fbpx
Wikipedia

Calorimetría indirecta

Enero 12, 2023

La calorimetría indirecta calcula el calor que producen los organismos vivos midiendo su producción de dióxido de carbono y desechos de nitrógeno (con frecuencia amoníaco en organismos acuáticos, o urea en los terrestres), o de su consumo de oxígeno. La calorimetría indirecta es el método mediante el cual el tipo y la tasa de utilización del sustrato y el metabolismo energético se estiman in vivo a partir de las mediciones de intercambio de gases (producción de dióxido de carbono y consumo de oxígeno durante el descanso y el ejercicio en estado estacionario). Esta técnica proporciona información única, no es invasiva y se puede combinar ventajosamente con otros métodos experimentales para investigar numerosos aspectos de la asimilación de nutrientes, la termogénesis, la energía del ejercicio físico y la patogénesis de las enfermedades metabólicas.[1]​

Medidor metabólico de calorimetría indirecta que mide el consumo de oxígeno (O2) y la producción de dióxido de carbono (CO2) de un sujeto que respira espontáneamente (método de dilución con campana).

Antecedentes científicos

La calorimetría indirecta mide el consumo de O2 y la producción de CO2. Suponiendo que todo el oxígeno se usa para oxidar los combustibles degradables y que todo el CO2, con esta medida es posible calcular la cantidad total de energía producida. Debe quedar claro que "producción de energía" significa la conversión de la energía química libre de nutrientes en la energía química del ATP más la pérdida de algo de energía durante el proceso de oxidación.[1]​ La calorimetría indirecta respiratoria, o calorimetría indirecta (IC) como la conocen la mayoría de los autores, es un método no invasivo y altamente preciso de tasa metabólica que tiene una tasa de error inferior al 1%.[2]​ Tiene una alta reproducibilidad y se ha considerado un método estándar de oro.[3]​ Este método permite estimar BEE y REE, y también permite la identificación de sustratos de energía que el cuerpo metaboliza predominantemente en un momento específico. Se basa en la medida indirecta del calor producido por la oxidación de los macronutrientes, que se estima mediante el monitoreo del consumo de oxígeno (O2) y la producción de dióxido de carbono (CO2) durante un cierto período de tiempo.[4]​ El calorímetro tiene un colector de gas que se adapta al sujeto y un sistema que mide el volumen y las concentraciones de O2 y CO2 minuto a minuto. A través de una válvula unidireccional, el calorímetro recoge y cuantifica el volumen y la concentración de O2 inspirado y CO2 expirado por el sujeto. Después de alcanzar un volumen, el gasto de energía en reposo se calcula mediante la fórmula de Weir y los resultados se muestran en el software adjunto al sistema. Otra fórmula utilizada es:[5]​

 

donde RQ es el cociente respiratorio (relación entre el volumen de CO 2 producido y el volumen de O2 consumido),   es 21.13 kilojoules (5.05 kcal), el calor liberado por litro de oxígeno por la oxidación de carbohidratos, y   es 19.62 kilojoules (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 (quemar solo grasa). ⊅∑ ′

Historia

Antoine Lavoisier señaló en 1780 que la producción de calor se puede predecir a partir del consumo de oxígeno, mediante regresión múltiple. La teoría del balance dinámico de energía explica por qué este procedimiento es correcto. La calorimetría indirecta, tal como la conocemos, se desarrolló a principios de siglo 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 nutrición parenteral total, equipos de apoyo de nutrición interdisciplinarios y la producción de calorímetros portátiles, confiables y relativamente económicos.[7]​

Métodos de recolección

Se pueden usar cuatro técnicas diferentes de recolección y medición de gas para realizar esta prueba:

