Суточный расход энергии человека формула. Суточные энергозатраты человека

]

Энерготраты мышц, органов и тканей человека в зависимости от половой принадлежности, возрастной категории и массы тела

Таблица расхода энергии органов и тканей человека

Суточный расход энергии слагается из трех величин:

• основного обмена
• повышения обмена при приеме пищи (специфически динамическое действие пищи)
• повышения обмена в результате работы (физической или умственной).

Суточный расход энергии должен полностью покрываться за счет энергии, полученной с пищей. Если пища поступает в недостаточном количестве, то это условие не соблюдается и начинают окисляться вещества самого организма . Вследствие этого нарушается энергетический баланс , человек худеет, у него снижаются работоспособность и адаптация к неблагоприятным воздействиям внешней среды; возникает ряд других явлений, свидетельствующих о серьезных нарушениях в состоянии здоровья. Поэтому, характеризуя потребность организма в пище, необходимо прежде всего установить, какова его потребность в энергии. Этим определяется количественная сторона питания.

Основной обмен определяется в состоянии покоя - утром натощак, спустя 12-14 ч после приема пищи, при комнатной температуре, лёжа. Он характеризует затраты энергии на поддержание жизненно важных функций: деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной систем, обмен веществ, поддержание тонуса мышц.

Величина его зависит от пола и возраста, от размера поверхности тела по отношению к массе, состояния ЦНС, активности действия эндокринных желез, характера питания, климато-географических условий и др.

Основной обмен у женщин на 5-8% ниже, чем у мужчин; у детей - относительно выше, чем у взрослых (при расчёте на единицу массы тела); у пожилых людей - на 10-15% ниже, чем у молодых.

У сравнительно молодых людей с хорошо развитой мускулатурой, являющейся в энергетическом отношении активной тканью (спортсменов), основной обмен выше, чем у полных людей со значительными жировыми отложениями.

При повышении внешней температуры основной обмен снижается, при понижении - повышается.

В среднем величина основного обмена у взрослых людей составляет 1 ккал на 1 кг массы тела в час (1680 ккал при массе 70 кг в сутки).

Прием пищи (особенно белков) вызывает увеличение основного обмена - вследствие повышения активности пищеварительных органов и деятельности некоторых отделов скелетной мускулатуры, связанных с приемом пищи. В среднем основной обмен после еды повышается на 10-12%.

Работа (особенно связанная с мышечной деятельностью) оказывает большое влияние на повышение основного обмена. Спокойное сидение уже увеличивает обмен на 12-15%, стояние - на 20%, небыстрая ходьба - на 80-100%, бег - на 400%. Спортивные упражнения увеличивают энерготраты в 10-20 раз и более за счет усиления окислительных процессов в работающих мышцах.

Суточный расход энергии и соответственно потребность в калориях у взрослого человека колеблются (в зависимости от рода деятельности и возраста): у мужчин - от 2350 до 3900 ккал, у женщин - от 2100 до 3350 ккал (с учетом активного отдыха - до 4200 и 3600 ккал соответственно).

Согласно теории сбалансированного питания, нормальная жизнедеятельность организма возможна при условии снабжения его необходимым количеством энергии, соответствующим его суточным энерготратам, которые складываются из основного обмена веществ, специфического динамического действия пищи (СДДП), физической нагрузки, пола и возраста.

Величина основного обмена (ВОО) характеризует расход энергии в организме на метаболические процессы, поддержание кровотока и дыхания в состоянии покоя.

Под влиянием приема пищи расход энергии увеличивается, что связано с усилением окислительно-восстановительных процессов, необходимых для превращения пищевых веществ в организме. При смешанном питании это повышение составляет 10-15% от основного обмена.

На повышение обмена оказывает также влияние характер принимаемой пищи, т.е. различные пищевые вещества (белки , жиры , углеводы) обладают разной способностью к повышению основного обмена. Более всего основной обмен увеличивается при приеме белков - на 30-40%. Жиры повышают обмен на 4-14%, углеводы - на4-7%. Повышение обмена, вызванное приемом различных компонентов пищи, называется специфическим динамическим действием пищи (СДДП) .

В соответствии с величиной энерготрат выделяют 5 групп трудоспособного населения среди мужчин и 4 группы - среди женщин; они вошли в ныне действующие «Нормы физиологических потребностей для взрослого населения» (1991).

