Тема 1. Методика расчета суточных энергозатрат человека и его потребности в основных нутриентах. Методика оценки адекватности индивидуального питания расчетными методами Актуальность темы
Суточные энерготраты человека зависят от характера и интенсивности выполняемой работы, возраста и пола. Расчет суточных энергозатрат позволяет определить физиологическую потребность организма в основных нутриентах и использовать их для оценки адекватности индивидуального питания.
Цель (общая) – уметь определить суточные энергозатраты хронометражно-табличным методом и рассчитать потребность организмак в нутриентах.
Для достижения общей цели необходимо уметь:
1.Обосновать энергетический баланс в организме, его нарушения и потребность организма в энергии.
2.Выбрать методы определения суточных энерготрат.
3.Провести хронометраж суток.
4.Рассчитать суточные энерготраты.
5.Рассчитать физиологическую потребность организма в белках, жирах, углеводах.
6.Обосновать возможность оценки адекватности питания расчетными методами.
Теоретические вопросы, на основании которых возможно выполнение целевых видов деятельности:
1.Понятие энергетического баланса в организме человека.
2.Составные части суточных энерготрат организма человека.
а) Основной обмен, специфическое динамическое действие пищи, их характеристика.
б) Энерготраты на различные виды деятельности, их зависимость от коэффициента физической активности.
3.Методы определения суточных энергозатрат человека, их характеристика.
4.Хронометражно-табличный метод, методика расчета суточных энерготрат хронометражно-табличным методом.
5.Определение физиологической потребности организма в белках, жирах, углеводах.
6.Обоснование возможности оценки адекватности питания расчетными методами.
Литература по теме
1.Даценко І.І., Габович Р.Д. Профілактична медицина. Загальна гігієна з основами екології. Навчальний посібник.-К.:Здоров´я, 1999. – С. 313-320.
2.Даценко І.І., Денисюк О.Б., Долошицький С.Л. Загальна гігієна: посібник для практичних занять.- Львів: Світ, 2001. – С. 140 – 146.
3.Лекция по теме.
4.Граф логической структуры (Приложение 1).
1.Габович Р.Д., Познанский С.С., Шахбазян Г.Х. Гигиена. – К.: Вища школа, 1983. – С. 134 – 135.
2.Румянцев Г.И., Вишневская Е.П., Козлова Т.А. Общая гигиена. – М.: Медицина, 1985. – С. 34 – 40.
3.Пивоваров Ю.П., Гоева О.Э., Величко А.А. Руководство к лабораторным занятиям по гигиене. – М.: Медицина, 1983. – С. 4 – 12.
Краткое содержание теоретических вопросов
1. При изучении баланса энергии необходимо оценивать три основных компонента: поступление энергии с пищей, запасы ее в организме и энергетические затраты. Поступление энергии в организм человека с пищей регулируется сложной системой, включающей такие физиологические проявления, как аппетит и насыщение, а также изменениями концентраций различных метаболических субстратов в крови. Адекватность потребляемой энергии зависит также от степени абсорбции и утилизации энергетических компонентов пищи. Запасы энергии в самом организме зависят от жировых отложений, а также содержания белков, жиров, углеводов в тканях организма. Энергетические затраты связаны с поддержанием физиологических функций организма, обусловленных работой различных систем организма – нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, выделительной, а также с различными видами деятельности.
Энергетический баланс – состояние организма, при котором энергетические затраты полностью покрываются, то есть количество вырабатываемой энергии в организме соответствуют энергозатратам.
При неадекватном питании в организме может возникать отрицательный энергетический баланс, при этом производимые затраты энергии не покрываются. Организм мобилизует все ресурсы на максимальную продукцию энергии, что будет сопровождаться тратой пищевых веществ тканей на покрытие энергетического дефицита. С энергетической целью расходуется белок, не только поступающий с пищей, но и белок тканей. Отрицательный энергетический баланс связан с белковой недостаточностью и должен рассматриваться как единый комплекс белково-энергетической недостаточности. Не менее вреден и положительный энергетический баланс. Он возникает при продолжительном превышении энергетической ценности рациона питания относительно затрат энергии организмом. На основе длительного положительного энергетического баланса в значительной степени прогрессируют и развиваются избыточная масса тела, ожирение, атеросклероз, гипертоническая болезнь, ИБС.
Таким образом, как отрицательный, так и положительный энергетический баланс неблагоприятно влияют на состояние организма. Необходимо обеспечивать энергетическое равновесие, то есть соответствие поступления и расхода энергии организмом в течение суток.
