Як розрахувати добову витрату енергії людини. Енергетичні витрати, енергетичний баланс. Почнемо з освітлення
Добова витрата енергії у здорової людини значно перевищує величину основного обміну та складається з наступних компонентів: основного обміну; робочої добавки, тобто. енерговитрат, пов'язаних із виконанням тієї чи іншої роботи; специфічно-динамічної дії їжі (білкова їжа підвищує інтенсивність обміну на 25-30%, а вуглеводи та жири – на 10% або менше).
Сукупність компонентів добової витрати енергії становить робочий обмін . Ступінь енергетичних витрат за різної фізичної активності визначається коефіцієнтом фізичної активності - ставленням загальних енерговитрат на всі види діяльності на добу до величини основного обміну. За цим принципом населення розділено на 5 груп (таблиця).
Групи працівників з енерговитрат
Для людей, які виконують легку роботу сидячи, потрібно приблизно 2400-2600 ккал на добу; працюючих з більшим м'язовим навантаженням потрібно 3400-3600 ккал; виконують важку м'язову роботу – 4000-5000 ккал та вище. У тренованих спортсменів при короткочасних інтенсивних вправах величина робочого обміну може у 20 разів перевищуватиме основний обмін.
Споживання кисню при фізичному навантаженні не відбиває загальної витрати енергії, оскільки її витрачається на гліколіз (анаеробний) і вимагає витрати кисню. Різниця між потребою в 2 і його споживанням становить енергію, одержувану в результаті анаеробного розпаду, і називається кисневим боргом . Споживання 2 і після закінчення м'язової роботи залишається високим, так як в цей час відбувається повернення кисневого боргу. Кисень витрачається на перетворення головного побічного продукту анаеробного метаболізму - молочної кислоти в піровиноградну, на фосфорилювання енергетичних сполук (креатин-фосфат) та відновлення запасів 2 в м'язовому міоглобіні.
При розумовій праці також відбуваються енерговитрати, особливо якщо розумова активність супроводжується емоційним збудженням. Так, пережите емоційне збудження може викликати протягом наступних днів підвищення обміну на 11-19%.
Обмін речовин
Обмін речовин починається з надходження поживних речовин у шлунково-кишковий тракт та повітря у легені. Здійснюється у кілька етапів:
1) ферментативні процеси розщеплення білків, жирів та вуглеводів до розчинних у воді амінокислот, моно- та дисахаридів, гліцерину, жирних кислот та інших сполук, що відбуваються у різних відділах шлунково-кишкового тракту, а також всмоктування цих речовин у кров та лімфу.
2) транспорт поживних речовин і кисню кров'ю до тканин і ті складні хімічні перетворення речовин, що у клітинах. Вони одночасно здійснюється розщеплення поживних речовин до кінцевих продуктів метаболізму, синтез ферментів, гормонів, складових частин цитоплазми. Розщеплення речовин супроводжується виділенням енергії, що використовується для процесів синтезу та забезпечення роботи кожного органу та організму в цілому.
3) видалення кінцевих продуктів розпаду з клітин, їх транспорт та виділення нирками, легкими, потовими залозами та кишечником.
Перетворення білків, жирів, вуглеводів, мінеральних речовин та води відбувається у тісній взаємодії один з одним. У метаболізмі кожного з них є свої особливості, а фізіологічне значення їх по-різному, тому обмін кожного з цих речовин прийнято розглядати окремо.
Обмін білків
Білки використовуються в організмі насамперед як пластичні матеріали. Потреба в білку визначається тим його мінімальною кількістю, яка врівноважуватиме його втрати організмом. Білки перебувають у стані безперервного обміну та оновлення. З амінокислот, отриманих у процесі травлення, синтезуються специфічні для даного виду організму та для кожного органу білки. Десять амінокислот з 20 (валін, лейцин, ізолейцин, лізин, метіонін, триптофан, треонін, фенілаланін, аргінін та гістидин) у разі їх недостатнього надходження з їжею не можуть бути синтезовані в організмі і називаються незамінними. Інші десять амінокислот (замінні) можуть синтезуватися у організмі. Частина амінокислот використовують як енергетичний матеріал, тобто. піддаються розщепленню.
Про кількість білка, що зазнав розпаду за добу, судять за кількістю азоту, що виводиться з організму людини. 100 г білка міститься 16 г азоту. Таким чином, виділення організмом 1 г азоту відповідає розпаду 625 г білка. За добу із організму дорослої людини виділяється близько 3,7 г азоту, тобто. маса білка, що зруйнувався, становить 3,7 х 6,25 = 23 г, або 0,028-0,075 г азоту на 1 кг маси тіла на добу (Коефіцієнт зношування Рубнера). Еякщо кількість азоту, що надходить в організм з їжею, дорівнює кількості азоту, що виводиться з організму, то організм перебуває в стані азотистої рівноваги.Якщо організм надходить азоту більше, ніж виділяється, це свідчить про позитивному азотистому балансі . Він виникає зі збільшенням маси м'язової тканини (інтенсивні фізичні навантаження), під час зростання організму, вагітності, під час одужання після тяжкого захворювання. Стан, при якому кількість азоту, що виводиться з організму, перевищує його надходження в організм, називають негативним азотистим балансом Воно виникає при харчуванні неповноцінними білками, коли в організм не надходять якісь із незамінних амінокислот, при білковому або повному голодуванні.
Необхідно споживання не менше 0,75 г білка на 1 кг маси тіла на добу, що для дорослої здорової людини масою 70 кг становить не менше 52,5 г повноцінного білка. Для надійної стабільності балансу азотистого рекомендується приймати з їжею 85-90 г білка на добу. У дітей, вагітних і жінок, які годують, ці норми повинні бути вищими.
Обмін ліпідів
Ліпіди є складними ефірами гліцерину та вищих жирних кислот. Ліпіди грають в організмі енергетичну та пластичну роль. За рахунок окислення жирів забезпечується близько 50% потреби в енергії дорослого організму. Жири є резервом харчування організму, їх запаси в людини в середньому становлять 10-20% маси тіла. З них близько половини знаходяться в підшкірній жировій клітковині, значна кількість відкладається у великому сальнику, навколонирковій клітковині і між м'язами. У стані голоду, при дії на організм холоду, при фізичному чи психоемоційному навантаженні відбувається інтенсивне розщеплення запасених жирів. В умовах спокою після прийому їжі відбувається ресинтез та відкладення ліпідів у депо. Головну енергетичну роль відіграють нейтральні жири – тригліцериди, а пластичну – здійснюють фосфоліпіди, холестерин та жирні кислоти, які виконують функції структурних компонентів клітинних мембран, входять до складу ліпопротеїдів, є попередниками стероїдних гормонів, жовчних кислот та простагландинів.
