Koiran kokonaisenergiantarve muodostuu kaikesta siitä energiasta, jota tarvitaan

• perusaineenvaihduntaan
• ravintoaineiden käsittelyyn
• liikkumiseen

Energian tuottaminen

Koiran suoritus voidaan jakaa lihastyön keston mukaan kolmeen ryhmään. Sprinttisuoritus on alle kaksi minuuttia ja kestävyyssuoritus yli neljä minuuttia. Tuohon 2-4 minuutin välimaastoon kuuluvat eivät kuulu puhtaasti kumpaankaan. Tämä jako on yleisesti koirille fysiologisin(kin) perustein, ei siis greyhoundien eri tyyppien välinen jako.

Koira tuottaa energiaa kolmella tavalla. Ensimmäiset 5 – 20 sekuntia sitä tuotetaan entsymaattisesti, pääosin lihaksiin varastoidusta ATP:stä, kreatiinifosfaatista (CP). Seuraavaksi, noin 20 minuuttiin asti, energia tuotetaan aerobisesti pilkkomalla glykoosia. Viimeiseksi siirrytään kaikkein monimutkaisimpaan sekä tehokkaimpaan tapaan tuottaa energiaa, hapettavaan metaboliikkaan. Sprinttisuorituksissa käytetään siis kahta ensimmäistä, kestävyydessä viimeistä.

Ruokinnassa tällä on se merkitys, että APT:n ja glykoosin käyttö ei käytännössä nosta koiran päivittäistä energian tarvetta paljoakaan, mutta hapen käyttö huomattavasti.

Perusaineenvaihdunta (PAV)

Määritelmän mukaan perusaineenvaihdunta on:

Se energia, joka tarvitaan lepotilassa paaston aikana
elimistön toimintoihin, sydämen toimintaan, verenkiertoon, hengitykseen jne.

Perusaineenvaihdunta ei ole vakio, vaan siihen vaikuttaa useita eri asioita.

Ikä, pennuilla ja kasvavilla nuorilla on suurempi energiantarve painokiloa kohden kuin aikuisilla. Lihasten, luiden ja muun kudoksen kasvattaminen vaati energiaa. Usein sanotaankin, että 3kk pentu syö saman määrän kuin aikuinen, ainoastaan jaettuna useampaan annokseen.

Koko, solujen määrä on suoraan verrannollinen perusaineenvaihdunnan suuruuteen. Isolla koiralla on pienempää nopeampi perusaineenvaihdunta. Tätä on tarjottu yhdeksi syyksi jättiläisrotujen lyhyempään elinikään. Samaten suurempi runko, vaikka painoa ei olikaan enempää, lisää perusaineenvaihduntaa, sillä suurempi ihon pinta-ala lisää lämmön haihtumista ja sitä kautta nostaa perusaineenvaihdunnan nopeutta.

Kehon koostumus, mitä enemmän elimistössä on aktiivisia lihassoluja suhteessa rasvasoluihin, sitä nopeampaa on perusaineenvaihdunta. Tästä syystä greyhoundin perusaineenvaihdunta on huomattavasti nopeampaa kuin keskimäärin muilla koiraroduilla. Ja samasta syystä narttujen perusaineenvaihdunta on hitaampi kuin urosten.

Kehon lämpötila on suhteessa perusaineenvaihduntaan. Lisääntynyt aineenvaihdunta tuottaa lämpöä ja nostaa ruumiinlämpöä. Samaten ruumiinlämpö vilkastuttaa aineenvaihduntaa, esimerkiksi kuumeen aikana. Yhden asteen nousu lisää perusaineenvaihduntaa luokkaa 10 prosentia.

Paasto tai ravinnon puute, kun ravinnon saanti vähenee, elimistö pyrkii sopeutumaan vähäisempään energiaan ja hidastaa perusaineenvaihduntaa. Samaten lihaskudoksen menettäminen vähentää perusaineenvaihdunnan määrää.

Hormonit, hormoneista lähinnä kilpirauhashormonit vaikuttavat perusaineenvaihduntaan. Vajaatoiminta, eli tyroksiinin puute, hidastaa ja liikatoiminta nopeuttaa perusaineenvaihduntaa. Koirien kohdalla puhutaan käytännössä aina vajaatoiminnasta.

Lääkkeet ja muut aineet, useat lääkkeet ja muut kemialliset aineet, kuten kofeiini, nikotiini ja amfetamiini lisäävät perusaineenvaihduntaa. Sen sijaan esim. beetasalpaajat hidastavat.

