Przemiana materii i energii a tycie i chudnięcie

Poprzednie rozważania w małym stopniu wiązały się z tyciem i chudnięciem, stanowiły jednak konieczny wstęp dla zrozumie­nia zagadnień związanych z otyłością. Doszliśmy do wniosku, że po posiłku, zależnie od liczby spożytych kalorii, szybkości trawienia i wchłaniania oraz aktualnego zapotrzebowania ko­mórek na energię, co wynika głównie z ciężkości pracy mięśnio­wej, część energii nie zużyta przez komórki może i musi zamienić się w tłuszcz zapasowy, gromadzony w tkance tłusz­czowej. W okresie poabsorpcyjnym sytuacja się odwraca: tłuszcz z tkanki tłuszczowej jest wykorzystywany jako źródło energii z braku składników pokarmowych pochodzenia jelito­wego. Gromadzenie energii w tkance tłuszczowej oraz jej uwalnianie powtarzają się naprzemiennie.
Omówione w poprzednim rozdziale przemieszczenia energii do i z tkanki tłuszczowej oraz do komórek organizmu były traktowane jako coś, co dzieje się w obrębie organizmu oraz dotyczy stosunkowo krótkich okresów. Obecne rozważania rozciągniemy w czasie: organizm potraktujemy jako zamknięty układ, do którego w postaci pożywienia można wprowadzić pewną ilość energii, oraz z którego stale pewna ilość energii jest wyprowadzana jako praca mięśniowa, ciepło itd. Ten zamknię­ty układ ma określoną masę, która może ulegać zmniejszaniu lub zwiększaniu, w zależności od tego czy gromadzi, czy też uwalnia nagromadzoną energię.
Równowaga pomiędzy ilością energii wprowadzonej do układu, wyprowadzonej z niego oraz nagromadzonej w obrębie układu w postaci określonej masy nazywa się bilansem energe­tycznym.
Energia wprowadzona to spożyte pokarmy. Energia wypro­wadzona z układu to wydatek energii na pracę mięśniową, utrzymanie właściwej temperatury ciała, pracę serca itd. Za­mknięty układ to organizm ludzki, który może gromadzić energię w postaci tkanki tłuszczowej.
Jeżeli ilość energii wprowadzona w postaci posiłków zrówno­waży się z wydatkiem energii, to otrzymamy wyrównany bilans energii.
Jeżeli w sumie posiłki wniosą więcej lub mniej energii, niż wynosi wydatek energii, to bilans energii będzie niewyrównany, dodatni lub ujemny, i w tym przypadku spowoduje to zmianę ilości tkanki tłuszczowej i ciężaru ciała.
Wyrównany bilans energii jest wtedy, kiedy ilość spożytej energii, zapotrzebowanie na nią i jej wydatek w określonym okresie, zwykle nie krótszym niż doba, są jednakowe. Dla przykładu wyrównany dobowy bilans energii będzie wyglądał następująco:

