armide
Tabele wartości odżywczych tradycyjnie wyrażają energetyczność pożywienia w kilokaloriach, w przeliczeniu na jednostkę masy produktu (zwykle 100g). Z różnych powodów wartości te nie odzwierciedlają dobrze realnego wykorzystania energii pokarmów przez organizmy ludzi i zwierząt. Artykuł omawia zależności pomiędzy kalorycznością pożywienia odczytywaną z tabel, a rzeczywistym wykorzystywaniem energii pokarmów dla potrzeb metabolizmu. Przedstawione zostały takie pojęcia, jak: energia brutto, energia pozornie strawna, energia metaboliczna, energia netto. Słowa kluczowe: energia brutto, energia pozornie strawna, energia metaboliczna, energia netto, bioenergetyka, dieta.
W chwili obecnej na rynku wydawniczym dostępnych jest wiele publikacji, przedstawiających wartości odżywcze pożywienia, w tym jego kaloryczność. Posługują się nimi dietetycy, lekarze, a coraz częściej sięgają po nie również pacjenci.
Jednak ludzie nie związani zawodowo z żywieniem, a czasem także i żywieniowcy, często nie do końca rozumieją, co przedstawiają te rozbudowane tabele. Szklanka mleka 3,5% dostarcza ok. 130 kcal (kilokalorii), kromka chleba baltonowskiego ok. 70 kcal, a 100g pieczonego pasztetu to prawie 400 kcal.[1] Co możemy na tej podstawie powiedzieć poza tym, że pasztet jest bardziej kaloryczny niż mleko i chleb? Czym są podawane wartości, co one oznaczają i jak przekładają się na „energetykę" naszego organizmu? Zapewne niewielu z nas kiedykolwiek się nad tym zastanawiało.
Pożywienie składa się z różnych związków chemicznych. W ich wiązaniach zmagazynowana jest energia chemiczna, którą organizm uwalnia i z różną wydajnością wykorzystuje. Produktem ubocznym jest ciepło. Ocenę zawartości energetycznej pożywienia komplikuje wiele zagadnień.[2]
Najogólniejszą miarą zawartości energii w pożywieniu jest jego ENERGIA BRUTTO. Wyznacza się ją w urządzeniu zwanym bombą kalorymetryczną, w określonych warunkach (wysuszenie, atmosfera czystego tlenu, wysokie ciśnienie), uśredniając wyniki. Warunki bomby kalorymetrycznej nie mają nic wspólnego z warunkami ludzkiego organizmu. Analizowane substancje są spalane w bombie ze znacznie większą wydajnością (dochodzi np. do spalenia grup aminowych, podczas gdy człowiek wydala je w formie mocznika i nie uzyskuje z nich energii).
Zaletą metody jest standaryzacja i obiektywizacja pomiaru. Jednak wartości te w istocie wcale nie odzwierciedlają energii uzyskiwanej przez nasze organizmy z pożywienia. Jest to energia wyzwolona jako ciepło spalania w bombie kalorymetrycznej. Organizm nie potrafi wykorzystać takiej formy energii do celów metabolicznych, co nie zmienia faktu, że temperatura ciała stałocieplnych jest ściśle regulowana.
Na podstawie znajomości zawartości białka, tłuszczu, węglowodanów oraz włókna w pożywieniu można (w przybliżeniu) obliczyć jego energię brutto, nawet bez spalania w bombie kalorymetrycznej - choć z uwagi na zróżnicowany skład chemiczny jest to ocena obarczona sporym błędem.[1,2]
Gdy pomniejszymy energię brutto o energię zawartą w gazach przewodu pokarmowego (wodór, metan) i w kale, otrzymamy tzw. ENERGIĘ POZORNIE STRAWNĄ. Pozornie - gdyż kał to nie tylko niestrawione resztki pożywienia, ale także soki trawienne, flora bakteryjna (kilkadziesiąt procent masy), produkty przemiany materii, złuszczone nabłonki przewodu pokarmowego. Energię pozornie strawną oznaczyć jest trudno - wiąże się to z czasem pasażu przez przewód pokarmowy (niektóre składniki nawet 7 dni), zmienną częstością wypróżnień, wpływem włókien ograniczających wchłanianie składników pożywienia i in.[3] Doświadczalnie część tych problemów można ominąć, żywiąc człowieka tą samą dietą przez wiele dni. U ludzi wg Jamesa i Schofielda strawność energii pożywienia wynosi ok. 96% (cyt. za [2]).
Fakt dostarczenia składnika pokarmowego do przewodu pokarmowego nie oznacza, że składnik ów będzie spalony. Grupy aminowe białek wydalane są jako mocznik (w przeciwnym razie powstawałby kwas azotowy), a niektórych związków organizm nie potrafi wykorzystać. Stosuje się zatem pojęcie ENERGII METABOLICZNEJ (ME) pożywienia, czyli tej jej części, która jest dostępna do wykorzystania przez organizm. ME definiuje się jako energię strawną minus ciepło spalania moczu wydalonego przy żywieniu daną dietą. Z badań Jamesa i Schofielda wynika, że przy przeciętnej diecie energia metaboliczna stanowi 91% energii brutto. Ale zdarza się, że rozpiętość wartości ME podawanych dla tych samych produktów wynosi od 20 do 270%.[2]
Żaden szlak metaboliczny nie przebiega ze 100% wydajnością. W czasie procesów metabolicznych uwalnia się energia cieplna, której organizm nie potrafi wykorzystać. Sam fakt spożycia pożywienia (nawet szklanki wody) indukuje termogenezę (wytwarzanie ciepła); ma ona znaczenie w bilansie energii, a trudno ją dobrze oszacować.
Odejmując od ME energię cieplną wyzwoloną w procesach metabolicznych otrzymujemy ENERGIĘ NETTO pożywienia, czyli tą, która faktycznie jest wykorzystana na pokrycie naszych potrzeb energetycznych. Miarą energii netto pożywienia może być w badaniach naukowych tłuszcz, zaoszczędzony w wyniku spożycia pożywienia.[4] Wcześniej organizm musi być jednak w stanie niedożywienia (brak zapasów glikogenu). Model taki ma jednak swoje ograniczenia. Dopiero energia netto mówi, jaka część dostarczonej energii faktycznie została wykorzystana przez organizm.[5]
Jaki wniosek płynie z tych rozważań? Czy powinniśmy zarzucić liczenie kalorii jako czegoś nieprawdziwego, czy wręcz fałszywego? Czy fachowe publikacje namawiające do liczenia kalorii są zwykłym nadużyciem? Oczywiście - nie. Tabele zawartości kalorii w pożywieniu są potrzebne, ponieważ dostarczają pewnego obiektywnego punktu odniesienia dla wszystkich zainteresowanych. Z nich odczytujemy, że boczek dostarcza więcej energii niż szynka, a banan więcej niż jabłko. A zatem jeśli chcemy się odchudzić - lepiej wybrać szynkę oraz jabłko. Jednak warto wiedzieć, choćby dla własnej satysfakcji, że kalorie z tabel nie odzwierciedlają zbyt dobrze rzeczywistego wykorzystania energii z pokarmu. Co najwyżej z nim korelują…
Bibliografia
1. Kunachowicz H, Nadolna I, Przygoda B, Iwanow K. Liczmy kalorie. Wydawnictwo Lekarskie PZWL. Wyd. I. Warszawa 2005, 9-28.
2. Keller JS. Wartość energetyczna pożywienia. W: Zarys Bioenergetyki Człowieka. Homeostaza organizmu dorosłego. Wyd. SGGW. Warszawa 1996, 41-50.
3. Cummings JH. Diet and transit time through the gut. J. Plant Foods. 1978;3:83-95
4. Swinburn B, Ravussin E. Energy balance or fat balance? Am J Clin Nutr. 1993;57 (Suppl.): 7665-7715.
5. Southgate DA, Durnin JV. Calorie conversion factors: an experimental reassessment of the factors used in the calculation of the energy value of human diets. Br J Nutr, 1970, 24(2): 517-535.
Autor: lek. Mirosław Kiedrowski [email protected]
Opublikowany: 2007-09-24
W chwili obecnej na rynku wydawniczym dostępnych jest wiele publikacji, przedstawiających wartości odżywcze pożywienia, w tym jego kaloryczność. Posługują się nimi dietetycy, lekarze, a coraz częściej sięgają po nie również pacjenci.
Jednak ludzie nie związani zawodowo z żywieniem, a czasem także i żywieniowcy, często nie do końca rozumieją, co przedstawiają te rozbudowane tabele. Szklanka mleka 3,5% dostarcza ok. 130 kcal (kilokalorii), kromka chleba baltonowskiego ok. 70 kcal, a 100g pieczonego pasztetu to prawie 400 kcal.[1] Co możemy na tej podstawie powiedzieć poza tym, że pasztet jest bardziej kaloryczny niż mleko i chleb? Czym są podawane wartości, co one oznaczają i jak przekładają się na „energetykę" naszego organizmu? Zapewne niewielu z nas kiedykolwiek się nad tym zastanawiało.
Pożywienie składa się z różnych związków chemicznych. W ich wiązaniach zmagazynowana jest energia chemiczna, którą organizm uwalnia i z różną wydajnością wykorzystuje. Produktem ubocznym jest ciepło. Ocenę zawartości energetycznej pożywienia komplikuje wiele zagadnień.[2]
Najogólniejszą miarą zawartości energii w pożywieniu jest jego ENERGIA BRUTTO. Wyznacza się ją w urządzeniu zwanym bombą kalorymetryczną, w określonych warunkach (wysuszenie, atmosfera czystego tlenu, wysokie ciśnienie), uśredniając wyniki. Warunki bomby kalorymetrycznej nie mają nic wspólnego z warunkami ludzkiego organizmu. Analizowane substancje są spalane w bombie ze znacznie większą wydajnością (dochodzi np. do spalenia grup aminowych, podczas gdy człowiek wydala je w formie mocznika i nie uzyskuje z nich energii).
Zaletą metody jest standaryzacja i obiektywizacja pomiaru. Jednak wartości te w istocie wcale nie odzwierciedlają energii uzyskiwanej przez nasze organizmy z pożywienia. Jest to energia wyzwolona jako ciepło spalania w bombie kalorymetrycznej. Organizm nie potrafi wykorzystać takiej formy energii do celów metabolicznych, co nie zmienia faktu, że temperatura ciała stałocieplnych jest ściśle regulowana.
Na podstawie znajomości zawartości białka, tłuszczu, węglowodanów oraz włókna w pożywieniu można (w przybliżeniu) obliczyć jego energię brutto, nawet bez spalania w bombie kalorymetrycznej - choć z uwagi na zróżnicowany skład chemiczny jest to ocena obarczona sporym błędem.[1,2]
Gdy pomniejszymy energię brutto o energię zawartą w gazach przewodu pokarmowego (wodór, metan) i w kale, otrzymamy tzw. ENERGIĘ POZORNIE STRAWNĄ. Pozornie - gdyż kał to nie tylko niestrawione resztki pożywienia, ale także soki trawienne, flora bakteryjna (kilkadziesiąt procent masy), produkty przemiany materii, złuszczone nabłonki przewodu pokarmowego. Energię pozornie strawną oznaczyć jest trudno - wiąże się to z czasem pasażu przez przewód pokarmowy (niektóre składniki nawet 7 dni), zmienną częstością wypróżnień, wpływem włókien ograniczających wchłanianie składników pożywienia i in.[3] Doświadczalnie część tych problemów można ominąć, żywiąc człowieka tą samą dietą przez wiele dni. U ludzi wg Jamesa i Schofielda strawność energii pożywienia wynosi ok. 96% (cyt. za [2]).
Fakt dostarczenia składnika pokarmowego do przewodu pokarmowego nie oznacza, że składnik ów będzie spalony. Grupy aminowe białek wydalane są jako mocznik (w przeciwnym razie powstawałby kwas azotowy), a niektórych związków organizm nie potrafi wykorzystać. Stosuje się zatem pojęcie ENERGII METABOLICZNEJ (ME) pożywienia, czyli tej jej części, która jest dostępna do wykorzystania przez organizm. ME definiuje się jako energię strawną minus ciepło spalania moczu wydalonego przy żywieniu daną dietą. Z badań Jamesa i Schofielda wynika, że przy przeciętnej diecie energia metaboliczna stanowi 91% energii brutto. Ale zdarza się, że rozpiętość wartości ME podawanych dla tych samych produktów wynosi od 20 do 270%.[2]
Żaden szlak metaboliczny nie przebiega ze 100% wydajnością. W czasie procesów metabolicznych uwalnia się energia cieplna, której organizm nie potrafi wykorzystać. Sam fakt spożycia pożywienia (nawet szklanki wody) indukuje termogenezę (wytwarzanie ciepła); ma ona znaczenie w bilansie energii, a trudno ją dobrze oszacować.
Odejmując od ME energię cieplną wyzwoloną w procesach metabolicznych otrzymujemy ENERGIĘ NETTO pożywienia, czyli tą, która faktycznie jest wykorzystana na pokrycie naszych potrzeb energetycznych. Miarą energii netto pożywienia może być w badaniach naukowych tłuszcz, zaoszczędzony w wyniku spożycia pożywienia.[4] Wcześniej organizm musi być jednak w stanie niedożywienia (brak zapasów glikogenu). Model taki ma jednak swoje ograniczenia. Dopiero energia netto mówi, jaka część dostarczonej energii faktycznie została wykorzystana przez organizm.[5]
Jaki wniosek płynie z tych rozważań? Czy powinniśmy zarzucić liczenie kalorii jako czegoś nieprawdziwego, czy wręcz fałszywego? Czy fachowe publikacje namawiające do liczenia kalorii są zwykłym nadużyciem? Oczywiście - nie. Tabele zawartości kalorii w pożywieniu są potrzebne, ponieważ dostarczają pewnego obiektywnego punktu odniesienia dla wszystkich zainteresowanych. Z nich odczytujemy, że boczek dostarcza więcej energii niż szynka, a banan więcej niż jabłko. A zatem jeśli chcemy się odchudzić - lepiej wybrać szynkę oraz jabłko. Jednak warto wiedzieć, choćby dla własnej satysfakcji, że kalorie z tabel nie odzwierciedlają zbyt dobrze rzeczywistego wykorzystania energii z pokarmu. Co najwyżej z nim korelują…
Bibliografia
1. Kunachowicz H, Nadolna I, Przygoda B, Iwanow K. Liczmy kalorie. Wydawnictwo Lekarskie PZWL. Wyd. I. Warszawa 2005, 9-28.
2. Keller JS. Wartość energetyczna pożywienia. W: Zarys Bioenergetyki Człowieka. Homeostaza organizmu dorosłego. Wyd. SGGW. Warszawa 1996, 41-50.
3. Cummings JH. Diet and transit time through the gut. J. Plant Foods. 1978;3:83-95
4. Swinburn B, Ravussin E. Energy balance or fat balance? Am J Clin Nutr. 1993;57 (Suppl.): 7665-7715.
5. Southgate DA, Durnin JV. Calorie conversion factors: an experimental reassessment of the factors used in the calculation of the energy value of human diets. Br J Nutr, 1970, 24(2): 517-535.
Autor: lek. Mirosław Kiedrowski [email protected]
Opublikowany: 2007-09-24
Krzysztof Piekarz
