Все процессы, которые происходят в мире, проходят с затратами энергии в том или ином виде. Не являются исключением и процессы, происходящие в организмах всех живых существ, в т. ч. и в организме человека.
Для обеспечения энергией часть веществ, поступающих с пищей, организм перерабатывает и сжигает до углекислого газа, воды и других соединений. Этот процесс и во внешней среде идет с выделением энергии, преимущественно в тепловом виде: жиры горят открытым пламенем (вспомним старинные сальные свечи), углеводы сгорают при добавлении катализатора, например, солей лития, белки также могут сгорать при определенных условиях.
В организме же человека результатом такого окисления является создание разности потенциалов на внутренней и внешней мембране специальных клеточных органов — митохондрий, которая в свою очередь расходуется на синтез аденозинтрифосфата (АТФ). При протекании любых реакций, трансформаций и прочих процессов, требующих затрат энергии, в качестве ее источника используется процесс разложения АТФ. Полная энергия пищевого продукта называется калорийностью.
Жизнь человека невозможна без энергозатрат, которые могут быть неконтролируемыми и контролируемыми. К неконтролируемым относят затраты энергии на обеспечение так называемого основного обмена и специфически динамического действия пищи.
Под основным обменом понимают энерготраты на обеспечение жизнедеятельности базовых систем организма: дыхательной, сердечно-сосудистой, мышечного тонуса и пр.
Величина основного обмена зависит от целого ряда факторов (пола, веса, роста, возраста, температуры окружающей среды, наличия заболеваний и пр.). У женщин интенсивность основного обмена, как правило, меньше, чем у мужчин, примерно на 10%. С увеличением массы тела и роста величина основного обмена повышается, возраста – снижается. Энергозатраты основного обмена составляют в настоящее время в большинстве случаев более половины от всех суточных затрат энергии. Уровень основного обмена у разных людей может отличаться весьма существенно, находясь в диапазоне от 900 до 1600 ккал.
Под специфически динамическим действием пищи понимают энерготраты, необходимые для переваривания поступивших в организм нутриентов. Наибольшее количество энергии уходит на расщепление белков (30-40% от величины основного обмена), наименьшее – на переваривание углеводов (4-7%), жиры занимают промежуточное положение (4-14%). В среднем, при употреблении смешанного рациона на его переваривание расходуется около 10% от величины основного обмена.
Контролируемыми являются потери энергии, связанные с умственной и физической активностью. Интенсивность данных энерготрат обычно измеряют с использованием установленных коэффициентов физической активности (КФА). Величина КФА повышается пропорционально физической нагрузке. Так, для спящего человека он равен 1.0, а для спортсмена во время интенсивной тренировки – 7.5.
КФА часто используют для расчета общей необходимой калорийности рациона. Например, для лиц умственного труда (учителя, научные сотрудники, работники музеев, офисные клерки и т.д.) принят КФА 1.4, а для работников тяжелого физического труда (вальщики леса, горнорабочие, грузчики и т.п.) – 2.5.
Основными источниками энергии в составе продуктов питания являются белки, жиры, углеводы. В ряде случаев значительный вклад вносят и другие пищевые соединения (например, этанол при злоупотреблении алкоголем). Принято считать, что в организме человека 1 г белка приводит к образованию 4 ккал энергии, 1 г жира – 9 ккал, 1 г углеводов – 4 ккал, а 1 г этанола – 7 ккал.
В идеале энергетическая ценность (или калорийность) рациона человека должна совпадать с его суммарными тратами энергии. Однако это невозможно в принципе. С одной стороны, потребности человека не бывают постоянными и всегда меняются в зависимости от физической и психической активности, климатических условий и прочих факторов. С другой стороны, ежедневное разнообразие рациона и естественные колебания в калорийности тех или иных продуктов мешают точному определению суточного калоража потребляемой пищи.
Потребность в энергии и энергетическая ценность рациона должны примерно совпадать хотя бы за какой-то отдельный период, например, в течение месяца. В случае же резкого различия между энергетической потребностью организма человека и энергетической ценностью рациона наблюдают различные неприятные явления.
Так, если суточный калораж рациона значительно выше энергетической потребности организма человека, то последний начинает увеличивать свой вес. Эта реакция сформировалась в результате эволюции и носит крайне важный характер: ведь организму неизвестно точно, когда будет следующий прием пищи и будет ли он полноценен с точки зрения энергетической ценности.