Wyrównanie bilanse energii w ciągu doby jest sytuacją dosyć wyjątkową, rzadko spotykaną w żywym organizmie. Na ogół bywa tak, że z dnia na dzień spożycie energii jest większe lub mniejsze od wydatku energii, w zależności od trybu życia, charakteru zajęć w ciągu dnia, apetytu itd. Wyrównanie nastę­puje w przeciągu dłuższego okresu: tygodnia, miesiąca lub nawet roku. Dla przykładu: tygodniowy bilans energii z uwzględnieniem poszczególnych dni tygodnia.
W ciągu całego tygodnia w sumie spożycie energii wyniosło ok. 18800 kcal, wydatek energii w tym czasie wyniósł globalnie również 18800 kcal (w tabeli zarówno wydatek energii, jak spożycie przedstawiono w kcal). Pod koniec więc tygodnia, mimo codziennych wahań, wydatek energii zrównoważył się ze spożyciem. W rubryce „tkanka tłuszczowa" zaznaczono ilości tkanki tłuszczowej, jakich w poszczególnych dniach tygodnia ubywało lub przybywało, biorąc za podstawę wyliczenia wartość kaloryczną 100 g tkanki tłuszczowej równoważną około 600 do 700 kcal, lub też równowartość 100 kcal wynoszącą około 16 do 17 g tkanki tłuszczowej. W ostatniej rubryce zaznaczono wyniki codziennego ważenia rano na czczo.
Jakie są konsekwencje wyrównanego bilansu energii? Naj­ważniejsza z nich to stała ilość tkanki tłuszczowej. Wprawdzie z dnia na dzień, zależnie od dobowego bilansu energii, pewne ilości tłuszczu odkładają się lub też ulegają spaleniu, ale w koń­cowym efekcie to, co przybyło jednego dnia, zostanie wykorzys­tane jako źródło energii w następnych dniach, kiedy spożycie było mniejsze niż wydatek energii. W sumie jednak pod koniec tygodnia ilość tkanki tłuszczowej nie zmieni się ani o gram.
Ciężar ciała wykazuje nieco większe wahania. Składają się na to nie tylko zmiany ilości tkanki tłuszczowej (co wynika z bilan­su energii), ale też zmiany ilości wody w organizmie, wypełnie­nie jelit nie strawionymi częściami pokarmu i kałem, wypełnie­nie pęcherza moczowego itd. W warunkach wyrównanego bilansu energii średni ciężar ciała z dłuższego okresu również jest wartością stałą.
Powracając do przedstawionego przykładu tygodniowego spożycia i wydatku energii, charakterystyczne są wahania spo­życia i wydatku energii w poszczególnych dniach. Dniem najbardziej obfitego posiłku okazała się niedziela, a spożyty w tym dniu nadmiar kalorii zdecydował o dodatnim bilansie energii w ciągu 2 następnych dni. Najbardziej pracowitym dniem okazała się sobota, kiedy to wydatek energii był znacznie wyższy niż spożycie i w dużym stopniu zadecydował o wyrówna­niu tygodniowego bilansu. Równowaga pomiędzy energią spo­żytą i wydatkowaną u człowieka to zwykle kwestia co najmniej tygodnia, często miesiąca lub dłużej, a tylko wyjątkowo może zaistnieć równowaga w ciągu doby. Na ogół jest tak, że okres ciężkiej pracy fizycznej związany jest z ujemnym bilansem energii i odwrotnie, przejście do siedzącego trybu życia po­woduje tendencję do spożycia przewyższającego wydatek energii.
A więc: jeżeli spożycie pokarmu pozostaje w granicach zapotrzebowania, nie tyjemy i nie chudniemy, a ciężar ciała będzie wartością stałą.
Niewyrównany bilans energii — kiedy spożycie nie jest rów­noważne wydatkowaniu: dodatni jeżeli wydatek energii bę­dzie mniejszy niż jej spożycie, ujemnygdy spożycie kalorii jest mniejsze niż wydatkowanie.
Dodatni bilans energii ilość spożytej energii mierzonej w kilokaloriach przewyższa wydatek energetyczny. Może to dotyczyć różnego okresu: doby, tygodnia, miesiąca lub roku.

Przykładowo, bilans w ciągu doby.
W ciągu doby spożycie kalorii wyniosło około 3000 kcal, zaś wydatek energetyczny tylko 2700 kcal. Po stronie zysku mamy więc +300 kcal zaoszczędzone w ciągu doby. Być może. że w trakcie dalszych dni spożycie będzie mniejsze, a wydatek energii większy, tak że w sumie owe 300 kcal ulegnie spaleniu, ale aktualnie mamy do czynienia z nadmiarem energii spożytej. Zamieni się ona oczywiście w tkankę tłuszczową. 300 kcal stanowi równowartość około 42 do 50 g tkanki tłuszczowej (dla przypomnienia: dla wytworzenia 1 kg tkanki tłuszczowe j konie­czny jest nadmiar spożytych kalorii rzędu 6000 do 7000 kcal).
Inny przykład dodatniego bilansu energii w ciągu doby. Jak widać, spożycie kalorii nie jest duże. ale mimo to po stronie zysku możemy odnotować również +300 kcal, podob­nie jak w poprzednim przykładzie. Powodem takiego stanu

