ENERGIE A POHYB Pavlína Kosečková Ústav ochrany a podpory veřejného zdraví LF MU / já CO JE TO ENERGIE? energie (e) • 6 forem E v přírodě: • 4 typy E jsou v lidském těle důležité? MECHANICKÁ/KINETICKÁ SVETLO energie (e) • 6 forem E v přírodě: • 4 typy E jsou v lidském těle důležité: MECHANICKÁ/KINETICKÁ CHEMICKÁ ELEKTRICKÁ TEPLO SVĚTLO 1. Termodynamický zákon (zákon o zachování E) energie (e) • 6 forem E v přírodě: • 4 typy E jsou v lidském těle důležité: MECHANICKÁ/KINETICKÁ CHEMICKÁ ELEKTRICKÁ 1. Termodynamický zákon (zákon o zachování E) Energii nelze ani vytvořit, ani zničit, avšak může se měnit zjedná formy na druhou. Jednotka: J (joul) SLUNCE (sluneční E) energie (e) KALORIE (cal) • Jednotka energie • Množství energie, které dokáže zvýšit teplotu 1 gramu vody ze 14,5 °C na 15,5 °C. 1 cal (kcal) = 4,185 J (10) kcal = kilokalorie kJ = kilojoul energie (e) • V organismu uložena ve formě chemických vazeb makroergních sloučenin • Štěpením vazeb se E uvolňuje • V rámci svalu je chemická E přeměněna na mechanickou a tepelnou ATP - adenosintrifosfát OH OH CO JE TO ENERGETICKÁ BILANCE? energetická bilance Energetický Příjem (EP) X Energetický Výdej (EV) EP > EV = nárůst hmotnosti EP < EV = pokles hmotnosti EP = EV = rovnováha energetický příjem Sacharidy (45-60 %) Tuky (20-35 %) Bílkoviny (10-15 %) Alkohol 1 g = 17 kJ (4 kcal) 1 g = 17 kJ (4 kcal) 1 g = 38 kJ (9 kcal) 1 g = 29 kJ (7 kcal) TROJ POMĚR ŽIVIN = S:T:B = 4:1:1 Podíl jednotlivých makroživin na celkovém energetickým příjmu za den Sacharidy PLATÍ KALORIE JAKO KALORIE? Lidé, kteří si hlídají svůj energetický příjem mnohdy vybírají potraviny jen z hlediska obsahu energie, nikoli z hlediska obsahu živin. Je důležité řešit z čeho energie pochází nebo ne? platí kalorie jako kalorie? Z termodynamického hlediska kalorie je jako kalorie, protože každá makroživina může být využita jako zdroj energie: Sacharidy Tuky Bílkoviny Alkohol 1 g = 17 kJ (4 kcal) 1 g = 17 kJ (4 kcal) 1 g = 38 kJ (9 kcal) 1 g = 29 kJ (7 kcal) Nicméně, každá makroživina působí v lidském organismu zcela odlišným způsobem. seřaďte od největší po nejmenší energetickou hodnotu seřaďte od největší po nejmenší doporučený energetický příjem energie Průměrné energetické požadavky specifických věkových, pohlavních skupin a různé úrovně FA, vycházejí z předpokládaného BMI 22 kg/m2. Věk kcal/den kJ/den 6 1 500 - 1 600 6 270 - 6 688 Dívky - chlapci 12 2 000 - 2 200 9 600 - 9 196 17 2 300 - 2 900 9 614-12 122 30-39 2 000 - 2 600 9 600 - 10 868 Ženy - muži 50-59 2 000 - 2 500 19 600 - 10 450 70-79 1 800 - 2 300 7 524-9 614 Zdroj: https://www.efsa.europa.eu/en/press/news/130110 celkový energeticky vydej (cev) • Bazálni metabolismus, BMR (60 - 75 %) • Pohybová aktivita, FA (15 - 30 %) U fyzicky aktivních lidí představuje největší podíl nac EV • Termický efekt stravy, 7FF(5 - 10 %) CEV= BMR + TEF + FA bazální metabolismus Basal Metabolic Rate (BMR) • Denní množství energie potřebné k udržení funkčnosti organismu. • Energie, která se spotřebovává „odpočívajícím" organismem v postresorpční fázi. BAZÁLNI METABOLISMUS 30 % 20 % Játra CNS I 10% _i_ 7% 33 % Myokard Ledviny Os la lni lkáne Lidské tělo vydává energii nejen při pohybové aktivitě, ale i v naprostém klidu, a to díky bazálnímu metabolismu. bazální metabolismus • Hodnota BMR je individuální, je ovlivněna řadou faktorů: • Věk • Pohlaví • Složení těla • Teplota těla (zvýšení o 1 °C -> zvýšení cca o 10 % BMR) • Hormony (thyroidní hormony, adrenalin ...) • Genetika • Stav organismu - onemocnění, menstruační cyklus, těhotenství, stres ... • Vnější vlivy: teplota okolí, kouření (až 10 %), konzumace nápojů s kofeinem, kapsaicin ... klidový energetický výdej (kev) Resting Metabolic Rate (RMR) • Odráží metabolické nároky organismu v kteroukoli denní dobu • Je o 10 % vyšší než BMR • Podmínky pro měření: • Úplný tělesný i psychický klid • Bdělý stav • Lačnění (8-12 hod) • Nejlépe 24 hod před měřením - NE intenzivní pohybová aktivita klidový energetický výdej - stanovení NEPRIMA KALORIMETRIE • Měření spotřeby vdechovaného 02 a výdeje C02 • 1 litr 02 odpovídá 19,86 kJ (4,81 kcal) • Laboratorní podmínky • V klidu • V leže • Nalačno (nejlépe 16 hod) • Za fyzického i duševního klidu • Při teplotě okolí cca 22-24°C klidový energetický výdej - stanovení BIOELEKTRICKÁ IMPEDANCE • Stanovení odporu těla při průchodu proudu • Využívá slabého elektrického impulsu k zjištění složení těla • Na základě naměřeného odporu přístroj spočítá obsah tuku, vody a svalové hmoty • Není vhodné pro pacienty s kardiostimulátorem, těhotné ženy Tělesná kompozice Pod Normální Hmotnost 55 70 35 100 115 130 145 160 175 H^H^B 51,3 kg 52,0 - 70,4 ~I-1-1-r- —\-1— 70 SO 90 100 110 120 130 140 150 2E> 0 - 31 8 ■^■■23,8 kg ' -1-1-1-1-1-1-1-r- SMM Mnoistvi kosterního :. ř : t. -- Množství tuku v tele Celková voda v těle 31,6 kg (34,4-42,1 > Čistá hmotnost těla 43.0 kg (44,7 ~ 55,7} Celkové mnoistvi vody v tele Cista hmotnost bei tuku 40 60 B0 VQQ^ 160 220 2BO 340 400 - -\4J Diagnóza obezity Hodnoty Normální rozmezí BMI . , (kg/mJ) Index tělesné hmotnosti 13,2 18,7 - 24,7 %tukuvtěle Procento tuku v tile 16,1 10,0-20,0 Poměr pasu a boků Poměr pasu a boků Q;73 0,30-0,90 Minimální kalorická potřeba |kca|) Základní metanolicky 1300 1218 - 1406 BMI % tu k j v těle : Hmotnost, kg (Výška, my T jk.kg Hmotnost ;kg X 100 Obvod r> - . e pasu.cm Pomer pasj a bokj = qbvod— boků.cm pomer Konto la svaloviny-tuku Kontrola tuku 0,9 kg S eg mentálni svalov ..Sya[oyma_ Hodnocení Segmentálni tuk Procento tuku v tele Množství tjkj Hodnocení 2,0 kg 2,0 kg Pod Pod Trup 13,7 kg Normální 7,2 kg 7,2 kg Normální Normální 18,9% 0,5 kg 0,5 kg Normální Normální W Trup V ...14,4% Normální 16,6 % 16,6 % 1,5 kg 1,5 kg Normální Normální * Segmentálni tuk je odhadován Pravá Leva Trjp Pravá Leva nika ruka těla noha noha 20kHz : 408.9 411.1 30.4 2&6.0 