Что такое энергетический баланс организма человека и как управлять своим весом

Чтобы понимать, как похудеть или как, наконец, набрать массу, почему вес на диете замирает и не хочет двигаться вниз, а у других никак не набирается, хотя тот ест за двоих, мы рассмотрим основной закон, которому подчиняется наше тело – это энергетический баланс организма человека.

Уравнение энергетического баланса не простая, а сложная и динамичная система и я расскажу вам, как она работает и почему у вас бывают трудности на диете или при наборе веса и что с этим делать.

Уравнение энергетического баланса

Уравнение энергетического баланса – это базовый закон управления весом тела. Человеческий организм подчиняется законам физики и первому правилу термодинамики гласящему, что энергия не может взяться из ниоткуда и не может просто так раствориться в никуда:

Поступающая в организм энергия с пищей идет на восполнение ежедневных трат и пополнение запасов.

Уравнение энергетического баланса

Под тратами понимается расход энергии на различные нужды (подробнее об этом далее), под запасами – аккумулирование энергии в виде углеводов (гликоген печени и мышц), белков (самая тяжелая и объемная часть — мышечные структуры) и жиров (жировая ткань) в нашем организме.

Изменяя поступающую энергию, мы влияем на вес тела, т.к. меняются запасы (расходуются либо пополняются). Расходная часть уравнения представляет собой сумму ежедневных трат организмом на поддержание базового обмена, нетренировочной, тренировочной активности и на термический эффект пищи.

Рассмотрим каждую составляющую уравнения энергетического баланса подробно и посмотрим как можно на все влиять с практической точки зрения.

Поступление энергии

Поступающая в наш организм пища имеет энергетическую ценность. Все, что попадает в пищеварительный тракт, кроме воды, у которой калорийность нулевая, будет усвоено до полезных веществ и выделится определенная энергия. Калорийность отрицать глупо (https://znatok-ne.livejournal.com/110159.html), поэтому будем ее использовать на наше благо.

Таблица 1. Энергетическая ценность макронутриентов пищи

Количество энергии
1 г белка4 ккал
1 г углеводов4 ккал
1 г жира9 ккал
1 г алкоголя (спирта)7 ккал*

*Уточняйте калорийность конкретного алкогольного продукта, т.к. он является спиртосодержащим раствором.

Есть еще клетчатка. Сколько энергии она дает? Примерно столько же, сколько и углеводы. Но из-за сложной структуры, она усваивается процентов на 30, ввиду этого реальная калорийность клетчатки равна около 1,5 ккал.

Что касается усвоения основных макронутриентов то, тут цифры такие:

  • Животный белок усваивается примерно на 90-95%, растительный же на 80-85%.
  • Жиры усваиваются лучше — 95-97%.
  • Пища богатая углеводами будет усвоена организмом на 80-95% в зависимости от содержания в ней клетчатки.

Степень усвоения рациона с белками, жирами и углеводами с клетчаткой и без нее будет отличаться из-за того, что кишечные бактерии используют БЖУ для синтеза витаминов и других питательных веществ. Белки, жиры и углеводы усвоятся хуже с клетчаткой, чем без нее.

Калорийность двух яблок с одного дерева может отличаться, но разница будет невелика и ей можно пренебречь.

Производители продуктов питания также ошибаются с энергетической ценностью на этикетках своих товаров. Погрешность может составлять еще 10-20%.

Свой вклад в энергетическую ценность продуктов вносит и температура пищи. Так, горячий чай экономит калории на обогрев организма в холодный период, как экономит калории холодное мороженое охлаждая нас в летний жаркий день (заменяя процесс потоотделения, на который организм собирался потратить энергию).

Термическая обработка пищи влияет на степень усвоения и получение энергии от продуктов питания. Так, сырой картофель усвоится нами примерно на 30%, в то время как отварной процентов на 90%. Примем калорийность картофеля 80 ккал на 100 г и в первом случае мы получим 24 ккал, а во втором – 72 ккал.

Степень всасывания питательных веществ из пищи может существенно меняться в зависимости от физико-химического состава самого продукта и поглощаемых одновременно с ним продуктов, особенностей организма и состава кишечной микрофлоры.

Если у вас нет проблем с ЖКТ, то все эти погрешности (заявленная калорийность производителем, степень усвоения продуктов, температура пищи, термическая обработка, состав блюда) можно просто обнулить и не учитывать при подсчете калорий, т.к. они нивелируется в долгосрочном периоде вашей диеты.

Контролируйте поступающую энергию в организм подсчетом калорий вашего рациона. Это будет самый объективный способ управления этой частью уравнения энергетического баланса.

Расход энергии

Рассмотрим составляющие ежедневного расхода энергии нашим организмом.

TDEE (Total Daily Energy Expenditure) = BMR + NEAT + EAT + TEF

Вот так это выглядит в процентном соотношении:

TDEE

BMR (Basal Metabolic Rate) – базальный (базовый) обмен, метаболизм. Это процессы анаболизма и катаболизма, существования и жизнеобеспечения всех процессов организма: дыхания, движения крови, нервной деятельности, работа мозга и т.д. Это расход энергии на поддержание здоровья организма. Эти траты составляют примерно 60-70% всех трат энергии в день.

Базовый обмен – вещь адаптивная и зависит от возраста, веса, пола, композиции тела, условий и образа жизни.

NEAT (Non-Exercise Activity Thermogenesis) – любая активность нетренировочного плана. Это все, что вы делаете по хозяйству, идете куда-то, наклоняетесь, разговариваете и т.д.

Затраты энергии на «бытовую движуху» составляют больше, чем на тренировочную активность.

NEAT могут освоить любые люди с любым процентом жира и уровнем подготовки. Чем меньше мы двигаемся, тем меньше энергии мы тратим. Если мы не следим за рационом и поступлением калорий, то сокращая свою активность (пользуемся лифтом, ездим на работу и в магазин на машине, мало времени гуляем), мы начнем набирать вес.

Домашние хлопоты
Наглядная табличка расхода энергии на бытовые нужды в час

Это из той оперы, когда девушка говорит: «Я весь день как пчелка, ем как слон, но такая худая». У нее траты энергии огромны, просто она их не замечает.

Те, у кого сидячая работа и мало активности, скорее, обладатели пуза – такие люди легко пополняют свои энергетические запасы в виде жира на животе.

Траты энергии NEAT могут составлять 20% от всех затрат энергии организмом в день.

EAT (Exercise Activity Thermogenesis) – траты энергии тренировочного плана. Когда вы осознанно включаете в свою жизнь тренировки.

В процентном соотношении эта величина занимает не более 10% расхода энергии в сутки у непрофессиональных атлетов-любителей (читай у обычных людей). Связано это с уровнем работоспособности и выносливости. Спортсмен со стажем может дольше находиться под нагрузкой и сжигать больше калорий. То же самое относится и к моменту восстановления. Некоторые полагают, что возврат кислородного долга, посттренировочное восстановление и другие эффекты после нагрузки разгоняют метаболизм, заставляя тело сжигать калории, чтобы вернуть его в нормальное состояние. Но эти цифры ничтожно малы и доступны только профессиональным спортсменам.

А что касается атлетов-любителей, кем мы с вами являемся, то наши надежды на огромные траты энергии на тренировке разбиваются о суровую реальность.

Ходьба и бег

Занятия в зале

Для человека весом 70 кг 1 час бега по пересеченной местности сожгет 600 ккал. Но вы сможете выдержать целый час непрерывного бега в сложных условиях? Или любимые многими занятия в зале. Целый час аэробики в группе сожгет 364 ккал. Это пахать как батарейка энерджайзер без перерывов на отдых на протяжении целого часа.

Или тягать штангу, находясь под нагрузкой целый час, и сжечь 520 ккал. В идеале. Но из одного часа, проведенного в тренажерном зале, чистого времени, когда организм находится под нагрузкой останется 10-20 минут (сет длительностью 30-45 секунд, 3-4 подхода, 4-6 упражнений для примера). На самом деле для обычного человека за время силовой тренировки потратится 100-200 ккал. Не так уж и много.

TEF (Thermogenic effect of feeding) – термический эффект пищи. Это траты энергии на переваривание и усвоение пищи. У разных макронутриентов разный показатель TEF: у белков затраты на их переваривание составят 20-30% от поступившей с ними энергии, у углеводов – 5-10% и самая низкая цифра у жиров – 2-3%.

