Energiebeheer

Laatste bijwerking : 2023-10-16

Koolhydraten, vetten en eiwitten worden eerst afgebroken tot substraten van het katabolisme : aminozuren (AZ), glucose, VZ en glycerol.

Het katabolisme haalt hier

- energie uit onder vorm van ATP,

- katabole elektronen in de vorm van NADH en FADH₂ (gereduceerde coënzymen),

- anabole elektronen in de vorm van NADPH en

- elementdragers : acetyl door CoA, pyruvaat voor koolstof, en NH₃ (meestal gedragen door glutamaat en glutamine) voor stikstof.

1. - de katabole elektronen worden bij fermentatie (anaeroob) weer terug gestopt in koolstofdragers zoals pyruvaat, maar in aanwezigheid van zuurstof overgedragen aan een terminale acceptor (zoals zuurstof).

1. - dit redoxproces drijft protonpompen aan en leidt tot de opslag van energie in een elektrochemisch potentiaalverschil voor protonen en vervolgens tot de synthese van ATP.

Vooral ATP dient als energiebron in het organisme bij transport en overal in het anabolisme zoals de gluconeogenese, de vetzuursynthese, de eiwitsynthese en de DNA synthese. ATP dient ook als energiebron voor de signaaltransductie, lichaamswarmte en beweging. Hierbij wordt chemische energie omgezet in resp. elektrische, thermische en mechanische energie. Niets van de energie in het voedsel (zonne-energie) gaat immers verloren, maar wordt enkel omgezet van één vorm van energie naar een andere.

Mitochondria mag je beschouwen als echte energiecentrales. Het aantal mitochondriën per cel staat dan ook in relatie tot de energiebehoefte van die cel. De cristae (instulpingen thv de inwendige membraan, waardoor niet alleen de oppervlakte van de binnenmembraan sterk wordt vergroot, maar ook de capaciteit van de oxidatieve fosforylatie) in de mitochondriën bevatten de ademhalingsenzymen (ATP-synthase). Zij staan in voor het produceren van energie via de respiratieketen. Deze energie komt beschikbaar in de vorm van ATP.

Overzicht inhoud :

Energie

Energiewaarde van nutriënten

Energieproductie

Energiedragers

Energieproductie controle

Energiebalans

Inhoud :

Energie

Voedingsstoffen zijn onder te verdelen in brandstoffen die calorieën leveren en bouwstoffen zoals vitaminen.

Bij te weinig (hongersnood) wordt het tekort aan brandstoffen eerder fataal dan het tekort aan bouwstoffen. Want ook iemand die niets doet blijft energie verbruiken, ongeveer 2000 kcal/dag. De hersenen en zenuwen sturen de spieren en organen aan en dat kost energie, het hart moet kloppen, de lever moet het reservevet uit de billen halen, enz...

Calorieën zijn een maat voor energie. Energie is echter een lastig begrip : iemand van 120 kilo bevat heel veel calorieën, maar is daarom niet energiek. Er bestaan immers verschillende vormen van energie. De energie in lichaamsvet of in een sportdrank is potentiële energie. Potentiële energie is energie (calorieën) die kan worden omgezet in bewegings- of elektrische energie en warmte.

Als we klagen dat we te weinig energie hebben bedoelen we niet een tekort aan potentiële energie want daar hebben we genoeg van. Onze klacht is dat we geen fut hebben om de potentiële energie uit eten of lichaamsreserves om te zetten in bv. beweging. "Suiker geeft nieuwe energie" betekent dan alleen nieuwe "potentiële" energie. Suiker alleen geeft niet meer zin om te bewegen, dus wordt de potentiële energie opgeslagen in de vorm van onderhuidsvet. Bewegen we wel dan wordt die potentiële energie omgezet in bewegingsenergie + warmte (dit gebeurt tijdens de stofwisseling of metabolisatie van voedsel of lichaamsvet). En in elektrische energie (voor de hersenen, de spieren, het hart...) + warmte.

Ons lichaam verbrandt constant vetten, ook als we slapen. Ons lichaam springt zuiniger om met suikers dan met vetten omdat de suikervoorraad in ons lichaam veel kleiner is dan die van vetten en omdat onze hersenen uitsluitend op suikers draaien. Er is wel een (moeilijk) noodscenario om de aanvoer van suikers naar de hersenen op peil te houden mocht de voorraad zwaar slinken (gluconeogenese). Maar het is eenvoudiger om alarm te slaan met een hongersignaal (zie : "Energieleverende processen").

De energiereserve wordt bewaard onder vorm van vet : zelfs slanke mensen dragen 10 tot 20 kilo vet met zich mee. Vrouwen meer dan mannen, als voorbereiding op een eventuele zwangerschap. Bij hongersnood of hongerstaking wordt eerst het vet onder de huid, in de buik en op de billen verbrand en verder ook het eiwit in de spieren en organen. Tot er een tekort aan calorieën optreedt.

Als we rustig sporten verbranden de spieren veel meer vetten dan suikers. Naarmate we intensiever sporten neemt de verbranding van suikers toe. De verbranding van vetten neemt dan ook wel toe tot een zeker punt, maar veel minder dan die met suikers. Om meer vetten te verbranden moet je trainen. Want wie veel fysieke inspanning levert, verbruikt meer energie, en het lichaam zoekt altijd uitwegen om met die energie zo zuinig mogelijk om te springen. En dus verbetert het de verwerking van vetten want daarvan hebben we de grootste voorraad (zie : "Beschikbaarheid van energetische substraten, Hun gebruiksbalans bij fysische inspanning").

Goed getrainde sporters kunnen bijgevolg meer vetten verbranden dan zwakkere. Beginnende sporters verbranden de meeste vetten als ze het rustig aan doen, rond de helft van hun maximale hartfrequentie (MHF : "Voeding en sport"). Dit niveau van inspanning kan lang worden volgehouden.

Bij hongersnood zal iemand met overgewicht (obesitas) niet zo gauw sterven aan brandstoftekort (calorieëntekort), maar eerder aan een tekort aan bouwstoffen zoals vitaminen. Het organisme heeft vitaminen nodig zoals een auto olie.

Vitamine B1 bv. is de eerste vitamine die opraakt. We bezitten genoeg vitamine B1 voor ongeveer 1 maand. Spieren, zenuwen en hersenen kunnen niet zonder deze vitamine. Een tekort kan leiden tot "beriberi" (niet kunnen bewegen door aantasting van zenuwen en spieren) en verder tot de dood. In een andere vorm van vitamine B1 tekort (die vooral voorkomt bij alcoholverslaafden) wordt het zenuwweefsel aangetast en gaat de patiënt dood omdat de hersenen het begeven (syndroom van Wernicke-Korsakoff).

Elk van de 13 vitaminen heeft zijn eigen functies in het organisme en moet dan ook in voldoende hoeveelheid aanwezig zijn. Anders ontstaan gebreksziekten : vitamine C (scheurbuik), vitamine A (blindheid), vitamine B12 (hersenaantasting), vitamine D (botmisvorming en botbreuken), vitamine K (bloedingen)...

Naast vitaminen kan het organisme ook niet zonder essentiële aminozuren, essentiële vetzuren, mineralen en spoorelementen. Het zijn cofactoren van de katalyse. Bijvoorbeeld :

In de Krebscyclus : Acetyl-coA, vit B5, vit B1

In de energieproductie (respiratieketen, oxidatieve fosforylatie ):

1. 1. - FAD/FADH₂, vit B2, vit C, Cu, Fe
    - NAD/NADH, vit B3, CoQ10, vit C

Het grootste voedingsprobleem is het te veel aan calorieën. Het organisme krijgt meer potentiële energie binnen in de vorm van vetten, koolhydraten, eiwitten en alcohol dan het verbrandt, en het overschot aan calorieën wordt als vet opgeslagen. Het organisme is echter niet berekend op overgewicht, wat de kans vergroot op gewrichtsslijtage, galstenen, diabetes, hartproblemen en kanker.

De energiewaarde van nutriënten

Het verbranden van vet levert 9 kcal/g op, van koolhydraten 4 kcal/g, van eiwitten ook 4 kcal/g en van alcohol 7 kcal/g (Atwater-factoren).

Voor het berekenen van de energiewaarde van nutriënten steunen de meeste fabrikanten zich op de berekeningen van Wilbur Olin Atwater, een Engelse chemicus uit de XIXde eeuw. Theoretisch komen calorieën overeen met de hoeveelheid warmte vrijgesteld bij de verbranding van een voedingsmiddel, zoals ons metabolisme elke dag doet.

