(1) Energia. Päivittäisen energian osatekijät NNR 5 mukaan

Energia
1. Päivittäisen energian osatekijät. Components of daily energy expenditure
1.1. Energian tarpeen määritys.  Definition of energy requirement
1.2. Basal energy expenditure
1.3.Ravinnon  aiheuttama lämmönkehitys. Diet-induced thermogenesis
1.4.Fyysinen aktiviteetti.  Physical activity

 1. Mistä osatekijöistä päivittäinen  energia koostuu? Components of daily energy expenditure

1.1. Miten energian tarvetta määritellään. Definition of energy requirements 

Perusperiaatteena energian tarpeen  suositusten arvoille on energiatasapaino,  kuten  sellainen fysiologinen tila, missä  päivittäinen energian saanti (EI)  vastaa energian kulutusta  (EE) ja sekä kehon paino että energiapitoisuus ( määriteltynä kehon  koostumuksena)  pysyy  muuttumattomana.
Energian saanti  =  energy intake (EI) 
Energian kulutus = energy  expenditure ( EE)
Joillekin henkilöille, nimittäin niille, jotka ovat huomattavan yli- tai alipainoisia, suositeltu energiansaanti saattaa olla vastaavasti pienempi tai suurempi kuin energiankulutus tiettyn ajanjaksona, muta pitkäaikaisenergiatasapaino on   päämäärä myös aliravitsemuksen ja lihavuuden hoidossa.  NNR määrittelee sen takia aikuisten energian tarpeen sinä energiansaantina , mikä tarvitaan kattamaan yksilöiden  energiankulutus ottamalla  huomioon hyvää terveyttä vastaava  kehonpaino, kehon rakenne ja fyysinen aktiivisuus.  Lisäksi energiantarve vaikuttuu  lapsien  kasvuun ja kehitykseen  kuluvasta energiasta , raskauden aikana kehon rakentumiseeen  kuluvasta energiasta ja imetyksen aikana maidon tuottoon kuluvasta energiasta (FAO 2004).  Kuitenkin koska kehon energiavarastot ovat hyvin suuret( ai9nakin 30 kertaa se mitä päivittäin  energiaa kulutetaan ), niin energiansaannin (EI) ja energian kulutuksen (EE)  yhtäläisyydelle ei ole tarvetta  lyhyellä aikavälillä  kuten 1- 4 pv. (Viite 1)

Energian tarpeet  perustetaan  päivittäisestä  energiankulutuksesta  oleviin tietoihin. Kaksoinmerkatulla  vedellä  (DLW) suoritettu tekniikka on  nykyinen kultaisen standardin metodi määritettäessä energiankulutusta (EE) non-invasiivisti ja normaalia  liikunnallista mallia  rasittamatta. Tekniikassa käytetään kahta stabiilia vesi-isotooppia ( H-2 ja  O-18), joita annetaan suun kautta ja mitataan  päivien aikana virtsasta. Toisia metodeja tarvitaan  kuvaamaan päivittäisen energiankulutuksen (EE)  osatekijöitä:  päiväkirjametodi, sydämen tahdin monitorointi, askelmittarit ja  säkkiin hengitys ( epäsuora kalorimetria).

Päivittäinen energiankulutus (EE) voidaan jakaa seuraaviin osatekijöithin.

• Lepoenergia, perusaineenvaihduntaan tarvittava energia) (REE resting energy expenditure  tai BEE, basal energy expenditure) 

• Ravinnon aiheuttama lämmönkehitys. Diet induced thermogenesis (DIT)

• Fyysisen aktiivisuuden  aiheutama energian kulutus. PAEE, Energy expenditure caused by physical activity

Energiankulutuksen perusyksikkönä on kilojoule kJ ( tai megajoule MJ, joka on 1000 kJ) aikayksikökssä, tavallisesti ilmoitetaan MJ/ pv.
1 kJ =  0.24 kcal
1 kcal = 4.184 kJ
Kirjallisuudessa käytetään vielä usein kilokaloreita.

Sellaisten yksilöiden kesken , joiden fyysiset aktivisuustasot ovat samanlaisia, on  päivittäinen energiankulutus (EE)  vahvasti riippuvainen kehon painosta ja erityisesti kehon rasvattomasta massasta  (FFM,  fat free mass).
FFM =  kehon paino  miinus rasvan paino.
Rasvan paino (FM, fat mass) osoittaa myös positiivista korrelaatiota päivittäiseen energian kulutukseen (EE), mutta  käyrän kaltevuus  ( nousu EE/ kg FM   ) on loivempaa  kuin FFM kohtaan.
Kuitenkin perusaineenvaihdunnan energiassa (BEE) on variaatiota, mikä selittyy heterogeenisestä koostumuksesta kehon rasvattoman massan (FFM)  aitiossa.  Sen takia  käyrän kaltevuus   BEE/ FFM on  loivempaa, jos FFM on suuri ja  jyrkempää, jos FFM on  matala. Elinten metabolinen tahti on paljon  suurempi kuin luustolihasten  ja rasvan aineenvaihdunnallinen tahti,  koska   elinmassan oksidatiivinen kapasiteetti on suurempi. Aikuisilla  70 - 80% perusaineenvaihdunnan tarvitsemasta energiasta (BEE)  on peräisin  elimistä, jotka  käsittävät 5% kehon painosta.

