انرژی، نتیجه سوخت و ساز (متابولیسم) مواد مغذی آلی در بدن است که واحد اندازه گیری آن کیلو کالری (۱۰۰۰کالری) می‌باشد. یک ورزشکار نوجوان (به خصوص فردی که در حال رشد است) نسبت به هر زمان دیگری از زندگی نیاز بیشتری به کالری دارد. انرژی مورد نیاز همچنین به نوع ورزش تخصصی و برنامه تمرین شما بستگی دارد همچنین به عواملی مانند: وزن، قد، جنسیت، سن و فعالیت روزانه نیز بستگی دارد. یک دختر نوجوان با جثه متوسط که دارای فعالیت متوسط و هنوز در حال رشد است به حدود ۲۲۰۰ کالری در روز نیاز دارد، حال آنکه یک دختر ۱۵ساله با جثه کوچک که رشدش کامل شده به حدود ۱۸۰۰ کالری یا کمتر نیاز دارد.
از کالری تا حجم: فیزیولوژی بنیادی کالری
بسیاری از افراد تعجب می‌کنند که چرا از واحد انرژی، کالری، برای پیش بینی تغییرات در حجم استفاده می‌کنیم. کالری واحد گرما است، اما تغییر در کالری دریافتی و مصرفی می‌تواند بر توده بدنی تأثیر گذار باشد. بدون درک صحیح از فیزیولوژی بنیادی متابولیسم ممکن است استفاده از گرما و حجم به جای یکدیگر تقریباً بی‌معنی به نظر برسد. اما با بررسی تغییرات کالری از زمان مصرف تا زمان دفع، متوجه نقش کالری در ایجاد تغییرات حجم خواهیم شد.
غذایی که می‌خورید برای تولید آدنوزین‌تری فسفات (ATP) استفاده می‌شود، که سلول‌های شما از آن برای تامین سوخت مورد نیاز تقریباً تمام عملکردهای اصلی استفاده می‌کنند. ATP به صورت کامل و صد در صدی توسط بدن مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و هر زمان که از آن استفاده می‌شود بخشی از انرژی آن به صورت گرما آزاد می‌گردد. کالری تقریبا از دهه ۱۸۰۰ برای توصیف محتوای انرژی غذا و انرژی مصرفی برای ورزش استفاده شده است و پژوهش‌های بسیاری که در این زمینه انجام گرفته‌اند تأیید کرده‌اند که تعادل انرژی عامل اصلی تعیین کننده تغییرات طولانی مدت در وزن بدنی است.
کالری چگونه به وجود می‌آید و به چه چیزی تبدیل می‌شود؟
بدن شما از تعداد زیادی بافت و مواد مختلف تشکیل شده است، اما آنچه اکثریت وزن بدن را تشکیل می‌دهد عبارتند از: ماهیچه‌های اسکلتی، بافت چربی، استخوان ها، اندام‌ها و البته آب درون و بین سلول ها. به جز در مواقع ابتلا به بیماری جدی، اندام‌ها و استخوان‌های شما به لحاظ جرم آنچنان تغییری نمی‌کنند.
با کاهش وزن، بدن آب از دست می‌دهد و بلعکس؛ اما درصد تشکیل شده از آب بدن شما در میان مدت تا طولانی مدت نسبتاً ثابت باقی می‌ماند. نوسانات زیاد توده بدنی در میان مدت تا بلندمدت عمدتاً ناشی از تغییرات در توده عضلانی و چربی است، بنابراین این آن چیزی است که ما در این مقاله روی آن تمرکز خواهیم کرد.
هنگامی که غذا می‌خورید، غذا به اساسی‌ترین بلوک‌های سازنده آن تجزیه می‌شود: پروتئین‌ها به اسیدهای آمینه، کربوهیدرات‌های پیچیده به قندهای ساده (و در نهایت به گلوکز) و چربی‌ها به اسیدهای چرب آزاد تجزیه می‌گردند. این بلوک‌های ساختمانی ساده (همراه با ویتامین‌ها و مواد معدنی موجود در غذای شما) عمدتاً از طریق پوشش روده‌ها منتقل می‌گردند و سپس فورا به کبد می‌روند (کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها از طریق رگ‌ها و چربی‌ها از طریق عروق لنفاوی). فیبر بدون تجزیه وارد روده کوچک شما می‌شود، اما مقداری از آن در روده بزرگ به اسیدهای چرب تجزیه شده و آن اسیدهای چرب نیز به کبد شما منتقل می‌گردند.
باید دقت کرد کرد اگرچه اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب و قندهای ساده عمدتاً از طریق پوشش روده شما به گردش خون منتقل می‌شوند اما مقدار کمی از آن‌ها جذب نشده و از طریق مدفوع دفع می‌گردند. حال در افراد سالمی که از یک رژیم غذایی معمولی استفاده می‌کنند، این میزان نسبتاً کم خواهد بود (البته اگر مقدار زیادی فیبر نامحلول بخورید ممکن است این مقدار کمی افزایش یابد). با این حال، با برخی بیماری‌ها مانند اسهال یا استئاتوره، و یا با مصرف زیاد چربی، ممکن است مقدار بیشتری از غذایی که می‌خورید را دفع کنید. موادی که از بدن دفع می‌شوند جزو «کالری ورودی» و یا ذخیره شده محسوب نمی‌شوند.
کل دستگاه گوارش شما، از دهان تا مرحله دفع، با دنیای خارج پیوسته است. «درون» بدن شما درست از زیر سطح پوست شما شروع می‌شود؛ حتی در داخل پوشش روده شما. اکنون با موادی که به داخل بدن خود وارد کرده‌اید تنها ۳ کار می‌توانید انجام دهید: آن را ذخیره کنید، از آن استفاده کنید و یا آن را دفع کنید.
ذخیره کردن مواد غذایی دریافتی
اسیدهای آمینه برای ساختن یا ترمیم پروتئین‌ها استفاده می‌شوند. به طور معمول، مقدار پروتئینی که بدن شما می‌سازد تقریباً برابر با مقدار پروتئینی است که بدن در یک دوره زمانی معین تجزیه می‌کند، که در افزایش جرم هیچ نقشی ندارند. با این حال، اگر محرکی برای سنتز یک پروتئین خاص بسیار بیشتر از آنچه که تجزیه می‌شود وجود داشته باشد (یعنی تمرین مقاومتی به عنوان محرکی برای سنتز پروتئین‌های انقباضی و ساختاری بیشتر در عضلات شما)، برخی از این اسیدهای آمینه در ساخت پروتئین‌های جدید و افزایش حجم دخیل می‌شوند.
گلوکز به صورت گلیکوژن (زنجیره‌ای بلند و منشعب از مولکول‌های گلوکز) عمدتاً در دو مکان ذخیره می‌شود: کبد و ماهیچه‌های اسکلتی. کبد شما می‌تواند حدود ۱۰۰ گرم گلوکز را در خود نگه دارد و ماهیچه‌های شما نیز بسته به میزان توده بدنیتان، می‌توانند ۳۰۰ تا ۶۰۰ گرم گلوکز را در خود ذخیره کنند. هر گرم گلیکوژن نیز حدود ۳-۴ گرم آب را جذب می‌کند، بنابراین از حداکثر ذخیره گلیکوژن به ذخیره گلیکوژن صفر می‌توان وزن بدن شما را تا ۳.۵ کیلوگرم (~۷-۸ پوند) تغییر داد، اما ظرفیت ذخیره‌سازی گلیکوژن تغییر زیادی نمی‌کند، به این معنی که نمی‌تواند تغییرات طولانی مدت در توده بدن را حفظ کند.
در نهایت، اسیدهای چرب آزاد به صورت‌تری گلیسیرید بسته‌بندی شده و به عضلات و سلول‌های چربی شما منتقل می‌گردند. چربی در عضلات شما می‌تواند به صورت درون سلولی یا خارج سلولی ذخیره شود. چربی درون سلولی «خوب» است و به ماهیچه‌های شما دسترسی آسان به چربی‌ها را برای سوزاندن در حین ورزش می‌دهد.
چربی خارج سلولی در عضلات شما «بد» است و با التهاب و بیماری‌های متابولیک مرتبط است. اکثریت قریب به اتفاق چربی شما به صورت‌تری گلیسیرید در ذخایر چربی اختصاصی زیر پوست یا اطراف اندام شما ذخیره می‌گردد. برخلاف پروتئین‌ها و گلیکوژن، بدن شما می‌تواند مقادیر زیادی اسیدهای چرب را ذخیره کرده و متعاقباً آن‌ها را دفع کند.
استفاده از مواد غذایی دریافتی
پروتئین‌ها مسئول تقریباً تمامی کارهای جالبی هستند که در بدن شما اتفاق می‌افتد. گلوکز و اسیدهای چرب هر دو در درجه اول برای تولید آدنوزین‌تری فسفات (ATP) استفاده می‌شوند، چیزی که بدن شما به عنوان انرژی برای تقریباً همه میلیاردها واکنش شیمیایی که در هر لحظه در درون شما رخ می‌دهد، استفاده می‌کند. محصول نهایی تجزیه گلوکز و اسیدهای چرب، دی اکسید کربن (CO2) و آب (H۲O) است. از اسیدهای آمینه نیز می‌توان برای تولید ATP استفاده کرد. اسیدهای آمینه ابتدا باید دآمینه شوند (حذف بخشی از اسید آمینه حاوی نیتروژن)، و سپس قسمت های باقی مانده می‌توانند وارد همان مجموعه واکنش‌هایی شوند که ATP، CO2 و H۲O تولید می‌کنند.
در نهایت، در جایی که کمبود اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب یا گلوکز وجود دارد، بدن شما می‌تواند درشت مغذی‌هایی را که در آن‌ها دچار کمبود است از منابع دیگری که هنوز به وفور دارد، سنتز کند. هر سه ماده مغذی می‌توانند تجزیه شده و تبدیل به پیرووات شوند، که مولکولی است در «مسیرهای متابولیک».
پیرووات می‌تواند برای تولید گلوکز بیشتر از طریق فرآیندی به نام گلوکونئوژنز (که با مصرف پروتئین بسیار زیاد و مصرف کربوهیدرات بسیار کم رایج‌تر است)، ایجاد اسیدهای چرب بیشتر از طریق فرآیندی به نام de novo lipogenesis (که با تغذیه بیش از حد کربوهیدرات رایج‌تر است)، و ایجاد اسیدهای آمینه بیشتر (زمانی که پروتئین کافی نمی‌خورید شایع‌تر می‌شود) مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، پیرووات می‌تواند برای ساخت کتون، و خود کتون می‌تواند برای تولید ATP مورد استفاده قرار گیرد.
دفع مواد غذایی دریافتی
مرحله دفع مرحله بسیار جذابی است. شاید مردم زمانی که وزن کم می‌کنند به این فکر نکنند که چه اتفاقی برای حجمی که از آن‌ها کم شده افتاده است. میزان بسیاری از وزنی که از دست می‌دهید یا از طریق بازدم یا از طریق ادرار از بدن شما دفع می‌گردد. دی اکسید کربنی که هنگام تولید ATP از گلوکز، اسیدهای چرب یا اسیدهای آمینه تولید می‌کنید به ریه‌های شما منتقل شده و بازدم می‌شود. تکه‌های اسیدهای آمینه حاوی نیتروژن که تجزیه می‌شوند به کبد برده شده و به اوره اضافه می‌گردند و سپس همراه با آبی که هنگام ساخت ATP تولید می‌شود از طریق ادرار دفع می‌گردند.
بنابراین، به طور خلاصه، غذا وارد دستگاه گوارش شده و اکثراً قسمت اعظمی از کربوهیدرات، پروتئین و چربی موجود در آن غذا به صورت گلوکز، اسیدهای آمینه و‌تری گلیسیرید وارد جریان خون شما می‌گردند. اسیدهای آمینه را می‌توان به پروتئین‌های جدید تبدیل کرد، گلوکز را می‌توان به عنوان گلیکوژن، و‌تری گلیسیریدها را می‌توان در بافت چربی ذخیره کرد.
از بین این سه گزینه، دو گزینه سنتز و تجزیه پروتئین‌ها و افزایش و کاهش چربی ذخیره شده، می‌توانند به تغییرات طولانی مدت در حجم بدنی کمک کنند؛ در حالی که تغییرات در گلیکوژن ذخیره شده تنها به نوسانات گذرا در جرم کمک می‌کنند. هنگامی که گلوکز، اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب برای تولید ATP تجزیه می‌شوند، محصولات جانبی اصلی این فرآیند عبارتند از H۲O، CO2 و اوره. شما تمامی این جرم را از طریق بازدم و ادرار از بدن خود دفع می‌کنید.
ارتباط جرم و انرژی (کالری)
اکنون به سوال اصلی می‌پردازیم هر یک از مراحل ذخیره، استفاده، و دفع مواد غذایی چه ارتباطی با کالری (یک واحد گرما) دارند؟ برای پاسخ به این سوال باید به ATP که عنصری کلیدی است اشاره کنیم. به یاد داشته باشید، گلوکز، اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه، همگی برای تولید ATP قبل از خروج محصولات جانبی آن‌ها (H۲O، CO2 و اوره) از بدن، تجزیه می‌شوند.
سپس ATP انرژی مورد نیاز تقریباً تمام واکنش‌های شیمیایی بدن شما را تامین می‌کند. با این حال، تمامی ATP به صورت صد در صدی تولید و استفاده نمی‌شود. حدود ۴۰ درصد از این انرژی صرف انجام کارهای مفید شده و ۶۰ درصد دیگر به صورت گرما یا همان کالری دفع می‌گردد. مهمتر از همه، صرف نظر از اینکه آیا ATP از تجزیه اسیدهای آمینه، گلوکز یا اسیدهای چرب سنتز شده است یا خیر، بازده این واکنش‌ها ۴۰٪ است. در نهایت، مقداری گرمای اضافی با استفاده از ATP از دست می‌رود. تصادفا، استفاده از ATP نیز حدود ۴۰٪ کارآمد است، یعنی ۴۰٪ انرژی برای انجام کارهای مولد استفاده می‌شود و ۶۰٪ به صورت گرما از بین می‌رود. پ
بنابراین، توده معینی از اسیدهای آمینه، گلوکز یا اسیدهای چرب را می‌توان برای تولید مقدار معینی از ATP استفاده کرد و بخش نسبتاً ثابتی از انرژی که برای تولید و استفاده از ATP صرف می‌شود به عنوان گرما تلف می‌گردد. بدن شما می‌تواند تقریباً همان مقدار ATP (و در نتیجه گرما) را از ۱ گرم گلوکز و ۱ گرم اسید آمینه تولید کند، به همین دلیل است که هر دو آن‌ها دارای ۴ کالری انرژی در هر گرم هستند.
از طرف دیگر، شما می‌توانید کمی بیش از دو برابر ATP از ۱ گرم چربی نسبت به ۱ گرم گلوکز یا اسیدهای آمینه تولید کنید، به همین دلیل است که گفته می‌شود چربی دارای ۹ کالری در هر گرم است. از آنجایی که حجم درشت مغذی‌ها در یک غذا یا بافت‌های بدن شما با تولید ATP، و استفاده از ATP با تولید گرما همراه است، اختلاف بین انرژی دریافتی و مصرفی، یک عامل فوق‌العاده خوب برای تغییرات حجمی ایجاد می‌کند.
تصویر ۱. مواد مغذی پر انرژی می‌توانند برای تولید مقادیر قابل پیش بینی ATP تجزیه شوند. تولید و استفاده از این ATP مقادیر قابل پیش بینیاز گرما را آزاد می‌کند. این رابطه به ما اجازه می‌دهد تا تغییرات توده بدنی را بر اساس کالری دریافتی و مصرفی پیش بینی کنیم.
محاسبه انرژی و کالری مورد نیاز
در علم تغذیه منظور از انرژی همان انرژی شیمیایی است که با ترکیبات مختلف در غذاها وجود دارد. انرژی لازم برای انجام اعمال فیزیولوژیک بدن انسان از سوخت و ساز مواد قندی، چربی و پروتئین تأمین می‌شود. برای تأمین اعمال حیاتی مانند تنفس، گردش خون، حرکات عضلانی و انجام فعالیت‌های روزانه به انرژی نیاز داریم. نیاز بدن به انرژی عبارت است از: مقدار کالری مورد نیاز برای انجام هر نوع کاری به اضافه کالری مورد نیاز برای سوخت و ساز پایه یا متابولیسم.
اگر بدن در شرایط زیر باشد به ازای هر متر مربع از سطح بدن تقریبا” به ۴۰ کالری نیاز دارد:
- ۱- استراحت کامل (درازکش و با آرامش کامل جسمانی -عصبی و روانی)
- ۲-ناشتا به مدت ۱۲ تا ۱۵ ساعت
- ۳- دمای محیط ۱۸ تا ۲۰ درجه سانتی گراد
مقدار کالری مورد نیاز روزانه برای مردان از ۲۴۰۰ تا ۴۰۰۰، و برای زنان ۱۶۰۰ تا ۳۰۰۰ کالری است. در دوران رشد، نقاهت، بارداری، ورزش و فعالیت جسمانی نیاز به انرژی افزایش می‌یابد.
مقدار کالری مورد نیاز به وزن بدن نیز بستگی دارد. با استفاده از روابط زیر می‌توان مقدار کالری مورد نیاز را با دانستن وزن، بر حسب کیلوگرم (P) به طور تقریبی به دست آورد:
مردان:
E=۸۱۵+۳۶/۶×P
زنان:
E=۵۸۰+۳۱/۱×P
Eیعنی انرژی و بر حسب کالری است.
در مقدار E، سن، جنس، دما، نوع پوشاک و آهنگ فعالیت و شرایط فیزیولوژیکی فرد تأثیر زیادی دارد.
از اکسایش هر گرم کربوهیدرات ۴ کیلوکالری، پروتئین ۴ کیلوکالری و چربی ۹ کیلوکالری انرژی حاصل می‌شود.
بر اساس جدوال زیر می‌توان میزان سوخت و ساز پایه فرد در شبانه روز را به دست آورد.
الف) تعیین سطح بدن:
ابتدا باید سطح بدن را بدست آورید، یعنی مقیاس ۳، بر اساس فاصله خطی بین قد (مقیاس ۱) و زون (مقیاس ۲). مثلا” مساحت بدن شخصی با ۱/۷۲ سانتی متر قد و ۶۶ کیلوگرم وزن، معادل ۱/۷۸ متر مربع است.
ب) میزان سوخت و ساز پایه زنان و مردان بر اساس سن:
مثلا” به ازای هر متر مربع یک مرد ۲۵ساله به ۳۸ کیلوکالری انرژی در ساعت نیاز دارد.
با توجه به موارد الف و ب، سوخت و ساز پایه فرد مورد نظر در شبانه روز عبارت است از:
۱/۷۸×۳۸=۶۷/۶۴
۶۷/۶۴×۲۴=۱۶۲۳/۳۶کیلوکالری
برآورد میزان سوخت و ساز پایه (سازمان بهداشت جهانی)
مقدار نیازهای روزانه انرژی به نسبت کالری در سنین و شرایط مختلف سنی
تدوین و ترجمه: ELMEVARZESH.COM
منابع: تغذیه و ورزش دکتر محمدرضا رمضان پور + strongerbyscience.com/energy-balance-calories
![](https://www.diet.com/wp-content/uploads/آگاهی-از-مکمل-های-ورزشی-PNC-1401-08-28..-1.png")