Een definitie van energie: Het vermogen om arbeid te verrichten.
Heel snel een trap op rennen, de hond uit laten, tegen de wind in fietsen, de tuin ontdoen van bladeren of een stuk hardlopen. Al deze activiteiten kosten energie. Energie kun je niet zien, je kunt het wel merken. Je voelt energie door vrijgekomen lichaamswarmte en merkt het door geleverde lichaamsarbeid. Je hart klopt sneller, je spieren trekken samen, je bloed wordt door je lichaam gepompt en je begint te zweten. Wat is energie in eten en hoe levert eten ons energie?
Volgens internationale afspraken wordt energie in eten uitgedrukt in KJ. Vroeger gebruikte men hiervoor de maateenheid Kcal. In de praktijk gaan de meeste mensen nog steeds uit van de ‘Kcal’ eenheden. Maar wat is een Kcal precies? Kcal staat voor kilocalorieën. Een kilocalorie is gelijk aan 1000 calorieën. De waardes in KJ staan voor het aantal kilojoules in het voedsel. De energiewaarde van voedingsmiddelen wordt officieel wel uitgedrukt in kilojoules (KJ), men drukt echter de energetische waarde van voedingsmiddelen meer uit in calorieën waar een calorie eigenlijk staat voor
1 kilocalorie. 1 Kcal komt overeen met 4,184 kilojoules (KJ) En wees je bewust van het volgende: Wanneer men een dieet van 1500 calorieën aanraadt bedoelt men eigenlijk een dieet van 1500 kilocalorieën (Kcal).
- 1 Kcal = 1000 calorieën
- 1 Kcal = 4.200 KJoule
Voedingsmiddelen bestaan uit een samenstelling van onder andere de 4 ‘bouwstoffen’. Wanneer je iets eet worden de bouwstoffen ontbonden, afgebroken tot verschillende samenstellende delen, de bouwstenen. In ons dagelijks voedsel zitten de volgende 4 bouwstoffen die energie kunnen produceren:
• Koolhydraten
• Eiwitten
• Vetten
• Alcohol
Voedingsmiddelen bestaan uit verschillende hoeveelheden koolhydraten, vetten, eiwitten en eventueel alcohol. Deze verschillende voedingsstoffen (bouwstoffen) leveren niet dezelfde hoeveelheid energie wanneer ze worden afgebroken in het lichaam.
1 gram eiwit = 4 kcal
1 gram koolhydraten = 4 kcal
1 gram vet = 9 kcal
1 gr alcohol = 7 kcal
Vet is met 9 kcal per gram een zeer geconcentreerde energiebon. Het levert ons lichaam meer dan tweemaal zo veel energie dan koolhydraten of eiwitten en zelfs meer energie dan alcohol. De uiteindelijke hoeveelheid energie van een voedingsmiddel hangt af van de hoeveelheid eiwitten, vetten en koolhydraten dat het bevat.
ENERGIE% BEREKENING
Om de verhoudingen in energie tussen de verschillende bouwstoffen te achterhalen, maak je gebruik van onderstaande berekening:
Neem 100 gram chips
Totaal aantal Kcal: 543 Kcal (100%) a
antal gr Koolhydraten: 52 gr
aantal gr Vet: 35 gr
aantal gr eiwit: 6 gr
Het percentage energie van de koolhydraten:
1 gram koolhydraten is 4 Kcal, dus 52 x 4 = 208 Kcal
208 : (Totaal aantal Kcal) 543= 0,38 x 100 = 38 %
Het percentage energie van de vetten:
1 gram vet is 9 Kcal, dus 35 x 9 = 315 Kcal
315 : (Totaal aantal Kcal) 543= 0,58 x 100 = 58 %
Het percentage energie van de eiwitten
1 gram eiwit is 4 Kcal, dus 6 x 4 = 24 Kcal
24 : (Totaal aantal Kcal) 543= 0,04 x 100 = 4 %
Samengevat: Je rekent eerst het aantal gram om in Kcal Vervolgens deel je deze Kcal door het totaal aantal Kcal dit vermenigvuldig je met 100, en je hebt het percentage energie uit het voeding!
Energieverbruik
Om te weten hoeveel energie iemand dagelijks nodig heeft kan je gebruik maken van tabellen en formules. De minimale energie die iemand dagelijks nodig heeft is de energie voor het basaal metabolisme ( alle activiteiten van een lichaam in rust zoals hartwerking, ademhaling, urineproductie) en de energie voor de ‘activiteit’. (dagelijkse activiteit +sport). Om een idee te krijgen van het energieverbruik van bijvoorbeeld een wielrenner (man) kan je gebruik maken van de volgende formules:
Berekening van het basale energieverbruik Tabel ruststofwisseling (BMR= Basaal metabolisme rust)
LEEFTIJD
BMR (kcal/dag)
Mannen
18-29
15,3 x gewicht + 679
30-59
11,6 x gewicht + 879
60-74
11,9 x gewicht + 700
75 >
8,4 x gewicht + 820
Vrouwen
18-29
14,7 x gewicht + 496
30-59
8,7 x gewicht + 829
60-74
9,2 x gewicht + 688
75 >
9,8 x gewicht + 624
Activiteitsberekening
ACTIVITEIT
Zeer licht
Basaal metabolisme x 1,3
Licht
Basaal metabolisme x 1.6
Matig
Basaal metabolisme x 1.7
Zwaar
Basaal metabolisme x 2.1
Zeer zwaar
Basaal metabolisme x 2.4
Energieverbruik per dag
Het aantal calorieën dat je per dag verbrand is afhankelijk van je leeftijd, geslacht, gewicht en de lichamelijke activiteiten die je onderneemt. De totale calorieverbranding per dag bestaat uit de ruststofwisseling plus de energie die nodig is voor al je bezigheden. Het totale energieverbruik is gelijk aan BMR x PAL = Physical Activity Level, een waarde (tussen de 1,3 en 2,4) die het niveau van de lichamelijke activiteit van iemand aangeeft. Matig actief ben je als je tijdens je werk regelmatig beweegt (b.v. verkopers) en zo’n 2 keer per week sport. De meeste mensen zijn licht actief.
Eergiebehoeftte
We gaan nu verder in op het samenstellen van de dagelijkse energiebehoefte. Hierbij worden de juiste verhoudingen koolhydraten, eiwitten en vetten niet uit het oog verloren. De ideale verdeling tussen koolhydraten, eiwitten en vetten = 60% - 15% - 25%
Voorbeeld 1 Hieronder een rekenvoorbeeld voor iemand met de energie behoefte van 3000 kcal/dag.
25% vetten
750 kcal is 83 gram (750:9)
60 % koolhydraten
1800 kcal is 450 gram (1800:4)
15 % eiwitten
450 kcal is 112 gram (450: 4)
Vetten
Koolhydraten
Eiwitten
8 boterhammen
6
100
20
8 Beleg boter
20
6 Beleg zoet
90
2 Beleg kaas
25
1
21
2 glazen melk
6
20
14
Vlees 100g
15
20
Aardappelen 300g
45
6
Spruitjes 200g
1
10
8
Yoghurt
10
11
2 Appels
15
4
Sinaasappel
10
Rozijnen 100g
65
2
Diversen
10
84
6
Totaal
83 gram
450 gram
112 gram
Voorbeeld 2 Iemand van 60 kg heeft op een dag 3500 kcal nodig. 25% vetten en 2 gram eiwitten per kilo lichaamsgewicht.
Vet: 25 % van 3500 kcal is 875 kcal. Delen door 9 is 97 gram.
Eiwit: 2 x 60 kg is 120 gram eiwitten. Levert 120 x 4 is 480 kcal op.
Koolhydraten: 3500kcal – 875kcal (vet) – 480kcal (eiwit) = 2145 kcal. Dat is dan 2145 kcal delen door 4 is 536 gram koolhydraten.
Opmerking Het is erg lastig om tot de juiste verhoudingen te komen. Tip: bereken zo af en toe eens op een gemiddelde dag de samenstelling van je voedsel.
De 3 energiesystemen
Energie wordt geproduceerd door het splitsen van chemische verbindingen in een stof die ATP (adenosinetrifosfaat) wordt genoemd. ATP wordt in elke cel van het lichaam geproduceerd uit het afbreken van de voedingsstoffen; • Koolhydraten
• Eiwitten
• Vetten
• Alcohol
Wat is ATP?
ATP is een molecuul adenosine waar drie fosfaatgroepen aan gehecht zijn. Fosfaten zijn chemische verbindingen waar fosfor in zit. Er komt energie vrij wanneer een fosfaatgroep zich afsplitst van deze verbinding. Dan wordt ATP afgebroken naar ADP+P. We spreken dan over ADP (adenosinedifosfaat) en P (energie) is dan de vrijgekomen fosfaatgroep. De meeste vrijgekomen energie wordt als warmte afgegeven. Een gedeelte wordt ook gebruikt voor spieractiviteit. Hierdoor krijg je het tijdens het sporten bijvoorbeeld warm. Wanneer dit gebeurd wordt ADP weer omgezet in ATP. Dit is een continuerende kringloop.
Het lichaam kan maar kleine hoeveelheden ATP in je lichaamscellen opslaan. Er is net voldoende energie opgeslagen om het lichaam ‘stationair’ te laten draaien. Met andere woorden, in rust heeft het lichaam genoeg aan een basale energie behoefte welke geleverd wordt door de ATP voorraad in je spieren. Wanneer een lichaam actief wordt dient er meer energie verbrand te worden dan de ATP voorraad kan leveren, deze is immers snel uitgeput. Er dienen dan dus andere brandstoffen aangesproken te worden.
Naargelang de duur en de intensiteit van een inspanning, kan het lichaam beroep doen op 3 verschillende energiesystemen om de opgeslagen energie om te zetten in mechanische energie om zo ATP te vormen. Uiteraard bestaan er nuances voor de verschillende types van sport en moet de voeding individueel worden aangepast aan de trainingsfrequentie
Systeem 1: Het anaëroob Alactisch systeem/ Creatine Fosfaat systeem
De cel beschikt over een beperkte hoeveelheid energierijke fosfaten (ATP, maar vooral creatinefosfaat) om korte, zeer intense inspanningen, gedurende enkele seconden mogelijk te maken. De afbraak van creatinefosfaat gebeurt zonder de tussenkomst van zuurstof (anaëroob) en zonder vorming van melkzuur (alactisch). Indien de spiercel enkel over energierijke fosfaten zou beschikken, dan zou er dus voldoende energie kunnen vrijkomen om gedurende een 6-tal seconden met maximale intensiteit een inspanning uit te voeren. In werkelijkheid zullen bij maximale inspanning onmiddellijk ook andere processen geactiveerd worden, zodat er op het einde van die 6 seconden toch nog energie beschikbaar blijft. Natuurlijk zijn deze andere processen niet in staat om even snel ATP te leveren, zodat de intensiteit van de inspanning onvermijdelijk afneemt. Dit is typisch wat gebeurt bij alle sprintactiviteiten: gedurende ongeveer 7 seconden kan de snelheid maximaal aangehouden worden, maar dan wordt er vertraagd. De energierijke fosfaten zijn niet alleen de belangrijkste bron van energie voor sprintnummers, maar ook voor andere explosieve inspanningen: een versnelling tijdens bvb. voetbal, basketbal, volleybal, het opheffen of weggooien van een gewicht, het werpen van een speer, een snelle actie in een judo- of karatewedstrijd, een opslag of volley in het tennis, een smash tijdens tafeltennis …. De energierijke fosfaatreserves moeten constant aangevuld worden. Wanneer dat niet gebeurd kunnen zelfs submaximale inspanningen slechts korte tijd aangehouden worden.