1.2. Perusaineenvaihdunnan vaatima energia.   Basal energy expenditure (BEE)

 Basaalinen energian kulutus ( BEE) tai perusaineenvaihdunta (BMR, Basal Metabolic Rate) määritellään  fyysisessä ja henkisessä lepotilassa ja lepäämässä olevan  yksilön  energiankulutuksena, kun  ympäröivä ilma  on termoneutraalia ja edellisestä ateriasta on kulunut 12 tuntia.
Lepoenergian (REE, Resting Energy Expenditure) määrittäminen voidaan tehdä  vähemmän tiukilla olosuhteiden edellytyksillä kuin BEE.  Senvuoksi katsotaan, että REE on 5% suurempi kuin BEE. Keskimääräinen unen (sleep) aikainen energian kulutus( EE)  on hieman alempi kuin valveilla oltaessa.  Tämän takia unen aikainen energiankulutus (SEE, Sleeping Energy Expenditure) on noin 10% alempi kuin BEE. Sentakia huolimatta  pienistä systeemisistä eroista SEE, BEE ja REE ovat hyvin  vahvasti keskenään  toisiinsa korreloituneena  ja niitä voidaan käyttää   vaihtaen toistiinsa.

Basaalista energian tarvetta (BEE)   vahvimmin määrää  rasvaton kehonmassa (FFM)., joka  selittää  80%.iin saakka yksilöitten välisiä eroja ( viitteet 3, 7). Näiten parametrien  väliset korrelaatiot näyttävät olevan lineaarisia, ainakin  aikuisten   FFM- arvojen normaalialueen rajoissa ( 40- 100 kg) .Jollain tietyllä FFM -arvolla on yksilöiden keskeiset variaatiot noin 2.1 MJ, mikä viittaa mahdolliseen REE- eron suuruusluokkaan  kahden eri yksilön välillä, joilla on sma FFM- arvo. On havaittu että  FFM:n suhteen korjauslasketun BEE:n  variaatiota selittää  geneettinen muuntelu, kehon koostumus, hormonipitoisuuksien vaihtelut, energiatasapaino ja fyysinen kunto (Viitteet 6-9).

1.3. Ravinnon aiheuttama lämmönkehittyminen. Diet- induced thermogenesis (DIT)

Ravinnon aiheuttama termogeneesi (DIT)   tai ravinnon indusoima energian kulutus (EE)  voidaan määritellä perusaineenvaihdunnan tarvitseman energian (BEE) yli menevänä   energian kulutuksena jaettuna  nautitun ravinnon energiasisällöllä (viite 15). Postprandiaalinen ( aterianjälkeinen)  nousu energian kulutuksessa (EE) kestää useita tunteja, mutta 90% DIT:stä havaitaan  neljän tunnin sisällä aterioimisesta. Oletetaan, että DIT on 10% päivittäisestä energiankulutuksesta (EE) yksilöillä, jotka ovat energiatasapainossa ja nauttivat  keskimääräistä sekaravintoa.  Kuitenkin rasvoille  DIT  on vain 5%  niiden energiasisällöstä, kun taas proteiinieille DIT on  lähes 20% energiasisällöstä.  Hiilihydraateille  DIT on  normaalisti noin 10% energiasisällöstä, mtuta voi olla  20%:iin asti, jos hiilihydraatit konverotituvat suoraan rasvoiksi ( de novo lipogenesis), mikä on prosessi, joka tapahtuu vain pienessä määrin tavallista pohjoismaista ravintoa käyttävillä yksilöillä .

1.4. Fyysinen aktiviteetti. Physical activity.

Fyysinen aktiviteetti määritellään  minä tahansa kehon liikuntana, mitä saadaan aikaan luustolihasten kontraktioilla, jotka  kohottavat  energiantarvetta  lepotarpeen (yläpuolelle ( viite 17).   Treenaukset ovat fyysisen aktiviteetin alaluokkaa: Harjoitukset ovat tahdonalaisia, vapaamuotoista fyysistä aktiivisuutta, jota suoritetaan fyysiseen, psyykkiseen ja/tai sosiaaliseen hyvinvointiin  kohdistuvien   oletettujen  positiivisten  vaikutusten vuoksi. Päivittäinen fyysinen aktiivisuus  (ja fyysisen aktiivisuuden indusoima energiankulutus PAEE) voidaan jakaa ammattiaktiivisuuteen ja vapaa-ajan aktiivisuuteen. Jälkimmäinen voidaan edelleen jakaa  treeniaktiivisuuteen ja muuhun vapaa-ajan aktiivisuuteen, joiden intensiteettejä on eri asteisia.  Inaktiivisuus tarkoittaaa tilaa, jossa EE on lähellä REE- tasoa, mikä merkitsee käytännön elämässä  istumista tai valveilla lepäämistä makuulla.
Fyysisen aktiivisuuden ja terveyden väliset liittymät kuvataan yksityiskohtaisesti luvussa 10.

Suomennos 19.6. 2013