  • Bolsa Douglas : los gases respiratorios expelidos se recogen en una bolsa hermética inflable.[8]​ Después de completar cualquier prueba de Douglas, el gas recolectado debe analizarse para determinar el volumen y la composición.
  • Canopy (dilución): la técnica de dilución se considera la tecnología estándar para la medición del gasto energético en reposo en nutrición clínica.[3]​ La prueba dura solo unos minutos y consiste en hacer que un paciente se acueste relajado en una cama o en un cómodo sofá, con la cabeza debajo de una campana transparente conectada a una bomba, que aplica una ventilación ajustable a través de ella. El gas exhalado se diluye con el aire fresco ventilado debajo de la campana y una muestra de esta mezcla se transporta a los analizadores, a través de un tubo capilar y se analiza. Las fracciones ambientales y diluidas de O2 y CO2 se miden para una tasa de ventilación conocida, y el consumo de O2 y la producción de CO2 se determinan y se convierten en gasto de energía en reposo. [9]​
  • Mascarilla (respiración por respiración): las pruebas de calorimetría indirecta también se realizan a menudo con una máscara facial, que se utiliza para transportar gas exhalado e inhalado a través de un medidor de flujo de turbina capaz de medir la respiración del paciente mediante ventilación minuto a respiración, al mismo tiempo que una muestra de gas se transporta al analizador y se miden el VO2 y el VCO2 y se convierten en gasto de energía.
  • Interfaz con un ventilador (configuración de cuidados intensivos): en caso de que el paciente esté ventilado mecánicamente, un calorímetro indirecto aún puede medir la respiración por respiración inhalada / exhalada de O2 y CO2 si se conecta con el ventilador a través del tubo endotraqueal.

Aplicaciones

La calorimetría indirecta proporciona al menos dos piezas de información: una medida del gasto de energía o requerimientos calóricos de 24 horas como se refleja en el gasto de energía en reposo (REE) y una medida de la utilización del sustrato como se refleja en el cociente respiratorio (RQ). 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 en 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 de manera más eficiente en diferentes procesos de enfermedades y estados de insuficiencia orgánica. La calorimetría indirecta ha influido en las prácticas cotidianas 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 ventiladores.[7]​

Referencias

  1. ↑ Ferrannini E."The theoretical bases of indirect calorimetry: a review." Metabolism. 1988 Mar;37(3):287-301.
  2. Marson F, et al. "Correlation between oxygen consumption calculated using Fick's method and measured with indirect calorimetry in critically ill patients." Arq Bras Cardiol. 2004 Jan;82(1):77-81, 72-6. Epub 2004 Feb 12.
  3. ↑ Haugen HA, et al. "Indirect calorimetry: a practical guide for clinicians." Nutr Clin Pract. 2007 Aug;22(4):377-88.
  4. Pinheiro Volp AC, et al. "Energy expenditure: components and evaluation methods." Nutr Hosp. 2011 May-Jun;26(3):430-40. doi: 10.1590/S0212-16112011000300002.
  5. A.R. Bain (Jun 2012). «Body heat storage during physical activity is lower with hot fluid ingestion under conditions that permit full evaporation Authors». Acta Physiologica 206 (2): 98-108. PMID 22574769. doi:10.1111/j.1748-1716.2012.02452.x.  citing Nishi, Y. (1981). «Measurement of thermal balance in man». En K. Cena & J. Clark, ed. Bioengineering, Thermal Physiology and Comfort. Elsevier. pp. 29–39. 
  6. Atwater WO, et al. "Description of neo respiration calorimeter and experiments on the conservation of energy in the human body." US Department Agriculture, Off Exp Sta Bull 63, 1899
  7. ↑ McClave SA, et al. "Use of indirect calorimetry in clinical nutrition." Nutr Clin Pract. 1992 Oct;7(5):207-21.
  8. Douglas, C. Gordon (18 de marzo de 1911). . Proceedings of the Physiological Society. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2017. Consultado el 13 de octubre de 2019.  (Douglas Bag)
  9. Academy of Nutrition and Dietetics "Measuring RMR with Indirect Calorimetry (IC)." Nutr Clin Pract. 2007 Aug;22(4):377-88.

Enlaces externos

  • "Medición de la RMR con calorimetría indirecta (CI)" Academia de Nutrición y Dietética - Biblioteca de Análisis de Evidencia
  • Revista estadounidense de nutrición clínica
  •   Datos: Q1661446
  •   Multimedia: Indirect calorimetry / Q1661446