Ліпідні молекули, що всмокталися з кишечника, упаковуються в епітеліоцитах у транспортні частинки (хіломікрони), які через лімфатичні судини надходять у кровотік. Ліпідні молекули можуть також синтезуватися в організмі, за винятком ненасичених лінолевої, ліноленової та арахідонової жирних кислот, які повинні надходити з їжею. Ці незамінні кислоти . Відсутність або недостатнє надходження в організм незамінних жирних кислот призводить до затримки росту, порушення функції нирок, захворювань шкіри, безпліддя.
Так як холестерин і тригліцериди є гідрофобними сполуками, нерозчинними в плазмі крові, в печінці, для їх транспорту формуються ліпопротеїди (жирові речовини, пов'язані з білками), які відрізняються один від одного за своїм розміром, складом та фізико-хімічними властивостями. Розрізняють три основні групи ліпопротеїдів: ліпопротеїди дуже низької щільності (ЛПДНЩ), ліпопротеїди низької щільності (ЛПНЩ) і ліпопротеїди високої щільності (ЛПВЩ).
ЛПВЩ - маленькі частинки, які містять багато фосфоліпідів та білків, їх функція полягає у видаленні надлишку холестерину із судинної стінки та інших тканин. Після насичення холестерином вони повертаються в печінку, де холестерин та його ефіри перетворюються на жовчні кислоти та виводяться з жовчю. ЛПВЩ знижують утворення окислених форм і вважаються єдиним антиатерогенним (тобто, що перешкоджає розвитку атеросклерозу) класом ліпопротеїдів. Крім того, ефіри холестерину ліпопротеїдів високої густини використовуються для синтезу стероїдних гормонів у надниркових залозах.
Обмін вуглеводів
Вуглеводи є основним джерелом енергії, а також виконують в організмі пластичні функції, під час окислення глюкози утворюються проміжні продукти – пентози, що входять до складу нуклеотидів та нуклеїнових кислот. Глюкоза необхідна для синтезу деяких амінокислот, синтезу та окиснення ліпідів, полісахаридів.
Організм людини отримує вуглеводи головним чином у вигляді рослинного полісахариду крохмалю та у невеликій кількості у вигляді тваринного полісахариду глікогену. У шлунково-кишковому тракті здійснюється їхнє розщеплення до рівня моносахаридів (глюкози, фруктози, лактози, галактози). Моносахариди, основним з яких є глюкоза, всмоктуються у кров і через ворітну вену надходять у печінку. Тут фруктоза та галактоза перетворюються на глюкозу. Внутрішньоклітинна концентрація глюкози в гепатоцитах близька до її концентрації у крові. При надмірному надходженні печінку глюкози вона перетворюється на резервну форму її зберігання - глікоген. Кількість глікогену може становити у дорослої людини 150-200 г. У разі обмеження споживання їжі, при зниженні рівня глюкози у крові відбувається розщеплення глікогену та надходження глюкози до крові. Протягом перших 12 годин і більше після їди підтримання концентрації глюкози крові забезпечується за рахунок розпаду глікогену в печінці. Після виснаження запасів глікогену посилюється синтез ферментів, які забезпечують реакції глюконеогенезу – синтезу глюкози з лактату чи амінокислот. У середньому за добу людина споживає 400-500 г вуглеводів, з яких зазвичай 350-100 г становить крохмаль, а 50-100 г – моно- та дисахариди. Надлишок вуглеводів депонується як жиру.
На старості енерговитрати знижуються і до 80 років становлять 8373-9211 кДж (2000-2200 ккал).
При розумовій праці енерговитрати значно нижчі, ніж за фізичної. Важкі математичні обчислення, робота з книгою та інші форми розумової праці, якщо вони не супроводжуються рухом, спричиняють нікчемне (2-3%) підвищення витрат енергії у порівнянні з повним спокоєм. Однак у більшості випадків різні види розумової праці супроводжуються м'язовою діяльністю, особливо при емоційному збудженні працюючого (лектор, артист, письменник, оратор тощо), тому й енерговитрати можуть бути відносно більшими. Пережите емоційне збудження може викликати протягом наступних днів підвищення обміну на 11-19%.
Специфічна динамічна дія їжі
Після їди інтенсивність обміну речовин та енерговитрат організму збільшуються в порівнянні з їх рівнем основного обміну. Через годину після їди починається збільшення обміну речовин та енергії, досягає максимуму через 3 год і зберігається протягом декількох годин. Підсилюючий вплив їжі на обмін речовин та енергетичні витрати називається специфічною динамічною дією їжі.
Білкова їжа має найбільший вплив і обмін збільшується в середньому на 30-40%. Жири та вуглеводи збільшують обмін у людини на 14-15%.
Регулювання обміну енергії
Інтенсивність енергетичного обміну істотно залежить від фізичної активності, емоційної напруги, характеру харчування, температури навколишнього середовища та інших факторів.
Є численні факти, що вказують на умовнорефлекторний характер зміни споживання Про 2 та енергообміну. У спортсмена в передстартовому стані різко збільшується споживання О 2 , а отже, і енергообмін, подібні зміни спостерігаються при дії факторів робочої обстановки у робітників, діяльність яких пов'язана з м'язовими зусиллями (хоча до роботи вони ще не приступали). В експерименті на тваринах раніше індиферентний подразник, пов'язаний за часом з м'язовою діяльністю, може бути сигналом до збільшення обміну речовин та енергії.
Все це свідчить про умовно-рефлекторний характер зміни рівня енергетичного обміну в організмі. Велика роль регуляції обміну енергії гипоталамической області мозку. Тут формуються регуляторні впливи, а їх реалізація відбувається вегетативними нервами чи гуморальним шляхом з допомогою збільшення секреції низки ендокринних залоз.
