Τρίτη, 21 Αυγούστου 2012

Μεταβολισμός και ... ενέργεια ...!


Δρ Δημήτρης Ζ. Ψυρρόπουλος

Μεταβολισμός και ενεργειακή κατανάλωση

Oρισμός: Μεταβολισμός είναι το σύνολο των χημικών, θερμικών και μηχανικών διεργασιών για τη γέννηση, ανάπτυξη και συντήρηση του ανθρώπου. Σύμφωνα με τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο, παρ' όλο που η ενέργεια μεταφέρεται και μετασχηματίζεται, ούτε δημιουργείται ούτε καταστρέφεται. Συνεπώς, για να υπάρξει μεταβολή στη μάζα του σώματος, θα πρέπει να προϋπάρξει αντίστοιχη μεταβολή στο ενεργειακό ισοζύγιο.

Εντροπία ονομάζεται η θερμική ενέργεια που δεν έχει πλέον τη δυνατότητα παραγωγής έργου.

Στον αναπτυσσόμενο οργανισμό, η ζωή δίνει τη δύναμη της "αρνητικής εντροπίας", διότι, με τη βοήθεια χημικών συστημάτων, μπορεί να οικοδομεί πολύπλοκα σχήματα από απλούστερα συστατικά.

Στον ώριμο οργανισμό, με εξαίρεση τη φυσική δραστηριότητα, όλη η προσφερόμενη με την τροφή ενέργεια αποβάλλεται από το σώμα με τη μορφή θερμότητας. Το μεγαλύτερο μέρος αυτής της θερμότητας παράγεται επειδή ο οργανισμός δεν έχει καλή "απόδοση" στη μετατροπή της χημικής ενέργειας των τροφών σε κάποια άλλη μορφή (π.χ., ΑDΡ προς ΑΤΡ) που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή έργου. Από τη θερμότητα αυτή δεν παράγεται έργο, επειδή το ανθρώπινο σώμα είναι ισόθερμο και έτσι έχουμε αύξηση της εντροπίας.

Υπολογισμός ενεργειακής πρόσληψης

Ακριβής προσδιορισμός: όλα τα συστατικά ενός γεύματος διπλασιάζονται και το ένα μέρος καταναλώνεται από τον εξεταζόμενο, ενώ το άλλο μέρος υφίσταται πλήρη χημική ανάλυση ή καίγεται σε ειδικό κλίβανο. Παράλληλα, με 24ωρη συλλογή ούρων και κοπράνων υπολογίζονται η απορροφημένη και η μεταβολισμένη ενέργεια της τροφής από την εξίσωση: Μεταβολιζόμενη ενέργεια - Ολική ενέργεια - (απώλεια ενέργειας κοπράνων + ούρων). Το 75% της μεταβολισμένης ενέργειας μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια και μόλις το 25% χρησιμοποιείται για τη συντήρηση, τη σωματική δραστηριότητα και την αύξηση.

Εμπειρικός προσδιορισμός: συνίσταται στην αναλυτική καταγραφή των καταναλωθέντων τροφίμων σε ποσότητα και ποιότητα και στον υπολογισμό της σύνθεσής τους και της εμπεριεχόμενης μεταβολιζόμενης ενέργειας βάσει πινάκων. Η μέθοδος αυτή έχει σφάλμα 3-10% στον ποσοτικό προσδιορισμό της πρόσληψης με ιδανικές συνθήκες, αλλά είναι ακριβής για την ανάλυση των διαιτητικών συνηθειών, δηλαδή την ανάλυση της ποιοτικής πρόσληψης τροφής.

Υπολογισμός ενεργειακής κατανάλωσης

Αμεση θερμιδομετρία: όλη η ενέργεια που καταναλώνεται από το σώμα σε κατάσταση ηρεμίας εκλύεται στο περιβάλλον ως θερμότητα. Η μέτρηση αυτής της θερμότητας δίνει και την ενεργειακή κατανάλωση.

Εμμεση θερμιδομετρία: η θερμότητα στο ανθρώπινο σώμα απελευθερώνεται από οξείδωση. Αν γνωρίζουμε την ποσότητα του οξυγόνου που καταναλώθηκε, την ποσότητα του CO2 που παρήχθη και τη χημική σύσταση της ουσίας που μεταβολίστηκε, είναι δυνατόν να υπολογίσουμε την ποσότητα της ενέργειας που μεταβολίστηκε. Η αρχή αυτή εφαρμόζεται σήμερα στην καθημερινή πράξη με τις συσκευές έμμεσης θερμιδομετρίας. Το πλεονέκτημα της μεθόδου είναι ότι, εκτός από την ενεργειακή κατανάλωση, μπορούμε επακριβώς να υπολογίσουμε και την ποσότητα και την αναλογία των μακροστοιχείων της διατροφής που οξειδώθηκαν.

Μη αναπνευστικές μέθοδοι: α) καταγραφή σωματικών δραστηριοτήτων και εξαγωγή αθροίσματος από τον εμπειρικό υπολογισμό του βασικού μεταβολισμού, το ενεργειακό κόστος της σωματικής δραστηριότητας και το ενεργειακό κόστος της σίτισης, β) ανάλυση κινητικής, ραδιενεργού άνθρακα ανάλυση, κινητικής ισοτόπων του οξυγόνου και υδρογόνου (δευτέριο ή τρίτιο). Η μέθοδος αυτή γνωρίζει μεγάλη άνθηση τα τελευταία χρόνια γιατί μπορεί να υπολογίσει με απόκλιση 3-8% την καταναλισκομένη ενέργεια για πολλές μέρες, κατά τη διάρκεια των οποίων οι εξεταζόμενοι συνεχίζουν απρόσκοπτα τις καθημερινές τους δραστηριότητες.

Παράγοντες που επηρεάζουν την ενεργειακή κατανάλωση είναι το σωματικό βάρος, η ποσότητα και η ποιότητα του μυϊκού ιστού, η ηλικία, η σωματική δραστηριότητα, η ανάπτυξη, η κατά τη σίτιση θερμογένεση, η θερμοκρασία του περιβάλλοντος (θερμογένεση με και χωρίς ρίγος), η θυρεοειδική λειτουργία και η δραστηριότητα του συμπαθητικού νευρικού συστήματος. Η επίδραση του τελευταίου είναι πολύ καθοριστική για τη θερμογένεση και ασκεί μεγάλο μέρος της δράσης του μέσω του φαιού λιπώδους ιστού.

Πηγές: health.in.gr (Α. Μόρτογλου)