Практическая работа №3

Тема: Энергетические затраты организма и потребность в энергии

Цель работы: ознакомиться с видами энергетических затрат, рассчитать

энерготраты организма за сутки

Задача работы: освоить методику расчета энергозатрат.

Общие теоретические сведения

Потребность в энергии подразумевает тот уровень потребляемой с пищей энергии, который уравновешивает (удовлетворя­ет, покрывает) ее затраты. При этом размеры тела (масса, рост), его состав и уровень физической активности человека соответ­ствуют стабильному состоянию здоровья и обеспечивают под­держание экономически необходимого и социально желатель­ного физического состояния. Пища должна обеспечивать энер­гию не только для поддержания физиологических процессов, но и выполнения социальных функций человека, главной из кото­рых является труд.

Общие энергозатраты складываются из пяти составляющих:

• величины основного обмена;

• затрат на физическую активность;

• пищевого термогенеза;

• холодового термогенеза;

• затрат на рост и образование тканей (у детей, подростков, беременных женщин и кормящих грудью матерей).

Основной обмен

Важнейшей и преобладающей частью затрат энергии является так называемая величина основного обмена, на нее приходится 60—70 % всей энергии. Это минимальная энергия, необходимая для осуществления дыхания, кровообращения, работы желез внутрен­ней секреции, выделительных функций, сохранения тонуса мус­кулатуры, деятельности нервной системы и других жизненно важ­ных процессов. Величина основного обмена (BOO) измеряется у человека, лежащего на спине, в состоянии полного физического покоя после просыпания утром, натощак через 12—14 ч после по­следнего приема пищи в помещении с температурой воздуха 20 °С.

Энергозатраты выражаются в количестве килокалорий (ккал) на 1 кг массы тела или в суммарном их количестве в сутки для инди­видуума. Используются инструментальные методы измерения энергозатрат и методы расчета по специально разработанным формулам. Выпускаются специальные аппараты — респирометры, позволяющие по анализу газообмена оценить энергозатраты на основной обмен при практически любом виде работы.

При нормальном телосложения BOO у мужчин равна 1 ккал/ч в пересчете на 1 кг массы тела, у женщин — 0,9 ккал/ч. Это весьма приблизительные коэффициенты расчета BOO. У тучных и худых людей этот способ расчета дает несколько искаженные результа­ты: в первом случае они окажутся завышены, во втором — зани­жены.

На основании уравнений, предложенных ФАО/ВОЗ в 1985 году величина основного обмена в ккал/сут рассчитывается по формулам из таблицы 3.1

Таблица 3.1- Зависимость величины основного обмена от возраста и пола

где М – масса тела в кг.

BOO составляет большую часть энергозатрат человека, и все фак­торы, влияющие на эту величину, в той же степени влияют на общую потребность в энергии. Факторы, оказывающие влияние на BOO, перечислены ниже.

Повышают boo Снижают boo

Увеличение мускулатуры Увеличение возраста

Повышение температуры тела Накопление жира

при уменьшении мускулатуры

Усиление функции Ослабление функции

щитовидной железы щитовидной железы

Повышение адреналина Недоедание и истощение организма

Величина основного обмена довольно постоянная для конкрет­ного человека и зависит в первую очередь от массы и состава тела. Наше тело состоит из метаболически активной, тощей массы, вклю­чающей мышцы и внутренние органы, и инертных жировой и ко­стной тканей. Потребность в энергии тем выше, чем больше масса мышц; человеку с преобладанием жировой ткани или костей энер­гии, наоборот, нужно меньше. У физически тренированных людей более интенсивный основной обмен по сравнению с малоподвиж­ными при одинаковой общей массе тела.

Величина основного обмена в пересчете на единицу массы тела повышается у детей от момента рождения до 2 лет, затем посте­пенно снижается до наступления полового созревания. Период полового созревания и быстрого роста подростков характеризует­ся максимальной потребностью в энергии. К старости BOO снижа­ется, поскольку уменьшается доля тощей массы тела, а доля жи­ровой ткани повышается. Снижение BOO является причиной со­кращения энерготрат и потребности в энергии у людей среднего и пожилого возраста, что часто приводит к избыточной массе тела и ожирению.

Гормоны щитовидной железы и надпочечников оказывают мощ­ный стимулирующий эффект на BOO. Считается, что различия меж­ду расчетными BOO и полученными опытным путем обусловлены различным уровнем активности щитовидной железы

Секреция адреналина при эмоциональном стрессе вызывает повышение BOO, она нормализуется через 2—3 ч. Больным с по­вышенной температурой больше требуется энергии: BOO с повы­шением температуры тела на 1 °С возрастает на 13— 15 %.

Минимальная BOO наблюдается при температуре окружающей среды 26°С. Если при кратковременном снижении температуры ок­ружающей среды не надеть теплой одежды, то это вызывает дрожа­ние мышц и происходит временный, индуцируемый холодом термогенез, т.е. выделение тепла.

Важной составной частью общих затрат энергии человека явля­ются физическая работа, выполняемая скелетными мышцами, а также затраты энергии на усиление работы сердца и учащение ды­хания, связанные с физической активностью. Для гармоничного развития организма человека, поддержания здоровья и хорошего самочувствия необходимо, чтобы на физическую активность в лю­бых ее проявлениях затрачивалось не менее 1/3 всей энергии.

Интенсивность энергозатрат оценивается по соотношению энергозатрат при выполнении конкретной работы и величины основного обмена. Это соотношение называют коэффициентом физической активности (КФА). КФА показывает, во сколько раз энергозатраты на данный вид работы превышают BOO, и по нему можно довольно точно рассчитать суточные энергозатраты человека.