300.7 100kHz : 363,3 374.4 25.9 261.4 266.0 O fN LD fN O ro cr> oo oo oo Q. O i— O U O O -Q CU U ro Q. klidový energetický výdej- výpočet 1. HARRIS-BENEDICTOVA ROVNICE • Pro běžnou populaci Muži: BMR (kcal/den)= 66,473 + (13,7516 x hmotnost) + (5,0033 x výška) - (6,755 x věk) Ženy: BMR (kcal/den)= 655,0955 + (9,5634 x hmotnost) + (1,8496 x výška) - (4,6756 x věk) Tělesná hmotnost... v kg Výška ... v cm Věk ... v letech 2. CUNNINGHANOVA ROVNICE • Pro sportující jedince BMR (kcal/den) = 500 + 22 x FFM (kg) FFM ... aktivní tělesná hmota (Fat-free Mass) pohybová aktivita (fa) PLÁNOVANÁ FA HABITUALNI FA • Energetický výdej je při FA rovněž ovlivněn řadou faktorů: pohybová aktivita (fa) PLÁNOVANÁ FA Cyklistika Běhání Plavání Posilování A jiné HABITUÁLNÍ FA Čištění zubů Žvýkání Klepání prsty o stůl {fidgeting) A jiné Energetický výdej je při FA rovněž ovlivněn řadou faktoru: • Typ, intenzita a délka trvání FA • Trénovanost jedince • Věk • Tělesná hmotnost • A jiné termicky efekt stravy = POSTPRANDIÁLNÍ TERMOGENEZE Thermogenic effect food (TEF) • Energetický výdej, který nastává při zpracování stravy • Liší se v závislosti na množství a typu zastoupené makroživiny • Bílkoviny 20 - 30 % • Sacharidy 5-10 % • Tuky 0 - 3 % CVIČENÍ ■ ENDORFINY ENDORFINY = BÝT ŠŤASTNÝ CVIČENÍ = BÝT ŠŤASTNÝ pohybová aktivita POHYBOVÁ AKTIVITA X FYZICKÁ AKTIVITA • Stres pro lidský organismus -> ADAPTACE • Správný vývoj pohybovaného aparátu • Správné držení těla, prevence ochabnutí svalů • Zajišťuje rovnováhu mezi EP a EV • Prevence kardiovaskulárních onemocnění (hladina krevních lipidů, regulace krevního tlaku,...) • Prevence osteoporózy • Zlepšuje činnost imunitního systému, dechových funkcí • Prevence úbytku svalové hmoty • Zlepšení psychického stavu - spokojenost, zvýšení sebevědomí, duševní výkonnost a odolnost, týmové sporty zlepšují integraci do sociální skupiny... pohybová aktivita • Základní fyziologická potřeba člověka • Pohybová aktivita nás ovlivňuje po mnoha stránkách. • Nedostatek pohybu vede ke vzniku svalové nerovnováhy (dysbalance) • Vadné držení těla • 2 extrémy: • nedostatek pohybu • každodenní pohyb a vícefázový denní trénink bez dostatečné regenerace • jednostranný pohyb PESTROST, PRAVIDELNOST, PŘIMĚŘENOST • Dospělí: denně minimálně 30 min (střední intenzita) • Děti: 1 hodina denně pohybová aktivita • Aerobní aktivita (chůze, běh, kolo atd.) rozvíjí vytrvalost, zvyšuje dostupnost kyslíku pro srdce • Silový trénink (posilování) zlepšuje svalovou sílu a udržuje svalovou hmotu • Cvičení na posílení hlubokého pánevního dna zajišťuje oporu a vzpřímené držení těla • Cvičení na podporu rovnováhy (například stoj na jedné noze, tai-chi) slouží jako prevence zlomenin ve vyšším věku. • Cvičení pro rozvoj ohebnosti (tanec, jóga) zlepšuje pohyblivost kloubů a držení těla. výdej energie při různých činnostech za hodinu • do 400 kJ: čtení, psaní, sledování televize, šití, rybaření, hra v karty, úřednická práce - aktivity v sedě • 400 - 800 kJ: umývání a utírání nádobí, žehlení, řízení auta, hraní na hudební nástroje, lehké zahradnické práce - činnosti ve stoj • 800 -1000 kJ: zametání a vytírání podlahy, věšení prádla, středně náročné zahradnické práce, opravárske práce, kuželky, chůze rychlostí 4 km/ h • 1000 -1500 kJ: drhnutí podlahy, luxování, mytí oken, práce zednické, tapetářské, těžké zahradnické práce, aerobik střední intenzity, rekreační badminton, odbíjená, stolní střelba, chůze 6 km/ h • 1500 -1900 kJ: práce hornické, dřevorubecké, kamenické, házení lopatou, kopání krumpáčem, intenzivní aerobik, bruslení, skákání přes švihadlo, chůze 8 km /h • 1900 - 2100 kJ: cyklistika (20km/ h) Tour de France 6500- 8500 kcal = 27 200 - 35 500 kJ za den , sjezdové lyžování, tenis, chůze do schodů, kraul • 2100 - 2500 kJ: běh na lyžích, košíková, hokej, rychlé plavání, vzpírání, horolezectví, atletika, veslování, od h rabova ní sněhu • 2500 - 2900 kJ: šerm, házená, soutěžní aerobik, běh rychlostí 1 km / 3 min. odhad energetické potreby pomoci metabolického ekvivalentu Metabolic equivalent (MET) • Pohybová aktivita se měří v jednotkách MET. • MET jednotky ukazují intenzitu aktivity. • MET je koeficient pro klidový metabolismus. 1 MET = 3,5 ml/kg/min 02 (= 1 kcal/kg/hod) • Aktivita s hodnotou 5 MET znamená, že jste vydali 5x více energie (a kalorií), než kdybyste odpočívali. energetický výdej (cev) - výpočet Intenzita činnosti Typ aktivity Faktor FA Ženy Muži Velmi lehká Sezení a stání, řízení, laboratorní práce, student, sekretářka, řidič, šití, psaní, žehlení, vaření, hraní karet, hraní na hudební nástroj, malování 1,3 1,3 Lehká Chůze (4-5km/h), práce v garáži, truhlář, elektrikář, práce v restauraci, v domácnosti, péče o dítě, golf, plachtění, stolní tenis 1,6 1,5 Střední Chůze (5-6,5km/h), práce na zahrádce, nesení zátěže, cyklistika, lyžování, tanec 1,9 1,6 Těžká Chůze do kopce, těžké manuální rytí, basketbal, basketbal, fotbal, horolezectví 2,1 1,9 Mimořádná Profesionální sportovci 2,4 2,2 celkový energetický výdej (cev) CEV = KEV(/BMR) + FA + TEF CEV... celkový energetický výdej KEV... klidový energetický výdej FA... faktor pohybové aktivity PŘÍKLAD: Žena 43 let, 165 cm, 59 kg, sekretářka, denní energetický příjem 2 000 kcal BMR (kcal/den)= 655,0955 + (9,5634 x hmotnost) + (1,8496 x výška) - (4,6756 x věk) zdroje • WILLIAMS, Melvin H. Nutrition for health, fitness, & sport. Boston, Mass.: McGraw-Hill Higher Education, c2010. ISBN 978-0-07-122001-9. • BURKE, Louise a Vicki DEAKIN, ed. Clinical sports nutrition. 4. ed. North Ryde, NSW: McGraw-Hill Education Medical, 2010. ISBN 978-0-07-027720-5. • EFSA sets average requirementsfor energy intake | European Food Safety Authority [online], [vid. 2016-10-31]. Dostupne z: http://www.efsa.europa.eu/en/press/news/130110 DĚKUJI ZA POZORNOST. Pavlína Kosečková Ústav ochrany a podpory veřejného zdraví LF MU