Виражене посилення витрати енергії та підвищення обміну речовин викликають гормони щитовидної залози – тироксин та трийодтиронін, та гормон мозкової речовини наднирника адреналін.
Для покриття пластичних та енергетичних потреб організму, утворення фізіологічно активних речовин потрібно регулярне надходження їжі її перетравлення, всмоктування та засвоєння. Харчові речовини містяться в харчових продуктах тваринного та рослинного походження. Харчова, біологічна та енергетична цінність харчових продуктів визначається вмістом у них поживних речовин: (білків, жирів, вуглеводів), вітамінів, мінеральних солей, води, органічних кислот, смакових та ряду інших речовин. Харчування може бути природне та штучне (клінічне парентеральне та зондове ентеральне). Виділяють також лікувальне та лікувально-профілактичне харчування.
До харчових речовин відносяться білки, жири та вуглеводи, при гідролізі їх вивільняється певна кількість тепла (в середньому для жирів - 9,3 ккал/г, або 37 кДж/г, білків та вуглеводів по 4,1 ккал/г, або 17 кДж / г). Згідно з правилом ізодинамії, вони можуть взаємно замінюватись у задоволенні енергетичних потреб організму, проте кожна з харчових речовин та їх фрагментів має специфічні пластичні властивості та властивості біологічно активних речовин. Заміна в харчовому раціоні одних речовин іншими може бути дуже тривалої, т.к. тривале одноманітне харчування веде до порушення функцій організму, а при тривалому, наприклад, безбілковому, харчуванні настає смерть від білкового голодування. Харчові речовини у своєму складі можуть містити незамінні компоненти, що визначає їхню біологічну цінність.
Біологічна цінність тварин білків вища, ніж рослинних (наприклад, у білків пшениці 52-65%). Засвоюваність білків тваринного походження становить середньому 97%, а рослинних - 83-85%, що також і від кулінарної обробки їжі.
При біологічній цінності білків змішаної їжі не менше 70% люди повинні мати білковий мінімум (на добу 55-60 г), а щоб стабільність азотистого балансу рекомендується приймати з їжею 85-90 г білка на добу (не менше 1 г білка на 1 кг маси тіла. У вагітних і жінок, які годують грудьми, дітей ці норми вищі.
Ліпіди надходять в організм людини у складі всіх видів тваринної, а також рослинної їжі (жири тваринного та рослинного походження). Біологічна цінність ліпідів залежить від наявності в них незамінних жирних кислот, здатності перетравлення та всмоктування у травному тракті (засвоєння). Вершкове масло і свинячий жир засвоюються на 93-98%, яловичий - 80-94%, олія - на 86-90%, маргарин - 94-98%.
Вуглеводи надходять в організм переважно у вигляді полісахаридів рослинної їжі, використовуються вони для задоволення енергетичних потреб. У середньому за добу людина приймає 400-500 г вуглеводів, з яких 350-400 г становить крохмаль, 50-100 г моно- і дисахаридів. Надлишок вуглеводів депонується як жиру.
Вітаміни мають бути неодмінним компонентом їжі. Норми їх споживання залежить від віку, статі, виду праці, низки інших чинників. Добова потреба у воді у дорослої людини становить 21-43 мл/кг, мінімальна добова потреба людини масою тіла 70 кг становить близько 1700 мл, з них близько 630 мл він отримує у вигляді води та напоїв, 750 мл - з їжею та 320 мл утворюється під час обмінних (окислювальних) процесів. Недостатній прийом води спричиняє дегідратацію організму, що має різний ступінь вираженості залежно від рівня зневоднення. Смерть настає при втраті 1/3-1/4 загальної кількості води в організмі, частку якої припадає близько 60% маси тіла. Надмірне надходження води викликає гіпергідратацію, яка може призвести до водної інтоксикації. Велике фізіологічне значення макро- та мікроелементів визначило обов'язкові норми їх споживання для різних груп населення.
Нині прийнято теорію збалансованого харчування. Збалансоване повноцінне харчування має на увазі оптимальну відповідність кількості всіх компонентів їжі фізіологічним потребам організму (А.А.Покровський).
У нашій країні прийнято виділяти п'ять груп інтенсивності праці у чоловіків та чотири – у жінок (див. табл. вище).
При регулярному перевищенні добової енергетичної цінності (калорійності) їжі над витратами енергії збільшується кількість жиру, що депонується в організмі (100 г здобної булочки - 300 ккал). Щоденне вживання такої булочки понад норму веде до накопичення в організмі людини 15-30 г жиру, що протягом року може призвести до відкладення депо 5,4-10,8 кг жиру.
Харчовий раціон повинен бути збалансований за вмістом білків, жирів та вуглеводів. Середнє співвідношення їх маси становить 1:1,2:4, енергетичної цінності – 15:30:55%, яке задовольняє енергетичні та пластичні потреби організму, компенсує витрачені білки, жири та вуглеводи. Незбалансованість харчових речовин супроводжується порушенням обміну речовин. Так, при тривалій білковій недостатності як зменшується маса тіла, а й знижується фізична і розумова працездатність людини. Надмірність харчування, підвищення раціоні жирів, особливо тварин, викликають ожиріння (перевищення належної маси тіла на 15% і більше). При ньому уражаються практично всі фізіологічні системи організму, але найчастіше і раніше серцево-судинна (атеросклероз, артеріальна гіпертензія та ін), травна, ендокринна (у тому числі статева), порушується водно-сольовий обмін. Надлишковий прийом харчового цукру сприяє розвитку цукрового діабету, дисбактеріозу, карієсу зубів та ін. У раціоні повинні бути збалансовані незамінні та замінні амінокислоти, жири з різною насиченістю жирних кислот, вуглеводи, баластні речовини у вигляді харчових волокон (целюлоза, пек). продукти тваринного та рослинного походження, вітаміни та мінеральні речовини, які співвідносяться (балансуються) з витратою та потребами в них організму залежно від віку, статі, виду праці, пори року та низки інших факторів, що впливають на обмін речовин.
