Morgenmad og motionsløb

Transkript

1 2013 Morgenmad og motionsløb Gruppe R 183a Aalborg Universitetet 1. semester idræt

2 Side 1 af 72

3 Synopsis Denne projektrapport omhandler morgenmåltidets indvirkning på en Coopers løbetest. Der er i dette forsøg testet på 7 ikke-overvægtige testpersoner i alderen år. Rapporten indeholder en teoretisk gennemgang af metabolismen, herunder fordøjelsen, blodsukker og næringsstoffer. Derudover vil der være gennemgang af de grundlæggende fysiologiske mekanismer der indgår i resyntesen af ATP, samt fødevaresammensætningen af morgenmåltidet på baggrund af det glykæmiske indeks. Gennem 23 Coopers løbetests uden indtagelse af morgenmåltid og 23 tests efter indtagelse af et givent morgenmåltid, hvor samtlige tests udføres om morgenen, forsøges der at finde en sammenhæng mellem indtagelse af et morgenmåltid, blodsukker og løbsdistance. Efter gennemførsel af tests konkluderes det, at der i størstedelen af de udførte tests, fremkommer en forlænget løbsdistance, efter indtagelse af havregryn. Grundet havregryns lave glykæmiske indeks, fremkommer ingen tydelig sammenhæng mellem forhøjet blodsukker og løbsdistance. Side 2 af 72

4 Forord Dette P1 projekt er det første projekt på Idræt 1. semester. Overemnet er idrættens mange aspekter, og dette projekt er skrevet ud fra underemnet Motion og Sundhed. Formålet med projektet er, at udarbejde en rapport, der skal fungere som pilotprojekt for senere projekter, med henblik på at øve færdigheder som videns tilegnelse, arbejdsmetoder og -processer. I projektperioden har vi haft tilknyttet to vejledere fra Aalborg Universitet, en fagvejleder og en kontekstuel vejleder. Vi har været yderst tilfredse med den vejledning vi har fået, og vil derfor gerne takke dem: Frederik Heinen - fagvejleder Kristina Zacho - kontekstuel vejleder Yderligere vil vi gerne takke Mark De Zee for at have fungeret som vejleder for os til statusseminaret i del 2, da Frederik Heinen ikke kunne være til stede. Vi har i forbindelse med vores forsøg haft nogle medhjælpere som ikke er medlemmer af gruppen, som vi gerne vil takke for deres hjælp. Uden dem havde det besværliggjort udførelsen af vores forsøg: Sabrina Jacobi Thomas Egebro Olsen - idræt 1. semester Andreas Larsen - idræt 1. semester Cecilie Høeg Pedersen Andreas Iversen Rune Juul Andersen Jonathan Henig Ann-Marie Sydow Krogh Pedersen Mikkel Højgaard Thomsen Buster Juul Side 3 af 72

5 Indholdsfortegnelse Synopsis... 2 Forord Introduktion og problemanalyse Problemformulering Problemstillinger Hypoteser Metode Teori Kulhydrater Monosakkarider Oligosakkarider Polysakkarider Fedt Fedtsyrer Triglycerider Proteiner Proteinomsætning Fordøjelse makronæringsstoffer Fordøjelse af kulhydrater Fordøjelse af fedt Fordøjelse af proteiner Blodsukker Glukose Insulin Glukagon Hypoglykæmi Kroppens energiomsætning ATP - kroppens energikilde Glykolyse Citronsyrecyklus Respirationskæden Side 4 af 72

6 4.8 Glykæmisk indeks Mængde af indtaget morgenmad Det daglige energibehov Valg af morgenmad Mængde af havregryn Borgs skala Resultatanalyse Gennemgang af resultater for hver testperson Procentvis difference for enkeltudøver Diskussion Teori og metodevalg Forsøgsdesign Valg af morgenmåltid Fejlkilder Validitet og reliabilitet Udarbejdning af spørgeskema Anvendt BMR teori Resultater Konklusion Perspektivering Lister Litteraturliste Bøger Hjemmesider Artikler Figurliste Tabelliste Diagramliste Appendikssliste Appendiks Side 5 af 72

