Калории: путешествие туда и обратно
При обсуждении стратегий управления весом важно понимать основные принципы, которые влияют на вес тела, и ключевые термины, связанные с энергетическим балансом.
Энергетический баланс
Важным в этой дискуссии будет упоминание о том, что законы физики были описаны и изучены уже давно, а законы термодинамики успешно применяются в течение длительного времени. Несмотря на массу интернет-дискуссий о том, созданы ли все калории равными, в науке о питании калория – это единица измерения энергии. Чтобы избежать дальнейшей путаницы, удобнее будет выражать связанные с питанием калории в виде килокалорий или ккал (1000 калорий = 1 ккал).
Вес тела в основном определяется балансом между килокалориями (энергией), которые мы потребляем, и килокалориями, которые мы сжигаем с течением времени. Это отношение известно, как уравнение энергетического баланса:
Запас энергии = поступление энергии - расход энергии
В нашем рационе есть три основных макронутриента: углеводы, жиры и белки (ну, и иногда немного алкоголя!). Каждый из них имеет разную калорийность – это как раз та энергия, которую каждый из макронутриентов обеспечивает нашему организму.
Углеводы дают около четырех калорий на грамм, жиры — около девяти калорий на грамм, белки — около четырех калорий на грамм, а алкоголь — около семи калорий на грамм.
Если мы хотим похудеть, базовая интерпретация уравнения энергетического баланса говорит нам, что мы должны сжигать больше калорий, чем потребляем. С другой стороны, если мы хотим набрать вес, мы должны потреблять больше калорий, чем сжигаем. Однако все немного сложнее, когда речь идет о качестве потери или набора веса, поскольку разные продукты имеют разные свойства, влияющие на то, как наш организм использует эту энергию, и их последующее влияние на состав набранного или потерянного веса. Этот факт очень важен, ведь вы сможете повлиять на качество состава вашего тела, а не просто на цифры на весах.
Итак, "энергия" поступает от калорий, содержащихся в нашей еде и напитках. С другой стороны, "расход энергии" можно разбить на три компонента, как указано в таблице ниже.
- Скорость метаболизма в состоянии покоя (Resting metabolic rate, RMR) – энергия, необходимая для того, чтобы просто сохранить вам жизнь. Например, дыхание и различные метаболические процессы требуют энергию для своей работы.
- Термогенез (образование тепла), запускаемый приемом пищи (Dietary Induced Thermogenesis, DIT) – прием пищи нарушает гомеостаз (постоянство внутренней среды организма) в том смысле, что теперь необходимо использовать энергию для переваривания и переработки съеденной пищи. Его можно рассматривать как "инвестиционный этап" питания, при котором энергия вкладывается в переваривание пищи, что позже окупается большим количеством доступной энергии. Обычно это около 8-12% энергетической ценности съеденной пищи, в зависимости от содержания в ней макронутриентов.
- Расходы на физическую активность (Physical Activity Expenditure) – это наиболее изменчивая составляющая энергетических затрат. Проще говоря, большая активность будет означать больше расходов, а различные физические нагрузки приведут к тому, что на выполнение этой задачи будет расходоваться разное количество энергии.
Чтобы быть точным, при обсуждении расхода энергии мы должны ссылаться на комбинацию всех этих трех компонентов.
Мы определили некоторые ключевые термины и теперь можно обсудить, как они интегрируются и могут быть использованы для влияния на массу тела и состав.
Взаимодействие между компонентами
Организм хранит энергию в виде запасов углеводов, белков и жиров. Углеводы хранятся в виде гликогена в мышцах и печени, но составляют лишь небольшой процент от общей энергии (около 1%). Белки хранятся в различных тканях, большая часть которых хранится в скелетных мышцах (около 15%). Жиры, особенно триглицериды, являются крупнейшим источником запасенной энергии в организме (около 84%). Имеющийся дисбалансе в использовании этих источников энергии может привести к изменению массы тела. Организм особенно эффективно сохраняет лишние калории в виде триглицеридов в жировых клетках — это эволюционная адаптация, обеспечивающая выживание во время периодов нехватки пищи.
Важно помнить, что хранение и сжигание энергии — это процесс, который изменяется со временем. Таким образом, другим важным фактором в определении энергетического баланса и изменения массы тела является время. Если посмотреть на 24-часовой дневник питания человека, мы увидим, что он ест несколько раз в день, что увеличивает его энергетический баланс. Затем он может позаниматься физической деятельностью, которая увеличивает расход энергии. Таким образом, количество энергии, входящей и выходящей, постоянно меняется. Каждый день у людей разные 24-часовые графики, поэтому их энергетический баланс также ежедневно меняется. Главное здесь то, что энергетический баланс определяется в течение длительного периода, и поэтому изменения массы тела также требуют времени.
Мы обсудили лишь самые базовые принципы энергетического баланса и то, как они связаны с изменением массы тела. Тело — это удивительная, очень сложная, но прекрасно организованная биологическая машина. Несмотря на то, что фундаментальная концепция поступления калорий по сравнению с расходом калорий хорошо объясняет контроль веса, в организме есть несколько дополнительных и очень впечатляющих механизмов для контроля пределов этой системы. Они получили название компенсаторные механизмы.
Два ключевых примера этих механизмов: установлено, что большая масса тела приводит к более высокой скорости метаболизма в покое (RMR). Таким образом, по мере того, как мы набираем массу (мышцы увеличивают RMR больше, чем жир), у нас увеличивается потребность в калориях, что считается пассивным механизмом. После тренировки включается активный механизм, такой как увеличение потребления пищи и жидкости. Поскольку эта тема довольно сложная, вот лишь несколько пунктов, обобщающих основные взаимодействия между компонентами энергетического баланса:
- Физические упражнения влияют на то, сколько энергии мы используем и сколько съедаем. Даже когда люди тренируются одинаково, некоторые теряют вес, а другие набирают. Это происходит потому, что люди компенсируют свою тренировку тем, что едят больше или меньше. Различия в аппетите после тренировки могут объяснить, почему некоторые люди после тренировки едят больше/меньше других.
- То, что мы едим, влияет на то, насколько сильное чувство сытости развивается после еды и сколько вы съедите позже. Употребление в пищу белковых продуктов и продуктов с высоким содержанием клетчатки позволяет вам чувствовать себя сытым дольше. Но иногда любовь или желание поесть может заставить вас съесть больше, даже если вы не голодны. Поэтому важно обращать внимание на то, как вы относитесь к еде, а не только на то, что вы едите.
- Прием пищи влияет на то, сколько энергии использует наш организм. Когда мы едим меньше, наш организм использует меньше энергии. Это может привести к тому, что мы похудеем, но это похудение может произойти за счет мышц и жира. Мышцы и жир помогают нашему организму сжигать калории, поэтому при потере мышц/жира, уровень метаболизма в состоянии покоя (RMR) снижается. Термический эффект пищи (TEF) также снижается, поскольку нашему организму требуется меньше энергии для переработки питательных веществ. С другой стороны, когда мы едим больше, чем нам нужно, наш организм накапливает дополнительную энергию в виде увеличения веса. Это может увеличить RMR, расход энергии при физической активности (PAE) и TEF.
Заключение
Хотя принцип "поступление калорий минус расход калорий" является основополагающим для управления весом, наш организм представляет собой сложную систему с рядом адаптивных механизмов. Всестороннее понимание этих принципов может помочь в принятии более обоснованных решений относительно диеты, физических упражнений и общего состояния здоровья.
Тезисы
Понимание потери и набора веса:
- Похудение требует сжигания большего количества калорий, чем потребляется.
- Набор веса требует потребления большего количества калорий, чем расходуется.
- Качество потребляемой еды и напитков влияет на состав тела.
Компоненты энергетических затрат:
- Наше тело расходует энергию за счет сочетания скорости метаболизма в состоянии покоя (RMR), затрат энергии при физической активности (PAE) и термического эффекта пищи (TEF).
Динамическая природа хранения энергии: хранение и использование энергии в нашем организме постоянно меняются. Это означает, что изменения массы тела происходят постепенно и отражают энергетический баланс в течение длительного периода времени.
Взаимодействие между энергетическими компонентами:
- Источники запасенной энергии в организме включают углеводы (в виде гликогена), белки (в тканях, таких как мышцы) и жиры (в виде триглицеридов). Дисбаланс в их использовании может влиять на массу тела.
- Наша эволюционная биология предрасположила нас хранить избыточную энергию в виде триглицеридов.
Компенсаторные механизмы энергетического баланса: наше тело адаптируется в ответ на изменения энергетического баланса. Например: