متابولیسم انرژی

متابولیسم انرژی – انرژی عبارت است از ظرفیت انجام کار ، این تعریف در تغذیه به شیوه ای اطلاق می شود که در آن بدن انرژی ذخیره شده در پیوندهای شیمیایی موجود در غذاها را استفاده می کند.
از متابولیسم غذا که باید برای تأمین نیازهای انرژی جهت بقاء بدن به طور مرتب فراهم شود، انرژی آزاد می گردد. اگرچه تمام انرژی در نهایت به شکل گرما ظاهر می شود که در اتمسفر پراکنده می گردد، فرآیندهای انحصاری در داخل سلول استفاده از انرژی را برای تمام فعالیتهای مورد نیاز زندگی فراهم می کنند.ازجمله این فرآیندها واکنش های شیمیایی هستند که سنتز و نگهداری بافت های بدن، انتقال الکتریکی فعالیت های عصبی، کار مکانیکی ماهیچه ای و تولید گرما برای نگهداری حرارت بدن را انجام می دهند.
متابولیسم انرژی
اجزای انرژی مصرفی روزانه:
بدن انسان انرژی را به شکل ،انرژی مصرفی در استراحت Resting energy expenditure ( REE)
اثرگرمازایی غذا Thermic effect of food (TEF)
و انرژی صرف شده در فعالیت جسمانیEnergy Expenditure in Physical Activity (EEPA) مصرف می کند.
این سه جزء کل انرژی مصرفی Total Energy Expenditure (TEE) روزانه یک فرد را تشکیل می دهند.
REE انرژی لازم برای انجام اعمال حیاتی بدن در حال استراحت می باشد.این فعالیتها شامل تنفس و گردش خون،سنتز ترکیبات آلی، پمپ یون ها از طریق غشاها، انرژی صرف شده توسط سیستم عصبی مرکزی و نگهداری حرارت بدن است. ۲۹% از REE توسط کبد استفاده می شود که بیشتر آن در سنتز گلوکز و اجسام کتونی به عنون مواد سوختی مغز به کار می رود.
BEE واژه انرژی مصرفی پایه Basal Energy Expenditure ( BEE) نیز برای توضیح این بخش از انرژی مصرفی روزانه استفاده می شود. BEE مقدار انرژی صرف شده در ۲۴ ساعت توسط فرد در حالت خوابیده و استراحت جسمی و ذهنی است که حداقل ۱۲ ساعت از صرف آخرین غذای او گذشته است و در محیط معتدل از نظر حرارتی قرارگیرد.
BMR اندازه گیری میزان متابولسیم پایه (Basal Metabolic Rate (BMR در ابتدای صبح ، قبل از هر نوع فعالیت جسمی فرد انجام می شود. همچنین ۱۲ ساعت قبل نباید نوشیدن چای یا قهوه یا استنشاق نیکوتین صورت گرفته باشد.
اگر هر یک از این شرایط فراهم نباشد، میزان متابولیسم استراحت ( Resting Metabolic Rate (RMR نامیده می شود.در حال حاضر اندازه گیری BMR به دلایل عملی به ندرت انجام می گیرد و به جای آن RMR که در اکثر موارد کمی بیشتر از BMR است اندازه گیری می شود.
متابولیسم انرژی
‌عوامل مؤثر بر REE :
برخی از عوامل سبب تغییر REE در بین افراد می شوند. اندازه وترکیب بدن، سن، جنس و وضعیت هورمونی روی REE اثر دارند.
اندازه بدن: افراد با اندازه بزرگتر بدن دارای میزان متابولیسم بالاتری در مقایسه یا افراد با اندازه کوچکتر بدن هستند. در افراد با فعالیت جسمی کم هر ۱۰ کیلوگرم تفاوت در وزن سبب اختلافی حدود ۱۲۰ کیلوکالری در روز در RMR مردان یا زنان بزرگسال، یا اختلافی حدود ۲۰۰ کیلوکالری در روز در TEE می گردد.
ترکیب بدن: تنها تعیین کننده عمده REE توده بدون چربی (FFM) Fat Free Mas یا توده فعال بدن (LBM) Lean Body Mass است.
توده بدون چربی بدن از نظر متابولیکی بافت فعالی است، بنابراین بیشتر تغییرات REE در بین افراد ناشی از تغییرات در این بافت است.توده بدون چربی بدن را می توان با دقت زیاد با استفاده از روش های ترکیب بدن انسان مرجع اندازه گیری کرد. این روش ها عبارتند از : وزن کردن در زیر آب، اندازه گیری کل آب بدن با استفاده از ایزوتوپ های پایدار دو تریوم یااکسیژن۱۸،شمارش پتاسیم کل بدن و DXA ( Dual-energy X-ray Absorptiometry )DXA روش اسکن جدید است که املاح استخوان، بافت های چربی و بدون چربی را به درستی برآورد می کند. مواجهه با تشعشع بسیار کم است. با این وجود ، به علت گران بودن و غیر عملی بودن این روش های مرجع، برای برآورد ترکیب بدن از روش هایی با صحت کمتر مانند تن سنجی (Anthropometry) استفاده می شود.
سن: از دست دهی توده بدون چربی بدن در سالمندی سبب کاهش RMR می گردد. به ازای هر ۱۰ سال افزایش سن در بزرگسالی RMR حدود ۳-۲% کاهش می یابد. این تغیرات در ترکیب بدن را می توان با ورزش کاهش داد.

