Metabolismul energetic al organismului uman

Componentele consumului energetic (5): 

• Consumul energetic de repaus (CER) - exprimat prin rata metabolica bazala (RMB)- care reprezinta cea mai mare parte a consumului energetic,aproximativ 60% -75%;
• Efectul termogenetic al alimentelor (ETA) sau termogeneza indusa de dieta;
• nergia cheltuita pentru activitati voluntare.

Rata metabolica bazala

Rata metabolica bazala ( 1) - in conditii bazale, energia este utilizata in activitatile mecanice necesare mentinerii vietii, cum ar fi respiratia sau circulatia sanguina, sinteza constituientilor organici, mentinerea temperaturii corpului, pompele ionice transmembranare.

Tabelul 1: Consumul energetic aproximativ al diferitelor organe la om

Masurarea RMB presupune repaus complet, fizic si psihic, relaxat, dar nu in timul somnului, ci la cateva ore dupa o activitate obositoare, intr-o atmosfera confortabila. RMB este masurat dimineata, dupa trezirea subiectului si la 10-12 ore de la ultima masa; RMB este relativ constanta si reprezinta 60­70% din totalul energetic.

Factorii care influenteaza rata metabolica bazala( RMB) sunt:

• aria suprafetei corporale- datorita caldurii pierdute prin evaporarea apei de la nivelul pielii;
• masa corporala- este legata de rata metabolica de repaus;
• greutatea corporala;
• sexul;
• varsta;
• dezvoltarea musculaturii - la atleti, RMB este cu 5% mai mare fata de cei care nu practica sportul, iar femeile cu o proportie mai mare de tesut adipos decat masa musculara, fata de barbati, au o RMB cu 5-10% mai redus ca acestia;
• cresterea- RMB este mai intens in perioada de crestere accelerata ( primii doi ani de viata) si se diminueaza progresiv in timpul pubertatii si adolescentei;
• glandele endocrine- tiroxina si noradrenalina sunt principalii reglatori ai metabolismului; cand exista deficit de tiroxina, metabolismul bazal scade cu 30­50%, iar in hipertiroidie RMB creste aproape de doua ori peste valorile normale; stimularea
• SNS ( sistemului nervos simpatic), de exemplu in stres creste activitatea celulara cu eliberare de adrenalina care stimuleaza glicogenoliza;
• alti hormoni influenteaza RMB- cortizolul, insulina, STH, etc., iar la femei exista variatii in functie de ciclul menstrual si in sarcina;
• somnul- in timpul somnului, metabolismul scade cu aproape 10% cel realizat in timpul starii de veghe, datorita relaxarii musculare si inhibarii sistemului nervos simpatic;
• febra- creste rata metabolismului bazal cu 13% pentru fiecare grad peste temperatura normala;
• temperatura mediului ambiant - cea de la tropice creste RMB cu 5-20% fata de zona temperata;
• ciclul menstrual
• graviditatea.

Efectul termogenetic al alimentelor

Efectul termogenetic al alimentelor:

Reprezinta aproximativ 10% din totalul consumului energetic. Se mai numeste termogeneza indusa de die ta/alimentatie.

Are doua componente:

• termogeneza obligatorie- este energia necesara pentru digestia, absorbtia si metabolizarea substantelor nutritive;
• termogeneza facultativa- este o crestere a ratei metabolice stimulata de ingerarea de alimente, pentru transformarea caloriilor in exces in caldura; ea creste de aproape doua ori in conditii de efort fizic; este stimulata si de frig, cofeina si nicotina.

Termogeneza alimentelor este mai mare dimineata, dupa micul dejun, decat dupa pranz sau cina, fiind mai mare dupa consumul de carbohidrati si proteine fata de lipide. De aceea, arderea lenta a grasimilor poate duce la aparitia obezitatii.(1)

Activitatea fizica

Consumul energetic variaza in limite foarte mari in functie de activitatea fizica - 10% la persoanele imobilizate la pat si pana la 50% la persoanele foarte active, sportivii.

Calcularea energiei provenite din alimente : Arderea unui gram din diferite principii alimentare furnizeaza calorii, dupa cum urmeaza:

• proteine - 4 kcal/g
• lipide - 9 kcal/g
• carbohidrati - 4 kcal/g
• alcool - 7 kcal/g
• fibre alimentare ( sunt glucide rezistente la digestie) - 2 kcal/g

Necesarul de energie se obtine adunand necesarul energetic in repaus, in activitate fizica si efectul termic al alimentelor.

Pe baza valorilor energetice se poate calcula aportul de calorii recomandat pe categorii de persoane(sugari, copii, barbati, femei), folosind tabele de referinta in care sunt precizate varsta (ani), greutatea (kg), talia( cm).

Principalele clase de nutrienti si ratia zilnica recomandata

RDA (recommended daily allowance) = ratia zilnica recomandata

Nutrienti ce furnizeaza energie

• Glucide - 1 g furnizeaza 4,1kcal.
• Proteine - 1 g furnizeaza 4,1 kcal.
• Lipide - 1 g furnizeaza 9,3 kcal.

Nutrienti fara energie

• Minerale - in total 22 de minerale, din care:
  • 7 Macronutrienti : Ca, Cl, Mg, P, K, Na, S Arseniu, Bor, Cobalt, Cupru, Crom,Fluor, Fier,
  • 15 Micronutrienti : Mangan, Molibden, Nichel, Seleniu, Siliciu, Vanadiu, Zinc
• Vitamine
  • Liposolubile:

• Vit.A – RDA: 5000 UI
• Vit.D – RDA: 400 UI
• Vit.E – RDA: 30 UI
• Vit.K*
• Hidrosolubile:

• Vit.C – RDA: 60 mg
• Vit.B1 – RDA: 1,5 mg
• Vit.B2 – RDA: 1,7 mg
• Vit.B3 (Niacina)– RDA: 19 mg
• Vit.B6 – RDA: 2 mg
• Vit.B12 – RDA: 6 μg
• Acid folic – RDA: 400 μg

* RDA nu este necesara;

Cu exceptia primelor zile de viata, la indivizii sanatosi nu exista carenta de vitamina K.

Pentru a mentine constanta greutate corporala, cheltuielile energetice trebuie sa fie egale cu aporturile de energie. Pentru a simplifica, echilibrul energetic corespunde acelui aport energetic care permite mentinerea unei greutati corporale stabile. Insuficienta aportului energetic se traduce prin scaderea ponderala, iar excesul acestuia produce cresterea greutatii corporale.

Necesarul energetic total zilnic trebuie sa acopere:

• cheltuielile metabolismului bazal;
• actiunea dinamic specifica a alimentelor;
• cheltuielile energetice determinate de activitatea fizica depusa;
• cheltuielile energetice ca raspuns la modificarea temperaturii mediului înconjurator.

Calculul necesarului caloric

Factorii utili calcularii necesarului caloric sunt: greutatea, înaltimea, vârsta, profesia, activitatea fizica, starea fiziologica (sarcina, alaptare, pubertate).

Calculul metabolismului bazal (2)

Estimarea cheltuielilor energetice bazale se poate face cu ajutorul ecuatiei Harris - Benedict, care ia în calcul 4 variabile: vârsta, înaltimea, greutatea si sexul.

BEE (basal energy expenditure) reprezinta cheltuiala energetica bazala si se exprima în Kcal/zi.

(barbati) BEE = 66 + (13,7xG) + (5xH) - (6,8xV)

(femei) BEE = 65,5 + (9,5xG) + (1,8xH) - (4,7xV)

G = greutate corporala exprimata în kg;

H = înaltimea exprimata în cm;

V = vârsta exprimata în ani.

Prin multiplicarea BEE cu 1,2 se obtin nevoile energetice necesare mentinerii unei stari optime de nutritie la persoanele sanatoase. În unele situatii patologice ( ca de exemplu pneumonii, cancere, peritonite sau în timpul recuperarii dupa majoritatea tipurilor de operatii) nevoile energetice sunt mai mari (în medie BEE x 1,5).

Principalele surse de energie pentru organismul uman sunt reprezentate de glucide si lipide. Proteinele sunt mai putin utilizate drept sursa de energie. În tabelul 4 sunt prezentate caldura de combustie si energia disponibila în organism corespunzatoare proteinelor, lipidelor, glucidelor si alcoolului. Consumul de alcool poate aduce o proportie importanta din necesarul energetic.

Calculul greutatii ideale

Pentru calcularea greutatii ideale cele mai utilizate formule sunt: formula Broca, formula Lorentz, formula „Metropplitan Life Insurance” si indicele masei corporale.

• Indicele masei corpului (IMC) sau „Bodz Mass Index” (BMI): G(kg)/Î(m)^2.

Tabelul 3 : Definirea greutatii corporale în functie de IMC

Nevoile energetice sunt mai mari în perioadele de crestere. Astfel, nou-nascutii necesita 115 kcal/kg; sugarii ~ 105 kcal/kg; copii între 1 si 10 ani ~ 80 kcal/kg. De asemenea, adolescentii au un necesar caloric crescut (pentru fete 38 kcal/kg si pentru baieti 45 kcal/kg).