Aineenvaihdunta eli metabolia on sellainen biologinen prosessi, missä ravintoaineet hajotetaan, jotta saataisiin energiaa ja rakennusaineita solun tai organismin käyttöön. Metabolisia prosesseja on kahdenlaisia: anabolisia, eli rakentavia ja katabolisia, purkavia.

Aineenvaihduntaa säätelevät monet aktivaattorit, esimerkiksi kasvutekijät, hormonit, vitamiinit ja hivenaineet. Aineiden vaihtuminen eliön ja ympäristön välillä, siis eritteiden poistuminen, hengitys ja ravinnon otto ulkopuolelta, ovat edellytyksenä eliön sisäiselle aineenvaihdunnalle.

Aineenvaihdunta voidaan jakaa kahteen ryhmään, primaarimetaboliaan ja sekundaarimetaboliaan.

Primaarimetabolia

Primaarimetabolia eli perusmetabolia on organismin elossa pysymiselle välttämätöntä aineenvaihduntaa. Primaarimetabolian reaktiot ja tuotteet ovat elämän perusta, sillä niiden avulla solut kykenevät ylläpitämään rakenteensa, toimimaan, tuottamaan energiaa prosesseihinsa, kasvamaan, jakautumaan ja kommunikoimaan ympäristönsä kanssa.

Esimerkiksi aminohapot, hiilihydraatit, lipidit eli rasvat, DNA:n ja RNA:n osat ja adenosiinitrifosfaatti (ATP) ovat perusmetabolian tuotteita. Edellä mainitut primaarimetaboliitit ovat elintärkeitä aineita organismin elämälle, rakenteelle ja toiminnoille.

• Anabolinen eli rakentava metabolia kohdistuu niiden valmistamiseen solujen ja kudosten rakenneaineiksi ja energianlähteiksi.
• Katabolinen eli hajottava metabolia puolestaan kohdistuu niiden hajottamiseen mm. energian tuottamiseksi eri toimintoja varten.

Sekundaarimetabolia

Sekundaarimetabolia eli erikoismetabolia on organismin ei-välttämätöntä aineenvaihduntaa. Sekundaarimetabolian reaktiot ja tuotteet eivät ole välttämättömiä organismin elossa pysymiselle normaaleissa olosuhteissa. Sekundaarimetabolian tuotteiden puuttuminen johtaa yleensä vain vähäiseen organismin toimintojen kuten kasvun, kehityksen, lisääntymisen ja esteettisten ominaisuuksien heikentymiseen tai sillä ei ole lainkaan vaikutuksia organismin fenotyyppiin.

Esimerkkejä sekundaarimetaboliiteista eli toissijaisista aineenvaihduntatuotteista ovat mm. väriainepigmentit, haju- ja makuyhdisteet ja mikrobien itsensä tuottamat antibiootit. Ei-sekundaarimetaboliasta eli primaarimetaboliasta eli tavallisesta metaboliasta käytetään joskus nimitystä perusmetabolia erotukseksi sekundaarimetaboliasta.

Perusaineenvaihdunta on siis eliön tyhjäkäyntienergiaa. Vähin mahdollinen. Jos verrataan autoon, niin tyhjäkäynti on alimmillaan kesällä ja kun mitään laitteita ei ole päällä. Mutta kierrokset, ja samalla polttoaineenkulutus, nousevat kylmällä ja jos päällä on vaikkapa lämmitin. Sama koskee koiria. Eräs, joka aiheuttaa sekaannuksia, on käsitteiden hidas ja nopea aineenvaihdunta ero. Hitaalla aineenvaihdunnalla koira käy hitaalla, se ei kuluta niin paljoa energiaa tyhjäkäyntiinsä. Silloin energiaa jää helpommin yli varastoitavaksi varastorasvaan, eli läskiin. Hitaalla aineenvaihdunnalla koira lihoaa helpommin. Nopean aineenvaihdunnan yksilö taasen käy ylikierroksilla. Se polttaa tyhjäkäynnillään enemmän kaloreita. Koira kuluttaa pelkkään olemiseensa enemmän energiaa, eikä läskiksi muutettavaa ylijäämäpolttoainetta suuremmin ole. Nopealla aineenvaihdunnalla ei liho niin helposti. Ulosteen määrä ei sinällään kerro aineenvaihdunnasta yhtään mitään, vaan ruuansulatuksesta.

Proteiiniaineenvaihdunta

Koiran elimistössä rakennetaan ja hajoitetaan proteiineja koko ajan. Kokonaisproteiinien muutos on aina suurempi kuin mitä saadaan ravinnosta. Proteiinien hajotuksessa vapautuu aminohappoja, joita käytetään uusien proteiinien tai muiden typpipitoisten yhdisteiden valmistamiseen.