У раціональному харчуванні важливі регулярний прийом їжі в той самий час доби, дробність прийому їжі, розподіл її між сніданком, обідом, вечерею. При 3-х разовому харчуванні на добу перші два прийоми складають 2/3 добової енергетичної цінності їжі та вечерю – 1/3. Часто добовий раціон з енергетичної цінності розподіляється так: сніданок - 25-30%, обід - 45-50%, вечеря - 20-25%. Час між сніданком та обідом, обідом та вечерею має становити 5-6 год, між вечерею та відходом до сну – 3-4 год. Ці періоди передбачають висоту активності травних функцій, перетравлення та всмоктування основної кількості прийнятої їжі. Більш раціонально 5-разове харчування. При 5-ти разовому харчуванні на перший сніданок припадає близько 25% калорій добового раціону, на другий сніданок – 5-10% (легка закуска – фрукти, чай), на обід – близько 35%, на полудень – 25%, на вечерю – 10%. Фактичний розподіл добового раціону має суттєві відмінності у зв'язку з кліматичними умовами, трудовою діяльністю, традиціями, звичками та іншими факторами.
А.М.Уголев запропонував теорію адекватного харчування, в якій прийнято постулат теорії збалансованого харчування про відповідність витрати енергії та надходження її в організм у складі харчових речовин. Відповідно до цієї теорії, харчування заповнює молекулярний склад, енергетичні та пластичні витрати організму, тому важлива відповідність набору та властивостей харчових речовин ферментному та ізоферментному спектру травної системи. Така адекватність (відповідність) повинна бути в порожнинному та мембранному травленні, адекватними механізмами резорбції повинні бути і поживні речовини, що всмоктуються з кишечника.
У теорії підкреслюються триетапність травлення та необхідність індивідуальної та видової адекватності харчування всім трьом його етапам.
Прикладом їхньої невідповідності є різні ферментопатії, наприклад лактазна недостатність. У цьому випадку молоко у раціоні є неадекватним видом їжі. Особливу увагу теорії звернено на багатоцільове призначення у складі їжі баластних речовин.
Автор теорії адекватного харчування розглядає асимілюючий харчові речовини організм як «надорганізм», що має як організм господаря свою ендоекологію, утворену мікрофлорою кишечника. Первинний потік нутрієнтів їжі формується внаслідок її перетравлення та всмоктування. Крім того, є потік вторинних харчових речовин, що утворюються внаслідок діяльності мікроорганізмів кишківника. Ця діяльність визначається ендогенними та екзогенними (складом і властивостями їжі, її всмоктуванням у травному тракті) факторами.
Залежно від них щось «дістається» або «не дістається» мікроорганізмам та обумовлює зміну їх кількості, складу, властивостей, потоку в кров та лімфу вторинних харчових речовин, у тому числі незамінних, біологічно активних речовин та токсинів.
З компонентів їжі внаслідок їх гідролізу та трансформацій за участю мікроорганізмів утворюються речовини, що регулюють діяльність фізіологічних систем організму. За рахунок цього їжа має не тільки властивості поживних речовин з їх енергетичною та пластичною цінністю, але й здатністю в досить широких межах змінювати багато фізіологічних процесів (включаючи поведінку, захисні, у тому числі імунні, механізми).
Розгляд теорії адекватного харчування як складової частини вчення про процес асиміляції їжі всіма живими системами, знаходження у них загальних механізмів реалізації харчування призвело А.М.Угольова до необхідності поєднання цих питань в одній науці, яку він назвав трофологією.
Предметом трофології є «загальні закономірності асиміляції життєво необхідних речовин усім рівнях організації живих систем - від клітини, органу та організму до відповідних зв'язків у популяції, біоценозах і біосфері» (А.М.Уголев).
Норми харчування
Нині нашій країні прийнято «Норми фізіологічних потреб у харчових речовин і енергії для різних груп населення». Це офіційний нормативний документ для планування виробництва та споживання продуктів харчування, оцінки резервів продовольства, розробки заходів соціального захисту, які забезпечують здоров'я, розрахунків раціонів організованих колективів. Ці норми широко використовуються у лікарській практиці.
Передбачено, що енергетична цінність добового раціону має відповідати та компенсувати добові енергетичні витрати певних груп населення. Визначено 5 груп чоловіків та 4 групи жінок. У кожній групі дорослого населення виділено по 3 вікові підгрупи від 18 до 59 років. Додатково введено дві підгрупи осіб похилого віку (60-74, 75 років і більше).
Враховуючи, що кожен харчовий продукт має певну енергетичну цінність і користуючись цими таблицями, можна обчислити енергетичну цінність раціону та всіх його компонентів.
Кожна з виділених за фізичною активністю, статтю та віком група населення з урахуванням середньої величини засвоєння поживних речовин має норми кількості білків (у тому числі тварин білків – 55%), жирів (30% від загальної енергетичної цінності раціону та 4-6% відведено незамінною лінолевої кислоти), вуглеводів, мінеральних речовин та вітамінів.
У «Нормах» враховано вагітні та годуючі матері за двома термінами лактації (1-6 та 7-12 міс.), у яких підвищені енергетичні витрати та відповідно – потреба в поживних речовинах з урахуванням споживання їх плодом, а потім і дитиною, що вигодовується грудним молоком.
Кількісна сторона харчування визначається енергією, що вивільняється з харчових речовин у процесі біологічного окислення та виражається в кілокалоріях.
Еквіваленти доступної енергії, що виділяється при розщепленні засвоюваної частини їжі, становлять наступні величини: 1 грам білка - 4,0 ккал, 1 грам жиру - 9,0 ккал, 1 грам вуглеводів -4,0 ккал, 1 грам спирту - 7 ,0 ккал., 1 грам органічних кислот – 3,0 ккал.
Добова енергетична потреба пов'язана з енерговитратами організму. Енерговитрати людини залежать від фізичного навантаження, статі та віку.
Відповідно до розмірів енерговитрат виділяється 5 груп працездатного населення. В основу поділу за групами частково закладаються певні професії. Градація за групами здійснюється за величиною основного обміну з урахуванням коефіцієнта фізичної активності.
Величина основного обміну — це мінімальна кількість енергії, необхідне реалізації життєвих процесів, тобто витрати енергії виконання всіх фізіологічних, біохімічних процесів, на функціонування органів прокуратури та систем організму може температурного комфорту (20° З), повного фізичного і психічного спокою натще. Величина основного обміну відбиває енергію, що витрачається організмом на метаболічні процеси, підтримання кровотоку та дихання у стані спокою.
