نگاهی به انرژی پایه، عوامل موثر و منابع آن

د کتر سید  مرتضی صفوی : متخصص تغذیه – استاد  گروه تغذیه بالینی دانشکده تغذیه و علوم غذایی دانشگاه علوم پزشکی اصفهان

تحریریه زندگی آنلاین : برای تخمین انرژی مورد نیاز افراد، ابتدا باید چگونگی مصرف انرژی بررسی شود. راه‌های مصرف انرژی در انسان شامل، انرژی مصرفی پایه، اثر گرمازایی غذا و انرژی فعالیت فیزیکی می‌باشد.

  انرژی مصرفی پایه (BEE)

این انرژی، انرژی است که صرف فعالیت ضروری برای حفظ عملکرد طبیعی بدن و هموستاز می‌گردد. این فعالیت‌ها شامل تنفس، گردش خون، سنتز ترکیبات آلی و پمپ یون‌ها از غشا، سیستم عصبی مرکزی و حفظ دمای بدن می‌باشد. اندازه‌گیری این انرژی زمانی که فرد در استراحت فیزیکی و ذهنی و در محیط خنثی از نظر دما قرار دارد، صورت می‌گیرد. بهترین زمان اندازه‌گیری انرژی متابولیسم پایه، ابتدای صبح و قبل از انجام هرگونه فعالیت جسمانی می‌باشد.

عوامل زیادی می‌توانند در مقدار انرژی مصرفی پایه مؤثر باشند که از مهم‌ترین آنها می‌توان به اندازه بدن، ترکیب بدن، سن، جنس، وضعیت هورمونی و عوامل بسیار جزئی اشاره کرد.

 اندازه بدن: هر چه بدن فرد دارای سطح بیشتر باشد، میزان متابولیک بالاتری دارد، یعنی افراد بلند قد نسبت به افراد کوتاه قد دارای متابولیک بیشتری هستند.

 ترکیب بدن: توده بدون چربی (FFM)، بافت فعال متابولیکی و پیشگویی‌کننده BEE می‌باشد. ورزشکاران به دلیل اینکه دارای توده عضلانی بیشتری هستند و FFM بیشتری دارند، میزان متابولیسم بالاتری نسبت به افراد غیر ورزشکار دارند.

بیشتر بخوانید:

تفاوت امگا3 گیاهی و حیوانی

 سن: بیشترین تأثیر سن زمانی است که شخص در حال رشد است. پس، بعد از بلوغ، مقدار BEE به دلیل کاهش FFM، کاهش می‌یابد.

 جنس: تفاوت چندانی در BEE ایجاد نمی‌کند، اما به طور کلی زنان به دلیل دارا بودن بافت چربی بیشتر، از BEE کمتری برخوردارند.

 وضعیت هورمونی: این عامل به طور ویژه در کسانی‌که اختلالات غددی مانند‌ هایپرتیروئیدیسم و ... دارند، در میزان انرژی متابولیکی مؤثر است.

 سایر عوامل: مصرف نیکوتین، کافئین و الکل، با تحریک متابولیسم موجب افزایش BEE می‌گردد. تب و همچنین آب و هوای گرم نیز BEE را افزایش می‌دهد.

  اثر گرمازایی غذا

این مقدار انرژی، مربوط به زمانی است که شخص هنگام مصرف مواد غذایی، انرژی را به صورت گرما آزاد می‌کند.

 این اثر گرمازایی بسته به نوع درشت‌مغذی‌ متفاوت است و به طور کلی کربوهیدرات و پروتئین طی متابولیزه شدن، انرژی بیشتری را در مقایسه با چربی آزاد می‌کنند.

  گرمازایی فعالیت

متغیرترین جزء انرژی مصرفی کل (TEE)، انرژی مصرفی در فعالیت فیزیکی (AT) می‌باشد. این جزء انرژی در ورزشکاران،‌ بیشترین سهم را در TEE دارد.

این انرژی‌های مصرفی، باید از مواد غذایی که حاوی درشت‌مغذی‌ها است تأمین گردد.

درشت‌مغذی‌ها

درشت‌مغذی‌ها تأمین کننده‌ انرژی در بدن انسان محسوب می‌شوند. قابل ذکر است که متابولیسم درشت‌مغذی‌ها به ریز‌مغذی‌ها وابسته است. منابع تأمین انرژی شامل کربوهیدرات، چربی، پروتئین و الکل می‌باشد.

بیشتربخوانید:

روغن بذر کتان، سرشار از امگا3

کربوهیدرات‌ها

کربوهیدرات‌ها منبع اصلی انرژی در رژیم غذایی هستند که در گیاهان ساخته می‌شوند. فرمول عمومی کربوهیدرات‌ها شامل کربن، اکسیژن و ئیدروژن می‌باشد. کربوهیدرات‌های رژیم غذایی در گروه‌های؛ منوساکاریدها، دی ساکاریدها و الیگوساکاریدها و پلی‌ساکاریدها جای می‌گیرند.

  منوساکاریدها

به طور کلی ترکیبی به صورت منوساکارید آزاد در طبیعت وجود ندارد، بلکه منوساکاریدها در ترکیب با چند منوساکارید در ساختار دی‌ساکاریدها و پلی‌ساکاریدها قرار گرفته‌اند. منوساکاریدها می‌توانند از 3 تا 7 کربن داشته باشند، اما مهم‌ترین منوساکاریدهای رژیم غذایی انسان 6 کربنه‌ها هستند که به صورت گلوکز، فروکتوز و گالاکتوز در رژِیم غذایی حضور دارند.

این سه قند 6 کربنه از نظر فرمول شیمیایی یکسان هستند و تفاوت‌های بارزی در ساختار شیمیایی و مربوط به کربن نامتقارن در آن‌ها وجود دارد. گلوکز و گالاکتوز به جز تفاوت در موقعیت یک گروه OH، هر دو آلدهید و مشابه یکدیگرند، اما فروکتوز کتونی است. این تفاوت به ظاهر کوچک، تفاوت‌های بسیار بزرگی را در جذب و متابولیسم آن‌ها ایجاد کرده است.

مهم‌ترین منوساکارید که بیشترین فراوانی را در طبیعت دارد، گلوکز می‌باشد. گلوکز در ساختار دی‌ساکاریدها و پلی‌ساکاریدها به‌کار می‌رود. قند خون همان گلوکز است که سوخت اصلی مغز می‌باشد، بنابراین مکانیسم‌های سازگاری برای تنظیم قند خون در بدن انسان باید انجام گیرد تا این قند همیشه در اختیار اندام‌ها و به طور ویژه، مغز قرار گیرد.

فروکتوز که شیرین‌ترین منوساکارید است، با نام قند میوه یا لولز شناخته شده است. تمامی‌ میوه‌ها به طور معمول بین 7-1 درصد فروکتوز دارند. حتی در برخی میوه‌ها، غلظت‌های بسیار بالاتری از فروکتوز وجود دارد.

 در زمان رسیدن میوه‌ها، سوکروز در میوه به گلوکز و فروکتوز تبدیل می‌شود که منجر می‌شود میوه‌ رسیده به میزان بیشتری شیرین باشد. شربت‌های ذرت که با نام علمی‌HFCS (شربت ذرت با فروکتوز بالا) در بازار موجودند دارای مقادیر بسیار بالای فروکتوز هستند. با توجه به افزایش روز افزون مصرف فروکتوز طی استفاده از نوشیدنی‌های غیر الکلی و با توجه به متابولیسم فروکتوز، طی سال‌های اخیر این قند به عنوان عامل مؤثر در بروز دیابت نوع II و سندرم متابولیک شناخته شده است، البته ورزشکاران می‌توانند از این نوشیدنی‌ها استفاده کنند که در مقالات بعدی پیرامون نوشیدنی مناسب توضیحات جامعی ارائه شده است. گالاکتوز از هیدرولیز لاکتوز (قند شیر) در طی فرآیند گوارشی به وجود می‌آید.

 بیشتربخوانید:

10ماده غذایی برای تقویت انرژی

دی‌ساکاریدها و الیگو ساکاریدها

با وجود اینکه تنوع بسیار زیادی از دی‌ساکاریدها و الیگوساکاریدها در طبیعت وجود دارد، ولی مهم‌ترین دی‌ساکاریدها در تغذیه انسان سوکروز، لاکتوز و مالتوز می‌باشند. این دی‌ساکاریدها برای حذف به هیدرولیز نیاز دارند. سوکروز (قند نیشکر، قند چغندر و قند انگور) از اتصال گلوکز و فروکتوز ایجاد می‌شود. این قند به طور طبیعی در برخی غذاها وجود دارد و برخی شرکت‌ها نیز به طور تجاری این قند را به محصولاتشان اضافه می‌کنند. همچنین قند اینورت سوکروز (گلوکز و فروکتوز بدون اتصال) به دلیل اینکه از سوکروز بسیار شیرین‌تر است به عنوان شیرین‌کننده در نوشیدنی‌ها و شیرینی‌ها به سوکروز ترجیح داده می‌شود. مالتوز (قند مالت و جوانه جو) از اتصال دو مولکول گلوکز حاصل می‌شود. اگر چه به ندرت در طبیعت وجود دارد، ولی به مقداری زیادی طی هیدرولیز نشاسته، تولید می‌شود.

هیدرولیز دی‌ساکارید توسط آنزیم‌های موجود در حاشیه مسواکی روده باریک انجام گرفته و در نهایت به صورت منوساکارید جذب می‌شود.

لاکتوز نیز قند شیر است که پس از هیدرولیز به گلوکز و گالاکتوز تبدیل می‌شود. برخی افراد به طور ژنتیکی قادر به هضم این قند نیستند که به این عارضه، عدم تحمل لاکتوز گفته می‌شود. الیگوساکاریدها، پلیمرهایی دارای وزن کم هستند که حاوی 2 تا 20 مولکول قند بوده و به دلیل وزن مولکولی کم، به سرعت درآب حل شده و اغلب شیرین هستند. برخی از این الیگو ساکاریدها که بزرگ‌تر هستند، هضم کمی‌دارند و به عنوان فیبرهای غذایی محسوب می‌شوند.

  پلی‌ساکاریدها

منظور از پلی‌ساکاریدها، کربوهیدرات‌هایی با بیش از 10 واحد منوساکاریدی می‌باشد. پلی‌ساکاریدها به صورت گرانول‌های نشاسته‌ای در گیاهان ساخته می‌شود. طریقه ساخت به این صورت است که مولکول‌های گلوکز در کنار هم به صورت رشته‌هایی که دارای انشعابات نیز هست، قرار می‌گیرند.

نشاسته خام (مانند سیب‌زمینی خام) به دلیل دارا بودن دیواره، غیرقابل هضم است، اما طی حرارت ملایم، این دیواره نرم‌تر شده و حالت ژلاتینی به نشاسته می‌دهد که در نهایت می‌تواند این نشاسته، با اثرات آمیلاز دهان (به مقدار کم) و سپس آمیلاز پانکراس به واحدهای سازنده تجزیه گردد.

نوعی از نشاسته با نام نشاسته مقاوم، طی حرارت همچنان کریستالیزه باقی مانده و بنابراین در برابر آنزیم آمیلاز مقاوم است. بنابراین نشاسته مقاوم از نظر جذب گلوکز، محدودیت ایجاد می‌کند، زیرا به مقدار کمی‌ تجزیه می‌شود.

دکسترین که حاوی مولکول گلوکز است، طی هیدرولیز نشاسته تولید می‌گردد.

همان‌طور که گفته شده نشاسته که فرم ذخیره‌ای قند در گیاهان است در حالت عادی و به صورت خام، در آب نامحلول است، بنابراین جانوران به دلیل نیاز بسیار به گلوکز، این قند را به جای نشاسته، به صورت گلیکوژن ذخیره می‌کنند.

در بدن انسان نیز گلیکوژن در کبد و ماهیچه‌ها ذخیره می‌شود که گلیکوژن کبد در هنگام افت قند خون به گلوکز تبدیل می‌شود. این در حالی است که گلیکوژن ماهیچه به دلیل عدم توانایی برای ورود به جریان خون، تنها می‌تواند به مصرف ماهیچه‌ها برسد.

بنابراین کربوهیدرات‌ها جزو مهم‌ترین سوخت برای انسان به حساب می‌آیند. در این بین استفاده از پلی‌ساکاریدها به جای منوساکاریدها مناسب‌تر است. همچنین توصیه می‌شود همراه با کربوهیدرات‌های قابل جذب، از کربوهیدرات‌های غیر قابل جذب مانند فیبرها استفاده شود تا میزان تغییر قند خون پس از وعده غذایی، کاهش یابد.

بر اساس توصیه‌های مؤسسه غذا و داروی آمریکا در سال 2002، کربوهیدرات قابل هضم رژیم غذایی باید 65-45 درصد باشد که در این میان بهتر است از منوساکاریدها کمتر استفاده گردد. همچنین از بین کربوهیدرات‌ها، کربوهیدرات‌های تصفیه شده به دلیل اینکه قسمت اعظم پروتئین خود را طی تصفیه از دست داده‌اند، بهتر است استفاده نشوند و به‌جای کربوهیدرات‌های تصفیه شده (مانند برنج سفید، نان‌های لواش، باگت و تمام نان‌های سفید) از کربوهیدرات کامل (گندم، جو، برنج قهوه‌ای، نان‌های زرد) استفاده گردد.

 بیشتربخوانید:

کارنامه درخشان با تغذیه سالم

جذب گلوکز و نمایه گلایسمی

تمام کربوهیدرات‌های قابل جذب، در نهایت به صورت منوساکارید (گلوکز، فروکتوز و گالاکتوز) در حاشیه مسواکی روده باریک جذب می‌شوند.

پس از اینکه گلوکز جذب شد، از طریق گردش خون، به کبد می‌رود. حدود نیمی ‌از گلوکز جذب شده صرف ساخت گلیکوژن کبدی می‌گردد و بقیه به جریان خون آزاد می‌شود. تمام بافت‌ها می‌توانند این گلوکز موجود در خون را برداشت کنند، اما وابسته به انسولین هستند. فعالیت انسولین موجب ورود گلوکز به بافت‌ها می‌گردد. در این بین بافت مغز، بدون فعالیت انسولین، قادر به جذب گلوکز می‌باشد.

شاخص گلایسمی ‌بر اساس چگونگی تأثیر مصرف یک کربوهیدرات بر سطح قند خون، تعریف می‌شود. بر اساس این تعریف، کربوهیدرات‌های زود هضم (مانند منوساکاریدها و تا حدودی دی‌ساکاریدها)، پس از مصرف می‌توانند به سرعت قند خون را بالا ببرند که در این هنگام با فعالیت شدید انسولین مواجه شده و انسولین، سطح قند خون را مجدداً به سطح مطلوب برمی‌گرداند.

این مسأله برای کربوهیدرات‌های پلی‌ساکاریدی کاملاً متفاوت است. کربوهیدرات‌های پلی‌ساکاریدی به دلیل هضم آهسته، به آرامی‌به جریان خون وارد شده و قند خون را به سرعت بالا نمی‌برند، بنابراین کمتر با فعالیت انسولین مواجه می‌شوند.

استفاده از کربوهیدرات‌های پلی‌ساکارید در افراد دارای نقص انسولین و چربی خون بالا، بسیار کاربردی می‌باشد.

تقریباً دو ساعت پس از مصرف کربوهیدرات ساده، فعالیت انسولین، سطح قند خون را به حالت طبیعی برمی‌گرداند. این حالت برای بدن به منزله گرسنگی می‌باشد. در این وضعیت، ذخایر لیپیدی بدن تجزیه شده و به صورت تری‌گلیسیرید به درون خون آزاد می‌گردد، بنابراین افرادی که کربوهیدرات ساده مصرف می‌کند، علاوه بر سیری کوتاه مدت، ممکن است عارضه ‌هایپرلیپیدمیا (بالا بودن تری‌گلیسیرید خون) را نیز تجربه کنند.

فیبرهای غذایی که مهم‌ترین آن‌ها سلولز است، به دلیل اینکه هیچ آنزیمی درون بدن قادر به تجزیه آن‌ها نیست در دستگاه گوارش تقریباً دست‌نخورده باقی می‌مانند. این گروه از مواد غذایی انرژی بسیار کمی ایجاد می‌کنند.

به افراد دیابتی، هایپرلیپیدمیا و افرادی که دارای برخی مشکلات گوارشی مانند یبوست هستند استفاده از منابع فیبر توصیه می‌گردد. مهم‌ترین منابع فیبر شامل سبزیجات، میوه‌ها، غلات کامل و حبوبات می‌باشند.