mobi facebook

Zapotrzebowanie energetyczne

Dzienne zapotrzebowanie energetyczne to ilość energii, którą należy dostarczyć każdego dnia organizmowi z pożywieniem, tak aby pokryć jego wydatki energetyczne związane z przemiana metaboliczną oraz aktywnością fizyczną.

batetry

Życie jest procesem spalania, który dostarcza organizmowi energii niezbędnej do jego istnienia. Każdy organizm ma określone potrzeby energetyczne; zostało to po raz pierwszy określone przez francuskiego naukowca A. Lavoisier'a. Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki ilość energii pobranej przez organizm równa jest sumie energii zgromadzonej w organizmie i energii wydatkowanej. Pokarm spożywany przez zwierzęta podlega procesom rozpadu (spalania) w dwóch szlakach metabolicznych: glikolizie oraz cyklu Krebsa, w których jest on przetwarzany w energię gromadzoną w cząsteczkach zwanych ATP (adenozynotrójfosforan) oraz zużywany w miarę potrzeb organizmu. Produktami, które głównie dostarczają energię organizmowi, są cukry proste w postaci heksoz. Proces, w wyniku którego następuje rozkład bardziej złożonych związków na prostsze, nosi nazwę katabolizmu. Zapotrzebowanie na energię różni się pomiędzy osobami; zależy ono od płci, wieku, aktywności fizycznej, stanu zdrowia, budowy ciała.

Podstawowe pojęcia

Podstawowa przemiana materii

Nazywana inaczej metabolizmem podstawowym lub spoczynkowym. Określa ona minimalne tempo przemiany materii organizmu w energię warunkującą wykonywanie podstawowych czynności życiowych. Podstawowe procesy życiowe to: oddychanie, praca układu krążenia, praca układu nerwowego, wytwarzanie ciepła, odbudowa oraz budowa tkanek. W założeniu nie uwzględnia ona żadnych czynności ruchowych. Przemiana podstawowa jest najbardziej intensywna w dwóch pierwszych latach życia. W ciągu sześciu miesięcy od urodzenia człowiek podwaja swoją masę, a w przeciągu dwunastu miesięcy potraja. Następnie intensywność podstawowej przemiany materii się obniża i ulega zwiększeniu w okresie dojrzewania. Jeśli chodzi o płeć to zapotrzebowanie na podstawową przemianę materii u kobiet jest mniejsza niż u mężczyzn o około 7% w tym samym wieku. Poza wymienionymi czynnikami na podstawową przemianę materii wpływa stan zdrowia oraz odżywienie organizmu.

Ponadpodstawowa przemiana materii

Związana jest z wykonywaniem niezbędnych, codziennych czynności, jak: praca fizyczna, praca umysłowa, a także indywidualnymi energetycznymi kosztami trawienia oraz wchłaniania pokarmów. Ilość potrzebnej energii zależy od wykonywanych czynności. Znacznie mniejszy wydatek przemiany materii wymaga siedzenie przed telewizorem niż ćwiczenie na siłowni; tak samo praca umysłowa pochłania mniej energii niż praca fizyczna. Ponadpodstawowa przemiana materii stanowi około 50 % całkowitej przemiany materii.

Całkowita przemiana materii

Całość energii, jaką człowiek potrzebuje na wykonywanie w ciągu dnia wszystkich podstawowych czynności życiowych, zawodowych oraz pozostałych. Składa się na nią podstawowa przemiana materii, ponadpodstawowa przemiana materii oraz ciepłotwórcze działanie pokarmu. Głównym czynnikiem wpływającym na całkowitą przemianę energii w organizmie jest aktywność fizyczna w ciągu dnia determinująca całkowity wydatek energetyczny. Warunkuje ją rodzaj wykowanej pracy oraz warunki środowiskowe w jakich jest ona wykonywana. Przyjmuje się, że średnio całkowita przemiana materii dla osób o umiarkowanej aktywności fizycznej wynosi około 1,7 podstawowej przemiany materii. Czynnikiem warunkującym oscylację tej wartości jest wiek osoby, masa ciała, zawartość tkanki mięśniowej oraz tkanki tłuszczowej.

Energia pożywienia

lightning

Źródłem energii dla wszystkich istot żywych, którym jest energia wiązań chemicznych żywności. Głównym źródłem energii w żywieniu są cukry (węglowodany) w postaci złożonej (wielocukrów). W następnej kolejności są tłuszcze, a na samym końcu białka. Potrzeby energetyczne powinna pokryć odpowiednio zbilansowana dieta dostarczająca wszystkich składników pokarmowych w odpowiedniej ilości. Przyjmuje się, że dieta mieszana (składająca się zarówno z produktów zwierzęcych oraz roślinnych) zwiększa ciepłotwórcze działanie pożywienia o około 10%.

Prawidłowo dobrana dieta powinna nam dostarczać 10-15% energii z białka, 55-60% z cukrów prostych oraz złożonych, oraz 25-30% z tłuszczy. Osoby posiadające tendencje do tycia muszą w swojej diecie zmniejszyć zawartość cukrów prostych na korzyść cukrów złożonych, błonnika oraz białka roślinnego. W diecie ważna jest odpowiednio duża zawartość niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT) w postaci tzw. kwasów omega-3, które powinny stanowić około 3-5% naszej diety.

Wartość energetyczną pożywienia podaje się w kcal (kilokaloriach); podawanie jej w kaloriach, jak często się zdarza, jest błędem. 1 kcal to 4,18 kJ (kilodżuli). Jeśli chodzi o zawartość energii w poszczególnych składnikach żywności, wygląda to następująco: 1 g węglowodanów w postaci cukrów prostych dostarcza 4 kcal, 1 g białka również dostarcza 4 kcal. 1 gram tłuszczu posiada w sobie najwięcej energii i dostarcza jej aż 9 kcal. Ciekawostka: spalanie 1 grama alkoholu etylowego dostarcza 7 kcal.

