Xem bản đẹp trên 123doc.vn

Nhu cầu năng lượng khẩu phần ăn hợp lý

Nhu cầu năng lượng – Khẩu phần ăn hợp lý 11/2009
NHU CẦU NĂNG LƯỢNG
KHẨU PHẦN ĂN HỢP LÝ
Đào Thị Yến Phi *
ĐỐI TƯỢNG
Sinh viên năm thứ tư Khoa Sinh Học - Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
MỤC TIÊU BÀI HỌC
1. Nắm vững khái niệm về năng lượng và các đơn vị đo năng lượng
2. Nắm vững các khái niệm về chuỗi thức ăn trong tự nhiên, nguồn gốc của năng lượng và cách
tạo năng lượng của các chất dinh dưỡng đa lượng trong cơ thể.
3. Thực hiện được công việc tính toán nhu cầu năng lượng hàng ngày, phân bố năng lượng
khẩu phần
4. Nắm được nguyên tắc viết thực đơn, cách phân chia thực phẩm vào các bữa ăn trong ngày
theo độ tuổi và nhu cầu năng lượng
NỘI DUNG BÀI HỌC
KHÁI NIỆM
Năng lượng là nhiên liệu cần thiết cho quá trình sống, phát triển và vận động. Các chất sinh năng
lượng sẽ tham gia vào các chu trình chuyển hóa khác nhau bên trong tế bào, thực chất là phản ứng
oxy hóa các chất sinh năng lượng để tạo nên các chất chuyển hóa và kèm theo đó là các dạng năng
lượng khác nhau, thường nhất là ở dạng nhiệt năng. Năng lượng này dùng làm cơ sở cho hoạt động
tế bào, từ đó là cơ sở cho hoạt động của các cơ quan trong cơ thể.
Nhu cầu năng lượng là số năng lượng cần thiết để đảm bảo quá trình sống, hoạt động và phát triển
của cơ thể. Mỗi người, mỗi độ tuổi, mỗi giới tính, mỗi lọai hình lao động... đều có nhu cầu dinh
dưỡng khác nhau, thậm chí cùng một độ tuổi, cùng một lọai hình lao động, cùng một giới tính...
nhưng 2 cá thể khác nhau có thể đáp ứng khác nhau với cùng một chế độ dinh dưỡng. Sự khác nhau
này là do :
- Năng lượng dành cho chuyển hoá cơ bản khác nhau
- Hoạt động hàng ngày khác nhau
- Di truyền về khả năng tăng trưởng và phát triển khác nhau
- Nhu cầu năng lượng cho tiêu hóa thức ăn khác nhau do khẩu phần ăn hàng ngày khác nhau.
Vì vậy, tính nhu cầu năng lượng dựa trên các công thức lý thuyết đôi khi không cho kết quả chính
xác về nhu cầu năng lượng của từng cá thể. Nhu cầu thực sự của cá thể phải được đánh giá dựa trên
sự theo dõi lâu dài trong thực tế. Dù vậy, đối với các trường hợp bệnh lý cần can thiệp bằng dinh
dưỡng, việc tính toán nhu cầu năng lượng hàng ngày rất cần thiết để có cơ sở ban đầu nhằm lập chế
độ ăn điều trị cho bệnh nhân.
1
* ThS. BS – Chủ Nhiệm Bộ Môn Dinh Dưỡng & ATTP – Đại Học Y Khoa Phạm Ngọc Thạch
Nhu cầu năng lượng – Khẩu phần ăn hợp lý 11/2009
CÁC ĐƠN VỊ ĐO NĂNG LƯỢNG
Năng lượng được đo bằng đơn vị calo hoặc đơn vị joul
- Đơn vị calo: do quá nhỏ nên hay dùng kilocalo, viết tắt là kcalo hay Calo. Đây là hệ thống
đơn vị đo năng lượng được dùng thông dụng hiện nay trên thế giới. 1calo là số năng lượng
cần thiết để làm 1g nước cất tăng 1
0
C
- Đơn vị Joule: 4.184J = 1calo
NGUỒN GỐC CỦA NĂNG LƯỢNG VÀ KHÁI NIỆM VỀ CHUỖI THỰC
PHẨM TRONG TỰ NHIÊN
Nguồn gốc của năng lượng
Về mặt nguyên tắc, trong thiên nhiên không có gì tự sinh ra và mất đi. Năng lượng sinh học cũng
không nằm ngoài quy luật này. Năng lượng được đưa vào để dự trữ bên trong cơ thể sinh vật, hoặc
giải phóng từ dạng dự trữ thành nhiệt năng, động năng, cơ năng… để sử dụng cho sự sinh tồn và
hoạt động của cơ thể sinh vật.