7 1. Introduktion og problemanalyse Projektets overordnede tema er Idrættens mange aspekter, hvorudfra emnet fysisk aktivitet og sundhed er valgt. Sundhed er af WHO i 1948 defineret således (denstoredanske 1) "Sundhed er en tilstand af fuldstændig fysisk, mental og social velbefindende og ikke blot fravær af sygdom eller svækkelse" I dag associeres ordet sundhed ofte med emner så som kost, stress og fysisk aktivitet. Der findes mange anbefalinger om, hvilke kostråd der skal leves efter, hvilken form for motion der bør dyrkes, samt i hvilket omfang dette skal udøves, for at tilsikre sig et sundt legeme. De mange anbefalinger gør, at der hos det enkelte individ, stilles krav til refleksion over den valgte livsstil. Denne refleksion kræver en bred viden om alle ovenstående emner. Dette besværliggøres dog igennem de mange anbefalingers modsatrettede budskaber, hvilket primært ses indenfor kost og motion. Indenfor kost, tydeliggøres dette blandt andet ved, at der fra Sundhedsstyrelsen i 2013 er udkommet nye kostråd, hvori der blandt andet anbefales at spise fuldkorn, og skære ned på indtaget af kød. Dette er modstridende med anbefalingerne i Jane Farbers bog LCHF Spis dig mæt og glad, der i december måned er placeret i top20 over mest populære bøger på saxo.dk (saxo u.å). Heri beskriver forfatteren, at indtagelse af kulhydrater skal nedreguleres til et minimum, og at indtagelsen af protein og fedt bør øges. Disse anbefalinger er dannet med udgangspunkt i at optimere det enkelte individs energiniveau, i forhold til personens aktivitetsniveau. Det er klart at en person, der oftere dyrker motion, har et større energibehov, end en person med en relativ inaktiv livsstil. Der tages i ingen af disse anbefalinger højde for, om individet er inaktivt eller aktivt, samt hvilken form for aktivitet der dyrkes. Anbefalinger omhandlende fysisk aktivitet for voksne (18-64 år), bliver af Sundhedsstyrelsen defineret til blandt andet at indbefatte nedenstående punkter (Sundhedsstyrelsen 2011). Side 6 af 72

8 Vær fysisk aktiv mindst 30 minutter om dagen. Aktiviteten skal være med moderat til høj intensitet og ligge ud over almindelige kortvarige dagligdags aktiviteter. Hvis de 30 minutter deles op, skal aktiviteten vare mindst 10 minutter. Mindst 2 gange om ugen skal der indgå fysisk aktivitet med høj intensitet af mindst 20 minutters varighed for at vedligeholde eller øge konditionen og muskelstyrken. Der skal indgå aktiviteter, som øger knoglestyrken og bevægeligheden. Fysisk aktivitet ud over det anbefalede vil medføre yderligere sundhedsmæssige fordele. En undersøgelse foretaget af Idrættens analyseinstitut i 2011, Danskernes motions- og sportsvaner, viser at den daglige vandretur, er ved at blive overhalet indenom af motionsløb, som danskernes foretrukne motionsform. Næsten hver tredje dansker over 16 år løber eller jogger regelmæssigt en tur ( ) I 2011 har løb byttet plads på ranglisten over de populæreste aktiviteter med vandreture, der til gengæld er i tilbagegang. (idan 2011). Figur 1: Voksnes (+16) foretrukne motionsformer i 2011 sammenholdt med resultaterne i 2007 (idan 2011) Side 7 af 72

9 Undersøgelsen medtager såvel organiserede som uorganiserede udøvere. Den fysiske aktivitet, anses for værende altafgørende for et individs velbefindende. I tråd med den fysiske aktivitet anses emnet kost også som en væsentlig faktor, for at kunne betragte en person som værende sund. Gennem kosten bliver det daglige energibehov dækket, uafhængigt af individets aktivitetsniveau. Efter flere timers søvn er blodsukkerniveauet relativt lavt, da kroppen har fastet i denne tidsperiode. Dette medvirker et lavt energiniveau, som kan genopbygges gennem morgenmåltidet (altomkost 2011). Morgenmåltidet bør - i følge anbefalinger fra sundhedsstyrelsen - udgøre % af den daglige kost (KOST 2012). Trods anbefalinger om indtagelse af morgenmad, viser det sig at næsten hver 5. person springer morgenmåltidet over (KRAM 2009). Hos mændene er det 22,2 % af de adspurgte, der dropper morgenmåltidet, mens det for kvinderne er 15 %. Rapporten viser, at folk i aldersgruppen år, i højere grad vælger morgenmåltidet fra, set i forhold til folk i andre aldersgrupper. Igen ligger fravalget hos mænd højere med 37,8 %, mod kvindernes 25,9 %. Generelt ligger kvinderne i alle aldersgrupper, lavere end deres mandlige modstykke og noget kunne tyde på, at deres måltidsmønstre er sundere. Dette fremgår i tabel 1.1. Tabel 1.1: Andel, der ikke spiser morgenmad dagligt, blandt mænd og kvinder i forskellige aldersgrupper (KRAM 2009). Side 8 af 72

10 Der er i denne projektrapport valgt at tage udgangspunkt i personer med en BMI under 25, da testpersonerne i denne projektrapport, alle har en BMI herunder. Det ses ud fra Figur 1.1, at 21 % af normalvægtige mænd og 14 % af normalvægtige kvinderne springer morgenmåltidet over. Figur 1.1: Andel, der ikke spiser morgenmad dagligt, blandt mænd og kvinder, der er normalvægtige, moderat overvægtige og svært overvægtige (KRAM 2009). Ud fra KRAM-undersøgelsen er der ligeledes en sammenhæng, mellem fysisk aktivitet og udeladelse af det daglige morgenmåltid. Her fremkommer en tydelig sammenhæng mellem aktivitetsniveau og personer der udelader morgenmåltidet, se figur 1.2. Figur 1.2: Andel, der ikke spiser morgenmad dagligt, blandt mænd og kvinder, der dyrker hård, moderat, let fysisk aktivitet eller er stillesiddende i fritiden (KRAM 2009) Side 9 af 72

11 På trods af den tydelige sammenhæng mellem indtagelse af morgenmåltid og aktivitetsniveau, ses det at 23 % af mænd og 17 % af kvinder, der dyrker hård fysisk aktivitet også udelader dette måltid. Som før nævnt præsenterer undersøgelsen fra Idrættens analyseinstitut i 2011, Danskernes motions- og sportsvaner, at motionsløb i dag er mere populært end førhen. Sammenholdes denne undersøgelse med resultater fra KRAM-undersøgelsen, omhandlende indtagelse af morgenmad, kan dette indikere, at personer der regelmæssigt dyrker motionsløb også udelader morgenmåltidet. For motionsløbere der dyrker motion i morgentimerne, findes flere forskellige anbefalinger på internettet. Martin Kreutzer (Børsens ernæringsekspert og foredragsholder) får, til et foredrag, spørgsmålet: Jeg træner altid fra morgenstunden for at få en god start. Kan jeg bare træne løs uden morgenmad eller går det ud over min træning? (Kreutzer 2012) Hvortil han svarer, at der intet er i vejen for at dyrke morgen motionsløb uden indtagelse af morgenmåltidet, så længe der kun er tale om en løbetur på omkring 5 til 15 km (Kreutzer 2012). Denne holdning er Martin Kreutzer ikke ene om. I artiklen Er faste og løb en farlig cocktail? fra altfordamerne.dk, er en række facts listet op. Disse facts er overvejende positive overfor morgenløb uden indtagelse af morgenmåltid. Dette kommer især til udtryk i punkt 2 og 3: 2. Nogle undersøgelser viser, at motion om morgenen, før du spiser, øger fedtforbrændingen med 25 pct. ved eksempelvis en times løb. 3. Motion på fastende hjerte har en ekstra god virkning på kroppens insulinfølsomhed og glukosetolerance viser nogle forskningsresultater (Bølling 2012) Side 10 af 72

12 Modsat findes der også en del argumenter for, at der med fordel kan indtages et morgenmåltid inden fysisk aktivitet. Dansk Idrætsforbund har udgivet et kompendium om ernæring, hvor et morgenmåltid bestående frugtyoghurt, müsli og appelsinjuice anbefales til en person der skal dyrke motion 1-2½ time efter indtagelse af dette (Raben m.fl. 2004). Dog ses det, at mange voksne i Danmark spiser havregryn til morgenmad (Jensen 2011). Morgenmåltidet der arbejdes med i dette projekt vil derfor være havregryn. Dette skaber en konflikt om, hvorledes der med fordel kan indtages et morgenmåltid inden et motionsløb eller om dette kan udelades. Side 11 af 72

13 2. Problemformulering I hvilken grad influerer et givent morgenmåltid, bestående af havregryn, en Coopers løbetest? 2.1 Problemstillinger 1. Først redegøres der for, hvordan et morgenmåltid påvirker kroppen rent fysiologisk. 2. Der vil herefter ske en analyse af testresultaterne, med henblik på at belyse om testpersonerne præsterer forskelligt, henholdsvis med og uden morgenmad. 3. Diskuter hvorvidt havregryn med mælk har indflydelses på præstationen i en Coopers løbetest, og såfremt dette er tilfældet, om dette er det optimale at spise. 2.2 Hypoteser 1. Ved indtagelse af et givent morgenmåltid forventes det, at løbepræstationen vil være bedre, end ved udeladelse af morgenmåltidet. 2. Rent fysiologisk forventes det at et forhøjet blodsukkerniveau, på baggrund af et indtaget morgenmåltid, vil forbedre løberesultatet. Side 12 af 72

14 3. Metode Problemformuleringen besvares ved brug af en hypotetisk deduktiv tilgang. I afsnit 8. Perspektivering arbejdes der empirisk induktivt. I sammenhæng med den hypotetisk deduktive tilgang, arbejdes der med en kvantitativ metode, gennem registrering af løbedistance og blodsukkerniveau. Til registrering af disse, bruges et spørgeskema, for eksempel på dette, se appendiks 1. I dette spørgeskema forefindes der kvantitative samt kvalitative spørgsmål. Forsøget forløber over 4 uger. I hver uge vil der blive løbet to Coopers løbetests, der påbegyndes kl Løbetesten vil blive udført på en 400 meter udendørs løbebane. Testpersonerne skal ifølge Borgs skala befinde sig i intervallet 16-18, hvilket beskriver at man er meget forpustet og grænsende til udmattet. Den første test i hver uge vil blive løbet uden indtag af morgenmad, hvorimod der inden den sidste test i hver uge, vil være indtaget et morgenmåltid. Morgenmåltidet indtages en time før den påbegyndte løbetest. Det indtagne morgenmåltid vil bestå af havregryn, minimælk og 5 gram sukker, der er beregnet efter hver enkelt testperson. Testpersonernes daglige energibehov beregnes ud fra nedenstående formel, jf. teoriafsnit 4.9 Mængde af indtaget morgenmåltid : Mænd: Kvinder: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Morgenmåltidets kaloriemængde er fastsat til 10 % af det daglige energibehov. Mængden af morgenmåltidet, betegnet MM, er udregnet efter nedenstående formel, udledt i teoriafsnit Mængde af havregryn : Side 13 af 72

15 I ovenstående formel er x lig med én enhed morgenmåltid, bestående af 1 gram havregryn og 5 ml. mælk. 20,3 betegner kaloriemængden i 5 gram sukker. Inden påbegyndt løbetest vil testpersonerne foretage 10 minutters opvarmning. Forinden denne opvarmning udføres en blodsukkermåling. Til denne måling vil der blive brugt en engangsprikker og en FreeStyle Freedom Lite blodsukkermåler. Under løbetesten vil en løbsmedhjælper informere testpersonerne om deres omgangstider, samt stoppe løbet efter 12 minutter. Herefter vil løbsmedhjælperen notere den distance, hver enkelt testperson har tilbagelagt. Efter endt løbetest udfyldes spørgeskemaet til brug i resultatanalysen og diskussionen, se appendiks 2 for udfyldt spørgeskema. Spørgeskemaet indeholder spørgsmål om løbsdistance, blodsukkerniveau, morgenmåltidstype samt mængde af denne, Borgs skala samt spørgsmål omhandlende fejlkilder, eksempelvis vejrforhold, skader, forhindringer mm. Side 14 af 72