Zapotrzebowanie energetyczne człowieka

wiek kobiety mężczyźni
0-3 lat 1300 kcal 1300 kcal
4-6 lat 1700 kcal 1700 kcal
7-9 lat 2100 kcal 2100 kcal
10 -12 lat 2300 kcal 2600 kcal
13 - 15 lat 2700 kcal 2700 kcal
16 - 20 lat* 2600 kcal 3400 kcal
21 - 65 lat* 2600 kcal 3000 kcal
65 -75 lat 2200 kcal 2300 kcal
76 - 100 lat 2000 kcal 2100 kcal
* - osoby o umiarkowanej aktywności fizycznej

Tabela obok przedstawia zapotrzebowanie energetyczne w zależności od płci oraz wieku. Dorosły mężczyzna wykonujący umiarkowanie ciężką pracę fizyczną potrzebuje około 3000 kcal na dobę, a kobieta około 2600 kcal. W przypadku intensywnie rozwijających się niemowląt wzrost pochłania jedną trzecią dobowej energii. W wieku jednego roku ten wydatek energetyczny stanowi już tylko 5%, a w wieku dwóch lat 3%. W okresie dojrzewania wynosi zaś 1-2%. Oczywiście zapotrzebowanie energetyczne zwiększa się wraz z aktywnością fizyczną. U mężczyzn uprawiających dyscypliny wymagające wysokiej aktywności ruchowej dobowe zapotrzebowanie na energię może wynosić 7000 kcal.

Dobowe zapotrzebowanie organizmu na energię jest dodatkowo uwarunkowane takimi czynnikami jak: stan zdrowia, budowa ciała, waga, osobiste predyspozycje człowieka, rodzaj wykonywanej pracy oraz środowisko zewnętrzne. Dlatego powyższa tabela pokazuje wartości szacunkowe dla osób w zależności od płci oraz wieku.

Termogeneza

bonfire

Na wartość całodziennego zapotrzebowania energetycznego organizmu ma wpływ produkcja ciepła, czyli termogeneza. Człowiek - podobnie jak pozostałe ssaki - jest stałocieplny, przez co ciągle musi produkować energię w celu utrzymania stałej temperatury ciała wynoszącej około 37 oC. Najłatwiej jest to osiągnąć w strefie termoneutralnej, która dla ludzi wynosi 20-22 oC. Przebywanie w takiej temperaturze nie powoduje zwiększonego wydatku energetycznego w celu utrzymania optymalnej temperatury ciała.

Termogeneza poposiłkowa jest okresowym wzrostem energii, jaką organizm potrzebuje do strawienia oraz wchłonięcia posiłku. Proces ten okresowo zwiększa ilość wytwarzania ciepła oraz zapotrzebowania na tlen. Szacuje się, że strawienie pożywienia zużywa 10% całkowitego zapotrzeboiwania na energię.

Aktywność fizyczna

running

Nasza aktywność fizyczna to składnik całkowitej przemiany materii mający bardzo istotny wpływ na całodobowy wydatek energetyczny organizmu. U ludzi pracujących zawodowo zapotrzebowanie na energię zależy od rodzaju wykonywanej pracy oraz warunków jej wykonywania. Dla osób wykonujących ciężką pracę fizyczną zużycie energii jest większe niż dla osób wykonujących lekką pracę fizyczną lub w pozycji siedzącej. Szczególnie dużo energii zużywa intensywny wysiłek fizyczny u ludzi uprawiających zawodowo sport. Wydatek energetyczny u sportowców zależy od uprawianej dyscypliny sportowej i przez to może się bardzo różnić. Justyna Kowalczyk w czasie intensywnego treningu potrafi spalić do 6000 kcal dziennie. Natomiast trenowanie siatkówki nie wymaga od osoby już tak dużego nakładu energetycznego w trakcie treningów. Dla zwykłych ludzi, którzy dbają o swoją kondycję fizyczną, zwiększenie wydatków energetycznych związaną z ćwiczeniami sprzyja zapobieganiu nadwagi oraz otyłości. Po kilku tygodniach ćwiczeń u osób tych zwiększa się podstawowa przemiana materii zależna właśnie od wykonywanych ćwiczeń, co zabezpiecza je przed otyłością.

Literatura

1. Ciborowska H., Rudnicka A. 2009. Dietetyka - żywienie zdrowego i chorego człowieka. Wydawnictwo lekarskie PZWL.
2. Gawęcki J.2012. Żywienie człowieka - Podstawy nauki o żywieniu. PWN.
3. Gerting H., Przysławski J. 2007. Bromatologia - zarys nauki o żywności i zywieniu. Wydawnictwo lekarskie PZWL.
4. Jarosz M. 2012. Normy Żywienia - Nowelizacja. Instytut żywności i żywienia.
5. Nazar K. 2010. Wysiłek fizyczny - ważny czynnik w walce z otyłością. Kosmos - problemy nauk biologicznych. 3-4 (288-289): 395-402.

Zródła internetowe

1. http://pl.wikipedia.org/wiki/Zapotrzebowanie_energetyczne_dla_sportowc%C3%B3w

Zdjęcia

1. https://www.irononsticker.com/images/Architecture15.jpg
2. http://www.downloadclipart.net/large/12969-lightning-icon-design.png
3. http://veritaschristianschool.org/wp-content/uploads/2012/09/Bonfire.png
4. http://canadianfamily.org/files/2014/02/health-benefits-of-running.jpg