Раньше в основу деления по группам закладывались определенные профессии, однако практика показала, что связь энерготрат с профессиональной принадлежностью человека весьма условна. Поэтому в «Нормах» 1991 г. градация населения по группам основана на физиолого-биохимических особенностях организма и осуществляется по BOO с учетом коэффициента физической активности (КФА) в соответствии с рекомендациями Комитета экспертов ФАО/ВОЗ (1985).

Коэффициент физической активности (КФА) - это отношение суточных энерготрат к величине основного обмена. Если, к примеру, энерготраты на все виды жизнедеятельности в 2 раза выше ВОО для соответствующей группы по полу и возрасту, то для данной группы КФА будет равен 2. Чем выше энерготраты, тем выше КФА.

Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах не являются постоянными и периодически уточняются и пересматриваются в связи с изменением условий труда и быта населения, появлением новых научных данных в области гигиены питания.

Таблица 3 Коэффициент физической активности (КФА) различных групп населения

В табл. 3 представлены КФА различных групп населения. Зная ВОО и КФА, легко рассчитать суточные энерготраты человека, перемножив эти показатели. Более высокие потребности в энергии и пищевых веществах отмечаются у мужчин молодого возраста (18-29 лет), у беременных и кормящих женщин, у жителей Севера (на 10-15%), Для последних «Нормы» предусматривают процентное соотношение по калорийности белков, жиров и углеводов как 15:35:50.

Измерение объема жира в организме осуществляется следующими способами:

1. с помощью специального прибора, показывающего массу воды, мышц и жира в организме. Места скопления жира определяются методом сканирования;
2. путем определения соотношения объема талии и объема бедер - в норме оно должно быть меньше 0,85.
3. с помощью

Если масса тела увеличена за счет жировых отложений на 10-15%, говорят об избыточной массе тела, но не об ожирении как болезни. По степени выраженности выделяют 4 степени ожирения:

IV - 100% и более.

Рассчитать индивидуальные суточные энерготраты можно с разной степенью точности. Более точно определить данный показатель можно, если исходить из среднестатистических данных основного обмена для человека определенного возраста и с определенной массой тела.

У спортсменов энерготраты намного выше. Особенно они возрастают в связи с увеличением тренировочных нагрузок и повышением квалификации во всех видах спорта. Величины энерготрат спортсменов в различных видах спорта приведены в табл. 4.

Таблица 4 Величины энерготрат спортсменов в различных видах спорта

Поскольку энерготраты и соответственно нормы калорийности питания спортсмена зависят от его веса, предложено их рассчитывать на 1 кг массы тела.

• В гимнастике, акробатике, фехтовании, регби, хоккее на траве, волейболе, прыжках в воду, конном спорте, легкоатлетическом спринте и прыжках, стрелковом спорте, туризме нормы калорийности питания составляют 60-65 ккал/кг;
• в легкоатлетических метаниях, водном поло, боксе, баскетболе, хоккее, футболе, конькобежном спорте, лыжном спорте (короткие дистанции) - 65-70 ккал/кг;
• в беге на длинные дистанции, плавании, тяжелой атлетике, лыжных гонках (длинные дистанции), спортивной ходьбе, всех видах гребли, велосипедном спорте - 70-75 ккал/кг;
• в марафонском беге - 75-85 ккал/кг;
• в многодневных велосипедных гонках - 82-90 ккал/кг.

Для определения калорийности питания необходимо норму калорийности для данного вида спорта умножить на вес спортсмена и прибавить 10%. Например, для бегуна-спринтера калорийность составляет: 65 х 70 (вес спортсмена) = 4550 ккал; 4550 + 455 = 5005 ккал.

Необходимость прибавления 10% связана с тем, что 10% пищи обычно в организме не усваивается.

Каковы энерготраты у детей и у юных спортсменов?

Суточная потребность в энергии у детей и подростков составляет: в 7 лет - 2400; в 11-13 лет - 2850; в 14-17 лет (юноши) - 3150, в 14-17 лет (девушки) - 2750 ккал.

При занятиях легкой атлетикой к этим цифрам нужно добавить расход энергии: в спринте, прыжках, метаниях -из расчета 290 ккал на 1 ч занятий, а при беге на средние дистанции - 450 ккал/ч.

Таким образом, расход энергии для юношей-бегунов 14-17 лет может составить: 3150 + 900 = 4050 ккал.

Расход энергии для юного спортсмена можно рассчитать также по величине средней потребности в калориях представителей различных видов спорта, выраженной на 1 кг массы тела в сутки. Например, для юношей весом 50 кг расход энергии будет равен: 70 х 50 = 3500 ккал + 350 (10%) = 3850 ккал.

