Energia corpului si caloriile

Energia stocata in alimente este masurata in calorii. Tehnic, o calorie reprezinta cantitatea de energie necesara pentru a creste temperatura unui gram de apa cu un grad Celsius. Unitatea de masurare a caloriilor folosita frecvent pentru a discuta continutul alimentelor este de fapt o kilocalorie sau 1.000 de calorii. Aceasta este cantitatea de energie necesara pentru a ridica temperatura unui kg de apa cu un grad Celsius.

Diferite alimente contin diferite cantitati de energie - de aceea o bucatica mica de ciocolata poate avea mai multe calorii decit o bucata similara de salata. Totusi, cum caloriile sunt o masura a energiei, nu pot fi diferite tipuri de calorii. O calorie din grasime are aceeasi cantitate de energie ca o calorie din proteine sau carbohidrati.

Nevoia calorica a unei persoane este determinata folosind o varietate de ecuatii matematice. Virsta, inaltimea, greutatea actuala si cea dorita sunt luate in considerare. Dieta reprezinta alimentatia individului. A tine o dieta se refera de obicei a consuma mai putine calorii, pentru a pierde in greutate.

Clasele de nutrienti

Carbohidratii, fibrele, grasimile, proteinele, acizii organici, poliolii si etanolul, toate elibereaza energie in timpul respiratiei celulare. Cind nutrientii reactioneaza cu oxigenul in celulele vii se elibereaza energie. O cantitate mica de energie este disponibila prin fermentatie. Grasimile si etanolul au cea mai mare cantitate de energie alimentara, 9 si respectiv 7. Proteinele si carbohidratii au aproximativ 4 kcal pe gram. Carbohidratii nu sunt usor absorbiti, cum sunt fibrele sau lactoza, contribuind mai putin la energia alimentara. Poliolii (incluzind alcoolii din zahar) si acizi organici au mai putin de 4 kcal/g.

Teoretic, energia alimentelor poate fi masurata in diferite moduri, cum este energia Gibbs libera a combustiei sau cantitatea de ATP generat prin metabolizarea alimentelor. Dar conventia este sa se foloseasca caldura reactiei de oxidare, apa ca produs secundar fiind in faza lichida. Fiecare aliment are o energie de metabolizare specifica. Aceasta valoare poate fi aproximata prin multiplicarea cantitatii totale de energie asociata cu un aliment cu 85%, care este cantitatea clasica de energie obtinuta de om dupa terminarea respiratiei.

Exista 6 clase de nutrieniti: carbohidrati, proteine, grasimi, vitamine, minerale si apa. Din aceste 6 clase doar 3 aduc energie corpului:
1 gram de carbohidrati = 4 calorii
1 gram de proteine = 4 calorii
1 gram de grasime = 9 calorii

Caloriile se gasesc si in alcool. Alcoolul nu este un nutrient deoarece nu poate fi folosit pentru a promova cresterea, mentinerea si repararea organismului. Este o toxina care este metabolizata ca sursa de energie si poate fi convertit in grasime:
1 gram de alcool = 7 calorii

Cum sunt caloriile utilizate sau depozitate

Functia fiecarui nutrient care aduce calorii este diferita, dar rezultatul final al aportului excesiv este acelasi - depozitarea de grasime. Carbohidratii sunt metabolizati in glucoza pentru energie imediata; surplusul este stocat sub forma de glicogen pentru cererile de energie de lunga durata si functionarea creierului. Totusi, dupa ce depozitele de glicogen sunt incarcate, carbohidratii in exces sunt depozitati sub forma de grasimi.

Grasimea este initial metabolizata si folosita pentru functiile sale primare, cum este compozitia structurala a celulelor. Totusi, orice exces de fragmente lipidice va fi reasamblat si depozitat sub forma de grasimi.

Proteinele vor fi metabolizate si folosite pentru cererile imediate de energie ale corpului, iar apoi pentru construirea si repararea structurilor interne. Excesul va fi convertit in grasime si depozitat.

Toate alimentele elibereaza energie. Totusi, unele elibereaza mai multa energie decit altele. Nicio clasa de alimente nu ingrasa. Cind caloriile alimentare nu sunt necesare corpului, excesul este depozitat sub forma de grasime, indiferent de alimentul din care provin caloriile. In timp ce functia de depozitare a majoritatii celulelor este limitata, tesutul adipos este capabil sa depoziteze o cantitate inestimabila de grasime.