Năng lượng sinh học trong thiên nhiên đều xuất phát từ một nguồn duy nhất: năng lượng mặt trời.
Trong tất cả cơ thể sinh vật, quá trình tổng hợp (đồng hóa) đồng thời với việc đưa năng lượng vào
dạng dự trữ, và quá trình phân giải (dị hóa) đồng thời cũng giải phóng năng lượng khỏi dạng dự trữ.
Các loài thực vật, thông qua quá trình quang hợp với sự hiện diện của diệp lục tố, là những sinh vật
có khả năng sử dụng năng lượng mặt trời để tạo thành năng lượng cho chính mình. Năng lượng
được tạo ra sau khi sử dụng cho nhu cầu của thực vật, sẽ được dự trữ lại dưới dạng tinh bột, chất béo
thực vật và chất đạm thực vật. Thực chất, quá trình dự trữ này chủ yếu là để dành năng lượng cho sự
tái tạo và sinh tồn, tức là cho quá trình tạo thành cá thể mới của loài (ví dụ khoai tây dự trữ năng
lượng trong rễ tạo thành củ khoai và củ khoai là nơi chứa mầm khoai tây để tạo thành cây khoai tây
mới, hoặc bầu bí dự trữ năng lượng trong quả để nuôi các hạt, và các hạt này chứa các mầm tạo
thành dây bầu bí mới)
Động vật không có khả năng dùng năng lượng từ ánh sáng mặt trời để tạo thành năng lượng cho
chính mình, mà phải sử dụng năng lượng đã được thực vật tổng hợp và tích lũy. Những loài động
vật ăn thực vật sẽ sử dụng năng lượng dự trữ của thực vật làm năng lượng cho hoạt động, đồng thời
sẽ tích lũy năng lượng dự trữ dưới dạng glycogen, chất béo động vật và đạm động vật để dành cho
sinh tồn của chính mình. Các động vật ăn thịt động vật, đến phiên mình, lại sử dụng năng lượng dự
trữ của động vật theo chu trình tương tự. Các loài động vật ăn cả thực vật và động vật (trong đó có
loài người) có cấu trúc cơ thể để sử dụng cả nguồn năng lượng của thực vật và động vật.
Chuỗi thực phẩm trong tự nhiên
Những sinh vật tiến hóa càng cao thì cấu trúc cơ thể càng giảm khả năng tự tổng hợp năng lượng
cho chính mình và càng có khuynh hướng sử dụng các dạng năng lượng dự trữ từ các sinh vật khác
trong tự nhiên. Sự phụ thuộc có hệ thống này tạo thành một chuỗi thực phẩm trong tự nhiên.
2
Nhu cầu năng lượng – Khẩu phần ăn hợp lý 11/2009
Sơ đồ 1 : Chuỗi thực phẩm trong tự nhiên
SỰ TẠO THÀNH NĂNG LƯỢNG BÊN TRONG CƠ THỂ
Các chất tạo năng lượng bên trong cơ thể
Thực phẩm sau khi được tiêu hóa thành các dưỡng chất sẽ được hấp thu vào máu qua thành ruột.
Các đơn vị chất dinh dưỡng được hấp thu gồm có glucose, acide amine, glycerol, acide béo,
phosphorlipit, sterol, vitamin, khoáng chất, nước… Chỉ có 4 đơn vị chất dinh dưỡng có thể tham gia
vào các chu trình tạo năng lượng bên trong tế bào là glucose, acide béo, glycerol, acid amin. Ngoài
ra, acid lactic, một sản phẩm chuyển hóa của quá trình oxy hóa trong điều kiện yếm khí và keton,
một sản phẩm chuyển hóa của chất béo, cũng có thể tham gia tạo năng lượng.
Quá trình dị hóa chất dinh dưỡng (catabolism) sinh năng lượng xảy ra trong tế bào chất. Tất cả các
đơn vị chất dinh dưỡng đều được phân ly thành pyruvate trước khi đưa vào chu trình TCA
(tricarboxylic acid) để hoàn tất quá trình oxy hóa chất hữu cơ và tạo năng lượng. Có thể tóm tắt sơ
đồ chuyển hóa bên trong tế bào để tạo thành năng lượng như sau:
3
Glucose
Nhu cầu năng lượng – Khẩu phần ăn hợp lý 11/2009
CO
2
H
2
O
NH
3
Năng lượng
Sơ đồ 2: Quá trình tạo năng lượng trong tế bào
Các dạng dự trữ của năng lượng bên trong cơ thể người
Năng lượng còn lại sau khi đã cung cấp đủ cho nhu cầu của cơ thể sẽ được dự trữ lại dưới 2 dạng
chính là glycogen và acid béo. Chất đạm cũng có thể được sử dụng để sinh năng lượng nhưng không
được xem là dạng dự trữ năng lượng mà được xem là thành phần cấu trúc của cơ thể. Vì vậy khi cơ
thể phải dùng đến chất đạm trong cấu trúc của cơ thể làm năng lượng sinh tồn, người ta nói lúc đó
cơ thể “tự ăn thịt mình”
Glycogen là dạng dự trữ năng lượng của glucose. Glycogen được tạo thành và dự trữ trong tế bào
gan, và tế bào cơ vân. Tuy nhiên khi cơ thể cần glucose, gan là cơ quan chính tái tạo glucose để cung
cấp cho các cơ quan trong toàn cơ thể, trong khi glycogen ở cơ được phân giải chỉ để sử dụng bên
trong tế bào cơ.
