarse estos dos tipos de variaciones, surge un sinnúmero de interacciones genético- ambientales, ciertas enfermedades, más frecuentes en determinados grupos humanos que viven en determinados ambientes, son la expresión de su desadaptación a diferentes componentes de sus dietas. NUTRICION COMPARATIVA ENTRE PERIODOS período PALEOLÍTICO ACTUAL CARNES Animales de caza salvaje Menor cantidad de grasa Mas grasa poliinsaturada que previene arterioesclerosis Animales criados (domesticos) Mayor cantidad de grasa Grasas ricas en colesterol y ácidos grasos saturados que faorecen la arterioesclerosis FIBRAS De verduras, raíces, frutas y tubérculos De cereales y algunas verduras, dieta deficitaria en fibras (cáncer de colon) SAL No se agregaba sal a la dieta Consumo excesivo de sal (hipertensión arterial) Fuentes de información para construir la dieta paleolítica . Estudio de la conducta de monos arborícolas. . Estudio de restos fósiles de los homínidos . Estudio de 50 sociedades cazadores-recolectoras que persistieron hasta el siglo XX. Alimentación en el período paleolítico El remojo de los alimentos y la cocción bajo la acción del fuego fueron los primeros ejemplos de transformación de los alimentos. Los restos fósiles dentales de los homínidos parecen adaptados a la masticación tanto de animales como de vegetales. Esta es una adaptación dental a la alimentación omnívora. Nuestros primeros ancestros habrían sido recolectores que vivían de vegetales y ocasionalmente de pequeños animales o huevos. Cuando aprendieron a cazar, lo cual habría ocurrido en épocas muy remotas, incluyeron cantidades crecientes de carne. Los vegetales se componían de raíces, tubérculos, legumbres, nueces. Las pequeñas semillas de cereales, así como los lácteos, no eran importantes en la dieta paleolítica. Parecía que la mayoría de las sociedades cazadoras-recolectoras soportaban déficit nutricionales estacionales y consumir más calorías que las mínimas requeridas, pudiendo así almacenar grasa durante períodos de relativa abundancia, debió tener ventaja selectiva. El consumo de minerales y vitaminas parece haber sido adecuado, gracias a la gran variedad de alimentos. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M Nutrición 2020 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.AR 31 Alimentación en la revolución agrícola La recolección y la caza proveyeron a los humanos energía para vivir por más del 99% de su historia evolutiva. Durante el 1% restante (últimos 10.000 años) comenzó la selección de animales y de plantas para criar y cultivar. Ocurrió un gran crecimiento poblacional, pero la variedad natural de especies para comer se vió enormemente limitada. La agricultura modificó intensamente los patrones nutricionales. En el curso de pocos milenios la proporción de carne de la alimentación disminuyó drásticamente, mientras las comidas vegetales llegaron a constituir el 90% de la dieta. Este cambio tuvo notables consecuencias morfológicas en la especie. El homo Sapiens primitivo que comió abundante proteína animal aproximadamente hace 30.000 años era 15 cm más alto que sus descendientes que vivieron después del desarrollo de los cultivos. La agricultura y la ganadería favoreciendo el sedentarismo, habrían permitido ampliar enormemente la división del trabajo. Los pequeños granos de cereales pasaron a ser, a partir de la Revolución Agrícola, la principal fuente de hidratos de carbono. En materia de vegetales, la selección artificial se hizo a favor del
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