WYKŁAD 3 17.10.2006.

23.10.2006.

Wydatek energetyczny

Średnie równoważniki energetyczne dla białek, tłuszczów i węglowodanów (kcal/g)

	równoważnik fizyczny	starty w moczu	współczynnik strawności (%)	równoważnik atwatera
białka	5,65	1,35	92	4,00
tłuszcze	9,45	-	95	9,00
węglowodany	4,15	-	98	4,00
alkohol etylowy	7,10	-	100	7,10

W bombie kalorymetrycznej składniki te spalają się albo całkowicie albo się utleniają do tlenków azotu. W organizmie jest inaczej - część składników nie jest trawiona i wtedy jest wydalana z kałem, toteż brana pod uwaga jest tylko energia pochodząca ze spalenia części strawionej.

Strawność energii, która znajduje się w produkcie spożywczym, to wypadkowa składników.

Z produktów spożywczych w organizmie wyzwala się energia tylko z tych części, które są we krwi. Część, która jest wydalana z kałem, nie daje energii dla organizmu.

Tłuszcz ma wysoką wartość energetyczną i dzięki temu możemy spożywać mniej pokarmów (dostarczamy energię w formie skoncentrowanej przede wszystkim w tłuszczu).

Alkohol ma równoważnik atwatera 7,10 przy strawności 100%. Zależy to jednak od wielu czynników:

• ilości spożytego alkoholu

• w jakim czasie dana ilość alkoholu została spożyta

• kto ten alkohol spożywa

Przy dużej dawce alkohol kumuluje się we krwi i trafia do mózgu, do układu nerwowego, powodując odurzenie (upojenie), a ponadto część jest wydalana z moczem i oddechem (przez płuca). Toteż ten alkohol spożyty nie wszystki został zmieniony w energię, a tylko niewielka jego część i równoważnik atwatera maleje w tym przypadku nawet do 3,6. Tylko alkohol, który wlicza się w rację pokarmową ma atwaterę równa 7,10.

Etapy wydobywania energii z pożywienia

I etap

II etap

CoA

ATP ADP

O ₂ e^-

III etap

CO₂

Typowe wykorzystanie energii zawartej w spożywanej żywności przez osobę dorosłą o średniej aktywności fizycznej w przeciętnych warunkach (dalsze losy energii zgromadzonej w ATP)

energia z pożywienia - 100%

energia wchłonięta energia wydalona z kałem (5%)

energia metaboliczna energia wydalona z moczem (3%)

energia netto energia cieplna

podstawowa przemiana praca mięśni specyficznie przyrost

materii (33%) (25%) dynamiczne masy

działanie ciała (8%)

pożywienia (6%)

Ogólne zużycie ATP w ciągu 24 h wynosi ok. 200 kg, tj. 400 x/dobę synteza i rozpad.

Podstawowa przemiana materii - PPM (40-60%)

Praca mięśni - ¼

Zużycie energii na przyrost masy ciała zmienia siew zależności od wieku, np. w okresie dojrzewania będzie ono większe niż 8%.

Czynniki wpływające na PPM i PPPM (ponadpodstawową przemianę materii)

PPM (osoba leży bez wysiłku, relax):

• stopień aktywności poszczególnych narządów

• wiek

• tempo wzrostu

• masa ciała (np. dla 80 kg - praca serca musi być odpowiednio większa niż dla 50 kg)

• płeć (mężczyźni > kobiety)

• temperatura ciała (np. przy chorobie następuje wzrost przemiany materii ze względu na wzrost temperatury ciała;

wzrost temperatury ciała o 1°C = wzrost przemiany materii 0 13%)

• adaptacje (np. do niskiego zużycia energii przez spożywanie minimalnych ilości produktów spożywczych)

• inne czynniki, np. genetyczne (np. nadczynność lub niedoczynność gruczołów wydzielania wewnętrznego. Przy niedoczynności PPM wzrasta, przy niedoczynności zostaje obniżona)

PPPM:

• aktywność fizyczna (osoba wytrenowana łoży mniej energii na wysiłek fizyczny niż osoba początkująca w treningu)