ورزش سبب حفظ توده عضلانی بدن و لذا RMR می گردد. با اندازه گیری بافت بدون چربی مشخص شده است که REE در دوران های رشد سریع، بخصوص در سال های اول و دوم زندگی در بالاترین حد خود قرار دارد.سپس درهردو جنس درسنین بلوغ ونوجوانی،پیک کوتاه تری مشاهده می شود. مقدار انرژی اضافه برای سنتز بافتهای بدنی حدود ۵ کیلوکالری به ازای هر گرم بافت جدید است. شیرخواران در حال رشد ممکن است ۱۵-۱۲% انرژی حاصل از غذاهای دریافتی خود را به صورت بافت جدید ذخیره کنند. وقتی کودک بزرگ تر می شود، نیاز کالری برای رشد به حدود ۱% کل انرژی مورنیاز کاهش می یابد.
جنس: تفاوت های جنسی در میزان متابولیسم عمدتاً ناشی از اختلاف در ترکیب بدن است. نسبت چربی به عضله در زنان معمولاً بیشتر از مردان است، بنابراین میزان متابولسیم در زنان ، ۱۰-۵ کمتر از مردان با وزن و قد یکسان است.
وضعیت هورمونی:وضعیت هورمونی می تواند روی میزان متابولسیم تأثیر داشته باشد. در اختلالات آندوکرین مانند پرکاری و کم کاری تیروئید، افزایش و کاهش مصرف انرژی صورت می گیرد. تحریک سیستم عصبی سمپاتیک برای مثال در هیجانات احساسی یا استرس سبب افزایش فعالیت سلولی با ترشح اپی نفرین می شود که مستقیماً سبب پیشرفت تجزیه گلیکوژن می گردد. هورمون های دیگر مانند کورتیزول، هورمون رشد و انسولین نیز روی میزان متابولسیم اثر دارند .
عوامل مؤثر دیگر به میزان متابولیسم : تب سبب افزایش متابولیسم می شود. به ازای هر درجه افزایش در حرارت بدن ، حدود ۱۳% افزایش در میزان متابولیسم ایجاد می گردد. RMR تحت تأثیر حرارت های خیلی زیاد یا کم محیط نیز قرار دارد. RMR افرادی که در آب و هوای گرمسیری زندگی می کنند، بالاتر از افرادی است که در نواحی معتدل زندگی می کنند.
ورزشکاران با مقدار عضله بیشتر افزایش در میزان متابولیسم پایه را در مقایسه با افراد غیر ورزشکار نشان می دهند که ناشی از بافت بدون چربی بالاتر آنان است. در مطالعه ای در مردان، فعالیت متوسط و زیاد به ترتیب سبب ۸ و ۱۴% افزایش در میزان متابولیسم گردید که ناشی از افزایش توده عضلانی بدن آنان بود. این اختلافات بطور عمده در ارتباط با افراد است و ناشی از فعالیت نمی باشد.

اثر گرمازایی غذا:
اثر گرمازایی غذا یا TEF عبارت است از افزایش مصرف انرژی ناشی از مصرف غذا، این جزء حدود ۱۰% کل انرژی مصرفی را تشکیل می دهد . TEF تحت عنوان گرمازایی ناشی از رژیم غذایی (DIT) نیز نامیده می شود. TEF را می توان انرژی موردنیاز برای هضم، جذب و متابولیسم مواد مغذی دانست که شامل سنتز و ذخیره پروتئین ، چربی و کربوهیدرات می باشد.

انرژی صرف شده در فعالیت جسمانی:
انرژی صرف شده در فعالیت جسمانی یا EEPAمتغیرترین جزءکل انرژی مصرفی روزانه است. این انرژی ممکن است از ۱۰% در یک بیمار بستری تا ۵۰% در یک ورزشکار متغیر باشد. EEPA شامل انرژی مصرفی در ورزش های اختیاری و نیز انرژی مصرف شده در فعالیت های غیر اختیاری مانند لرزیدن،حرکات ناشی از بیقراری و کنترل وضعیت جسمی می باشد.

عوامل مؤثر بر EEPA:
EEPA بسته به اندازه بدن و عادات حرکتی فرد متغیر می باشد. همچنین میزان تناسب اندام روی انرژی مصرفی در فعالیت اختیاری اثر دارد که احتمالاً ناشی از افزایش بافت عضلانی است. سطوح بالاتر انرژی مصرفی در هر گروه نشان دهنده مردان با توده عضلانی نسبی بالاتر می باشد.
با افزایش سن EEPA کاهش می یابد که ناشی از کاهش توده بدون چربی و افزایش توده چربی بدن است. معمولاً مردان دارای EEPA بالاتری در مقایسه با زنان هستند که علت اندازه بزرگتر بدن و توده بدون چربی بالاتر آنان است. فعالیت ذهنی اثر زیادی روی نیاز انرژی ندارد .