При соответствии (равенстве) калорийности питания энерготратам масса тела остается более или менее постоянной. Значительное увеличение массы тела при излишнем отложении жира и отсутствии заметного роста мускулатуры или, наоборот, уменьшение массы тела, не объяснимое потерей воды, свидетельствует о чрезмерном или недостаточном питании. При этом следует учитывать, что в начале тренировки масса тела уменьшается на 1-3 кг в результате некоторой потери воды, отложений жира и непроизводительной траты энергии вследствие лишних движений. Затем, по мере роста тренированности, масса стабилизируется или даже несколько увеличивается (за счет развития мускулатуры).

Употребление алкоголя , табачных изделий и некоторых наркотических веществ изменяет функциональное состояние органов пищеварения и может заметно повлиять на усвоение питательных веществ. Так, алкоголь обеспечивает дополнительное поступление энергии (29,7 кДж/г) и соответственно существенно изменяет энергетический баланс организма спортсмена.

В связи с этим при оценке калорийности дневного рациона умолчание спортсмена даже о малых количествах принятого алкоголя может привести к заметному расхождению между вычисленным и реальным поступлением энергии.

При хроническом алкоголизме нарушаются процессы пищеварения, всасывания и усвоения питательных веществ, в результате чего снижается питательная ценность продуктов.

В старости энерготраты снижаются и к 80 годам составляют 8373-9211 кДж (2000-2200 ккал).

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 затраты 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 т.д.), поэтому и энерготраты могут быть относительно большими. Пережитое эмоциональное возбуждение может вызвать в течение нескольких следующих дней повышение обмена на 11-19%.

Специфическое динамическое действие пищи

После приема пищи интенсивность обмена веществ и энергозатрат организма увеличиваются по сравнению с их уровнем основного обмена. Через час после приема пищи начинается увеличение обмена веществ и энергии, достигает максимума через 3 ч и сохраняется в течение нескольких часов. Усиливающее влияние пищи на обмен веществ и энергетические затраты называется специфическим динамическим действием пищи.

Белковая пища оказывает наибольшее влияние и обмен увеличивается в среднем на 30-40%. Жиры и углеводы увеличивают обмен у человека на 14-15%.

Регуляция обмена энергии

Интенсивность энергетического обмена существенно зависит от физической активности, эмоционального напряжения, характера питания, температуры окружающей среды и ряда других факторов.

Имеются многочисленные факты, указывающие об условнорефлекторном характере изменении потребления О 2 и энергообмена. У спортсмена в предстартовом состоянии резко увеличивается потребление О 2 , а следовательно, и энергообмен, подобные изменения наблюдаются при действии факторов рабочей обстановки у рабочих, деятельность которых связана мышечными усилиями (хотя к работе они еще не приступали). В эксперименте на животных ранее индифферентный раздражитель, связанный по времени с мышечной деятельностью, может служить сигналом к увеличению обмена веществ и энергии.

Все это свидетельствует об условнорефлекторном характере изменения уровня энергетического обмена в организме. Велика роль в регуляции обмена энергии гипоталамической области мозга. Здесь формируются регуляторные влияния, а реализация их происходит вегетативными нервами или гуморальным путем за счет увеличения секреции ряда эндокринных желез.

Выраженное усиление расхода энергии и повышение обмена веществ вызывают гормоны щитовидной железы - тироксин и трийодтиронин, и гормон мозгового вещества надпочечника адреналин.

Для покрытия пластических и энергетических нужд организма, образования физиологически активных веществ требуется регулярное поступление пищи ее переваривание, всасывание и усвоение. Пищевые вещества содержатся в пищевых продуктах животного и растительного происхождения. Пищевая, биологическая и энергетическая ценность пищевых продуктов определяется содержанием в них питательных, веществ: (белков, жиров, углеводов), витаминов, минеральных солей, воды, органических кислот, вкусовых и ряда других веществ. Питание может быть естественное и искусственное (клиническое парентеральное и зондовое энтеральное). Выделяют также лечебное и лечебно-профилактическое питание.

К пищевым веществам относятся белки, жиры и углеводы, при гидролизе их высвобождается определенное количество тепла (в среднем для жиров - 9,3 ккал/г, или 37 кДж/г, белков и углеводов по 4,1 ккал/г, или 17 кДж/г). Согласно правилу изодинамии, они могут взаимно заменяться в удовлетворении энергетических потребностей организма, однако каждое из пищевых веществ и их фрагментов имеет специфические пластические свойства и свойства биологически активных веществ. Замена в пищевом рационе одних веществ другими может быть не очень продолжительной, т.к. длительное однообразное питание ведет к нарушению функций организма, а при длительном, например безбелковом, питании наступает смерть от белкового голодания. Пищевые вещества в своем составе могут содержать незаменимые компоненты, что определяет их биологическую ценность.

Биологическая ценность животных белков выше, чем растительных (например, у белков пшеницы 52-65%). Усвояемость белков животного происхождения составляет в среднем 97%, а растительных - 83-85%, что зависит также и от кулинарной обработки пищи.

При биологической ценности белков смешанной пищи не менее 70% люди должны иметь белковый минимум (в сутки 55-60 г.), а чтобы была стабильность азотистого баланса рекомендуется принимать с пищей 85-90 г белка в сутки (не менее 1 г белка на 1 кг массы тела). У беременных и кормящих грудью женщин, детей эти нормы выше.

Липиды поступают в организм человека в составе всех видов животной, а также растительной пищи (жиры животного и растительного происхождения). Биологическая ценность липидов зависит от наличия в них незаменимых жирных кислот, способности переваривания и всасывания в пищеварительном тракте (усвоения). Сливочное масло и свиной жир усваиваются на 93-98%, говяжий - 80-94%, подсолнечное масло - на 86-90%, маргарин - 94-98%.

Углеводы поступают в организм в основном в виде полисахаридов растительной пищи, используются они для удовлетворения энергетических потребностей. В среднем за сутки человек принимает 400-500 г углеводов, из которых 350-400 г составляет крахмал, 50-.100 г моно- и дисахариды. Избыток углеводов депонируется в виде жира.

Витамины должны быть непременным компонентом пищи. Нормы их потребления зависят от возраста, пола, вида трудовой деятельности, ряда других факторов. Суточная потребность в воде у взрослого человека составляет 21-43 мл/кг, минимальная суточная потребность человека массой тела 70 кг составляет около 1700 мл, из них около 630 мл он получает в виде воды и напитков, 750 мл - с пищей и 320 мл образуется в ходе обменных (окислительных) процессов. Недостаточный прием воды вызывает дегидратацию организма, которая имеет различную степень выраженности в зависимости от уровня обезвоживания. Смерть наступает при потере 1/3-1/4 общего количества воды в организме, на долю которой приходится около 60% массы тела. Избыточное поступление воды вызывает гипергидратацию, которая может привести к водной интоксикации. Большое физиологическое значение макро- и микроэлементов определило обязательные нормы их потребления для разных групп населения.

В настоящее время принята теория сбалансированного питания. Сбалансированное полноценное питание подразумевает оптимальное соответствие количества всех компонентов пищи физиологическим потребностям организма (А.А.Покровский).

В нашей стране принято выделять пять групп интенсивности труда у мужчин и четыре - у женщин (см. табл. выше).

При регулярном превышении суточной энергетической ценности (калорийности) пищи над затратами энергии увеличивается количество депонированного в организме жира (100 г сдобной булочки - 300 ккал). Ежедневное употребление такой булочки сверх нормы ведет к накоплению в организме человека 15-30 г жира, что в течение года может привести к отложению в депо 5,4-10,8 кг жира.

Пищевой рацион должен быть сбалансирован по содержанию белков, жиров и углеводов. Среднее соотношение их массы составляет 1:1,2:4, энергетической ценности - 15:30:55%, которое удовлетворяет энергетические и пластические потребности организма, компенсирует израсходованные белки, жиры и углеводы. Несбалансированность пищевых веществ сопровождается нарушением обмена веществ. Так, при длительной белковой недостаточности не только уменьшается масса тела, но и снижается физическая и умственная работоспособность человека. Избыточность питания, повышение в рационе жиров, особенно животных, вызывают ожирение (превышение должной массы тела на 15% и более). При нем поражаются практически все физиологические системы организма, но чаще и раньше сердечно-сосудистая (атеросклероз, артериальная гипертензия и др.), пищеварительная, эндокринная (в том числе половая), нарушается водно-солевой обмен. Избыточный прием пищевого сахара предрасполагает развитию сахарного диабета, дисбактериозу, кариесу зубов и др. В рационе должны быть сбалансированы незаменимые и заменимые аминокислоты, жиры с разной насыщенностью жирных кислот, углеводы, балластные вещества в виде пищевых волокон (целлюлоза, пектин и др.), продукты животного и растительного происхождения, витамины и минеральные вещества, которые соотносятся (балансируются) с расходом и потребностями в них организма в зависимости от возраста, пола, вида труда, времени года и ряда других факторов, влияющих на обмен веществ.

В рациональном питании важны регулярный прием пищи в одно и то же время суток, дробность приема пищи, распределение ее между завтраком, обедом, ужином. При 3-х разовом питании в сутки первые два приема составляют 2/3 суточной энергетической ценности пищи и ужин - 1/3. Часто суточный рацион по энергетической ценности распределяется следующим образом: завтрак - 25-30%, обед - 45-50%, ужин - 20-25%. Время между завтраком и обедом, обедом и ужином должно составлять 5-6 ч, между ужином и отходом ко сну - 3-4 ч. Эти периоды предусматривают высоту активности пищеварительных функций, переваривание и всасывание основного количества принятой пищи. Более рационально 5-ти разовое питание. При 5-ти разовом питании на первый завтрак приходится около 25% калорий суточного рациона, на второй завтрак - 5-10% (легкая закуска - фрукты, чай), на обед - около 35%, на полдник - 25%, на ужин - 10%. Фактическое распределение суточного рациона имеет существенные различия в связи с климатическими условиями, трудовой деятельностью, традициями, привычками и рядом других факторов.

А.М.Уголев предложил теорию адекватного питания, в которой принят постулат теории сбалансированногo питания о соответствии расхода энергии и поступления ее в организм в составе пищевых веществ. Согласно этой теории, питание восполняет молекулярный состав, энергетические и пластические расходы организма, поэтому важно соответствие набора и свойств пищевых веществ ферментному и изоферментному спектру пищеварительной системы. Такая адекватность (соответствие) должна быть в полостном и мембранном пищеварении, адекватными механизмами резорбции должны быть и всасывающиеся из кишечника питательные вещества.

В теории подчеркиваются трехэтапность пищеварения и необходимость индивидуальной и видовой адекватности питания всем трем его этапам.

Примером их несоответствия являются различные ферментопатии, например лактазная недостаточность. В этом случае молоко в рационе является неадекватным видом пищи. Особое внимание в теории обращено на многоцелевое назначение в составе пищи балластных веществ.

Автор теории адекватного питания рассматривает ассимилирующий пищевые вещества организм как «надорганизм», имеющий как организм хозяина свою эндоэкологию, образуемую микрофлорой кишечника. Первичный поток нутриентов пищи формируется в результате ее переваривания и всасывания. Кроме того, есть поток вторичных пищевых веществ, образующихся в результате деятельности микроорганизмов кишечника. Эта деятельность определяется эндогенными и экзогенными (составом и свойствами принимаемой пищи, ее всасыванием в пищеварительном тракте) факторами.

В зависимости от них что-то «достается» или «не достается» микроорганизмам и обусловливает изменение их количества, состава, свойств, потока в кровь и лимфу вторичных пищевых веществ, в их числе незаменимых, биологически активных веществ и токсинов.

Из компонентов пищи в результате их гидролиза и трансформаций с участием микроорганизмов образуются вещества, регулирующие деятельность физиологических систем организма. За счет этого пища обладает не только свойствами питательных веществ с их энергетической и пластической ценностью, но и способностью в достаточно широких пределах изменять многие физиологические процессы (включая поведение, защитные, в том числе иммунные, механизмы).

Рассмотрение теории адекватного питания как составной части учения о процессе ассимиляции пищи всеми живыми системами, нахождение у них общих механизмов реализации питания привело А.М.Уголева к необходимости объединения этих вопросов в одной науке, которую он назвал трофологией.

Предметом трофологии являются «общие закономерности ассимиляции жизненно необходимых веществ на всех уровнях организации живых систем - от клетки, органа и организма до соответствующих связей в популяции, биоценозах и биосфере» (А.М.Уголев).

Нормы питания

В настоящее время в нашей стране приняты «Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения». Это официальный нормативный документ для планирования производства и потребления продуктов питания, оценки резервов продовольствия, разработки мер социальной защиты, обеспечивающих здоровье, расчетов рационов организованных коллективов. Эти нормы широко используются во врачебной практике.

Предусмотрено, что энергетическая ценность суточного рациона должна соответствовать и компенсировать суточные энергетические затраты определенных групп населения. Определены 5 групп мужчин и 4 группы женщин. В каждой группе взрослого населения выделены по 3 возрастных подгруппы от 18 до 59 лет. Дополнительно введены две подгруппы лиц престарелого и старческого возраста (60-74, 75 лет и более).

Учитывая, что каждый пищевой продукт имеет определенную энергетическую ценность, и пользуясь этими таблицами, можно вычислить энергетическую ценность рациона и всех его компонентов.

Каждая из выделенных по физической активности, полу и возрасту группа населения с учетом средней величины усвоения питательных веществ имеет нормы количества белков (в том числе животных белков - 55%), жиров (30% от общей энергетической ценности рациона и 4-6% отведено незаменимой линолевой кислоте), углеводов, минеральных веществ и витаминов.

В «Нормах» учтены беременные и кормящие матери по двум срокам лактации (1-6 и 7-12 мес.), у которых повышены энергетические затраты и соответственно - потребность в питательных веществах с учетом потребления их плодом, а затем и ребенком, вскармливаемым грудным молоком.

Для обеспечения человека пищей, соответствующей его энергетическим затратам и пластическим процессам, необходимо определить суточный расход энергии. За единицу измерения энергетических затрат человека принята внесистемная единица количества теплоты - калория (1 кал = 4,1868 Дж).

Энергия, затрачиваемая на работу внутренних органов и теплообмен, называется основным обменом. При температуре воздуха 20 °С, полном покое, натощак основной обмен составляет 1 ккал в 1 ч на 1 кг массы тела человека. Следовательно, основной обмен зависит от массы тела, а также от пола и возраста человека (табл. 3.1).

Для определения суточного расхода энергии человека введен коэффициент физической активности (КФА) - это соотношение общих энерготрат на все виды жизнедеятельности человека с величиной основного обмена.

Коэффициент физической активности является основным физиологическим критерием для отнесения населения к той или иной трудовой группе в зависимости от интенсивности труда, т.е. от энергозатрат, разработан Институтом питания АМН в 1991 г.

Всего определено 5 трудовых групп для мужчин и 4 для женщин. Каждой трудовой группе соответствует определенный коэффициент физической активности.

Для расчета суточного расхода энергии необходимо величину основного обмена (соответствующую возрасту и массе тела человека) умножить на коэффициент физической активности (КФА) определенной группы населения.

I группа - работники преимущественно умственного труда, очень легкая физическая активность, КФА - 1,4: научные работники, студенты гуманитарных специальностей, операторы ЭВМ, контролеры, педагоги, диспетчеры, работники пультов управления, медработники, работники учета, секретари и т.д. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста составляет 1800...2450 ккал.

II группа - работники, занятые легким трудом, легкая физическая активность, КФА - 1,6: водители транспорта, работники конвейеров, весовщицы, упаковщицы, швейники, работники радиоэлектронной промышленности, агрономы, медсестры, санитарки, работники связи, сферы обслуживания, продавцы промтоваров и др. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста составляет 2100...2800 ккал.

III группа - работники средней тяжести труда, средняя физическая активность, КФА - 1,9: слесари, наладчики, настройщики, станочники, буровики, водители экскаваторов, бульдозеров, угольных комбайнов, автобусов, врачи-хирурги, текстильщики, обувщики, железнодорожники, продавцы продтоваров, водники, аппаратчики, металлурги-доменщики, работники химзаводов, работники общественного питания и др. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста составляет 2 500... 3 300 ккал.

IV группа - работники тяжелого физического труда, высокая физическая активность, КФА - 2,2: строительные рабочие, помощники буровиков, проходчики, хлопкоробы, сельхозрабочие и механизаторы, доярки, овощеводы, деревообработчики, металлурги, литейщики и др. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста составляет 2 850...3 850 ккал.

V группа - работники особо тяжелого физического труда, очень высокая физическая активность, КФА - 2,5: механизаторы и сельхозрабочие в посевной и уборочный периоды, горнорабочие, вальщики леса, бетонщики, каменщики, землекопы, грузчики немеханизированного труда, оленеводы и др. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста составляет 3 750... 4200 ккал.

Суточный расход энергии у здорового человека значи­тельно превышает величину основного обмена и складывается из следующих компонентов: основного обмена; рабочей прибавки, т.е. энергозатрат, связанных с выполнением той или иной работы; специфически-динамического действия пищи (белковая пища по­вышает интенсивность обмена на 25-30%, а углеводы и жи­ры - на 10% или меньше).

Совокупность компонентов суточного расхода энер­гии составляет рабочий обмен . Степень энер­гетических затрат при различной физической активности оп­ределяется коэффициентом физической активности - отно­шением общих энергозатрат на все виды деятельности в су­тки к величине основного обмена. По этому принципу все население разделено на 5 групп (таблица).

Группы работников по энерготратам

Для людей, выполняющих легкую работу сидя, нужно примерно 2400-2600 ккал в сутки; работающих с большей мышечной нагрузкой требуется 3400-3600 ккал; выполняю­щих тяжелую мышечную работу - 4000-5000 ккал и выше. У тренированных спортсменов при кратковременных интен­сивных упражнениях величина рабочего обмена может в 20 раз превосходить основной обмен.

Потребление кисло­рода при физической нагрузке не отражает общего расхода энергии, так как часть ее тратится на гликолиз (анаэробный) и не требует затраты кислорода. Разность между потребностью в О 2 и его потреблением составляет энергию, получае­мую в результате анаэробного распада, и называется кисло­родным долгом . Потребление О 2 и после окончания мышеч­ной работы остается высоким, так как в это время происхо­дит возвращение кислородного долга. Кислород затрачивает­ся на превращение главного побочного продукта анаэробно­го метаболизма - молочной кислоты в пировиноградную, на фосфорилирование энергетических соединений (креатин-фосфат) и восстановление запасов О 2 в мышечном миоглобине.

При умственном труде также происходят энерготраты, особенно, если умственная активность сопровож­дается эмоциональным возбуждением. Так, пережитое эмоциональное возбуж­дение может вызывать в течение нескольких последующих дней повышение обмена на 11-19%.

Обмен веществ

Обмен веществ начинается с поступления питательных веществ в желудочно-кишечный тракт и воздуха в легкие. Осуществляется в несколько этапов:

1) фермента­тивные процессы расщепления белков, жиров и углеводов до растворимых в воде аминокислот, моно- и дисахаридов, гли­церина, жирных кислот и других соединений, происходящие в различных отделах желудочно-кишечного тракта, а также всасывание этих веществ в кровь и лимфу.

2) транспорт питатель­ных веществ и кислорода кровью к тканям и те сложные хи­мические превращения веществ, которые происходят в клет­ках. В них одновременно осуществляется расщепление пита­тельных веществ до конечных продуктов метаболизма, син­тез ферментов, гормонов, составных частей цитоплазмы. Расщепление веществ сопровождается выделением энергии, которая используется для процессов синтеза и обеспечения работы каждого органа и организма в целом.

3) удаление конечных продуктов распада из клеток, их транспорт и выделение почками, лег­кими, потовыми железами и кишечником.

Превращение белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и воды происходит в тесном взаимодействии друг с другом. В метаболизме каждого из них имеются свои осо­бенности, а физиологическое значение их различно, поэтому обмен каждого из этих веществ принято рассматривать от­дельно.

Обмен белков

Белки используются в организме в первую очередь в качестве пластических материалов. Потребность в белке оп­ределяется тем его минимальным количеством, которое бу­дет уравновешивать его потери организмом. Белки находятся в состоянии непрерывного обмена и обновления. Из аминокислот, полученных в процессе пищеварения, синтезируются специфические для данного вида организма и для каждого органа белки. Де­сять аминокислот из 20 (валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, аргинин и гис-тидин) в случае их недостаточного поступления с пищей не могут быть синтезированы в организме и называются неза­менимыми. Другие десять аминокислот (заменимые) могут синтезироваться в организме. Часть аминокислот используется как энергетический материал, т.е. подвергаются расщеплению.

О количестве белка, подвергшегося распаду за сутки, судят по количеству азота, выводимого из организма человека. В 100 г белка содержится 16 г азота. Таким обра­зом, выделение организмом 1 г азота соответствует распаду 6,25 г белка. За сутки из организма взрослого человека выде­ляется около 3,7 г азота, т.е. масса разрушившегося белка со­ставляет 3,7 х 6,25 = 23 г, или 0,028-0,075 г азота на 1 кг мас­сы тела в сутки (коэффициент изнашивания Рубнера). Е сли количество азота, поступающего в организм с пищей, равно количеству азота, выводимого из организма, то организм находится в состоянии азотистого равновесия. Если в организм поступает азота больше, чем выделяется, то это свидетельствует о положительном азотистом балансе . Он возникает при увеличении массы мы­шечной ткани (интенсивные физические нагрузки), в период роста организма, беременности, во время выздоровления по­сле тяжелого заболевания. Состояние, при котором количе­ство выводимого из организма азота превышает его поступ­ление в организм, называют отрицательным азотистым ба­лансом. Оно возникает при питании неполноценными белка­ми, когда в организм не поступают какие-либо из незамени­мых аминокислот, при белковом или полном голодании.

Необходимо потребление не менее 0,75 г белка на 1 кг массы тела в сутки, что для взрослого здорового человека массой 70 кг составляет не менее 52,5 г полноценного белка. Для надежной стабильности азотистого баланса рекоменду­ется принимать с пищей 85-90 г белка в сутки. У детей, беременных и кормящих женщин эти нормы должны быть выше.

Обмен липидов

Липиды являются сложными эфирами глицерина и высших жирных кислот. Липиды играют в организме энергетическую и пластическую роль. За счет окисления жиров обеспечивается около 50% потребности в энергии взрослого организма. Жиры служат резервом питания организма, их запасы у человека в среднем составляют 10-20% массы тела. Из них около половины находятся в подкожной жировой клетчатке, значительное количество откладывается в боль­шом сальнике, околопочечной клетчатке и между мышцами. В состоянии голода, при действии на организм холода, при физической или психоэмоциональной нагрузке происходит интенсивное расщепление запасенных жиров. В условиях покоя после приема пищи происходит ресинтез и отложение липидов в депо. Главную энергетическую роль играют нейтральные жиры - триглицериды, а пластическую - осущест­вляют фосфолипиды, холестерин и жирные кислоты, кото­рые выполняют функции структурных компонентов клеточ­ных мембран, входят в состав липопротеидов, являются предшественниками стероидных гормонов, желчных кислот и простагландинов.

Липидные молекулы, всосавшиеся из кишечника, упа­ковываются в эпителиоцитах в транспортные частицы (хиломикроны), которые через лимфатические сосуды поступа­ют в кровоток. Липидные молекулы могут также синтезироваться в организме, за исключением ненасыщен­ных линолевой, линоленовой и арахидоновой жирных ки­слот, которые должны поступать с пищей. Эти незаменимые кислоты . Отсутствие или недостаточ­ное поступление в организм незаменимых жирных кислот приводит к задержке роста, нарушению функции почек, за­болеваниям кожи, бесплодию.

Так как холестерин и триглицериды являются гидро­фобными соединениями, нерастворимыми в плазме крови, в печени, для их транспорта формируются липопротеиды (жи­ровые вещества, связанные с белками), которые отличаются друг от друга по своему размеру, составу и физико-хими­ческим свойствам. Различают три основных группы липопротеидов: липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) и липопротеиды высокой плотности (ЛПВП).

ЛПВП - маленькие частицы, которые содержат много фосфолипидов и белков, их функция заключается в удалении избытка холестерина из сосудистой стенки и других тканей. После насыщения холе­стерином они возвращаются в печень, где холестерин и его эфиры превращаются в желчные кислоты и выводятся с жел­чью. ЛПВП снижают образование окисленных форм и счи­таются единственным антиатерогенным (т.е. препятствую­щим развитию атеросклероза) классом липопротеидов. Кро­ме того, эфиры холестерина липопротеидов высокой плотно­сти используются для синтеза стероидных гормонов в надпо­чечниках.

Обмен углеводов

Углеводы являются основным источником энергии, а также выполняют в организме пластические функции, в ходе окисления глюкозы образуются промежуточные продукты - пентозы, которые входят в состав нуклеотидов и нуклеино­вых кислот. Глюкоза необходима для синтеза некоторых аминокислот, синтеза и окисления липидов, полисахаридов.

Организм человека получает углеводы главным образом в виде растительного полисахарида крахмала и в небольшом количестве в виде животного полисахарида гликогена. В же­лудочно-кишечном тракте осуществляется их расщепление до уровня моносахаридов (глюкозы, фруктозы, лактозы, га­лактозы). Моносахариды, основным из которых является глюкоза, всасываются в кровь и через воротную вену посту­пают в печень. Здесь фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу. Внутриклеточная концентрация глюкозы в гепатоцитах близка к ее концентрации в крови. При избыточном поступлении в печень глюкозы она пре­вращается в резервную форму ее хранения - гликоген. Коли­чество гликогена может составлять у взрослого человека 150-200 г. В случае ограничения потребления пищи, при снижении уровня глюкозы в крови происходит расщепление гликогена и поступление глюкозы в кровь. В течение первых 12 ч и более после приема пищи поддержание концентрации глюкозы крови обеспечивается за счет распада гликогена в печени. После истощения запасов гликогена усиливается синтез ферментов, обеспечивающих реакции глюконеогенеза - синтеза глюкозы из лактата или аминокислот. В среднем за сутки человек потребляет 400-500 г углеводов, из которых обычно 350-100 г составляет крахмал, а 50-100 г - моно-и дисахариды. Избыток углеводов депонируется в виде жира.