Czy liczenie kalorii ma sens? vol.2

Żeby zrozumieć kalorie musimy cofnąć się do 17/18 wieku, wtedy właśnie powstała teoria o mechanicznej naturze. Zakłada ona że wszystkie organizmy żywe są maszynami. Teoria ta miała na celu przybliżyć relacje między Bogiem a naturą. Skoro wszystko co żywe jest maszyną, to maszyny potrzebują twórcy. Tym twórcą według naukowców w tamtych czasach był Bóg. Był to czas w który szybko rozwijała się nauka o fizyce więc skoro istoty żywe to to maszyny, również i one podlegają prawom fizyki. Toczyła się wojna między witalizmem a mechanicyzmem. Ten spór trwa do dziś a jedynie teorie o mechnicyzmie trafiają do mianstremu i są nauczane w szkołach. Przykładem takich teorii jest konserwacja energii w żywych organizmach. Jednym z pierwszych naukowców którzy próbowali wyłączyć totalnie witalizm ze świata nauki był Herman Helmholtz który w swoich eksperymentach chciał pokazać że teoria konserwacji energii inaczej termodynamika jest faktem. W swoich eksperymentach, Helmholtz próbował zmierzyć produkcje ciepła w mięśniach żab po przez impuls elektryczny. Niestety z rezultatów nie dało się wyciągnąć jasnych wniosków więc Herman stworzył teoretyczne opracowanie, tak jak każdy dobry naukowiec to robi(sarkazm).

  


Kolejnym"głośniejszym" badaniem było autorstwa W. Atwatera i F. Benedicta, tym razem na ludziach.
Według paru źródeł(np, Since Delusion - R. Sheldrake) , to nie było do końca badanie a demonstracja która miała pokazać trafność teorii mechanicznej natury. W badaniu wykorzystano specjalny kalorymetr oddechowy by zmierzyć i porównać produkcje ciepła w organizmie z przyjmowaną energią(pożywieniem) co miało potwierdzić teorie termodynamiki w żywych organizmach. Wyniki potwierdzały trafność praw termodynamiki, do czasu gdy po wielu latach Paul Webb na nowo przeanalizował  wyniki uzyskane przez Atwatera i Benedicta, by wytknąć wiele nie prawidłowości w tym badaniu.

Mógłbym napisać wiele więcej o tych badaniach jak i wiele innych takich badań ale tendencja jest jedna; teoria bilansu energetycznego nie ma potwierdzenia w badaniach naukowych bo same narodziny tej teorii były oparte o wiarę że żywe organizmy są maszynami a twórcą tych maszyn jest Bóg.

Tutaj  cytat o problematyce praw termodynamiki w kontekście regulacji wagi ciała;

Thermodynamics and Weight Loss Diets 

According to Albert Einstein, "Classical thermodynamics...is the only physical theory of universal content concerning which I am convinced that, within the framework of applicability of its basic concepts, will never be overthrown [4]." Indeed, the first law of thermodynamics describes one of the most important principles related to body weight. The basic tenet states that energy cannot be created or destroyed, but can be transformed from one form to another. The first law of thermodynamics can be written as follows:
ΔE = q - w
where ΔE is the change in energy stores during any process, q is the heat produced during the process, and w is the work. The energy balance equation dictates that the energy potential of body mass remains constant when caloric intake equals caloric expenditure [5]. Simply stated,
Change in energy stores = energy intake - energy expenditure
As discussed by Feinman and co-workers [6-8], although this principle always applies, the application of this law within living organisms is not simple. Strictly speaking, as written, the above mentioned equation only applies to closed systems that are close to equilibrium and that do not carry out chemical reactions [5]. If matter can be exchanged between system and surroundings, then the system is an open one. In fact, all living organisms are open systems [4]. Life forms take in food from the environment and use it to maintain body temperature and to run the biochemical pathways of its body. Obviously, living organisms are also far from equilibrium. The second law of thermodynamics also must be considered. The second law tells us that processes always go in the direction of randomness, or disorder (entropy). Whenever energy is exchanged, the efficiency will be imperfect and some energy will escape – usually in the form of heat – thus increasing entropy in the universe [9]. Importantly, the metabolic pathways that macronutrients follow may be very different due to the differences in hormonal state and enzymatic activity [6,7].

Energia ma jednak znaczenie

Energia ma jednak znaczenie ale na innym poziomie. Problem nie leży w obecności energii(pożywienia) a w dostępności. 
Każda komórka posiada pewien limit jeżeli chodzi o ilość przyjmowanej energii/pożywienia. Posiadając taki limit/barierę, komórka broni sie przed stresem oksydacyjnym i duza ilością wolnych rodników. Taki mechanizm nazywa  się "antioxidant defence system".
Gdy zjadamy za dużo i komórka nie jest w stanie przerobić takiej ilości energii zamyka sie na nią poprzez blokowanie sygnalizacji insulinowej. Insulina jest odpowiedzialna za "wpuszczanie" składników odżywczych do komórki. Ten mechanizm jest tez znany jako odporność insulinowa. 

