Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Энергетический баланс
Энергетические траты человека принято выражать в больших калориях или килокалориях (ккал), а в единицах Международной системы СИ - в килоджоулях (кДж)
Под калорией понимают количество тепла, которое необходимо, чтобы нагреть 1 л воды на 10 С. 1 калория равна 4,184 Дж. В этих же единицах (ккал и кДж) принято выражать и энергетическую ценность пищи. Одним из основных требований рационального питания является соответствие калорийности суточного рациона энерготратам организма (закон количественной адекватности питания). Если калорийность пищевого рациона не покрывает производимые в течение суток затраты энергии, то возникает отрицательный энергетический баланс, который приводит к мобилизации всех ресурсов организма на максимальную продукцию энергии для возможно боль- шего покрытия энергетического дефицита. В таком случае все пищевые вещества, в том числе и белок, используются как источники энергии. Преимущественное расходование белка на энергетические цели в ущерб его прямому пластическому предназначению на анаболические цели рассматривается как основной неблагоприятный фактор отрицательного энергетического баланса. При этом на энергетические цели расходуется не только белок, поступающий в составе пищи, но и белки тканей, которые при дли-тельном отрицательном энергетическом балансе начинают использоваться на энергетические нужды, обусловливая белково-энергетическую недостаточность, играющую основную роль в формировании таких тяжелых заболеваний недостаточного питания – как алиментарная дистрофия, алиментарный маразм, квашиоркор. Не менее серьезными отрицательными последствиями характеризуется и выраженный положительный энергетический баланс, когда в течение продолжительного периода времени энергетическая ценность пищевого рациона превышает производимые затраты в энергии. Состояние резкого положительного баланса чаще всего наступает во второй половине жизни человека, когда "белковая" программа обмена веществ сменяется "жировой" программой. У людей умственного и автоматизированного труда, не применяющих дополнительной физической нагрузки, на фоне длительно удерживаемого положительного энергетического баланса развиваются и прогрессируют такие болезни избыточного питания как ожирение, атеросклероз, гипертоническая болезнь, диабет желчекаменная болезнь и др.
Таким образом, как отрицательный, так и положительный энергетический баланс неблагоприятно сказываются на физическом состоянии организма, приводят к существенным нарушениям обмена веществ, функциональным и морфологическим изменениям систем его жизнеобеспечения.
Нормальные в физиологическом отношении условия создаются при обеспечении энергетического равновесия, т.е. когда достигается более или менее близкое соответствие поступления и расхода энергии в течение суток. В первой половине жизни, когда активно происходят процессы роста и развития, необходимо некоторое превышение (на 10 - 15 %) энергетической ценности питания над производимыми затратами энергии. Во второй половине жизни такое превышение может быть допущено только при интенсивной. У людей, не занимающихся каким-либо видом физической деятельности, превышение калорийности питания даже на 5 - 10% может привести к развитию тучности и прогрессированию атеросклеротического процесса. Таким образом, при организации питания той или иной группы населения, при определении калорийности рациона необходимо учитывать разнообразные факторы:
возраст;
пол;
характер трудовой деятельности;
наличие дополнительных видов физической нагрузки;
распорядок дня;
климатические условия;
физиологическое состояние организма.
Энергетические затраты
Энергетические затраты человека дифференцируют на:
- нерегулируемые волей человека;
- регулируемый расход энергии.
Нерегулируемые энерготраты - это расход энергии на основной обмен, на специфически-динамическое действие пищи, а также на рост, развитие и отложение тканевых веществ. Энергия, затрачиваемая на основной обмен, расходуется на поддержание функций жизнеобеспечивающих систем - дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения, поддержание постоянной температуры тела, обеспечение необходимого мышечного тонуса т.е. на работу сердца, легких, почек, печени, нервной, эндокринной и других систем.
Величина основного обмена (ВОО) определяется в состоянии мышечного и нервного покоя, в положении лежа, при комфортной температуре воздуха (20 С), утром, натощак (последний прием пищи за 14 - 16 часов до исследования). Энергия основного обмена для каждого человека индивидуальна и в тоже время является достаточно постоянной величиной для взрослого мужчины средней массы тела (70 кг) она составляет около 1700 ккал, для молодой женщины средней массы тела (55 кг) - около 1300 ккал в сутки.
Ориентировочно при средних условиях (средний возраст, средняя масса тела и др.) можно принять величину энергии основного обмена в количестве 1 ккал на 1 кг веса тела в час. Более точно величину основного обмена можно определить специальным исследованием, а также расчетным путем с использованием специальных формул и таблиц (Гарриса, Бенедикта и др.).