Для людини певної статі, віку та маси тіла основний обмін має постійний показник. При цьому зростання людини не має особливої ролі.
Величини основного обміну для дорослої людини (ккал/добу):
| Маса тіла в кг |
ВІК (років) |
|||
|
Старше 60 років |
||||
|
ЧОЛОВІКИ (витрата енергії в калоріях) |
||||
| 1280 | 1180 | |||
| 60 | ||||
| 1620 | ||||
|
ЖІНКИ (Витрата енергії в калоріях) |
||||
Ставлення енерговитрат до величини основного обміну визначається як коефіцієнт фізичної активності та становить:
для 1 групи - 1,4 (керівники підприємств, інженерно-технічні працівники, лікарі, педагоги, вихователі, секретарі, працівники науки, диспетчери, працівники пультів управління та ін.);
для 2-ї групи - 1,6(працівники, зайняті на автоматизованих лініях, у радіоелектронній промисловості, спеціалісти сільського господарства, медсестри, санітарки, продавці промтоварів, працівники зв'язку, сфери обслуговування, водії міського громадського транспорту, швейники, тренери та ін.);
для 3-ї групи - 1,9(верстатники, слюсарі, хірурги, хіміки, водії екскаваторів, бульдозерів, залізничники, текстильники, буровики, металурги-доменники, працівники харчової промисловості, громадського харчування, продавці продовольчих товарів та ін.);
Для 4-ї групи - 2,2(будівельники, сільськогосподарські робітники та механізатори, працівники нафтової та газової промисловості, металурги, ливарники та ін.);
для 5-ї групи - 2,5(Шахтарі, сталевари, муляри, вальщики лісу, землекопи, вантажники, оленярі та ін.)
Як розрахувати свої добові енерговитрати
Приклад: Ви жінка 35 років, ваша вага 58 кг, за фахом Ви бухгалтер. Знаходимо в першій таблиці стовпець 30-39 років та рядок 55 кг (до 60 не вистачає 2 кг, тому потрібно брати від меншої цифри), таким чином Ваш рівень основного обміну становить 1260 ккал/добу. Професія бухгалтер найбільше задовольняє першій групі, значить коефіцієнт Вашої фізичної активності буде 1,4.
Розраховуємо добові енерговитрати: 1260 ¤ 1,4 = 1764 ккал/добу
Крім розподілу населення з енерговитрат у кожній з п'яти груп виділяють три категорії за віком.
У чоловіків, особливо молодого віку, потреби в енергії та основних харчових речовин найвищі.
Для вагітних і жінок, що годують, передбачено доповнення до норми відповідної групи жінок у зв'язку з додатковою потребою в енергії та харчових речовинах.
Для осіб, які займаються активними формами відпочинку та проживають у місцевості з менш розвиненим комунальним обслуговуванням, додатки до норм енергетичних потреб не передбачені.
Норми споживання енергії для дітей
Норми споживання енергії для дитячого населення розроблені з урахуванням інтенсивних пластичних процесів в організмі та високої активності дітей.
У період інтенсивного зростання у дітей після 10 років відбувається значне збільшення худої (без жиру) маси тіла (1.5-2 рази), що потребує додаткової енергії.
З 11 років, коли відбувається значне збільшення худої маси тіла, діти поділяються за статтю та норми споживання енергії та основних харчових речовин у них різняться.
За нормами харчування 2008 року дитяче населення підрозділяється таким чином:
1. Ранній вік:
0-12 місяців - грудний;
0-3 років – переддошкільний.
2. Дошкільний вік: 3-7 років
3. Шкільний:
- Молодший 7-11 років;
Середній 11-14 років (хлопчики та дівчатка).
4. Підлітковий 14-18 років (юнаки та дівчата).
Деякі особливості споживання енергії та кількісної сторони харчування
В осіб пенсійного віку йде втрата маси тіла, обмінні процеси уповільнюються, знижується потреба в енергії та харчових речовин. Відповідно для осіб старше 60 років пропонуються нижчі цифри цих показників.
У ряді обставин рівень споживання енергії виявляється вищим або нижчим від фактичної потреби.
Люди з низькою фізичною активністю схильні до ризику переїдання і підвищеного споживання калорій. Надмірне споживання калорій веде до ожиріння та зниження функції серцево-судинної та дихальної систем, імунітету.
Особи важкої фізичної праці часто недоотримують необхідну кількість калорій з їжею і ставляться до групи ризику з фізичною активністю межі фізичних можливостей. Споживання недостатньої кількості їжі покриття витраченої енергії веде до обмеження фізичної активності, зниження рухливості в дітей віком і працездатності в дорослих.
Самостійна активність
Крім професійної фізичної активності, існує фізична активність, пов'язана з вільним часом. Це так звана самостійна активність. В самостійну активність включають:
- соціальну активність (участь у громадських зборах, мітингах, фестивалях, відвідування місць богослужіння, театрів, кіно);
- активність під час занять спортом, фізкультурою;
- необов'язкова активність (ремонт та благоустрій будинку, роботи в саду та городі).
Кожному виду діяльності відповідають певні енерговитрати, як коефіцієнтів по відношенню до величини основного обміну.
Провівши хронометраж діяльності людини за добу, можна розрахувати фактичні енерговитрати кожної людини окремо, взявши за основу її основний обмін.
І потреби в харчових речовинах
Різних груп населення
Ціль- виробити у студентів навички визначення добових енерговитрат різних груп населення та їх потреб у харчових речовинах та енергії.
Навчальневизначити власні добові витрати енергії та потреб-
завдання:ності у харчових речовинах.
Методичні вказівки Визначення енерговитрат
Потреба людини в енергії визначає рівень споживаної з їжею енергії, який повинен врівноважувати енерговитрати, зберігати стійкий стан здоров'я та забезпечувати підтримку бажаної фізичної активності.
Потреба в енергії у дітей, вагітних і жінок, що годують, включає також додаткові потреби, пов'язані з утворенням тканин або молока, на рівні, що забезпечує нормальну життєдіяльність.
Загалом добові енерговитрати складаються із витрат енергії на основний обмін, метаболічну реакцію на прийом їжі (специфічно динамічну дію їжі – СДДП) та фізичну активність.
Енерговитрати можуть бути визначені різними методами;
1) методом прямої калориметрії.Метод заснований на визначенні
ні кількості тепла, що виділяється організмом, в теплоносій (частіше
всього вода), що циркулює в спеціальних камерах з подвійнимистін
камі (камери Шатернікова, Пашутіна, Етуотера-Бенедикта та ін);
2) методом непрямої калориметрії (газометричним).Метод
заснований на визначенні хімічного складу вдихається і видихається
го повітря з наступним встановленням дихального коефіцієнта.
Виходячи з величини дихального коефіцієнта визначають енергети.
чеський еквівалент одного літра поглиненого кисню і розрахувати
ють витрати енергії на виконувану роботу або основний обмін. Оп
розподіл проводять з використанням різного типу газоаналізаторів;
3) хронометражно-табличний метод.За цим методом спочатку
ла проводиться хронометраж добового бюджету часу; складається
хронограма дня, а потім за допомогою таблиць та коефіцієнтів фізичної
ської активності (КФА) розраховуються енерговитрати за окремими
видам діяльності та за добу в цілому;
4) номографічним методом.Величина енерговитрат та відповідність
ність їх потребам можуть бути визначені за допомогою номограм
чи номографів.
Крім того, існують номографічні лінійки для розрахунку ідеальної ваги з урахуванням даних зростання, кола грудей та статі. За наявності ідеальної ваги вважається, що калорійність раціону адекватна величині добових енерговитрат.
Відхилення вашої реальної ваги від ідеальної не повинно перевищувати 15%.
Досить широко застосовуються номограма енергопотреб та визначник потреб різних груп населення у харчових речовинах та енергії за нормами МОЗ СРСР (1991 р.).
Номографічні методи визначення калорійності їжі або необхідної для задоволення фізіологічної потреби в енергії є, як і попередні методи, непрямими. З їхньою допомогою величина енерговитрат визначається приблизно. До більш точним розрахунковим методам визначення енерговитрат ставляться звані хрономегражные методи, засновані на точному обліку всіх видів діяльності, їх тривалості, і навіть величини основного обміну, статі, віку людини.
Визначення величини основного обміну
Найважливішим компонентом енерговитрат є величина основного обміну, яку можна виміряти в стандартизованих умовах і використовувати як кратну величину для розрахунку всіх компонентів сумарних енерговитрат.
Пряме визначення BOO вимагає створення штучних умов для випробуваного (вимірювання повинно проводитися не раніше ніж через 14 год після їди, при повному фізичному та психічному спокої досліджуваного в лежачому положенні в умовах теплового комфорту).
BOO залежить, головним чином, від маси тіла та віку людини. BOO на одиницю маси змінюється з віком (вона вище у дітей та нижче у літніх), а також залежно від маси тіла (у межах будь-якого вікового діапазону вона буде вищою у низькорослих і худих людей і нижче у високих та опасистих). Виходячи з цього запропоновані такі формули для розрахунку BOO (табл. 7, 8).
Таблиця 7 Формули для розрахунку BOOна підставі маситіла, росту та статі 1
BOO можна визначити також за даними, наведеними у табл. 9 (для чоловіків) та в табл. 10 (для жінок).
Таблиця 9
Величина основного обміну для чоловіків залежно від маси тіла та віку, ккал
| МТ, кг | 18-29 років | 30-39 років | 40-59 років | 60-74 роки |
| 50 | 1 450 | 1370 | 1280 | 1 180 |
| 55 | 1 520 | 1430 | 1350 | 1 240 |
| 60 | 1 590 | 1500 | 1410 | 1300 |
| 65 | 1 670 | 1570 | 1480 | 1 360 |
| 70 | 1750 | 1650 | 1550 | 1 430 |
| 75 | 1 830 | 1 720 | 1620 | 1 500 |
| 80 | 1 920 | 1810 | I 700 | 1 570 |
| 85 | 2 010 | 1 900 | 1780 | 1640 |
| 90 | 2 110 | 1 990 | 1 870 | 1720 |
Таблиця 10
Величина основного обміну для жінок залежно від маси тіла та віку, ккал
| МТ, кг | 30-39 років | 40-59 jrc-i | 60-74 роки | ||
| 40 | 090 | 1 050 | 1020 | 960 | |
| 45 | 150 | 1 120 | 1 080 | 1030 | |
| 50 | 230 | 1 190 | I 160 | 1 100 | |
| 55 | 300 | 1260 | 1220 | 1 160 | |
| 60 | 380 | 1340 | 1300 | 1 230 | |
| 65 | 450 | 1410 | 1370 | 1290 | |
| 70 | 530 | 1490 | 1440 | 1360 | |
| 75 | 600 | 1550 | 1410 | 1430 | |
| 80 | 680 | 1630 | 1580 | 1 500 | |
Примітки:
1 Регламентовані ВООЗ.
2 МТ – маса тіла, кг; Р – зростання, м.
Зріствимірюється станковим дерев'яним ростоміром в такий спосіб. Досліджуваний стає на майданчик ростоміра спиною до стійки зі шкалою і стосується її трьома крапками: п'ятами, сідницями та міжлопатковою частиною тіла. Голова не повинна торкатися ростоміра, а має бути трохи нахилена так, щоб верхній край слухового
проходу та нижній край очниці розташовувалися на одній лінії, паралельно до підлоги. Вимірює стає збоку від досліджуваного і опускає на його голову планку, що ковзає за сантиметровою шкалою. Відлік провадиться за нижнім рівнем планки.
Маса тілавизначається зважуванням на медичних терезах. Досліджуваний стає на середину майданчика терезів. Визначення маси тіла має проводитися натще, після випорожнення сечового міхура та кишечника, без одягу. Якщо неможливо провести зважування без одягу, то із загальної ваги віднімають її зразкову вагу.
Для визначення BOO за хвилину показники його поділяють кількість хвилин на добу, тобто. на 1440 хвилин.
Друга складова добових енерговитрат - специфічно динамічна дія їжі(СДЦП), тобто. метаболічна реакція на їжу, характеризується інтенсивністю обміну речовин після їди і залежить від її складу. При споживанні переважно вуглеводистої їжі інтенсивність обміну збільшується на 4-7% основного обміну, жирної їжі – на 4-17% та білкової їжі – на 30-40% BOO. Середнє значення СДДП при змішаному харчуванні становить 10-15% основного обміну.