С практической точки зрения, диеты с большим содержанием белка более выгодны, чем, например, диеты с большим содержанием жиров. Во-первых, белок дает хорошее насыщение (а это контроль голода и вы долго не хотите есть), во-вторых, дополнительно расходуется больше калорий на их переваривание и усвоение. На 100 г белка организм потратит 20-30 ккал, на 100 г жира всего 2-3 ккал, разница в 10 раз.

Адепты ускорения метаболизма могут обрадоваться идее потреблять больше белка, снижать количество жиров, увеличивать количество приемов пищи, нагружая организм процессами переваривания. Но, во-первых, TEF зависит только от объема потребленной пищи, ему нет разницы съедите вы 100 г белка за раз или в три приема – термический эффект пищи будет одинаков (20-30 ккал), а во-вторых, снижая количество жиров и углеводов, мы уменьшаем поступление калорий, что приведет к адаптации организма в виде снижения активности, появления симптомов «не хочется ничего делать, хочу полежать» (снизятся расходы BMR, NEAT, EAT). Таким образом баланс выровняется.

В среднем показатель TEF равен 10% от суммарных дневных трат энергии для западного стола, к которому мы привыкли.

Есть еще одна статья расходов — температура окружающей среды. Если вы находитесь на морозе (либо закаляетесь) или лежите под зонтиком, укрываясь от солнца, затраты организма на поддержание нормальной температуры тела будут разными. Процедуры с холодом могут разгонять метаболизм (увеличивать траты энергии), но надеяться только на них для похудения не стоит. Повышайте расходы в комплексе – увеличивайте бытовую и тренировочную активность, следите за белком в рационе и поддержанием калорий согласно плану диеты, закаляйтесь и получайте удовольствие от жизни.

Запасы

Где же и как мы храним свои энергетические запасы?

Углеводы

Консервированными углеводами в нашем организме является гликоген. Самый быстрый источник энергии для выполнения работы разной интенсивности. Содержится он в печени – 100-120 г, необходим для поддержания здорового уровня сахара в крови (для обеспечения работы всех систем организма) и в мышцах – 250-350 г для совершения любой физической активности. Чем больше развита мускулатура, тем больше гликогеновые запасы у человека.

Суммарное количество гликогена в теле человека около 350-470 г или 1400-1880 ккал. Когда мы находимся на дефиците калорий гликогеновые хранилища истощены и нет возможности их пополнить. Организм подключает в качестве источника энергии жиры.

Из-за того, что объем гликогена на диете уменьшен, мышцы не выглядят наполненными (каждый грамм гликогена в мышцах удерживает с собой 3-4 г воды дополнительно), кроме этого, на дефиците в качестве источника энергии организм может использовать белки, разрушая собственные мышцы для энергообеспечения.

Совсем израсходовать весь гликоген невозможно. Исследование, проведенное на атлетах показало, что после выполнения высокоинтенсивной тренировки на ноги (20 сетов, 4 упражнения по 5 подходов, 6-12 повторений до отказа, паузы отдыха в 2 раза дольше времени выполнения, время тренировки 30 минут) уровень гликогена снизился всего на 30% от исходного уровня.

Углеводы в виде гликогена – это срочный и легкомобилизуемый запас энергии нашего организма. Их легко тратить и можно быстро восстановить.

Жиры

Жировая ткань ограничена только пределами натяжения кожи. Вы же слышали про людей, которые весят по 400-500 кг?

Мануэль Урибе и его пиковые 587 кг

Откладывается жир очень легко (так уж задумала природа), а тратится он в последнюю очередь, как самый стратегически ценный резерв (и наиболее энергоплотный — 9 ккал на 1 г), чтобы повысить шансы организма выжить в голодное время.

Создавая дефицит, организм будет тратить вначале гликоген, который пойдет на активность и поддержание здорового уровня сахара в крови. Жиры будут подключаться, но их быстрое окисление будет затруднено из-за дефицита кислорода и глюкозы. Недополученная глюкоза будет синтезироваться из аминокислот, т. е. организм будет «есть» собственные мышцы (частично).

