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Metabolismo basal: qué es, cómo se mide y por qué nos permite sobrevivir

Los seres vivos no somos compartimentos estancos, pues tenemos que obtener energía del medio para permanecer a lo largo del tiempo.

Algunos taxones obtienen energía mediante la conversión de materia inorgánica en orgánica (como es el caso de las plantas y la fotosíntesis), mientras que todos los vertebrados conseguimos esta energía mediante la nutrición, ya sea a base de vegetales, productos cárnicos y otras muchas fuentes orgánicas más.

Además de necesitar una cantidad mínima de energía para no morir, necesitamos más o menos ingesta calórica diaria en base a nuestro trabajo y esfuerzo. Nada tiene que ver, por ejemplo, la cantidad de alimento que consumen un caballo de carreras y una serpiente acechante en su guarida. Además de poseer rutas metabólicas distintas, el trabajo físico realizado por ambos no es ni tan siquiera comparable.

En relación a toda esta temática, hoy venimos a traerte un término verdaderamente interesante desde un punto biológico para investigadores, médicos y zoólogos por igual. Veamos cómo es el metabolismo basal: por complejo que pueda sonar este concepto, te aseguramos que te quedarás con una idea detallada de él tras leer estas líneas.

¿Qué es el metabolismo basal?

El metabolismo general o requerimientos metabólicos se pueden definir como las demandas energéticas que requiere un organismo para el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos fisicoquímicos que ocurren en sus células. Este conjunto de reacciones permiten a los seres vivos crecer, reproducirse, mantener sus estructuras físicas en orden y responder a estímulos externos, entre otras cosas.

El metabolismo basal o Tasa Metabólica Basal (TMB) hace referencia a la tasa de gasto energético por unidad de tiempo que requieren los animales endotermos para permanecer en reposo. Dicho de otro modo, es la cantidad de calor (expresado en calorías) que se genera en una hora por el sujeto mantenido en reposo, a la temperatura de 18 grados en ayunas después de 12-14 horas, condiciones estandarizadas.

Acabamos de introducir un término que llama la atención y debe ser explicado: la endotermia. Asentemos las bases antes de continuar con terminología más compleja.

Endotermia vs ectotermia

Los endotermos son seres vivos que utilizan el calor generado internamente para mantener su temperatura corporal, que tiende a permanecer en un rango constante a pesar de las inclemencias ambientales, a menos que se produzca un cuadro patológico. Este fenómeno fisiológico se basa en una premisa: las reacciones metabólicas no son 100% eficientes y, por tanto, la energía se “escapa” del organismo en forma de calor.

Por otro lado, los ectotermos son animales que no son capaces de generar calor en sus procesos metabólicos, así que su única forma de termorregular es acudir a fuentes de energía o alejarse de ellas.

No es casualidad que los comportamientos de soleamiento se observen sobre todo en reptiles: cuando una lagartija está apoyada en una piedra “tomando el sol”, lo que realmente hace es obtener la energía necesaria en forma de calor para poder llevar a cabo procesos metabólicos como la digestión o el movimiento, entre otras cosas.

Así pues, cuando hablamos de metabolismo basal (TMB), nos referimos únicamente al calor producido por los endotermos, que son los mamíferos y las aves.

Si quisiéramos cuantificar la cantidad de energía necesaria para la supervivencia de un reptil o un anfibio, utilizaríamos otro término y metodología diferente: la tasa metabólica estándar (TMS). Esta sigue unos criterios similares a la tasa metabólica basal, pero se debe tener en cuenta la temperatura ambiental, ya que modula completamente la disponibilidad energética del animal ectotermo.

¿Qué otros parámetros acompañan al metabolismo basal?

Este valor tiene una gran utilidad, como veremos posteriormente, pero no explica en su totalidad la demanda energética del individuo. Antes de continuar, debes tener en cuenta lo siguiente:

Gasto energético total (GET): Tasa metabólica basal (TMB) + termogénesis endógena (TE) + actividad física (AF)

La Organización Mundial de la Salud (OMS) otorga una muy buena definición del gasto energético total, en el cual la TMB juega un rol muy importante: “se trata de el nivel de energía necesario para mantener el equilibrio entre el consumo y el gasto energético, cuando el individuo presenta peso, composición corporal y actividad física compatibles con un buen estado de salud”.

Como podrás imaginar, este valor fluctúa entre individuos, pues hay que prestar atención a la edad, el género, etnia, lugar de procedencia y otras muchas cosas más.

¿Para qué sirve el metabolismo basal?

El metabolismo basal representa el costo mínimo del organismo para que pueda realizar las funciones vitales de mantenimiento que no se detienen de forma consciente, como son la actividad cardiovascular, la respiratoria, la endocrina, la del sistema nervioso central, la renal, la hepática, la inmune y los fenómenos de termogénesis (formación de calor).

