La entalpía de combustión es una medida de la energía liberada cuando un compuesto se quema completamente en presencia de oxígeno. En nutrición y metabolismo, este concepto es muy relevante ya que la energía que obtenemos de los alimentos proviene precisamente de reacciones similares de oxidación que ocurren en nuestras células.

Los principales nutrientes que nos proporcionan energía son los carbohidratos, lípidos y proteínas. En este artículo nos centraremos en analizar y comparar la entalpía de combustión de carbohidratos y lípidos.

Carbohidratos: estructura y metabolismo

Los carbohidratos son compuestos orgánicos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción aproximada de 1:2:1. Incluyen azúcares simples como la glucosa y la fructosa, disacáridos como la lactosa y la sacarosa, y polisacáridos complejos como el almidón y el glucógeno.

Durante la digestión, los carbohidratos se descomponen en sus unidades más simples, los monosacáridos, que son absorbidos a la sangre. Luego en cada célula ocurre un proceso llamado glucólisis mediante el cual la glucosa se oxida en piruvato liberando energía en forma de ATP.

El piruvato puede seguir dos caminos:

• Ser convertido a lactato y liberado al torrente sanguíneo para ser utilizado por otras células.
• Ingresar a la mitocondria celular donde se oxida completamente a dióxido de carbono y agua a través del ciclo de Krebs, liberando mucha más energía.

Lípidos: estructura y metabolismo

Los lípidos constituyen un grupo muy diverso de biomoléculas, pero los más relevantes desde el punto de vista energético son los triglicéridos o triacilgliceroles. Estos están formados por una molécula de glicerol esterificada con tres ácidos grasos.

Los triglicéridos provenientes de la dieta son hidrolizados por enzimas digestivas en el intestino delgado, absorbiéndose como ácidos grasos libres y glicerol. Luego en el hígado y tejido adiposo vuelven a formarse triglicéridos que se almacenan en gotitas lipídicas.

Cuando el organismo requiere energía, se movilizan estos depósitos de grasa mediante la acción de la lipasa hormono-sensible, liberándose ácidos grasos y glicerol a la sangre. Los ácidos grasos son transportados unidos a albúmina y en el interior de las células sufren una serie de reacciones de oxidación llamada β-oxidación mediante las cuales se genera acetil-CoA que luego ingresa al ciclo de Krebs.

Comparación de la entalpía de combustión

A partir de la información presentada, podemos comparar la energía liberada en la combustión completa de carbohidratos y lípidos:

• Carbohidratos: la glucosa tiene una entalpía de combustión de -2816 kJ/mol (Fuente). En términos de energía por gramo, esto equivale a 15.6 kJ/g o 3.7 kcal/g.
• Lípidos: la triestearina, un triglicérido representativo, tiene una entalpía de combustión de -35.663 kJ/mol (Fuente). Esto corresponde a 40 kJ/g o 9.6 kcal/g.

Se observa claramente que los lípidos liberan más del doble de energía que los carbohidratos por cada gramo que se oxida. Esto se debe a que poseen mayor contenido de átomos de carbono e hidrógeno en relación al oxígeno.

De hecho, de acuerdo a las mediciones experimentales, 1 gramo de carbohidratos produce 4 kcal mientras que 1 gramo de grasa produce 9 kcal (Fuente). Esta relación recibe el nombre de factores de Atwater y es la que se utiliza normalmente para calcular el contenido calórico de los alimentos.

Consecuencias metabólicas

El mayor aporte energético de las grasas tiene implicaciones importantes en nuestro metabolismo. En condiciones normales, los carbohidratos constituyen la fuente preferencial de energía para las células, especialmente las del sistema nervioso. Sin embargo, frente a ayuno o ejercicio extenuante, se movilizan las reservas de grasa del tejido adiposo para mantener los niveles de glucosa en sangre y satisfacer la demanda energética.

Por otro lado, un consumo excesivo de calorías provenientes de carbohidratos y grasas por sobre el gasto energético, conduce a una acumulación de estos nutrientes en forma de glucógeno y triglicéridos respectivamente. Esta situación puede desembocar en resistencia a la insulina, diabetes tipo 2, obesidad y enfermedades cardiovasculares.

Conclusión

En conclusión, aunque los carbohidratos y grasas son esenciales en nuestra dieta, las segundas poseen mayor densidad energética, cercana al doble por gramo. Esto se debe a diferencias en su composición química y se refleja en una mayor entalpía de combustión.

Nuestro organismo ha evolucionado para utilizar preferentemente los carbohidratos como combustible, pero frente a necesidades energéticas extras, recurre a las reservas de grasa. El exceso en el consumo de ambos puede tener consecuencias negativas para la salud. Por lo tanto, una ingesta balanceada y un gasto calórico adecuado son claves para un buen estado nutricional.