Systeem 2: Het Anaëroob Lactisch energiesysteem
Voor maximale inspanningen van circa 1 minuut blijft de energielevering voornamelijk anaëroob (zonder zuurstof). Glucose wordt zeer snel afgebroken tot melkzuur en hierbij komen (slechts) 2 ATP molecules vrij. Dit systeem wordt maximaal gebruikt bij intense inspanningen die langer dan enkele seconden duren, maar korter zijn dan een 2-tal minuten: bvb. 1 km fietsen op een piste, 100 meter zwemmen, 400 meter lopen. Het is ook noodzakelijk voor snelheidsveranderingen tijdens duurinspanningen: bv. de wielrenner die in de achtervolging gaat, of de marathonlopers die versnellen naarmate de eindstreep in zicht komt.
De anaërobe afbraak van suikers wordt niet alleen gekenmerkt door de opstapeling van melkzuur, maar ook door een erg snelle afbraak van de suikerreserves in het lichaam. Voor inspanningen die langer dan enkele minuten duren zal dit systeem dus niet voldoen.
Systeem 3: Het Aëroob energiesysteem
Als de intensiteit wat daalt en de duur van de inspanning toeneemt, zal de energielevering meer en meer met tussenkomst van zuurstof gebeuren. Deze vorm van energielevering wordt dan ook aërobe (met zuurstof) energielevering genoemd. Het is hèt energiesysteem van de duuratleet. Naast koolhydraten zullen natuurlijk ook vetten, en bij zware inspanning zelfs eiwitten, als energiebron gebruikt worden. Onder aërobe omstandigheden kan 1 glucosemolecule 38 ATP molecules vrijstellen (in plaats van 2). Het systeem is dus twintig maal efficiënter dan de anaërobe afbraak van glucose. In dit systeem kunnen ook vetten worden verbrand tot energie. Echter alleen wanneer de energiebehoeften relatief gering zijn want vet verbranden gebeurt traag (= dieselbrandstof) . Voordelig is wel dat 1 vetzuurmolecule zo’n 80 tot 200 ATP moleculen kan genereren!
Melkzuur
Melkzuur dat wordt gevormd gedurende bijna alle types van inspanning (niet alleen tijdens anaërobe inspanning) kan opnieuw worden omgezet tot energie. Dit kan gebeuren in de spiercel of in de nabij gelegen spiercellen in dezelfde spier, op voorwaarde dat er voldoende zuurstof aan- wezig is. Melkzuur kan eveneens naar de lever worden vervoerd via de bloedstroom en daar terug tot glucose worden omgezet.
Energiesystemen en hun brandstoffen
Anaeroob
Anaeroob
Aeroob
Alactisch
Lactisch
Intensiteit
Explosief
Hoog
Laag
% VO2 max
95 – 100%
60 – 95%
tot 60%
Duur
Tot 10 sec
Tot 30 sec
Tot de brandstof op is
Brandstof
Creatinefosfaat
Spierglycogeen +
Koolhydraten, Vetten
bloedglucose
Eiwitten
Afvalstof
Geen
Melkzuur
CO2 en water
Hersteltijd
30 sec – 2 min
20 min – 2 uur
Tijd om de energietank
bij te vullen
Bij anaërobe inspanningen zijn de energierijke fosfaten (ATP en creatinefosfaat) en het glycogeen de belangrijkste energieleveranciers. Alhoewel verzuring (metabole acidose) en ionenstoornissen hier de belangrijkste oorzaken van vermoeidheid zijn kan ook een lage spierglycogeenreserve bijdragen tot vermoeidheid. Bij aërobe inspanningen is glycogeen een belangrijke energieleverancier en is de voornaamste oorzaak van vermoeidheid een lege tank (uitgeputte glycogeenvoorraden in de spier). In het begin van de aërobe inspanningen is het spierglycogeen de belangrijkste energiebron maar wanneer de inspanning langer duurt zal ook het bloedglucose een belangrijke rol gaan spelen. Om te weten hoe we vermoeidheid kunnen uitstellen is het nuttig om de verschillende brandstofvoorraden in het lichaam te kennen.
Koolhydraten
De koolhydraatvoorraad in het lichaam bevindt zich vooral onder vorm van glycogeen in de lever en in de spier. Dit glycogeen is een grote molecule die is samengesteld uit lange ketens van glucose. Iedere molecule glycogeen bevat ongeveer driemaal zijn gewicht aan water. De koolhydraatvoorraden in het lichaam zijn beperkt in omvang! Dit is net als een benzinetank, er kan slechts een bepaalde hoeveelheid brandstof in worden op- geslagen. De hoeveelheid glycogeen die kan worden opgeslagen in het lichaam bedraagt ongeveer 2000 kcal of voldoende om het lichaam 1 dag van energie te voorzien, indien we niet zouden eten. De bloedbaan bevat een kleine hoeveelheid koolhydraten (het bloedglucosegehalte). De concentratie van dit bloedsuikergehalte wordt binnen zeer nauwe grenzen geregeld om normaal te functioneren. Zowel tijdens inspanning als tijdens rust moet het bloedsuikergehalte op peil blijven (normaalwaarde bloedglucose: 0.6 tot 1.1 g/liter).
Vetten
Vetten worden opgeslagen als vetweefsel in het gehele lichaam. Een kleine hoeveelheid vet vind je in het spierweefsel (intramusculair vet) maar de hoofdmoot is opgeslagen rond de organen en onder de huid. Hoeveel vet een persoon heeft is voornamelijk afhankelijk van zijn genetische opmaak (zie ouders, grootouders) en van zijn of haar levenswijze ( voeding, (in)activiteit).
Eiwitten
De eiwitten worden niet op dezelfde manier opgeslagen als vetten en koolhydraten. Eiwitten zijn de bouwstenen voor de vorming van de lichaamsweefsels (spieren, organen, huid, bloed, …) en dienen eigenlijk niet als energieleveranciers. Toch kunnen eiwitten ook afgebroken worden en omgezet in energie in noodsituaties.