Proteiinien valmistamista varten elimistöllä on oltava kaikkia välttämättömiä aminohappoja oikeassa suhteessa, sekä ei-välttämättömiä aminohappoja. Proteiinien aineenvaihdunta edellyttää hyvää ravitsemusta sekä useita muitakin ravintoaineita, esimerkiksi useita B-vitamiineja nopeuttamaan aineenvaihduntareaktioita.

Elimistön proteiineja hajoaa, eli menetetään lihasmassaa, kun ruokavaliosta ei saada riittävästi välttämättömiä aminohappoja. Syynä voi olla myös ulkoiset tekijät, kuten palovammat tai diabetes, kun insuliinin puutteen tai vähäisen määrän takia glukoosi ei pääse soluihin.

Yleisin syy greyuhoundeilla on kuitenkin normaalin kilpasuorituksen jälkeen tapahtuva lihassolujen hajoaminen kuona-aineiden, kuten maitohapon ja elimistön happamoitumisen takia. Pahimmillaan tila on nähtävissä todella pahoissa ylirasitustiloissa, kuten asidoosissa.

Proteiinien hajoituksessa vapautuneet aminohapot siirtyvät aminohappopooliin, niistä muodostetaan energiaa, ATP:tä, tai niistä varastoidaan energiana, glykogeenina tai rasvana. Aminohappojen hajoituksessa vapautunut aminoryhmä erittyy virtsan mukana, koska typpi on vapaana haitallinen. Virtsan urean määrää on mahdollista käyttää mittarina elimistössä tapahtuvasta proteiinien rakentamisesta tai hajoittamisesta.

Hiilihydraattiaineenvaihdunta

Ruuassa olevat hiilihydraatit pilkotaan ruuansulatuskanavassa ja imeytyvät erittäin nopeasti verenkiertoon. Samalla veren insuliinipitoisuus nousee ja imeytyneen glukoosin kuljetus verestä lihassoluihin kiihtyy. Verensokeri siis laskee insuliinin vaikutuksesta, ja ilman insuliinia verensokeri nousisi vaarallisen korkeaksi joka kerta kun koira syö. Mikäli insuliinipitoisuus pysyy korkeana, niin seurauksena on veren glukoosin liiallinen lasku, hypoglykemia.

Verenkiertoon imeytynyt glukoosi voi varastoitua maksaan, lihaksiin glykogeenina tai se voi täydentää solujen energiatuotantoa varastoitumatta välillä mihinkään. Maksaan varastoituneesta glykogeenista vapautuu glukoosia tarpeen mukaan verenkiertoon, joka kuljettaa sitä esimerkiksi työskentelevien lihasten käyttöön. Lihaksiin varastoitunutta glykogeenia taasen ei voida kuljettaa mihinkään, vaan se on ainastaan sen lihaksen käytössä.

Nälän tunne

Kun koiralla on nälkä, sen elimistö tarvitsee energiaa. Ainakin periaatteessa, sillä nälän tuntemiseen vaikuttavat muutkin tekijät kuin elimistön omat energiantarpeeseen liittyvät. Siihen kuuluvat esimerkiksi mieliala (kyllästyneisyys, stressi, sijaistoiminnot), opitut tilaneet (jääkaapin ovi) tai ilman lämpötila.

Aivojen hypotalamus vastaa nälän ja kylläisyyden tunteesta. Se reagoi hermostollisiin ja hormonaalisiin signaaleihin sekä veren ravintoaineiden määrään, esimerkiksi glukoosin ja insuliinin muutoksiin. Lisäksi mahalaukun venyminen ja erittyvät ruuansulatushormonit aiheuttavat kylläisyyden tunteen.

Ruuan vaikutus

Aina aterian jälkeen energian kulutus kasvaa. Puhutaan ruuan aiheuttamasta lämmöntuotannosta eli termogeenisestä vaikutuksesta. Ruoansulatus, ravintoaineiden imeytyminen, kuljetus ja varastointi vaativat energiaa. Tämän osuus ihmnisillä tehtyjen tutkimusten perusteella on 5 – 10 % kokonaisenergian kulutuksesta. Ravinnon laatu ja koostumus vaikuttavat myös. Rasvan varastoitumiseen käytetään vain kolme prosentia rasvan energiasta, kun taas hiilihydraattien muuttaminen rasvaksi kuluttaa niistä saatua energiaa yli 20 prosentia. Proteiinit lisäävät eniten elimistön energiankulutusta, joka näkyy esimerkiksi ruumiinlämmön kohoamisena erittäin proteiinipitoisen aterian jälkeen.

Lihavuus

Koiran ihanteellinen rasvan määrä riippuu yksilöstä sekä rodusta. Kun rekikoirat tarvitsevat suuremman määrän elimistön varastorasvaa jo pelkästään pitkäkestoisen rasituksen sekä ilmasto-olosuhteiden takia, niin greyhoundilla moinen määrä tekisi siitä jo sairaalloisesti liikalihavan.

Rasvakudoksella on kuitenkin tehtävänsä. Se suojaa sisäelimiä, toimii energiavarastona sekä ylläpitää normaalia hormonitoimintaa ja hermoimpulssien kulkua. Jos greyhoundia laihdutetaan liikaa, sen sairastumis- sekä loukkaantumisriski kasvaa huomattavasti, sekä se hidastuu selvästi. Kunnon arviointi rasvakudoksen perusteella on yksi työkalu, jota sitäkään ei saa käyttää väärin.

Greyhound on tunnettu siitä, että se jossain määrin säätelee omaa syömistään ja lihomistaan. Lihomiseen toki vaikuttaa sen perinnöllinen muita rotuja heikompi kyky muodostaa ylipäätään rasvasoluja eli varastoida energiaa, mutta yhdeksi selitykseksi on myös tarjottu leptiiniä, joka on rasvakudoksessa syntyvä viestiaine. Sen on todettu lisäävän energia-aineenvaihduntaa ja ehkä greyhound on sille herkempi.

Ravinnon rasvan määrällä ei ole vaikutusta lepoaineenvaihduntaan, eikä se siten vaikuta vaikuta energian tarpeeseen eikä kehon koostumukseen, vaan energian tarpeen määrää (yksilön lisäksi) ulkoiset tekijät. Kymmenelle labradorinnoutajalle annettiin joko korkearasvaista (41 % energiasta, 8018 kJME)  tai matalarasvaista (14 % energiasta, 7331 kJME) ruokaa ja niiden lepoaineenvaihdunta mitattiin löytämättä mitään vaikutusta (Yoo ym. 2008¹).

Liikunta

Koira nukkuu, tai on ainakin lepotilassa, suurimman osan päivästä, mutta liikkuminen lisää energiankulutusta. Kuinka paljon, riippuu rasittavuudesta sekä koiran painosta.

Energiatasapaino

Koiralla saattaa paino vaihdella huomattavastikin lyhyellä aikavälillä, mutta omistajat eivät huomaa sitä. Asiaan kiinnitetään huomiota vasta sitten, kun koira on silmin nähden laihtunut (negatiivinen energiatasapaino) tai päässyt lihoamaan (positiivinen energiatasapaino). Liian useasta punnitsemisesta ei siis ole hyötyä painokontrollissa, vaan punnitseminen on tehtävä pidemmällä aikavälillä, kuten kerran tai kaksi viikossa.

Pennuilla ja tiineillä nartuilla elimistö on aina positiivisessa energiatasapainossa.

Tarve

Koira tarvitsee lämpöneutraalissa ympäristössä (ei liian kuuma, eikä liian kylmä) ylläpitoenergiakseen 500 – 550 kJ ME/W^0,75 (ME = Muuntokelpoinen energia, W^0,75 = Metabolinen paino). Tämä tarkoittaa sitä, että 30 kiloisen greyhoundin laskennallinen ylläpitoenergian tarve on 6409 – 7050 kJ, eli 1530 – 1684 kcal, vuorokaudessa. Tämä tarve kasvaa työn mukaan. Kilpailevalla greyhoundilla energian tarve on käytännössä sama, mutta esimerkiksi tunnin metsästävällä metsäkoiralla tarve kasvaa 1,1 kertaiseksi, päivän metsästysrupeama nostaa energiantarpeen 1,4 – 1,5 kertaiseksi ja päivän aherrus valjakon edessä vaatii 2 – 4 kertaa yli. Lämpötilan lasku nostaa energian tarvetta, sillä koiran on tuotettava lisää lämpöä. Paksuturkkisilla roduilla tämä kriittinen lämpötila on noin 0°C, greyhoundilla jo aikaisemmin. Silloin lasketaan koiran tarvitsevan 12,5 kJ ME/W^0,75 enemmän.

Ruuan energiapitoisuus

Ruuan energiapitoisuuden tutkimiseen käytetään pommikalorimetriä. Laite mittaa ravintoaineista vapautuvaa lämpöä, kun ruoka poltetaan hiilidioksidiksi ja vedeksi, samoiksi aineiksi joiksi myös rasvat ja hiilihydraatit elimistössä hajoavat. Osasta proteiinien energiasta taasen erittyy typpeä sisältävissä yhdisteissä virtsa-aineena eli ureana ja virtsahappona.

