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Sistemas y Modelos
Aplicación al análisis crítico de dietas
Cátedra de Biología
Facultad de Ciencias Médicas
UNR
Teoría de sistemas
La teoría de sistemas es un enfoque interdisciplinario que
trata de encontrar las propiedades comunes a entidades
llamadas sistemas.
Su origen se atribuye al biólogo austríaco von Bertalanffy,
quien lo propuso a mediados del siglo XX.
En el enfoque de sistemas, se integran los conocimientos
que diversas ciencias suministran acerca de los
componentes, para conocer el comportamiento del
conjunto.
SISTEMAS
Un sistema es un conjunto de elementos
en interacción con un propósito o fin
común.
Aspectos Estructurales de un Sistema
De acuerdo con la definición anterior, los aspectos
estructurales de un sistema comprenden:
» Elementos
» Límite
» Finalidad
ELEMENTOS
Pueden ser de diversa naturaleza, dependiendo
de qué sistema se trate:
• objetos (Ej.: partes de una máquina)
• seres humanos (Ej.: miembros de una familia)
• animales, vegetales y minerales en general
(Ej.: un ecosistema).
LIMITES
• El límite determina la relación fuera - dentro,
permitiendo establecer, entre los elementos
del universo, cuales pertenecen al sistema y
cuales quedan excluidos de él.
• Definido el sistema, todo el universo que
queda fuera de sus límites se denomina
ENTORNO.
FINALIDAD
Los diferentes elementos están integrados en
una estructura y cada uno de ellos cumple una
función determinada, llevando a cabo los
procesos necesarios para que ese sistema
alcance su finalidad, objetivo o meta.
MODELO
Es una representación simplificada de un sistema cuyo
objeto es acrecentar nuestra capacidad para
entender, predecir y, eventualmente, controlar el
comportamiento del mismo.
Una de las formas habituales y convenientes de
analizar un sistema consiste en construir un modelo
del mismo.
TIPOS de MODELOS
• TEÓRICOS
• BIOLÓGICOS
• FÍSICOS
• FORMALES
• GRÁFICOS
TIPOS de MODELOS
• TEÓRICOS
Serie de proposiciones que intentan explicar parte de la
realidad.
Generalización de gran poder explicativo y predictivo basada
en numerosas observaciones y/o experimentos
Ejemplos:
- Teoría de la Evolución
- Leyes de Escudero
Ley de la cantidad
Ley de la calidad
Ley de la armonía
Ley de la adecuación
TIPOS de MODELOS
• BIOLÓGICOS
Ejemplo
• Modelos animales de enfermedades
humanas: ratones obesos
TIPOS de MODELOS
• FÍSICOS
• Se construyen para imitar o representar una
o varias propiedades del sistema real.
• Ejemplo: Leches maternizadas.
TIPOS de MODELOS
• FORMALES
Enunciados matemáticos que relacionan por lo menos
dos elementos del sistema.
Ejemplo: Fórmula calórica
FC (%) = % de kcal de una dieta que proviene de cada grupo de
nutrientes que aportan energía
100% kcal=
% de kcal proveniente de HdeC +
% de kcal proveniente de Proteínas +
% de kcal proveniente de Lípidos +
% de kcal proveniente del alcohol
TIPOS de MODELOS
• GRÁFICOS
Esquemas que intentan explicar en forma de dibujo
el sistema en estudio
Ejemplos: Pirámide y Óvalo nutricional
Jerarquía de Sistemas
SISTEMA
• La porción del universo que decidimos estudiar.
SUBSISTEMA
• Cada una de las porciones o partes integrantes del
sistema y sus relaciones.
SUPERSISTEMA
• El conjunto de sistemas que contienen al sistema en
estudio, el cual es un subsistema de éstos.
Los sistemas forman parte de otros
sistemas
Supersistema: ¿por qué?
Sistema
Subsistema: ¿cómo?
Supersistema, sistema y subsistema
• Modelo de cajas inclusivas
supersistema
sistema
subsistema
JERARQUÍA DE SISTEMAS EN BIOLOGÍA
MODELO GRÁFICO DEL ESPECTRO DE LOS NIVELES DE
ORGANIZACIÓN
(Eugene Odum. 1971)
INGRESO, PROCESO Y EGRESO
Si un sistema está contenido en otro mayor, podemos inferir que
mantiene intercambios con el entorno. Así intercambia
MATERIA, ENERGIA y/o INFORMACION.
Lo que penetra en el sistema se denomina INGRESO o ENTRADA
y es transformado mediante las funciones que ejecuta cada
subsistema o elemento. A esta transformación se la llama
PROCESO.
Lo procesado por el sistema puede ser expulsado o eliminado.
A esto se lo denomina EGRESO o SALIDA.