Что касается дефицита кислорода, то аэробная активность повышает темп окисления жиров. Однако у нетренированных атлетов способность окислять жиры будет ниже, чем у атлетов-профессионалов.

Белки

Белки в качестве источника энергии покрывают 10-15% энергозатрат организма и подключаются, когда израсходованы гликогеновые запасы и есть дефицит кислорода и глюкозы для окисления жиров. Мышцы, костные структуры, соединительная ткань и белки крови разрушаются с выделением энергии.

Мышцы – это энергетические запасы, которые очень сложно накапливаются. Организму в прямом смысле невыгодно иметь горы мышц – уж больно много их нужно кормить. Поэтому на дефиците калорий так сложно строить мышцы.

Меняй уравнение энергетического баланса – управляй своим весом

Три составляющие уравнения энергетического баланса можно изменять:

Поступление энергии – питание. Расход энергии – тренировки и другая активность. Запасы – наш вес.

Мы можем создать дефицит калорий и сохранить привычную активность – наши запасы начнут уменьшаться, как и наш вес (конечно, свою лепту внесет водный баланс).

Мы можем сохранить наш рацион, но больше тренироваться и «суетиться» в бытовой жизни – и мы начнем худеть. Но здесь есть подводный камень. Не считая калорий, «на глаз» сохранить прежний рацион человеку, который никогда не считал калории, будет очень сложно (больше активности только разбудит ваш аппетит).

Люди чаще недооценивают свой рацион на диете и переоценивают, когда хотят набрать вес. Вот исследование, которое показывает, что люди на диете без подсчета калорий были уверены, что ели мало и занижали свой ежедневный калораж на 47%!!!

Чтобы нивелировать этот эффект я рекомендую считать калории. На похудении это рождает объективную картину зависимости поступления энергии и веса вашего тела.

Гораздо эффективнее для похудения создавать дефицит калорий и увеличивать активность. Организм – равновесная система, он всегда будет стараться вывести в ноль уравнение энергетического баланса. В реальной жизни, когда вы урезаете свой рацион вы вдруг хотите меньше двигаться, у вас не такая сильная мотивация пойти в спортзал – просто наше тело пытается вернуть нас в баланс («так, энергии мало, давай ее сохраним»).

Для набирающих массу на профиците калорий, наоборот, чувствуется прилив энергии и задница будто на горящей сковородке. Энергии хоть отбавляй, нужно ее срочно потратить.

Почему уравнение может плохо работать (на примере похудения)

Казалось бы, создавай дефицит и худей до тех пор, пока не удовлетворишься. Но:

Чем меньше человек ест, тем больше организм старается оптимизировать процессы и эффективнее использовать поступающую энергию.

Оптимизация выливается в снижение темпа сброса веса (или к его полной остановке) и изменение композиции тела (процент жира и белка в теле).

Диета для организма как тяжелое время. Метаболизм замедляется (меньше желания двигаться, меньше расход энергии TDEE), организм старается тратить легкодоступные резервы энергии – углеводы и белки (потеря мышечной массы на первых порах диеты).

Чтобы минимизировать потерю мышц и максимизировать потерю жира нужны:

  • Адекватная скорость похудения.
  • Небольшая цифра дефицита калорий.
  • Здоровое распределение БЖУ.

Кроме этого, важно следить за поступлением микронутриентов и электролитов (сбалансированный рацион и добавки в виде витаминно-минеральных комплексов и рыбьего жира).

Пошаговая инструкция как похудеть.

Чтобы сохранить мышцы, включите на похудении тренировочную активность. Физические нагрузки разгоняют метаболизм (увеличивают траты энергии), поддерживают мышцы в тонусе. Аэробные нагрузки подключают окисление жиров.

Грамотный рацион и спорт заставят уравнение вновь работать на ваши цели.

Факторы, влияющие на уравнение энергетического баланса

#1 – Погрешности при подсчете калорий

— Че бы такого сожрать, чтобы похудеть?

Если вы не считаете калории, то питание «на глазок» может внести погрешность в уравнение энергетического баланса. О том, как люди недооценивают свой рацион я уже говорил выше (там же есть и ссылочка на исследование). Такая ситуация может рождать выводы у худеющих о том, что уравнение не работает.

