Co wpływa na nasz metabolizm?

Na wytwarzanie, przetwarzanie i zużywanie energii w naszym organizmie składa się kilka skomplikowanych i złożonych procesów biochemicznych. Najważniejszym, od którego zależy wytwarzanie energii jest oddychanie komórkowe. Składa się ono z czterech procesów – glikolizy, reakcji pomostowej, cyklu Krebsa i reakcji łańcucha oddechowego. Do zapoczątkowania reakcji oddychania komórkowego niezbędna jest glukoza i tlen, które w ostateczności dają produkty pod postacią dwutlenku węgla, wody metabolicznej oraz najważniejszej, energii pod postacią ATP (adenozynotrifosforanu). Cząsteczka ATP to swoisty przenośnik i magazyn energii, a to za sprawą obecności trzech wysokoenergetycznych wiązań fosforowych w tej cząsteczce. Każde odłączenie grupy fosforanowej wyzwala właśnie ta energia, którą możemy spożytkować w codziennych czynnościach. Jednakże, aby wytworzyć cząsteczki ATP niezbędne jest przeprowadzenie wcześniej wspomnianego procesu oddychania komórkowego.

Gdzie odbywa się proces powstawania energii?

Produkcja energii i wszelkie procesy energetyczne odbywają się w obrębie mitochondrium – organelli znajdujących się w każdej komórce naszego ciała. Oczywiście istnieją komórki, które posiadają więcej mitochondriów, są to między innymi komórki mózgu, serca czy mięśni. Wynika to z faktu, że narządy te pracują bardzo intensywnie i potrzebują do swojego prawidłowego funkcjonowania dużej ilości łatwo dostępnej energii. Korzystniej im wyprodukować taką energię na miejscu, niż transportować ją z innego miejsca w organizmie. Mitochondria można nazwać „fabryką energii”, to w nich przebiegają procesy tlenowego oddychania komórkowego. Są one owalnymi organellami, posiadającymi podwójną błonę komórkową, grzebienie mitochondrialne oraz macierz wypełniającą ich wnętrze, zwaną matrix. Te elementy są miejscami, w których odbywają się poszczególne reakcje składające się na całość procesu tlenowego oddychania komórkowego. Na każdym etapie powstaje odpowiednia ilość energii, która zmagazynowana jest we wspomnianych wcześniej przenośnikach ATP. By ta energia mogła powstać musi ona zostać dostarczona do organizmu z zewnątrz, gdyż nasz organizm nie jest samożywny. Nie potrafi on, w przeciwieństwie do roślin, wytwarzać jej z prostych związków chemicznych dostępnych w powietrzu.

Skąd pochodzi energia i jak ją mierzyć?

Dla nikogo nie będzie zaskoczeniem fakt, iż głównym źródłem energii jest pożywienie. Musimy jeść, by wytwarzać energię. Każda porcja dostarczonego jedzenia zostaje w naszym organizmie przetworzona na energię. Bezpośrednim jej źródłem są węglowodany, które od razu wchodzą w cykl przemian związany z oddychaniem komórkowym. Pozostałe makroelementy takie, jak białko i tłuszcze to alternatywne źródła energii, które zostają wykorzystanie, w sytuacji kiedy zabraknie nam łatwo dostępnych węglowodanów. Każdy rodzaj żywności dostarcza nam odpowiednią dawkę kalorii. Czym jest  kaloria? To wartość energii, którą pozyskuje nasz organizm w wyniku „spalenia” odpowiedniej ilość węglowodanów, białka i tłuszczy. Dostarczenie i spalenie 1 grama węglowodanów, jak i 1 grama białka daje 4 kilokalorii, a spalenie 1 grama tłuszczów to wartość 9 kilokalorii. Jak to się ma do wspominanego przenośnika ATP? Dla przypomnienia, cząsteczka ta posiada 3 wysokoenergetyczne wiązania fosforowe, których sumaryczna wartość energetyczna wynosi ok. 32 kilokalorie. Zatem zjedzenie 8 g węglowodanów, dzięki procesom tlenowego oddychania komórkowego zostanie przetworzone na energię, która zostaje zmagazynowana w 1 cząsteczce ATP. W całym procesie tlenowego oddychania komórkowego zostaje wytworzonych od 36 do 38 cząsteczek ATP, co w przeliczeniu na kalorie daje nam ich od 288 do 304 kilokalorii. Powyższe obliczenia to tak naprawdę duże uproszczenie i uśrednienie rzeczywistych wartości.

Dzienny wydatek energetyczny

Każdy z nas ma swój indywidualny wydatek energetyczny. Ściśle zależy on od wielu czynników takich jak wiek, płeć, aktywność fizyczna, stan odżywienia organizmu, a także stan zdrowia w tym istniejące choroby przewlekłe. Dla ułatwienia sporządzono wzór według którego możemy wyliczyć całkowity dzienny wydatek energetyczny jest to tzw. CPM – całkowita przemiana materii. Na ten wskaźnik składa się PPM – podstawowa przemiana materii, która mnożona jest przez współczynnik aktywności fizycznej. PPM to taka wartość kalorii, która potrzebna jest naszemu organizmowi do utrzymania stałej temperatury ciała, a także pokrycia wszystkich wydatków energii poniesionych przez pracujące narządy takie jak serce, mózg, nerki, jelita, czy wątroba. W wartość PPM nie są wliczane nasze świadome działania takie jak chód, zmiana pozycji ciała, przemieszczanie się, czy inne codzienne czynności. Powinniśmy pamiętać, że otyłość spowodowana jest zwyżką kaloryczną, a zwiększenie całkowitej przemiany materii poprzez regularne ćwiczenia fizyczne może przyczynić się nawet do utraty nadmiernej masy ciała. Musi to się jednak odbywać równocześnie przy stosowaniu odpowiedniej, zbilansowanej diety zapewniającej redukcję. Podsumowując – należy spalać więcej energii, niż się jej dostarcza, a w przypadku utrzymania prawidłowej masy ciała dostarczanie kalorii = spalanie.

Adrianna Majewska