К сожалению, у этой реакции нет «потолка» или противоположной реакции, ограничивающей ее. Таким образом, организм продолжает запасать энергию в виде жира до тех пор, пока превышение энергетической ценности рациона над соответствующей потребностью организма позволяет это.
С другой стороны, в случае значительного неудовлетворения потребности организма калорийностью потребляемых продуктов (энергетической ценностью рациона), наблюдается снижение веса, различные болезни и в конечном итоге смерть от истощения.
Представленная схема дает понимание, почему так важно употреблять то количество пищи, которое действительно необходимо организму. А в случае потребления дополнительного количества пищевых продуктов необходимо повышать расход калорий (например, физической активностью) или снижать калорийность продуктов в рационе в будущем, до возврата к оптимальному равновесию. Но не все так просто...
Помимо энергетической ценности, рацион должен обладать достаточной пищевой ценностью, т.е. содержать необходимое количество белка (в т. ч. незаменимых аминокислот), жира (в т. ч. незаменимых полиненасыщенных жирных кислот), витаминов, минералов и др. биологически активных веществ.
Это означает, что если посчитать все необходимое с точки зрения пищевой ценности, рассчитать калорийность получившегося рациона и вычесть полученное значение из энергетической потребности организма, то, к сожалению, у большинства современных людей практически ничего не останется.
Следовательно, употребляемые высококалорийные пищевые продукты с низкой пищевой ценностью (такие, как кондитерские и хлебобулочные изделия, например) приводят либо к значительному превышению калорийности рациона над энергетической потребностью организма человека, либо к замещению части рациона такими продуктами с общим понижением пищевой ценности рациона.
Чаще всего, происходит искажение в обоих направлениях одновременно. В результате человек набирает вес, при этом страдает от нехватки ряда незаменимых компонентов.
В связи с изменением за последние столетия характера деятельности, существенно изменилась и потребность человека в энергии. Так, ранее в деятельности человека преобладал физический труд, сопряженный с большими затратами энергии. Теперь же наиболее тяжелый физический труд выполняют машины, а городские жители, особенно работники офисов, административный персонал вообще не занимаются физическим трудом и при этом пользуются автомобилем, лифтом и т.д.
Это привело к резкому снижению потребности в энергии у людей, в среднем, в полтора раза, с 3000 до 2000 ккал в сутки.
Физиологическая потребность в энергии, или суточный калораж, в зависимости от характера деятельности, для мужчин составляет от 2100 ккал/сутки у офисных работников до 4200 ккал/сутки у строителей, грузчиков, рабочих заводов и сельского хозяйства и, соответственно, от 1800 до 3050 ккал/сутки для женщин. В суровом климате, например, на Крайнем Севере, расход энергии увеличивается в среднем на 15%.
Рассчитать суточный калораж (энергетическую ценность) своего рациона не составляет труда — согласно современным требования к этикетированию, на всех без исключения пищевых продуктах должна быть указана их калорийность (как правило, в ккал на 100 г).
Нередко бойкие журналисты в погоне за популярностью своих публикаций объявляют возможность рассчитать питательность продукта и даже само понятие калорийности «мифом». Эти смелые заявления основаны на трех, в целом верных соображениях.
Во-первых, организм — не камера сгорания, идущие в нем реакции сложнее и их КПД ниже.
Во-вторых, потребности в энергии у нас разные и колеблются каждый день, равно как и усвояемость еды. Организм понижает усвояемость при обильном питании и повышает в условиях голода. Причем организм может поступившую пищу «сжечь», может отложить в жир, а может потратить, как строительный материал. Для иллюстрации этой мысли приведем следующую аналогию.
Допустим, у вас есть деревянный дом, который требует постоянного ремонта и подновления. И при этом в нем надо поддерживать тепло, а отапливается он тоже деревом (дровами). И вот вам каждый день завозят кубометр древесины. На что вы его потратите? Если на улице зима, то почти вся древесина пойдет в печь. А если тепло, но требуется подновить стену или крышу, то она пойдет на ремонт. А если хватило и на то и на другое, вот тогда остаток древесины откладывается про запас в сарае — то есть, возвращаясь к организму, переваренная еда депонируется в жировой ткани.