Возникает необходимость определения суточных энергозатрат каждым индивидуумом.
2. Суточные энерготраты человека включают 3 составные части: основной обмен, специфически-динамическое действие пищевых веществ (СДД) и энерготраты на различные виды деятельности.
Энергозатраты на основной обмен и специфическое динамическое действие пищи следует относить к нерегулируемым волей человека тратам энергии, а к регулируемым энергозатратам – расход энергии в процессе трудового, бытового и домашнего поведения, при занятиях спортом и других видах деятельности.
А) Под основным обменом следует понимать обмен энергии, необходимый для поддержания физиологических функций (дыхательной мускулатуры, сердца, печени, почек и др.), поддерживающих жизнедеятельность организма в состоянии полного мышечного и нервного покоя, при исключении всех эндо- и экзогенных влияний (натощак или через 12-16 часов после приема пищи, при комфортной температуре воздуха 18-20 о С).
Приблизительно величина основного обмена для лиц среднего возраста (35 лет), среднего роста (165см) и средней массе тела (70 кг) составляет 1 ккал (4,186 кДж) на 1 кг массы за 1 час. Основной обмен выше у детей, чем у взрослых, у мужчин на 10% выше, чему женщин. У лиц пожилого возраста основной обмен снижается.
Современные исследования показали, что основной обмен величина непостоянная даже для данного индивидуума. Основной обмен отражает гормональные процессы в организме, которые зависят от мышечной массы, массы тела, патологического состояния внутренних органов, эндокринных заболеваний. Увеличение массы тела за счет жировых отложений приводит к снижению основного обмена из-за накопления мало активной ткани. Установлена коррелятивная зависимость между величиной основного обмена и развитием мускулатуры. При увеличении мышечной массы основной обмен возрастает.
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.
Источник
Определения суточных энергозатрат хронометражно-табличным методом
Хронометражно-табличный метод является простым и быстрым методом определения суточных энергозатрат человека. Метод включает хронометраж отдельных видов деятельности человека за сутки и расчет энергозатрат с помощью специальных таблиц, как по отдельным видам деятельности, так и за сутки в целом. Указанный метод включает данные основного обмена.
Каждое состояние организма, каждый вид деятельности (сон, работа, отдых и т.д.) сопровождается определенными по величине затратами энергии, которые образуют суммарную величину затрат энергии за сутки. Поэтому первым этапом определения этой величины является учет продолжительности отдельных состояний организма и видов деятельности на протяжении суток, т.е. определение бюджета времени.
В практической деятельности обычно используется сочетание метода хронометража и личных записей. Необходимо, чтобы день, выбранный для хронометража, был типичным и выполняемые виды работ характеризовали среднюю физическую нагрузку. Если общая сумма времени, затраченного на все виды деятельности, будет равной 24 часам (1440 мин.), следовательно, хронометраж проведен правильно.
Весь день расписывается подробно по минутам по видам деятельности (первая колонка таблицы). При этом необходимо отдельно выделять учебные занятия со статической нагрузкой, занятия с мышечной нагрузкой, время, затраченное на отдых, питание, занятия по интересам и т. д. Если данный день включал в себя спортивное занятие, то его следует разделить по времени на 3 части (разминка, основная, заключительная) с учетом вида деятельности. Во второй и третьей колонках отражается время, затраченное на каждый вид деятельности.
Расход энергии (энергозатраты) на 1 кг веса за 1 мин (четвертая колонка таблицы) определяют по данным таблицы в соответствии с видом деятельности. Энергозатраты за время деятельности (пятая колонка) рассчитываются умножением времени деятельности (третья колонка) на расход энергии на 1 кг за мин. (четвертая колонка).
Обработка данных хронометража заключается в суммировании времени, затраченного на однотипные виды работ, выполняемые в различные промежутки дня (например, ходьбу, прием пищи, отдых сидя и т.д.). Данные хронометража заносят в рабочую таблицу 11.