Enero 12, 2023
calorimetría, indirecta, calorimetría, indirecta, calcula, calor, producen, organismos, vivos, midiendo, producción, dióxido, carbono, desechos, nitrógeno, frecuencia, amoníaco, organismos, acuáticos, urea, terrestres, consumo, oxígeno, calorimetría, indirecta. La calorimetria indirecta calcula el calor que producen los organismos vivos midiendo su produccion de dioxido de carbono y desechos de nitrogeno con frecuencia amoniaco en organismos acuaticos o urea en los terrestres o de su consumo de oxigeno La calorimetria indirecta es el metodo mediante el cual el tipo y la tasa de utilizacion del sustrato y el metabolismo energetico se estiman in vivo a partir de las mediciones de intercambio de gases produccion de dioxido de carbono y consumo de oxigeno durante el descanso y el ejercicio en estado estacionario Esta tecnica proporciona informacion unica no es invasiva y se puede combinar ventajosamente con otros metodos experimentales para investigar numerosos aspectos de la asimilacion de nutrientes la termogenesis la energia del ejercicio fisico y la patogenesis de las enfermedades metabolicas 1 Medidor metabolico de calorimetria indirecta que mide el consumo de oxigeno O2 y la produccion de dioxido de carbono CO2 de un sujeto que respira espontaneamente metodo de dilucion con campana Indice 1 Antecedentes cientificos 2 Historia 3 Metodos de recoleccion 4 Aplicaciones 5 Referencias 6 Enlaces externosAntecedentes cientificos EditarLa calorimetria indirecta mide el consumo de O2 y la produccion de CO2 Suponiendo que todo el oxigeno se usa para oxidar los combustibles degradables y que todo el CO2 con esta medida es posible calcular la cantidad total de energia producida Debe quedar claro que produccion de energia significa la conversion de la energia quimica libre de nutrientes en la energia quimica del ATP mas la perdida de algo de energia durante el proceso de oxidacion 1 La calorimetria indirecta respiratoria o calorimetria indirecta IC como la conocen la mayoria de los autores es un metodo no invasivo y altamente preciso de tasa metabolica que tiene una tasa de error inferior al 1 2 Tiene una alta reproducibilidad y se ha considerado un metodo estandar de oro 3 Este metodo permite estimar BEE y REE y tambien permite la identificacion de sustratos de energia que el cuerpo metaboliza predominantemente en un momento especifico Se basa en la medida indirecta del calor producido por la oxidacion de los macronutrientes que se estima mediante el monitoreo del consumo de oxigeno O2 y la produccion de dioxido de carbono CO2 durante un cierto periodo de tiempo 4 El calorimetro tiene un colector de gas que se adapta al sujeto y un sistema que mide el volumen y las concentraciones de O2 y CO2 minuto a minuto A traves de una valvula unidireccional el calorimetro recoge y cuantifica el volumen y la concentracion de O2 inspirado y CO2 expirado por el sujeto Despues de alcanzar un volumen el gasto de energia en reposo se calcula mediante la formula de Weir y los resultados se muestran en el software adjunto al sistema Otra formula utilizada es 5 M V O 2 R Q 0 7 0 3 e c 1 R Q 0 3 e f displaystyle M VO 2 left frac RQ 0 7 0 3 e c frac 1 RQ 0 3 e f right donde RQ es el cociente respiratorio relacion entre el volumen de CO 2 producido y el volumen de O2 consumido e c displaystyle e c es 21 13 kilojoules 5 05 kcal el calor liberado por litro de oxigeno por la oxidacion de carbohidratos y e f displaystyle e f es 19 62 kilojoules 4 69 kcal el valor de la grasa Esto da el mismo resultado que la formula de Weir en RQ 1 quemando solo carbohidratos y casi el mismo valor en RQ 0 7 quemar solo grasa Historia EditarAntoine Lavoisier senalo en 1780 que la produccion de calor se puede predecir a partir del consumo de oxigeno mediante regresion multiple La teoria del balance dinamico de energia explica por que este procedimiento es correcto La calorimetria indirecta tal como la conocemos se desarrollo a principios de siglo como una aplicacion de la termodinamica a la vida animal 6 Aunque el desarrollo de la calorimetria indirecta se remonta a mas de 200 anos su mayor uso ha sido en las ultimas dos decadas con el desarrollo de nutricion parenteral total equipos de apoyo de nutricion interdisciplinarios y la produccion de calorimetros portatiles confiables y relativamente economicos 7 Metodos de recoleccion EditarSe pueden usar cuatro tecnicas diferentes de recoleccion y medicion de gas para realizar esta prueba Bolsa Douglas los gases respiratorios expelidos se recogen en una bolsa hermetica inflable 8 Despues de completar cualquier prueba de Douglas el gas recolectado debe analizarse para determinar