Consumul energetic al corpului

Intelegerea nevoilor energetice ale corpului poate indruma individul spre anumite optiuni nutritionale. Exista trei componente principale ale consumului energetic. Suma acestor componente, rata metabolica bazala, energia consumata in timpul activitatii fizice si efectul termic al alimentelor este cea mai precisa metoda de a determina cite calorii necesita corpul pe zi.

Rata metabolica bazala:
Cea mai mare parte a energiei corpului, aproximativ 70%, este consumata de metabolismul continuu minim al corpului in repaus si post alimentar. Acesta cuprinde desfasurarea activitatilor precum respiratia, bataile cardiace, metabolsimul celular, circulatia, activitatea glandelor si mentinerea temperaturii corpului. Aceasta valoare este afectata de factori precum virsta, sex, graviditate, compozitia corpului, status nutritional, somn, climat si febra. Pentru a determina BMR:
Pentru barbatii adulti: necesarul caloric pe zi este 1.800 calorii.
Pentru femeile adulte: 1.320 calorii/zi BMR.

Energia consumata in timpul activitatii fizice

A doua componenta a ecuatiei depinde de nivelul, durata si tipul de activitate fizica desfasurata de catre persoana. Activitatea fizica are un efect important asupra consumului energiei si contribuie 20-30% la consumul total de energie al corpului.

Efectul termic al alimentelor

Ultima componenta care trebuie calculata reprezinta cantitatea de energie necesara pentru a digera alimentele (2.000 kcal consumate/zi inmultit cu 0,10) adica 200 kcal cheltuite.

Dieta de infometare

Exista o interpretare gresita a dietei prin infometare si asupra efectului acesteia (cu cit mai putine calorii cu atit mai bine). Corpul are un mecanism de protectie: cind caloriile scad prea mult corpul reactioneaza ca si cum ar fi infometat si incearca ca pastreze energia. Va scadea metabolismul, va conserva caloriile si grasimea. Rezultatul va fi o scadere minima in greutate sau chiar deloc. Cind aportul de calorii scade sub 1.200 pe zi, este dificila mentinerea unei diete echilibrate si obtinerea nutrientilor necesari corpului pentru a fi puternic si a preveni bolile. Acest aport energetic foarte scazut poate conduce la agravarea sau aparitia unor probleme de sanatate precum tulburari alimentare, litiaza biliara, guta, complicatii cardiace, cancer.

Bioenergetica corpului uman

Corpul uman foloseste energia eliberata de respiratia celulara pentru variate actiuni: aproximativ 20% din energie este folosita pentru metabolismul creierului, iar mare parte din restul pentru nevoile metabolice bazale ale altor organe si tesuturi. In mediile cu temperaturi scazute, metabolismul va creste doar pentru a produce mai multa caldura si a mentine temperatura corpului. Printre diversele intrebuintari ale energiei, una este producerea de energie mecanica de catre muschii scheletici pentru a mentine postura si a produce miscarea.

Eficienta conversiei energiei in forta mecanica depinde de tipul de aliment si de tipul de energie fizica (ce muschi este folosit, daca este folosit anaerob sau aerob). In general eficienta muschilor este scazuta, doar 18-26% din energia disponibila din metabolism este convertita in energie mecanica.

Calitatea caloriilor conteaza, deoarece rata de absorbtie a diferitelor alimente cu cantitati egale de calorii in corpului poate varia. Unii nutrienti au un efect de reglare, prin functia de semnalizare in afara de cea de eliberare a energiei. De exemplu, leucina joaca un rol important in reglarea metabolismului proteinelor si suprima apetitul individului. Grasimile saturate promoveaza sinteza de grasimi in corpul uman, in timp de PUFA (acizii grasi nesaturati cu lant lung) inhiba sinteza de grasimi si promoveaza oxidarea grasimilor.

Schimbarile temperaturii corpului cresc rata metabolica, consumind mai multa energie. Expunerea prelungita la mediu ambiental extrem de cald sau de rece creste rata metabolica bazala.

Efortul fizic este singurul factor care influenteaza consumul de energie si care poate fi controlat de catre individ. O persoana care doreste sa-si creasca consumul de energie trebuie sa creasca cantitatea sau vigurozitatea activitatilor fizice efectuate. Activitate fizica este orice activitate care face corpul sa se miste. Efortul fizic este o categorie diferita a activitatii fizice, caracterizat de activitatea care este suficient de viguroasa pentru a induce respiratia dificila si transpiratiile. Cantitatea de energie cheltuita intr-o perioada de activitate depinde mai ales de tipul de exercitiu si de vigurozitatea acestuia. Activitatile mai viguroase consuma mai multa energie, de exemplu un individ care a alergat 30 de minute va consuma mai mult decit cel care a mers pentru 30 de minute.

Greutatea corpului individului care efectueaza exercitiile influenteaza de asemenea consumul de energie, iar in medie persoanele mai grele vor consuma mai multa energie decit cele mai usoare in efectuarea unor eforturi similare. De exemplu, un individ care cintareste 57 de kg cheltuie 135 de calorii prin mersul pentru 30 de minute. Aceeasi activitate fizica va determina un consum de 165 de calorii la un individ care cintareste 70 de kg.

Repausul post-efort fizic: Efectele activitatii fizice asupra consumului de energie sunt resimtite chiar si dupa incetarea acesteia, pe masura ce nevoia corpului de oxigen in aceasta post-perioada creste. Consumul de energie in aceasta perioada de repaus este legat de forta efortului fizic depus. Un individ va consuma inca 15% din energia consumata in efortul fizic, in perioada imediata de repaus. in functie de vigurozitatea exercitiului efectuat, individul poate cheltui energie pina la 24 de ore post-efort.

Cresterea, sarcina si lactatia

Perioadele de crestere, adica cele in care se formeaza noi tesuturi in corp, necesita energie in plus fata de perioadele de non-crestere. Aceasta crestere staturo-ponderala intervine in copilarie, adolescenta, gestatie si lactatie.

Dezvoltarea placentei si a fetusului necesita energie in plus, de aceea femeile insarcinate au nevoi energetice crescute, mai ales in trimestrele doi si trei de sarcina, cind cresterea fetala este mai rapida. Lactatia duce la folosirea unei mari cantitati de energie, de asemena datorita producerii laptelui.

La copii cea mai intensa perioada de crestere este in primul an de viata. Cantitatea de energie consumata de bebelusi si copiii foarte mici difera semnificativ de cea consumata de copiii mai mari si adulti. In primul an de viata, o parte considerabila de energie consumata de catre bebelus este folosita pentru a sustine cresterea. Energia este convertita in tesuturi. Copiii isi dubleaza greutatea in 6 luni si o tripleaza in 12 luni, inainte ca rata lor de crestere sa se stabilizeze. Pina la virsta de o luna copilul foloseste 35% din energie pentru crestere. Aceasta scade la 3% pina la 12 luni. De aici, cresterea ramine stabila pina la pubertate, unde este folosita pina la 4% din energie pentru a ajuta cresterea. In primul an de viata, consumul de energie pe kg este dublu fata de adulti.

Consumul energetic difera intre copii in functie de sex si virsta si de alimentatia la sin sau cu formule. Copiii necesita mai multa energie pe masura ce cresc, iar baieteii consuma mai multa energie decit fetitele. Copiii care sunt hraniti doar la sin vor consuma mai putina energie decit cei hraniti cu formule de lapte si alte alimente, in primele 12 luni de viata. La virsta de 3 luni, un copil care a fost hranit cu formule lactate necesita cu 7% mai multa energie decit un copil hranit la sin, in timp ce la 6, 9 si 12 luni de viata, copiii hraniti cu formule vor mai necesita inca 8%, 9% si respectiv 3% energie.

Sexul individului este important in stabilirea consumului de calorii. La femei consumul caloric este cu 16% mai scazut decit la barbati. Motivul exact al acestei diferente nu este inca clar, totusi este considerat a fi legat de mediul hormonal diferit al corpului masculin fata de cel feminin.

Consumul caloric al unei femei la menstruatie pare a creste in timpul fazei luteale (faza de post-ovulatie a ciclului menstrual), fata de faza foliculara (prima jumatate a ciclului menstrual sau faza imediata dupa singerare) a ciclului menstrual.

Pe masura ce adultul imbatrineste, consumul caloric scade. La barbati reducerea nevoilor energetice incepe la 40 de ani, in timp ce la femei consumul redus de energie incepe dupa menopauza, in jurul virstei de 50 de ani.

Factorii genetici au un rol in stabilirea consumului de energie. Cerintele energetice difera considerabil intre indivizi, mai ales datorita mostenirii genetice.