Elimistön energian kulutusta ja ravinnon energiapitoisuutta mitattaessa käytetään ensisijaisesti joulea (J). Useasti sen yhteydessä käytetään myäs vanhaa yksikköä kalori (cal). Nämä yksiköt ovat pieniä, ja siksi ne useimmiten ilmoitetaan niiden kymmenarvoina kiloina (k; tuhat) tai megoina (M; miljoona).

Kaloreita käytetään kuitenkin edelleenkin, olkoonkin ettei se ole enää standardin mukainen mittayksikkö. Sitä käytettiin kuitenkin nii kauan, että monelle sen hahmottaminen on helpompaa kuin joulen. Samaten pelkkiä jouleja käytetään, koska kalorin pitäisi olla poistuva yksikkö. Niiden muuttaminen on kuitenkin kohtuullisen yksinkertaista.

Kalori

Kalori (tunnus cal) on vanha energian yksikkö. Sitä käytetään nykyään lähinnä vain ruoka-aineiden energiasisältöjen ilmoittamiseen. Ravinto-opissa kalori saattaa toisinaan tarkoittaa kilokaloria (1 kcal eli 1000 cal). SI-järjestelmän mukainen nykyään yleisesti käytettävä energian yksikkö on joule. Tavallisesti määritellään, että 1 kalori on 4,1868 joulea.

Yksi kalori on lämpömäärä, joka kasvattaa yhden vesigramman lämpötilaa yhdellä celsiusasteella normaalipaineessa. Kalorin suuruus riippuu siten hieman veden alkulämpötilasta. Eräässä kalorin määritelmässä gramma vettä lämmitetään 14,5 °C:sta 15,5 °C:seen. Tällöin 1 kalori on 4,1855 joulea.

Joule

Joule (tunnus J) on energian yksikkö. Yksi joule aiheuttaa yhden newtonin voiman metrin matkalla. Joule energiaa kuluu myös työskenneltäessä watin teholla sekunnin ajan. Joule on SI-järjestelmän energian ja työn yksikkö.

Joule korvaa kaikissa yhteyksissä vanhentuneet energian yksiköt, kuten kalorin. Kilojoulet muutetaan kaloreiksi kertoimella 0,2390.

Yhden joulen energialla voi nostaa omenan (102 g) metrin korkeuteen maan painovoimakentässä (putoamiskiihtyvyys = 9,81 m/s²). Ihminen kuluttaa energiaa noin 100 joulea sekunnissa, eli ihmisen ”teho” on noin 100 wattia. Yksi sydämen lyönti kuluttaa energiaa noin joulen.

Atwaterin kertoimet

Kaikissa energiaravintoaineissa ei ole saman verran energiaa. Rasvoissa on yli kaksinkertainen määrä verrattuna proteiineihin ja hiilihydraatteihin. Alkoholissa on lähes yhtä paljon kuin rasvoissa.

Ruuan fysiologista energia-arvoa määritettäessä otetaan huomioon niin ravintoaineiden imeytymistehokkuus kuin proteiinien hajoamistuotteiden erittyminen. Tähän käytetään 1900-luvun alussa määritettyjä Atwaterin kertoimia:

Ruoka-ainetaulukoissa ilmoitetaan aina ruuan sisältämä energiapitoisuus, joko energiapitoisuutena (kJ/100g), yksittäisten energiaravintoaineden määrä garmmoina per 100 grammaa tai osuutena sisällöstä.

Ruuan energiapitoisuus arvioidaan yleensä määrittelemällä energiaravintoaineiden määrät, jotka sitten kerrotaan Atwaterin kertoimilla. Tosin koiranruokapuolella käytäntö on villimpi ja määräykset vapaampia.

Yleensä ilmoitetaan kokonaisenergia, joka on laskettu kuiva-aineesta tai tuorepainosta, eli veden kanssa, Lisäksi saatetaan ilmoittaa Muuntokelpoinen energia (ME). Tai sitten vain toinen. Useimmiten koiranruuissa ilmoitetaan raakavalkuainen, joka on arvioitu typpipitoisuudesta. Raakarasvaksi ilmoitetaan liukenevan rasvan määrä. Hiilihydraatit saadaan kun kokonaismäärästä vähennetään raakavalkuaisen, rasvan, raakakuidun ja tuhkan määrät.

1. Yoo S, Ramsey JJ, Havel PJ, Jones PG, Fascetti AJ.: Resting energy expenditure and body composition of Labrador Retrievers fed high fat and low fat diets. J Anim Physiol Anim Nutr (Berl). 2006 Jun;90(5-6):185-91. PMID: 16684138[↩]