Archív 17. November 2007

Energetická potreba človeka

V praxi sa takmer nevyskytujú ťažkosti s určovaním kalorickej hodnoty výživy. Používajú sa na to rôzne tebuľky, ktoré sa navzájom líšia iba nepodstatne. Podstatne ťažšie sa určuje skutočná energetická potreba človeka. Pri vypracovaní energetickej bilancie treba vlastne brať ohľad na energetické zmeny v organizme. Tieto zmeny ale nemožno zachytiť. Zásoby energie človeka sú v porovnaní s krátkodobo pebiehajúcimi energetickými zmenami veľmi veľké. Preto takéto bilancie sa musia robiť na čo možno najväčších súboroch osôb a dlhší čas.

Energetické bilancie sú potrebné z rozličných dôvodov. Tu nás zaujímajú hlavne zdravotné dôvody: podaná výživa má byť “plnohodnotná”, má zaručiť optimálny priebeh funkcií oeganizmu. Rozsah energetickej potreby človeka určujú v podstate štyri veličiny:

Základná premena  znamená potrebu energie odpočívajúceho lačného človeka pri normálnej teplote tela a izbovej teplote 20 °C. Slúži na udržovanie dôležitých telesných funkcií: 60 % je potrebných pre tvorbu tepla, pre činnosť srdca a krvného obehu, pre dýchanie, pre činnosť mozgu, obličiek atď. Základná premena ( bazálny metabolizmus) človeka kolíše len málo, u muža približne jednu kalóriu za hodinu na kilogram váhy. Ako pravidlo podľa toho platí:

Základná premena = váha tela (kg) x 24

U žien je o 5 až 10 % nižšia, pretože vďaka hrubšej vrstve podkožného tuku vydávajú menej tepla. Základná premena sa riadi hormónmi a vegetatívnym systémom. Meria sa zachytávaním vydávaného tepla (”priama kalorimetria”) alebo určovaním spotreby kyslíka a výdaja oxidu uhličitého (”nepriama kalorimetria”).  V organizme sa energia úplne získava len oxidačnými procesmi. Preto možno určiť premenu energie pomocou spotreby kyslíka. Pri spaľovaní jednotlivých živín sa vytvára na liter spotrebovaného kyslíka rozličné množstvo tepla: cukry 5,05 kcal, tuky 4,68 kcal a bielkoviny4,48 kcal. Percentuálny podiel premeny cukrov a tukov sa vypočítava z pomeru vylučovaného oxidu uhličitého a prijímaného kyslíka - respiračný kvocient (RQ). Pri výlučnom spaľovaní cukrov sa rovná 1, pri výlučnom spotrebovávaní tukov 0,7 a pri obvyklej miešanej strave 0,85. Podľa toho každej hodnote respiračného kvocientu zodpovedá určitý kalorický ekvivalent1 litra O2:1 = 5,05; 0,9 = 4,93; 0,8 = 4,81; 0,7 = 4,69 kcal.

V porovnaní s netrénovaným človekom javia sa v základnej premene športovca sezónne zmeny, ktoré súvisia s výškou tréningového zaťaženia. Pri veľkom rozsahu tréningu základná premena stúpa, pretože je zvýšená úroveň látkovej premeny vo vnútorných orgánoch i vo svaloch.

Pracovná látková premena zodpovedá zvýšeniu spotreby energie nad základnú látkovú premenu pri svalovej práci. Každý druh svalovej činnosti, ako napr. aj zmena polohy tela z ľahu do sedu alebo stoja, zvyšuje spotrebu energie. Pre výšku pracovnej látkovej premeny sú rozhodujúcimi trvanie, intenzita a charakter svalovej činnosti ( veľkosť masy zapojenej do činnosti ). Pretože telesné zaťaženie býva veľmi rozdielne, výdaj energie u jednotlivcov sa môže podstatne líšiť. Pracovná látková premena pre určitú činnosť sa vypočítava zo spotreby kyslíka a výdaja oxidu uhličitého. Ide o postup, v ktorom sa dá urobiť viacero chýb, a je dosť nepresný. To platí hlavne pre zaťaženie pri športe.

Špecificko - dynamický účinok potravy zodpovedá spotrebe energie, ktorú organizmus potrebuje na spracovanie prijatej potravy. Každý príjem potravy zvyšuje látkovú premenu. Vyvolané je to odbúravaním a prestavbou prijatých živín. Rozsah zvýšenia látkovej premeny je pre jednotlivé živiny rôzny. Bielkoviny zvyšujú látkovú premenu priemerne asi o 22 %, tuky o 4 % a cukry o 8 %. Pri zmiešanej strave sa považuje asi 10 % základnej látkovej premeny ( 170 kcal ) za kalorickú stratu, ktorá je potrebná na krytie zvýšených nárokov spojených s prijímaním potravy.

Trávenie si vyžaduje ďalších 10 % celkove prijatých kalórií, o ktoré sa znižuje množstvo energie, ktorú má organizmus  k dispozícii z prijatej potravy.

Päť bilancií výživy

Živiny nie sú len nosičmi kalórií, ale plnia aj mnohé ďalšie úlohy. Také úlohy plnia aj látky, ktoré nemajú nijkú energetickú hodnotu: vitamíny, anorganické látky, látky vytvárajúce vôňu a chuť, voda. Organizmus potrebuje aj tieto látky. Vo vede o výžive sa preto vytvorili rozličné druhy bilancií na zabezpečenie rovnováhy medzi potrebou a jej krytím.

Bilancia kalórií

Slúži na zabezpečenie rovnováhy medzi spotrebou energie a výživou.

Bilancia živín

Slúži na vytvorenie vyváženého vzťahu medzi cukrami, tukmi a bielkovinami.

Bilancia minerálov

Má zaručiť krytie potreby anorganických látok.

Bilancia vitamínov

 Slúži na krytie potrieb vitamínov.

Bilancia tekutín

Slúži na krytie potreby vody.

Pri zostavovaní plánov výživy týchto päť bilancií treba brať do úvahy, pretože fyziologicky vyváženú výživu na dlhšie obdobie zaručuje iba vyrovnanosť medzi potrebou a prívodom vo všetkých týchto piatich oblastiach. V praxi nemožno takúto vyváženosť dosiahnuť, prirodzene, v jednodennej výžive. To ani nie je cieľom týchto bilancií. Dôležité je však, aby sa potreby plne kryli v dlhšom časovom úseku.

Kalória

Vytvorenie bilancie výživy sa viaže na používanie nejakej miery, ktorou by sa mohla vyjadrovať aj spotreba energie v potrave. Premena energetických látok - cukrov, tukov a bielkovín na mechanickú prácu alebo teplo nastáva v stupňovitých rozpadových pochodoch, ktoré riadia určité ( v bunke vytvorené ) účinné látky, enzýmy alebo fermenty. Energia, ktorá sa pri týchto pochodoch uvoľňuje, využíva sa na urdžanie orgánových funkcií. Ak je výdaj a príjem energie v rovnováhe, celá energia sa mení na prácu alebo teplo. V takomto prípade je energia vybilancovaná. Ak sa príliš bohatou výživou dodáva nadbytok energie, ukladá sa vo forme energeticky bohatých zlúčenín ako tuk. Príliš výdatne stravovaný človek priberá na váhe. Naopak, pri veľmi nízkom prívode energie sa spotrebováva vlastné telo. Odbúrava sa tukové tkanivo a v ťažkých prípadoch aj svalová bierkovina; človek chudne.