Energiebronnen tijdens inspanning Koolhydraten, vetten en eiwitten zijn mogelijke energieleveranciers, ze kunnen allen worden vervoerd naar de spiercellen, er worden afgebroken, en omgevormd tot energie. Alcohol kan dit niet rechtstreeks. Enkel de lever bezit specifieke enzymen om alcohol om te zetten. Het heeft dus geen zin om rondjes te lopen wanneer men te veel gedronken heeft. De lever verwerkt alcohol aan gemiddeld 150 mg per kg en per uur. Dit wil zeggen dat een persoon van 75 kg ongeveer 11 gram alcohol kan verwerken per uur (1 glas wijn of bier). Eiwitten leveren slechts een gering deel van het brandstofmengsel tijdens inspanning. Alleen tijdens “energiecrisissen”, wanneer na een uitputtende bergrit de spieren leeg zijn, kunnen eiwitten ongeveer 10% van het brandstofmengsel leveren. Ook tijdens dieetperiodes, wanneer door koolhydraatarme diëten de spieren leeg zijn, wordt eiwit verspild als energiebron. De productie van ATP tijdens inspanning komt dus voornamelijk van de verbranding van koolhydraten en vetten. De hoeveelheid brandstof en de soort brandstof die wordt gebruikt is afhankelijk van: Duur en intensiteit van de inspanning, fitnessniveau en trainingsprogramma, dieet en voedingssta- tus, de intensiteit. Het brandstofmengsel (de koolhydraat/vetverhouding) die wordt gebruikt tijdens een sprint ver- schilt van het mengsel tijdens een lange duurinspanning. Naarmate de intensiteit van de inspan- ning stijgt, daalt de hoeveelheid vet in het brandstofmengsel. Tijdens inspanningen met een lage tot matige intensiteit worden koolhydraten én vetten verbrand. Naarmate de intensiteit stijgt, stijgt het totale energieverbruik maar daalt het aandeel van vetten in het brandstofmengsel. Bij zeer intense inspanningen worden enkel koolhydraten gebruikt als energieleverancier.
Een vraag die zeer regelmatig wordt gesteld is of het beter is om te trainen met een lage intensiteit om meer vet te verbranden? Dit is niet noodzakelijk het geval. Alhoewel vet een groter energiepercentage inneemt bij inspanningen met een lage intensiteit moet je ook rekening houden met de totale hoeveelheid kcal die worden verbruikt.
Door 1 uur te sporten met een zeer lage intensiteit zal je ongeveer evenveel vet verbranden als door 1 uur zeer intens te sporten. Wanneer het doel is om vet te verbranden en de tijd is beperkt kies dan beter voor inspanningen met een hogere intensiteit omdat op die manier het energieverbruik ook hoger is.
Ben je niet fit genoeg of geniet je meer van laagintense inspanningen, sport dan lang en traag. Uiteindelijk is het om te vermageren belangrijk om rekening te houden met het totale energieverbruik en niet zozeer om naar de % vetverbranding te kijken. Wanneer de inspanning lang duurt zal je steeds meer vet en minder koolhydraten verbranden. Het lichaam spaart als het ware zijn koolhydraatreserve. Glycogeen in de spieren is beperkt aanwezig en kan uitgeput raken. Dit gebeurt na:
90 tot 180 min met een intensiteit van 60 - 80% van de maximale aërobe capaciteit (fietsen)
30 tot 45 minuten aan een hoog intense/anaërobe inspanning (bv. gewichttraining)
45 tot 90 minuten van een duur/anaërobe activiteit (bv. voetbal)
Op het einde van een lange duurinspanning, na 3 -4 uur uur, zijn de koolhydraatvoorraden in de spier uitgeput. In dit stadium wordt gezocht naar andere energiebronnen. De afbraak van kool- hydraten uit de lever, energie uit de afbraak van aminozuren (afkomstig van eiwitafbraak) en uit melkzuur. In dit stadium is vet uiteraard een belangrijke energiebron. Wanneer de koolhydraatvoorraad echter uitgeput is kan de vetverbranding niet meer doorgaan. Vetten branden in het vuur van de koolhydraten. Dit wil zeggen dat er steeds een minimum aan koolhydraten nodig is in het energiemengsel om vet te kunnen verbranden. Gaat de inspanning door wanneer de lever en spierglycogeenreserves zijn uitgeput dan kan een laag bloedsuikergehalte optreden ( vermoeidheid, duizeligheid, misselijkheid,…)
Het resultaat van een aërobe training is dat spieren leren om meer vet te verbranden en koolhy- draten te sparen. Dit wil zeggen dat getrainde atleten langer kunnen doorgaan voordat de kool- hydraatreserve opraakt. De natuurlijke aanpassing van een lichaam na aërobe training is dat dit efficiënter leert vetten afbreken, transporteren en omzetten tot energie.
De Bergström studie:
Het belang van koolhydraten voor het leveren van goede duursportprestaties werd reeds in de jaren dertig (Christensen en Hansen) aangetoond. Ze bewezen dat een koolhydraatrijk dieet prestatieverhogend werkte. Het was echter pas in de jaren 60 dat men erachter kwam dat de grootte van de spierglycogeenreserve (afhankelijk van de hoeveelheid koolhydraten in de voeding) de prestatie kon beïnvloeden.
Drie groepen atleten werden gevormd.
De 1e groep at een koolhydraatarm dieet
De 2e groep een normaal dieet
De 3e groep een koolhydraatrijk dieet.
Het spierglycogeen in de beenspieren van diegenen die een normaal dieet aten was tweemaal hoger dan dat van de eerste groep. In de koolhydraatrijke groep was het spierglycogeen zelfs 7 maal hoger! Bij een inspanningstest aan 75% van de maximale zuurstof opname (VO2 max) tot uitputting fietste de eerste groep 60 minuten, de tweede 1 uur 44 minuten en de derde groep 2 uur 50 minuten. Dit experiment bewees het verband tussen de koolhydraten in de voeding, de hoeveelheid spierglycogeen en de inspanningscapaciteit.
Bron : http://www.bodyenpower.nl/index.php/nl/voeding/167-energie-in-eten
Heel snel een trap op rennen, de hond uit laten, tegen de wind in fietsen, de tuin ontdoen van bladeren of een stuk hardlopen. Al deze activiteiten kosten energie. Energie kun je niet zien, je kunt het wel merken. Je voelt energie door vrijgekomen lichaamswarmte en merkt het door geleverde lichaamsarbeid. Je hart klopt sneller, je spieren trekken samen, je bloed wordt door je lichaam gepompt en je begint te zweten. Wat is energie in eten en hoe levert eten ons energie?
Volgens internationale afspraken wordt energie in eten uitgedrukt in KJ. Vroeger gebruikte men hiervoor de maateenheid Kcal. In de praktijk gaan de meeste mensen nog steeds uit van de ‘Kcal’ eenheden. Maar wat is een Kcal precies? Kcal staat voor kilocalorieën. Een kilocalorie is gelijk aan 1000 calorieën. De waardes in KJ staan voor het aantal kilojoules in het voedsel. De energiewaarde van voedingsmiddelen wordt officieel wel uitgedrukt in kilojoules (KJ), men drukt echter de energetische waarde van voedingsmiddelen meer uit in calorieën waar een calorie eigenlijk staat voor
1 kilocalorie. 1 Kcal komt overeen met 4,184 kilojoules (KJ) En wees je bewust van het volgende: Wanneer men een dieet van 1500 calorieën aanraadt bedoelt men eigenlijk een dieet van 1500 kilocalorieën (Kcal).
- 1 Kcal = 1000 calorieën
- 1 Kcal = 4.200 KJoule
Voedingsmiddelen bestaan uit een samenstelling van onder andere de 4 ‘bouwstoffen’. Wanneer je iets eet worden de bouwstoffen ontbonden, afgebroken tot verschillende samenstellende delen, de bouwstenen. In ons dagelijks voedsel zitten de volgende 4 bouwstoffen die energie kunnen produceren:
• Koolhydraten
• Eiwitten
• Vetten
• Alcohol
Voedingsmiddelen bestaan uit verschillende hoeveelheden koolhydraten, vetten, eiwitten en eventueel alcohol. Deze verschillende voedingsstoffen (bouwstoffen) leveren niet dezelfde hoeveelheid energie wanneer ze worden afgebroken in het lichaam.
1 gram eiwit = 4 kcal
1 gram koolhydraten = 4 kcal
1 gram vet = 9 kcal
1 gr alcohol = 7 kcal
Vet is met 9 kcal per gram een zeer geconcentreerde energiebon. Het levert ons lichaam meer dan tweemaal zo veel energie dan koolhydraten of eiwitten en zelfs meer energie dan alcohol. De uiteindelijke hoeveelheid energie van een voedingsmiddel hangt af van de hoeveelheid eiwitten, vetten en koolhydraten dat het bevat.
ENERGIE% BEREKENING
Om de verhoudingen in energie tussen de verschillende bouwstoffen te achterhalen, maak je gebruik van onderstaande berekening:
Neem 100 gram chips
Totaal aantal Kcal: 543 Kcal (100%) a
antal gr Koolhydraten: 52 gr
aantal gr Vet: 35 gr
aantal gr eiwit: 6 gr
Het percentage energie van de koolhydraten:
1 gram koolhydraten is 4 Kcal, dus 52 x 4 = 208 Kcal
208 : (Totaal aantal Kcal) 543= 0,38 x 100 = 38 %
Het percentage energie van de vetten:
1 gram vet is 9 Kcal, dus 35 x 9 = 315 Kcal
315 : (Totaal aantal Kcal) 543= 0,58 x 100 = 58 %
Het percentage energie van de eiwitten
1 gram eiwit is 4 Kcal, dus 6 x 4 = 24 Kcal
24 : (Totaal aantal Kcal) 543= 0,04 x 100 = 4 %
Samengevat: Je rekent eerst het aantal gram om in Kcal Vervolgens deel je deze Kcal door het totaal aantal Kcal dit vermenigvuldig je met 100, en je hebt het percentage energie uit het voeding!
Energieverbruik
Om te weten hoeveel energie iemand dagelijks nodig heeft kan je gebruik maken van tabellen en formules. De minimale energie die iemand dagelijks nodig heeft is de energie voor het basaal metabolisme ( alle activiteiten van een lichaam in rust zoals hartwerking, ademhaling, urineproductie) en de energie voor de ‘activiteit’. (dagelijkse activiteit +sport). Om een idee te krijgen van het energieverbruik van bijvoorbeeld een wielrenner (man) kan je gebruik maken van de volgende formules:
Berekening van het basale energieverbruik Tabel ruststofwisseling (BMR= Basaal metabolisme rust)
LEEFTIJD
BMR (kcal/dag)
Mannen
18-29
15,3 x gewicht + 679
30-59
11,6 x gewicht + 879
60-74
11,9 x gewicht + 700
75 >
8,4 x gewicht + 820
Vrouwen
18-29
14,7 x gewicht + 496
30-59
8,7 x gewicht + 829
60-74
9,2 x gewicht + 688
75 >
9,8 x gewicht + 624
Activiteitsberekening
ACTIVITEIT
Zeer licht
Basaal metabolisme x 1,3
Licht
Basaal metabolisme x 1.6
Matig
Basaal metabolisme x 1.7
Zwaar
Basaal metabolisme x 2.1
Zeer zwaar
Basaal metabolisme x 2.4
Energieverbruik per dag
Het aantal calorieën dat je per dag verbrand is afhankelijk van je leeftijd, geslacht, gewicht en de lichamelijke activiteiten die je onderneemt. De totale calorieverbranding per dag bestaat uit de ruststofwisseling plus de energie die nodig is voor al je bezigheden. Het totale energieverbruik is gelijk aan BMR x PAL = Physical Activity Level, een waarde (tussen de 1,3 en 2,4) die het niveau van de lichamelijke activiteit van iemand aangeeft. Matig actief ben je als je tijdens je werk regelmatig beweegt (b.v. verkopers) en zo’n 2 keer per week sport. De meeste mensen zijn licht actief.
