A szervezet energiaforgalma alatt a sejtek energia-átalakítási, energia-felvételi és energia-leadási folyamatainak összességét értjük. Az életfolyamatokhoz szükséges energiát nyerik e mechanizmusok segítségével az élőlények, melyet közvetlenül felhasználnak, vagy különböző fajra specifikus módon raktároznak. Az energiaforgalom szorosan kapcsolódik a gyakorlatban az anyagcseréhez, így annak jobb megértéséhez a két fogalomkört célszerű együtt tárgyalni.

Az anyagcsere
Az anyagcsere kémiai reakciók összességét jelenti, melyek minden élő sejtben lezajlanak az és életben maradáshoz nélkülözhetetlenek. Ez a folyamat teszi lehetővé, hogy az élőlények növekedjenek, fejlődjenek, szaporodjanak, helyreállítsák a károsodásaikat és alkalmazkodni tudjanak a környezeti változásokhoz. Az anyagcserének két fő útját különböztethetjük meg: katabolizmus, mely alatt a lebontó folyamatokat értjük. A katabolizmus során a sejtek lebontják a tápanyagul szolgáló részeket, hogy energiát nyerjenek. Az anyagcsere másik útja az anabolizmus, mely során a nyert energiát az elő szervezet felhasználja saját struktúrájának kialakításához pl. új fehérjék és nukleinsavak képzéséhez.
Az anyagcsere során lejátszódó kémiai reakciók által a felvett anyagok képesek átalakulni új anyagokká. Ezt a folyamatot a szervezetben enzimek sora segíti. Természetesen minden fajnál más és más az energianyerésre felhasználható anyagok fajtája. Egyes baktériumok képesek az ember számára mérgező hidrogénvegyületeket is felhasználni, de a tápanyagok nélkülözhetetlenségében nagy eltérések vannak, pl. a C-vitamin az emberen kívül csak néhány állatnak esszenciális. Az emberi szervezet alapvetően két nagy tápanyagcsoportot használ fel az anyagcseréje során, a makro- és mikrotápanyagokat.

Makrotápanyagok
Fehérjék
Egy gramm fehérje elégetése 4,1 kcal-val járul hozzá az energiaforgalomhoz. Egészséges felnőtt személyek napi fehérjeszükséglete 0,8 g testtömegkilogrammonként (ttkg). A rendszeres fizikai aktivitást végzők fehérjeigénye ennél csak minimális mértékben nagyobb, 1 g/ttkg naponta. Kórosan nagy mennyiségű fehérjebevitel dehidrációt okozhat, mivel a nagy fehérjefogyasztás növeli a folyadékforgalmat, a vesetubulusok szekréciós tevékenységét, fokozódhat a fáradékonyság, a nyugtalanság, idegesség és ingerlékenység léphet fel.

Zsírok
Egy gramm zsír elégetése 9,3 kcal-val járul hozzá az energiaforgalomhoz. A napi megfelelő zsírfelvétel az összes energiabevitel körülbelül 30%-át kell képezze. Kis energiabevitel mellett sem ajánlott a zsírarányt húsz energiaszázalék alatti szintre vinni. A zsírsavakat az izmok oxidálva fel tudják használni anyagcseréjükben, ezzel kímélve a szénhidrátraktárakat és csökkentve a zsírdepót.

Szénhidrátok
Egy gramm szénhidrát elégetése 4,1 kcal-val járul hozzá az energiaforgalomhoz. Legfontosabb és legolcsóbb energiaforrásunk a szénhidrát, annak ellenére, hogy szervezetünk energiatartalékainak kis hányada raktározódik szénhidrát formájában. Az izom- és a májglikogén, mint könnyen mobilizálható szénhidrátraktár körülbelül 150 g-ot raktároz. Naponta minimálisan 500 g szénhidrátot szükséges felvenni ahhoz, hogy az endogén raktárak feltöltődjenek. Egészséges felnőtt étrendjében az összes energiabevitel 55–58%-a származik szénhidrátból, de az összes energiabevitel maximum tíz százaléka származhat egyszerű cukrokból. A nagy komplex szénhidrátbevitel előnye, hogy javítják a bélperisztaltikát, az optimális tartományon belül alacsony vércukor- és inzulinszintet eredményeznek, és több vitamint és ásványi anyagot tartalmaznak, mint a finomított fajták.

Mikrotápanyagok
A makrotápanyagokhoz képest ugyan elenyésző mennyiségben – mégis az élethez nélkülözhetelen – anyagokat használ fel a szervezet a fenntartó folyamataiban. A mikrotápanyagok két nagy csoportját az ásványi anyagok és a vitaminok alkotják. A főbb ásványi anyagok és vitaminok szükségleti értékeit az 1. táblázat mutatja.


1. táblázat. Egészséges felnőtt személy mikrotápanyag-szükséglete

Az energiaforgalom a gyakorlatban
A szervezet energiaforgalma a felvett és leadott energia mennyisége alapján állapítható meg. A szervezet energiaforgalmának ismerete alapjául szolgál a legtöbb táplálásterápiának, segítségével határozható meg az egyénre szabott tápanyagszükséglet. Az energiaforgalom meghatározásához az alapanyagcsere energiaértékét kell ismernünk.

Az alapanyagcsere és számítása
Az alapanyagcsere (Basal Metabolic Rate, BMR) a szervezet alapvető életfunkcióinak fenntartásához szükséges minimális energiatermelés. Mérése éber, szellemi és testi nyugalmi állapotban, előzetesen 12–24 órát éhező, gyógyszerhatástól mentes állapotban, semleges külső hőmérsékleten történik. Azt a legkisebb energiatermelést jelenti, amely az ébren, de teljes nyugalomban lévő ember életfolyamatainak fenntartásához szükséges. Az alapanyagcsere az életkortól, nemtől, környezeti hatásoktól, betegségektől, általános állapottól függően bizonyos határok között változhat. Minden étkezés után nő az alapanyagcsere, ami a tápanyagok emésztésével, felszívódásával és szállításával függ össze. A különböző tápanyagok nem egyforma módon befolyásolják az alapanyagcserét; legnagyobb mértékben a fehérjék növelik, közel 30%-kal; a szénhidrátok elhúzódóbban, 12–15%-kal emelik; míg a zsírok csekély mértékben, 5–8%-kal. A test teljes energia-felhasználásának kb. 70%-át adja az alapanyagcsere, 20% a fizikai aktivitásból, míg a maradék 10% a hőtermelésből keletkezik.
Az alapanyagcserének megfelelő energia 60%-át a test a hőszabályozásra, azaz a testhőmérséklet fenntartására, a fennmaradó 40%-át a nyugalmi szervműködés fedezésére fordítja. A szervek közül nyugalomban a vesék energiaigénye a legnagyobb, majd ezt követi a szív, máj, agyvelő, gyomor–bél traktus és az izomzat.
A szervezet képes alkalmazkodni a különböző állapotokhoz, így képes az anyagcserét is megváltoztatni. Egyrészt az energia átalakítása, beépítése alkati dolog, így személyenként eltérő az alapanyagcsere („takarékos” gén megléte). Az elégtelen energiaellátás során is csökken az alapanyagcsere, melynek hátterében az inzulin- és a trijódtironin-szekréció csökkenése áll. Ez a mechanizmus adja a testtömeg-menedzselésben jól ismert jojó-effektus alapját.
Az alapanyagcsere kiszámítása történhet laboratóriumi körülmények között, kaloriméter segítségével. Indirekt módon képletek segítségével becsülhetjük: a legismertebb az anyagcsere-meghatározáshoz a Harris–Benedict képlet (2. táblázat), mely kcal/nap mértékegységben adja meg az energiafelhasználás mennyiségét.

2. táblázat. A Harris–Benedict képletFérfiak

Számos egyéb módszer is született az alapanyagcsere meghatározására, ezekből kettőt a 3. és 4. negyedik táblázat mutat.

3. táblázat. Alapanyagcsere-meghatározásra alkalmas képletek

Az „s” értéke férfiaknál +5, nőknél -161.

4. táblázat. A WHO javaslata az alapanyagcsere becsléséhez

Irodalom

Bíró Gy.: Tápanyag-beviteli referencia-értékek. Budapest: Medicina, 2004.
Energy and Protein Requirements. WHO Technical Report Series 724. Geneva: WHO, 1985.
Harris, J. A. – Benedict, F. G.: A biometric study of human basal metabolism. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1918. 4(12): 370–373.
Mifflin, M. D. – St Jeor, S. T. – Hill, L. A. – Scott, B. J. – Daugherty, S. A. – Koh, Y. O.: A new predictive equation for resting energy expenditure in healthy individuals. Am. J. Clin. Nutr., 1990. 51(2): 241–247.
Neumann, G.: Sportolók táplálkozása. Budapest – Pécs: Dialóg Campus, 2006.
Vági Zs.: Wellness-táplálkozás – Nem csak sportolóknak van szükségük korszerű étrendre. Magyar Családorvosok Lapja, 2010. 6(8): 35–37.