Fizjologia żywienia. Коллектив авторов
ciała między płciami oraz oddziaływaniem hormonów płciowych. U kobiet występuje większa zawartość tkanki tłuszczowej i mniejsza beztłuszczowej niż u mężczyzn. Wpływa to na zmniejszenie intensywności przemian energetycznych u kobiet, ponieważ podstawowe potrzeby energetyczne są tym większe, im wyższy jest udział beztłuszczowej masy ciała w organizmie. Ponadto podstawowa przemiana materii u mężczyzn może wrastać o 10–15% pod wpływem testosteronu. Hormony płciowe żeńskie nie przyczyniają się do znaczącego wzrostu podstawowej przemiany materii.
Podstawowa przemiana materii wrasta u kobiet podczas menstruacji, w II trymestrze ciąży (o 20–25%) oraz w okresie karmienia piersią.
Podstawowa przemiana materii ulega obniżeniu u osób z niedożywieniem (im większy stopień niedożywienia, tym jest ona niższa).
Stany chorobowe przebiegające z gorączką powodują wzrost podstawowej przemiany materii o mniej więcej 12% na każdy 1°C powyżej temperatury 37°C.
W przypadku niedoczynności tarczycy wielkość podstawowej przemiany materii obniża się o 30–40%. Natomiast nadczynność tarczycy może prowadzić do wzrostu podstawowej przemiany materii nawet o 80%.
4.5. Ponadpodstawowa przemiana materii
4.5.1. Definicja
Ponadpodstawowa przemiana materii to energia wydatkowana na:
● pracę mięśni (wykonywanie codziennych czynności, aktywność zawodowa i pozazawodowa);
● trawienie, wchłanianie, transport i wykorzystanie wchłoniętych składników odżywczych (tzw. swoiście dynamiczne działanie pożywienia);
● wytwarzanie ciepła w celu utrzymania stałej temperatury ciała (termogeneza).
4.5.2. Czynniki wpływające na wielkość ponadpodstawowej przemiany materii
Aktywność fizyczna jest definiowana jako każdy ruch wykonywany przez mięśnie szkieletowe, wiążący się z wydatkiem energii. Składają się na nią: aktywność zawodowa (rodzaj pracy – fizyczna/umysłowa), aktywność pozazawodowa związana ze stylem życia (zaplanowana i powtarzana aktywność rekreacyjna i sport) oraz wszystkie zwyczajowe czynności dnia codziennego (np. codzienna toaleta, ubieranie się, robienie zakupów, przemieszczanie się, utrzymywanie porządku w domu). Największy wpływ na wielkość ponadpodstawowej przemiany materii mają rodzaj, intensywność, czas trwania i częstotliwość wykonywanych czynności fizycznych. Przykładowo wydatek energetyczny podczas wykonywania pracy umysłowej jest mniejszy niż w przypadku pracy fizycznej.
Spożywanie pokarmów oraz ich trawienie, wchłanianie, transport i zużywanie wchłoniętych składników odżywczych to procesy metaboliczne wymagające energii. Procesy te przyczyniają się do okresowego poposiłkowego nasilenia tempa przemiany materii. Spowodowany nimi wzrost wydatku energetycznego ustroju nosi nazwę swoiście dynamicznego działania pożywienia (inaczej ciepłotwórcze działanie pożywienia/termiczny efekt pożywienia). Ten tzw. koszt trawienia pokarmów zależy od rodzaju (składu) i ilości spożywanego pożywienia. Największy wpływ na ponadpodstawową przemianę materii wykazują produkty białkowe – zwiększają przemianę materii mniej więcej o 25%. Spożycie tłuszczów zwiększa ją o 5–10%. Najmniejszym wpływem na ponadpodstawową przemianę materii charakteryzują się węglowodany, które zwiększają tempo przemiany materii tylko o mniej więcej 6%. Ogółem procesy metaboliczne związane z trawieniem, wchłanianiem, transportem i wykorzystaniem zawartych w pożywieniu białek, tłuszczów i węglowodanów powodują, że przemiana materii wzrasta o 10% ponad wartość podstawową.