SISTEMAS ABIERTOS, CERRADOS Y
AISLADOS
• SISTEMAS ABIERTOS
Son aquellos que tienen entradas y salidas, se ven
afectados por su entorno y a su vez lo modifican.
Intercambian MATERIA, ENERGIA y/o INFORMACION
con el entorno.
El ser humano, así como cualquier ser viviente, se
comporta como un SISTEMA ABIERTO
Modelo gráfico de sistema abierto
SALIDAS
ENTRADAS
sistema
Modelo gráfico de sistema abierto
de los organismos
EGRESOS
INGRESOS
ENERGÍA
ENERGÍA
ORGANISMOS
MATERIA
MATERIA
SISTEMAS ABIERTOS, CERRADOS Y
AISLADOS
• SISTEMA CERRADO
Es el que intercambia ENERGIA e INFORMACION con
el entorno, pero no MATERIA.
El planeta tierra es un ejemplo de SISTEMA CERRADO,
ya que la cantidad de materia que intercambia con el
entorno es prácticamente nula
SISTEMAS ABIERTOS, CERRADOS Y
AISLADOS
• SISTEMA AISLADO
Es el que no intercambia ni MATERIA, ni ENERGIA, ni
INFORMACION con el entorno.
Los SISTEMAS AISLADOS no tienen existencia real,
pero el Universo en su totalidad y a modo de
ejemplo, podría ser tomado como sistema aislado.
SISTEMAS CIBERNÉTICOS
Algunos sistemas abiertos, entre ellos los seres
vivos, incluyen mecanismos de
autorregulación característicos de los
SISTEMAS CIBERNÉTICOS.
SISTEMAS CIBERNÉTICOS
Cuando en un sistema los egresos modifican a
los ingresos de forma que el sistema tiende a
mantenerse dentro de la placa homeostática,
el sistema ha producido una
RETROALIMENTACION NEGATIVA.
En caso contrario, cuando el sistema tiende a
escapar de la placa homeostática, el sistema
ha producido una RETROALIMENTACION
POSITIVA.
HOMEOSTASIS
• Es la capacidad de los seres vivos de estabilizarse y
resistir a los cambios del ambiente manteniendo
sus funciones. Es un estado de equilibrio dinámico
• Los seres vivos son sistemas abiertos que procesan
entradas y producen salidas.
Ahora se completa este concepto señalando que,
además, tienen la propiedad de la homeostasis o
autorregulación.
Modelo gráfico de sistema cibernético
SALIDAS
ENTRADAS
sistema
AUTORREGULACIÓN
La energía fluye:
La Biosfera depende de una entrada
permanente de luz solar
luz solar
Biosfera
calor
seres vivos
Todos los seres vivos procesan entradas y
producen salidas de energía, materia e
información
ENTRADAS
energía,
materia,
información
SERES VIVOS
homeostasis
y
autoorganización
AUTORREGULACIÓN
SALIDAS
energía,
materia,
Información
- Los autótrofos convierten luz en energía química
(fotosíntesis)
- Los heterótrofos utilizan la energía química
excedente de los autótrofos
Biosfera
heterótrofos
autótrofos
Los seres humanos son heterótrofos
heterótrofos
seres humanos
EL CONSUMO ENERGETICO INTERNO COMO
FLUJO DE LA ENERGÍA A NIVEL HUMANO
INDIVIDUAL
En Nutrición, el concepto de energía se aplica
tanto al consumo de alimentos como a la
cantidad de energía que el ser humano requiere
para vivir. Es un concepto más restringido que
el de Alimentación
Las necesidades de energía son diferentes según
la edad, el sexo, el metabolismo basal, la
actividad física y la temperatura ambiente.
Análisis crítico de dietas
Aplicación de modelización
• Sistema = individuo
• Modelo gráfico:
INDIVIDUO
DIETA
MATERIA
ENERGÍA
Análisis crítico de dietas
Aplicación de modelización
REPASAR CONCEPTOS DE:
• kcal
• VCTeórico
• VCTReal
• Valor calórico de los alimentos
• Indice de masa corporal
• Contextura corporal
• Fórmula calórica: MODELO FORMAL
• Leyes de Escudero: MODELO TEÓRICO
Trabajar con CALCULADORA y con las siguientes
TABLAS:
• PESO DESEABLE EN HOMBRES ADULTOS SEGÚN EDAD Y TALLA
• PESO DESEABLE EN MUJERES ADULTAS SEGÚN EDAD Y TALLA
• TABLA DE INDICE DE MASA CORPORAL Y DE CONTEXTURA
CORPORAL
• TABLA DE CONTEXTURA SEGÚN LA MEDIDA DE LA MUÑECA
• TABLA DE PESO IDEAL EN KG SEGÚN ALTURA, CONTEXTURA Y SEXO
• NECESIDADES CALÓRICAS POR KG DE PESO TEÓRICO SEGÚN TIPO
DE ACTIVIDAD
• TABLA DE COMPOSICION DE LOS ALIMENTOS
Análisis de casos
Matías se trasladó hace un año a nuestra ciudad
para poder cursar sus estudios universitarios.
