Куда энергия расходуется (Эр)

После того, как пища переварилась и нутриенты усвоились, они подвергаются распаду с получением энергии, которая либо используется организмом для выполнения разного рода задач, либо запасается.

Существует три основных статьи расхода энергии человеком:

1. Расходы на поддержание жизни — основной метаболизм (расход энергии в покое или базовая скорость метаболизма).

2. Расходы на пищеварение (специфическое динамическое действие пищи).

3. Расходы на физическую активность.

Расход энергии в покое или базовая скорость метаболизма является основной статьей расходов и составляет примерно 60-75% от всех энергозатрат. Базовая скорость метаболизма – это количество энергии, которое необходимо потратить человеку для поддержания жизни и функционирования в покое – чтобы лежать на диване и ничего не делать, например. Это энергия, которая тратится на дыхание, кровообращение, поддержание температуры тела, рост и регенерацию клеток, работу гладкой мускулатуры внутренних органов [9].

Количество энергии, расходуемой в покое, или скорость метаболизма в покое отличается у разных людей и, в первую очередь, зависит от «сухой» массы тела (масса тела минус жировая ткань): чем больше у человека «сухая» масса тела, тем выше его скорость метаболизма в покое. Это связано с тем, что основную часть «сухой» массы составляет мышечная ткань, которая очень энергозатратна. Также некоторое влияние оказывают вес жировой ткани и возраст [10].

Расходы на пищеварение или специфическое динамическое действие пищи (СДДП), также известное, как термический эффект пищи – количество энергии, расходуемое на переваривание поступившей пищи. Это вторая по величине статья энергетических расходов, по разным данным составляет 5-15% от всей расходуемой энергии [11, 13].

Разные нутриенты требуют разного количества энергии для своего переваривания и усвоения: алкоголь и белки требуют больше энергии, чем углеводы, которые требуют больше энергии, чем жиры (при условии, что мы взяли их количества с равной калорической ценностью) [5]. Таким образом, состав рациона, и преобладание в нем тех или иных нутриентов могут влиять на размер СДДП.

Расходы энергии на физическую активность – это энергия, расходуемая на выполнение умственной, физической работы, занятие спортом и т.д.

Для расчета количества необходимых калорий в сутки применяются несколько формул, наиболее популярная из них — формула Mifflin St. Jeor (под лого Зожника — метод подсчета ккал происходит по этой формуле). Она выглядит так:

В этой формуле учитывается вес — он обозначен буквой m, рост — h, возраст — a, пол — s = 5, если это мужчина и -161, если женщина. Не заморачивайся, всё это уже давно считают калькуляторы в приложениях подсчета калорий.

Так вот, из этой формулы видно, что она не учитывает ни «сухую» масса тела, ни СДДП, которое может меняться в зависимости от состава рациона [9]. Следовательно, используя данную формулу, невозможно точно предсказать, сколько калорий потребуется для покрытия расходов на базовый метаболизм, а это является отправной точкой метода подсчета калорий. Еще один минус ему.

Как энергия запасается (Эб)

Допустим, суточное потребление энергии у Пети равно 2000 ккал. К 23: 00 он уже потратил 1200 ккал на свои базовые нужды, 300 ккал — потратил на переваривание пищи и еще 500 ккал — на физическую активность. А съел он за сутки 2200 ккал, что на 200 ккал больше его нормы. Что будет с этими калориями дальше?

Человек не способен избавиться от этих излишков ни с помощью излучения энергии в виде света, ни тепловым излучением, значительно увеличив температуру тела. Единственный доступный способ утилизировать излишек – потратить его на некую физическую активность, на выполнение работы. Если такая работа не совершается, то организму ничего не остается, как запасать излишки поступающей энергии [4, 5, 6].

Миллионы лет эволюции и миллиарды голодных смертей отточили до совершенства нашу способность откладывать в резерв каждую каплю поступающей энергии. Каждая наша клеточка настроена на бережливую, запасливую работу в условиях постоянного дефицита еды.

Сегодня была удачная охота: хромая, ты пробежал по саванне всего 8 км (против обычных 20) и даже смог урвать кусок антилопы, которую к твоему появлению уже разорвали другие охотники. Ты видишь: небо на краю темно, будут дожди, другая охота не скоро, возможно, только на следующей луне. Неизвестно, сможешь ли ты бегать к этому времени: рана на левой ноге уже пахнет. Если племя не поможет, до следующей охоты ты можешь не дожить.

В таком режиме работают наши организмы. Вперед шагнул только технический прогресс — для этого понадобилось меньше двух веков. По меркам эволюции — мгновенье, наши тела всё еще живут в пещерном веке. Наши тела не знают, что мясо можно купить в магазине и для этого надо пройти сто метров, а съев одну шоколадку можно за 10 минут получить энергии больше, чем за день получал лучший охотник племени.

Наше тело ведет себя, как умирающий с голода пещерный человек, случайно запертый на ночь в супермаркете. Поглощается всё, до чего дотягивается рука, жадно запасется каждая капля.

Основной «банк» энергии в организме представлен жировой тканью — именно в виде жировой ткани запасается 60-80% избытка поступающей энергии [14, 15, 16]. У взрослого с нормальным индексом массы тела насчитывается около 35 миллиардов жировых клеток – адипоцитов – каждая из этих клеток содержит в себе около 0, 4-0, 6 мкг триглицеридов (жиров), что в сумме составляет 130000 ккал (или 130 млн. калорий) запасенной энергии. У людей, страдающих ожирением, число адипоцитов может достигать 140 млрд., каждый из которых содержит по 0, 8-1, 2 мкг жиров, что составляет около 1 триллиона калорий запасенной энергии [5, 12].

Триглецириды (жир) практически не связывают воду, то есть не имеют значимого влияния на водный баланс. При чем тут вода — скажу чуть ниже, а пока проверим, можно ли сделать так, чтобы при переедании откладывался не жир, а что-нибудь полезное и красивое, типа упругая попа или стальные бицепсы.

Для этого в 2000 году в Кембридже в испытания включили три группы женщин. В 1ой и 2ой группах суточное поступление энергии увеличили на 50% выше расчетной нормы (Эб+50%). Но в первой группе (назовем их группой жира) поступление увеличивали за счет добавления жиров, а во второй за счет углеводов (группа сахаров). Третья группа – контрольная, в ней испытуемые получали ровно столько энергии в сутки, сколько им было положено (Эб = 0).

В первый день испытаний в группе сахаров отмечалось увеличение количества гликогена примерно на 100 гр по сравнению с группой жира, но к четвертым суткам содержание гликогена между группами уровнялось. К концу исследования лишь 12% лишней энергии было запасено в виде гликогена и 88% — в виде жировой ткани, причем, что в первой, что во второй группе. То есть одни ели много жиров, другие – много углеводов, но у всех отложился жир. В контрольной группе прибавки веса испытуемых не произошло [15].

Ну ладно, избыток углеводов в рационе приводит к отложению жира, это ожидаемо. Но что если переедать за счет белка?

В период с 2005 по 2007 годы 4 научно-исследовательских центра питания США совместно провели крутое рандомизированное исследование на эту тему. Наблюдали 25 человек с нормальным индексом массы тела. В течение первых трех недель всех испытуемых кормили стабилизирующей вес диетой без избытка или недостатка энергии (Эб = 0) с такими пропорциями: 15% энергии из белков, 25% из жиров и 60% из углеводов. Затем, на протяжение ещё восьми недель они питались с 40% избытком энергии (Эб+40%). Было сформировано три группы: с низким (6%), нормальным (15%) и высоким (25%) содержанием белка. К концу исследования масса жировой ткани увеличилась у всех испытуемых. Доля её составляла 50-90% от полученной лишней энергии, независимо от типа диеты. На графике видно, что увеличения поступления белка достоверно не влияет на массу жировой ткани [16].

Показательно, что если при избытке энергии, 60-80% от её общего числа откладывается в виде жира, то и при недостатке энергия будет черпаться из жировой ткани и примерно в том же соотношении, причем независимо от содержания рациона [6].

В 2012 году в США в течение 6 месяцев наблюдались 811 человек, которые были поделены на 4 группы с разными рационами питания. 1 — низкий жир, средний белок (15% Б, 20% Ж, 65% У), 2 — низкий жир, высокий белок (25% Б, 20% Ж, 55% У), 3 – высокий жир, средний белок (15% Б, 40% Ж, 45% У), 4 — высокий жир, высокий белок (25% Б, 40% Ж, 35% У). При этом калорийность всех четырех рационов держалась в одинаковом дефиците (Эб в среднем -750 ккал/день). В результате все испытуемые теряли примерно одинаковое количество жировой ткани, независимо от типа диеты, это хорошо видно на графике [17]:

Таким образом, превышение поступления энергии приводит к увеличению массы тела, и в основном это происходит за счет жировой ткани, независимо от типа диеты. В то время, как снижение поступления энергии приводит ровно к обратному — потере жировой ткани в тех же пропорциях. Решает калорийность рациона, а не его состав. Плюс подсчету калорий.

Гликоген. Итак, основной способ запасать лишнюю энергию – откладывать жир. Меньшая часть энергии запасается в виде углеводов.

Для того, чтобы запасать углеводы, организм умеет синтезировать специальный полимер, который называется гликоген – это огромная молекула, состоящая из множества соединенных между собой маленьких молекул глюкозы – компактный и удобный способ хранения углеводов. Полимер – это как цепочка тележек в супермаркете, вставленных друг в друга: так они занимают гораздо меньше места, чем когда стоят по отдельности, и всегда можно быстро «отщепить» нужное количество. Так вот, этот гликоген хранится в основном в скелетной мускулатуре и печени, у взрослого человека его обычно немного – всего несколько сотен грамм.

Гликоген имеет очень быстрый оборот. В отличие от жировой ткани, его количество, в зависимости от сиюминутных потребностей в энергии, может значительно меняться несколько раз в течение дня, достигая своего максимума в ближайшее время после приема пищи. Резкие перепады содержания гликогена в организме, а также осмотически активной глюкозы, сопровождаются изменениями водного баланса [18]. Ряд авторов связывают эффективность низкоуглеводных диет (особенно в первые недели), с повышением секреции калия и натрия, а в след за ними – воды, которая и составляет большую часть потерянных килограмм [19].

И совсем уж мизерная часть лишней энергии запасается в виде белков, тоже имеющих небольшое влияние на водный баланс. Так вот, зачем я вообще заговорил про воду?

Дело в том, что сейчас мы вертим в руках не что иное, как первый настоящий камень в огород подсчета калорий. Ведь сторонники этого метода утверждают, что набор определенного количества килограмм всегда связан с набором определенного количества энергии. Но, если учитывать движение воды, то выходит, что количество набранных/потерянных килограмм может быть разным, даже при одинаковом избытке/дефиците калорий? Получается, что «поиграв» количеством нутриентов в рационе, например, увеличив белок и убрав углеводы, можно добиться бОльших изменений веса, употребляя столько же калорий?

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: