Основной обмен (ОО) - это тот минимальный уровень энергетического обмена, расходуется только на поддержание жизни. Он определяется как энергозатраты организма в стандартных условиях: утром после пробуждения, натощак, лежа, в эмоциональном покое, при температуре комфорта - 18-20 ° С. Уровень обмена, определенный в стандартных условиях через 12-14 часов после последнего приема пищи, называют стандартным обменом. У взрослого человека он составляет около 7000 кДж, или 1700 ккал в сутки. Однако этот показатель у разных людей также колеблется в широких пределах, поскольку зависит от роста и массы тела, возраста человека, профессии, места жительства и т.д. (рис. 12.4).
М. Рубнер, изучая энергетический обмен в различных животных, установил, что выделение тепла зависит от поверхности тела. Эта закономерность получила название закон поверхности. Закон построен на чисто физическом явлении - выделение внутренней теплоты через поверхность тела: Q = К mn, где Q - теплопродукция; m - масса тела степенной показатель n = 0,75 вносит в уравнение поправку на изменение соотношения между поверхностью и
РИС. 12.4. Изменения уровня основного обмена мужчин и женщин в разные возрастные периоды. По вертикали - интенсивность основного обмена, по горизонтали - возраст
массой тела. Точная формула для определения поверхности тела предложена Дюбуа:
где R - поверхность тела
W - его масса в килограммах;
Н - рост в сантиметрах.
Однако правило поверхности является относительным, так как у двух человек с одинаковой поверхностью тела интенсивность обмена веществ может значительно отличаться и эти отмены могут быть связаны с разной теплопродукцией состоянию метаболизма, регуляторных систем организма.
Изменения основного обмена под влиянием физической активности называют рабочим обменом, или максимальным, который может быть значительно больше стандартного. Показатели основного обмена сравнивают с его соответствующими величинами (стандартным 00), который определяют по таблицам, учитывающие массу тела, рост, возраст и пол, поскольку от этих факторов зависит интенсивность метаболизма. При условии, что определенный 00 совпадает со стандартным в пределах ± 10%, его величину считают нормальным, что свидетельствует о нормальной интенсивность метаболизма.
Энергетический обмен в различных условиях
На интенсивность энергетического обмена индивидуума влияет ряд факторов: еды, физические нагрузки, температура окружающей среды и собственного тела, эмоциональное возбуждение, нервная и гормональная системы, антропометрические данные.
После приема пищи энергетический обмен существенно возрастает. Влияние пищи на усиление энергетического обмена называется специфически-динамическим действием пищи Так, при употреблении углеводов и жиров интенсивность энергетического обмена повышается на 10 %, белков - на 30%, смешанной пищи - на 15%, что свидетельствует о главной роли белков в специфической действия пищи. Увеличение энергетического обмена начинается через час и через 3-4 часа достигает максимума. Длительность динамического действия пищи составляет 12-17 часов. Она направлена на замещение отработавших молекул новыми, синтезируемых с усвоенных питательных веществ.
Энергетический обмен при физической нагрузке. Физическая активность значительно повышает интенсивность метаболизма, сопровождается выделением тепла. Даже при поднятии руки в стандартных условиях исследования энергетический объем значительно повышается.
Затраты энергии зависят от интенсивности выполненной работы. Наибольшие энергозатраты оговариваются сокращением скелетных мышц, о чем свидетельствует табл. 12.1.
Энергетический обмен при умственного нагрузки значительно меньше по сравнению с физическим. Он зависит от умственной и эмоциональной компоненты умственной деятельности. При решении задач, чтении и запоминании текста преобладает умственная компонента, которая повышает энергозатраты на 2-4%. Если умственная деятельность сочетается с двигательной активностью и эмоциональной компонентой (чтение лекции, выступление актера, преподавательская работа), ее энергетический обмен возрастает более чем на 20%. Когда к умственной работе прилагаются вегетативные реакции (повышение артериального давления, частоты пульса, потоотделение), то энергетический обмен возрастает еще больше.
При беременности и лактации вследствие дополнительных потребностей плода и кормления грудным молоком основной обмен значительно увеличивается (на 30-40%). во время
ТАБЛИЦА 12.1. Потребности в энергии людей разного возраста и пола в зависимости от интенсивности труда
|
Возраст, p. |
Потребности в энергии (в сутки) |
||||
|
Мужчины (кДж |
Женщины (кДж |
||||
|
Преимущественно умственный труд |
|||||
|
Легкая физическая работа |
|||||
|
Физический труд средней тяжести |
|||||
|
Тяжелый физический труд |
|||||
|
Особенно тяжелый физический труд |
|||||
длительного голодания уровень основного обмена снижается на 40%.
Регуляция интенсивности метаболизма. Поскольку интенсивность энергетического обмена зависит от количества и качества принимаемой пищи, температуры тела и окружающей среды, выполняемой работы и других факторов, которые контролируются гипоталамусом, то интегративным центром регуляции основного обмена может выступать именно гипоталамус. Кроме центров голода, насыщения и жажды, регулирующих обмен углеводов, жиров и белков, в гипоталамусе расположен центр терморегуляции и структуры, следят за поступлением кислорода и выведение углекислого газа и др.