Se mantiene con el dinero que
le envían sus padres. No es
afecto a los deportes y camina
poco. Lo que le interesa de las
comidas es que “le calme el
hambre”.
Tiene 19 años, pesa 82 kg y mide 1.78 m de
altura y 21 cm de circunferencia de muñeca.
Consume habitualmente por día:
300 g de arroz hervido
200 g de mortadela
400 g de pan francés
1.5 litro de mate con 50 g de azúcar
200 g de vainillas
500 cm3 de cerveza
A partir de la información brindada:
•
CALCULE LOS GRAMOS DE PROTEÍNAS, LÍPIDOS Y GLÚCIDOS
DE CADA ALIMENTO INGERIDO Y LOS TOTALES POR
NUTRIENTE
•
CALCULE LAS KCAL APORTADAS POR CADA NUTRIENTE
•
CALCULE EL VCT REAL Y EL VCT TEORICO
•
CALCULE LA FORMULA CALÓRICA
•
CALCULE LOS INDICES DE MASA CORPORAL Y DE
CONTEXTURA CORPORAL
•
EVALÚE LA DIETA EN FUNCIÓN DE LAS LEYES DE ESCUDERO
CON LA JUSTIFICACIÓN CORRESPONDIENTE.
ALIMENTOS (g)
PROTEINAS (g)
LIPIDOS (g)
H. DE C. (g)
ALCOHOL (g)
300g ARROZ
HERVIDO
200g
MORTADELA
400g PAN
FRANCES
1,5L MATE CON
50g AZUCAR
500g VAINILLAS
500cm3 CERVEZA
GRAMOS
TOTALES
KCAL
KCAL
TOTALES=
VCTt=VCTr
peso teórico x Kcal/kg peso teórico/ día
KCAL/DÍA
En la TABLA de composición de los ALIMENTOS:
ARROZ HERVIDO:
• En 100g : 2.00g PROTEINAS
0.10g LIPIDOS
24.30g H de C
• En 300g : 6.00g PROTEINAS
0.30g LIPIDOS
72.90g H de C
En la TABLA de composición de los ALIMENTOS:
MORTADELA:
• En 100g : 20.40g PROTEINAS
25.00g LIPIDOS
0.60g H de C
• En 200g : 40.80g PROTEINAS
50.00g LIPIDOS
1.20g H de C
En la TABLA de composición de los ALIMENTOS:
PAN FRANCÉS:
• En 100g : 9.10g PROTEINAS
0.80g LIPIDOS
56.40g H de C
• En 400g : 36.40g PROTEINAS
3.20g LIPIDOS
225.60g H de C
En la TABLA de composición de los ALIMENTOS:
MATE : infusión (-)
AZÚCAR:
• En 100g : 0.00g PROTEINAS
0.00g LIPIDOS
99.50g H de C
• En 50g :
0.00g PROTEINAS
0.00g LIPIDOS
49.75g H de C
En la TABLA de composición de los ALIMENTOS:
VAINILLAS:
En 100g : 12.00g PROTEINAS
8.60g LIPIDOS
99.50g H de C
• En 200g : 24.00g PROTEINAS
17.20g LIPIDOS
139.80g H de C
En TABLA de composición de los ALIMENTOS:
CERVEZA:
• En 100cm³ : 3.10 cm³ de etanol
• En 500cm³ : 15.5 cm³ de etanol
– Para cada nutriente :
-sumar el total de gramos
-calcular el total de kcal
–Obtener el VCTReal (kcal TOTALES):
• PROTEINAS: 107.20g (1g= 4kcal) 428.80kcal
• LIPIDOS:
70.70g (1g= 9kcal) 636.30kcal
• H de C:
489.25g (1g= 4kcal) 1957.00kcal
Cerveza: 15.5g etanol (1g= 7kcal) 108.50kcal
VCTReal (kcal TOTALES): 3130.60kcal/día
En tablas:
-peso deseable en hombres adultos según edad y talla
-peso
deseable en mujeres adultas según edad y talla
-necesidades
calóricas por kg de peso teórico según
tipo de actividad
-Obtener el VCTteórico:
peso teórico x kcal/kg peso teórico/día
68.6 Kg X 35kcal/Kg peso teórico/día = 2401kcal/día
ALIMENTOS (g)
PROTEINAS (g)
300g ARROZ
HERVIDO
6.00
200g MORTADELA
40.80
400g PAN FRANCES
1.5 l MATE CON
50g AZUCAR
36.40
GRAMOS TOTALES
kcal
kcal TOTALES=
VCTr
H. DE C. (g)
0.30
72.90
50.00
1.20
3.20
225.60
0.00
0.00
49.75
24.00
17.20
139.80
500g VAINILLAS
500cm3 CERVEZA
LIPIDOS (g)
0.00
107.20
0.00
0.00
70.70