Eergiebehoeftte
We gaan nu verder in op het samenstellen van de dagelijkse energiebehoefte. Hierbij worden de juiste verhoudingen koolhydraten, eiwitten en vetten niet uit het oog verloren. De ideale verdeling tussen koolhydraten, eiwitten en vetten = 60% - 15% - 25%
Voorbeeld 1 Hieronder een rekenvoorbeeld voor iemand met de energie behoefte van 3000 kcal/dag.
25% vetten
750 kcal is 83 gram (750:9)
60 % koolhydraten
1800 kcal is 450 gram (1800:4)
15 % eiwitten
450 kcal is 112 gram (450: 4)
Vetten
Koolhydraten
Eiwitten
8 boterhammen
6
100
20
8 Beleg boter
20
6 Beleg zoet
90
2 Beleg kaas
25
1
21
2 glazen melk
6
20
14
Vlees 100g
15
20
Aardappelen 300g
45
6
Spruitjes 200g
1
10
8
Yoghurt
10
11
2 Appels
15
4
Sinaasappel
10
Rozijnen 100g
65
2
Diversen
10
84
6
Totaal
83 gram
450 gram
112 gram
Voorbeeld 2 Iemand van 60 kg heeft op een dag 3500 kcal nodig. 25% vetten en 2 gram eiwitten per kilo lichaamsgewicht.
Vet: 25 % van 3500 kcal is 875 kcal. Delen door 9 is 97 gram.
Eiwit: 2 x 60 kg is 120 gram eiwitten. Levert 120 x 4 is 480 kcal op.
Koolhydraten: 3500kcal – 875kcal (vet) – 480kcal (eiwit) = 2145 kcal. Dat is dan 2145 kcal delen door 4 is 536 gram koolhydraten.
Opmerking Het is erg lastig om tot de juiste verhoudingen te komen. Tip: bereken zo af en toe eens op een gemiddelde dag de samenstelling van je voedsel.
De 3 energiesystemen
Energie wordt geproduceerd door het splitsen van chemische verbindingen in een stof die ATP (adenosinetrifosfaat) wordt genoemd. ATP wordt in elke cel van het lichaam geproduceerd uit het afbreken van de voedingsstoffen; • Koolhydraten
• Eiwitten
• Vetten
• Alcohol
Wat is ATP?
ATP is een molecuul adenosine waar drie fosfaatgroepen aan gehecht zijn. Fosfaten zijn chemische verbindingen waar fosfor in zit. Er komt energie vrij wanneer een fosfaatgroep zich afsplitst van deze verbinding. Dan wordt ATP afgebroken naar ADP+P. We spreken dan over ADP (adenosinedifosfaat) en P (energie) is dan de vrijgekomen fosfaatgroep. De meeste vrijgekomen energie wordt als warmte afgegeven. Een gedeelte wordt ook gebruikt voor spieractiviteit. Hierdoor krijg je het tijdens het sporten bijvoorbeeld warm. Wanneer dit gebeurd wordt ADP weer omgezet in ATP. Dit is een continuerende kringloop.
Het lichaam kan maar kleine hoeveelheden ATP in je lichaamscellen opslaan. Er is net voldoende energie opgeslagen om het lichaam ‘stationair’ te laten draaien. Met andere woorden, in rust heeft het lichaam genoeg aan een basale energie behoefte welke geleverd wordt door de ATP voorraad in je spieren. Wanneer een lichaam actief wordt dient er meer energie verbrand te worden dan de ATP voorraad kan leveren, deze is immers snel uitgeput. Er dienen dan dus andere brandstoffen aangesproken te worden.
Naargelang de duur en de intensiteit van een inspanning, kan het lichaam beroep doen op 3 verschillende energiesystemen om de opgeslagen energie om te zetten in mechanische energie om zo ATP te vormen. Uiteraard bestaan er nuances voor de verschillende types van sport en moet de voeding individueel worden aangepast aan de trainingsfrequentie
Systeem 1: Het anaëroob Alactisch systeem/ Creatine Fosfaat systeem
De cel beschikt over een beperkte hoeveelheid energierijke fosfaten (ATP, maar vooral creatinefosfaat) om korte, zeer intense inspanningen, gedurende enkele seconden mogelijk te maken. De afbraak van creatinefosfaat gebeurt zonder de tussenkomst van zuurstof (anaëroob) en zonder vorming van melkzuur (alactisch). Indien de spiercel enkel over energierijke fosfaten zou beschikken, dan zou er dus voldoende energie kunnen vrijkomen om gedurende een 6-tal seconden met maximale intensiteit een inspanning uit te voeren. In werkelijkheid zullen bij maximale inspanning onmiddellijk ook andere processen geactiveerd worden, zodat er op het einde van die 6 seconden toch nog energie beschikbaar blijft. Natuurlijk zijn deze andere processen niet in staat om even snel ATP te leveren, zodat de intensiteit van de inspanning onvermijdelijk afneemt. Dit is typisch wat gebeurt bij alle sprintactiviteiten: gedurende ongeveer 7 seconden kan de snelheid maximaal aangehouden worden, maar dan wordt er vertraagd. De energierijke fosfaten zijn niet alleen de belangrijkste bron van energie voor sprintnummers, maar ook voor andere explosieve inspanningen: een versnelling tijdens bvb. voetbal, basketbal, volleybal, het opheffen of weggooien van een gewicht, het werpen van een speer, een snelle actie in een judo- of karatewedstrijd, een opslag of volley in het tennis, een smash tijdens tafeltennis …. De energierijke fosfaatreserves moeten constant aangevuld worden. Wanneer dat niet gebeurd kunnen zelfs submaximale inspanningen slechts korte tijd aangehouden worden.