Наконец, третьим аргументом против скрупулезных подсчетов калорий является относительность определения калорийности продукта, которая колеблется даже в очень близких видах пищевых изделий. Условно говоря, нет абстрактной энергетической ценности продуктов питания, к примеру, калорийности молока жирностью 3,2%, а есть калораж именно этой чашки молока или вон той, и отличаться друг от друга они могут процентов на пять-десять. Но не будешь же проводить лабораторное исследование, анализируя каждую съеденную тарелку или выпитую чашку!
Всё это так. Однако есть и контрвозражения. Успехи современной биохимии позволили вычислить энергетику очень многих метаболических реакций, поэтому «теплота сгорания» в нашем теле рассчитана весьма точно. Что же касается колебаний в калорийности тех или иных блюд и в энергетической потребности в разные дни, то они усредняются и в пересчете на месяцы и годы дают очень стабильную и воспроизводимую картину.
Нам кажется, что мы едим каждый день что-то разное, но любой расчетчик в учреждении общественного питания подтвердит, что в среднем мы едим, допустим, на 300 р., плюс-минус два рубля в день — то есть колебания очень хорошо усредняются по месяцам. Наконец, аргумент о разной потребности и усвояемости вообще не должен восприниматься как что-то опровергающее понятие калорийности.
Условно говоря, бак бензина — это всегда 500 км пути, и не имеет значения, сколько километров в день намотал сегодня шофер и включал ли он кондиционер. Главное, чтобы он этот самый кондиционер включал хотя бы изредка. Важно вести более-менее размеренную жизнь, соблюдать минимальный режим дня и помнить о том, что есть продукты высоко- и низкокалорийные.
Конечно, подсчитывать килокалории с точностью до десятых долей бессмысленно. Можно уподобить таблицы калорийности точным картам с расстояниями между городами, а на самом деле, они усреднены до ошибки в плюс-минус сто километров. Но, тем не менее, расстояние Москва-Токио будет на порядок, т.е. примерно в десять раз больше, чем Москва-Питер, и от этого никуда не деться. Можно не считать энергетическую ценность каждого продукта питания, а просто поделить все пищевые продукты на несколько категорий по данному признаку и стремиться к тому, чтобы избегать наиболее энергетически насыщенных.
Для обеспечения энергией часть веществ, поступающих с пищей, организм перерабатывает и сжигает до углекислого газа, воды и других соединений. Этот процесс и во внешней среде идет с выделением энергии, преимущественно в тепловом виде: жиры горят открытым пламенем (вспомним старинные сальные свечи), углеводы сгорают при добавлении катализатора, например, солей лития, белки также могут сгорать при определенных условиях.
В организме же человека результатом такого окисления является создание разности потенциалов на внутренней и внешней мембране специальных клеточных органов — митохондрий, которая в свою очередь расходуется на синтез аденозинтрифосфата (АТФ). При протекании любых реакций, трансформаций и прочих процессов, требующих затрат энергии, в качестве ее источника используется процесс разложения АТФ. Полная энергия пищевого продукта называется калорийностью.
Жизнь человека невозможна без энергозатрат, которые могут быть неконтролируемыми и контролируемыми. К неконтролируемым относят затраты энергии на обеспечение так называемого основного обмена и специфически динамического действия пищи.
Под основным обменом понимают энерготраты на обеспечение жизнедеятельности базовых систем организма: дыхательной, сердечно-сосудистой, мышечного тонуса и пр.
Величина основного обмена зависит от целого ряда факторов (пола, веса, роста, возраста, температуры окружающей среды, наличия заболеваний и пр.). У женщин интенсивность основного обмена, как правило, меньше, чем у мужчин, примерно на 10%. С увеличением массы тела и роста величина основного обмена повышается, возраста – снижается. Энергозатраты основного обмена составляют в настоящее время в большинстве случаев более половины от всех суточных затрат энергии. Уровень основного обмена у разных людей может отличаться весьма существенно, находясь в диапазоне от 900 до 1600 ккал.
Под специфически динамическим действием пищи понимают энерготраты, необходимые для переваривания поступивших в организм нутриентов. Наибольшее количество энергии уходит на расщепление белков (30-40% от величины основного обмена), наименьшее – на переваривание углеводов (4-7%), жиры занимают промежуточное положение (4-14%). В среднем, при употреблении смешанного рациона на его переваривание расходуется около 10% от величины основного обмена.