Gdy bierzemy temat "kalorii" pod lupę powstaje wiele pytań bez odpowiedzi, na przykład: ile kalorii ma dany produkt? Dwa na pozór identyczne jabłka nie będą miały tyle samo kalorii a przecież mamy do dyspozycji "jedną" tabele wartości odżywczych. Rozmiar jabłka, rodzaj, kiedy zostało zerwane, pochodzenie, to wszystko ma wpływ na walory wartości odżywczych, już nie mówię tylko o kaloriach. To samo można powiedzieć o innych produktach.Np. mięso może mieć różną wartość, zależy czym zwierzę było karmione, z jakiego regionu pochodzi, kiedy zostało ubite itd. od tych wszystkich czynników może zależeć jaki skład ma mięcho. Od podobnych czynników mogą się różnić produkty mleczne.
Te wahania w składzie mogą być nie wielkie ale to dopiero początek.
Większość wartości w tabelach, podanych jest w stanie surowym wiec przechodzimy do obróbki termicznej.
Skąd mamy wiedzieć jak dokładnie zmieni się skład po obróbce termicznej?
Możemy znaleźć wartości po obróbkach, ale każdy ma swój sposób przyrządzania i za bardzo nie wiadomo jak bardzo się zmieni skład.
Gdy rozmawiamy o owocach warto wspomnieć o fruktozie. Spójrzmy najpierw na tabele wartości dla jabłka:

100 gram jabłka posiada 52 kalorie, i 14 gram węglowodanów w tym 2 g błonnika. Z tej tabeli można wywnioskować że węglowodany to węglowodany, czyli ile kalorii na 1 gram węglowodanów? 4 kalorii? Ale co nam to mówi? Że tyle energii wyzwoli 1 gram węglowodanów zawartych w jabłku? Może w kalorymetrze ale w ludzkim organizmie metabolizm węglowodanów zawartych w jabłku będzie wyglądał inaczej. Spójrzmy teraz na dokładną tabele zawartości poszczególnych węglowodanów w jabłku:

 W 10,4 gramach węglowodanów prostych zawartych w 100 g jabłka znajduję się 5,9 grama fruktozy. Czy kalorie mówią coś nam o metabolizmie fruktozy? Węglowodany to węglowodany, 4 kalorie to 4 kalorie.  Teraz zobaczmy co nam biochemia mówi o metabolizmie fruktozy:

"Fruktoza ulega glikolizie w wątrobie znaczniej szybciej aniżeli glukoza. Jest to spowodowane tym, że omija ona etap w metabolizmie glukozy katalizowany przez fosfofruktokinazę, który jest etapem regulacyjnym. To pozwala na "zalanie" przez fruktozę szlaków metabolicznych w wątrobie i taką ich stymulację, że następuję wzmożona synteza kwasów tłuszczowych i wzmożone wydzielanie VLDL. To z kolei może zwiększać stężenie triacylogliceroli w surowicy krwi i zwiększać stężenie cholesterolu LDL.
W wątrobie, nerkach i jelicie występuje swoista kinaza- fruktokinaza, która katalizuję fosforylację fruktozy do fruktozo-1-fosforanu. Enzym ten nie działa na glukozę i - w odróżnieniu od glukokinazy jego aktywność nie ulega zmianie pod wpływem głodzenia albo insuliny; to wyjaśnia, dlaczego fruktoza znika z krwi chorych na cukrzycę z normalną szybkością...." 

Źródło: Biochemia Harpera, Rozdz. 21 Szlak pentozofosforanowy oraz inne szlaki przemiany heksoz, str 223.

Jabłko w składzie ma również po 2gramy sacharozy i glukozy. Sacharoza to w połowie glukoza i fruktoza. Połączenie w jednym posiłku fruktozy i glukozy może być nie korzystne dla organizmu. Gary Taubes w książce Good Calories Bad Calorie tłumaczy:

"Fruktoza będzie stymulowała produkcje trójglicerydów w wątrobie, kiedy glukoza będzie stymulowała wydzielanie insuliny. Inulina spowoduję wydzielanie jeszcze większej ilości trójglicerydów w wątrobie..."

Co to oznacza? Że takie połączenie stymuluję gromadzenie zapasów w naszej tkance tłuszczowej. Kaloria nie tłumaczy nam metabolizmu danego składnika, kaloria mówi nam tylko ile ciepła wygeneruję dany produkt podczas spalania w kalorymetrze.

Następne pytanie jakie przychodzi mi do głowy to skąd organizm wie kiedy przekroczył limit kalorii i zaczyna je gromadzić? Czy od momentu przebudzenia wie ile nam będzie potrzebne? Czy posiadamy jakiś organ, system, receptor odpowiedzialny za liczenie kalorii? Czy nasz organizm rozdziela na daną partie dnia lub posiłku ile kalorii możemy spożyć a ile nie. Co tak naprawę trzyma kontrole nad tym wszystkim?
Wątpię by ktokolwiek się doszukał jednoznacznej odpowiedzi na te pytania.  

Grupa Facebook