Systeem 2: Het Anaëroob Lactisch energiesysteem
Voor maximale inspanningen van circa 1 minuut blijft de energielevering voornamelijk anaëroob (zonder zuurstof). Glucose wordt zeer snel afgebroken tot melkzuur en hierbij komen (slechts) 2 ATP molecules vrij. Dit systeem wordt maximaal gebruikt bij intense inspanningen die langer dan enkele seconden duren, maar korter zijn dan een 2-tal minuten: bvb. 1 km fietsen op een piste, 100 meter zwemmen, 400 meter lopen. Het is ook noodzakelijk voor snelheidsveranderingen tijdens duurinspanningen: bv. de wielrenner die in de achtervolging gaat, of de marathonlopers die versnellen naarmate de eindstreep in zicht komt.
De anaërobe afbraak van suikers wordt niet alleen gekenmerkt door de opstapeling van melkzuur, maar ook door een erg snelle afbraak van de suikerreserves in het lichaam. Voor inspanningen die langer dan enkele minuten duren zal dit systeem dus niet voldoen.
Systeem 3: Het Aëroob energiesysteem
Als de intensiteit wat daalt en de duur van de inspanning toeneemt, zal de energielevering meer en meer met tussenkomst van zuurstof gebeuren. Deze vorm van energielevering wordt dan ook aërobe (met zuurstof) energielevering genoemd. Het is hèt energiesysteem van de duuratleet. Naast koolhydraten zullen natuurlijk ook vetten, en bij zware inspanning zelfs eiwitten, als energiebron gebruikt worden. Onder aërobe omstandigheden kan 1 glucosemolecule 38 ATP molecules vrijstellen (in plaats van 2). Het systeem is dus twintig maal efficiënter dan de anaërobe afbraak van glucose. In dit systeem kunnen ook vetten worden verbrand tot energie. Echter alleen wanneer de energiebehoeften relatief gering zijn want vet verbranden gebeurt traag (= dieselbrandstof) . Voordelig is wel dat 1 vetzuurmolecule zo’n 80 tot 200 ATP moleculen kan genereren!
Melkzuur
Melkzuur dat wordt gevormd gedurende bijna alle types van inspanning (niet alleen tijdens anaërobe inspanning) kan opnieuw worden omgezet tot energie. Dit kan gebeuren in de spiercel of in de nabij gelegen spiercellen in dezelfde spier, op voorwaarde dat er voldoende zuurstof aan- wezig is. Melkzuur kan eveneens naar de lever worden vervoerd via de bloedstroom en daar terug tot glucose worden omgezet.
Energiesystemen en hun brandstoffen
Anaeroob
Anaeroob
Aeroob
Alactisch
Lactisch
Intensiteit
Explosief
Hoog
Laag
% VO2 max
95 – 100%
60 – 95%
tot 60%
Duur
Tot 10 sec
Tot 30 sec
Tot de brandstof op is
Brandstof
Creatinefosfaat
Spierglycogeen +
Koolhydraten, Vetten
bloedglucose
Eiwitten
Afvalstof
Geen
Melkzuur
CO2 en water
Hersteltijd
30 sec – 2 min
20 min – 2 uur
Tijd om de energietank
bij te vullen
Bij anaërobe inspanningen zijn de energierijke fosfaten (ATP en creatinefosfaat) en het glycogeen de belangrijkste energieleveranciers. Alhoewel verzuring (metabole acidose) en ionenstoornissen hier de belangrijkste oorzaken van vermoeidheid zijn kan ook een lage spierglycogeenreserve bijdragen tot vermoeidheid. Bij aërobe inspanningen is glycogeen een belangrijke energieleverancier en is de voornaamste oorzaak van vermoeidheid een lege tank (uitgeputte glycogeenvoorraden in de spier). In het begin van de aërobe inspanningen is het spierglycogeen de belangrijkste energiebron maar wanneer de inspanning langer duurt zal ook het bloedglucose een belangrijke rol gaan spelen. Om te weten hoe we vermoeidheid kunnen uitstellen is het nuttig om de verschillende brandstofvoorraden in het lichaam te kennen.
Koolhydraten
De koolhydraatvoorraad in het lichaam bevindt zich vooral onder vorm van glycogeen in de lever en in de spier. Dit glycogeen is een grote molecule die is samengesteld uit lange ketens van glucose. Iedere molecule glycogeen bevat ongeveer driemaal zijn gewicht aan water. De koolhydraatvoorraden in het lichaam zijn beperkt in omvang! Dit is net als een benzinetank, er kan slechts een bepaalde hoeveelheid brandstof in worden op- geslagen. De hoeveelheid glycogeen die kan worden opgeslagen in het lichaam bedraagt ongeveer 2000 kcal of voldoende om het lichaam 1 dag van energie te voorzien, indien we niet zouden eten. De bloedbaan bevat een kleine hoeveelheid koolhydraten (het bloedglucosegehalte). De concentratie van dit bloedsuikergehalte wordt binnen zeer nauwe grenzen geregeld om normaal te functioneren. Zowel tijdens inspanning als tijdens rust moet het bloedsuikergehalte op peil blijven (normaalwaarde bloedglucose: 0.6 tot 1.1 g/liter).
Vetten
Vetten worden opgeslagen als vetweefsel in het gehele lichaam. Een kleine hoeveelheid vet vind je in het spierweefsel (intramusculair vet) maar de hoofdmoot is opgeslagen rond de organen en onder de huid. Hoeveel vet een persoon heeft is voornamelijk afhankelijk van zijn genetische opmaak (zie ouders, grootouders) en van zijn of haar levenswijze ( voeding, (in)activiteit).
Eiwitten
De eiwitten worden niet op dezelfde manier opgeslagen als vetten en koolhydraten. Eiwitten zijn de bouwstenen voor de vorming van de lichaamsweefsels (spieren, organen, huid, bloed, …) en dienen eigenlijk niet als energieleveranciers. Toch kunnen eiwitten ook afgebroken worden en omgezet in energie in noodsituaties.