Таблица 11
Определение суточных энергетических затрат (образец)
| Виды деятельности за сутки | Время от … и до … | Время деятельности в мин. | Расход энергии на 1 кг за 1 мин | Энергозатраты за время деятельности |
| Зарядка | 7.10-7.30 | 0,0648 | 0,0648 х 20 = 1,296 | |
| Душ | 7.30-7.40 | 0,0329 | 0,0329 х 10 = 0,329 | |
| Уборка постели | 7.40-7.50 | 0,0329 | 0,0329 х 10 = 0,329 | |
| Завтрак | 7.50-8.20 | 0,0236 | 0,0236 х 30 = 0,708 | |
| … | … | … | … | …… |
| Сон | 23.00-7.00 | 0,0155 | 0,0155 х 480 = 7,44 | |
| Итого | Σ=43,902 |
Приведенные данные включают энергозатраты на основной обмен. Если тот или иной вид выполненной работы в табл. не указан, берут вид деятельности близкий к ней по характеру.
Чтобы получить суточные энергозатраты необходимо умножить суммарное значение энергетических затрат (5 колонка таблицы) на массу испытуемого. К полученной цифре прибавить 15 % от суточного расхода энергии (это неучтенные энергетические затраты, связанные с возможными неточностями в расчетном методе).
Пример: если сумма энергетических затрат составила 43,902, а масса испытуемого – 74 кг, то суточный энергорасход рассчитывается так:
1) 43,902 × 74 = 3248,7;
2) 3248,7 × 15 / 100 = 487;
3) 3248 + 487 = 3735– суточные энергозатраты.
Провести сопоставление с гигиеническими нормативами в зависимости от профессиональной принадлежности. Сделать выводы и дать рекомендации по оптимизации энергетических затрат.
Таблица 12
Расход энергии при различных видах деятельности на 1 кг массы тела в 1 минуту (с учетом основного обмена)
| Вид деятельности | Энерготраты ккал/кг/мин. | Вид деятельности | Энерготраты ккал/кг/мин. |
| I. Сон | 0,0155 | бадминтон | 0,0833 |
| 1. Учебное время | бильярд | 0,0416 | |
| Слушание лекций | 0,0243 | бейсбол | 0,0657 |
| Практические занятия лабораторные | 0,036 | баскетбол | 0,2042 |
| Практические занятия семинарские | 0,025 | бокс | 0,2142 |
| Практические занятия семинарско-лабораторные | 0,03 | верховая езда | 0,0914 |
| Перерывы | 0,0258 | волейбол | 0,0773 |
| 2. Внеучебное время | бег со скоростью 8 км/час | 0,1357 | |
| Подготовка к занятиям | 0,025 | бег со скоростью 180 м/мин | 0,178 |
| Сбор на занятия | 0,0455 | бег со скоростью 320 м/мин | 0,32 |
| Дорога: | гимнастика (вольные упражнения) | 0,0845 | |
| ходьба по асфальтовой дороге (4-5 км/час) ходьба по полевой дороге (4-5 км/час) | 0,0597 | гимнастика (занятия на снарядах) | 0,128 |
| ходьба по снежной дороге | 0,0626 | гольф | 0,0742 |
| ходьба со скоростью 6 км/час | 0,0914 | гребля | 0,11 |
| ходьба со скоростью 8 км/час | 0,0714 | дзюдо | 0,3252 |
| езда в транспорте | 0,1371 | езда на велосипеде (13-21 км/час) | 0,1285 |
| 0,0267 | катание на коньках | 0,1017 | |
| 3. Домашняя работа | лыжный спорт (подготовка лыж) | 0,0546 | |
| Мытье пола | 0,0548 | лыжный спорт (передвижение по пересеченной местности) | 0,2086 |
| Мытье посуды | 0,0343 | лыжный спорт (учебные занятия) | 0,1707 |
| Вытирание пыли | 0.0411 | мотобол | 0,1485 |
| Подметание пола | 0,0402 | плавание | 0,119 |
| Глажение белья | 0,0323 | регби | 0,1957 |
| Стирка белья вручную | 0,0511 | ручной мяч | 0,1957 |
| Шитье, ручное вязание | 0,0265 | стрелковые занятия с ружьем | 0,0893 |
| Покупка товаров, продуктов | 0,045 | теннис | 0,1095 |
| Уход за детьми | 0,036 | теннис настольный | 0,0666 |
| Работа в личном подсобном хозяйстве | 0,0757 | футбол | 0,119 |
| Пилка дров | 0,1143 | хоккей на льду | 0,4 |
| Хозяйственная работа | 0,0573 | 6. Работа на производстве | |
| Приготовление пищи | 0,033 | Работа бетонщика | 0,0856 |
| Уход за помещением, мебелью, бытовыми приборами | 0,0402 | Умственный труд | 0,0243 |
| 4. Самообслуживание | Работа врача хирурга | 0,0855 | |
| Уборка постели | 0,0329 | Работа в лаборатории стоя | 0,036 |
| Прием пищи сидя | 0,0236 | Работа в лаборатории сидя | 0,025 |
| Умывание (по пояс) | 0,0504 | Работа в научной лаборатории | 0,0309 |
| Душ | 0,057 | Работа каменщика | 0,0952 |
| Личная гигиена | 0,0329 | Работа на комбайне | 0,0378 |
| Чистка одежды и обуви | 0,0493 | Работа в учреждении | 0,0257 |
| Одевание и раздевание одежды и обуви | 0,0264 | Вождение транспортных средств | 0,0228 |
| 5. Свободное время | Пошив одежды | 0,0414 | |
| Отдых стоя | 0,0264 | Работа в сфере обслуживания (ремонт) | 0,0328 |
| Отдых сидя | 0,0229 | Работа парикмахера | 0,0333 |
| Отдых лежа (без сна) | 0,0183 | Работа в столовой | 0,0566 |
| Чтение молча | 0,023 | Работа в пекарне | 0,0383 |
| Чтение вслух | 0,025 | Работа на пивзаводе | 0,045 |
| Писание писем | 0,024 | Работа в прачечной | 0,0566 |
| Танцы легкие | 0,0596 | Работа в легкой промышленности | 0,0466 |
| Танцы энергичные | 0,1614 | Работа медсестры, санитара | 0,055 |
| Пение | 0,029 | Работа плотника | 0,0833 |
| Игра в шахматы | 0,0242 | Работа почтальона | 0,0857 |
| Общественная работа | 0,049 | Работа сапожника | 0,0429 |
| Воскресники (уборка территории) | 0,069 | Работа в сельском хозяйстве | 0,0785 |
| Занятия физкультурой и спортом: | Работа слесаря | 0,05 | |
| утренняя гимнастика (физические упражнения) | 0,0648 | Работа шофера на грузовой машине | 0,0466 |
Таблица 13
Расчет суточных энерготрат спортсмена (образец)
| Виды деятельности | Время (от-до) | Продолжительность (мин) | Расход энергии в 1 мин на 1кг массы (ккал) | Вычисление энергии (ккал/сутки/кг) |
| Зарядка (физ. упр.) | 8.20-8.30 | 0.0648 | 0.648 | |
| Личная гигиена | 8.35-8.40 | 0.034 | 0.17 | |
| Уборка постели | 8.40-8.42 | 0.0329 | 0.0658 | |
| Завтрак | 8.42-8.50 | 0.0236 | 0.188 | |
| Ходьба | 8.50-9.00 | 0.069 | 0.69 | |
| Учебные занятия | 9.00-12.30 | 0.025 | 5.25 | |
| Обед | 12.30-12.50 | 0.0236 | 0.472 | |
| Отдых лежа | 12.50-13.05 | 0.019 | 0.285 | |
| Учебные занятия | 13.15-16.30 | 0.025 | 4.875 | |
| Ходьба | 16.30-17.00 | 0.069 | 2.07 | |
| Тренировка: | ||||
| Тренировка, разминка | 17.00-17.30 | 0.136 | 4.08 | |
| Тренировка основная часть | 17.30-18.30 | 0.150 | ||
| Тренировка заключительная часть | 18.30-19.00 | 0.100 | ||
| Прием душа | 19.00-19.15 | 0.0329 | 0.4935 | |
| Надевание одежды | 19.15-19.20 | 0.028 | 0.14 | |
| Ходьба | 19.20-19.30 | 0,069 | 0.69 | |
| Ужин | 19.30-19.45 | 0.0236 | 0.354 | |
| Отдых сидя | 19.45-20.00 | 0.023 | 0.345 | |
| Прогулка | 20.00-22.30 | 0.069 | 10.35 | |
| Личная гигиена | 22.30-23.00 | 0.034 | 1.02 | |
| Сон | 23.00-8.20 | 0.0155 | 7.75 | |
| Итого: | 24 часа | Σ=43,902 |
43.902 * 74 кг = 3248,7 ккал.
3248,7 * 15/100 = 487 ккал.
3248 + 487 = 3735 ккал (Суточные энерготраты )
Самостоятельная работа:
Определение и оценка индивидуальных суточных энергозатрат хронометражно-табличным методом используя таблицу .
Источник