16 4. Teori 4.1 Kulhydrater For mennesket er kulhydrater det primære energigivende næringsstof, som fås gennem diverse fødevarer, der indtages til dagligt. Kulhydrater består af et kulstof-, ilt- og brintatom, hvoraf selve kulhydratet kan variere i størrelse, alt afhængigt af, hvor mange glukosemolekyler de enkelte sakkarider er sammensat af. Den kemiske formel for et kulhydrat, vil være (CH2O)x, her kan x have en værdi inden for intervallet 3-7 (McArdle 2012). Kulhydrater kan inddeles i 3 kategorier: mono-, oligo- og polysakkarider, hvoraf monosakkarider kun indeholder et glukosemolekyle, også kaldet de simple kulhydrater sammen med disakkariderne (Lydeking-Olsen 2011). Oligosakkarider indeholder 2 og 10 glukosemolekyler, hvoraf der vil forefindes en nærmere beskrivelse af nogle essentielle disakkarider. Den tredje gruppe af kulhydrater kaldes polysakkarider og er en sammensætning af mere end 2 monosakkarider. Disse er bedre kendt som de komplekse kulhydrater. For at kroppen kan udvinde energi fra disse kulhydrater, skal der ske en omdannelse til monosakkarider (Lydeking-Olsen 2011) Monosakkarider Monosakkariderne, også omtalt som de simple kulhydrater, er den basale bestanddel af alle kulhydrater. Nogle af de mest almindelige monosakkarider er glukose, fruktose og galaktose, som findes naturligt i de fødevarer der indtages i den daglige kost (McArdle 2010). Glukose, hvis kemiske struktur er afbilledet på figur 4.1, er det der kendes som Figur 4.1: Glukosemolekyle (Science u.å.) blodsukker, og er det mest almindelige organiske molekyle på jorden (Davis 2002). Det er bl.a. også et af de kulhydrater, der har stor indvirkning på menneskets blodsukkerkoncentration. Selve optagelsen af glukose i kroppen starter i tyndtarmen, hvoraf molekylet kan anvendes på 3 måder. Den bliver enten anvendt som energikilde i det metaboliske system, omdannes til Side 15 af 72

17 glykogen og lagres i henholdsvis leveren og musklerne, eller der kan ske en omdannelse til triglycerider, der senere kan anvendes som energikilde (McArdle 2010). Andre væsentlige monosakkarider, der i forbindelse med dette projekt bør omtales, er fruktose og galaktose. Begge disse monosakkarider har samme kemiske formel som glukose, hvorfor de indeholder samme mængde af diverse grundstoffer, dog er selve strukturen på de 3 molekyler forskellige. Fruktose er det der kendes som frugtsukker, og som navnet antyder findes det naturligt i diverse frugter, samt honning. Ved optagelse af dette kulhydrat i kroppen, sker der en omdannelse til glukose i leveren, hvorved det herefter kan optages. Modsat fruktose, findes galaktose ikke alene i naturen, dog har dette monosakkarid en væsentlig indflydelse på de daglige kostvaner, da det kombineret med glukose danner laktose (McArdle2010). Dette vil blive nærmere beskrevet i det kommende afsnit om oligosakkarider, da denne kombination er et disakkarid Oligosakkarider Oligosakkarider er et sakkarid hvis kemiske sammensætning består af mellem 2 og 10 monosakkarider, hvoraf disakkariderne hører indunder. Et eksempel på et disakkarid er sukrose, som er bestående af de to monosakkarider glukose og fruktose bundet sammen, som kan findes i en lang række fødevarer, heriblandt frugter og sukkerroer (Lydeking-Olsen 2011). Andre disakkarider som er værd at nævne er laktose, en naturlig bestanddel af mælk, der er et vigtigt element i danskernes kostvaner. Laktose er bestående af de to monosakkarider glukose og galaktose, som i tyndtarmsslimhinden spaltes til glukose og fruktose (Lydeking- Olsen 2011). Dette næringsstof er især vigtigt for dette projekt, da morgenmåltidet i forbindelse med dette projekt, er bestående af havregryn med mælk og sukker. Laktosen findes som sagt i mælken, og er altså et af de energigivende næringsstoffer, testpersonerne optager i forbindelse med indtagelse af morgenmåltidet. Sidst bør maltose nævnes, da dette ligeledes spiller en væsentlig rolle i de fødevarer der indtages i dagligdagen, bl.a. i morgenmadsprodukter. Maltose er et disakkarid som er sammensat af to glukose molekyler, og fremstilles ved enzymatisk spaltning af stivelse (Den Store Danske, maltose u.å), og findes bl.a. i øl (McArdle 2010). Side 16 af 72