rzeczy jest bardzo mała aktywność fizyczna, siedzący tryb życia.
Jak bowiem można się zorientować, wydatek energii w ciągu dnia niewiele odbiega od wydatku energii w czasie spania, co można wytłumaczyć jedynie w ten sposób, że przykładowa osoba cały dzień, 16 godzin, siedzi lub leży. Taki tryb życia wcale nie jest czymś wyjątkowym, a z reguły pociąga za sobą stopniowe tycie. W przytoczonym przykładzie zwiększenie iloś­ci tkanki tłuszczowej w ciągu takiej „siedzącej" doby wyniesie około 40 do 50 g.
Przykład jest typowy. Wprawdzie spożycie kalorii nie jest duże, kształtuje się bowiem na poziomie około 2000 kcal na dobę, ale wydatek energii jest jeszcze mniejszy, bo średnio dziennie wynosi około 1750 kcal. Stąd stały dodatni bilans energii, którego wartość pod koniec tygodnia osiągnęła około + 1700 kcal, co jest równoznaczne z przyrostem około 270 do 300 g tkanki tłuszczowej w ciągu tygodnia. Przyrost ciężaru ciała jest jeszcze większy, bo wynosi +0,6 kg, ale w warunkach dodatniego bilansu energii w początkowym okresie zwiększa się w organizmie ilość wody, usuwanej w późniejszym czasie.
Dlaczego właśnie na ten przykład należy zwrócić baczną uwagę? Otóż dlatego, że w tym przypadku tycie wyraźnie związane jest z siedzącym trybem życia. Spożycie kalorii nie jest wielkie i w odczuciu osoby tyjącej taka ilość kalorii nie uspra­wiedliwia przyrostu ciężaru ciała. Zwykle nie jest tu brany pod uwagę mało aktywny tryb życia, przy którym niewielkie spoży­cie kalorii jest już nadmierne.
Wracając do przykładu utycie o 300 g tkanki tłuszczowej tygodniowo prowadzi do zwiększenia ciężaru ciała o około 1200 g miesięcznie (1,2 kg) i około 16 kg w ciągu roku. Z praktyki wiadomo, że bardzo często zmiana trybu życia na siedzący powoduje tycie właśnie w tempie około 6 do 12 kg w ciągu roku, aż do momentu kiedy kandydat na grubasa wystraszony takim obrotem rzeczy nie zacznie otyłości przeciwdziałać.
Zwykle wahania bilansu energii nie są duże. Bywają dni, w których jest ujemny, ale w sumie, w przeciągu dłuższego okresu wypada jednak dodatnio. Tendencja do tycia, do dodat­niego bilansu energii, zwiększa się na ogół w miarę zmieniania się trybu życia na mniej aktywny fizycznie, na bardziej siedzący. W tym przypadku raczej trzeba mówić o energii zaoszczędzonej na skutek zmniejszenia wydatku energii, a więc o tyciu w wyni­ku oszczędzania wydatku energii.
Kiedy liczba spożytych kalorii przewyższa zapotrzebowanie na energię, nadmiar spożytej energii w postaci tłuszczu odkłada się w proporcjach:
6000 do 7000 kcal nadmiaru spożytej energii tworzy 1 kg tkanki tłuszczowej.

Ujemny bilans energii będzie można określić jako przewagę po stronie wydatkowania energii.
W pierwszym z. przykładów dobowego i tygodniowego ujem­nego bilansu energii będzie on wynikiem ciężkiej pracy mięś­niowej bez świadomych ograniczeń spożycia kalorii.

Spożycie kalorii w ciągu doby wyniosło dosyć dużo, bo aż 3700 kcal, ale wydatek energetyczny spowodowany ciężką pracą fizyczną w ciągu dnia wyniósł jeszcze więcej, gdyż 4000 kcal. W rezultacie niedobór energii spożytej kształtował się na poziomie 300 kcal na dobę. Dla jego uzupełnienia organizm musi spalić około 50 g własnej tkanki tłuszczowej, i o tyle zmniejszy się dobowo ciężar ciała.
Podany przykład można określić jako typowy: rozpoczęcie ciężkiej pracy mięśniowej z reguły wiąże się z ujemnym bilan­sem energii, który wyrównuje się dopiero po pewnym czasie. Wygląda na to, jakby na początku okresu dużego wydatkowa­nia energii apetyt jeszcze nie zdążył przystosować się do zwię­kszonego zapotrzebowania na energię i zaczyna narastać z pew­nym opóźnieniem: apetyt dogania z opóźnieniem zwiększone wydatkowanie energii.
Rozpatrzmy jeszcze jeden przykład ujemnego bilansu ener­gii, tym razem tygodniowego, ale również spowodowanego dużym wydatkowaniem energii na skutek wykonywania cięż­kiej pracy mięśniowej.
Po podsumowaniu spożycia kalorii i wydatku energii w prze­ciągu 8 dni okaże się, że w sumie wydatek energii był o 900 kcal większy od spożycia energii, co spowodowało ubytek około 153 g tkanki tłuszczowej. W przypadku ujemnego bilansu energii reguła:
6000 do 7000 kcal = 1 kilogram tkanki tłuszczowej jest również ważna, ale działa w odwrotnym kierunku, niż. gdybyśmy obliczali to dla dodatniego bilansu energii. Dla spowodowania więc ubytku 1 kilograma tkanki tłuszczowej wymagany niedobór kalorii wynosi wymienione 6000 do 7000 kcal. W powyższym przykładzie niedobór (średnio) 900 kcal w tygodniu uzupełniany był spalaniem około 133 g własnego tłuszczu zgromadzonego w organizmie. Prowadząc taki tryb życia w ciągu miesiąca można spalić 0,612 kg własnej tkanki tłuszczowej, co wyniesie około 7 kg w ciągu roku. Niezbyt dużo, ale czasami całkiem wystarczająco.
Ciężar ciała obniża się w innym tempie niż ilość tkanki tłuszczowej, co związane jest z dużym ubytkiem wody ustrojo­wej, jaki ma zawsze miejsce na początku okresu ciężkiej pracy mięśniowej. W dalszym ciągu trwania pracy ubytek wody zostanie uzupełniony i wtedy spadek ciężaru ciała i tkanki tłuszczowej będzie mniej więcej jednakowy i zależny od niedo­boru kalorii. Na ten temat będzie jeszcze mowa w następnym rozdziale.
Przedstawiony przykład ilustruje, jak wspomniano, sytuację dość typową. Zwiększenie pracy mięśniowej do wartości odpo­wiadającej intensywnemu wysiłkowi powoduje ujemny bilans energii jako skutek wspomnianego już nienadążenia apetytu za zapotrzebowaniem na energię. Tak dzieje się prawie zawsze w początkowym okresie dużego wysiłku mięśniowego. Po dłuż­szym okresie, jeżeli praca mięśniowa nie maleje, spożycie

pokarmów dogania wydatek energii i bilans energii wyrównuje się, ale dotyczy to raczej ludzi szczupłych. W przypadku otyłości spadek ciężaru ciała postępuje nadal, chociaż w mniejszym tempie. Bowiem, jak stwierdzono, ciężka praca mięśniowa likwiduje nadwagę spowodowaną za dużą ilością tkanki'tłusz­czowej niezależnie od naszej woli. Jest czynnikiem utrzymują­cym równowagę energetyczną i przywracającym należny ciężar ciała bez specjalnych zabiegów dietetycznych. Dlatego też. jednym ze sposobów odchudzania może być po prostu zmusza­nie s/ę do prowadzenia bardzo aktywnego trybu życia.
Przedstawionymi przykładami zilustrowano ujemny bilans energii osiągany niejako w sposóh naturalny, poprzez zmianę trybu życia na aktywny fizycznie.
Ujemny bilans energii może być także wynikiem świadomych ograniczeń kalorycznych przy prowadzeniu normalnego trybu życia, jaki dla większości ludzi żyjących w mieście i nie pracują­cych ciężko fizycznie jest typowy.
Przykład dobowego ujemnego bilansu energii spowodowa­nego stosowaniem zaleconej diety.
Wartość kaloryczna diety wyniosła 800 kcal, natomiast do­bowy wydatek energii był na poziomie 1800 kcal na dobę, co odpowiada prowadzeniu trybu życia dość ograniczonego pod względem ruchowym. Widocznie dieta o dosyć niskiej wartości kalorycznej spowodowała niechęć do pracy mięśniowej, co zdarza się dosyć często.