Расход энергии на основной обмен подвержен колебаниям и изменяется в зависимости от многих причин, зависящих как от состояния организма, так и от условий внешней среды.
Величина основного обмена взрослого населения РФ в зависимости от пола, массы тела и возраста (ккал в сутки)
Мужчины Женщины
Масса возраст, лет Масса возраст, лет
18-29 30-39 40-49 60-74 18-29 30-39 40-49 60-74
кг кг
50 1450 1370 1280 1180 40 1080 1050 1020 960
55 1520 1430 1350 1240 45 1150 1120 1080 1030
60 1590 1500 1410 1300 50 1230 1190 1160 1100
65 1670 1570 1480 1360 55 1300 1260 1220 1160
70 1750 1650 1550 1430 60 1380 1340 1330 1230
75 1830 1720 1620 1500 65 1450 1410 1370 1290
80 1920 1810 1700 1570 70 1530 1490 1440 1360
85 2010 1900 1780 1640 75 1600 1550 1510 1430
90 2110 1990 1870 1720 80 1680 1630 1580 1500
ВОО зависит от возраста, массы тела, пола, У женщин основной обмен на 10 – 15 % ниже, чем у мужчин, что объясняется меньшей массой тела. У детей основной обмен выше на 15 % и более, чем у взрослых, и тем в большей степени, чем меньше возраст ребенка. У лиц пожилого возраста основной обмен снижен на 10 - 15 % по сравнению с молодыми. Снижение основного обмена наблюдается, начиная с 40 лет - на 5 % за каждое десятилетие между 40 и 59 годами, на 10 % - между 60 и 69 годами и еще на 10 % после 70 лет. Таким образом, величина основного обмена устанав ливается в определенные возрастные периоды на характерном для данного возраста уровне. ВОО оказывает влияние состояние и функционирование центральной нервной системы и коры головного мозга. Стрессовые состояния, в том числе заболевания, сопровождающиеся лихорадкой, другие острые и подострые заболевания (туберкулез, сепсис, ожоговая болезнь) повышают основной обмен. К примеру, при тяжелом течении менингита или раке желудка основной обмен повышается на 40 %. При повышении температуры тела выше 370С на каждый 10 С теплопродукция увеличивается на 7 - 13 %.
Существенное влияние на величину основного обмена оказывает интенсивность функционирования эндокринной системы. Так, у лиц с гиперфункцией щитовидной железы регистрируется, как правило, повышение основного обмена на 150%. Деятельность гипофиза и половых желез ориентирована на снижение интенсивности основного обмена. При гипотиреозе, голодании, в период выздоровления, при приеме барбитуратов, мышечных релаксантов основной обмен снижается.Потребность в калориях повышается в период беременности и лактации. У беременных повышен расход энергии за счет роста плода, а также за счет изменений, происходящих в организме матери, в частности - увеличения массы тела. В последний триместр беременности основной обмен возрастает на 20 %. В этой связи рекомендуется в течение первых трех месяцев увеличивать калорийность пищи на 150 ккал в сутки, в последующие месяцы беременности - на 350 ккал. В период лактации дополнительные энергетические потребности составляют 500 ккал в сутки в первом полугодии и 450 ккал во втором.
Снижение температуры окружающей среды значительно усиливает процессы теплообразования, а, следовательно, и основного обмена. Принято считать, что при снижении температуры воздуха на каждые 100 С ниже среднегодовой температуры относительно стандартной, равной 100 С, необходимо вносить поправку на действие холода, составляющую дополнительно 5 - 10 % расхода энергии. При повышении среднегодовой температуры воздуха по сравнению со стандартной потребность в калориях понижается на 5% на каждые 100 С. Таким образом, сезонные и климатические установка и условия оказывают значительное влияние на энерготраты организма. это необходимо учитывать при составлении рационов питания.
Специфически-динамическое действие пищи - это затраты энергии на усвоение пищи, т.е. переваривание, всасывание и ассимиляцию нутриентов на клеточном уровне. Пищевые вещества обладают разной способностью повышать основной обмен: белки на 30 - 40 %, жиры - на 4 - 14%, углеводы - на 4 - 7%. При смешанном питании основной обмен повышается на 10 - 15% в сутки. Таким образом, при подсчете расхода энергии необходимо к принятой величине основного обмена (для мужчины - 1700 ккал, для женщины 1300 ккал) соответственно добавить 10 - 15% на расход энергии, обусловленный специфически-динамическим действием пищевых веществ. Регулируемые траты энергии включают расход энергии в процессе трудовой деятельности, бытового поведения, занятий спортом и других видах деятельности. Этот вид энерготрат может в обычном темпе увеличиваться или уменьшаться в зависимости от условий и воли человека. на величину энерготрат при физической работе оказывают определяющее влияние объем и характер мышечных усилий,обходимых для выполнения производственных процессов.