18 4.1.3 Polysakkarider Polysakkarider er en sammensætning af mange monosakkarider, og er ofte omtalt som de komplekse kulhydrater. Nogle af de vigtigste polysakkarider, der i dette projekt, er værd at nævne er: Stivelse, glykogen, cellulose, hemo-cellulose, insulin og pectin (Lydeking-Olsen 2011). En del af disse kulhydrater er at finde i typiske danske fødevarer, eksempelvis optræder stivelse optræder i to polymerer, amylose og amylopectin, hvoraf forskellen ligger i selve kædeforgreningen (McArdle 2012). Figur 4.2: Amylose molekyle (rsc u.å.) Figur 4.3: Amylopectin molekyle (Jacobsen 2013) Da kæden af glukosemolekyler er længere i amylose end amylopectin, vil amylose også være det molekyle, der tager længst tid for kroppen at nedbryde, modsat amylopectin der er bestående af kortere kæder. Stivelse er et kulhydrat, der er at finde i mange fødevarer, eksempelvis brød, morgenmadsprodukter og pasta, og er det vigtigste kulhydrat, samt energikilde, for mennesket (McArdle 2012). Polysakkarider dannes via den kemiske proces der hedder dehydrationsyntese, der binder et hvis antal monosakkarider, som navnet antyder, via en vanddræning, hvilket giver nogle mere komplekse kulhydrater. I planter findes der to typer kulhydrater, henholdsvis stivelse og fibre, hvoraf stivelsen tidligere er beskrevet. Fibre er polysakkarider, der indeholder cellulose, og er et af de kulhydrater der ikke kan nedbrydes i tyndtarmen, da fibre ikke kan spaltes via enzymer i det Side 17 af 72

19 menneskelige mave-tarmsystem (McArdle 2012). I og med disse ikke spaltes, passerer de videre til tyktarmen, hvor en del af fibrene nedbrydes via bakterier, for herefter at tage del i de metaboliske reaktioner, med henblik på at fungere som energikilde for tarmcellerne. Fibre er det i kosten, der giver den største følelse af mæthed, og bidrager til et optimalt fungerende tarmsystem. Det er vist, at der er en direkte forbindelse mellem hvor nemt afføringen passerer i tarmkanalerne og mængden af fibre i kosten. (Den Store Danske, fibre, u. å). En større bestanddel af havregryn er fibre, derfor har disse også en relevans i projektet, da det er essentielt at vide hvorledes disse optages og anvendes i kroppen. For at få en større sammenhæng, vil der i teoriafsnit Glykolyse blive nævnt, hvordan monosakkariden glukose, er en central del af den anaerobe ATP-resynteseproces, glykolyse, under en Coopers løbetest. Endvidere vil der i teoriafsnit 4.8 Glykæmisk indeks, blive beskrevet, vigtigheden af at have et stabilt blodsukker og hvordan indtagelse af fødevarer vil påvirke denne. 4.2 Fedt Fedtstoffer er det, der i kemiens verden betegnes som lipider og er en gruppe stoffer bestående af carbon-, ilt- og brintatomer, sammensat i kæder. Et fælles træk for fedtstoffer er, at de er svært- eller uopløselige i vand. Dog kan de ekstraheres fra biologisk materiale vha. organiske opløsningsmidler (Lydeking-Olsen 2011). Fedt er en vigtig bestanddel af den daglige kost, og er sammen med kulhydrat og protein det, der betegnes som makronæringsstoffer. Mennesket udvinder fedt fra kosten, som er bestående af en række forskellige typer fedt. Fedtet i kroppen har mange forskellige funktioner, såsom at transportere diverse vitaminer rundt, beskytte de indre organer, samt have en isolerende effekt. I forbindelse med dette projekt, er den mest essentielle opgave dog, at fedtstoffer indgår i kroppens energiomsætning. Fedt er den mest koncentrerede energikilde mennesket har, da lipider i gennemsnit er dobbelt så energiholdige som kulhydrater (perspektiv u.å.). Grundet det høje energiindhold fungerer fedt som vigtige energireserver for kroppen, som konstant genopfyldes igennem kosten (Lydeking-Olsen 2011) Side 18 af 72

