Энергетический баланс

Для определения величины расходуемой энергии и потребляемой пищи используют единицу измерения – калория. В системе СИ 1 ккал=4,184 кДж.

Неадекватное питание, при котором калорийность суточного рациона не покрывает производимые в течение суток затраты энергии, обусловливает возникновение отрицательного энергетического баланса.

Когда энергетическая ценность пищевого рациона превышает производимые затраты энергии – это положительный энергетический баланс.

Как отрицательный, так и положительный энергетический баланс неблагоприятно сказываются на физическом состоянии организма:

1. приводит к нарушению обмена;

2. функциональным морфологическим изменениям различных систем организма.

Нормальные условия создаются при обеспечении энергетического равновесия. Это когда достигается соответствие поступления и расхода энергии в течение суток.

Энергетические затраты

Энергетические затраты человека можно разделить на:

• нерегулируемые волей человека траты энергии;

• регулируемый расход энергии.

К нерегулируемым видам энергетических затрат относятся:

1) расход энергии на основной обмен;

2) расход энергии на специфическо-динамическое действие пищи.

Доля суточного расхода энергии на деятельность внутренних органов в состоянии покоя называется основным обменом. Его определяют натощак в положении лежа при t=18-20^о С.

При этом энергия расходуется на:

1. дыхание,

2. кровообращение,

3. работу почек,

4. поддержание мышечного тонуса,

5. поддержание постоянства t^о тела.

В среднем величина энергии основного обмена у взрослых людей составляет 1 ккал/ч на 1 кг массы тела. У юношей 14-17 лет она равна 1,7 ккал, у девушек – 1,2 ккал. С возрастом она снижается на 4-5 %, в старшем возрасте на 10 % по сравнению с людьми 18-30 лет.

На расход энергии влияет пища. Под влиянием приема пищи расход энергии повышается. Каждое пищевое вещество проявляет специфическое влияние. Пищевые вещества обладают разной способностью повышать основной обмен. Такое свойство пищевых веществ называют специфически-динамическим действием. Прием белков вызывает повышение основного обмена на 30-40 %; жиров и углеводов – на 7 %. Смешанная пища повышает расход энергии на 10 %.

Регулируемые траты энергии

Регулируемые траты энергии включают расход энергии:

• в процессе трудовой деятельности;

• бытового и домашнего поведения;

• при занятии спортом.

Они могут от воли человека увеличиваться или уменьшаться. Чем больше производственный процесс насыщен ручной работой, тем выше затраты энергии.

Затраты энергии на трудовую деятельность сокращаются в связи с механизацией и автоматизацией трудовых процессов.

Энергетические затраты промышленных рабочих составляют в среднем 200-250 ккал/ч, сельскохозяйственных рабочих – 260 ккал/ч.

Количество расходуемой энергии зависит от:

• пола человека,

• его возраста, роста, конституции,

• состояния здоровья,

• состояния нервной и гуморальной систем,

• климата, сезона года, времени суток, метеорологических факторов,

• характера трудовой деятельности.

Для определения энергетических затрат пользуются различными методами:

• лабораторными,

• расчетными.

Из лабораторных методов применяются методы:

• прямой калориметрии;

• непрямой калориметрии (косвенной).

Энергозатраты могут быть определены:

• по количеству теплоты, выделяемой человеком;

- измерением конечных продуктов расщепления органических веществ в организме, являющихся источниками энергии.

Прямая калориметрия – это измерение количества теплоты, выделяемой человеком в специальных теплоизоляционных камерах.

Непрямая калориметрия основана на измерении количества продуктов окисления органических веществ и расчете энергетической ценности исходных соединений с использованием соответствующих термических коэффициентов.

Для определения энергозатрат измеряют объем:

• выделяющегося СО₂,

• поглощенного О₂,

• рассчитывают ДК=

По полученным данным судят о суммарном расходовании органических веществ в организме.

При распаде белков в организме образуется азот, который выводится с мочой. 1 г азота = 6,25 г белка. На окисление 1 г белка расходуется 966,3 мл О₂ и образуется 773,9 мл СО₂. Для углеводов ДК=1, жиров – 0,707, для белков – 0,801.