Приготовление пищи, уход за детьми, затраты энергии при котором крайне незначительны. Каким бы ни был напряженным и продолжительным умственный труд, применяемые методы исследования всегда констатируют постоянство и незначи-тельность производимых при этом энерroтpат. Затраты энергии при умственном труде мало отличаются от таковых в состоянии покоя и отдых, а их повышение происходит только в случаях вовлечения мышечной деятельности в умственную работу. Так, затраты энергии при отдыхе стоя относительно ВОО увеличиваются в 1,4 раза, а при чтении, учебе - в 1,6 раза. Вместе с тем хорошо известны напряжение и усталость, возникающие во время и после интенсивной умственной работы (экзамены, творческая работа и др.). Методы определения энерготрат, приведенные ниже, неприемлемы для оценки уровней затрат энер-гии при умственной работе. Вероятно, необходимо применять другие методы, основанные на иных принципах и критериях оценки напряженности умственной работы. Изучение условий труда и величин затраты энергии промышленных рабочих показало, что определяющим фактором при этом является уровень механизации производственных процессов. При работе средней тяжести энерготраты составляют 2,5 относительно ВОО. При полной автоматизации производства и переходе на пультовую деятельность энерготраты рабочих приближаются к величинам затрат энергии при умственной работе.
При умственном труде и малоподвижном образе жизни затраты энергии обычно не превышают 2300 ккал; при средней физ ческой нагрузке и средней степени подвижности - 3000 ккал, а притяжелом физическом труде достигают 4000 ккал и более.
Величина суточных энерготрат служит основанием для определения количественной стороны питания, т.е. энергетическая ценность суточного пищевого рациона должна соответствовать энерготратам.
Методы определения энерготрат организма
Энерготраты организма определяют по количеству тепла, освобождающегося при жизнедеятельности. Количество тепла можно измерить непосредственно методом прямой калориметрии, а также определить по газообмену методом непрямой калориметрии или же расчетным хронометражно-табличным методом.
Метод прямой калориметрии.
Образующееся в организме тепло выделяется в окружающее пространство, и, чтобы измерить
это тепло, человека помещают на определенный срок (сутки) в калориметрическую камеру, изготовленную из теплоизоляционного материала. В камеру подается воздух, нагретый до температуры воздуха камеры. Тепло, выделяемое организмом, поглощается водой, протекающей по системе трубок, проложенных между стенками камеры. Температура воды поддерживается на постоянном уровне. Зная объем протекающей воды и разницу температуры в приводящей и отводящей трубках, определяют количество тепла, выделившегося из организма человека. Широкое использование этого метода ограничивает отсутствие достаточного количества дорогостоящих калориметрических камер, возможность изучения только отдельных простейших трудовых процессов, а также изоляция обследуемого человека от влияния многочисленных факторов внешней среды, оказывающих большое влияние на обмен веществ и энергии.
Метод косвенной калориметрии.
Значительно более широкое распространение получил сравнительно простой метод определения энерготрат - метод непрямой (косвенной) калориметрии или газообмена.
При окислении основных компонентов пищи организм потребляет определенное количество кислорода. Окисляемые вещества разрушаются, образуя при этом соответствующие количества углекислоты, которая выделяется с выдыхаемых воздухом. Исследуя химический состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, определяют количество кислорода, поглощенного организмом за определенное время, а также количество выделенной им за это же время углекислоты, рассчитывают дыхательный коэффициент (СО2/02) и энерготраты по количеству поглощенного кислорода. Значение дыхательного коэффициента в зависимости от состава пищи колеблется от 1,0 при окислении углеводов до 0,7 при окислении жиров и составляет 0,81 при окислении белков. Калорический коэффициент 1 л кислорода при этих значениях дыхательного коэффициента равен от 5,06 до 4,69.
Газообмен исследуют в особых камерах или при помощи специальных масок, конструкция которых позволяет собирать выдыхаемый воздух в газонепроницаемые мешки. На основании данных о газообмене с помощью расчетов определяют количество тепла, которое было выделено человеком, и, следовательно, энергетические затраты его организма.
Хронометражно-табличный метод.
Сущность его заключается в точной регистрации времени (хронометраже), затрачиваемом
на выполнение различных видов деятельности, в том числе на сон и отдых за сутки. Полученные данные с помощью таблицы энеpгeтичecкиx затрат при различных видах деятельности позволяют достaточно точно определить (рассчитать) суточные затраты энергии людей различных профессией.