Третя складова добових енерговитрат - енерговитрати, пов'язані із фізичною активністю.Відповідно до рекомендацій ВООЗ як критерій фізіологічної активності за різних видів діяльності може бути коефіцієнт фізичної активності (КФА). Ой визначається як окреме від розподілу загальних добових енерговитрат на всі види діяльності до величини основного обміну. Так, КФА при енерговитратах 3,24 ккал/хв та BOO = 1,08 ккал/хв складе 3,84: 1,08 = 3.
Енерговитрати на фізичну активність визначаються:
а) професійної активністю, яка залежить від характеру про
фесії, тривалості робочого дня;
б) активністю у неробочий час (ведення домашнього господарства,
робота в саду, ремонт та благоустрій будинку тощо);
в) соціально бажаною активністю (присунення на громадськість
венних зборах, участь у спортивних заходах чи фестивалі
лях, заняття фізичною культурою та спортом).
Структуру добового бюджету часу та величину добових енерговитрат характеризує хронометраж діяльності (на службі та у неробочий час), тобто. перелік всіх видів діяльності та їх тривалість. Оскільки протягом доби одні й самі види діяльності можуть повторюватися (прийом їжі, піші прогулянки, поїздка у транспорті тощо), ці види діяльності можна об'єднувати. Для визначення енергоза-
Витрат на добу необхідно скласти хронограму, тобто. перерахувати вагу види діяльності та їх тривалість за добу (з урахуванням КФА для кожного). Хронограма та результати визначення добової витрати енергії оформлюються у вигляді таблиць (табл. 11, 12).
Таблиця 11
Приклад хронограми
Таблиця 12
Добова витрата енергії
Примітка.Зважаючи на можливе відхилення від середньодобового бюджету часу, а також витрати енергії на СДДП, отриману величину добових енерговитрат слід збільшити на 10%.
Найбільш характерні види діяльності та КФА наведені в табл. 13 (для чоловіків) та табл. 14 (для жінок).
Таблиця 1 3
Таблиця 14
Коефіцієнти фізичної активності для чоловіків за різних видів діяльності
| Віл діяльності | та 1 | Вид діяльності | Коефіцієнт |
| Сон | 1.0 | Копання землі, копання ям | 6,2 |
| Лежаче становище | 1.2 | Робота оператора: | |
| Відпочинок: | прийом та здавання зміни | 2,3 | |
| сидячи | 1,2 | контроль ja технологічними операціями: | |
| стоячи | 1.4 | Сидячи | 1,7 |
| Туалет | U | те саме стоячи | 2,7 |
| Ходьба: | те саме в русі | 4,0 | |
| по будинку | 2,5 | Робота оператора птахофабрики: | |
| прогулянка повільна | 2,8 | годування курей | 2,2 |
| азвичайному темпі | 3,2 | coop та укладання яєць | 2,8 |
| з вантажем 10 кг | 3,5 | чищення гною | 3,7 |
| у гору: | Робота слюсаря; | ||
| повільна | 4,7 | прибирання робочого місця | 2,2 |
| н звичайному темпі | 5,7 | Робота машиністів кульових млинів: | |
| швидка | 7,5 | прийом та здавання зміни | 2,6 |
| 6,7 | догляд за ооорудованістю | 4.6 | |
| під гору: | контроль за станом технічного обладнання: | ||
| повільна | 2,8 | сидячи | 2.1 |
| у звичайному темпі | 3,1 | те саме стоячи | 3,2 |
| швидка | 3,6 | те саме в русі | 3,2 |
| Їжа | 1,5 | підбір розсипу та закиданняварші на транспортер | 4,4 |
| Їзда у транспорті | 1.7 | прибирання майданчика водонапірним шлангом | 3,4 |
| Приготування пити, догляд за дітьми | 2,2 | Робота токаря: | |
| Читання, навчання | 1.6 | підрізування затворів | 2,7 |
| 3,3 | розточування затворів | 2,3 | |
| Навчання студентів: | розточування патрубків | 2,4 | |
| заняття | 1.9 | шліфування корпусу штока | 2,8 |
| перерва між заняттями | 2,8 | токарна обробка штока | 3,7 |
| Наукова діяльність: | Різні види відпочинку: | ||
| перегляд наукової літератури | 1,8 | сидячі (гра в карти, шахи, шашки та інші настільні ігри) | 2,2 |
| реферування наукової літератури | 2,0 | легка активність (фіззарядка, настільний теніс, більярд тощо) | 2,2-4,4 |
| обговорення наукової проблеми | 2,2 | помірна активність (танці, плавання, теніс тощо) | 4,4-5,6 |
| виконання наукового експерименту | 2,6 | важкі вправи (футбол, атлетика, біг підтюпцем, веслування тощо) | 6,6 |
| Рибний лов на ліску | 2,1 |
Коефіцієнти фізичної активності для жінок за різних видів діяльності
| Вид діяльності | | т | Вид діяльності | §■ про |
| Сон | 1.0 | Робота мотальниць: | |
| Лежаче становище | 1,2 | зміна качани сидячи в кріслі | 2,5 |
| Відпочинок: | зв'язування ниток сидячи | 2,3 | |
| сидячи | 1,4 | * робота ткачих: | |
| стоячи | 1,5 | ліквідація обриву нитки | 2,6 |
| Туалет | 1,8 | розчищення шлюбу на полотні | з, з |
| Ходьба: | чищення прноорів | 2,8 | |
| по будинку | 2,4 | Робота прядильниць: | |
| прогулянка повільна | 3.0 | зміна котушок із рівницею | 2,7 |
| у звичайному темпі | 3.4 | ліквідація обривів | 2,8 |
| з вантажем 10 кг | 4.0 | чищення верстатів щіткою | 2,8 |
| у гору: | Робота швачок-мотористок: | ||
| у звичайному темпі | 4,6 | пробника петель | 1,9 |
| швидка | 6,6 | чищення готових виробів | 2,2 |
| у звичайному темпі з вантажем 10 кг | 6,0 | з'єднання передньої частини зі спинкою | 3,7 |
| під гору: | пробивання бортів | 3,2 | |
| повільна | 2,3 | обробка кишень | 3,1 |
| у звичайному темпі | 3.0 | пришивання підкладки | зд |
| швидка | 3,4 | підготовка до роботи | 2,1 |
| з навантаженням | 4,6 | Працівниці лакофарбового заводу | |
| Відпочинок сидячи | 1,2 | Робота апаратниць: | |