20 Fedt vil typisk inddeles i 4 kategorier: fedtsyrer, triglycerider, fosfolipider og steroider. I dette projekt vil der dog kun forefindes en gennemgang af fedtsyrer og triglycerider, da det er de stoffer der har indflydelse på kroppens energiomsætning (Astrup m.fl. 1999) Fedtsyrer Der findes tre forskellige slags fedtsyrer. Fedtsyrer uden dobbeltbindinger, der kaldes mættede fedtsyrer, fedtsyrer der indeholder en dobbeltbinding, kaldet de monoumættede fedtsyrer, og til sidst de fedtsyrer der har mere end en dobbeltbinding - de umættede fedtsyrer. Både de mættede og umættede fedtsyrer findes i mælk, hvilket testpersonerne i dette projekt primært tilegner sig fedt fra. Fedtsyrer kan deles op i kortkædede, mellemkædede og langkædede fedtsyrer. De kortkædede fedtsyrer findes i kosten og især i mælk. Kroppen kan også selv producere kortkædede fedtsyrer ved anaerob fermentering af fibre fra den kost der indtages. I forbindelse med dette projekt er kilden til fibre, i morgenmåltidet, havregryn. Fermentering er en kemisk proces, der forløber ved hjælp af en katalysator, og i dette tilfælde uden forbrug af ilt (DenStoreDanske, Fermentering u.å). Dette foregår i tyktarmen, som også bruger de producerede kortkædede fedtsyrer som energikilde. I mælk findes bl.a. også den kortkædede fedtsyre laurinsyre. De kortkædede fedtsyrer bruges mere direkte i energistofskiftet end de langkædede fedtsyrer (Ovesen 2007). Fedtsyrer kan desuden opdeles i mættet og umættet fedtsyrer. De monomættede og umættede fedtsyrer kan optage brint, hvorved dobbeltbindingerne fjernes. Hvis alle dobbeltbindingerne hydrogeniseres, omdannes den umættede fedtsyre til en mættet fedtsyre. En lille del af det fedt der findes i mælk er umættede fedtsyrer, mens størstedelen er mættede fedtsyrer (Ovesen 2007). Et eksempel på dette er minimælk fra Arla Lærkevang der har et fedtindhold på 0,5 g pr. 100 g minimælk, består 0,3 g af mættede fedtsyrer (arla u.å.) Triglycerider Triglycerider findes naturligt hos både planter og dyr, og er det, der i daglig tale kendes som simple fedtstoffer. Et andet navn for triglycerider er triacylglycerol, dette navn fortæller mere Side 19 af 72

21 om fedtstoffets kemiske opbygning, hvilket er bestående af et glycerolskelet (C3H5(OH)3) og 3 fedtsyrekæder. Strukturen på dette molekyle er formet som et stort E. Af de mange forskellige typer fedtstof der findes, er triglyceriderne langt de vigtigste for menneskets ernæring, samt dem der udgør den del af menneskets energireserve, der findes i fedtvævet. Det betyder altså, at der konstant er oplagret fedt i kroppens celler (Schibye og Klausen 2012). Transporten af fedt rundt i kroppen sker via blodet, hvoraf det føres til leveren og kroppens fedtdepoter. Transporten sker således, at fedtstofferne optages som kolymikroner i tarmen, der via lymfestrømmen føres ud i blodbanen. Når fedtet når ud til de forskellige væv, vil der ske en nedbrydning af triglyceriderne til glycerol og fedtsyrer, illustrativt kan det forklares ved at det store E skilles ad. Denne nedbrydning sker via et enzymet lipoprotein lipase, der findes i vævenes kapillærvægge. Når henholdsvis glycerol og fedtsyrerne diffunderer med vævets celler, vil der ske en resyntese til triglycerid igen, hvorefter der kan ske en oplagring i kroppens fedtvæv (Schibye og Klausen 2012). Når kroppen skal anvende disse fedtdepoter som energi, som den eksempelvis gør ved faste, sker der igen en spaltning til glycerol og frie fedtsyrer, som diffunderer ud af cellen. Herefter er det muligt for fedtsyrerne at binde til albuminer, hvorefter de kan transporteres ud til de arbejdende muskelceller. Fedtforbrændingen tager dog lidt længere tid end for kulhydrater. Dette skyldes at fedt først skal gennemgå en betaoxidation, hvor der sker en fraspaltning af carbonatomerne fra fedtsyrekæderne. Dette sker således, at der kan generes Acetyl Coenzym A, hvilket er en proces der sker i kroppens mitokondrier. I hvile er fordelingen mellem kulhydrat- og fedtforbrænding tilnærmelsesvist ligeligt fordelt. Det vil den være indtil man rammer omkring 60 % af ens VO2-maks. Her er det altså kostens sammensætning, der vil have afgørende betydning for, hvad der forbrændes. Efter de 60 % er passeret, begynder der at være overvejende kulhydratforbrænding og mindre fedtforbrænding. Kommer man op over 90 % af maksimal iltoptagelse forbrændes næsten udelukkende kulhydrat (Schibye og Klausen 2012). Side 20 af 72