el volumen y la composicion Canopy dilucion la tecnica de dilucion se considera la tecnologia estandar para la medicion del gasto energetico en reposo en nutricion clinica 3 La prueba dura solo unos minutos y consiste en hacer que un paciente se acueste relajado en una cama o en un comodo sofa con la cabeza debajo de una campana transparente conectada a una bomba que aplica una ventilacion ajustable a traves de ella El gas exhalado se diluye con el aire fresco ventilado debajo de la campana y una muestra de esta mezcla se transporta a los analizadores a traves de un tubo capilar y se analiza Las fracciones ambientales y diluidas de O2 y CO2 se miden para una tasa de ventilacion conocida y el consumo de O2 y la produccion de CO2 se determinan y se convierten en gasto de energia en reposo 9 Mascarilla respiracion por respiracion las pruebas de calorimetria indirecta tambien se realizan a menudo con una mascara facial que se utiliza para transportar gas exhalado e inhalado a traves de un medidor de flujo de turbina capaz de medir la respiracion del paciente mediante ventilacion minuto a respiracion al mismo tiempo que una muestra de gas se transporta al analizador y se miden el VO2 y el VCO2 y se convierten en gasto de energia Interfaz con un ventilador configuracion de cuidados intensivos en caso de que el paciente este ventilado mecanicamente un calorimetro indirecto aun puede medir la respiracion por respiracion inhalada exhalada de O2 y CO2 si se conecta con el ventilador a traves del tubo endotraqueal Aplicaciones EditarLa calorimetria indirecta proporciona al menos dos piezas de informacion una medida del gasto de energia o requerimientos caloricos de 24 horas como se refleja en el gasto de energia en reposo REE y una medida de la utilizacion del sustrato como se refleja en el cociente respiratorio RQ El conocimiento de los muchos factores que afectan estos valores ha llevado a una gama mucho mas amplia de aplicaciones Los estudios de calorimetria indirecta en los ultimos 20 anos han llevado a la caracterizacion de la respuesta de estres hipermetabolico a la lesion y al diseno de regimenes nutricionales cuyos sustratos se asimilan de manera mas eficiente en diferentes procesos de enfermedades y estados de insuficiencia organica La calorimetria indirecta ha influido en las practicas cotidianas de atencion medica y quirurgica como el calentamiento de la unidad de quemados y las salas quirurgicas y el destete de los pacientes de los ventiladores 7 Referencias Editar a b Ferrannini E The theoretical bases of indirect calorimetry a review Metabolism 1988 Mar 37 3 287 301 Marson F et al Correlation between oxygen consumption calculated using Fick s method and measured with indirect calorimetry in critically ill patients Arq Bras Cardiol 2004 Jan 82 1 77 81 72 6 Epub 2004 Feb 12 a b Haugen HA et al Indirect calorimetry a practical guide for clinicians Nutr Clin Pract 2007 Aug 22 4 377 88 Pinheiro Volp AC et al Energy expenditure components and evaluation methods Nutr Hosp 2011 May Jun 26 3 430 40 doi 10 1590 S0212 16112011000300002 A R Bain Jun 2012 Body heat storage during physical activity is lower with hot fluid ingestion under conditions that permit full evaporation Authors Acta Physiologica 206 2 98 108 PMID 22574769 doi 10 1111 j 1748 1716 2012 02452 x citing Nishi Y 1981 Measurement of thermal balance in man En K Cena amp J Clark ed Bioengineering Thermal Physiology and Comfort Elsevier pp 29 39 Atwater WO et al Description of neo respiration calorimeter and experiments on the conservation of energy in the human body US Department Agriculture Off Exp Sta Bull 63 1899 a b McClave SA et al Use of indirect calorimetry in clinical nutrition Nutr Clin Pract 1992 Oct 7 5 207 21 Douglas C Gordon 18 de marzo de 1911 A method for determining the total respiratory exchange in man Proceedings of the Physiological Society Archivado desde el original el 5 de marzo de 2017 Consultado el 13 de octubre de 2019 Douglas Bag Academy of Nutrition and Dietetics Measuring RMR with Indirect Calorimetry IC Nutr Clin Pract 2007 Aug 22 4 377 88 Enlaces externos Editar Medicion de la RMR con calorimetria indirecta CI Academia de Nutricion y Dietetica Biblioteca de Analisis de Evidencia Revista estadounidense de nutricion clinica Datos Q1661446 Multimedia Indirect calorimetry Q1661446 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Calorimetria indirecta amp oldid 148044760, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

español

, española, descargar, gratis, descargar gratis, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, imagen, música, canción, película, libro, juego, juegos