Контролируемыми являются потери энергии, связанные с умственной и физической активностью. Интенсивность данных энерготрат обычно измеряют с использованием установленных коэффициентов физической активности (КФА). Величина КФА повышается пропорционально физической нагрузке. Так, для спящего человека он равен 1.0, а для спортсмена во время интенсивной тренировки – 7.5.
КФА часто используют для расчета общей необходимой калорийности рациона. Например, для лиц умственного труда (учителя, научные сотрудники, работники музеев, офисные клерки и т.д.) принят КФА 1.4, а для работников тяжелого физического труда (вальщики леса, горнорабочие, грузчики и т.п.) – 2.5.
Основными источниками энергии в составе продуктов питания являются белки, жиры, углеводы. В ряде случаев значительный вклад вносят и другие пищевые соединения (например, этанол при злоупотреблении алкоголем). Принято считать, что в организме человека 1 г белка приводит к образованию 4 ккал энергии, 1 г жира – 9 ккал, 1 г углеводов – 4 ккал, а 1 г этанола – 7 ккал.
В идеале энергетическая ценность (или калорийность) рациона человека должна совпадать с его суммарными тратами энергии. Однако это невозможно в принципе. С одной стороны, потребности человека не бывают постоянными и всегда меняются в зависимости от физической и психической активности, климатических условий и прочих факторов. С другой стороны, ежедневное разнообразие рациона и естественные колебания в калорийности тех или иных продуктов мешают точному определению суточного калоража потребляемой пищи.
Потребность в энергии и энергетическая ценность рациона должны примерно совпадать хотя бы за какой-то отдельный период, например, в течение месяца. В случае же резкого различия между энергетической потребностью организма человека и энергетической ценностью рациона наблюдают различные неприятные явления.
Так, если суточный калораж рациона значительно выше энергетической потребности организма человека, то последний начинает увеличивать свой вес. Эта реакция сформировалась в результате эволюции и носит крайне важный характер: ведь организму неизвестно точно, когда будет следующий прием пищи и будет ли он полноценен с точки зрения энергетической ценности.
К сожалению, у этой реакции нет «потолка» или противоположной реакции, ограничивающей ее. Таким образом, организм продолжает запасать энергию в виде жира до тех пор, пока превышение энергетической ценности рациона над соответствующей потребностью организма позволяет это.
С другой стороны, в случае значительного неудовлетворения потребности организма калорийностью потребляемых продуктов (энергетической ценностью рациона), наблюдается снижение веса, различные болезни и в конечном итоге смерть от истощения.
Представленная схема дает понимание, почему так важно употреблять то количество пищи, которое действительно необходимо организму. А в случае потребления дополнительного количества пищевых продуктов необходимо повышать расход калорий (например, физической активностью) или снижать калорийность продуктов в рационе в будущем, до возврата к оптимальному равновесию. Но не все так просто...
Помимо энергетической ценности, рацион должен обладать достаточной пищевой ценностью, т.е. содержать необходимое количество белка (в т. ч. незаменимых аминокислот), жира (в т. ч. незаменимых полиненасыщенных жирных кислот), витаминов, минералов и др. биологически активных веществ.
Это означает, что если посчитать все необходимое с точки зрения пищевой ценности, рассчитать калорийность получившегося рациона и вычесть полученное значение из энергетической потребности организма, то, к сожалению, у большинства современных людей практически ничего не останется.
Следовательно, употребляемые высококалорийные пищевые продукты с низкой пищевой ценностью (такие, как кондитерские и хлебобулочные изделия, например) приводят либо к значительному превышению калорийности рациона над энергетической потребностью организма человека, либо к замещению части рациона такими продуктами с общим понижением пищевой ценности рациона.
Чаще всего, происходит искажение в обоих направлениях одновременно. В результате человек набирает вес, при этом страдает от нехватки ряда незаменимых компонентов.
В связи с изменением за последние столетия характера деятельности, существенно изменилась и потребность человека в энергии. Так, ранее в деятельности человека преобладал физический труд, сопряженный с большими затратами энергии. Теперь же наиболее тяжелый физический труд выполняют машины, а городские жители, особенно работники офисов, административный персонал вообще не занимаются физическим трудом и при этом пользуются автомобилем, лифтом и т.д.