22 I de forsøg der udføres i forbindelse med dette projekt, vil den primære energikilde altså være kulhydrat. Dog vil fedtforbrændingen også være af væsentlig betydning, da halvdelen af forsøgene vil foregå uden et indtaget morgenmåltid. Her vil kroppens fedtforbrænding være afgørende for, den energiomsætning der finder sted under løbet. Dette skyldes, at ved muskelarbejde uden tilførsel af energi i form af kulhydrat, vil der tæres på kroppens fedtdepoter og udvindes energi deraf. 4.3 Proteiner Proteiner adskiller sig fra de andre makronæringsstoffer, ved at indeholde nitrogen, som i gennemsnit udgør 16 % af proteinstoffets vægt (Schibye og Klausen 2012). Udover at indeholde nitrogen, består proteiner, ligesom kulhydrater og fedtstoffer, også af henholdsvis carbon, oxygen og brint. Proteiner er bestående af et større antal aminosyrer, som er kendetegnet ved en aminogruppe (NH2). Når flere aminosyrer er bundet sammen, som det ses ved proteiner, kaldes bindingen mellem de enkelte syrer for peptidbindinger. Denne kobling mellem to aminosyrer sker ved en fraspaltning af vand, hvorved peptidet dannes. Et polypeptid er bestående af flere aminosyrer, hvor antallet kan variere mellem 10 og flere end Generelt siges det, at 50 aminosyrer eller derover danner et protein (McArdle, Katch og Katch 2001) Proteinomsætning Proteiner er essentielle for mennesket, da en stor del af menneskets skeletmuskulatur består af proteiner, og des mere er der proteiner i al kroppens organiske væv (McArdle, Katch og Katch 2001). I forbindelse med dette projekt, spiller proteinernes omsætning en væsentlig rolle. Der vil i dette afsnit derfor forefindes teori om proteinomsætningen, og hvordan proteiner kan anvendes som energikilde. Figur 4.4: Kemisk struktur af en aminosyre Side 21 af 72

23 Omsætningen af protein adskiller sig fra de to andre makronæringsstoffer ved, at det ikke lagres som proteindepoter, hvis man indtager det i store mængder. I stedet vil et højt indtag af protein bevirke at muskelmassen forøges, under forudsætning af at man dyrker fysisk aktivitet samtidig med høj indtagelse. Man kan derfor sige at kroppens proteindepoter opbygges, i form af større muskler (Astrup 1999). Når der indtages proteiner gennem kosten, vil disse omdannes i kroppen. Denne omdannelse forløber således, at proteiner spaltes til frie aminosyrer, der kan optages fra tarmen, og heraf føres videre til leveren (Schibye og Klausen 2012). I leveren sker der enten en trans- eller deaminering, hvoraf aminogruppen fraspaltes, og binder sig til et frit hydrogenatom, og bliver dermed til ammoniak. Ammoniakken omdannes også i leveren til urinstof, som via blodet føres til nyrerne, og herefter forlader kroppen i form af urin (McArdle, Katch og Katch 2001). Efter deamineringen kan den resterende del af aminosyren enten kataboliseres til energi, eller omdannes til enten fedt eller kulhydrat. En del af aminosyrerne vil også deltage i syntetiseringen af nye proteiner. Når aminosyrerne kataboliseres til energi, sker dette i citronsyrecyklussen, som vil blive beskrevet i teoriafsnit Citronsyrecyklus. En transaminering er en proces der foregår ude i kroppens muskler, hvor de tilstedeværende enzymer fraspalter den nitrogen, som aminosyrerne måtte indeholde. Nogle af de største kilder til protein er bl.a. mælk, æg, fisk og kød. Dog ses det også, at nogle kornprodukter er særdeles proteinholdige, eksempelvis havregryn (Astrup 1999). I Arla Lærkevang minimælk er der 3,5 g protein pr. 100 g mælk (Arla), og 13 g protein pr. 100 g havregryn af mærket Ota Solgryn, som er den type havregryn der er indtaget i forbindelse med dette projekt (Ota u.å). 4.4 Fordøjelse makronæringsstoffer Efter at have gennemgået de forskellige makronæringsstoffer i afsnit 4.1, Kulhydrater, 4.2, Fedt, og 4.3 Proteiner, er det væsentligt, at kigge på fordøjelsen af disse, hvori enzymerne er afgørende. I dette projekt, er det morgenmåltid, der er i fokus, havregryn med mælk og sukker. Det primære næringsstof i havregryn er kulhydrat, og det er derfor vigtigt, at beskrive Side 22 af 72