Калорийность продуктов — вопрос, интересующий людей, которые следят за фигурой. Однако в каком отношении калорийность, напечатанная на упаковке, находится по отношению к реальному усвоению организмом энергии? И настолько уж правилен подход к диетам, во главу угла ставящий подсчет калорий?
Что такое калории?
Калория — это количество тепла, потребляемого при нормальном атмосферном давлении 1 г воды во время нагревания на 1 градус по Цельсию. Является внесистемной единицей.
На самом деле, существует три вида калорий:
- Международная калория (Кал или Cal) = 4,1868 Дж
- Пятнадцатиградусная калория (Кал15 или Cal15) = 4,1855 Дж
- Термохимическая калория (Калтх или Calth) = 4,1840 Дж
Эти единицы используются для определения энергетической ценности продуктов. Обычно на упаковках указывают количество килокалорий на 100 г. На производстве для определения калорийности продукта из него сначала выгоняют всю жидкость. Затем измеренное количество сухого продукта сжигают в калориметре и определяют количество выделившегося при этом тепла.
Обмен веществ
Обмен веществ у человека (метаболизм) — это совокупность процессов распада и синтеза соединений, в ходе которых запасается и расходуется энергия. Процессы распада, или катаболизм, сопровождается выделением энергии (энергетический обмен), а процессы синтеза, или анаболизма (пластический обмен), ее расходованием. В молодом возрасте преобладает анаболизм, сопровождающий рост тканей тела, а в пожилом — катаболизм.
Энергетический обмен
Перед тем, как начнется создание новых соединений для потребностей организма, необходимо подготовить «строительные материалы» путем расщепления съеденной пищи. В желудочно-кишечном тракте сложные органические молекулы при участии ферментов распадаются до мономеров: белки — до аминокислот, жиры — до жирных кислот и глицерина, углеводы — до моносахаридов. Эти реакции сопровождаются выделением энергии, расходуемой в виде тепла.
Дальнейший обмен веществ связан с гликолизом — бескислородным окислением глюкозы. Гликолиз происходит в клетках организма. На одну молекулу глюкозы приходится синтез двух молекул АТФ, двух — НАДФ, двух — пирувата и двух — воды.
АТФ является молекулами-накопителями энергии, синтезируемыми в ходе энергетического обмена и расходуемыми на нужды организма в ходе пластического обмена. Одна молекула АТФ может дать порядка 30,6 кДж / моль или больше, если произойдет отщепление двух остатков фосфорной кислоты.
В норме пируват окисляется с участием кислорода, что позволяет произвести 36 молекулы АТФ. Итого, после переработки одной молекулы глюкозы организм получает 38 АТФ с накопленными в них 1162,8 кДж / моль. Еще часть энергии уходит на образование других соединений, также выступающих в качестве ее носителей.
Глюкоза аккумулируется в клетках (преимущественно печени и мышц) в форме гликогена — полисахарида. В случае дефицита глюкозы в крови из гликогена может образоваться глюкоза. Накопленного гликогена может хватить приблизительно на 1 сутки.
При нехватке глюкозы у человека также запускаются процессы липолиза — расщепления жиров, накопленных ранее в специальных клетках, на жирные кислоты и глицерин, сопровождающиеся также образованием АТФ, но в значительно большем количестве, чем при гликолизе.
Белки тоже участвуют в производстве энергии. Часть аминокислот, возникших при диссимиляции в пищеварительном тракте сложных молекул, может окисляться и вступать в химические реакции, сопровождающие клеточное дыхание, с накоплением энергии. Кроме того, человеческий организм умеет синтезировать глюкозу из некоторых аминокислот. Белки не запасаются, а либо расходуются на строительство, либо выводятся из организма.
Пластический обмен
Часть простых соединений, полученных в процессах катаболизма, используется не для получения энергии, а в качестве строительного материала. Эти процессы сопровождаются высокими энергетическими затратами. Например, для синтеза одной сложной молекулы белка требуется использовать порядка тысячи молекул АТФ.
Выделение продуктов обмена
Часть веществ, образовавшихся в ходе обмена, выводится из организма. Это — вода с растворенными солями, мочевиной и мочевой кислотой, токсичными соединениями; углекислый газ; непереваренные остатки органических соединений с солями. Основная часть воды выделяется с потом через кожу и с мочой через мочевыводящие пути, углекислого газа — через легкие, многие органические вещества, соли и токсичные вещества — с калом через кишечник.
Соотношение усвоенных и удаленных из организма соединений определяется многими причинами, среди которых состояние здоровья, отсутствие или наличие нарушений в работе систем органов, гормональная регуляция, баланс между потреблением углеводов, белков и жиров и др. Подробное их рассмотрение не входит в задачи данной статьи.
Основной обмен
Каждый орган у живого человека непрерывно работает. Для обеспечения его жизнедеятельности требуются энергетические затраты. Основной обмен — это объем энергии, затрачиваемой всеми системами органов в состоянии покоя. Измеряется как количество энергии, израсходованное за единицу времени человеком при полном мышечном покое приблизительно через 12 часов после еды при 20-22 градусной температуре окружающей среды. Размер основного обмена зависит от возраста, веса и площади поверхности тела. Наиболее точной считается формула Миффлина-Сан Жеора.