Toch zijn het aantal calorieën (de energiedensiteit / energiedichtheid van het voedingsmiddel) zoals vermeld op de verpakkingen maar een schatting die niet overeenkomt met de fysiologische realiteit van de vertering.

De vertering bestaat uit een serie complexe bewerkingen die ook calorieën verbruiken. De nutriënten in kleine stukjes snijden gebeurt niet gratis. Anderzijds vereist de omzetting van proteïnen naar kleinere opneembare moleculen meer energie dan de afbraak van suikers en vetten. Proteïnen brengen dus weinig calorieën op en hun vertering kost duurder. Idem voor de vezels waarvan de gisting in de darm energie kost.

Meer nog : het aantal vrijgestelde calorieën variëert volgens de bereidingswijze. Het koken werkt als een voorvertering : door de extratie van de nutriënten te vergemakkelijken wordt de activiteit van de maag verlicht. Hoe gaarder, warmer en zachter de voedingsmiddelen, hoe meer calorieën worden vrijgesteld. Het organisme verbruikt dus minder calorieën voor de vertering, zodat meer calorieën overblijven om op te slaan...

En er is ook nog de cognitieve zijde : de vermelding "bevat minder vet" volstaat om het aantal aangevoerde calorieën te onderschatten. Alhoewel het aantal misschien niet veranderde. Of, hoe meer je denkt dat het voedingsmiddel minder vet bevat, hoe meer je de neiging vertoont te compenseren door er meer van te eten. Idem voor de impact van de grootte van de porties. Maar iets vet- of caloriearm eten is een goed idee, maar alleen als je aan de verleiding weerstaat om méér te eten. Anders doet vetarm je toch verdikken! En dan spreken we nog niet over het gecombineerd effect van de tientallen voedingsadditieven die wij elke dag innemen...

Vermijd dus bewerkte voedingsmiddelen. De ideale manier is voedingsstoffen in bulk aankopen en ze zelf bereiden.

Gezond eten is echter meer dan calorieën tellen. Vetten bv. brengen dan wel veel calorieën aan maar onverzadigde vetzuren leveren ook een gunstige bijdrage tot een goede gezondheid. Verzadigde vetten kunnen het bloedcholesterolgehalte en het risico op hart- en vaatziekten verhogen. Verzadigde en onverzadigde vetten hebben dezelfde energiedensiteit maar wel verschillende gezondheidseffecten. Wat niet wil zeggen dat verzadigde vetten daarom helemaal ongezond zijn. In tegendeel, we hebben ze ook nodig...

Het type vetzuren dat je binnenkrijgt (wat invloed heeft op het type vet in je lichaam) speelt een belangrijke rol in de CALORIES OUT-kant van de energiebalansvergelijking (zie verder). Het vet dat we consumeren dient niet alleen als energiebron, maar heeft ook een structurele en signaalfunctie. Alleen hebben mensen historisch gezien nooit zulke hoge MOVZ-niveaus geconsumeerd - historische niveaus van linolzuur (een omega-6 MOVZ/PUFA) varieerden bijvoorbeeld tussen 1% en 2% van de dagelijkse calorieën vóór 1930. Vandaag de dag wordt het gemiddelde geschat op 10% tot 25% van de totale dagelijkse calorieën. En als gevolg daarvan wordt ons lichaamsvet steeds meer ONVERZADIGD... En dat remt onze stofwisseling (BMR : zie verder "Energie-metabolisme") af en leidt tot obesitas.

Nutriëntdichte voedingsmiddelen bevatten veel essentiële voedingsmiddelen en relatief weinig calorieën. Zij vormen als het ware tegenpolen van energiedichte voedingsmiddelen. Voor de kwalificatie van de nutriëntdensiteit van een voedingsmiddel gebruikt men meestal de NNR-score (Naturally Nutrient Rich-score) die de bijdrage van voedingsmiddelen in de aanvoer van nutriënten door 2000kcal (of 8360 kJ) van het voedingsmiddel in kwestie evalueert gebaseerd op de bijdrage van 16 nutriënten (eiwit, EOVZ, Ca, Fe, K, Zn, vit A, B1, B2, B5, B9, B12, C, D, E, en vezels). Een gezonde voedselkeuze wordt met de NNR-score niet meer omschreven in functie van de afwezigheid van suikers, vetten en zout, maar op basis van de aanwezigheid van een aantal gezondheidsbevorderende voedingsstoffen.