• wiek

• masa ciała i jego skład

• temperatura otoczenia

• termogeneza poposiłkowa = specyficznie dynamiczne działanie pożywienia

• adaptacje

Udział poszczególnych narządów w PPM

narząd lub układ	zużycie O2 (ml/min)	udział w PPM (%)
układ pokarmowy wraz z wątroba	67	27 (ok. 1/4)
układ nerwowy	47	19 (ok. 1/5)
serce i układ krwionośny	17	7 (ok. 1/10)
układ wydalniczy	26	10 (ok. 1/10)
mięśnie szkieletowe	45	18 (ok. 1/5)
pozostałe narządy i tkanki (z różnicy)	48	19 (ok. 1/5)
razem:	250	100

Wysokość PPM w zależności od wieku

metoda podwójnie znakowanej wody

podstawowa metoda oznaczania PPM obecnie stosowana

metaanaliza

połączenie różnych badań (dobranych na podstawie publikacji)

ważna w badaniach związanych z żywieniem (przy zestawieniu wszystkich badań można wyciągnąć dobre wnioski)

Na podstawie pomiarów wydatku energetycznego opracowano normy zapotrzebowania na energię.

Zapotrzebowanie na energię

Normy żywieniowe określają ilość energii i niezbędnych składników odżywczych w przeliczeniu na jedną osobę, które zgodnie z aktualnym stanem wiedzy powinny otrzymywać poszczególne grupy ludności w codziennym (zwyczajowym) pożywieniu, aby zapewnić prawidłowy rozwój fizyczny i psychiczny oraz pełnie zdrowia.

Jednorazowy pomiar nic nam nie daje i trzeba mieć zestawienie wydatków energetycznych z dłuższego okresu, co daje metoda podwójnego znakowania wody.

Wielkość spożycia zależy od poziomu ekonomicznego. Toteż przy niskim poziomie zawartość składników odżywczych i energii w posiłku jest niewystarczająca. Z kolei osoby o wysokim poziomie ekonomicznym spożywają nadmierne ilości składników odżywczych i energii, które nie są wykorzystywane w całości. A ponadto dokładają jeszcze żywność wzbogaconą i suplementy.

Normy na energie dla osób o umiarkowanej aktywności fizycznej opracowane przez FAO/WHO

rok	mężczyźni (65 kg)	kobiety (55 kg)
1957	3200	2300
1973	3000	2200
1984	2700	2100

Podział norm na pięć rodzajów:

1. normy na poziomie średniego zapotrzebowania na energię (ilość spożywanej energii, która odpowiada średniemu zapotrzebowaniu w grupie; dotyczy tylko energii)

2. normy na poziomie bezpiecznym - BS (wielkość spożycia składnika odżywczego, która wystarcza na pokrycie zapotrzebowania na ten składnik u 95% osób zaliczanych do tej grupy; dotyczy praktycznie wszystkich składników odżywczych poza energią)

3. normy na poziomie zalecanym - ZS (wielkość spożycia składnika odżywczego, która wystarcza na pokrycie zapotrzebowania każdego osobnika w obrębie grupy, w tym też osób o szczególnie dużym zapotrzebowaniu, a ponadto zawiera pewne rezerwy; dotyczy prawie wszystkich składników odżywczych)

4. normy na poziomie zalecanym bezpiecznym (dotyczy składników odżywczych takich, jak miedź (Cu) i fluor (F))

5. normy na poziomie minimalnym (dotyczy elektrolitów takich, jak: Cl, Na, K itp.)

energia

udział populacji

na poszczególnych

poziomach spożycia

(zapotrzebowania)

low Level of high

requirement

energia sale level of intake

udział populacji

na poszczególnych

poziomach spożycia

(zapotrzebowania)

niskie wysokie

prawie wszystkie osoby w grupie

mają pokryte zapotrzebowanie

Różnica między średnim zapotrzebowaniem a zapotrzebowaniem bezpiecznym jest o 2 odchylenia, czyli o ok. 30% wyższa jest druga norma.

