При ограничении питания и недостаточном содержании в рационе отдельных питательных веществ основной обмен снижается на 20-40%.
Значительные изменения основного обмена происходят при нарушении функций отдельных органов и систем. При таких заболеваниях как малярия, брюшной тиф, туберкулез, базедова болезнь – основной обмен повышен; при микседеме – снижен.
Основной обмен изменяется в зависимости от сезона года и климатических условий, что обусловлено изменениями гормональных функций организма. При действии низких температур основной обмен повышается, при высоких – понижается.
Специфическим динамическим действием пищи (термогенное действие) называется повышение энергетического обмена при приеме пищи. Эта энергия тратится организмом на процессы пищеварения, абсорбцию, транспорт, метаболизм и хранение переваренной пищи. Выделяется слабое специфическое динамическое действие пищи (увеличение энергетического обмена на 10%), достаточное (увеличение от 10% до 20%) и хорошо выраженное (более 20%). Наибольшим СДД обладают белки (в среднем 26,8%), наименьшим – углеводы (2,8%) и среднее место занимают жиры (8,9%). При приеме смешанной пищи СДД равняется 10 – 15% от основного обмена.
Б) Увеличение энергозатрат при выполнении умственной и физической работы называется рабочей надбавкой. Рабочая надбавка рассчитывается на основе хронометража всех видов деятельности при учете времени, затраченной на каждый вид. По специальной таблице определяется значение энерготрат в ккал/час на каждый вид деятельности, что будет являться рабочей надбавкой. Сумма рабочих надбавок составят энерготраты на различные виды деятельности в ккал и кДж в час.
В рабочих надбавках отражаются регулируемые траты энергии, которые в зависимости от условий и воли человека могут увеличиваться или уменьшаться.
Сумма основного обмена, СДД и рабочей надбавки и составляет суточные энергозатраты.
По рекомендации ВОЗ, объективным физиологическим критерием, отражающим конкретные энергетические затраты населения на различные виды деятельности является коэффициент физической активности (КФА).
КФА – это отношение общих энергозатрат к основному обмену.
В соответствии с КФА все трудящееся население делится на следующие группы:
1 группа – лица преимущественно умственного труда. КФА – 1,4 (научные работники, студенты гуманитарных специальностей, операторы ЭВМ, педагоги, диспетчеры, контролеры, работники пультов управления).
2 группа – лица, занятые легкой физической работой. КФА – 1,6 (водители трамваев, троллейбусов, работники конвейеров, упаковщики, швейники, работники радиоэлектронной промышленности, агрономы, медсестры, санитарки, работники связи, сферы обслуживания, продавцы промтоваров).
3 группа – лица, занятые физической работой средней тяжести. КФА – 1,9 (слесари, наладчики, экскаваторщики и бульдозеристы, водители автобусов, врачи-хирурги, железнодорожники, обувщики, продавцы продтоваров).
4 группа – лица, занятые тяжелым физическим трудом (строители, проходчики, доярки, металлурги, литейщики). КФА для мужчин – 2,3, для женщин – 2,2.
3. Существуют различные методы определения суточных энерготрат человека.
Наиболее точным методом является метод прямой калориметрии, который заключается в непосредственном определении выделяемой человеком тепловой энергии в калориметрической камере. Между стенками камеры протекает вода, которая имеет постоянную теплоемкость. По степени нагрева воды определяют количество выделенного тепла. Этот метод имеет ограничения применительно к различным видам деятельности.
Для определения суточных энергозатрат при различных видах деятельности и быта чаще используется метод непрямой калориметрии. При этом методе исследуется газообмен. С этой целью в мешки Дугласа-Холдена производится сбор выдыхаемого воздуха, определяется в нем содержание углекислоты и кислорода. Рассчитывается дыхательный коэффициент (СО2 / О2): отношение выделенной углекислоты (л) к количеству потребленного кислорода (л). По таблице определяется калорическая ценность 1 л кислорода при данном дыхательном коэффициенте. Перемножаются количество потребленного кислорода за сутки и калорическая ценность кислорода. Это будут суточные энергозатраты человека.
Предложены различные табличные метода:
- определяется основной обмен по таблицам Гарриса-Бенедикта. Число А по данным веса и пола и число Б – по росту, возрасту и полу. Складываются 2 числа, что будет составлять основной обмен. К этой цифре прибавляется 10% от нее (на переваривание и усвоение пищи). По таблицам учета рабочей надбавки на различные виды деятельности на основе хронометража определяется третья составная часть суточных энергозатрат, которая прибавляется к величине основного обмена и специфически динамическому действию пищи.
Например. Необходимо определить суточные энерготраты портного 40 лет, весом 65 кг, ростом 170 см, работающего 8 часов в сутки, живущего за 4 км от места работы (30 минут езды на велосипеде), в течение 4 часов, занимающегося домашней работой, отдых сидя – 3 часа.