Влияние гипоталамуса осуществляется при участии нейрогуморальных механизмов, среди которых следует назвать следующие: 1) симпатическая система и катехоламины стимулируют интенсивность метаболизма через активацию β-адренорецепторов мембран клеток, в том числе через α-адренорецепторы, - адипоцитов; 2) тиреоидные гормоны также стимулируют интенсивность метаболизма, увеличивая в клетках синтез белков, которые являются (^ адренорецепторами мембран, или увеличивая синтез фермента натрий-калиевой АТФ-азы, следствием чего является увеличение работы натрий-калиевых насосов мембран клеток. Повышение основного обмена (около 15- 20%) также вызывают мужские половые гормоны, в частности тестостерон, обладает анаболическим действием и приводит к наращиванию мышечной ткани, и гормон роста.
Уменьшение указанных воздействий приводит к замедлению интенсивности метаболизма: во время сна, когда преобладает влияние блуждающего нерва на висцеральные системы, величина основного обмена снижается на 10 %, поскольку ослабляется активность симпатоадреналовой системы и уменьшается концентрация тиреоидных гормонов. Отсутствие тироксина в организме уменьшает основной обмен на 50 %.
Возрастные аспекты энергетического обмена
Энергия, поступающая в организм, содержится в пищевых веществах. Они имеют не только энергетическое, но и пластическое значение, так как используются для роста и самообновления тканей.
Питательные вещества плод получает через плаценту из материнской крови, главным субстратом которых является глюкоза. Концентрация глюкозы в крови плода составляет 3,5 ммоль / л. Большую роль в ее обмене играет анаэробный путь окисления, не требующий кислорода. Глюкоза используется и для синтеза гликогена и жиров.
Важным компонентом являются аминокислоты, которые транспортируются путем активного транспорта в кровь плода. Они необходимы для синтеза тканевых белков, ферментов, гормонов белковой природы.
Через плаценту из крови матери могут транспортироваться в небольшом количестве белки, в частности гаммаглобулины, осуществляющих иммунную защиту, особенно в конце беременности.
Жиры синтезируются в печени плода значительно интенсивнее, чем у взрослых, а также в легких и мозга. В первой половине беременности жиры синтезируются преимущественно из жирных кислот матери. Количество жира у плода значительно увеличивается после 7-8 мес. и составляет 2-5,4 % массы тела перед рождением - 16% (почти как у взрослых). Жир откладывается преимущественно под кожей. Таким образом, энергетические потребности плода полностью обеспечиваются матерью, о чем свидетельствует повышенный уровень основного обмена у беременных.
Организм новорожденного ребенка использует запасы гликогена, его содержания печени уменьшается и в течение первых суток почти исчерпывается. То же самое происходит в скелетных мышцах и миокарде. Затем концентрация гликогена увеличивается и достигает уровня взрослых на 2-3-й неделе жизни. Потребность в жирах и белках до года увеличивается, а затем - до взрослого возраста - уменьшается.
Наиболее общим показателем энергетического обеспечения тканей является содержание в них АТФ и КФ. До взрослого возраста концентрация их нарастает. В процессе старения в таких жизненно важных органах, как сердце, мозг, печень и скелетные мышцы, она значительно падает (на 24%). Изменения объема энергии после рождения связаны с особенностями обмена веществ, становлением гормональной регуляции, ростом организма, типом питания, увеличением массы скелетных мышц и их деятельностью. Основной обмен в первый год после рождения повышается примерно с 120 до 600 ккал в сутки. После этого прирост основного обмена замедляется и снова растет в период полового созревания. С началом зрелого периода основной обмен до конца жизни неуклонно снижается.
Величина основного обмена (ВОО) – это минимальное количество калорий, необходимых для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя. Проще говоря, это то количество энергии (измеряется в калориях), которое тело затратит, если Вы будете спать целый день. Основной обмен может сжигать до 70% от общего количества затрачиваемых калорий, но эта цифра изменяется в зависимости от различных факторов (о них мы поговорим ниже). Калории расходуются на различные физиологические процессы, такие как дыхание, циркуляция крови и поддержание нужной температуры тела. Естественно, что в среднем тело затрачивает больше калорий, чем составляет ВОО.
Основной обмен веществ является одним из важнейших факторов, определяющих интенсивность обмена веществ в целом. Этот показатель подсказывает нам, сколько калорий нужно организму, чтобы сохранить вес, сбросить его или набрать. Величина основного обмена определяется комбинацией генетических (внутренних) и внешних факторов, таких как:
Генетика
. Одни люди рождаются с более быстрым обменом веществ, другие с более медленным.
Пол
. У мужчин больше мышечной массы и меньше жира в организме. Это значит, что у них больше величина основного обмена.
Возраст. С возрастом основной обмен веществ замедляется. После 20-летнего
возраста, каждые десять лет этот показатель снижается в среднем на 2%
.
Вес
. Чем больше вес человека, тем больше ВОО.
Площадь поверхности тела
. Это соотношение Вашего роста и веса. Чем больше общая площадь поверхности Вашего тела, тем выше у Вас ВОО.
У высоких, худых людей ВОО больше. Если сравнить высокого и низкого человека с одинаковым весом, которые потребляют одинаковое количество калорий для поддержания веса, то мы сможем заметить, что через год вес более высокого человека останется неизменным, зато вес человека пониже может увеличиться приблизительно на 7 кг.
Процент жировых отложений
. Чем он меньше, тем больше ВОО. Именно меньший процент жировых отложений у мужчин является причиной, по которой интенсивность их основного обмена больше, чем у женщин.
Диета
. Голодание или резкое сокращение количества потребляемых калорий может снизить величину основного обмена на 30%
. Низкокалорийная диета для потери веса может привести к снижению ВОО на 20%
.
Температура тела
. При увеличении внутренней температуры тела на полградуса, ВОО увеличивается примерно на 7%
. Чем выше температура тела, етм быстрее присходят химические реакции в организме. Поэтому ВОО пациента с температурой 42°C увеличится приблизительно на 50%
.
Внешняя температура
. Температура окружающей среды также влияет на основной обмен. Воздействие холодных температур приводит к увеличению ВОО, ведь организму нужно выделять больше тепла для поддержания необходимой внутренней температуры тела. Непродолжительное пребывание в условиях высокой температуры имеет небольшое влияние на метаболизм, т.к. температура компенсируется за счёт возросшей теплоотдачи. Но длительное пребывание на жаре может также повысить ВОО.
Гормоны
. Тироксин (производится в щитовидной железе) является одним из ключевых регуляторов ВОО. Он ускоряет метаболическую активность тела. Чем больше вырабатывается тироксина, тем выше ВОО. Если организм производит его слишком много (это состояние известно как тиреотоксикоз) ВОО может возрасти вдвое. Если его слишком мало (микседема), ВОО может уменьшится на 30-40%
по сравнению с нормой. Как и тироксин, адреналин также увеличивает ВОО, но в меньшей степени.
Упражнения
. Физические упражнения не только влияют на вес, сжигая калории, но и помогают повысить интенсивность основного обмена за счет увеличения объемов мышечной массы.
Кратковременные факторы, влияющие на общий обмен
Высокая температура, вызванная воспалительным процессом, высокий уровень гормонов стресса в организме, а также увеличение или уменьшение температуры окружающей среды приводят к увеличению ВОО. Пост, голодание или недоедание снижают ВОО. Снижение ВОО может быть единственным побочным эффектом диеты. Низкоуглеводная диета не будет так эффективна, как она же в сочетании с физическими нагрузками.Суточный обмен веществ
Первый шаг на пути создания собственной диеты – это подсчитать, какое количество калорий Вы сжигаете за сутки , т.е. Ваш общий ежедневный расход энергии в калориях. Знание данной величины положит начало формированию вашего правильного питания. Физиологи Уильям МакАрдл и Франк Качи установили, что средний ежедневный расход энергии для женщин в США составляет 2000-2100 калори й в день, а для мужчин - 2700-2900 в день . Но это средний показатель, количество затраченных калорий может значительно изменяться. Например, у атлетов или людей, активно занимающихся спортом этот показатель будет выше. Некоторым триатлонистам и атлетам, у которых чрезвычайно высокие нагрузки, необходимо не менее 6000 калорий каждый день и даже больше!Методы определения потребности в калориях
Существуют различные формулы, которые Вы можете использовать для определения суточной потребности в калориях. Они учитывают возраст, пол, рост, вес, мышечную массу тела и уровень активности. Любая формула, которая принимает во внимание Вашу мышечную массу тела (ММТ) даст вам наиболее точное вычисление Ваших энергозатрат, но даже не учитывая ММТ, вы все еще можете получить достаточно точную информацию.Быстрым и простым методом для определения потребности в калориях является расчёт, исходя из общей массы тела.
Сжигание жира
: 26-29 калорий на 1 кг массы тела
Поддержание веса
: 33-35 калорий на 1 кг массы тела
Увеличение веса
: = 40-45 калорий на 1 кг массы тела
Это очень простой способ, который помогает оценить потребность в калориях. Но есть и очевидные недостатки этого метода, ведь он не учитывает уровень активности и комплекцию. Чрезвычайно активным людям может потребоваться гораздо больше калорий, чем показывает данная формула. Кроме того, чем больше мышечная масса, тем больше будет потребность в калориях.
Так как здесь не учитывается степень ожирения , формула может преувеличить потребность в калориях для людей с избыточным весом. Например, 50-летняя женщина, которая ведёт малоактивный образ жизни, весит 117 кг, а её общее количество жира составляет 34%. Она никогда не сможет сбросить вес, потребляя 3000 калорий каждый день.
Вычисления на основе величины основного обмена
Гораздо более точный метод расчета заключается в определении ВОО (величины основного обмена), при этом используется несколько факторов, в том числе рост, вес, возраст и пол. Затем, для определения суточной потребоности в калориях, ВОО умножается на уровень активности. Напомним, что ВОО – это общее количество калорий, необходимое Вашему телу для нормального функционирования в спокойном состоянии. Сюда входят сердцебиение, дыхание, переваривание пищи, создание новых клеток крови, поддержание нужной температуры тела и все остальные метаболические процессы в Вашем организме. Другими словами, Ваша ВОО - это вся энергия, используемая для поддержания жизни организма. Около 2/3 от суточной потребности в калориях – это ВОО. Интенсивность общего обмена может значительно варьироваться у разных людей, в зависимости от генетических факторов. Если кто-то говорит, что может есть что угодно и при этом не поправляться, это значит, что у этого человека наследственная высокая интенсивность общего обмена.Самая низкая ВОО – во время сна, когда организм не перерабатывает пищу. Стоит отметить, что, чем больше Ваша мышечная масса тела, тем больше Ваша ВОО. Это очень важная информация, если Вы хотите сбросить вес. Чем больше у Вас мышц, тем больше калорий Вы будете сжигать.
Мышцы - это метаболически активные ткани, и даже для того, чтобы поддерживать их массу постоянной, требуется много энергии. Очевидно, что один из отличных способов увеличить интенсивность основного обмена – это заняться бодибилдингом, т.е. тренировки направленные на рост и укрепление мышечной массы.
Формула Гарриса-Бенедикта (ВОО на основе общей массы тела)
Уравнение Гарриса-Бенедикта – это формула для подсчёта калорий, в которой учитываются рост, вес, возраст и пол для определения основного обмена (ВОО). Это делает ее более точной, чем определение потребности в калориях только лишь на основе общего веса. Единственный критерий, который здесь не использован – это мышечная масса. Таким образом, это уравнение будет очень точным для всех, за исключением людей с чрезмерно большой мышечной массой (потребность в калориях будет занижена), и людей с ожирением (потребность в калориях будет завышена).Мужчины
: ВОО = 66 + (13.7 х вес в кг) + (5 х рост в см) - (6.8 х возраст в годах)
Женщины
: ВОО = 655 + (9.6 х вес в кг) + (1.8 х рост в см) - (4.7 х возраст в годах)
Пример
:
Вы женщина
Вам 30 лет
Ваш рост 167,6 см
Вы весите 54,5 кг
Ваша ВОО = 655 + 523 + 302 - 141 = 1339 калорий в день
Коэффициенты активности:
Сидячий образ жизни = ВОО х 1.2 (мало или совсем не делаете упражнения, сидячая работа)
Небольшая активность = ВОО х 1.375 (небольшая физическая нагрузка/ занятия спортом 1-3 раза в неделю)
Умеренная активность = ВОО х 1.55 (достаточно большая физическая нагрузка / занятия спортом 3-5 раз в неделю)
Высокая активность = ВОО х 1.725 (большая физическая нагрузка/ занятия спортом 6-7 раз в неделю)
Очень высокая активность = ВОО х 1.9 (очень большая ежедневная физическая нагрузка/ занятия спортом и физическая работа или тренировки 2 раза в день, например, марафон, соревнования)
Пример
:
Ваша ВОО 1339 калорий в день
У Вас умеренный уровень активности (занятия 3-4 раза в неделю)
Ваш коэффициент активности 1,55
Ваша суточная потребность в калориях = 1,55 х 1339 = 2075 калорий в день
Формула Кетча-МакАрдла (ВОО на основе мышечной массы тела)
Если Вы проверяли и точно знаете, какова мышечная масса Вашего тела, то Вы можете получить самую точную оценку ВОО. Формула Кетча-МакАрдла учитывает мышечную массу и, следовательно, является более точной, чем формула, учитывающая только общую массу тела. В уравнении Гарриса- Бенедикта отдельные формулы для мужчин и женщин, поскольку у мужчин, как правило, мышечная масса тела (ММТ) больше. Поскольку формула Кетча-МакАрдла основана на ММТ, она применяется в равной степени как к мужчинам, так и к женщинам.Основной обмен (мужчины или женщины) = 370 + (21.6 х мышечную массу тела (ММТ) в кг)
Пример
:
Вы женщина
Вы весите 54,5 кг
Ваше общее количество жира составляет 20% (10,9 кг жира)
Ваша масса тела за вычетом жира = 43.6 кг
Ваша ВОО = 370 + (21.6 X 43.6) = 1312 калорий
Для того, чтобы определить суточную потребность в калориях (СПК) Вам нужно просто умножить ВОО на коэффициент активности:
Пример
:
Ваша ВОО 1312 калорий
У Вас умеренный уровень активности (тренировки 3-4 раза в неделю)
Ваш коэффициент активности 1.55
Суточная потребность в калориях = 1.55 X 1312 = 2033 калорий
Как Вы могли заметить, разница между значениями, рассчитанными по двум формулам невелика (2075 калорий против 2033 калорий), так как человек, которого мы рассматривали в качестве примера имеет средний размер и состав тела. Основным преимуществом расчета, учитывающего мышечную массу, является то, что он с большей точностью показывает суточную потребность в калориях (СПК) для очень мускулистых или, наоборот, страдающих ожирением людей.