Кроме этого, погрешности самого метода подсчета калорий, ошибки в определении сухого и мокрого веса продукта, неучет крахмалистых овощей и фруктов могут давать серьезную прибавку калорий, также как соки, домашние компоты и морсы, добавление сливок или сиропа в чай или кофе либо добавление оливкового масла в салат – все ведет к увеличению потребления калорий. Если вы это игнорируете, то у вас может «не работать» дефицит калорий.

Используя две столовые ложки оливкового масла для приготовления наших блюд 3 раза в день, мы можем «подмешать» более 90 г жира и 810 калорий к нашей диете. Оливковое масло хорошо для нас. Но добавление 810 калорий в день, вероятно, нет.

Немного жареного бекона и кусочек масла дают 200 ккал. Но столько же дают несколько киви и пара яблок. Все равно можно переедать «качественной, полезной, здоровой» едой.

#2 – Снижается метаболизм

Из-за потери веса и стрессовых условий (организм не понимает, что еды в избытке, ему на нашу диету наплевать – читай «адаптация») снижается базовый обмен. Дефицит, который ранее работал перестает работать. Выход — используйте корректировку дефицита.

В целом адаптация основного обмена доказывает, что невозможно уйти в 0 кг при постоянном дефиците или/и диких тратах энергии, тело достаточно умно, чтобы выжить!

#3 – Снижение NEAT

На фоне низкокалорийного рациона организму не хватает энергии. Ваша повседневная бытовая активность снижается. Настроение «я ничего не хочу, лучше полежать» — как раз об этом. Вялость, отсутствие мотивации двигаться больше компенсируют созданный рационом дефицит.

#4 – Снижение TEF

Снижая общую калорийность, мы также снижаем и TEF. Да, эти суммы небольшие, но в комплексе всех факторов это оказывает влияние и рождается ложное представление что энергетический баланс не работает.

Стоит отметить, что распределение БЖУ также влияет на этот фактор. Придерживайтесь оптимального соотношения — читайте, как грамотно составить рацион питания для похудения. Низкобелковые диеты снижают TEF, уменьшая дефицит.

#5 – Влияние водного баланса и углеводов

1 г гликогена, накопленного в мышцах и печени, задерживает 3-4 г воды. Объевшись углеводами или урезав их в ноль, мы можем заметить очень большие колебания веса тела. На первых порах диеты вы можете терять жир, при этом ваш вес на весах может, вообще, не изменяться — это задерживается вода.

Наглядная демонстрация влияния водного баланса на похудении

Увеличение углеводов в рационе приведет к задержке воды и увеличению веса (кратковременно). Именно на этом основан вау-эффект низкоуглеводных диет и диких тренировок. На первых порах вы теряете вес стремительно, однако с вас сходит вода. Заправившись хорошей порцией углеводов, вас зальет водой и вес подскачет до недоумения в глазах при взвешивании.

Колебания веса из-за водного баланса стабилизируются в течении недели, двух самостоятельно, но у начинающих могут создать панику.

#6 – Влияние женского цикла

Здесь свое влияние также оказывает водный баланс, вызывая задержку жидкости перед месячными и ее слив сразу после месячных. Сопоставляйте и сравнивайте свои результаты с днями и неделями предыдущего цикла.

#7 – Некорректное отслеживание прогресса

В своей статье о принципах похудения я затрагивал этот вопрос. Ежедневные взвешивания должны производиться в одинаковых условиях в одно и то же время, иначе будут погрешности. Колебания веса в течение дня зависят от пола, количества мышц, исходного веса и возраста человека и еще от кучи факторов и могут составлять ±5 кг в сутки.

Для большей объективности делайте замеры обхватов тела в разных точках, следите за процентом жира и делайте фотоотчеты (регулярно, в одной позе, при одном и том же освещении).

Заключение

Уравнение энергетического баланса, несмотря на свою динамичность и сложность, работает в долгосрочной перспективе (что доказывает огромное количество исследований, одно из них — https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3302369/). Вы можете проверить это на себе, учитывая все особенности его динамики и подстраивая свой калораж и образ жизни под изменение веса.

Баланс работает как для похудения, так и для набора веса.

Задавайте ваши вопросы в комментариях и расскажите, считаете ли вы калории и расходы энергии на тренировке.

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *