fbpx

Grundläggande näringslära del 1 – Energi

Kapitlets innehåll:

  • Energibegreppet
  • De energigivande näringsämnena
  • Energibehov
  • Kroppens energiutvinning
  • Aminosyror
  • Matspjälkning
Lärandemål – Efter kapitlet ska du:
  • Kunna redogöra översiktligt för hur kroppen utvinner energi ur maten
  • Kunna förklara vad kolhydrater, fett och protein är och hur de är uppbyggda
  • Ha förståelse för hur kroppen gör för att bryta ner maten och ta upp näringen

Allt som lever är beroende av energi, och ordet energi uppfattas oftast som positivt laddat även om många får negativa associationer när man säger kalorier eller kilojoule som är energins enheter.

Men vad är energi egentligen? Energi som begrepp känns ganska abstrakt för alla oss som inte är fysiker; den är oförstörbar och kan anta många olika former. Energi behövs för att utföra det som fysikerna kallar för arbete. Vi använder den för att vi ska kunna röra på oss och den håller oss varma. Energi kan förekomma i flera former, till exempel lagrad som kemisk energi i maten vi äter, vilken sedan kan omvandlas till rörelseenergi och värmeenergi. Andra former är exempelvis ljusstrålning och värmestrålning.

Det mesta av den energi som levande organismer använder kommer ursprungligen från solen. Från solen färdas den i form av olika sorters strålning, som ljus, värme, och ultraviolett strålning. Energin från strålningen värmer upp jordens yta, men en stor del av ljusstrålningen kan fångas upp och omvandlas till kemisk energi av levande organismer. Endast växter och vissa bakterier har den här unika förmågan. I växterna sker själva omvandlingen inne i en speciell organell som kallas för kloroplast. Kloroplasterna innehåller det energiomvandlande ämnet klorofyll, det som ger växterna dess gröna färg. Växterna kan sedan lagra energin som fetter, kolhydrater och proteiner, och det är ur dessa näringsämnen som vi hämtar det mesta av vår energi.

Energin från maten

Energin i maten vi äter kommer i huvudsak från de tre näringsämnena protein, kolhydrater och fett, men även i mindre mängd från organiska syror som finns i frukter och vissa grönsaker. Dessutom får vi i oss energi från alkohol, men det ger oss förhållandevis lite – förutsatt att man inte konsumerar mycket alkoholhaltiga drycker förstås. På senare år har man också räknat med fibrer som energigivande. Fibrer kan inte brytas ner av våra kroppar, men i vårt tarmsystem finns det miljarder bakterier som gärna kalasar på fibrerna. Bakterierna efterlämnar sig så kallade korta fettsyror som tas upp genom tarmväggen och bidrar med en vissa mängd energi som är ca 1-2 kCal per gram beroende på vilken fibertyp det handlar om.

Energiinnehållet i den mat vi äter mäts i kilojoule. Ofta använder man dock enheten kilokalori som är en gammal enhet som av någon anledning har dröjt sig kvar i näringssammanhang. En kalori motsvarar den mängd energi som behövs för att värma ett gram vatten en grad Celsius. En ganska långsökt definition kan man tycka. Därför försöker man i dag att alltmer gå över till användandet av kilojoule.

Energiinnehåll per gram:

Protein 4,1 kCal 17,1 kJ
Kolhydrater 4,1 kCal 17,1 kJ
Fetter 9,3 kCal 38,9 kJ
Fibrer 1-2 kCal 4-8 kJ
Alkohol 7,1 kCal 29,3 kJ
Organiska syror 2–3 kCal 8–12 kJ

1 kalori = 4,18 joule, kilo = prefix som betyder 1 000

Hur beräknas energiinnehållet i näringsämnena?

Energiinnehållet som deklareras på livsmedelförpackningar syftar på hur mycket kemisk energi maten innehåller. När man tar reda på detta tar man en bit av livsmedlet eller näringsämnet ifråga och eldar upp det. Därefter mäter man hur stor mängd energi som avges i form av värme. Värmemängden räknas sedan om till kalorier och joule. Men det här är faktiskt ganska långt ifrån vad som verkligen händer med näringsämnena i våra kroppar. Visst förbränns de, men knappast under öppen låga. På grund av detta kan energiangivelser på livsmedelsförpackningar vara en smula missvisande: En viss mängd kalorier från protein ger exempelvis inte kroppen lika mycket tillgänglig energi som motsvarande mängd kolhydrater. Fleromättade fetter innehåller mer kemisk energi än mättade, men i kroppen fungerar det tvärtom. Dessutom kan den tillgängliga mängden energi variera beroende på olika yttre omständigheter. De olika näringsämnena ger också olika upplevd mättnad per kalori och dessutom blir man mätt på olika sätt beroende på vad det är man stoppar i sig. Till exempel ger proteinrik mat en typ av mättnad och kolhydratrik en annan.

Energibalans

Energibalans är ett begrepp man brukar använda för att beskriva det tillstånd då kroppen får i sig exakt så mycket energi som den gör av med. Vid energibalans är man därför också viktstabil och ingen extra energi vare sig lagras eller tas från fettvävnaden. Vid energibalans är energiintaget lika stort som energiutgifterna. Ett samband som är förrädiskt enkelt.

Energiintaget kan vi påverka genom vad vi stoppar i oss. Energiutgifterna påverkas av fysisk aktivitet, men också genom vilka näringsämnen som vi stoppar i oss. Om kosten innehåller en stor del protein avgår mer energi som värme, vilket i praktiken innebär att energiutgifterna ökar. Detta gäller också om vi äter fetter från fisk och nötter jämfört med fetter från ko eller gris.

När det gäller den fysiska aktiviteten har kroppen mekanismer för att styra vår vilja eller benägenhet att röra på oss. Detta påverkar förstås också utgifterna. Kroppen kan också på kortare sikt motverka viktminskning om vi plötsligt börjar äta mindre, bland annat genom att vi rör på oss mindre, men också genom att minska viloförbrukningen. Omvänt kan också kroppen motverka viktuppgång om vi medvetet överäter under kortare tid. Detta åstadkoms, ja just det, genom att ämnesomsättningen ökar och vi blir mer benägna att röra på oss. Dessutom regleras aptiten så att vi generellt blir hungrigare vid energibrist och mindre hungriga vid energiöverskott. Aptitregleringen är antagligen den faktor som påverkar vår viktbalans allra mest.

Energibehovet

Vårt energibehov styrs av flera faktorer. Värmeproduktion, rörelse och tillväxt är faktorer som alla kräver energi. I detta avsnitt kommer vi att diskutera vad som påverkar energibehovet.

Basal energiförbrukning

Den basala energiförbrukningen är din grundförbrukning. Det är den mängd energi som du förbrukar under total vila, det vill säga när du ligger och är absolut stilla. Den basala energiförbrukningen kallas för BMR (Basal Metabolic Rate). I vetenskapliga sammanhang pratar man ofta om REE, Resting Energy Expenditure. REE innebär ungefär samma sak som BMR, men REE är inte lika strikt definierat vilket gör att REE är något högre än BMR.

Viloförbrukningen står organ som lever, njurar, lungor, hjärta och hjärna för, men även muskler förbrukar en viss mängd energi under total vila. Din basala energiförbrukning kan du inte påverka på kort sikt, men om du ökar i muskelmassa ökar också din basala energiförbrukning något. Den basala energiförbrukningen är proportionell mot hur stor din fettfria kroppsmassa är, det vill säga den andel av din kropp som inte består av fett. Det finns små individuella variationer, men skillnaden mellan män och kvinnor är förvånansvärt liten. Den basala energiförbrukningen minskar något med stigande ålder. Om man svälter eller fastar förlorar kroppen både fett­ och muskler i snabb takt. När man sedan börjar äta igen är det framför allt fettdepåerna som byggs upp igen. Det betyder att ju fler och ju längre perioder av fasta man har genomgått desto mindre muskelmassa. Minskar muskelmassan påverkas också förbränningen negativt och detta medför att risken för att öka i vikt igen blir större – jojo-bantingen är ett faktum.

Att kroppen gynnar uppbyggnad av kroppsfett istället för muskelmassa är en evolutionär anpassning. Om man fastar vet inte kroppen att detta är något man frivilligt utsätter sig för och försöker hushålla med resurserna på bästa sätt för att maximera överlevnaden. Muskler kostar energi medan fettdepåer är en bra reserv att ha om man råkar ut för en svältsituation igen.

Fysisk aktivitet

Fysisk aktivitet är benämningen på allt muskelarbete som våra kroppar gör åt oss och för den tränande individen vilken denna kurs främst handlar om kan fysisk aktivitet stå för en stor del av den totala energiomsättningen. För att kunna vara fysisk aktiv behöver våra muskler energi. Fysisk aktivitet kan alltså vara allt ifrån att springa till att lyfta skrot, men också obetydligt ansträngande aktiviteter som att klia sig eller blinka förbrukar energi, även om det är fråga om mycket små mängder förstås. Den fysiska aktiviteten är den faktor som varierar mest mellan olika individer. Det är ganska lätt förstå att det är en enorm skillnad i fysisk aktivitet mellan en elitidrottare och en sängbunden person. Men det är också stor skillnad mellan fysiskt aktiva motionärer med rörligt jobb och bilåkande kontorsråttor, vilka båda är exempel på vanliga livsstilsmönster.

Den fysiska aktiviteten är den del av energiomsättningen som du kan påverka mest – för en del hårt tränande individer är den faktiskt fem gånger den basala. I regel är dock energiåtgången för den fysiska aktiviteten 0,5–1 gånger av den basala.

Tillväxt

Tillväxt är en viktig energiförbrukande faktor, men bara för dem som växer. Tillväxt är energikonsumerande på ett indirekt sätt eftersom kroppens celler behöver näring, framför allt proteiner och fetter, att använda som byggstenar. Det är därför inte fråga om en ren energikonsumtion eftersom den mesta energin finns lagrad i de fetter och proteiner som blir de nya byggstenarna. En viss mängd energi går förstås åt hos alla när kroppens celler delar på sig och blir fler, men energiförbrukningen vid tillväxt har ändå störst betydelse för växande barn, gravida och i viss mån även för idrottare som går upp i muskelmassa. För atleter som exempelvis bodybuildare är det faktiskt en ganska liten mängd energi som används till själva muskelbygget. En bodybuilder ökar kanske ett par kilo i kroppsvikt per år i bästa fall, medan ett nyfött barn nästan tredubblar sin kroppsvikt under det första levnadsåret! Det mesta av ”tillväxtenergin” som används av bodybuildaren går till reparation av celler som har skadats av träning. Men varför måste man då äta så mycket energi om man vill öka i muskelmassa, kanske du undrar? Svaret ligger i att man behöver energi för att orka träna och för att kroppen ska förstå att det finns en god tillgång på bränsle och byggstenar. Det ökade energibehovet vid muskelbygge handlar alltså i första hand om att man ökar den fysiska aktiviteten.

Hur beräknas energibehovet?
Det finns många metoder att mäta eller beräkna sitt energibehov på. Man kan mäta det direkt eller indirekt, men det vanligaste är att man använder sig av olika beräkningsformler för att uppskatta behovet.

Direkt kalorimetri
Principen är enkel: den person man vill mäta energiförbrukning på stängs in i ett värmeisolerat rum och sedan mäts värmeproduktionen. Denna är proportionell mot energiförbrukningen.

Direkt kalorimetri är ett ganska omständligt sätt att mäta energiförbrukningen på och används i dag mycket sällan i detta syfte. En stor nackdel med metoden är att man måste vara instängd i kammaren under lång tid och att det knappast speglar en genomsnittlig dag då det exempelvis gäller fysisk aktivitet.

Indirekt kalorimetri
Ett annat sätt att mäta ämnesomsättningen är med så kallad indirekt kalorimetri. Metoden går ut på att man mäter mängden syre som förbrukas av testpersonen. För själva mätningen krävs specialapparatur som mäter den syrgas som försökspersonen tar upp. Syreförbrukningen speglar nämligen hur stor energiförbrukningen är eftersom syre används till förbränningen av energigivande näringsämnen.

Man kan också mäta mängden koldioxid som produceras och även denna gas är proportionell mot energiförbrukningen eftersom koldioxid är slutprodukten av förbränningen. Nackdelen med att mäta koldioxidproduktionen är att kroppen har stora förråd av koldioxid löst i blodet och i andra vätskor, och en sådan mätning blir mer otillförlitlig.

Det optimala, när det gäller indirekt kalorimetri, är att mäta både hur mycket syre som förbrukas och hur mycket koldioxid som produceras. Förhållandet mellan dessa gaser kallas för respiratorisk kvot och den kan ge en fingervisning om kroppen förbränner kolhydrater eller fett. Är kvoten 1,0 är det fråga om ren kolhydratförbränning och går den ned mot 0,7 är det fettförbränning det är fråga om. I regel brukar kvoten ligga någonstans mellan dessa värden.

Ett annat väldigt exakt sätt att mäta energimsättningen är att använda så kallat dubbelmärkt vatten. Metoden lämpar sig när man under en längre period vill studera energiomsättningen. Metoden innnebär att man kemiskt har ”märkt” vatten som man låter försökspersonen dricka av. Metoden speglar vattenomsättningen och man tar ett urinprov vid försöksperiodens slut och mäter hur mycket av det märkta vattnet som försvunnit. Energibörbrukningen kan beräknas väldigt exakt efter dessa värden. Metoden är dock ekonomiskt kostsam och används endast inom forskning.

Uppskattat energibehov
Den mest förekommande metoden för att bestämma energiförbrukning är att uppskatta den. Första steget i en sådan uppskattning är att man uppskattar den basala energiförbrukningen. För att göra den uppskattningen använder man sig av schablonformler där man tar hänsyn till kroppsvikt, kön och ålder. Ett exempel på en sådan formel är den som Världshälsoorganisationen (WHO) har utvecklat:

Ålder: Man: Kvinna:
0-3 60,9*vikt-54 61*vikt-54
3-10 22,7*vikt+495 22,5*vikt+499
10-18 17,5*vikt+651 12,2*vikt+746
18-30 15,3*vikt+679 14,7*vikt+496
30-60 11,6*vikt+879 8,7*vikt+829
>60 1,5*vikt+487 10,5*vikt+596

 

Ett annat exempel på en formel för beräkning av BMR är Harris-Benedicts formel:

Män: 66.4730 + (13.75 x vikt i kg) + (5 x längd i cm) – (6.76 x ålder i år)

Kvinnor: 655.1 + (9.56 x vikt i kg) + (1.85 x längd i cm) – (4.68 x ålder i år)

I ovanstående formler har man inte tagit hänsyn till kroppssammansättningen. Det gör att beräkningen av BMR kan bli mycket felaktig på personer med hög kroppsvikt men med en relativt liten mängd fettfri kroppsmassa. En sådan person får felaktigt ett högre uträknat BMR-värde. Det finns också formler som baseras på den fettfria kroppsmassan. Ett exempel på en sådan formel är Katch-McArdles formel: 21,6 x fettfri kroppsmassa i kilogram + 370 och den snarlika Cunninghams formel: 500 + 22 (FFM). I de två senare formlerna tar man hänsyn till fettfria kroppsvikten, vilket ger ett mer korrekt värde.

Men då uppkommer förstås problemet hur man får ett korrekt värde på den fettfria kroppsmassan. Bra metoder för att bestämma den fettfria kroppsmassan är exempelvis undervattensvägning eller air displacement plethysmography (ex. Bodpod). Det finns också formler där man tar hänsyn till det lilla BMR-bidraget som fettmassan ger. Ett exempel på en sådan formel är (0,102FFM(kg)+0,024FM(kg)+0,85)/4,18.

Aktivitetsmultiplar

Nästa steg är att beräkna hur mycket energi vi gör av med på fysisk aktivitet. För att räkna ut det använder man så kallade aktivitetsmultiplar. Principen är enkel men tidsödande, i alla fall om man gör det för hand. För att få en bra bedömning av den fysiska aktiviteten krävs det att man använder en aktivitetsdagbok där man antecknar alla sina aktiviteter med fem minuters mellanrum. Ju mindre intervall man delar in dagen i desto noggrannare blir uppskattningen.

Aktivitet Energiomsättning (Multipler av BMR)
Ligga 1,0
Sitta 1,3
Stå 1,5
Sitta/stå/gå 1,6
Stillasittande arbete 1,7
Rörligt arbete 2,2
Fysiskt krävande arbete 2,8
Gå eller lätt fysisk aktivitet 3,0
Måttlig fysisk aktivitet 4,0
Hög fysisk aktivitet 7,0

Exempel: Martin väger 85 kilo och är 29 år. Hur många kalorier blir han av med under ett dygn om han ligger alldeles stilla hela dygnet så när som på en 20 minuters promenad? I det här exemplet har vi använt WHO:s formel från sidan XX som inte tar hänsyn till den fettfria kroppsmassan.

(1) BMR: Man, 30 år, 85 kilo: 15,3 x vikt + 679 = 1 979,5 kcal/dag

(2) Fysisk aktivitet: 1807 kCal/1 440 minuter (dygnets minuter) = 1,37 kCal/min i vila

Att gå kräver tre gånger så mycket energi som att vila: 1,37 kcal/min x 20 minuter x 3 = 82,5 kCal

Lita inte för mycket på uppskattningen!
Som du säkert förstår när du tittar på aktivitetstabellen är det fråga om väldigt grova uppskattningar. Det som upplevs som tung träning av en person kanske en annan upplever som lätt. Ta styrketräning till exempel: är det fråga om en hårdtränande kroppsbyggare eller styrkelyftare, eller är det kanske en nyfrälst finansyuppie som har hanteln i ena handen och mobiltelefonen i den andra? Dessutom finns det felkällor i beräkningen av BMR.

Många som arbetar professionellt med kostrådgivning använder sig därför inte av energiberäkningar. I stället utgår man från den kost klienten äter i nuläget och gör förändringar utifrån det beroende på vad klientens målsättning är.

Ett annat sätt att avgöra om man är i energibalans eller inte är att titta på vågen; går man upp i vikt är energiintaget större än utgifterna och minskar man i vikt är förhållandet det motsatta. Känner man sig kraftlös och inte orkar med träningen ordentligt kan det vara en god idé att öka energiintaget. För en hårt tränande individ är det viktigt att ha en ungefärlig bild av hur mycket energi man gör av med och stoppar i sig för att inte få i sig för lite energi eller för lite eller onödigt mycket av olika näringsämnen. För ett optimalt kostupplägg hos en hårt tränande individ kan man också få lov att göra justeringar i kostupplägget beroende på hur hård träning som ska utföras samma dag eller dagen efter eller om det är en stor tävling på gång. Just detta är något vi kommer att titta närmare på under kursens gång.

Energiutvinningen

Våra kroppar använder energi till massor med saker; såväl kemiska processer som värmeproduktion kräver energi. Mycket energi används också till att upprätthålla saltbalanser och så kallade pH-gradienter. pH-gradienter är skillnader i surhetsgrad mellan olika utrymmen i kroppens celler. Att cellen vill ha olika pH i olika delar beror på att olika kemiska reaktioner fungerar olika bra vid olika pH. Skillnader i pH används också av mitokondrierna när de ska omvandla den kemiska energin i protein, kolhydrater och fett till ATP (adenosintrifosfat) som är den sista kemiska energiformen innan energin omsätts i värme, rörelse eller annan kemisk reaktion.

ATP – den minsta gemensamma nämnaren
Trots att all mat som vi stoppar i oss ser olika ut och påverkar vår hälsa på olika sätt bryts all mat ned till ATP när kroppen ska utvinna energi ur den. ATP är en instabil förening, och instabiliteten beror på att den är proppfull med energi. Om cellen inte använder ATP:t faller det ganska snabbt sönder och bildar ADP (adenosindifosfat) och fritt fosfat. ADP är mindre energirik än ATP och överskottsenergin frigörs som värme eller används till muskelarbete eller andra kemiska processer.

Våra kroppar förbrukar stora mängder med ATP varje dag. Uppskattningar som har gjorts visar att vi förbrukar mer ATP varje dag än vår egen kroppsvikt! Trots det har vi endast ett par fjuttiga gram lagrat i våra kroppar. Detta innebär att våra celler måste återbilda ATP i en rasande takt.

Produktionen av ATP ansvarar mitokondrierna för. Att kunna producera denna jättemängd av maten vi stoppar i oss ställer naturligtvis stora krav på mitokondrierna. Den minsta lilla sekund som ATP inte skulle vara närvarande vore katastrofalt för cellen, och skulle resultera i celldöd. ATP produceras i olika energiutvinnande processer. De viktigaste är citronsyracykeln, glykolysen och beta-oxidationen.

Citronsyracykeln – livets cykel

Citronsyracykeln är ett samlingsnamn på de reaktioner som bryter ned näringsämnen och utvinner energi ur dem. Dessa reaktioner sker i cellernas mikroskopiska kraftverk, mitokondrierna, som är belägna inne i cellerna.

Innan näringsämnena kan gå in i citronsyracykeln måste de brytas ned till en så kallad tvåkolsförening som kallas Acetyl-Coa. Vid varje steg frigörs ATP eller så kallade reducerade kofaktorer som också kan användas som energi av cellen. De reducerade kofaktorerna är en annan form av lagringsenergi än ATP, där den lagrade energin utgörs av extra elektroner. Elektronerna kan sedan avges vid andra ATP-producerande reaktioner. Cykeln slutar med att oxaloacetat bildas. Oxaloacetatet paras sedan ihop med Acetyl-Coa och ett nytt varv i cykeln påbörjas. Slutprodukten i citronsyracykeln är hela tiden koldioxid och vatten.

För att komma till nästa kursdel, klicka här.

Lösen APN1

Läs mer och boka här!

alla utbildningar
Prenumera på vårt nyhetsmejl!

Prenumera på vårt nyhetsmejl!

Vi skickar nyhetsmejl ca sex gånger per år. Dina uppgifter som du lämnar här används enbart för detta. Läs mer om vår GDPR-policy här.

Nu är du anmäld till vårt nyhetsbrev. Glöm inte att bekräfta genom att svara ja på vårt bekräftelsemejl.