Ondertussen wordt in de VS de NRF-index (Nutrient Rich Food) ontwikkeld : aan de hand van de NRF9.3-formule kan voor een voedingsmiddel, een maaltijd of een totale dagvoeding een score worden berekend op basis van het gehalte aan 9 eerder aan te moedigen nutriënten en het gehalte aan 3 te beperken nutriënten. De bekomen score ligt tussen 1 en 5 en is gradueel. Hoe hoger de score, hoe beter!

Energie-productie

Uit de voeding wordt tegelijkertijd de benodigde elementen, vitaminen, elektronen en (zonne)energie gehaald. Waar het minst van aanwezig is, wordt vaak vrijwel geheel opgebruikt. Van de overige elementen blijft dan wat over en wordt uitgescheiden of opgeslagen. Energie is steeds nodig, zelfs bij organismen die niet meer groeien, omdat er bij biochemische reacties steeds energie verloren gaat.

Als energiebron wordt vaak koolstofsubstraat opgenomen, van zijn energie ontdaan, bv. door oxidatie tot koolstofdioxide en water, waarna alle koolstof weer wordt uitgescheiden.

Bij die energie-onttrekkende reacties zijn meestal protonen betrokken. De waterconcentratie in de cel is 55 molair, de totale protonconcentratie is dus 110 molair. Protonen zijn daarbij sterk reactief zodat geen enzymen nodig zijn voor protonbindingsreacties. Water is meestal steeds voldoende aanwezig. Dat maakt dat de balanswet voor water niet wordt bijgehouden.

Water passeert ook moeiteloos de celmembraan, maar protonen niet (vanwege hun lading). Bij transportprocessen wordt er dus geen aandacht besteed aan water, maar wel aan protonen.

In redoxreacties wordt waterstof in verbindingen gezien als H⁺ (H plus een elektron) en zuurstof als O^2- (water minus twee protonen).

Noot : voor het toevoegen van water aan stoffen is meestal wel een enzym nodig : als de stof verder niet uit elkaar valt een hydratase, als hij wel uit elkaar valt een hydrolase.

Naast de voeding wordt er via de ademhaling een extra elektronacceptor opgenomen, nl. zuurstof. Elektronen die vrijkomen in het katabolisme worden naar deze terminale elektronacceptor geleid. Na reductie van die acceptor wordt deze uitgescheiden (als water in het geval van zuurstof als elektronacceptor). Bij anaerobe fermentatie is zo'n terminale elektronacceptor afwezig en is er dus geen mogelijkheid om de vrij gekomen elektronen uit te scheiden. De elektronen moeten dan op een interne elektronacceptor geplaatst worden.

- In aanwezigheid van zuurstof kunnen alle elektronen die vrijkomen bij de oxidatie van glucose naar koolstofdioxide en water via de oxidatieve fosforylering aan zuurstof worden afgestaan (zie "aerobe glycolyse" en "citroenzuurcyclus").

- Bij afwezigheid van zuurstof (anaerobe fermentatie) of als de mitochondria ontbreken (zoals in RBC) dan moeten de in de glycolyse tot pyruvaat vrij gekomen elektronen (tijdelijk gestald in NADH) weer worden gebruikt bij de verwerking van pyruvaat, hetgeen leidt tot lactaat of alcohol en koolstofdioxide. Door koppeling aan een fosfaatbinding wordt de vrije energie die deze interne fermentatie oplevert, opgeslagen in hoog-energetische fosfaatbindingen die dan worden overgezet op ADP tot de vorming van ATP (zie "anaerobe glycolyse").

Het organisme mag in steady state immers geen netto elektronen produceren.

In het organisme leveren de glycolyse, het pyruvaatdehydrogenase-complex, de vetzuurafbraak en de citroenzuurcyclus elektronen in NADH (en een beetje in FADH₂). Deze worden afgestaan aan de

- elektronentransferketen (respiratieketen) waar ze uiteindelijk bij zuurstof terecht komen of,
- ze komen via transhydrogenatie terecht bij NADPH, vanwaar ze in het anabolisme gebruikt worden om stoffen te reduceren (zie PPP-shunt).

Energie-dragers

ATP is de universele energiedrager : het is een stabiele stof die gemakkelijk betrokken geraakt bij energieleverende en energievereisende reacties. Energievereisende anabole reacties zijn dus meestal gekoppeld aan ATP Hydrolyse. ATP en ADP bewegen heen en weer tussen de enzymen, en behoren hierdoor tot de coënzymen.

Er zijn 2 manieren om ATP aan te maken : door oxidatieve fosforylering en door substraatfosforylering (zie ook : "Coënzymen, ATP").

Het hierbij gevormde ATP is een hoog energetische verbinding : bij zijn hydrolyse wordt er veel energie vrijgesteld (een binding met fosfaat is hoog energetisch als het andere bindend atoom een dubbele binding draagt zoals in ATP en PEP (fosfoenolpyruvaat), maar niet in G-6P (glucose 6-fosfaat)).

Energie-productie controle

Voor het organisme is het belangrijk dat de metabole stromen (fluxen) en de concentraties van stoffen voor het organisme optimale waarden krijgen. Het enzym is meestal de beslissende factor alhoewel voor de fijne afstelling andere mechanismen actief worden (feedback, autoregulatie...).

De mate waarin een stap in de metabole route, dus een enzym, een flux bepaalt of controleert is af te leiden van het effect van een activatie van dat enzym. Als de activatie een sterk effect heeft op de flux, dan heeft het enzym een hoge controle op die flux.

Irreversibele reacties worden meestal geremd door hun product, of hangen af van een cosubstraat waarvan de concentratie door reacties verderop in het pad bepaald wordt. Door invloeden van achterin in een metabole route op de processen vooraan, hebben ook de reacties aan de staart van de route vaak een invloed op de stroom er door heen.

Dit is nuttig omdat de behoefte aan het eindproduct van de route de synthese ervan mede bepaalt.

De regulatie van een reactie kan geschieden door :

1. door veranderde substraat/product concentraties
2. meer enzym aan te maken (hiërarchische controle, via genexpressie)
3. door de activiteit van het enzym te veranderen : vb. bij allosterische effecten en bij covalente modificatie van het enzym (activeren / desactiveren met ATP hydrolyse via regulatiecascades van bv. cAMP)

Controle/regulatie kost dus energie.

Algemeen kan men een hiërarchie bespeuren in de controle/regulatie :

Tot op zekere hoogte :

1. - controleert de genexpressie activiteit de hoeveelheid van elk enzym en,
  - - controleert de hoeveelheid (activiteit) van elk enzym de fluxen en de concentraties.

Energiebalans

De aerobe glycolyse loopt zoals de anaerobe glycolyse, tot pyruvaat plus NADH (hergebruik van routes).

- Het pyruvaat wordt vervolgens gedecarboxileerd door het pyruvaatdehydrogenasecomplex (PDH complex) waarbij het coënzym A met acetyl wordt geladen tot AcetylCoA en 2 elektronen worden gegeven aan NAD⁺. De acetylgroep wordt vervolgens door de citroenzuurcyclus geoxideerd.

1. - De citroenzuurcyclus oxideert de acetylgroepen tot koolstofdioxide, waarbij 6 elektronen worden opgevangen door NAD⁺ en 2 door FAD⁺.

De glycolyse en de citroenzuurcyclus leveren op deze wijze 2 en 1 ATP via substraatfosforylering.

Indien de ademhaling actief is, levert de oxidatieve fosforylering aanzienlijk meer ATP. De respiratieketen maakt hierbij gebruik van elektronen in NADH die in de glycolyse, maar nog veel meer in de citroenzuurcyclus en vetzuurafbraak op NAD⁺ gezet zijn en ook van die op FADH₂ daar gezet door het succinaat dehydrogenase in de citroenzuurcyclus en door acylCoA dehydrogenase in de bèta-oxidatie (lipolyse).

De energiebalans per molecule glucose is :

	Aerobisch	Anaerobisch
2 ATP gebruikt in de glycolyse	-2	-2
4 ATP gevormd in de glycolyse	+4	+4
2 NADH2 gevormd via de respiratieketen	+6
8 NADH2 gevormd via de citroenzuurcyclus	+24
2 GTP in de citroenzuurcyclus	+2
2 FADH2 gevormd via de respiratieketen	+4

Totaal :	+38	+2

Uit elke suikermolecule, die deelneemt, worden aeroob in totaal 38 extra ATP moleculen gevormd.

Noot :

Dit is een theoretische benadering. Feit is dat voorbereidende stappen, zoals het actief transport van het gereduceerde NAD door de mitochondriale membraan om beschikbaar te komen voor de respiratieketen, ook energie kosten. Het juiste netto resultaat wordt daarom geschat op minder dan 36.

Energiemetabolisme

De eerste wet van de thermodynamica stelt dat energie niet kan vernietigd worden noch zomaar gecreëerd : energie blijft altijd bestaan , het verandert enkel van vorm (Wet van Lavoisier).

Op basis van deze wetmatigheid kan de energetische flux doorheen het organisme als volgt worden voorgesteld :

energie-inname (Ei) - energieverbruik (Ev) = energievoorraad (ΔE)

In een toestand van energetisch evenwicht, is ΔE = nul : de energievoorraad in het lichaam blijft constant, er wordt evenveel verbruikt als aangevoerd via de voeding/geproduceerd uit voedsel.

Meestal is het energetisch evenwicht verstoord : de ΔE wordt dan positief of negatief waarbij de energievoorraad, en dus het lichaamsgewicht, resp. toeneemt of afneemt. Het energetisch evenwicht is dus een dynamisch gegeven, constant variërend volgens de opname van voedsel (calorie IN) en het verbruik van energie (calorie OUT). Zelden vallen beiden perfect samen.

De aanvoer van voedsel is immers periodiek. Het verbruik van energie is soms intens, maar steeds minimaal. Energie is immers altijd nodig voor het "basaal" metabolisme (BMR), het geheel van cel- en zenuwactiviteit en warmtebehoud, bij volledige fysische en mentale rusttoestand. Het energieverbruik voor het onderhoud van het basaal metabolisme wordt bepaald door de omvang van de magere massa (spieren) : de vetmassa is immers metabolisch minder actief, waardoor personen met obesitas ten opzichte van hun lichaamsgewicht een lager basaal metabolisme vertonen.

De hoeveelheid energie die omgezet wordt (Ev), kan bij twee mensen met hetzelfde gewicht compleet verschillen. Het dagelijks energieverbruik is een beslissende factor in dit verschil. Het grootste deel (60 tot 70%) wordt gevormd door de basisenergie (BMR). Bij kinderen is het basaal metabolisme het hoogst en neemt af vanaf het tiende jaar. Deze basisenergie is voor iedereen anders, de een komt met minder toe dan de andere. Waarschijnlijk heeft dat ook met erfelijke aanleg te maken. Maar voor het grootste deel is deze hoeveelheid afhankelijk van de hoeveelheid vetvrije lichaamsmassa, de spiermassa dus. Want spieren verbranden energie, terwijl vetmassa relatief weinig energie verbruikt.

BMR : is het aantal calorieën dat het lichaam ongeveer verbruikt om alles op gang te houden (hart, hersenen, ademhaling enz.) en vertegenwoordigt ongeveer 70% van het totale calorieverbruik (calorie OUT).

Deze wordt als volgt berekend :

Voor vrouwen: 447,593 + (9,247 x G) + (3,098 x H) – (4,33 x L)
Voor mannen: 88,362 + (13,397 x G) + (4,799 x H) – (5,677 x L)

G = lichaamsgewicht in kilogram
H = lengte in cm
L = leeftijd in jaren

(Dit is natuurlijk niet voor iedereen hetzelfde en de afwijking zit rond de 130 kcal)

Als men dus spiermassa opbouwt, verhoogt men tegelijkertijd de basisenergie. Maar dat betekent ook dat tijdens een afslankperiode de basisenergie verlaagd wordt. Een slanker lichaam kan volstaan met minder spierkracht om het gewicht te dragen. Als men dus graag slank wil blijven, dan moet men er rekening mee houden dat er dan minder calorieën nodig zijn. Dit verklaart waarom mannen calorierijker kunnen eten zonder zwaarder te worden : zij hebben van nature minder lichaamsvet en meer spiermassa, en dus een hogere basisenergie (BMR).

Langzame verbranders, die beweren dat ze van een glas water dik worden, moeten echter niet nog minder calorieën gaan gebruiken. Ze moeten juist door spiermassa te kweken hun basisenergiebehoefte verhogen door actief te zijn, door spontaan meer te bewegen. Spontane veranderingen in hun bewegingspatroon kunnen de dagelijkse basisenergiebehoefte gemakkelijk met 100 kcal/dag verhogen.

Door de afnemende spiermassa hebben oudere mensen een lager basaal metabolisme en caloriebehoefte.

Wordt voedsel (energie) opgenomen, dan moet eerst energie worden gestoken in de vertering en afbraak ervan, vooraleer de verdere verbranding voor een netto energetische opbrengst kan zorgen. De thermogene respons op een voedselinname is vrij constant en wordt geschat op ongeveer 10% van het totaal energieverbruik.

De netto energetische opbrengst staat dan ter beschikking voor fysische activiteit. Bij sedentaire personen is het energieverbruik voor fysieke activiteit slechts ongeveer een derde van het basaal metabolisme, bij zeer actieve personen kan het oplopen tot meer dan het dubbele van de energie verbruikt voor het basaal metabolisme.

In 't kort :

1. - bedlegerige personen of met een overwegend zittend leven hebben een basale energiebehoefte van11.5kcal/450g lichaamsgewicht/dag
  - personen die regelmatig matig bewegen : 16kcal/450g lichaamsgewicht/dag
  - personen met zware activiteiten (fysisch zwaar beroep, beroepssporter ...) : 18kcal/450g lichaamsgewicht/dag

Energie kan worden uitgedrukt als een fysische grootheid in kcal of kjoule, waarbij 1 kcal = 4.184 kjoule of 1kj = 0.239 kcal.

Energiebehoeften

Bron : Voedingsaanbevelingen voor België (Hoge Gezondheidsraad)

De factor "fysische activiteit" is doorslaggevend voor het energieverbruik. Het is ook de enige factor die we zelf in handen hebben. Het rustmetabolisme verschilt ook per persoon. Regelmatige fysische activiteit verhoogt daarnaast het basale energieverbruik bij rust. Dubbele winst dus!

Elke fysische activiteit kost energie. De mate van fysieke activiteit kan op individueel niveau bij benadering worden weergegeven aan de hand van de PAL-waarde (Physical Activity Level), die de verhouding van het totale energieverbruik over de energiebehoeften tegenover het basaal metabolisme weergeeft.

Elke specifieke activiteit is gekenmerkt door een "geïntegreerde energie-index" (IEI) die weergeeft hoe de energiekost van die activiteit in verhouding staat tot het basaal metabolisme (BMR). Het integreert de energiekost van de verschillende taken waaruit de activiteit bestaat.

De PAL van de dag wordt dan het gewogen gemiddelde van de IEI's van die dag.

Rekening houdend met het aantal werkuren per dag, het aantal werkdagen per week en het aantal werkweken per jaar kan de gemiddelde PAL waarde op jaarbasis worden bepaald. Gemiddelde richtinggevende PAL-waarden werden zo berekend voor lichte, middelmatige en zware activiteitspatronen, telkens opgesplitst volgens leeftijd en geslacht.

Zo variëren de PAL waarden van 1.55 tot 2.10 (man) en van 1.56 tot 1.82 (vrouw).

Voor elke persoon kan natuurlijk in functie van zijn fysische activiteit op individueel niveau de overeenkomende PAL waarde op accurate wijze worden berekend. Een sedentair persoon heeft een gemiddelde PAL waarde die varieert tussen 1.55 en 1.60. Een PAL streefwaarde van 1.75 wordt door het WHO als aanbeveling vooropgesteld voor alle volwassenen teneinde overgewicht te vermijden! Bij PAL waarden van 1.80 of hoger is de kans op overgewicht zeer klein.

De totale energiebehoefte (TEB) met de PAL waarde als evenredigheidsfactor kan dan als volgt worden weergegeven :

TEB = PAL x BMR uitgedrukt in kcal/dag

Opgelet :

- Deze vergelijking gaat enkel op indien de BMR correct werd berekend : bij obese personen dient deze gecorrigeerd (zie hoger)... : bij sedentaire obese patiënten overschrijdt hun PAL waarde zelden de waarde van 1.4!

- Correctie is ook nodig bij grote individuele verschillen : de energiekost van verschillende types van activiteit is gedetailleerd beschreven in de literatuur.

- Bij zwangerschap wordt het extra energieverbruik tijdens het eerste trimester van de zwangerschap geschat op 150kcal/dag en op 350 kcal/dag tijdens beide volgende trimesters. Vooral het basaal metabolisme neemt in de loop van de zwangerschap toe! Nochtans dient een systematische toename van de energieopname worden vermeden gezien het risico op overdreven gewichtstoename.

- Bij borstvoeding wordt het theoretisch verbruik geschat op 525kcal per dag, rekening houdend met een relatief constante energetische waarde van de geproduceerde moedermelk. Meestal bestaan er nog samengestelde reserves op het einde van de zwangerschap en is een complete compensatie niet noodzakelijk. Wel moet gelet worden op voldoende inname van mineralen, oligo-elementen en essentiële vetzuren (geldt ook bij zwangerschap).

- In geval van perioden van "buitensporig" energieverbruik (bv. de O.S.), gaan bovenvermelde vergelijkingen niet meer op. Hier gelden andere regels op gebied van voeding, energie-aanvoer...

Zie ook : "Voeding en sport".

Overeenkomstig de voedingsaanbevelingen van de meeste EU landen en de VS zou de globale inname van koolhydraten tenminste 55% van de totale energiebehoefte (TEB) moeten verzekeren, de eiwit inname gemiddeld 9-11% en voor vetten maximaal 30 - 35%.

Zie ook : "Voedingsaanbevelingen voor koolhydraten, eiwitten en vetten".

Energieverbruik

Het globale energieverbruik komt voor 60% overeen met het energieverbruik in rust, voor 10% met thermogenese en voor 30% met fysieke activiteit, wat het meest variabele deel is. Door een hormonaal feedbackmechanisme krijgen de hersenen voortdurend informatie over de energiestatus.

Dit feedbackmechanisme reguleert de voedselopname op basis van gegevens uit het vetweefsel, het spijsverteringskanaal en omgevingsinformatie. De boogvormige kern van de hypothalamus ontvangt informatie van het enterische zenuwstelsel via de hersenstam, circulerende bloedfactoren en andere hersengebieden.

Leptine, een darmhormoon dat wordt gesynthetiseerd door adipocyten, reageert op caloriebeperking of op een toename van de inname door de eetlust en het energieverbruik aan te passen. De circulatiesnelheid is evenredig met de adipocytenmassa. Verhoogde leptinespiegels bevorderen de remming van de voedselinname.
Ghreline, geproduceerd door de maag, stimuleert de eetlust en voedselinname na de maaltijd.
Andere darmhormonen zijn betrokken bij de regulering van de voedselopname (insuline, cholecystokinine, peptide YY, Glucagon-like peptide-1).

Voedselbeperkingen "verhogen de beloningscomponent van voedsel" en bevorderen de vermindering van het energieverbruik door een adaptief proces. Gewichtsstabilisatie vindt vaak plaats op een niveau dat boven verwachting ligt vanwege de afname van het rustmetabolisme in verband met het verlies van vetvrije massa en de afname van adaptieve thermogenese.

Praktisch

Niet alle mensen lusten dezelfde voedingsmiddelen. Sommige verkiezen eerder koolhydraten, anderen eiwitten. Wat telt is zich voldaan voelen zonder nood naar tussendoortjes of hunkeren naar meer.

- Koolhydraattypes voelen zich het best met voedsel dat bestaat uit overwegend (gezonde) suikers : granen, groenten...

- Proteïnetypes verkiezen eerder een laag koolhydraatdieet met veel eiwitten en relatief veel (gezonde) vetten.

- Gemengde types kiezen eerder voor combinaties van beiden, naar behoefte.

Volgens het type verschilt de ratio van vetten, koolhydraten en eiwitten dat het organisme nodig heeft om te functioneren. Zo passen niet alle groenten bij alle types, de verschillende types hebben er meer of minder behoefte aan.

Ongeacht het type moet de voedselkeuze in staat zijn te zorgen voor :

- het bereiken van een metabool evenwicht : enkel dan zal het organisme optimaal functioneren
- het voorkomen van ziekte
- het herstellen van de gezondheid
- het bieden van langdurige en weldoende gezondheidseffecten

Wat zich uit in duidelijke evenwichtstoestanden :

- vredige energie
- ontspannen alertheid
- emotioneel evenwicht
- stabiele positieve stemming
- mentale frisheid

"Vertrouw en luister naar je eigen lichaam indien je gezond wil blijven. Help het sturen bij ziekte".