Подкорректируйте количество потребляемых калорий в соответствии с Вашей целью
Итак, Вы уже знаете свою СПК. Следующий шаг - подкорректировать количество потребляемых калорий в зависимости от Вашей цели. Математика баланса калорий очень проста. Чтобы сохранить Ваш вес на текущем уровне, нужно придерживаться СПК. Если Вы хотите сбросить вес, нужно создать дефицит калорий в организме, для этого сократите СПК (или потребляйте столько же калорий, но увеличьте физические нагрузки). Если же Ваша основная цель – набрать вес, Вам нужно увеличить количество потребляемых калорий. Единственное, что отличает диеты по снижению и увеличению веса – это количество потребляемых калорий.Отрицательный баланс калорий – самый важный фактор для снижения веса
Подсчёт калорий не просто важен, это самый главный фактор при снижении веса. Если Вы потребляете больше калорий, чем тратите, Вы не будете терять вес, независимо от того, какие продукты вы едите. Некоторые продукты откладываются в виде жира проще, чем другие, но всегда имейте в виду, что слишком много чего-либо, даже "здоровой пищи", будет накапливаться в виде жировых отложений. Вы не можете изменить законы термодинамики и энергетического баланса. Для того, чтобы сжигать жир, в организме должен быть дефицит калорий. Это заставит ваше тело, использовать накопленный жир для восполнения дефицита энергии. В 0,5 кг жировых отложений содержится 4500 калорий. Если вы за неделю с помощью диеты, упражнений или сочетания того и другого, создадите дефицит в 4500 калорий , вы потеряете 0,5 кг веса . Если за неделю дефицит составит 9000 калорий , Вы сбросите 1 кг . Дефицит калорий может быть создан с помощью диеты, физических упражнений, или, что лучше всего, при сочетании того и другого. Так как мы уже посчитали сокращение калорий в результате упражнений (используя коэффициент активности), дефицит о котором мы говорим – это именно тот, который должен быть получен в результате диеты.Граница дефицита калорий: какое количество можно считать предельно допустимым?
Всем известно, что если слишком сократить количество потребляемых калорий, то замедлится интенсивность метаболизма, щитовидная железа сократит выработку гормонов и начнет уменьшаться мышечная масса. Насколько же Вам тогда нужно снизить количество калорий? Определенно есть предел, ниже которого сокращение калорий может иметь негативные последствия для здоровья. Для потери веса рекомендуется снижать количество потребляемых калорий по сравнению с СПК минимум на 500, но не более, чем на 1000 . Для некоторых людей, особенно для худых, 1000 калорий может быть слишком большим дефицитом. Американский колледж спортивной медицины не рекомендует опускать уровень калорий ниже 1200 в день для женщин, и 1800 в день для мужчин . Но даже эти количества очень маленькие. Лучше всего определять безопасный уровень дефицита калорий с учётом именно вашего веса и СПК (суточная потребность в калориях). Снижение количества потребляемых калорий на 15-20% от СПК – очень хорошее начало. Иногда может понадобиться больший дефицит, однако тогда лучше всего увеличить физические нагрузки, сохранив при этом дефицит калорий на том же уровне.Пример 1
:
Ваш вес 54,5 кг
Ваш СПК 2033 калорий
Дефицит калорий для снижения веса - 500
Ваше оптимальное потребление калорий для снижения веса: 2033 - 500 = 1533 калорий
Пример 2:
Ваш дефицит калорий для снижения веса составляет 20% от СПК (20% от 2033 = 406 калорий)
Ваше оптимальное потребление калорий для снижения веса = 1627 калорий
Положительный баланс калорий необходим, чтобы нарастить мышечную массу
Если вы хотите нарастить мышечную массу и стать более мускулистым, вы должны потреблять больше калорий, чем сжигаете за день. Но Вы без занятий бодибилдингом это невозможно. Только лишь в этом случае излишек калорий будет использован для создания новой мышечной ткани. Как только вы определили ваш СПК, следующим шагом будет увеличение калорий настолько, чтобы вы смогли набирать вес. Это основной закон энергетического баланса: для наращивания мышечной массы тела, вы должны придерживаться диеты с положительным балансом калорий.Отправной точкой для прибавления веса должно быть увеличение СПК на 300…500 калорий в день. Либо Вы можете добавлять 15-20 % от Вашего СПК.
Пример
:
Ваш вес 54,5 кг
Ваш СПК 2033 калорий
Для того, чтобы увеличить вес, Вам нужно калорий на 15-20% больше, чем Ваш СПК = 305…406 калорий
Ваше оптимальное потребление калорий для увеличения веса, это 2033 + (305…406) = 2338…2439 калорий
Изменяйте количество потребляемых калорий постепенно
Не рекомендуется вносить резкие изменения в Вашу диету. Если, подсчитав СПК (суточная потребность в калориях) и подкорректировав с учётом поставленной цели, Вы поняли, что нужное количество калорий в значительной степени отличается от Вашего текущего уровня потребления, тогда Вам обязательно нужно изменять количество калорий постепенно. Например, Вы определили, что оптимальное количество потребляемых калорий в день должно составлять 1900, но до этого ваш уровень был всего 900 калорий в день. Если Вы резко увеличите количество калорий, Ваш метаболизм замедлится. Резкий скачок до 1900 калорий в день может стать причиной увеличения жировых отложений, ведь ваше тело уже привыкло к потреблению меньшего количества и внезапное увеличение калорий будет способствовать ожирению. Самый лучший способ – в течение 3-4 недель постепенно увеличивать количество потребляемых калорий от 900 до 1900. Это позволит Вашему организму приспособиться и ускорит метаболизм.Измерьте Ваши результаты и отрегулируйте количество калорий
Расчеты, которые помогут Вам найти нужное количество потребляемых калорий, весьма упрощённы и нужны только для того, чтобы Вы знали, с чего же стоит начать. Вам нужно будет внимательно следить за своими успехами, чтобы убедиться, что это подходящий для вас уровень. Чтобы удостовериться, что Вы на правильном пути, нужно будет следить за количеством потребляемых калорий, весом тела и процентом жировых отложений. За весом тела и процентом жировых отложений нужно следить для того, чтобы посмотреть, как реагирует Ваш организм на изменение питания. Если Вы видите, что не получаете желаемого результата, подкорректируйте количество потребляемых калорий и уровень активности. Главное, не стоит слишком сокращать количество калорий для снижения веса. Самый лучший вариант – это немного снизить количество калорий и увеличить ежедневный расход энергии за счёт увеличения количества, продолжительности и интенсивности физических нагрузок.Успехов Вам на пути у идеальной фигуре!
Более подробно данные процессы вы рассмотрите на лекциях и занятиях, которые будут проводить с вами преподаватели кафедры биохимии.
Энергетическая ценность пищевых веществ.
Энергетическая ценность пищевых веществ оценивается при помощи специальных устройств – оксикалориметрах. Установлено, что при полном окислении 1 г. углеводов выделяется 4,1 ккал (1 ккал=4187 Дж.), 1 г. жиров - 9.45 ккал., 1 г. белков – 5,65 ккал. Следует добавить, что часть пищевых веществ, поступающих в организм, не усваивается. Например, в среднем не усваивается около 2% углеводов, 5% жиров и до 8% белков. К тому же, не все пищевые вещества в организме расщепляются до конечных продуктов – углекислого газа (диоксида углерода) и воды. Например, часть продуктов неполного расщепления белков в виде мочевины выделяется с мочой.
С учетом вышеизложенного можно отметить, что реальная энерге-тическая ценность пищевых веществ несколько ниже, чем установлен-ная в экспериментальных условиях. Реальная энергетическая ценность 1 г. углеводов составляет 4,0 ккал, 1 г. жиров – 9,0 ккал, 1 г. белков – 4,0 ккал.
2. Основные понятия и определения физиологии обмена веществ и энергии.
Интегральной (общей) характеристикой энергетического обмена организма человека являются суммарные энергетические траты или валовый энергетические траты.
Валовые энергетические траты организма - совокупность энергетических трат организма в течение суток в условиях его обычного (естественного) существования. Валовые энергетические траты включают три компонента: основной обмен, специфическое динамическое действие пищи и рабочую прибавку. Валовые энергетические траты оценивают в кдж/кг/сутки или ккал/кг/сутки(1 кдж=0,239 ккал).
Основной обмен.
Начало учению об основном обмене положили работы ученых Тартусского университета Биддера и Шмидта (Bidder and Schmidt, 1852).
Основной обмен – минимальный уровень энергетических трат, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма.
Представление об основном обмене, как минимальном уровне энергетических трат организма предъявляет и ряд требований к условиям, в которых должен оцениваться данный показатель.
Условия, в которых должен оцениваться основной обмен:
1) состояние полного физического и психического покоя (желательно в положении лежа);
2) температура комфорта окружающей среды (18-20 градусов по Цельсию);
3) спустя 10 – 12 часов после последнего приема пищи, чтобы избежать увеличения энергетического обмена, связанного с приемом пищи.
Факторы, влияющие на основной обмен.
Основной обмен зависит от возраста, роста, массы тела и половой принадлежности.
Влияние возраста на основной обмен.
Самый высокий основной обмен в пересчете на 1 кг. Массы тела у новорожденных (50-54 ккал/кг/сутки), самый низкий у пожилых людей (после 70 лет основной обмен составляет в среднем 30 ккал/кг/сутки). На постоянный уровень основной обмен выходит к моменту полового созревания к 12 – 14 годам и остается стабильным до 30-35 лет (около 40 ккал/кг/сутки).
Влияние роста и массы тела на основной обмен.
Между массой тела и основным обменом существует практически линейная, прямая зависимость – чем больше масса тела, тем больше уровень основного обмена. Однако, эта зависимость не абсолютна. При повышении массы тела за счет мышечной ткани указанная зависимость практически линейна, однако, если увеличение массы тела связано с увеличением количества жировой ткани эта зависимость приобретает нелинейный характер.
Поскольку масса тела при прочих равных условиях зависит от роста (чем больше рост – тем больше масса тела), между ростом и основным обменом существует прямая зависимость – чем больше рост, тем больше основной обмен.
Основной обмен (ОО)- это количество калорий, которые необходимы организму в день для поддержания минимальной жизнедеятельности - дыхание и сердцебиение (физическая и умственная нагрузка не учитываются). Иными словами, это то количество энергии, которое тело затратит, если вы будете лежать в постели и ни о чём не думать.
Основной обмен веществ является одним из важнейших факторов, определяющих интенсивность обмена веществ в целом. Этот показатель подсказывает нам, сколько калорий нужно организму, чтобы сохранить вес, сбросить его или набрать. Величина основного обмена определяется комбинацией генетических (внутренних) и внешних факторов, таких как:
Генетика. Одни люди рождаются с более быстрым обменом веществ, другие с более медленным.
Пол. У мужчин больше мышечной массы и меньше жира в организме. Это значит, что у них больше величина основного обмена.
Возраст. С возрастом основной обмен веществ замедляется. После 20-летнего возраста, каждые десять лет этот показатель снижается в среднем на 2%.
