treningslerevelkomst

Næringsstoffer

Næringsstoffene deles i makro- og mikronæringsstoffer alt etter hvor mye vi må tilføre via kosten. Makronæringsstoffer som fett, protein og karbohydrater trenger vi daglig i store mengder for å få tilstrekkelig energi. De kalles derfor for de energigivende næringsstoffene. Mikronæringsstoffene omfatter mineraler, vitaminer og sporstoffer og inngår primært i metabolske funksjoner og betegnes som ikke-energigivende næringsstoffer. I noen sammenhenger nevnes vann som et næringsstoff men det gir ikke energi. Alkohol vil gi energi, men vil ikke bli omtalt ytterligere da det følger de samme veiene som glyserol fra fett. Fokus vil være på de energigivende næringsstoffene.

Karbohydrater
Karbohydrat er betegnelsen på en kjede bestående av karbon (C), hydrogen (H) og oksygen (O) i et fast forhold på formen (CH2O) n der n angir antall karbonatomer. Man deler karbohydratene i 3 grupper - mono-, di- og polysakkarider avhengig av antall sukkermolekyl som henger sammen. Monosakkarider er enkle sukkerarter og et enkelt molekyl. Hvert molekyl kan bestå av et bestemt antall karbonatomer som angir om det er en triose (n = 3), pentose (n = 5) eller heksose (n = 6). I kroppen brukes primært heksosen glukose (6 karbonatomer). Fruktose og galaktose har samme formel men er litt annerledes satt sammen. De andre sukkerartene omdannes i stor grad til glukose før de brukes.

Monosakkarider – Fruktose, Glukose, Galaktose

Disakkarider – Sukkrose, Maltose, Laktose
- Sukkrose (fruktose + glukose)
- Maltose (glukose + glukose)
- Laktose (galaktose + glukose)

Polysakkarider – stivelse og glykogen

De kjemiske forskjellene i karbohydratene er av betydning for opptak, transport til lever, mengde energi og den effekt de har på blodsukker og insulin. Som en generell regel kan vi si at karbohydrater spaltes til monosakkarider og suges direkte opp fra tarmen i form av glukose, fruktose og galaktose. Derfra går de til lever via portåresystemet. I leveren omdannes noe glukose til glykogen og noe bidrar i energiomsetningen. Resten går videre til muskelceller mens et overskudd avleires i fettceller. Blodsukker forsyner hjerne og nervesystem med energi.

Glukose veksler mellom å være på ring- og kjedeform, noe som er av betydning for hvordan enzymer virker på molekylet. I glykolysen (fra glukose til energi) vil enkelte av trinnene flytte på bestemte strukturer nettopp fordi kjedeformen er mindre reaktivt. Fruktose er på kjedeform, tas lett opp og påvirker ikke insulin i samme grad som glukose.

Karbohydrater brukes stort sett i form av glukose men lagres som glykogen. Det å lagre glykogen er økonomisk da man får et stort kompleks som binder mindre vann enn hvert enkelt glukosemolekyl ville gjort - siden hvert enkelt fritt molekyl binder ca 2,7 g vann. Fordelen med glykogen er at det kan omsettes hurtig og ved høy intensitet, men lagrene er av begrenset størrelse. Hos en gjennomsnittsperson utgjør glykogenlager i muskel ca 300- 500 g men det er mulig å øke lagrene. Totalt utgjør energilagrene av karbohydrater mellom 1400 – 2400 kcal. Ca 60 kcal finnes som tilgjengelig glukose i blodet mens mellom 80 – 100 g ligger som glykogen i lever. Verdiene avhenger av kjønn, kosthold, treningsstatus, glykogenoppladning og mengde og type muskulatur. Den ulike plasseringen av glykogen har to funksjoner.

