Je hoort vaak dat afvallen een kwestie is van meer calorieën verbranden dan je binnenkrijgt. Daar klopt helemaal niets van, vertelt obesitasonderzoeker Giles Yeo in het nieuwe boek Waarom calorieën niet tellen. Deze voorpublicatie van het boek licht een tipje van de sluier op. Hoe bepaal je hoeveel calorieën het lichaam aan voedsel onttrekt?
Aan het begin van zijn publicatie Beginselen van de voeding en voedingswaarde schreef de Amerikaanse scheikundige Wilbur Olin Atwater: ‘De chemische stoffen waaruit het lichaam is opgebouwd, lijken sterk op die in het voedsel dat het lichaam van voeding voorziet. Ze bestaan uit dezelfde chemische elementen en dus kunnen deze twee gezamenlijk worden besproken.’ Atwater had uiteraard gelijk. Hij was van mening dat voedsel uit vijf verschillende bestanddelen bestaat: water, as, eiwitten, vetten en koolhydraten.
Voor de meeste levende wezens geldt dat water er het grootste deel van uitmaakt. De mens bijvoorbeeld is feitelijk samengesteld uit ongeveer 37 biljoen kleine zakjes water (onze cellen) die door een transportsysteem op waterbasis (de bloedsomloop) van zuurstof en nutriënten worden voorzien. Hoewel het water ervoor zorgt dat de brandstofvoorziening goed verloopt, alles met elkaar in contact staat en in beweging blijft, levert het zelf geen calorieën. Het levert geen energie.
Wat is het geheim achter het succes van de wereldtop? ‘Luie toppers bestaan niet in het zwemmen’
Bewegingswetenschapper Aylin Post volgde vijf jaar lang zwemtalenten op weg naar de top. Ze analyseerde miljoenen zwemtijden ...
As in voedsel
En hoe ziet het met die as?! Welk deel van ons is dat? Ik geef toe dat het een rare term lijkt. Atwater verwijst hier naar de mineralen in ons lichaam die, hoe onmisbaar voor het leven ook, niet of nauwelijks energie opleveren. Neem bijvoorbeeld het calcium in onze botten en tanden, zo belangrijk voor de sterkte ervan; het ijzer in ons bloed, essentieel voor het transport van zuurstof; of de talloze andere verbindingen van natrium, kalium of magnesium met hun ontelbare essentiële biologische functies. Dit zijn de hoofdbestanddelen van de ‘as’ die achterblijft na een crematie of een verbranding in een bomcalorimeter (die chemici gebruiken om de caloriedichtheid van voeding te meten); vandaar de naam.
De resterende bestanddelen, eiwitten, vetten en koolhydraten, kennen we natuurlijk; deze vormen de belangrijkste brandstofbronnen. Ze worden organische bestanddelen genoemd omdat ze voornamelijk in de natuur worden aangetroffen; in planten, schimmels en dieren. Ze bestaan alle uit verschillende verhoudingen en configuraties van koolstof, waterstof en zuurstof, waarbij sommige ook stikstof, fosfor, zwavel en een beetje sporenelementen bevatten.
Calorieën tellen
De aanpak van Atwater voor het bepalen van de calorische beschikbaarheid – de hoeveelheid calorieën die feitelijk kan worden onttrokken – was onvermijdelijk arbeidsintensief. Hij werd in drie fasen gesplitst.
In de eerste plaats was er een verzameling verschillende en ‘typische’ ingrediënten en hun samenstelling (water, as, vetten, koolhydraten en eiwitten) nodig. Ten tweede moest de verbrandingswarmte van elk van deze voedingsmiddelen worden gemeten met een bomcalorimeter, waarmee de bruto voedingswaarde werd vastgesteld. Ten derde moest elk voedingsmiddel door een mens worden gegeten en de resulterende afvalstoffen worden geanalyseerd met een fijnmazige zeef (niet letterlijk, nou ja, wel letterlijk de pies en poep analyseren, maar niet letterlijk met een fijnmazige zeef).
Trek de voedingswaarde van de afvalproducten af van het bruto aantal calorieën in het uitgangsmateriaal en je houdt de calorische beschikbaarheid van het voedsel over. Eitje. Behalve dat het leven altijd gecompliceerder is dan je je kunt voorstellen. Elsie Widdowson verwoordde dit het best in haar overzicht van het vakgebied in 1955: ‘Het hele terrein is erg gecompliceerd en de pogingen die men heeft gedaan om de energiewaarde van voedsel vast te stellen kunnen alleen worden aangeduid als een komedie van fouten.’
Maar ik loop op de zaken vooruit. Wat heeft al dat zeven van poep opgeleverd? Na analyse van duizenden voedingsmiddelen ontdekte Atwater dat vetten, koolhydraten en eiwitten heel verschillende beschikbaarheden hadden. Atwater noemde deze beschikbaarheid ‘metaboliseerbare energie’. Bovendien bleken de specifieke verhoudingen en hun combinaties, of het nu ging om een bepaald levensmiddel of als onderdeel van een maaltijd of dieet, ook van invloed te zijn op de metaboliseerbare energie.