Nie obserwuje się w innych krajach norm na poziomie zalecanym, stopniowo tez rezygnuje się z norm na poziomie bezpiecznym, a przechodzi się na normy dotyczące wszystkich składników odżywczych a nie tylko energii.

Normy żywności zaznaczone na wykresie

ŚZ BS ZS

EAR RDA UL

ryzyko ryzyko

niedoboru nadmiaru

1 1

0,5 0,5

0 0

A B C D spożycie

Wzory dla wyliczenia PPM na podstawie masy ciała (kg)

płeć i wiek (lata)	kcal/osobę
mężczyźni: 18 - 30 30 - 60	15,3W + 679 11,6W + 879
kobiety: 18 - 30 30 - 60	14,7W + 496 8,7W + 829

Normy na energię dla osób dorosłych o różnej aktywności fizycznej opracowane przez FAO/WHO/UNU w 1985 r. jako wielokrotność PPM

płeć	rodzaj aktywności fizycznej
		lekka	umiarkowana	duża
mężczyźni:	1,55	1,78	2,10
kobiety:	1,56	1,64	1,82

CPM przy zróżnicowaniu aktywności fizycznej jest głównie zależna od PPM.

Normy na energie dla ludności w Polsce

Wyróżniono 8 grup ludności, w tym:

• 14 klas wiekowych

• 4-6 kategorii mas ciała

• 3 typy aktywności fizycznej: mała (dorośli - PPM x 1,4 i nastolatki - PPM x 1,5)

umiarkowana - PPM x 1,7

duża - PPM x 2,0

Przykłady norm na energie przy umiarkowanej aktywności fizycznej

płeć/wiek (lata)	masa ciała (kg)	kcal/osobę/dobę
kobiety: 16 - 18 26 - 60	50 55	2300 2200
mężczyźni: 16 - 18 26 - 60	60 70	2900 2900

Nadwaga i otyłość oraz niedowaga

Niedowaga dotyczy dosyć dużej części populacji świata, szczególnie w krajach rozwijających się.

Pomiar nadwagi i otyłości

Sylwetka zależy w pewnym stopniu od mody, np. w średniowieczu popularny był obfity kształt kobiety, jak przedstawiały to m.in. portrety Rubensa.

Obiektywną miarą najczęściej stosowana jest wskaźnik masowo-wagowy (BMI - Body Mass Index)

Kategorie wskaźnika BMI według WHO z 1997 r. (kg/m²)

niedowaga	< 18,5
wartość prawidłowa	18,5 - 24,5
nadwaga	25 - 29,9
otyłość: I stopnia II stopnia III stopnia	30 - 30,4 35 - 39,9 ≥ 40

Wady wskaźnika BMI:

• to pośredni pomiar tłuszczu

• przy bardzo rozbudowanych mięśniach BMI wskazuje na otyłość, co prawdą nie jest

Toteż najlepiej jest bezpośrednio mierzyć zawartość tłuszcz, np. przez:

• oznaczanie ciężaru właściwego (pomiar objętości i ważnie osoby)

pomiary te są obarczone błędami ze względu np. na powietrze w płucach, którego nigdy

do końca się nie pozbędziemy

• pomiar grubości fałdu skórno-tłuszczowego

mierzy się to specjalnym urządzeniem, np. na przedramieniu, nad kością biodrową, na

dolnej części łopatki

ważna jest jednak standaryzacja pomiarów (pomiar dla różnych osób, ale w tym samym

miejscu lub , aby mierzyć zawsze przy jednakowym nacisku urządzenia - cyrkla)

Na podstawie tego można wyliczyć całkowita zawartość tłuszczu w naszym organizmie.

Nie tylko ilość tłuszczu jako tkanki zapasowej jest ważna, ale i miejsce gdzie ten tłuszcz się osadza. W związku z tym wyróżniamy 2 typy otyłości:

• typ brzuszny

• typ udowo-biodrowy

W celu przypisania danej osoby do odpowiedniego typu otyłości najpierw mierzymy jej obwód w pasie (waist) i obwód w biodrach (hip), a następnie uzyskane wartości podstawiamy do wzoru:

waist ÷ hip = WHR

Po podstawieniu do wzoru aneroidalny uzyskaniu wyniku końcowego, sprawdzamy przynależność do odpowiedniego typu aneroidalny tabeli:

pleć	androidalny (brzuszny) (typ „jabłko”)	ginoidalny (biodrowy) (typ „gruszka”)
mężczyźni:	WHR > 1	WHR < 1
kobiety:	WHR > 0,8	WHR , 0,8

W zależności od typu nadwagi są inne zagrożenia zdrowotne:

• typ „jabłko” jest groźniejszy. Występuje częściej wspólnie ze zwiększonym ryzykiem chorób układu krążenia, z nadciśnieniem, cukrzycą.

Częściej typ ten spotyka się u mężczyzn.

• typ „gruszka” ma mniejsze zagrożenie dla zdrowia. Wraz z nim występuje ryzyko powikłań w czasie ciąży i porodu, żylaki i obciążenia układu kostno-stawowego.

Częściej spotyka się go u kobiet.

Inny system oceniania otyłości opiera się również na pomiarze obwodu w pasie. Otyłość wynika z faktu, że obwód wynosi:

• mężczyźni > 94

• kobiety >84

Choroby, których ryzyko wystąpienia rośnie wraz z otyłością

• choroby układu krążenia

• choroby woreczka żółciowego

• cukrzyca typu II

• niektóre rodzaje nowotworów (np. piersi u kobiet czy prostaty u mężczyzn)

• choroby układu rozrodczego

• choroby układu oddechowego

Statystyka zgonów mówi, że na pierwszym miejscu przyczyna umieralności ludzi są choroby układu krążenia, a na drugim miejscu - nowotwory. Schorzenia te z kolei wiążą się z nadwagą i otyłością, stąd ogromne znaczenie ma ograniczenie tych zjawisk u ludzi.

Ważne jest też zorientowanie się, jak przedstawia się sytuacja nadwagi i otyłości oraz niedowagi w powiązaniu z różnymi chorobami, które mogą prowadzić do zgonów (ile zgonów spowodowanych jest występowaniem tych zjawisk u ludzi).

W wieku starszym odkładanie się tkanki tłuszczowej jest zjawiskiem fizjologicznym. Po przekroczeniu trzydziestki rośnie w związku z tym ryzyko zgonów.

Wykres na podstawie źródła WHO (BMI < 17 - niedowaga i BMI > 30 - nadwaga)

W krajach najmniej rozwiniętych (Least developed), co jest zaskakujące, występują przypadki otyłości, choć w rzeczywistości jest jej niedużo.

W krajach rozwijających się (Developing) następuje spadek niedowagi i niewielki wzrost otyłości.

Kraje w trakcie przeobrażeń (Transition) charakteryzuje wyraźny wzrost otyłości i spadek niedowagi.

Natomiast kraje rozwinięte (Developed) maja jeszcze większy wzrost otyłości niż w poprzednich, a niedowaga stanowi w nich bardzo niewielki procent.

W ciągu ostatnich 20 lat epidemia otyłości powiększyła się 3-krotnie (z czego na otyłość cierpi 1/5 dzieci i młodzieży oraz 1/2 dorosłych w Europie, Europie szczególności w niższych pod względem socjo-ekonomicznym grupach ludności).

Powyżej 1 mln zgonów rocznie jest związanych ze zjawiskiem otyłości.

Plany na przyszłość:

• ograniczenie otyłości w ciągu najbliższych 5 lat i odwrócenie tego trendu rosnącego

• optymalny bilans energetyczny osiągany przez racjonalną dietę i odpowiednią aktywność fizyczną

Jakie obszary wchodzą w ten zakres:

• ograniczenie presji rynku

• produkcja żywności takiej, jak wysokiej jakości warzywa i owoce

• oferta możliwości rekreacyjnych

• edukacja związana z prawidłowym żywieniem i aktywnością fizyczną skierowana w szczególności do dzieci i młodzieży.

tłuszcze

kwasy tłuszczowe i glicerol

polisacharydy

glukoza i inne cukry

białka

aminokwasy

acetylo-CoA

cykl kwasu cytryno-wego

oksydacyjna fosforylacja

---