Energiebronnen tijdens inspanning Koolhydraten, vetten en eiwitten zijn mogelijke energieleveranciers, ze kunnen allen worden vervoerd naar de spiercellen, er worden afgebroken, en omgevormd tot energie. Alcohol kan dit niet rechtstreeks. Enkel de lever bezit specifieke enzymen om alcohol om te zetten. Het heeft dus geen zin om rondjes te lopen wanneer men te veel gedronken heeft. De lever verwerkt alcohol aan gemiddeld 150 mg per kg en per uur. Dit wil zeggen dat een persoon van 75 kg ongeveer 11 gram alcohol kan verwerken per uur (1 glas wijn of bier). Eiwitten leveren slechts een gering deel van het brandstofmengsel tijdens inspanning. Alleen tijdens “energiecrisissen”, wanneer na een uitputtende bergrit de spieren leeg zijn, kunnen eiwitten ongeveer 10% van het brandstofmengsel leveren. Ook tijdens dieetperiodes, wanneer door koolhydraatarme diëten de spieren leeg zijn, wordt eiwit verspild als energiebron. De productie van ATP tijdens inspanning komt dus voornamelijk van de verbranding van koolhydraten en vetten. De hoeveelheid brandstof en de soort brandstof die wordt gebruikt is afhankelijk van: Duur en intensiteit van de inspanning, fitnessniveau en trainingsprogramma, dieet en voedingssta- tus, de intensiteit. Het brandstofmengsel (de koolhydraat/vetverhouding) die wordt gebruikt tijdens een sprint ver- schilt van het mengsel tijdens een lange duurinspanning. Naarmate de intensiteit van de inspan- ning stijgt, daalt de hoeveelheid vet in het brandstofmengsel. Tijdens inspanningen met een lage tot matige intensiteit worden koolhydraten én vetten verbrand. Naarmate de intensiteit stijgt, stijgt het totale energieverbruik maar daalt het aandeel van vetten in het brandstofmengsel. Bij zeer intense inspanningen worden enkel koolhydraten gebruikt als energieleverancier.
Een vraag die zeer regelmatig wordt gesteld is of het beter is om te trainen met een lage intensiteit om meer vet te verbranden? Dit is niet noodzakelijk het geval. Alhoewel vet een groter energiepercentage inneemt bij inspanningen met een lage intensiteit moet je ook rekening houden met de totale hoeveelheid kcal die worden verbruikt.
Door 1 uur te sporten met een zeer lage intensiteit zal je ongeveer evenveel vet verbranden als door 1 uur zeer intens te sporten. Wanneer het doel is om vet te verbranden en de tijd is beperkt kies dan beter voor inspanningen met een hogere intensiteit omdat op die manier het energieverbruik ook hoger is.
Ben je niet fit genoeg of geniet je meer van laagintense inspanningen, sport dan lang en traag. Uiteindelijk is het om te vermageren belangrijk om rekening te houden met het totale energieverbruik en niet zozeer om naar de % vetverbranding te kijken. Wanneer de inspanning lang duurt zal je steeds meer vet en minder koolhydraten verbranden. Het lichaam spaart als het ware zijn koolhydraatreserve. Glycogeen in de spieren is beperkt aanwezig en kan uitgeput raken. Dit gebeurt na:
90 tot 180 min met een intensiteit van 60 - 80% van de maximale aërobe capaciteit (fietsen)
30 tot 45 minuten aan een hoog intense/anaërobe inspanning (bv. gewichttraining)
45 tot 90 minuten van een duur/anaërobe activiteit (bv. voetbal)
Op het einde van een lange duurinspanning, na 3 -4 uur uur, zijn de koolhydraatvoorraden in de spier uitgeput. In dit stadium wordt gezocht naar andere energiebronnen. De afbraak van kool- hydraten uit de lever, energie uit de afbraak van aminozuren (afkomstig van eiwitafbraak) en uit melkzuur. In dit stadium is vet uiteraard een belangrijke energiebron. Wanneer de koolhydraatvoorraad echter uitgeput is kan de vetverbranding niet meer doorgaan. Vetten branden in het vuur van de koolhydraten. Dit wil zeggen dat er steeds een minimum aan koolhydraten nodig is in het energiemengsel om vet te kunnen verbranden. Gaat de inspanning door wanneer de lever en spierglycogeenreserves zijn uitgeput dan kan een laag bloedsuikergehalte optreden ( vermoeidheid, duizeligheid, misselijkheid,…)
Het resultaat van een aërobe training is dat spieren leren om meer vet te verbranden en koolhy- draten te sparen. Dit wil zeggen dat getrainde atleten langer kunnen doorgaan voordat de kool- hydraatreserve opraakt. De natuurlijke aanpassing van een lichaam na aërobe training is dat dit efficiënter leert vetten afbreken, transporteren en omzetten tot energie.
De Bergström studie:
Het belang van koolhydraten voor het leveren van goede duursportprestaties werd reeds in de jaren dertig (Christensen en Hansen) aangetoond. Ze bewezen dat een koolhydraatrijk dieet prestatieverhogend werkte. Het was echter pas in de jaren 60 dat men erachter kwam dat de grootte van de spierglycogeenreserve (afhankelijk van de hoeveelheid koolhydraten in de voeding) de prestatie kon beïnvloeden.
Drie groepen atleten werden gevormd.
De 1e groep at een koolhydraatarm dieet
De 2e groep een normaal dieet
De 3e groep een koolhydraatrijk dieet.
Het spierglycogeen in de beenspieren van diegenen die een normaal dieet aten was tweemaal hoger dan dat van de eerste groep. In de koolhydraatrijke groep was het spierglycogeen zelfs 7 maal hoger! Bij een inspanningstest aan 75% van de maximale zuurstof opname (VO2 max) tot uitputting fietste de eerste groep 60 minuten, de tweede 1 uur 44 minuten en de derde groep 2 uur 50 minuten. Dit experiment bewees het verband tussen de koolhydraten in de voeding, de hoeveelheid spierglycogeen en de inspanningscapaciteit.
Bron : http://www.bodyenpower.nl/index.php/nl/voeding/167-energie-in-eten
