د کتر سید مرتضی صفوی : متخصص تغذیه و رژیم‌های درمانی، استاد دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، رئیس هیات مدیره انجمن غذا، صنعت و سلامت
تحریریه زندگی آنلاین : روش‌هایی که مقدار مورد نیاز انرژی را اندازه‌گیری می‌کنند.
زمانی که بدن انسان به طور کامل در حال استراحت است، بدن به طور مدام به انرژی برای عملکردهای ضروری فیزیولوژیکی شامل: انقباض ماهیچه‌های قلبی و تنفسی و حفظ غلظت گرادیانت سلولی نیاز دارد. میزان انرژی مورد نیاز بدن در موارد زیر افزایش می‌یابد: 1. هضم و جذب 2. فعالیت فیزیکی 3. عفونت و سوختگی 4. افزایش دمای بدن در یک محیط سرد 5. سوء‌جذب
بیشتربخوانید:
استفاده از انرژی
انرژی از طریق اکسیداسیون ماکرونوترینت‌ها در مقایسه با تعدادی از مسیرهای بیوشیمیایی شامل: گلیکولیز، β- اکسیداسیون، چرخه تری‌کربوکسیلیک اسید و فسفریلاسیون اکسیداتیو تأمین می‌شود و انرژی تولید شده برای ساخت آدنوزین تری‌فسفات از آدنوزین دی‌فسفات و فسفات معدنی استفاده می‌شود.
در طول ناشتایی با عمل هورمون‌هایی چون گلوکاگون، هورمون رشد و کورتیزول، ذخیره انرژی صورت نمی‌گیرد و برای حفظ انرژی مورد نیاز اکسید می‌شود.
اندازه‌گیری مصرف انرژی
کالریمتری مستقیم
کالریمتری مستقیم بر اساس مقدار گرمای تولید شده است، در این روش فرد در یک اتاق قرار می‌گیرد و گرمای تولیدی از طریق حس‌گرهایی که در دیوارهای اتاق است، گرفته می‌شود و این در واقع با مصرف انرژی برابر می‌باشد. محدودیت فعالیت در این محیط‌ها باعث شده که این روش برای استفاده روتین عملی نباشد، اما اندازه‌گیری که از این راه انجام می‌شود، باعث شده تا متدهای دیگری که به شرایط واقعی نزدیک‌تر هستند، پیشرفت کنند.
بیشتربخوانید:
کالریمتری غیرمستقیم
یک روش عملی برای اندازه‌گیری مصرف انرژی است که در اینجا از تبادل گازی که در طول واکنش‌های متابولیکی اتفاق می‌افتد، استفاده می‌شود. به طور مثال: 180 گرم گلوکز برای سوختن به 134.41 لیتر اکسیژن و 134.4 لیتر کربن دی اکسید تولیدی و 2780 کیلوژول انرژی نیاز دارد. این روش می‌تواند برای هر لیتر اکسیژن مصرف شده در طول اکسیداسیون گلوکز محاسبه شود که 20.7 کیلوژول گرما تولید می‌کند. محاسبات مشابه می‌تواند برای به دست آوردن گرمای تولیدی برای هر لیتر اکسیژن مصرف شده در طول اکسیداسیون چربی‌ها، پروتئین‌ها و الکل انجام شود. در اینجا مقدار اکسیژن مصرف شده توسط یک فرد در طول یک فعالیت یا یک دوره زمانی اندازه‌گیری شود در نتیجه انرژی مصرف شده محاسبه می‌شود. با اندازه‌گیری دفع نیتروژن ادرار هم می‌توان به متابولیسم ناکارامد آمینواسیدها پی برد.
روش‌های مختلفی برای به دست آوردن اطلاعات در مورد تبادل گازهای تنفسی وجود دارد. در واقع این گازها باید جمع شوند در طول یک دوره زمانی و آنالیز شوند. این را می‌توان در:
یک سیستم بسته مانند یک کیسه جمع‌آوری کرد (به عنوان مثال کیسه Douglas).
سیستم که در آن جریان گازها به طور مداوم تجزیه و تحلیل می‌شود، مانند: یک کلاه تهویه، چادر یا تاج پوشش، که همچنین می‌تواند به سایر تجهیزات تنفسی در محیط بالینی متصل شود.
هنگام استفاده از این تکنیک‌ها، تداخل با الگوهای تنفسی طبیعی یک مانع عمده است. تجهیزات ثابت همچنین طیف فعالیت‌هایی که می‌توانند مورد مطالعه قرار گیرند را محدود می‌کند.
معرفی تکنیک آب دوبار نشان‌دار (DLW) ابزار دستیابی به اطلاعات مصرف انرژی را در یک شیوه غیر تهاجمی فراهم می‌آورد، اندازه‌گیری‌ها می‌توانند برای دوره‌های 7-14 روز در انواع مختلفی از موقعیت‌های واقعی و در افراد با تمام سنین جمع‌آوری شوند و در مقایسه با روش‌های دیگر یک استاندارد طلایی است. با این حال، با توجه به هزینه‌ها این روش را برای مطالعات در مقیاس بزرگ مناسب نمی‌کند.
بیشتربخوانید:
اساس تکنیک DLW به شرح زیر است
افراد باید یک مقدار کمی از آب سنگین دوتریم و اکسیژن 18 را بنوشند که اینها ایزوتوپ‌های غیر رادیواکتیو آب طبیعی هستند.
دیتریم با آب بدن تعادل دارد و به عنوان بخشی از گردش آب بدن است.
اکسیژن 18 نیز با آب بدن از بین می‌رود. علاوه بر این به دیاکسیدکربن متصل شده و از این طریق نیز از دست می‌رود. بدین ترتیب، اکسیژن 18 سریع‌تر از دیتریم حذف می‌شود.
نمونه از ادرار در طول مدت 14 روز جمع‌آوری می‌شود و میزان از دست دادن ایزوتوپ‌ها ارزیابی می‌شود. تفاوت بین آنها نشان‌دهنده وضعیت دیاکسیدکربن است.
متدهای غیرکالریمتریک
استفاده از حس‌گرهای ارزیابی ضربان قلب یا حس‌گرهای حرکتی می‌توانند اطلاعاتی در مورد فعالیت فیزیکی تهیه کنند، با این وجود اعتبار این تکنیک‌ها برای تخمین صحیح مصرف انرژی نیاز است بررسی شود.
ضریب تنفسی (RQ)
معادلات استوکیومتر نشان‌دهنده مقدار دیاکسیدکربن تولید شده و اکسیژن مصرف شده برای یک مقدار معین از هر سوبسترا است. این نسبت (CO2:O2) به عنوان ضریب تنفسی (RQ) شناخته می‌شود.
اگر هر دو مصرف اکسیژن و تولید دیاکسیدکربن در طی یک دوره زمانی اندازه‌گیری شده RQ می‌تواند تعیین و اکسیژن مصرف شده نیز محاسبه می‌شود.
در یک دوره 24 ساعته، می‌توان انتظار داشت که مخلوطی از مواد مغذی مورد استفاده نشان‌دهنده تعادل آنها در رژیم غذایی معمولی است. بدین ترتیب، برای یک رژیم غربی با 35 درصد انرژی از چربی و 15 درصد انرژی از پروتئین، RQ 0.87 خواهد بود. این را می‌توان از ثبت‌های غذایی به دست آمده تاکید کرد.
زمانی که که جزئیات در مورد RQ در دسترس نیست، انرژی در هر لیتر اکسیژن به مقدار متوسط 20.3 kJ / L در نظر گرفته می‌شود.