Энергетическая ценность различных видов физической работы (активности), выраженная в коэффициентах физической активности, приведена в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Энергетическая ценность различных видов работ

Коэффициент физической активности (КФА)	Вид работы (активность)
1,0—1,4	Сидя или лежа: чтение, просмотр телевизора, слушание радио, письмо, расчеты, работа на компьютере, настольные игры, прием пищи
1,5—1,8	Шитье, игра на фортепьяно, вождение легкового автомобиля, мытье посуды, глажение белья, печатание на машинке, конторская и лабораторная работа
2,5—3,3	Одевание и раздевание, прием душа, приготовление постели, ходьба со скоростью 3—4 км/ч. Работа электромеханика, на приборах и легких механизмах Работа художника и декоратора, портняжная, сапожная
3,4—4,4	Легкие садовые работы, мытье окон, игра в настольный теннис и гольф. Ходьба со скоростью 4—6 км/ч. Авторемонтные, плотницкие и столярные работы, кладка кирпича
4,5—5,9	Рубка и распиловка древесины, тяжелые садовые работы (вскапывание почвы) Ходьба со скоростью 6—7 км/ч Игра в волейбол, танцы, небыстрое плавание, медленная езда на велосипеде Дорожно-строительные работы, копание и переброска земли, валка леса
6,0—7,9	Ходьба в гору или по пересеченной местности, подъем по лестнице Езда на велосипеде, прыжки Футбол, быстрое плавание, теннис, коньки, лыжи

Для характеристики суммарной физической активности человека за сутки также используется соотношение всех энергозатрат к BOO. Это соотношение также называют коэффициентом физической активности для суточных энергозатрат, и в данном случае оно отражает интенсивность физической активности человека в целом за сутки.

Энергозатраты на физическую работу, в отличие от затрат на BOO, относятся к регулируемым.

Часть энергии организма затрачивается на переваривание, всасывание, перенос, метаболизм и отложение в виде запасов питательных компонентов самой пищи. Это так называемый пищевой термогенез. В результате пищевого термогенеза энергозатраты в течение 1—4 ч после приема пищи возрастают примерно на 10%.

Белки вызывают максимальный по величине пищевой термогенез. Это, по-видимому, обусловлено высокой энергетикой процессов распада и биосинтеза этих макронутриентов.

Ориентировочные затраты энергии при различных видах деятельности приведены в таблице 3.2

Таблица 3.3 - Расход энергии человеком при различной деятельности и на отдыхе

Деятельность	Расход энергии (ккал в час)
	на 1 кг веса	на 55 кг веса	на 70 кг веса
Медленный бег, 8 км/ч	8,14	450	570
Вязание	1,66	91	120
Лежание без сна	1,1	61	77
Мытьё посуды	2,06	110	140
Набор текста на клавиатуре в быстром темпе	2,0	110	140
Одевание и раздевание	1,69	93	120
Пение	1,74	96	120
Плавание в медленном темпе	7,14	390	500
Работа каменщика	5,71	310	400
Работа переплётчика	2,43	130	170
Работа пильщика дров	6,86	380	480
Работа сапожника	2,57	140	180
Работа столяра или металлиста	3,43	190	240
Ручное шитьё	1,59	87	110
Сидение	1,43	79	100
Сон	0,93	51	65
Стояние	1,5	83	110
Ходьба, 4 км/ч	2,86	160	200
Ходьба, 6 км/ч	4,28	240	300
Ходьба на лыжах	9,28	510	650
Чтение вслух	1,5	83	110
Таблица энерготрат приведена по книге "Гигиена питания" (М., "Медицина", 1971) с округлением до 2 значащих цифр.

Задание на работу : Рассчитать суточные энергозатраты и сопоставить с суточным рационом (по практической работе №1). Сделать вывод о выполнении баланса энергии.

Расчетная часть

Общая суточная потребность в энергии здорового человека складывается из двух компонентов:

Суточные энергозатраты = энергоззатраты на физическую активность + пищевой термогенез.

Чтобы определить потребность человека в энергии, необходимо:

1. определить величину основного обмена (из таблицы 3.1);

2. тщательно проследить и зафиксировать длительность каждого вида работы и занятий в течение суток. Умножив ВОО на коэффициент физической активности (из таблицы 3.2) и время и просуммировав полученные величины, получим все суточные энергозатраты на физическую активность;

3. определить величину пищевого термогенеза;

4. определить суточные энергозатраты.

Пример расчета суточных энергозатрат мужчины 20 лет, масса тела 70 кг, студент, ежедневно выполняющий утреннюю гимнастику.

Находим величину основного обмена: ВОО= 15,3x70 + 679 = 750 ккал/сут, или 72,9 ккал/ч. Далее ведем расчет вклада всех видов физической активности в суточную потребность в энергии. Результаты сведены в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 – Факторный анализ видов энергозатрат в сутки

Вид активности	Продолжительность(t),ч	КФА	КФА*t	Воо*КФА*t
Сон	8	1,0	8,0	583
Бег трусцой	0,5	6,6	3,3	241
Ходьба	1,0	3,4	3,4	248
Учеба	6,0	1,4	8,4	612
Лабораторная работа	2,0	1,5	3,0	219
Работа по дому	1,5	2,7	4,05	295
Подготовка к занятиям	3,0	1,2	3,6	262
Отдых	2,0	1,2	2,4	175
Всего	24	1,1	36,1	2635

Величина пищевого термогенеза (ВПТ) 2635*0,1=263,5 ккал

Суточные энергозатраты 2635+263,5=2898,5 ккал

Контрольные вопросы:

1. Что такое основной обмен?

2. Какие факторы влияют на величину основного обмена?

3. Что такое пищевой термогенез?

4. К чему может привести регулярное несоблюдение баланса энергии?