Вес. Чем больше вес человека, тем больше ОО.
Площадь поверхности тела . Это соотношение Твоего роста и веса. Чем больше общая площадь поверхности Твоего тела, тем выше у тебя ОО. Если сравнить высокого и низкого человека с одинаковым весом, которые потребляют одинаковое количество калорий для поддержания веса, то мы сможем заметить, что через год вес более высокого человека останется неизменным, зато вес человека пониже может увеличиться приблизительно на 7 кг.
Процент жировых отложений. Чем он меньше, тем больше ОО. Именно меньший процент жировых отложений у мужчин является причиной, по которой интенсивность их основного обмена больше, чем у женщин.
Диета. Голодание или резкое сокращение количества потребляемых калорий может снизить величину основного обмена на 30%. Низкокалорийная диета для потери веса может привести к снижению ОО на 20%.
Температура тела . При увеличении внутренней температуры тела на полградуса ОО увеличивается примерно на 7%. Чем выше температура тела, тем быстрее происходят химические реакции в организме. Поэтому ОО больного с температурой 42°C увеличится приблизительно на 50% .
Внешняя температура. Температура окружающей среды также влияет на основной обмен. Воздействие холодных температур приводит к увеличению ОО, ведь организму нужно выделять больше тепла для поддержания необходимой внутренней температуры тела. Непродолжительное пребывание в условиях высокой температуры имеет небольшое влияние на метаболизм, т.к. температура компенсируется за счёт возросшей теплоотдачи. Но длительное пребывание на жаре может также повысить ОО.
Гормоны. Тироксин (производится в щитовидной железе) является одним из ключевых регуляторов ОО. Он ускоряет метаболическую активность тела. Чем больше вырабатывается тироксина, тем выше ОО. Если организм производит его слишком много (это состояние известно как тиреотоксикоз) ОО может возрасти вдвое. Если его слишком мало (микседема), ОО может уменьшится на 30-40% по сравнению с нормой. Как и тироксин, адреналин также увеличивает ОО, но в меньшей степени.
Упражнения. Физические упражнения не только влияют на вес, сжигая калории, но и помогают повысить интенсивность основного обмена за счет увеличения объемов мышечной массы.
В процессе обмена веществ постоянно происходит превращение энергии: потенциальная энергия сложных органических соединений, поступивших с пищей, превращается в тепловую, механическую и электрическую. Теплота, выделяющаяся непосредственно при окислении питательных веществ, получила название первичной теплоты. Аккумулированная в АТФ энергия используется в дальнейшем для механической работы, химических, транспортных, электрических процессов и, в конечном счете, тоже превращается в теплоту, обозначаемую вторичной теплотой. Вся энергия, образовавшаяся в организме, может быть выражена в единицах тепла - калориях или джоулях.
Для определения энергообразования в организме используют прямую калориметрию, непрямую калориметрию и исследование валового обмена.
Методы исследования энергообмена
Прямая калориметрия
Прямая калориметрия основана на непосредственном учете в биокалориметрах количества тепла, выделенного организмом. Биокалориметр представляет собой герметизированную и хорошо теплоизолированную от внешней среды камеру. В камере по трубкам циркулирует вода. Тепло, выделяемое находящимся в камере человеком или животным, нагревает циркулирующую воду. По количеству протекающей воды и изменению ее температуры рассчитывают количество выделенного организмом тепла.
Методы прямой калориметрии очень громоздки и сложны. Учитывая, что в основе теплообразования в организме лежат окислительные процессы, при которых потребляется О2 и образуется СО2, можно использовать косвенное, непрямое, определение теплообразования в организме по его газообмену - учету количества потребленного О2 и выделенного СО2 с последующим расчетом теплопродукции организма.
Для длительных исследований газообмена используют специальные респираторные камеры (закрытые способы непрямой калориметрии). Кратковременное определение газообмена в условиях лечебных учреждений и производства проводят более простыми некамерными методами (открытые способы калориметрии).
Наиболее распространен способ Дугласа-Холдейна, при котором в течение 10-15 мин собирают выдыхаемый воздух в мешок из воздухонепроницаемой ткани (мешок Дугласа), укрепляемый на спине обследуемого.
Количество тепла, освобождающегося после потребления организмом 1л О2, носит название калорического эквивалента кислорода. Зная общее количество О2, использованное организмом, можно вычислить энергетические затраты только в том случае, если известно, какие вещества - белки, жиры или углеводы, окислились. Показателем этого может служить дыхательный коэффициент.
Дыхательным коэффициентом (ДК) называется отношение объема выделенного СО2 к объему поглощенного О2. ДК различен при окислении белков, жиров и углеводов.
При окислении жиров ДК равен 0,7
при окислении белка в организме ДК равен 0,8. При смешанной пище у человека ДК обычно равен 0,85-0,89. Определенному ДК соответствует определенный калорический эквивалент кислорода.
Способ неполного газового анализа благодаря своей простоте получил широкое распространение.
Основной обмен
Интенсивность окислительных процессов и превращение энергии зависят от индивидуальных особенностей организма (пол, возраст, масса тела и рост, условия и характер питания, мышечная работа, состояние эндокринных желез, нервной системы и внутренних органов - печени, почек, пищеварительного тракта и др.), а также от условий внешней среды (температура, барометрическое давление, влажность воздуха и его состав, воздействие лучистой энергии и др.).