Для женщин основной обмен составляет:
9,99 * вес(кг) + 6.25 * рост (см) – 4,92 * возраст – 161
Для мужчин:
9,99 * вес (кг) + 6.25 * рост (см) – 4,92 * возраст + 5
Таким образом, для 25-летней женщины ростом 165 см и весом 55 кг величина основного обмена составляет около 1300 ккал. В упрощенном виде количество минимально необходимых ккал можно посчитать как 1 ккал х 1 кг веса х 1 час. У детей показатели обмена на 1 кг тела выше, у пожилых людей — ниже.
Общий обмен веществ
К основному обмену добавляются энергетические расходы на осуществление физической и умственной работы. Каждый тип дополнительной нагрузки характеризуется своим коэффициентом расхода килокалорий в единицу времени. Кроме того, сами процессы пищеварения сопровождаются затратами энергии. Белки увеличивают энергетический обмен на 30%, а жиры и углеводы — на 15%.
Принципы низкокалорийной диеты
Когда человек пытается похудеть, он обычно старается уменьшать калорийность своего рациона, исходя из положения, что при нехватке энергии, поступающей извне, организм расходует собственные энергетические запасы: гликоген и жиры. В целом, это логически верно. Если заставить любого человека голодать или, по крайней мере, сделать калорийность его рациона меньше энергетических затрат, он начнет терять вес. Однако без понимания, что такое метаболизм, поверхностное использование принципов низкокалорийных диет может скорее навредить, чем принести пользу.
Низкокалорийное питание с осторожностью
Во-первых, необходимо точно определиться с тем, что понимается под низкокалорийным питанием. Это может быть диета, когда человек в день пьет только воду и съедает пару яблок, чтобы заглушить самое чувство голода. Это может быть сбалансированный рацион, калорийность которого немного меньше суточных энергозатрат.
Первый вариант может применяться только на очень короткое время: один — два дня, в качестве подготовительного этапа к диете. Дальнейшее голодание принесет не пользу, а вред.
Второй вариант вполне безопасен, если суточное энергопотребление рассчитано верно, а также употребляется разнообразная пища. Некоторые диетологи в этом случае посоветуют уделять внимание не только калорийности, но и балансу между белками, углеводами и жирами, а также их сочетаниям.
Например, диета Дюкана строго запрещает употреблять большое количество углеводов, а тем более вместе с белками и жирами. Зато количество съеденных калорий не имеет значения.
Калорийность рациона не следует снижать ниже величины основного обмена. Быстрый эффект, который достигается в этом случае, кратковремен. Организм быстро адаптируется к новым неблагоприятным условиям, уменьшает энергозатраты, снижает скорость метаболизма. Потеря жира составляет только около 20% от всего утраченного веса. Остальное — это объем содержимого кишечника, вода и — в плохом случае — мышечная масса.
Многие не знают, что во время строгой низкокалорийной диеты организм получает сигнал о нехватке пищи. В результате, когда приверженец такого типа питания вернется к обычному рациону, он рискует быстро вернуть свой вес обратно или даже увеличить его. Количество ферментов, расщепляющих жиры, снизится, а выработка ферментов и гормонов, отвечающих за накопление липидов, возрастет. Тело будет производить запасы на случай очередного эксперимента с голоданием.
Низкокалорийная диета может навредить желудочно-кишечному тракту, поскольку происходит увеличение выбросов желчи. В желчном пузыре образуются камни. И последнее: низкокалорийная диета, бедная витаминами и микроэлементами, в короткие сроки приведет к истощению и усугубит нарушение обмена веществ.
Что происходит в человеческом организме во время голодания
Неправильным является утверждение, что при сильном дефиците поступления энергии будет преобладать липолиз. Да, жиры являются эффективными источниками энергии, но для их расщепления тоже необходимы повышенные энергетические затраты. При неблагоприятных условиях организм начнет работать по принципу «что проще». А легче использовать белки. Нервная система, обеспечивающая правильную работу всех остальных систем органов, может функционировать только при необходимом количестве глюкозы. В ее отсутствии происходит гибель нервных клеток. Производство глюкозы из неуглеводных соединений при сильном снижении ее уровня в крови происходит в процессе глюконеогенеза. В условиях голодания единственным «топливом» для образования глюкозы становятся аминокислоты.
При этом организму намного легче расщепить низкомолекулярные соединения, включающие белки иммунной системы. Кроме того, все системы органов, и пищеварительная, и мочевыводящая, не обеспечиваются достаточным количеством энергии для своей правильной работы. Отсюда — накопление шлаков, токсинов, атрофия органов.
Как же тогда живут йоги, для которых, согласно нашим сведениям, голодание с целью просветления — совершенно необходимая процедура? Как уже было отмечено выше, организм быстро научается сокращать энергозатраты с сохранением функционального состояния. Так что, по-видимому, йоги действительно умеют использовать энергию более оптимально. Однако в таком случае требуется придерживаться низкокалорийного принципа на протяжении всей жизни, а для современного человека чередование периодов голодания и обычного питания весьма рискованно.
И еще немного о калориях и энергозатратах
Если подумать, то калорийность, которая указывается на упаковке с продуктом, не соответствует количеству энергии, усваиваемой организмом. Многие диетологи обращают внимание на тот факт, что количество усвоенной энергии очень сильно зависит от температуры пищи (так называемый термический эффект), содержания в ней пищевых волокон (они полезны, но не усваиваются организмом, а приводят к дополнительным энергетическим затратам на свою переработку), среды (кислотной, щелочной), в которой происходят процессы пищеварения, сочетания белков, жиров и углеводов и прочих.