Pod energiou rozumieme schopnosť vykonávať prácu alebo vytvárať teplo. Pritom aj pre ľudský organizmus platí známy fyzikálny zákon o zachovaní energie. Celkové množstvo tepla, ktoré človek za určitý čas vydá, a množstvo energie, ktoré zodpovedá vykonannej práci, rovná sa množstvu energie, ktorá sa v rovnakom čase získa spaľovaním prijatej potravy alebo látok vlastného tela. Človek nomôže podávať väčší pracovný výkon dlhší čas, ako je kalorická hodnota potravy dodanej ogranizmu. Táto zákonitosť, t.j. možný pracovný výkon = získaná energia z potravy a zásob, vysvetľuje vysoký význam účelnej výživy športovca. Kladná energetická bilancia, to znamená ľahká prevaha na strane prívodu potravy, je veľmi dôležitá pre športovca, ktorý sa snaží dosiahnuť vysokú všeobecnú i špeciálnu výkonnosť.

Spotreba energie a obsah energie v potravinách sa vyjadruje v kalóriách. Jedna veľká kalória ( kilokalória ), ktorá sa rovná 1000 malým kalóriám, je množstvo energie potrebné na zohriatie 1 litra vody zo 14,5 na 15,5 °C. Zodpovedá množstvu práce, ktoré treba vynaložiť na zdvihnutie 427 kp ( jednotka hmoty ) o 1 meter alebo 1 kp o 427 metrov.

Z toho vyplýva: 1 kcal = 427 kpm

Keď sa spáli 1 g cukrov alebo bielkovín, liter vody sa zohreje o 4,1 °C, pri spálení 1 g tukov 9,3 °C. To znamená, že spalná hodnota cukrov a bielkovín je 4,1, tukov s 9,3 je viac ako dvojnásobná. Keby sme chceli organizmu dodať 1000 kalórií, bolo by treba použiť buď 244 g cukrov či bielkovín, alebo 110 g tukov. Tieto čísla predstavujú priemerné hodnoty, s ktorým sa narába pri spočítavaní energetickej bilancie. Pre tieto účely možno zanedbať, že taká veľká skupina látok akou sú bielkoviny, nemá nijakú jednotnú spalnú hodnotu. Živočíšne bielkoviny majú spalnú hodnotu 4,3 ale rastlinné naproti tomu iba 3,96. Jeden gram čistého alkoholu ( 100 % etylalkohol ) má apalnú hodnotu 7,0. Rozdielna spalná hodnota živín hrá pri počítaní príjmu a výdaja energie veľkú rolu. Pre krytie energetických potrieb je významné nielen množstvo prijatej potravy, ale aj jej zloženie. Potraviny nemajú len rozdielny obsah základných živín, ale obsahujú v rôznom množstve aj vodu, minerály a balastné látky, ktoré sú energeticky nevýznamné. Balastné látky sú nestráviteľné, teda telo ich vôbec neprijíma. Napriek tomu plnia dôležitú fyziologickú úlohu. Pre výpočet kalórií sa určuje obsah cukrov, bielkovín a tukov.

Výživná hodnota základných živín

Jedine plnohodnotná výživa zabezpečuje správny telesný vývin, plynulú náhradu opotrebovaných buniek, udržiavanie zdravia a získanie plnej výkonnosti. Živiny sú na energiu bohaté zlúčeniny, ktoré organizmus môže prijať a v látkovej premene ďalej premieňať. Pretože nijaká potravina neobsahuje súčasne všetky potrebné živiny v správnom zložení, treba zabezpečiť čo možno najvšetsrannejšiu výživu. Pri zostavovaní takej všestrannej výživy vystupujú dve otázky:

1. Čo človek potrebuje?

2. Ako možno túto potrebu kryť?

Potreba živín záleží na veku, pohlaví, výške a váhe tela, na veľkosti jeho telesného zaťaženia a na klimatických pomeroch, v ktorej človek žije. Určené potreby možno kryť rozličnými potravinami, pretože organizmus prijatú potravu rozkladá na jej základné zložky, prijíma ich, premieňa ich na vlastnú telovú hmotu, skladuje ich a podľa potreby - až po určitú hranicu - ich navzájom vymieňa. Prvým predpokladom na zavedenie správneho stravovania je vytvorenie rovnováhy medzi potrebou a jej ktytím, čo sa nazýva bilancia výživy.