Estas condiciones “basales” requieren de un entorno concreto para ser cuantificadas: el individuo debe haber dormido 10-12 horas, estar en un estado de post absorción (no haber ingerido ningún alimento en al menos 12 horas) y encontrarse bajo condiciones de termoneutralidad y en un estado de descanso físico y emocional. Desde luego, no se puede medir la tasa metabólica basal de una persona si está en una montaña llena de nieve huyendo de un oso, pues su demanda energética es mucho mayor y la situación se escapa de la normalidad.

¿Cómo se mide el metabolismo basal?

Para medir una tasa metabólica basal de forma efectiva (sin hacer uso de fórmulas predictivas), es necesario acudir a la calorimetría directa o indirecta. En el primer caso, se mide la cantidad de calor producida por el organismo en cámaras herméticas con paredes aislantes. Aquí se registra la energía almacenada y la perdida por convección, después de un período de estabilización de al menos 6 horas.

Por otro lado, también se puede obtener la TMB mediante la calorimetría indirecta, un método mínimamente invasivo, pero muy eficaz. Esta se basa en la captación de oxígeno y liberación de dióxido de carbono: debido a que el anabolismo requiere de oxígeno y se libera CO2, la cantidad de calor producido está relacionado con oxígeno consumido y el CO2 liberado. Aquí entra el juego el coeficiente respiratorio, un parámetro que nos reservamos para otra oportunidad.

Fórmulas de la tasa metabólica basal

Si buscas por internet, verás que existen diversas calculadoras que tratan de estimar tu tasa metabólica basal sin realizar ninguna prueba médica. A pesar de que el método de calorimetría indirecta es el adecuado para obtener un valor realmente fiable, estos programas se basan en fórmulas matemáticas que tienen en cuenta los siguientes factores:

  • P: la producción total de calor en reposo completo.
  • M: la masa en kilogramos del individuo.
  • H: la altura en centímetro del individuo.
  • A: la edad, en años.

Estos parámetros nos otorgan fórmulas como la siguiente:

  • HOMBRES TMB= (10 x peso de Kg) + (6,25 x altura en cm) – (5 x edad en años) + 5.
  • MUJERES TMB= (10 x peso en kg) + (6,25 x altura en cm) – (5 x edad en años) – 161.

Si te quieres quedar con alguna cifra, te podemos decir que ciertos estudios han calculado tasas metabólicas basales medias en individuos parte de estudios que oscilan entre las 1027 Kilocalorías/día y las 2499 Kilocalorías/día. Esta es la energía necesaria para simplemente existir, así que, en base al ejercicio y actividad, hay que sumar un rango variable calórico.

Llama la atención conocer que, aproximadamente, la TMB disminuye un 1-2% por cada década después de los 20 años de edad, principalmente debido a la pérdida de masa puramente grasa.

La tasa metabólica basal y el tamaño

Es común (y correcto) pensar que la tasa metabólica basal neta será mucho mayor en un elefante que en un ratón, pues su peso se mueve en escalas diferentes y, naturalmente, un animal mastodóntico producirá y perderá mucho más calor que uno pequeño, ¿verdad?

En valores absolutos esta postulación es correcta, pero la cosa se pone interesante si se divide la TMB por la masa del animal. Si se divide por el peso, se observa que la tasa metabólica de un ratón por gramo de tejido es 10 veces mayor que la de un elefante. Aunque aún no se conocen de todo los mecanismos subyacentes a este proceso, se sabe que la relación superficie/volumen de un animal pequeño es más alta, lo que favorece la pérdida de calor.

Así, los animales endotermos pequeños suelen tener ciclos vitales mucho más cortos, pues su metabolismo celular es muy rápido y los tejidos y órganos fallan antes. Si, por otro lado, ves a un gecko con el mismo peso que un ratón, descubrirás que este vive hasta 7 veces más. ¿por qué?: cómo el reptil no genera calor, la demanda energética y el trabajo que realiza su organismo es mucho más baja.

Resumen

Fascinante, ¿verdad? Resulta que, por anecdótica que parezca, la tasa metabólica basal en los endotermos condiciona su esperanza de vida y estrategias vitales. A nivel más médico que biológico, además, este parámetro sirve para que los nutricionistas y profesionales del deporte sepan qué cantidad de calorías deben ingerir al día para mantener, aumentar o disminuir la masa total de un organismo concreto.

Referencias bibliográficas:

  • Bonfanti, N., Fernández, J. M., Gomez-Delgado, F., & Pérez-Jiménez, F. (2014). Efecto de dos dietas hipocalóricas y su combinación con ejercicio físico sobre la tasa metabólica basal y la composición corporal. Nutrición Hospitalaria, 29(3), 635-643.
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