| Їжа | 1,7 | виробництво аналізів | 1,9 |
| Їзда у транспорті | 1,5 | переходи сходами | 6,1 |
| Приготування їжі, догляд за дітьми | 2,2 | спостереження, заповнення документів | 1,5 |
| Читання, навчання | 1.6 | Робота злив: | |
| Господарські роботи по дому | 3.3 | підготовка до роботи | 2,1 |
| Навчання студентів: | ходьба | 6.1 | |
| заняття | 1,8 | подача тари | 4,1 |
| перерва між заняттями | 2,5 | заливка розчинів та спостереження | 4,0 |
| Робота лаборантів: | скидання наповненої ємності | 3,0 | |
| миття посули | 3,1 | Апаратники хімічного заводу: | |
| виробництво хімічних аналізів | 2,6 | спостереження за роботою грануляторів та up | 26 |
| невиробничі роботи | 1,8 | регулювання подачі повітря та води, прочищення бункерів | 3,8 |
| перерви у роботі | 2,7 | прибирання робочого місця, підбір розсипу | 3.6 |
| Шиття одягу | 1,4 | Різні види відпочинку: | 2,1 |
| Прання одежі | 3,0 | сидячі (гра зкарти, шахи, шашки та інші настільні ігри) | 2,І,2 |
| Очищення одягу | 1.4 | легка активність (фіззарядка) | 4,4-5,6 |
| Копання землі | помірна активність (танці, плавання) | 6,6 | |
| велика активність (атлетика, біг підтюпцем, веслування) |
Для забезпечення людини їжею, що відповідає його енергетичним витратам і пластичним процесам, необхідно визначити добову витрату енергії. За одиницю виміру енергії людини прийнято вважати кілокалорію.
Протягом доби людина витрачає енергію на роботу внутрішніх органів (серця, травного апарату, легенів, печінки, нирок тощо), теплообмін та виконання суспільно корисної діяльності (робота, навчання, домашня праця, прогулянки, відпочинок). Енергія, що затрачується працювати внутрішніх органів прокуратури та теплообмін, називається основним обміном. При температурі повітря 20 ° С, повному спокої, натще основний обмін становить 1 ккал в 1ч на 1 кг маси тіла людини. Отже, основний обмін залежить від маси тіла, а також від статі та віку людини.
Таблиця основного обміну дорослого населення в залежності від маси тіла, віку та статі
|
Чоловіки (основний обмін), ккал |
Жінки (основний обмін), ккал |
||||||||
|
Маса тіла, кг |
Маса тіла, кг |
||||||||
|
1450 1520 1590 1670 1750 1830 1920 2010 2110 |
1370 1430 1500 1570 1650 1720 1810 1900 1990 |
1280 1350 1410 1480 1550 1620 1700 1780 1870 |
1180 1240 1300 1360 1430 1500 1570 1640 1720 |
1080 1150 1230 1300 1380 1450 1530 1600 1680 |
1050 1120 1190 1260 1340 1410 1490 1550 1630 |
1020 1080 1160 1220 1300 1370 1440 1510 1580 |
960 1030 1100 1160 1230 1290 1360 1430 1500 |
||
Для визначення добової витрати енергії людини введений коефіцієнт фізичної активності (КФА) - це співвідношення загальних енерговитрат на всі види життєдіяльності людини з величиною основного обміну.
Коефіцієнт фізичної активності є основним фізіологічним критерієм для віднесення населення до тієї чи іншої трудової групи залежно від інтенсивності праці, тобто. від енерговитрат, розроблений Інститутом харчування АМН у 1991 р.
Коефіцієнт фізичної активності КФА
|
Група праці |
Група праці |
||
Усього визначено 5 трудових груп для чоловіків та 4 для жінок. Кожній трудовій групі відповідає певний коефіцієнт фізичної активності Для розрахунку добової витрати енергії необхідно величину основного обміну (відповідну віку та масі тіла людини) помножити на коефіцієнт фізичної активності (КФА) певної групи населення.
I група - працівники переважно розумової праці, дуже легка фізична активність, КФА-1,4: науковці, студенти гуманітарних спеціальностей, оператори ЕОМ, контролери, педагоги, диспетчери, працівники пультів управління, медпрацівники, працівники обліку, секретарі та і т.д. Добова витрата енергії залежно від статі та віку становить 1800-2450 ккал.
II група - працівники, зайняті легкою працею, легка фізична активність, КФА-1,6: водії транспорту, працівники конвеєрів, вагівниці, пакувальниці, швейники, працівники радіоелектронної промисловості, агрономи, медсестри, санітарки, працівники зв'язку, сфери обслуговування, продавці промтоварів та ін. Добова витрата енергії залежно від статі та віку становить 2100-2800 ккал.
III група - працівники середньої тяжкості праці, середня фізична активність, КФА-1,9: слюсарі, налагоджувачі, налагоджувачі, станочники, буровики, водії екскаваторів, бульдозерів, вугільних комбайнів, автобусів, лікарі-хірурги, текстильники, взутті залізничники, продавці продтоварів, водники, апаратники, металурги-доменщики, працівники хімзаводів, працівники громадського харчування та ін. Добова витрата енергії залежно від статі та віку становить 2500-3300 ккал.
IV група - працівники важкої фізичної праці, висока фізична активність, КФА-2,2: будівельні робітники, помічники буровиків, прохідники, хлопкороби, сільгоспробочі та механізатори, доярки, овочівники, деревообробники, металурги, дрібники. Добова витрата енергії залежно від статі та віку становить 2850-3850 ккал.
V група - працівники особливо важкої фізичної праці, дуже висока фізична активність, КФА-2,4: механізатори та сільгосп- робітники в посівний та прибиральний періоди, гірники, вальщики лісу, бетонники, муляри, землекопи, вантажники немеханізованих робіт, оленярі та ін. Добова витрата енергії в залежності від статі та віку становить 3750-4200 ккал.