Для определения присущего данному организму уровня окислительных процессов и энергетических затрат проводят исследование в определенных стандартных условиях. Энерготраты организма в таких стандартных условиях получили название основного обмена.
Для определения основного обмена обследуемый должен находиться: 1) в состоянии мышечного покоя (положение лежа с расслабленной мускулатурой), не подвергаясь раздражениям, вызывающим эмоциональное напряжение; 2) натощак, т.е. через 12-16 ч после приема пищи; 3) при внешней температуре «комфорта» (18-20 °С), не вызывающей ощущения холода или жары.
Основной обмен определяют в состоянии бодрствования. Нормальные величины основного обмена человека. Величину основного обмена обычно выражают количеством тепла в килоджоулях (килокалориях) на 1 кг массы тела или на 1 м2 поверхности тела за 1 ч или за 1 сут.
Для мужчины среднего возраста (примерно 35 лет), среднего роста (примерно 165 см) и со средней массой тела (примерно 70 кг) основной обмен равен 4,19 кДж (I ккал) на I кг массы тела в час, или 7117 кДж (1700 ккал) в сутки. У женщин той же массы он примерно на 10 % ниже.
Формулы и таблицы основного обмена представляют средние данные, выведенные из большого числа исследований здоровых людей разного пола, возраста, массы тела и роста.
Клиническое значение. Определение основного обмена, согласно этим таблицам, у здоровых людей нормального телосложения дают приблизительно верные (ошибка 8 %) величины затраты энергии. Несоразмерно высокие данные для определенной массы тела, роста, возраста и поверхности тела величины основного обмена наблюдаются при избыточной функции щитовидной железы. Понижение основного обмена встречается при недостаточности шитовидной железы (микседема), гипофиза, половых желез.
Уровень окислительных процессов определяется не столько теплоотдачей с поверхности тела, сколько теплопродукцией, зависящей от биологических особенностей вида животных и состояния организма, которое обусловлено деятельностью нервной, эндокринной и других систем.
Рабочий обмен, энергетические затраты организма при различных видах труда. Рабочая проверка. Специфически - динамическое действие пищи. Рас-пределение населения по группам в зависимости от энергозатрат.
Обмен энергии при физическом труде
Мышечная работа значительно увеличивает расход энергии, поэтому суточный расход энергии у здорового человека, проводящего часть суток в движении и физической работе, значительно превышает величину основного обмена. Это увеличение энерготрат составляет рабочую прибавку, которая тем больше, чем интенсивнее мышечная работа.
При мышечной работе освобождается тепловая и механическая энергия. Отношение механической энергии ко всей энергии, затраченной на работу, выраженное в процентах, называется коэффициентом полезного действия. При физическом труде человека коэффициент полезного действия колеблется от 16 до 25 % и составляет в среднем 20 %, но в отдельных случаях может быть и выше.
Коэффициент полезного действия изменяется в зависимости от ряда условий. Так, у нетренированных людей он ниже, чем у тренированных, и увеличивается по мере тренировки.
Затраты энергии тем больше, чем интенсивнее совершаемая организмом мышечная работа. Степень энергетических затрат при различной физической активности определяется коэффициентом физической активности (КФА), который представляет собой отношение общих энерготрат на все виды деятельности за сутки к величине основного обмена.
Значительные различия энергетической потребности в группах зависят от пола (у мужчин больше), возраста (снижаются после 40 лет), степени активности отдыха и уровня коммунального обслуживания.
Суточный расход энергии детей и подростков зависит от возраста (табл. 9.5).
В старости энерготраты снижаются и к 80 годам составляют 8373- 9211 кДж (2000-2200 ккал).
Обмен энергии при умственном труде
При умственном труде энерготраты значительно ниже, чем при физическом.
Трудные математические вычисления, работа с книгой и другие формы умственного труда, если они не сопровождаются движением, вызывают ничтожное (2-3 %) повышение затрат энергии по сравнению с полным покоем. Однако в большинстве случаев различные виды умственного труда сопровождаются мышечной деятельностью, в особенности при эмоциональном возбуждении работающего (лектор, артист, писатель, оратор и др.), поэтому и энерготраты могут быть относительно большими. Пережитое эмоциональное возбуждение может вызвать в течение нескольких последующих дней повышение обмена на 11 - 19 %.
После приема пищи интенсивность обмена веществ и энергетические затраты организма увеличиваются по сравнению с их уровнем в условиях основного обмена. Увеличение обмена веществ и энергии начинается через 1 ч, достигает максимума через 3 ч после приема пиши и сохраняется в течение нескольких часов. Влияние приема пищи, усиливающее обмен веществ и энергетические затраты, получило название специфического динамического действия пищи.
При белковой пище оно наиболее велико: обмен увеличивается в среднем на 30 %. При питании жирами и углеводами обмен увеличивается у человека на 14-15 %.
Рабочая прибавка. Повышение энергетического обмена сверх основного называют рабочей прибавкой. Факторами, повышающими расход энергии, являются: приём пищи, низкая или высокая (выше 30 С) внешняя t и мышечная работа.
Распределение по группам активности возьмите из гигиены. Не получается у меня сюда табличку скопировать.