Triglyceride của cơ thể được tế bào gan tổng hợp và đưa về dự trữ trong các tế bào mỡ, tập trung ở
các mô mỡ. Gan có thể tổng hợp triglyceride từ tất cả các chất sinh năng lượng. Vì vậy, khi ăn nhiều
chất bột đường, chất đạm, dự trữ mỡ của cơ thể cũng tăng.
Dự trữ glucose trong cơ thể thường ít, trong khi dự trữ chủ yếu là mỡ lại có thể gia tăng vô hạn, do
tế bào gan và cơ có giới hạn trong khi các tế bào mỡ có khả năng sinh sản riêng biệt và gia tăng tùy
theo năng lượng dự trữ của cơ thể.
4
Amino acide Glycerol
Fatty acide
Pyruvate
Acetyl CoA
TCA cycle
ATP
Nhu cầu năng lượng – Khẩu phần ăn hợp lý 11/2009
Giải phóng năng lượng dự trữ và cơ chế sinh tồn khi thiếu năng lượng
Khi cơ thể không được cung cấp năng lượng, glycogen được phân giải đầu tiên để duy trì đường
huyết ổn định, nhằm bảo đảm hoạt động của tế bào não và tế bào hồng cầu ( hai loại tế bào này chỉ
sử dụng glucose làm năng lượng hoạt động. Tế bào cơ cũng dùng glucose nhưng có thể sử dụng
glucogen tự dự trữ).
Khi glycogen cạn kiệt, cơ thể bắt đầu huy động mỡ dự trữ và chất đạm (protein cấu trúc cơ thể) để
sinh năng lượng. Chất đạm là nguyên liệu chính để tạo glucose nuôi dưỡng tế bào não, trong khi mỡ
dự trữ không tạo thành glucose mà tạo ketone, chủ yếu tạo năng lượng cung cấp cho các tế bào khác.
Vì vậy, khi nhịn ăn kéo dài, cơ thể sẽ bị giảm cả khối cơ và khối mỡ cùng lúc, chứ thường không
giảm mỡ đơn thuần.
Glucose Glycogen Glucose Tb não/hồng cầu
Fat Body Fat Keton Tb khác
Protein Body Protein Glucose
Sơ đồ 3: Dự trữ năng lượng trong cơ thể và giải phóng năng lượng dự trữ
NHU CẦU NĂNG LƯỢNG
1. Nhu cầu năng lượng cho chuyển hóa cơ bản:
Chuyển hóa cơ bản (BEE: Basal Energy Expenditure – BMR: Basic Metabolic Rate) là phần
năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của cơ thể ở trạng thái hoạt động tối thiểu. Phần năng
lượng tối thiểu này dùng để cung cấp cho hoạt động của hệ tim mạch, hô hấp, chuyển hóa, bài
tiết… khi cơ thể ở trạng thái không hoạt động thể lực lẫn tinh thần (ngủ sâu)
Nhu cầu năng lượng cho chuyển hóa cơ bản có thể được đo bằng các máy móc chuyên dụng,
hoặc ước tính bằng các công thức theo trọng lượng cơ thể và chiều cao.
1.1. Các cách đo chuyển hóa cơ bản: Các phương pháp này cho kết quả khá chính xác,
nhưng phức tạp nên chỉ thực hiện trong những phòng thí nghiệm chuyên biệt và chỉ sử
dụng trong nghiên cứu
- Phương pháp trực tiếp: Đo nhiệt lượng cơ thể tạo thành trong một khoảng thời gian nhất
định.
- Phương pháp gián tiếp: Đo lượng Oxy tiêu thụ để tính ra năng lượng tạo thành.
- Cân tính BMR theo cơ chế điện trở : Dựa trên cơ sở là các tế bào cơ, mỡ, xương… có mức
điện trở khác nhau. Cân hoạt động theo nguyên tắc đo khối lượng các nhóm cơ, mỡ, nước,
xương sau đó tính năng lượng cần cho mỗi nhóm tế bào. Phương pháp này không xâm lấn,
khá chính xác, được dùng nhiều hiện nay.
5