Leverglykogen
Leverglykogenet har som oppgave å opprettholde stabilt blodsukkernivå, noe den klarer selv etter uker med faste. Glykogen fra lever forsyner hjernen som bruker glukose som energi. Blodsukkernivået er relativt stabilt rundt 5 mmol/L. Dette styres av hormoner (insulin og glukagon) og nervøse stimuli som registrerer endringer i blodsukkernivå og stimulerer lever til å sende ut mer eller mindre glukose samtidig som opptak i annet vev reguleres i ønsket retning.
Tomme glykogenlagre i lever og lavt blodsukkernivå (hypoglykemi) er assosiert med tretthet. Hvor fort lagrene tømmes avhenger av størrelse, kosthold og aktivitetsnivå. Lagrene er på ca 80 – 150 g, men det skjer en produksjon av glukose på ca 180 g per døgn fra lever og nyrer. Dette kalles glukoneogenese (neogenese – nydannelse) og foregår ved at lever danner glukose ut fra sirkulerende aminosyrer, glyserol, laktat og pyruvat. Oppbygging av lagrene skjer i hvile og ved lav intensitet med en hastighet på ca 2 – 7 % per time avhengig av type karbohydrat, tidspunkt og inntatt mengde. Ved en hastighet på 5 % per time tar det ca 20 timer å gjenoppbygge tomme lagre.

Muskelglykogen
Muskelglykogen har som oppgave å forsyne muskelen med glukose. Denne glukosen er fanget i musklene siden molekylene er fosforylert og mangler et enzym som kan omdanne glukose–6-fosfat til glukose. Dermed kan ikke muskelglykogen bidra direkte til å opprettholde blodsukkernivået.
Imidlertid kan nedbrytingsprodukter fra muskel, som laktat, pyruvat og alanin gå ut i blodbanen, til lever og brukes til gjenoppbygging her (glukose – alaninsyklus, cori syklus). Størrelsen på glykogenlagre i muskel varierer fra 300 – 500 g. Hvor fort lagrene tømmes avhenger av intensitet, varighet, treningsform, størrelse på lagrene og tilførsel av glukoseholdig mat og væske under aktivitet. I hvile forbrennes ca 90 % fett og 10 % karbohydrater. Ettersom intensiteten øker hentes mer energi fra karbohydrater siden dette gir mer energi per tidsenhet enn fra fett.

Blodsukker
Blodsukker angir den mengde glukose som sirkulerer i blodbanen og er ca 5 mmol/L blod. Leveren sender glukose ut i blodbanen for å dekke hjernens behov. Ved høyt blodsukker (hyperglykemi) som etter et måltid, skilles det ut insulin som aktiverer glukose transportører i alle kroppens celler slik at de kan ta til seg glukose og lagre dette som glykogen eller fett. Dermed synker blodsukkernivået igjen til normale verdier. Tilsvarende vil muskelcellene aktivere transportører når musklene begynner å jobbe slik at det kan hentes glukose fra blod.

En kombinasjon av fysisk aktivitet og måltid som gir høy insulinrespons vil ha en tosidig uheldig effekt. For det første vil muskelkontraksjoner føre til at mer glukose går fra blod og inn i muskelcellene. Økt insulin vil i tillegg medføre at andre vev i kroppen også tar til seg blodglukose, samtidig som sekresjon fra lever hemmes. Dermed faller blodsukkeret fort og man blir slapp, svimmel og ør som følge av at hjernen plutselig får lite glukose. Ved lavt blodsukker (hypoglykemi) vil glukagon føre til at leveren skiller ut mer glukose slik at blodsukkernivået øker. Tilsvarende effekt vil stresshormoner som adrenalin og noradrenalin ha, slik at når vi girer oss opp og skal drive med fysisk aktivitet så øker mengde tilgjengelig glukose i blod.

Glukose og fett
Ved overskudd av sukker i kroppen og fulle glykogenlagre vil glukose bli tatt opp i fettvev. Man kan øke fettmassen ved å spise mye karbohydrater. I fettcellene omdannes glukose til alfa-glycerolfosfat og fettsyrer som lagres som triglycerider i fettcellene. Det er et sentralt poeng at fettcellene bruker alfa-glycerolfosfat, et biprodukt av glukose i stedet for glyserol. Opptak av glukose i fettvev er insulinavhengig og dannelse av fett er derfor avhengig av høyt blodglukose nivå. Glukose er helt essensielt i forhold til lagring av fett.

