Vi mennesker trenger energi for å overleve og bevege oss. Energien som kroppen benytter får vi fra inntak av primært karbohydrater og fett, men disse næringsstoffene kan ikke benyttes direkte i energikrevende prosesser i kroppen.

Næringsstoffene må omgjøres til et annet energistoff kalt ATP (adenosintrifosfat) som konstant forbrukes og gjenoppbygges. Vi kan si at ATP er valutaen for alle energikrevende prosesser i kroppen. 

Det er nødvendig med en stabil tilførsel som sikres ved hjelp av to energifrigjøringsprosesser som foregår med eller uten forbruk av oksygen.

Aerob og anaerob energifrigjøring

Den aerobe energifrigjøringen foregår i cellenes mitokondrier og hastigheten på denne formen for energifrigjøring bestemmes grovt sett av hvor mye oksygen som kan tas opp i kroppen og transporteres ut til den arbeidende skjelettmuskulaturen per tidsenhet.

Det høyeste oksygenopptaket kroppen kan ha per tidsenhet (f.eks. per minutt) er definert som kroppens maksimale oksygenopptak, og setter altså en øvre grense på hastigheten til den aerobe ATP produksjonen.

Vi kan likevel arbeide med en høyere intensitet og forbruke ATP raskere enn det maksimale oksygenopptaket tilsier, men da må det resterende energibehovet dekkes av anaerob energifrigjøring, noe som har en begrenset størrelse og fører til en rask trøtthetsutvikling i muskulaturen.

Hvilemetabolisme

Hvilemetabolismen er energien som kreves for å opprettholde vitale funksjoner i kroppen og bestemmes primært av kroppsstørrelsen og muskelmassen (se tabell 1 for forbruk i ulike organer i hvile).

For eksempel vil en mann på 80 kg og en kvinne på 65 kg henholdsvis ha hvilemetabolismer på rundt 1900 og 1500 kcal per dag. Selv justert for kroppsstørrelse har kvinner ca. 5-10 prosent lavere hvilemetabolisme enn menn på grunn av en høyere fettmasse og mindre muskelmasse.

Hvilemetabolismen utgjør omtrent 60-75 prosent av daglig energiforbruk, ~10 prosent benyttes til nedbryting av mat, og de resterende ~15-30 prosent benyttes til fysisk aktivitet, men kan variere betydelig basert på aktivitetsnivået illustrert gjennom eksemplene i tabell 2.

• Fysisk aktivitet: 30 minutter med økt hjertefrekvens
• Trening: 45-120 minutter med økt hjertefrekvens
• Lengre treningsøkter: 2 timer +

Forbruk i en (aktiv) jobb og hverdag

I tillegg til størrelsen på hvilemetabolismen påvirker aktivitetsnivået vårt på jobb og fritid vårt totale daglige energiforbruk. En måte å oppgi energiforbruk under en aktivitet er gjerne størrelsen på energiforbruket i forhold til i hvile (1 MET).

Aktiviteter med lett intensitet, slik som rolig gange som i liten grad fører til endret pustemønster, blir gjerne definert som aktiviteter som krever mindre enn 3 ganger det man forbruker i hvile (< 3 MET). Aktiviteter med moderat intensitet som øker pustefrekvensen noe, ligger mellom 3-6 MET (lett jogging, rask gange etc.).

Aktiviteter som krever mer enn 6 MET defineres som høy intensitet, og medfører gjerne en betydelige økning i pustefrekvens (løping, langrenn, etc.).

I tabell 3 kan man se eksempler på omtrentlig energiforbruk oppgitt i MET i ulike jobber og fritidsaktiviteter. 

Der kan man se en betydelig forskjell på stillesittende arbeid som gjerne krever mindre enn 2 MET, og mer manuelle yrker som gjerne ligger et sted mellom 3-8 MET. Det må også poengteres at MET varierer mye innad i hver jobb og fritidsaktivitet ut ifra spesifikke oppgaver og intensitet.

Man kan også multiplisere MET for en gitt aktivitet med antall minutter man bedriver aktiviteten (MET-minutter), og man ser betydelige helsegevinster av å oppnå minimum 600 MET-minutter i uken. F.eks. vil rask gange som tilsvarer ca. 5 MET i 30 minutter gi 150 MET-minutter.

Gjør man dette 4 ganger i uken vil man oppnå 600 MET-minutter og oppnå minimumsanbefalingen for fysisk aktivitet gjennom uken. Dette tilsvarer omtrent Folkehelseinstituttets anbefalinger om minimum 150-300 minutter aktivitet med moderat til høy intensitet gjennom en uke.

Ut ifra eksemplene og MET-kravene til ulike aktiviteter i tabell 3 vil man også se at man gjerne må kompensere med mer fysisk aktivitet og trening på fritiden hvis man har et stillesittende arbeid. Og målet ditt er å nå et spesifikt ukentlig aktivitetsnivå og energiforbruk.

Det trenger du nødvendigvis ikke i samme grad hvis man jobber i fysisk krevende yrker som snekker, murer, bonde eller lignende.

Forbruk ved trening, sykkel som eksempel

Når man sykler med forholdsvis høy intensitet overføres omtrent 20-25 prosent av energien vi bruker i kroppen til et ytre mekanisk arbeid (mekanisk effektivitet), mens det resterende energiforbruket går over i varme eller brukes til å ivareta vitale funksjoner i kroppen.

Ergo, dersom man sykler med en ytre effekt på 200 watt (noe en godt trent person kan gjøre over forholdsvis lang tid) og man antar at den mekanisk effektivitet er 22 prosent så vil kroppens totale energiomsetning måtte være 920 watt.

Videre kan hvilemetabolismen til mannen i eksempelet innledningsvis (1900 kcal/dag) omregnes til å tilsvare 92 joule per sekund (tips: 1 joule/sekund = 1 watt) – ergo vil sykling med en ytre effekt på 200 watt tilsvare 10 MET for denne personen.

Når samme person trener intervaller med belastning på f.eks. 400 watt under de aktive dragene tilsvare dette 20 MET!

Hvilke næringsstoffer forbrukes?

Flere faktorer påvirker hvilke energisubstrater man benytter underveis på en treningsøkt og konkurranse, hvor to viktige faktorer er substrattilgjengeligheten og intensiteten på det fysiske arbeidet.

I kroppen til en 80 kg tung mann er det lagret ca. 100 gram glykogen i leveren og ca. 500 gram i skjelettmuskulaturen (glykogen er formen glukose lagres på i cellene våre), mens «blodsukkeret» kun tilsvarer 5 gram glukose sirkulerende fritt i blodet (~80 mg glukose per liter blod).

Teoretisk sett vil disse 600 grammene med glykogen (tilsvarende 2400 kcal) kun holde til ca. 3 timer sykling på 200 watt, men i praksis vil denne energireserven holde enda kortere da vi maksimalt får utnyttet 75 prosent av glykogenlageret før via må stoppe å arbeide pga. trøtthetsutvikling.

Heldigvis har kroppen store lagre av fett som mobiliseres og forbrukes under aktivitet, og som gjør at det fysiske arbeidet kan vare lengre. På grunn av de store fettdepotene prioriterer mitokondriene å benytte fett til den aerobe energifrigjøringen dersom vi arbeider på tilstrekkelig lav intensitet. Imidlertid tar det lengre tid å mobilisere og forbrenne fett enn aerob energifrigjøring via glukose, og forbruker noe mer oksygen.

Derfor vil andelen karbohydrater som forbrennes øke i takt med økende intensitet på arbeidet, og ved arbeid med en intensitet ved og over laktatterskel (den høyeste intensiteten med likevekt mellom produksjon og eliminasjon av laktat), ca. ved 80 prosent av det maksimale oksygenopptaket, vil omtrent all energi komme fra nedbryting av glykogen og glukose.

Dersom man arbeider lenge på slike høye intensiteter og «tømmer» glykogenlagrene vil man enten måtte stoppe arbeidet eller skru ned intensiteten slik at hastigheten på fettforbrenningen igjen blir tilstrekkelig for å dekke energibehovet.

Hør mer fra Øyvind Skattebo om energiomsetning i NIH-podden som dukker opp tirsdag 19.september.

Referanser

• Ainsworth, B. E., Haskell, W. L., Herrmann, S. D., Meckes, N., Bassett, D. R., Jr., Tudor-Locke, C., . . . Leon, A. S. (2011). 2011 Compendium of Physical Activities: a second update of codes and MET values. Med Sci Sports Exerc, 43(8), 1575-1581.
• Areta, J. L., & Hopkins, W. G. (2018). Skeletal Muscle Glycogen Content at Rest and During Endurance Exercise in Humans: A Meta-Analysis. Sports Med, 48(9), 2091-2102.
• Garcia, L., Pearce, M., Abbas, A., Mok, A., Strain, T., Ali, S., . . . Brage, S. (2023). Non-occupational physical activity and risk of cardiovascular disease, cancer and mortality outcomes: a dose-response meta-analysis of large prospective studies. Br J Sports Med, 57(15), 979-989.
• McArdle, W. D., Katch, F. I., & Katch, V. L. (2010). Exercise physiology- nutrition, energy, and human performance (7 ed.). Philadelphia: Wolters Kluwer- Lippincott Williams & Wilkins.