Методы определения энергозатрат человека

Методы определения энергозатрат человека

 

Метод прямой энергометрии

Затраты энергии организма определяют путем точного учета выделяемого организмом тепла в различных условиях его существования. Исследование проводится в специальных камерах с двойными стенками, между которыми по системе трубок циркулирует вода. Энергия, выделяемая в виде тепла, определяется путем установления объема протекающей воды и степени ее нагрева в процессе опыта. Наиболее распространенным образцом является камера Этуотера — Бенедикта в различных ее модификациях. В нашей стране используются камеры Пашутина, Шатерникова и др.

Недостатками метода прямой энергометрии являются:

§ сложность устройства камеры;

§ невозможность воспроизведения всех видов трудовой деятельности человека из-за ограниченных размеров камеры;

§  изоляция обследуемого человека от многих факторов производственной и бытовой среды, влияющих на обмен веществ и. энергии (климатических, социальных и др.).

Все это делает невозможным использование метода прямой энергометрии для определения расхода энергии в обычных условиях жизни и трудовой деятельности человека.

 

 

Схема 6

Алгоритм обоснования энергетической ценности и нутриентного состава рациона питания на основе определения физиологической потребности организма в энергии и пищевых веществах.

Метод непрямой (респираторной) энергометрии

Получил широкое распространение. Принцип метода респираторной энергометрии основан на определении химического состава вдыхаемого и выдыхаемого человеком воздуха с последующим установлением дыхательного коэффициента. Зная энергетический эквивалент одного литра поглощенного кислорода при определенном дыхательном коэффициенте и величину легочной вентиляции, легко вычислить расход энергии при любом виде деятельности человека. Для полной характеристики энергетических затрат необходимо иметь данные суточного хронометража бюджета времени по видам деятельности.

Для определения расхода энергии методом респираторной энергометрии предложено много различных аппаратов (системы Дугласа, Цунца — Гепперта, Этуотера, Шатерникова — Молчановой и др.). Составными частями этих систем-аппаратов обычно являются: резервуары для собирания выдыхаемого воздуха (чаще мешки Дугласа), соединенные шлангами со специальной маской или загубником, приборы для измерения объема выдыхаемого воздуха (газовые часы) и газовый анализатор (чаще прибор Холдейна). Данные, полученные методом респираторной энергометрии, близки к данным, полученным методом прямой энергометрии. Разница не превышает долей процента.

Метод определения потребности в энергии газометрическим способом также имеет определенные недостатки: большая трудоемкость исследований, недостаточно надежен при определении расхода энергии у людей с большим разнообразием трудовых операций и процессов различной интенсивности и др.

Метод алиментарной энергометрии

Теоретические основы метода алиментарной энергометрии были заложены Бертолле ж Рубнером, а практическая приемлемость доказана П. Е. Калмыковым и И. М. Бузнпком. Метод является достаточно простым и доступным и может быть легко применим в практике.

Основан на точном учете энергетической ценности пищи и контроле за массой тела в динамике в течение 15—16 дней. Испытуемые ежедневно утром после туалета взвешиваются с точностью до 50 г. Параллельно производится учет энергетической ценности потребляемой пищи. В случае равенства расхода энергии и энергоценности пищи масса тела взрослого человека не изменяется. При нарушении этого соответствия масса увеличивается или уменьшается. Прибавка массы тела у взрослых обусловлена в основном накоплением жира в организме. Жировая ткань в среднем содержит 25% воды, поэтому килограмм прибавки массы тела здорового взрослого человека соответствует 6750 ккал (28 242 кДж). Отняв энергетическую ценность жира, накопившегося в организме за период опыта, от величины усвоенной из потребленной пи щи энергии, можно с большой достоверностью судить о расходе энергии испытуемыми.

Хронометражно-табличный метод

Простой и быстрый метод ориентировочного определения величин энергетических затрат человека.

Алгоритм:

§ Составление хронограммы дня на основании  хронометража суточного бюджета времени.

§ Расчет энергетических затрат (используя специальные таблицы) по отдельным видам деятельности и за сутки в целом по различным энергетическим уровням (основной обмен, термогенез и различные виды деятельности).

Под основным обменом понимают показатель интенсивности энергетического обмена, определяемый в состоянии полного покоя, натощак, в условиях комнатной температуры воздуха, не менее чем через 14 ч после приема пищи. Эта энергия расходуется на работу внутренних органов (сердца, почек, дыхательных мышц, мышц пищеварительного тракта и др.) и обеспечение определенного мышечного тонуса. Установлено, что основной обмен находится в тесной зависимости от массы тела, роста, возраста и пола (см. нижеприведенную таблицу).