Fett
Fett har flere fysiologiske egenskaper foruten at det utgjør vår største lager av energi. Fett lagres som funksjonelt fett og som lagringsfett. Man deler oppgavene i 3 som: å utgjøre kroppens største potensielle energilager, beskytte vitale organer og isolere mot kulde.

Fett er energirikt og gir omtrent dobbelt så mye energi per gram (9,5 kcal) som karbohydrater (4,2 kcal). I tillegg er det en gunstig lagringsform siden det binder mindre væske enn karbohydrater. Vi har ca 10 – 30 % fett på kroppen avhengig av kjønn, alder, treningsstatus og muskelmasse.

Fettvev er beskyttende og støtdempende. Ca 4 % av kroppsfettet beskytter vitale organer som hjerte, lever, nyrer, milt og hjerne. Fettputer under foten, på baken og i knærne vil være med å begrense belastningen ved hopp og støt. Alle cellemembraner består av fosfolipider og har betydning for hvilke stoffer som fraktes ut og inn i cella. Fettløselige stoffer (apolare) kan ikke fraktes fritt i blod. Dermed vil hormoner av fettkarakter være avhengige av å transporteres av lipoproteiner som kan frakte fettstoffer i blod. Dette er kolesterolets oppgave som LDL, HDL, VLDL og Chylomikroner. Både glykolipider og lipoproteiner er av betydning for væskebalanse da de utøver osmolarisk effekt. Ulike fettsyrer kan ha antioksidant virkning (Omega 3 og Omega 6) og er sentrale i forbindelse med immunforsvarets funksjon og respons ved inflammasjon.

At fett er apolart og isolerende betyr at det ikke leder elektrisk ladning. Dette medfører at fett er isolerende og brukes ved myelinisering av aksonet i nervesystemet slik at nervesignalene går hurtigere. Fett er essensielt ved produksjon av hormoner som østrogen, testosteron og androgenene. Disse hormonene består av et karakteristisk steroidskjelett. Av annen fysiologisk art så er fett essensielt for lagring og transport av fettløselige vitaminer som A, D, E og K. Vitamin A er helt avhengig av fettinnhold i mat for å bli absorbert.

Fett er varmeisolerende og fettlagene i underhuden er med på å beskytte mot nedkjøling i kalde omgivelser. Tilsvarende vil det opprettholde en ugunstig høy kroppsvarme i varme omgivelser.

Fett som energikilde
Fett er kroppens mest energiøkonomiske næringsstoff og lagres som triglycerider i ulike depot. Det er umulig å anslå bestemt kvantum, men man antar at det utgjør 10 - 30 % av kroppsvekten, noe ulikt for damer og menn avhengig av muskelmasse og treningsform.

Triglyceridene består av 3 fettsyrer og glyserol. Under energiomsetningen spaltes fettsyrene av til frie fettsyrer og glyserol gjennom lipolyse. Glyserol er en alkohol med 3-karbonet struktur som brytes ned i lever og bidrar i energiomsetningen.

Fettsyrene betegnes som mettede eller umettede alt etter hvor mange dobbeltbindinger de har. De mettede fettsyrene har ingen ledige bindingssteder og vil derfor ha vanskelig for å reagere med andre molekyler. De umettede fettsyrene har dobbeltbindinger og vil i større grad reagere med oksygen. Hvor dobbeltbindingen er plassert avgjør om det er en omega-3 eller omega-6 fettsyre. Dette er av betydning for oksidering og sunnheten av fettet. De umettede fettsyrene regnes som de mest sunne, pakker seg ikke så tett, gir økt permeabilitet og har flytende evne i celleveggene. I og med at det er 3 frie fettsyrer kan kombinasjonene gi opphav til forskjellige triglycerider. Lengden på kjedene kan variere slik at mengde frigjort energi kan være ulik. Man angir ofte triglyceridene med en tallkombinasjon som 18: 2 som indikerer at det er 18 karbonatomer og 2 dobbeltbindinger. Fettsyrene inngår i krebssyklus etter å ha gjennomgått B- oksidasjon som er en avspalting av to og to karbonatomer, som fester på seg acetyl og omdannes til Acetyl CoA. Fettsyrene kan brukes i alt vev unntatt nervevev som utelukkende forbrenner glukose.

Transfett har fått en viss omtale i forbindelse med utvikling av hjerte- og karsykdommer. Kjemisk sett er transfett identisk med ikke-transfett, men karbonmolekylene er satt sammen ulikt. I transfett er dobbeltbindingene mellom karbonatomene i trans-konfigurasjon i stedet for den normale cis-konfigurasjonen. Dette gir fettsyren en rett form i stedet for en bøyd form, noe som påvirker molekylets kjemiske egenskaper. Transfett får en fast konsistens og er hovedsakelig industrielt tilberedt fett som er billig og lett å produsere. I prosessen herdes fettet slik at det harsknes langsomt og får lang holdbarhet. I tillegg gjør den faste strukturen det lettere å bearbeide ved matlaging. Både melk og kjøtt inneholder små mengder transfett, og vi kan finne det både i fast og flytende form. Umettede fettsyres og oljer kan omdannes til transfett industrielt. Et i utgangspunktet sunt fett kan derfor gjøres usunt.

Proteiner Proteiner er kroppens byggesteiner og har flere fysiologiske funksjoner. Proteinene er bygd opp av aminosyrer forbundet med peptid bindinger. Kjeder på 70 – 100 aminosyrer kalles et polypeptid, mens kjeder utover dette kalles protein. Vi har 20 forskjellige aminosyrer hvorav 9 er essensielle som må tilføres via kosten. Aminosyrer utgjør ikke noe energilager. Dersom det er overskudd av aminosyrer vil karbonskjeletett inngå i metabolsimen eller omdannes til fett og glukose. Amingruppen (NH2) vil omdannes til urea og skilles ut via urin, svette og avføring.

Aminosyrer har en generell oppbygning med en fast kjede som utgjør den spesifikke delen. Aminosyrer bindes sammen ved peptidbindinger hvor det i den ene enden sitter NH2 (N-terminal) mens i den andre enden er COOH (C terminal). Pakking av proteinet gir det en 3-dimmensjonal form som er viktig i forhold til enzymfunksjoner og interaksjon med andre molekyler. Konfirmasjonen angir proteinets biologiske virkning

Proteinenes funksjoner omfatter:
- Vevsprotein som byggestein i alle celler bl.a. celleskjelett (aktin/myosin) i muskler
- Enzymer styrer kjemiske reaksjoner og katalyserer prosessene
- Energikilde - 1 g protein gir 4,1 kcal
- Signalmolekyl – transmittersubstanser som histamin og enkelte neurotransmittere
- Transportproteiner - alle proteiner i blodbanen binder stoffer som ikke er vannløselige (albumin, hemoglobin, transferrin) og holder blodvolumet konstant.
- Antistoff - spesifikke proteiner i gjenkjenner og binder seg til fremmende stoff på overflaten av virus og bakterier (immunforsvaret)
- Hormoner - en del hormoner er proteiner som insulin/veksthormon og katekolaminer (adrenalin, noradrenalin og dopamin)
- Bevegelse - når musklene trekker seg sammen skyldes dette at proteinene aktin og myosin glir i forhold til hverandre
- Styrke - styrke i hud/sener/bein skyldes kollagen og elastin, som danner sterke fiber
- Lagringsproteiner – som myoglobin og ferritin
- Pre-cursors – hormoner utgjør utgangspunkt for kreatin, pyramidiner og puriner (DNA baser)

Det finnes ikke proteinlagre i kroppen tilsvarende som for fett og karbohydrater. Dette skyldes i hovedsak syre- og nitrogendelen. Alle proteiner er derfor funksjonelle proteiner og enten del av vev eller det metabolske systemet. Overflødige proteiner lagres ikke men brytes ned slik at nitrogen blir sekrert med urin. Det gjenværende karbonskjelettet blir brukt med en gang eller gjort om til glykogen eller fett (liten del). Det er tre store samlinger med funksjonelle aminosyrer som kan brukes under spesielle betingelser som energiunderskudd.
- Plasmaproteiner og aminosyrer
- Muskelproteiner og intracellulære aminosyrer
- Innvollsproteiner og intracellulære aminosyrer

Albumin og hemoglobin er viktige transportproteiner i plasma. Mengden kan bli redusert ved langvarig proteinunderskudd. Proteiner som pre-albumin og retinolbindende proteiner vil gi respons på hurtige endringer i ernæringsstatus og brukes som markører. Hemoglobin utgjør en viktig del av den metabolske kjeden for energiproduksjon, slik at enhver reduksjon assosieres med nedsatt metabolisme og vil påvirke utholdenheten.

Aminosyrer i plasma er tilgjengelige for syntese av funksjonelle proteiner. Sammensetningen av plasmaaminosyrer holder seg innenfor en snever ramme. Mangel på ikke-essensielle aminosyrer medfører produksjon av disse fra kroppen selv gjennom nedbryting av vev. Ved mangel på essensielle aminosyrer kan man tilføre disse gjennom kosten eller bryte ned funksjonelle proteiner i kroppen. I tillegg til aminosyrenes funksjon for vev har de mange nøkkelfunksjoner i metabolismen. Aminosyrer spiller en viktig rolle som intermediater, forløpere i glukoneogenesen og for hormoner og peptider som virker som neurotransmittere. En forandring i sammensetning av aminosyrer i plasma kan medføre forandringer i hastigheten for proteinsyntesen, tretthet og konsekvenser for helsen. Proteinmangel (Kwasorkohr) er først og fremst et U-lands problem, men vegetarianer kan komme i underskudd av enkelte essensielle enzymer. Proteiner er en viktig basis for vekst og utvikling av organer og vev. Vekst krever tilførsel av aminosyrer og et redusert inntak medfører dårligere vekst av særlig muskelvev. I lever bygges spesifikke proteiner og plasmaenzymer. En liten del av aminosyrene kommer direkte fra tarmen via portåresystemet. Det som ikke brukes degraderes hvor ammoniakk (NH3) skilles ut som urea, mens ketonsyrer kan inngå i energimetabolismen eller dannelsen av frie fettsyrer. Degraderingen av aminosyrer skjer ved deaminering, hvor proteaser flytter på ulike amingrupper. Ketonsyrer likner på karbohydrater, men vil ikke omdannes til glukose i absorpsjonsfasen.

Proteinbehov
Hver dag forbrukes ca 400 g aminosyrer, 300 g blir gjenopptatt, mens 100 g forsvinner og må erstattes gjennom kosten. I absorpsjonsfasen har vi en netto proteinsyntese hvor overskytende aminosyrer omdannes til karbohydrater eller fett etter hvert.

Det er to behov for proteiner som må dekkes gjennom kosten.
- Nitrogen balanse – Man måler nitrogenmengde som inntas i kosten og trekker fra den mengde man taper gjennom svette, urin og avføring. Dermed kan man beregne om man får i seg tilstrekkelig med nitrogen.

- Essensielle aminosyrer – det er totalt 20 aminosyrer, 9 av dem klarer vi ikke å produsere selv som derfor må tilføres via kosten. I tillegg kan produksjonen av enkelte være så lav at de må tilføres.

Kjemisk score – angir hvor mye som mangler av essensielle aminosyrer i kosten. Dette bestemmes av den første begrensende aminosyren i maten i forhold til behovet. I mais er tryptofan begrensende aminosyren og mais inneholder 50 % av den mengden som vi trenger per 1 g protein. Dette gir en kjemisk score på 50. Animalske produkter har ofte høy kjemisk score (>90) mens vegetabilske produkter som grønnsaker vanligvis mangler ei aminosyre slik at vegetarianere bør variere kosten for å få dekket behovet for de essensielle aminosyrene.