Wytwarzanie ciepła w następstwie obniżenia temperatury środowiska poniżej neutralności termicznej (tzw. warunki termoneutralne to temperatura otoczenia 18–25°C) nosi nazwę termogenezy indukowanej zimnem. Konwencja Światowej Organizacji Zdrowia (World Health Organization, WHO) dotycząca dokonywania korekty w zapotrzebowaniu energetycznym w zależności od temperatury otoczenia – przy założeniu długotrwałego przebywania w danej jego temperaturze – przyjmuje jako bazę temperaturę średnią 20°C i uwzględnia dodatkowe 100 kcal ponad poziom podstawowej przemiany materii na każde 5°C poniżej 20°C, jak pokazano w tabeli 4.1.
Tabela 4.1. Zmiany w zapotrzebowaniu na energię w zależności od temperatury otoczenia
Źródło: opracowano na podstawie World Health Organization, The Management of Nutrition in Major Emergencies. Geneva 2000.
Należy jednak podkreślić, że udział termogenezy indukowanej zimnem w całkowitym wydatku energetycznym zmniejszył się w ostatnich dekadach, ponieważ ludzie spędzają więcej czasu w pomieszczeniach. Zmiany wartości kalorycznej diety w zależności od temperatury otoczenia będą zatem istotne jedynie dla osób, które większość dnia spędzają na wolnym powietrzu, ponieważ w takiej sytuacji organizm więcej energii będzie wykorzystywał na utrzymanie stałej temperatury ciała. Jeśli większa część czasu jest spędzana w pomieszczeniach ogrzewanych, a ponadto ubiór jest tak dostosowany, aby czuć się komfortowo, zapotrzebowanie energetyczne nie wzrasta. Znajduje to wyraźne odzwierciedlenie w polskich normach żywienia, które nie podlegają zróżnicowaniu ze względu na porę roku.
4.6. Całkowita przemiana materii
4.6.1. Definicja
Całkowita przemiana materii (CPM), określana inaczej jako całkowity wydatek energetyczny (total energy expediture, TEE) w ciągu 24 godzin jest sumą:
● podstawowej przemiany materii (PPM), która stanowi 45–70% całkowitego dobowego wydatku energetycznego;
● ponadpodstawowej przemiany materii (PPPM), na którą składa się energia zużywana na aktywność fizyczną oraz procesy trawienia, wchłaniania i transportu składników odżywczych (swoiście dynamiczne działanie pożywienia).
Całkowita przemiana materii (suma wszystkich wydatków energetycznych) jest równoważna całkowitemu zapotrzebowaniu energetycznemu organizmu, co stanowi podstawę komponowania dziennego jadłospisu.
4.6.2. Metody określania wartości całkowitej przemiany materii
Aby obliczyć całkowitą przemianę materii, należy zsumować wartości podstawowej przemiany materii i ponadpodstawowej przemiany materii, co można wyrazić następującym wzorem:
gdzie:
CPM – całkowita przemiana materii;
PPM – podstawowa przemiana materii;
PPPM – ponadpodstawowa przemiana materii.
Podstawową przemianę materii można obliczyć za pomocą wzorów ustalonych doświadczalnie.
Wzory Harrisa–Benedicta:
● dla kobiet:
PPM [kcal/24 h] = 665,0955 + (9,5634 × masa ciała [kg]) + (1,8496 × wzrost [cm]) ˗ (4,6756 × wiek [lata])
● dla mężczyzn:
PPM [kcal/24 h] = 66,4730 + (13,7516 × masa ciała [kg]) + (5,0033 × wzrost [cm]) ˗ (6,7550 × wiek [lata])
Wzory Mifflina–St Jeora:
● dla kobiet:
PPM [kcal/24 h] = (10 × masa ciała [kg]) + (6,25 × wzrost [cm]) ˗ (5 × wiek [lata]) – 161
●