Умножив количество белка, распавшегося в организме, на эти величины, определим, сколько О₂ и СО₂ при этом расходуется. Вычитая эти количества СО₂ и О₂ из общих объемов каждого из этих газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе, вычисляем долю распавшихся углеводов и жиров. Затем умножаем количество каждого источника энергии на соответствующие калорические коэффициенты, получаем сумму энергозатрат.

При окислении в организме 1 г углеводов образуется 4 ккал, 1 г жира – 9 ккал, 1 г белка – 4 ккал.

Хронометражно – табличный метод основан на использовании данных о расходе энергии на отдельные виды деятельности, осуществляемой в течение суток. Хронометрируя каждый вид деятельности, суммируют полученные данные и определяют суточную потребность в энергии. В ХИОП вывели формулу для расчета суточных энергозатрат.

Э₂=

где Э₂ – суточные затраты при данном виде деятельности;

Б – энергозатраты на данный вид деятельности в 1 ч на 1 кг массы тела;

А – энергозатраты в бодрствующем состоянии в 1 ч на 1 кг массы тела;

В – длительность данного вида деятельности в часах;

М – масса тела, кг;

Э₁ – норма потребности в энергии, утвержденная для 1-й группы населения.

Количество пищевых веществ, являющихся источником энергии, вычисляют по формуле:

Х=

где Д – доля калорийности, рекомендуемая для данного пищевого вещества;

К – энергия, образующаяся при окислении данного пищевого вещества в организме.

Энергетические затраты определяют в единицу времени (1 ч) и рассчитывают на 1 кг массы тела.

Рекомендуемые величины потребности в пищевых веществах и энергии разработаны с учетом пола, возраста и характера трудовой деятельности.

Институтом питания разработаны нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения. Физиологическая потребность взрослого трудоспособного населения разработана по 5 группам интенсивности труда в зависимости от суточных энергетических затрат, нервной напряженности в процессе выполнения трудового процесса.

Ι группа. Работники преимущественно умственного труда:

- руководители предприятий и организаций; инженерно-технические работники, труд которых не требует существенной физической активности; медицинские работники, кроме врачей-хирургов, медицинских сестер, санитаров;

- педагоги;

- воспитатели, кроме спортивных;

- работники науки, работники литературы и печати;

- культурно-просветительные работники;

- работники планирования и учета;

- секретари;

- делопроизводители;

- работники разных категорий, труд которых связан со значительным нервным напряжением (работники пультов управления, диспетчеры и др.).

ΙΙ группа. Работники, занятые легким физическим трудом:

- инженерно-технические работники, труд которых связан с некоторыми физическими усилиями;

- работники, занятые на автоматизированных процессах;

- работники радиоэлектронной промышленности;

- швейники, агрономы, зоотехники;

- ветеринарные работники;

- медсестры и санитарки;

- продавцы промтоварных магазинов;

- работники сферы обслуживания;

- работники часовой промышленности;

- работники связи и телеграфа;

- преподаватели;

- инструкторы физкультуры и спорта, тренеры.

ΙΙΙ группа. Работники среднего по тяжести труда:

- станочники, занятые в металлообработке и деревообработке;

- слесари;

- наладчики;

- настройщики;

- врачи-хирурги;

- химики;

- текстильщики;

- обувщики;

- водители различных видов транспорта;

- работники пищевой промышленности;

- работники коммунально-бытового обслуживания и общественного питания;

- продавцы продовольственных товаров;

- бригадиры тракторных и полеводческих бригад;

- железнодорожники, водники;

- работники авто- и электротранспорта;

- машинисты подъемно-транспортных механизмов;

- полиграфисты.

ΙV группа. Работники тяжелого физического труда:

- строительные рабочие;

- основная масса сельхозрабочих и механизаторов;

- горнорабочие на поверхностных работах;

- работники нефтяной и газовой промышленности;

- металлурги и литейщики, кроме лиц, отнесенных к V группе;

- работники целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности;

- стропильщики;

- такелажники;

- деревообработчики;

- плотники;

- работники промышленности строительных материалов, кроме лиц, отнесенных к V группе.