107.20X4=428.80 70.70X9=636.30
ALCOHOL (g)
-
15.5 DE ETANOL
489.25
15.5
489.25X4=1957
15.5X7=108.5
428.80+636.30+1957+108.50=3130.6 kcal/día
VCTt= peso teórico x kcal/kg peso teórico/ día
68.6 Kg X 35kcal/ Kg peso teórico/ día=
2401kcal/día
FORMULA CALORICA:
VCTr
KCAL/DÍA Cálculo de la fórmula calórica
3130.00kcal ---100%
P:
428.80kcal --- x
L:
636.60kcal --- x
H.C: 1957.00kcal --- x
Fórmula
Calórica
FORMULA CALORICA:
VCTr
kcal/día
PROTEÍNAS
428.80
LÍPIDOS
636.60
H DE C
1957.0
CERVEZA
108.50
VCTr
3130.60
Cálculo de la fórmula calórica
Fórmula
Calórica
428.80x100/3130.6
13.70%
636.60x100/3130.6
20.33%
1957.0x100/3130.6
108.50X100/3130.6
62.50%
3.47%
100%
ÍNDICE DE MASA CORPORAL
IMC = peso/ (altura)² =
82/3.17 =26
Corresponde a SOBREPESO según
la Tabla del IMC
ÍNDICE DE CONTEXTURA CORPORAL
ICC = talla (cm) / circunferencia de la muñeca (cm)
178 /21 = 8.48
Esta cifra corresponde a contextura
GRANDE, ya que es < a 9.6, según la
Tabla de ICC.
EVALUACION DE LA DIETA SEGÚN LAS
LEYES DE ESCUDERO:
1° LEY:
De la comparación del VCTr con el VCTt:
3130.6 kcal/día vs. 2401 kcal surge que
ambos valores se hallan distantes,
indicando que se trataría de una dieta
hipercalórica
2° LEY:
La falta en variedad de
verduras y la carencia de
frutas y de leche - entre otros
elementos - nos lleva a pensar
que la dieta sería incompleta
3° LEY:
Comparando los valores reales con los
recomendados para la FC, esta dieta es:
Real
Recomendado
Proteínas
13.70%
10% a 15%
normoproteica
Lípidos
20.33%
25% a 30%
hipolípidica
H de C
62.50%
50% a 60%
hiperglucídica
4° LEY:
La ley de la armonía está desnivelada
y se ve severamente comprometida la
calidad. La cantidad de calorías
aportadas por el alcohol, si bien no es
muy significativa, debe ser tenida en
cuenta a los efectos de la promoción
de su salud.
En conclusión: la dieta es inadecuada
Un joven cubre con su
dieta su requerimiento
calórico de 2800 kcal/día.
El 18% del valor total está representado por la
ingesta de alcohol; el 8% por proteínas y el
46% por hidratos de carbono.
a) ¿Ingiere las denominadas kcal “vacías”? ¿qué
elemento las vehiculiza?
b) ¿Qué porcentaje de lípidos consume y
cuantas kcal representan?
-Porcentaje de lípidos:
18% Alcohol + 8%Proteínas + 42%HdeC = 72 %
Lípidos = 28%
-Cantidad de kcal que vehiculizan:
100% ---- 2800kcal
28% ---- 784kcal
c) ¿cuántos gramos de proteínas, hidratos de
carbono y lípidos ingiere por día?
100% - 2800kcal
PROTEÍNAS: 8% - 224kcal
(4kcal/g)
224/4 = 56.00g
LÍPIDOS:
28% - 784kcal
(9kcal/g)
784/9 = 87.11g
H de C:
46% - 1288kcal
(4kcal/g) 1288/4 = 322.00g
d) Evalúe la dieta según las leyes de Escudero;
justifique.
1° LEY:
Según el texto, la ley se cumple. Se
trata de una dieta “normocalórica”
2° LEY:
No hay información suficiente
para responder con precisión.
3° LEY :
Al comparar con los valores recomendados
para la formula calórica esta dieta es :
hipoproteíca
8%
normolipídica
28%
hipoglucídica
46%
4° LEY:
Es una dieta normocalórica pero
no cumple con la ley de la
armonía. La ingesta de alcohol en
alta proporción (18%) la hace
inadecuada.