Spożycie 800 kcal dziennie przy wydatku energii około 1800 kcal na dobę powoduje niedobór kalorii rzędu 1000 kcal/dobę. Dla jego uzupełnienia organizm musi spalać około 160 g tkanki tłuszczowej na dobę. Podobny rygor dietetyczny może być oczywiście utrzymany przez dłuższy okres. Tygodniowy bilans energii przedstawia się wtedy następująco.
W ciągu tygodnia dzienne spożycie kalorii wynosiło 800 kcal, wydatek energetyczny średni wynosił 1850 kcal na dobę. Tej wielkości niedobór kalorii, około 1000 w ciągu doby, powoduje ubytek około 160 g tkanki tłuszczowej, gdyż tyle właśnie organizm musi spalić dla uzupełnienia niedoboru energii każdej doby. Cały tydzień odchudzania zamknie się więc ubytkiem około 1,12 kg tkanki tłuszczowej, a w ciągu miesiąca schudnie­my około 4,5 kg.
Ciężar ciała na początku takich restrykcji pokarmowych nie będzie podążał za ubytkiem tkanki tłuszczowej, gdyż jego spadek będzie o wiele większy. Dopiero w późniejszym okresie ubytek tkanki tłuszczowej i ubytek ciężaru ciała będą ze sobą w zgodzie. Niezgodność pomiędzy zmniejszaniem się ilości tkanki tłuszczowej i zmianami masy ciała wynika z różnego uwodnienia organizmu.
Z przedstawionych przykładów wynika, że ilość tkanki tłusz­czowej w organizmie jest jedynie wykładnikiem równowagi pomiędzy energią spożywaną w postaci pożywienia a energią wydatkowaną. Bilans energii u człowieka można porównać do zbiornika wody stojącego na drodze przepływu. Masa wody w takim zbiorniku będzie wynikiem równowagi pomiędzy wiel­kością dopływu i odpływu. Zwiększenie masy wody, a więc jej dodatni bilans, może być skutkiem zarówno ograniczenia od­pływu wody bez zmian w dopływie, jak również zwiększenia dopływu przy zachowaniu stałego odpływu. Przenosząc przy­kład na warunki organizmu zwiększenie masy tkanki tłuszczo­wej może nastąpić jako wynik ograniczenia wydatku energii przy zachowanym spożyciu na poprzednim poziomie, a również taki sam efekt tycia można zaobserwować, jeżeli zwiększy się apetyt i spożycie kalorii, ale wydatek energii będzie jednakowy. Powracając do przykładu ze zbiornikiem wody zmniejszenie jej masy. czyli ujemny bilans wody. również może mieć dwie przyczyny: ograniczenie dopływu lub też zwiększenie odpływu. Podobnie w organizmie do zmniejszenia ilości tkanki tłusz­czowej doprowadzi ograniczenie spożycia kalorii poniżej zapo­trzebowania lub też zwiększenie zapotrzebowania na energię, a więc zwiększenie wydatku energii, oczywiście przy utrzyma­nym spożyciu na poprzednim poziomie.
W obu przypadkach wynikiem ujemnego bilansu energii jest zmniejszenie masy tkanki tłuszczowej, która jest wykorzysty­wana do uzupełnienia brakujących ilości energii.

copyright 2011