Διατροφή και ορισμός της Ενέργειας
΄Ώς ενέργεια καθορίζεται η ικανότητα για παραγωγή έργου ή η δυνατότητα για πρόκληση μιας αλλαγής στην ύλη. Για τον οργανισμό, ενέργεια είναι η δύναμη εκείνη που καθιστά το σώμα ικανό να συνεχίσει τις δραστηριότητες της ζωής. Με τον θάνατο η δραστηριότητα αυτή του οργανισμού παύει. Όταν χρησιμοποιείται ο όρος ενέργεια στη διατροφή αναφέρεται στο ποσό της χημικής ενέργειας που υπάρχει στα διάφορα τρόφιμα.
Η πρωταρχική πηγή της ενέργειας όλων των ζώντων οργανισμών είναι η ηλιακή ενέργεια. Με τη διεργασία της φωτοσύνθεσης τα φυτά από ανόργανα στοιχεία, όπως ο άνθρακας, το νερό, το οξυγόνο και το άζωτο, συνθέτουν οργανικές ουσίες, δηλαδή υδατάνθρακες, λίπη και πρωτεϊνες. Με τη φωτοσύνθεση, η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται και μετατρέπεται σε χημική ενέργεια η οποία εναποθηκεύεται στα φυτά.
Για τον παραπάνω λόγο τα φυτά θεωρούνται ανεξάρτητα από άλλες μορφές ζωής αφού είναι αυτότροφα, σε αντίθεση με τα ζώα, τα οποία είναι ετερότροφα και εξαρτώνται απόλυτα από τα φυτά και την ικανότητα τους αυτή να μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε χημική.
Τα ζώα, όπως και ο άνθρωπος, προσλαμβάνουν την ενέργεια από την τροφή με τη μορφή της χημικής ενέργειας άμεσα ή έμεσα. Άμεσα καταναλώνοντας απ’ευθείας φυτικές τροφές και έμμεσα τρώγοντας κρέας από ζώα που έχουν τραφεί με φυτά. Η ενέργεια αυτή βρίσκεται εναποθηκευμένη στα μόρια των λιπών, των υδατανθράκων και των πρωτεϊνών (μακρομόρια), καθώς και της αλκοόλης. Στο σώμα, αυτές οι πηγές ενέργειας μέσω του μεταβολισμού, μετατρέπονται σε απλές ενεργειακές μονάδες (μικρομόρια) όπως είναι η γλυκόζη, τα λιπαρά οξέα, τα αμινοξέα κ.λ.π. και οι οι οποίες καίγονται για να ελευθερώσουν ενέργεια. Τα τελικά προϊόντα της οξείδωσης των πηγών ενέργειας είναι το CO2 και H20.
Διατροφή και μορφές ενέργειας στον άνθρωπο
Η χημική ενέργεια των τροφών μετατρέπεται σε:
α) Ηλεκτρική ενέργεια, στον εγκέφαλο και κατά τη νευρική διέγερση,
β) Μηχανική ενέργεια, κατά τη σύσπαση των μυών και την παραγωγή μηχανικού έργου,
γ) Θερμική ενέργεια, για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος,
δ) Ηλεκτρο-χημική ενέργεια στο μηχανισμό όσμωσης (π.χ. αντλία Na+ στο βλεννογόνο του εντέρου) και
ε) Ηλεκτρομαγνητική ενέργεια (π.χ. αντίδραση της κόρης του ματιού στο φώς) (Williams, 1977).
Σε όλες αυτές τις μετατροπές, ένα μέρος της ελευθερώνεται ώς θερμότητα, μειώνοντας έτσι την αποδοτικότητα του συστήματος μετατροπής σύμφωνα με τους νόμους της θερμοδυναμικής. Η παραγόμενη θερμότητα χρησιμοποιείται για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος. Γενικά, όμως, το ποσό της θερμότητας που παράγεται υπερκαλύπτει τις ανάγκες του οργανισμού για θερμορύθμιση.
Παραγωγή μορίων ATP για εναποθήκευση ενέργειας
Οι τροφές οι οποίες περιέχουν τα θερμιδογόνα στοιχεία τα οποία είναι τα μακρομόρια( υδατάνθρακες, λίπη, πρωτεϊνες και αλκοόλη) μετατρέπονται, όπως αναφέρθηκε, στο σώμα μας σε μικρομόρια, δηλαδή σε γλυκόζη, λιπαρά οξέα και αμινοξέα προτού φθάσουν στο κύτταρο. Στο κύτταρο με/ή χωρίς την παρουσία οξυγόνου, οξειδώνονται προς διοξείδιο του άνθρακα και νερό αποδίδοντας συγχρόνως ενέργεια, η οποία χρησιμοποιείται για να σχηματιστούν μόρια ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη ή αδενοσινοτριφωσφορικό οξύ).
Ο δεσμός αυτός υψηλής ενέργειας όπως ονομάζεται, έχει τη δυνατότητα να απελευθερώνει ενέργεια, που γρήγορα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μηχανικό έργο, μεταφορά στοιχείων διαμέσου της κυτταρικής μεμβράνης και σύνθεση άλλων ουσιών. Ο σχηματισμός των μορίων ATP είναι πολύπλοκος και αναφέρεται λεπτομερέστερα σε βιβλία βιοχημείας, στο κομμάτι του μεταβολισμού σε κυτταρικό επίπεδο. Το ATP χαρακτηρίζεται ως το ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου, γιατί συνεχώς αναλώνεται στις διάφορες διεργασίες και επανασχηματίζεται.
Διατροφή-Μεταβολισμός και ρύθμιση
Μεταβολισμός είναι όλες εκείνες οι χημικές εξεργασίες του οργανισμού με τις οποίες, ουσίες που βρίσκονται αρχικά στις τροφές, μετατρέπονται σε άλλες ουσίες ποιό μικρές, που χρησιμοποιούνται για ενέργεια ή δόμηση, ή ανάπλαση και επούλωση του οργανισμού. Στην προκειμένη περίπτωση, μεταβολισμός είναι η διεργασία της μετατροπής της χημικής ενέργειας σε άλλες μορφές ενέργειας, αναγκαίες για τη φυσιολογική λειτουργία του οργανισμού.
Ο μεταβολισμός ανήκει στους ομοιοστατικούς μηχανισμούς του σώματος, δηλαδή στους μηχανισμούς εξισορρόπησης του οργανισμού. Χωρίζεται σε αναβολισμό και καταβολισμό. Ο αναβολισμός συμβαίνει όταν η αποθηκευμένη ενέργεια χρησιμοποιείται για άμυνα, χτίσιμο και αναδόμηση του οργανισμού και ο καταβολισμός όταν η αποθηκευμένη ενέργεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή έργου (κίνηση, άθληση αλλά και σκέψη καθώς και ο εγκέφαλος ξοδεύει ενέργεια για τις νοητικές του λειτουργίες).
Ο μεταβολισμός ρυθμίζεται από ένα σύνολο ενζύμων και ορμονών που αναφέρονται πάλι στο κομμάτι του μεταβολισμού σε κυτταρικό επίπεδο και της ορμονικής ρύθμισης του μεταβολισμού.
Μονάδες ενέργειας στη Διατροφή
Η μονάδα μέτρησης της ενέργειας είναι το joule και είναι το ποσό ενέργειας που απαιτείται για τη μετακίνηση βάρους ενός κιλού σε απόσταση ενός μέτρου με δύναμη ένα Newton. Επειδή όμως οι διατροφολόγοι και οι φυσιολόγοι χρησιμοποιούν μεγάλα ποσά ενέργειας, προτιμούν και μεγαλύτερες μονάδες όπως το χιλιοτζάουλ και το μεγατζάουλ.
Παλαιότερα, αλλά ακόμη και σήμερα δυστυχώς, ως μονάδα ενέργειας πολύ συχνά χρησιμοποιείται η θερμίδα (Calorie). Η θερμίδα όμως δεν αποτελεί μονάδα ενέργειας αλλά μονάδα θερμότητας και είναι το ποσό θερμότητας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας 1ml νερού από 14,5 βαθμούς κελσίου σε 15,5 βαθμούς κελσίου. Συχνότερα, όπως και με τα τζάουλς, χρησιμοποιείται η χιλιοθερμίδα (Kcal), γιατί η θερμίδα είναι μικρή μονάδα ενέργειας.
–Η σχέση τζούλ και θερμίδας είναι:
-1 Kcal=4,184 KJ
-1KJ=0,239 Kcal
Στην πράξη όμως, χρησιμοποιούνται οι σταθερές 4,2 και 0,24 αντίστοιχα.
Ενεργειακή ή θερμιδική περιεκτικότητα (Απόδοση) των τροφών στη Διατροφή
Η ολική θερμιδική περιεκτικότητα των τροφών μπορεί να μετρηθεί εάν τοποθετήσουμε δείγμα τους σε ένα ειδικό όργανο, το θερμιδομετρητή. Σ’ αυτόν το μετρητή χάρη στο οξυγόνο που υπάρχει και περισσεύει, το δείγμα καίγεται και η παραγόμενη ενέργεια καταγράφεται σε έναν ειδικό πίνακα.
Στον οργανισμό, οι ιστοί είναι ικανοί να οξειδώσουν τους υδατάνθρακες και τα λίπη τελείως μέχρι διοξείδιο του άνθρακα και νερό, αλλά η καύση των πρωτεϊνών δεν είναι πλήρης. Αζωτούχα προϊόντα τα οποία προέρχονται από πρωτεϊνες, όπως ουρία, ουρικό οξύ και κρεατινίνη, αποβάλλονται στα ούρα.
Έχει υπολογισθεί ότι η θερμιδική περιεκτικότητα των ούρων ανέρχεται σε 33,1 KJ (7,9 Kcal/g αζώτου ή 5,23 KJ (1,25 Kcal) /γραμμάριο πρωτεϊνης που οξειδώνεται από τον οργανισμό. Άρα, άν η θερμιδική απόδοση του 1γραμμαρίου πρωτεϊνης στον θερμιδομετρητή είναι 22-23 KJ, τότε θα πρέπει να αφαιρείται το 5,23KJ και το υπόλοιπο θα αντιπροσωπεύει την πραγματική απόδοση του 1γρ. Πρωτεϊνης στον οργανισμό.
Πηγή:ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΔΙΑΤΡΟΦΗ & ΔΙΑΙΤΟΛΟΓΙΑ-Βασικοί Κανόνες Διατροφής και Δίαιτας για Όλες τις Ηλικίες. Δίαιτες για όλες τις παθήσεις.-Δρ. Γ. ΠΑΠΑΝΙΚΟΛΑΟΥ (Παθολόγος-διαιτολόγος)