Таблица 4. Основные факторы, изменяющие величину основного обмена

Повышающие	Снижающие
- Увеличение мускулатуры - Мужской пол - Повышение температуры  тела - Повышение функции щитовидной  железы - Повышение адреналина	-Увеличение возраста - Женский пол - Накопление жира при  уменьшении мускулатуры - Снижение функции щитовидной  железы -Недоедание и истощение  организма

 

Поэтому он колеблется в широких пределах — от 1000 до 2000 ккал (4184—8368 кДж), составляя в среднем 1700 ккал (5113 кДж) у мужчин и 1400 ккал (5858 кДж) у женщин.

 

 Величина основного обмена (ВОО) определяется различными расчетными методами (На основании многочисленных инструментальных измерений выведены формулы расчета).

При нормальном телосложении величина ЭТП у мужчин равна 1 ккал/час/кг массы тела, у женщин – 0,9 ккал/час/кг массы тела. Стоит отметить, что это весьма приблизительные показания. У тучных и худых лиц данный способ расчета дает несколько искаженные результаты: у первых полученные величины ЭТП завышены, у вторых - занижены.

Уравнение Харриса-Бенедикта:

ВОО(м)=66+13,7М+5Р-6,8В

ВОО(ж)=655+9,6М+1,8Р-4,5В, где

М - масса тела, кг

Р – рост, см

В – возраст, лет

Уравнение Харриса-Бенедикта основывается на зависимости ВОО от роста, массы тела и возраста человека. Может использоваться для расчета ВОО у мужчин с 10-летнего возраста и женщин любого возраста.

Уравнения Mifflin-St.Jeor (1990), используемые для расчета ЭТП у взрослых 19-78 лет.

Для женщин:

ЭТП=10*масса (кг)+6,25*рост (см)-5*возраст (лет)-161

Для мужчин:

ЭТП=10*масса (кг)+6,25*рост (см)-5*возраст (лет)+5

Формула Дрейера:

где   W-масса тела

A-возраст

K-константа (м-0, 1013; ж-0, 1129).

Формулы, рекомендованные ФАО/ВОЗ (табл. 5).

 

  Таблица 5. Формулы расчета  величины ЭТП.

Возраст, лет	Формула для расчета ЭТП, ккал/день
Мальчики и мужчины
0-3	(60,9*весв кг) – 54
3-10	(22,7*вес в кг)+ 495
10-18	(17,5*вес в кг)+651
18-30	(15,3*вес в кг)+ 679
30-60	(11,6*вес в кг)+879
Больше 60	(13,5*вес в кг)+487
Девочки и женщины
0-3	(61*вес в кг)-51
3-10	(22,5*вес в кг)+499
10-18	(12,2* вес в кг)+746
18-30	(14,7*вес в кг)+496
30-60	(8,7*вес  в кг)+829
Больше 60	(10,5*вес в кг)+596

 

Наиболее простой вариант: - основной обмен равен сумме чисел А и В (табл.7, 8).

 

 

Таблица 6. Основной обмен (ккал/сут) в зависимости от массы и пола (число А)

Число А			Число А
масса тела. кг	мужчины	женщины	масса тела, кг	мужчины	женщины
3	107	683	35	548	990
4	121	693	40	617	1038
5	135	702	45	685	1085
6	148	712	50	754	1133
7	162	721	55	823	1181
8	176	731	60	892	1229
9	190	741	65	960	1277
10	203	751	70	1029	1325
15	272	798	75	1098	1372
20	341	846	80	1167	1420
25	410	894	85	1235	1468
30	479	942	90	1304	1516

 

Таблица 7

Основной обмен (ккал/сут) в зависимости от роста, возраста и пола (число Б).

Рост, см		Возраст (годы)															Рост, см
		10		15		20		25		30		35		40		50			10		15		20		25		30		35		40		50
Женщины																	Мужчины
100	180		—		—		—		—		—		—		—		100	38		5		—		—		__		—		__		—
110	280		—		—		—		—		—		—		—		110	88		45		—		—		__		__		—		__
120	600		380		—		—.		—		—		—		—		120	133		80		__		—		__		—		__		__
130	725		480		—		—		__		—		—		—		130	177		125		—		—		—		—		—		—
140	835		580		516		—		__		—		—		—		140	219		165		150		—		—		—		—		—
150	958		680		618		582		514		480		431		345		150	259		204		180		161		138		113		90		44
160	1040		780		684		632		598		564		530		463		160	298		242		209		179		156		132		109		62
165	1095		815		714		657		623		589		555		488		165	315		260		222		188		165		142		118		71
170	1150		850		744		682		648		614		580		513		170	—		278		234		198		174		151		127		81
175	__		875		774		707		673		639		605		538		175	—		296		247		207		183		160		137		90
I80	—		900		804		732		698		664		630		563		180	—		313		259		216		193		169		146		99