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Sistemas y ModelosAplicación al análisis crítico de dietas
Cátedra de Biología
Facultad de Ciencias M édicas
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• TEÓRICOSSerie 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 cantidadLey de la calidadLey de la armoníaLey 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
• FORMALESEnunciados matemáticos que relacionan por lo menos
dos elementos del sistema.
Ejemplo: Fórmula calóricaFC (%) = % 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
• GRÁFICOSEsquemas 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 otrossistemas
Supersistema: ¿por qué?
Sistema
Subsistema: ¿cómo?
Supersistema, sistema y subsistema• Modelo de cajas inclusivas
supersistema
subsistema
sistema
JERARQUÍA DE SISTEMAS EN BIOLOG ÍA
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 intercambiaMATERIA, 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 INFORMACIONcon el entorno.
El ser humano, así como cualquier ser viviente, se comporta como un SISTEMA ABIERTO
Modelo gráfico de sistema abierto
sistema
ENTRADAS SALIDAS
Modelo gráfico de sistema abiertode los organismos
ORGANISMOSENERGÍA ENERGÍA
EGRESOSINGRESOS
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
sistema
ENTRADAS SALIDAS
AUTORREGULACIÓN
Biosfera
seres vivos
La energía fluye: La Biosfera depende de una entrada permanente de luz solar
luz solarcalor
Todos los seres vivos procesan entradas y producen salidas de energía, materia e
información
SERES VIVOShomeostasis
yautoorganización
ENTRADASenergía, materia,información
SALIDASenergía, materia,Información
AUTORREGULACIÓN
Biosfera
autótrofos
- Los autótrofos convierten luz en energía química (fotosíntesis)- Los heterótrofos utilizan la energía química excedente de los autótrofos
heterótrofos
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 dietasAplicación de modelización
• Sistema = individuo
• Modelo gráfico:
INDIVIDUO
DIETA MATERIA
ENERGÍA
Análisis crítico de dietasAplicación 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 S EXO
• 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=
VCTr
KCAL/DÍA
VCTt= peso teórico x Kcal/kg peso teórico/ 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 LIPIDOS99.50g H de C
• En 50g : 0.00g PROTEINAS0.00g 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) LIPIDOS (g) H. DE C. (g) ALCOHOL (g)
300g ARROZ HERVIDO
-
200g MORTADELA -
400g PAN FRANCES -
1.5 l MATE CON 50g AZUCAR
-
500g VAINILLAS -
500cm3 CERVEZA
GRAMOS TOTALES
kcal
kcal TOTALES=VCTr
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
6.00 0.30 72.90
40.80 50.00 1.20
36.40 3.20 225.60
0.00 0.00 49.75
24.00 17.20 139.80
0.00 0.00 0.00 15.5 DE ETANOL
107.20 70.70 489.25 15.5
107.20X4=428.80 70.70X9=636.30 489.25X4=1957 15.5X7=108.5
FORMULA CALORICA:
KCAL/DÍAVCTr Cálculo de la fórmula calórica FórmulaCalórica
3130.00kcal ---100%P: 428.80kcal --- xL: 636.60kcal --- xH.C: 1957.00kcal --- x
FORMULA CALORICA:
108.50
3130.60
1957.0
636.60
428.80
kcal/díaVCTr Cálculo de la fórmula calórica FórmulaCalórica
PROTEÍNAS
LÍPIDOS
H DE C
CERVEZA
VCTr 100%
428.80x100/3130.6
636.60x100/3130.6
1957.0x100/3130.6
108.50X100/3130.6
13.70%
20.33%
62.50%
3.47%
IMC = peso/ (altura)² =
82/3.17 =26
ÍNDICE DE MASA CORPORAL
Corresponde a SOBREPESO según la Tabla del IMC
ICC = talla (cm) / circunferencia de la muñeca (cm)
178 /21 = 8.48
ÍNDICE DE CONTEXTURA CORPORAL
Esta cifra corresponde a contexturaGRANDE, 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
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
2° LEY:
Comparando los valores reales con los recomendados para la FC, esta dieta es:
3° LEY:
hiperglucídica50% a 60%62.50%H de C
hipolípidica25% a 30%20.33%Lípidos
normoproteica10% a 15%13.70%Proteínas
RecomendadoReal
La ley de la armonía está desniveladay 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
4° LEY:
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”? ¿quéelemento 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.
