енергії

1. Вступ

Звідки береться енергія, яка нам потрібна як живим істотам для виконання всіх наших функцій? Люди отримують енергію з їжі, а саме з трьох класів сполук, які діють як паливо на біологічному рівні і є основними складовими їжі, а саме вуглеводи, ліпіди та білки, також відомі як макроелементи або енергетичні поживні речовини. Це вказує на те, що енергія, яка нам потрібна для ходьби або підтримання життєво важливих показників (рух серця, функціонування органів і систем, підтримка температури тіла, ...), надходить від їжі, яку ми їмо.

Коефіцієнти перетворення енергії

Валова енергія харчових продуктів або макроелементів вимірюється калориметричною бомбою, в якій теплота згоряння визначається кількісно, ​​коли їжа піддається окисленню. Пристрій складається із закритого контейнера, де зразок, попередньо зважений, спалюється в кисневій атмосфері. Ємність занурюють у відомий об’єм води. В результаті горіння утворюється вуглекислий газ (CO2), вода, а також у випадку білків - оксиди азоту, оскільки білки містять азот у своїй молекулі. Це згоряння також виробляє виділення енергії у вигляді тепла, яке вимірюється підвищенням температури води після спалювання їжі. Цю енергію ми називаємо валовою енергією або загальною енергією їжі. Таким же чином при його окисленні в організмі людини виділяється СО2, вода та сечовина, які містять азот, отриманий з білка.

Знання валової енергії їжі корисно для визначення енергії, яка піддається метаболізму, саме цим насправді користується наш організм. Людський організм не поводиться як калориметрична бомба і не використовує 100% енергії, присутньої в їжі. Перш за все, макроелементи в їжі засвоюються і не засвоюються повністю, і як наслідок, завжди виникає втрата енергії, яка з’являється в калі. По-друге, сполуки, отримані в результаті неповного білкового обміну, з’являються в сечі як сечовина та інші азотисті сполуки. Отже, енергія, що піддається метаболізму, буде дорівнювати валовій енергії їжі за мінусом втрат енергії через фекалії та сечу. Ці втрати можна було виміряти шляхом визначення залишкової енергії калу та сечі за допомогою калориметричної бомби.

Валова енергія різних макроелементів, отриманих від калориметра, така

Вуглеводи: 3,9 ккал/г - 4,2 ккал/г

Ліпіди: 9,2 ккал/г - 9,5 ккал/г

Білки: 5,2 ккал/г - 5,9 ккал/г

Спирт: 7,1 ккал/г

У повсякденній практиці існує простий і корисний метод визначення корисної енергії їжі, це цифри Атвотера або також відомі як фізіологічні значення згоряння макроелементів, які враховують втрати фекалій та сечі та ефективність у захопленні енергії. У випадку ліпідів визначене значення становить 9 ккал на грам, тобто 1 г ліпідів забезпечує корисну енергію 9 ккал (37 кДж/г). Для вуглеводів і білків значення становить 4 ккал на грам (17 кДж/г). Алкоголь не є поживною речовиною, але це сполука, присутня у ферментованих та дистильованих напоях, яка також виробляє енергію, зокрема 7 ккал на грам, і це також слід враховувати при розрахунку енергії, яку забезпечує їжа. Слід зазначити, що вони є приблизними значеннями, але дуже корисними. Отже, щоб просто розрахувати енергетичну цінність їжі, ці величини помножують на відповідні грами вуглеводів, білків, жирів та алкоголю в їжі, і сума буде енергетичною цінністю їжі, яка зазвичай відноситься до 100 гоа його частини.

Особливий випадок - це харчові волокна, які складають фракцію їжі, що складається з вуглеводних полімерів з трьома або більше мономерними одиницями, які не перетравлюються і не засвоюються і належать до наступних категорій:

  • їстівні вуглеводні полімери, які в природі присутні в продуктах харчування,
  • полімери їстівних вуглеводів, отримані з харчової сировини фізичними, ферментативними чи хімічними способами і які мають продемонстрований сприятливий фізіологічний ефект,
  • синтетичні їстівні вуглеводні полімери, що мають доведений корисний фізіологічний ефект.

Кілька років тому вважалося, що клітковина не забезпечує тілом енергію, оскільки вона не перетравлюється і не засвоюється. Але сьогодні відомо, що харчові волокна частково використовуються мікробіотою товстої кишки, враховуючи, що вона ферментується на 70%. Подібним чином частина енергії, що виділяється під час бродіння товстої кишки, втрачається у вигляді газу або через кал. Інша частина дає низькомолекулярні органічні кислоти, які використовуються організмом як джерело енергії. Отже, міжнародно визнаний коефіцієнт перетворення енергії для волокна, що використовується при маркуванні, становить 2 ккал/г (8,0 кДж/г).

Всі продукти є потенційними джерелами енергії, але в змінних кількостях залежно від різного вмісту макроелементів (вуглеводи, жири та білки, алкоголь та клітковина). Наприклад, продукти з високим вмістом жиру є більш калорійними, ніж ті, що складаються в основному з вуглеводів або білків.