По таблице определяется первое число А – по весу и полу – 960 ккал. По второй таблице определяется число Б по росту, возрасту и полу – 580 ккал. Основной обмен будет равен 960 + 580 = 1540 ккал.
К этой цифре прибавляется 10%, т.е. 154 ккал, затрачиваемое на специфически-динамическое действие пищи.
Рабочие надбавки будут составлять:
На работу 8ч.х65=520 ккал.
На езду на велосипеде – 1ч.х365 = 365 ккал.
На домашнюю работу 4х80=320 ккал.
Отдых сидя – 15х3 = 45 ккал.
Суточные энерготраты портного составят 1540 + 154 + 520 + 365 + 320 + 45 = 2944 ккал.
- Основной обмен может определяться расчетным методом по формулам, учитывающим возраст и пол, или определять по таблице с учетом массы тела, возраста и пола, а к нему прибавляются 10% от основного обмена и рабочие надбавки по таблицам с учетом вида деятельности, отдыха, домашней работы и времени, затрачиваемого на них.
- Всемирная организация здравоохранения предлагает расчет суточных энергозатрат по основному обмену и коэффициенту физической активности. Основной обмен определяется по таблицам. КФА рассчитывается средний по всем видам проведенной работы. При этом учитываются все виды деятельности и берется КФА для каждого вида из таблиц, суммируются КФА и определяются средняя величина ее. Затем основной обмен умножается на КФА. Это и будут суточные энергозатраты.
Например. Необходимо определить суточные энерготраты студента 20 лет, с весом 70 кг. Студент занимался на кафедре хирургии (КФА – 2,4), слушал лекцию (КФА – 2,0), работал на компьютере (КФА – 1,7), готовил пищу (КФА – 1,8), принимал пищу (КФА – 1,5), ездил на занятия (КФА – 1,7), смотрел телепередачи (КФА – 1,5), раздевался, одевался (КФА – 1,5), умывался (КФА – 1,6).
Средняя величина КФА = 1,74. Основной обмен по таблице – 1750 ккал. Суточные энерготраты студента составляют 1750 х 1,74 = 3045 ккал или 12746,4 кДж.
4. В последние годы получил распространение хронометражно-табличный метод. Разработаны таблицы энергетических затрат человека на различные виды деятельности, включающих энерготраты на основной обмен, в том числе и сон.
Хронометраж суток предполагает определение всех видов деятельности и времени, затрачиваемой на каждый из них в минутах. В общей сложности должно быть 24 часа – 1440 мин (сутки). Затем определяются в таблицах энергетические коэффициенты, то есть затраты энергии на каждый вид деятельности в ккал/мин/кг.
Рассчитываются энерготраты в ккал/кг на каждый вид деятельности с учетом затраченного времени. Для этого время в минутах умножается на энергетический коэффициент ккал/мин/кг.
Суточные энеготраты будут составлять сумму энерготрат на все виды деятельности ккал/кг за сутки, умноженное на вес с прибавлением 10% неучтенных движений.
Например. Определить суточный расход энергии студента весом 70 кг.
Хронометраж суток студента
| № п/п | Вид деятельности | Продол-жительность, мин | Энергетич. коэффициент ккал/кг/мин | Энерго-траты, ккал/кг |
| 1 | Сон | 480 х | 0,0155 = | 7,44 |
| 2 | Зарядка (физ.упражн.) | 15 х | 0,0648 = | 1,03 |
| 3 | Надевание, раздевание одежды и обуви | 20 х | 0,0498 = | 0,986 |
| 4 | Уборка постели, личная гигиена | 15 х | 0,0329 = | 0,33 |
| 5 | Прием пищи | 95 х | 0,0236 = | 2,24 |
| 6 | Слушание лекций | 170 х | 0,0266 = | 4,522 |
| 7 | Практические занятия, семинарские | 230 х | 0,0250 = | 5,75 |
| 8 | Перерывы | 20 х | 0,0455 = | 0,91 |
| 9 | Езда в транспорте | 80 х | 0,0267 = | 2,14 |
| 10 | Ходьба | 90 х | 0,0597 = | 5,373 |
| 11 | Отдых сидя | 30 х | 0,0269 = | 0,701 |
| 12 | Подготовка к занятиям | 165 х | 0,0250 = | 4,121 |
| 13 | Игра в шахматы | 30 х | 0,0242 = | 0,726 |
| ВСЕГО | 1440 мин | 36,269 ккал/кг | ||
Для расчета суточных энергозатрат 36,27 ккал умножается на вес и прибавляется 10%:
36,27х70=2538,9 + 253,89=2792,79 ккал/сутки (11690,66 кДж/сутки).
5. Физиологическая потребность в питательных веществах зависит от энергозатрат организма, которые отражают возраст, пол, массу тела и интенсивность труда.
При расчете суточной физиологической потребности организма в белках, жирах, углеводах необходимо учитывать суточные энерготраты, 5алорийную квоту каждого питательного вещества и калорийные коэффициенты.