Это привело к резкому снижению потребности в энергии у людей, в среднем, в полтора раза, с 3000 до 2000 ккал в сутки.
Физиологическая потребность в энергии, или суточный калораж, в зависимости от характера деятельности, для мужчин составляет от 2100 ккал/сутки у офисных работников до 4200 ккал/сутки у строителей, грузчиков, рабочих заводов и сельского хозяйства и, соответственно, от 1800 до 3050 ккал/сутки для женщин. В суровом климате, например, на Крайнем Севере, расход энергии увеличивается в среднем на 15%.
Рассчитать суточный калораж (энергетическую ценность) своего рациона не составляет труда — согласно современным требования к этикетированию, на всех без исключения пищевых продуктах должна быть указана их калорийность (как правило, в ккал на 100 г).
Нередко бойкие журналисты в погоне за популярностью своих публикаций объявляют возможность рассчитать питательность продукта и даже само понятие калорийности «мифом». Эти смелые заявления основаны на трех, в целом верных соображениях.
Во-первых, организм — не камера сгорания, идущие в нем реакции сложнее и их КПД ниже.
Во-вторых, потребности в энергии у нас разные и колеблются каждый день, равно как и усвояемость еды. Организм понижает усвояемость при обильном питании и повышает в условиях голода. Причем организм может поступившую пищу «сжечь», может отложить в жир, а может потратить, как строительный материал. Для иллюстрации этой мысли приведем следующую аналогию.
Допустим, у вас есть деревянный дом, который требует постоянного ремонта и подновления. И при этом в нем надо поддерживать тепло, а отапливается он тоже деревом (дровами). И вот вам каждый день завозят кубометр древесины. На что вы его потратите? Если на улице зима, то почти вся древесина пойдет в печь. А если тепло, но требуется подновить стену или крышу, то она пойдет на ремонт. А если хватило и на то и на другое, вот тогда остаток древесины откладывается про запас в сарае — то есть, возвращаясь к организму, переваренная еда депонируется в жировой ткани.
Наконец, третьим аргументом против скрупулезных подсчетов калорий является относительность определения калорийности продукта, которая колеблется даже в очень близких видах пищевых изделий. Условно говоря, нет абстрактной энергетической ценности продуктов питания, к примеру, калорийности молока жирностью 3,2%, а есть калораж именно этой чашки молока или вон той, и отличаться друг от друга они могут процентов на пять-десять. Но не будешь же проводить лабораторное исследование, анализируя каждую съеденную тарелку или выпитую чашку!
Всё это так. Однако есть и контрвозражения. Успехи современной биохимии позволили вычислить энергетику очень многих метаболических реакций, поэтому «теплота сгорания» в нашем теле рассчитана весьма точно. Что же касается колебаний в калорийности тех или иных блюд и в энергетической потребности в разные дни, то они усредняются и в пересчете на месяцы и годы дают очень стабильную и воспроизводимую картину.
Нам кажется, что мы едим каждый день что-то разное, но любой расчетчик в учреждении общественного питания подтвердит, что в среднем мы едим, допустим, на 300 р., плюс-минус два рубля в день — то есть колебания очень хорошо усредняются по месяцам. Наконец, аргумент о разной потребности и усвояемости вообще не должен восприниматься как что-то опровергающее понятие калорийности.
Условно говоря, бак бензина — это всегда 500 км пути, и не имеет значения, сколько километров в день намотал сегодня шофер и включал ли он кондиционер. Главное, чтобы он этот самый кондиционер включал хотя бы изредка. Важно вести более-менее размеренную жизнь, соблюдать минимальный режим дня и помнить о том, что есть продукты высоко- и низкокалорийные.
Конечно, подсчитывать килокалории с точностью до десятых долей бессмысленно. Можно уподобить таблицы калорийности точным картам с расстояниями между городами, а на самом деле, они усреднены до ошибки в плюс-минус сто километров. Но, тем не менее, расстояние Москва-Токио будет на порядок, т.е. примерно в десять раз больше, чем Москва-Питер, и от этого никуда не деться. Можно не считать энергетическую ценность каждого продукта питания, а просто поделить все пищевые продукты на несколько категорий по данному признаку и стремиться к тому, чтобы избегать наиболее энергетически насыщенных.