Основним аспектом збалансованого харчування є, безперечно, енергетичний баланс. Для цього з їжі, яку ми споживаємо, повинна бути забезпечена така кількість енергетичних поживних речовин (також їх називають макроелементами), яка здатна підтримувати так званий енергетичний баланс, який виникає, коли енергія, яку ми отримуємо від їжі та напоїв, дорівнює енергії, яка ми використовуємо. Енергія, яку ми отримуємо з їжею, необхідна для росту, розвитку та функціонування внутрішніх органів та систем (серця, легенів, травної системи, тромборегуляції, ...), а також для фізичної активності. Насправді функціонування наших життєво важливих органів становить від 60% до 70% енергії, яка нам потрібна щодня.

Визначення добових енергетичних потреб людини з високим ступенем точності є складним завданням через безліч факторів, що впливають, крім віку, статі, маси тіла, зросту та рівня фізичних вправ. У будь-якому випадку існує формула консенсусу щодо складових витрат енергії, а саме:

GET (загальні витрати енергії) = базальні витрати енергії (представляють 60% -70% GET) + Термогенний ефект їжі (представляє 10%) + енергетичні витрати, отримані від фізичної активності (змінна, 15% -30%)

Термогенний ефект їжі виникає після прийому та метаболізму їжі, а також відомий як специфічна динамічна дія їжі. Він представляє енергію, необхідну для здійснення процесів травлення, всмоктування, транспортування та синтезу та зберігання енергетичних поживних речовин. Білки викликають збільшення вироблення тепла на 12%, вуглеводів на 6% і жиру на 2%. При змішаному харчуванні термогенний ефект становить близько 10% від загальної споживаної енергії. Цей ефект також виникає при парентеральному введенні їжі і пов'язаний з енергією, необхідною для виробництва АТФ (аденозинтрифосфату). Цей ефект зменшується з віком та при діабеті ІІ типу.

Енергетичний баланс здається простим: він передбачає баланс між енергією, яка надходить з їжею, і тією, яка є
витрачає у формі активності (внутрішніх органів, фізичної активності, тепла). Коли дисбаланс виникає в будь-якому
з цих факторів виникає втрата або збільшення ваги. Але це не так просто, оскільки компоненти згаданої рівноваги (вхідна та вихідна енергія) взаємопов'язані, і, змінюючи одну із складових згаданої рівноваги, може змінитися і інша. Наприклад, дієта для схуднення зменшить споживання енергії з їжею, тому, ймовірно, зменшить вагу, але також зменшить потреби в енергії. Іншими словами, енергетичний баланс переналаштовується на нижчий рівень. Це пов’язано з тим, що знижується базальний обмін і/або ступінь фізичної активності також несвідомо знижується.

Розподіл енергії з різних поживних речовин

Отже, збалансована дієта - це така, яка забезпечує достатню кількість енергії та поживних речовин для здоров’я та добробуту.

Оскільки організм здатний регулювати розподіл та використання різних енергетичних поживних речовин, люди можуть виживати під час дієт, що забезпечують широкий діапазон пропорцій вуглеводів, жирів та білків.

За даними ВООЗ, наявні наукові дані вказують, що жири не повинні перевищувати 30% від загальної норми споживання калорій, щоб уникнути збільшення ваги, що означає перехід із насичених жирів на ненасичені жири та поступове виведення промислових жирів з трансгенів. Також обмеження споживання вільного цукру менше ніж 10% від загальної калорійності є частиною здорового харчування. Зменшення споживання солі нижче 5 грамів на день допомагає запобігти гіпертонії та зменшує ризик серцевих захворювань та інсульту у дорослого населення.

Харчові цілі, встановлені різними організаціями: ВООЗ, Європейським органом з безпеки харчових продуктів (EFSA) та Іспанською федерацією товариств з харчування, харчування та дієтології (FESNAD), дещо різняться з точки зору значень відсоткового вмісту кожного з макроелементів групи щодо загальної дієтичної енергії, але, по суті, мають загальну закономірність.

  1. Вуглеводи забезпечать нам 45% -60% енергетичної цінності дієти.
  2. Жири 25% - 35% енергії в раціоні.
  3. Білки встановлюються на основі маси тіла, 0,83 г білка/кг маси тіла/день, і орієнтовне значення встановлюється на рівні 15% від загальної енергії в раціоні.
  4. Контрольна кількість клітковини в раціоні повинна становити не менше 25 грамів на день.

Крім того, для досягнення збалансованої дієти необхідно вводити достатню кількість необхідних вітамінів та мінералів. Ці кількості невеликі, з цієї причини вони відомі як мікроелементи і змінюються протягом життя залежно від різних фізіологічних умов (вагітності та лактації). Внесок цих мікроелементів гарантується різноманітним харчуванням і є важливим для досягнення цілей збалансованого харчування. Таким чином, може виникнути обставина, що дієта є адекватною щодо споживання енергії різними макроелементами, але що вона не забезпечує необхідну кількість мікроелементів, і збалансовану дієту не можна розглядати.