2. Энергетические затраты и энергетическая ценность пищи

• 2.1    Обмен веществ и энергии
• 2.2   Энергозатраты организма человека
• 2.3    Энергетический баланс
• 2.4    Методы определения энергозатрат
• 2.5    Энергетическая ценность пищевых продуктов
• 2.6    Потребность человека в энергии и нормирование энергетической ценности рационов питания

2.1.    Обмен веществ и энергии

Обмен веществ непрерывно протекает во всех клетках, тканях и системах организма и обеспечивает поддержание жизнедеятельности и сохранения постоянства внутренней среды (гомеостаз). В результате обменных процессов образуются вещества, необходимые организму для построения клеток и тканей.

Посредством обмена веществ обеспечивается поступление в организм энергии, необходимой для жизнедеятельности (энергетический обмен), восстанавливается потеря воды (водный обмен), удовлетворяется потребность в витаминах (витаминный обмен), минеральных веществах (минеральный обмен), возмещается потеря органических веществ, участвующих в синтетических процессах (пластический обмен).

Обмен веществ состоит из двух противоположных, протекающих одновременно процессов – ассимиляции и диссимиляции.

Ассимиляция (анаболизм) – это процесс синтеза необходимых организму веществ, и использование их для роста и развития.

Диссимиляция (катаболизм) – процесс распада веществ, их окисления кислородом и выведение из организма. Источником этих веществ является пища.

Процессы ассимиляции и диссимиляции согласованы между собой и образуют целостную систему, обеспечивающую обмен веществ, и, следовательно, сущность жизни.

У взрослого человека в нормальных условиях процессы синтеза и распада уравновешены. Однако в различные возрастные периоды программа обмена веществ подвергается изменениям. Так, в возрасте примерно до двадцати лет, когда процессы роста и развития еще не завершены, обмен веществ характеризуется преобладанием процессов ассимиляции над процессами диссимиляции (белковая программа). В возрасте от 20 до 40 лет отмечается некоторое равновесие этих процессов, от 40 до 60 преобладает накопление нейтральных жиров в организме (жировая программа), после 60 лет интенсивность диссимиляции выше процессов ассимиляции (программа старения).

Распад пищевых веществ, происходящий в организме при диссимиляции, сопровождается выделением энергии (тепла). Энергия необходима для осуществления функций всех органов и систем организма (сердца, легких, печени, почек и так далее), переваривания и усвоения пищи, поддержания постоянной температуры тела, выполнения физической и умственной работы.

В качестве единицы измерения энергии используются килокалория (ккал) и килоджоуль (кДж). Килокалория – это количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг воды на 1 °С (при нагревании с 19,5 до 20,5 °С). В соответствии с международной системой единиц СИ измерение энергии предусматривается в килоджоулях (1 ккал = 4,184 кДж).

В организме освобождается и используется химическая энергия, заключенная в белках, жирах и углеводах, органических кислотах и алкоголе.

Энергетическая ценность пищи – количество энергии, которое высвобождается при окислении пищевых веществ.

Энергетический коэффициент – количество энергии, высвобождаемое при окислении 1 грамма пищевого вещества в организме.

Энергетические коэффициенты в ккал/г: белки – 4,0; жиры – 9,0; углеводы – 4,0; яблочной кислоты – 2,4; лимонной кислоты – 2,6; уксусной кислоты – 3,5; молочной кислоты – 3,6; этилового спирта – 7.

• 2.2.    Энергозатраты организма человека

Энергетические затраты организма человека включают несколько видов суточного расхода энергии.

Основной обмен – это энергия, которая затрачивается на работу внутренних органов (сердца, почек, органов дыхания и так далее), поддержание постоянства температуры тела, обеспечение необходимого мышечного тонуса.

Величина энергии основного обмена определяется в состоянии покоя, лежа, натощак (последний прием пищи за 14…16 часов до обследования), при температуре воздуха 20 °С. Энергия основного обмена для каждого человека индивидуальна и в то же время является достаточно постоянной величиной. В среднем она составляет 1 ккал на 1 кг массы тела в час. У мужчин с массой тела 70 кг основной обмен составляет около 1700 ккал, у женщин с массой тела 55 кг – около 1400 ккал в сутки.

Величина основного обмена у женщин в среднем на 10…15 % ниже, чем у мужчин. У детей основной обмен в 1,5…2,5 раза выше, чем у взрослых, и тем в большей степени, чем меньше возраст.

Энергозатраты основного обмена зависят от состояния центральной нервной системы, функции эндокринных органов, роста, массы тела и т.д. Стрессовые состояния и гиперфункция щитовидной железы повышают основной обмен иногда до значительных величин.

Специфически-динамическое действие пищевых веществ (СДДП, термогенное действие пищи) – это расход энергии на сложные энергетические процессы, необходимые для превращения поступивших в желудочно-кишечный тракт пищевых веществ. При этом величина основного обмена при смешанном питании повышается на 10…15 % в сутки. Пищевые вещества обладают разной способностью повышать основной обмен: белки – на 30…40 %, жиры – на 4…14 %, углеводы – на 4…7 %.

Физическая (мышечная) работа является главным фактором, влияющим на суточные энергозатраты.
Величина расхода энергии на мышечную деятельность зависит от интенсивности производственной и домашней работы, особенностей отдыха.
Если затраты энергии в условиях основного обмена составляют в среднем 1 ккал на 1 кг веса в час, то в положении сидя – 1,4 ккал/кг/ч, в положении стоя – 1,5 ккал/кг/ч, при легкой работе – 1,8…2,5 ккал/кг/ч, при небольшой мышечной работе, связанной с ходьбой – 2,8…3,2 ккал/кг/ч, при труде, связанном с мышечной работой средней тяжести – 3,2… 4 ккал/кг/ч, при тяжелом физическом труде – 5…7,5 ккал/кг/ч.

Умственный труд характиризуется незначительными затратами энергии и повышает основной обмен в среднем на 2…16 %.
Однако в некоторых случаях различные виды умственного труда сопровождаются мышечной деятельностью, поэтому энергетические затраты могут быть значительно выше.
Пережитое эмоциональное напряжение может вызывать увеличение основного обмена на 10…20 % в течение нескольких дней.

Расход энергии на рост составляет в среднем 10 % от величины основного обмена.

• 2.3.    Энергетический баланс

Энергетический баланс – соотношение между расходом энергии организмом человека и поступлением ее за счет пищи.

Различают три вида энергетического баланса:

• 1.    Энергетическое равновесие – расход энергии соответствует ее поступлению, такой вид баланса является физиологичным для здорового взрослого человека.
• 2.    Отрицательный энергетический баланс – расход энергии превышает энергопоступление. Наблюдается при различных видах голодания и характеризуется мобилизацией всех ресурсов организма на продукцию энергии для ликвидации энергетического дефицита. При этом все пищевые вещества, в том числе белок, используются как источник энергии. На энергетические цели расходуется не только белок пищи, но и белок собственных тканей организма, что приводит к возникновению белковой недостаточности. Недостаточное по энергоценности питание ведет к нарушению обмена веществ, уменьшению массы тела, снижению работоспособности и т.д. В последние годы установлено, что при сниженной массе тела возрастает риск смертности от сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Согласно современным данным, отрицательный энергетический баланс рассматривается как единый комплекс белково-энергетической недостаточности (БЭН).
• 3.    Положительный энергетический баланс характеризуется превышением энергетической ценности пищевого рациона над расходом энергии. Этот вид баланса является физиологичным для детей, беременных, кормящих женщин и т.д. Энергетически избыточное питание является главным фактором возникновения избыточной массы тела и алиментарного ожирения. Избыточная масса тела характеризуется отложением избыточного жира в организме и увеличением нормальной массы тела на 5…10 %, увеличение свыше 10 % является ожирением. Ожирение по степени выраженности представлено четырьмя степенями: I – избыток массы тела составляет – 10…30 %, II – 30…50 %, III – 50…100 % и IV – 100 % и более. В настоящее время в экономически развитых странах распространенность избыточной массы тела составляет 50 %, а ожирения 25…35 %. Следствием выраженного ожирения является нарушение функций некоторых органов и систем организма, кроме того, ожирение является фактором риска и способствует раннему проявлению и прогрессированию атеросклероза и ишемической болезни сердца, сахарного диабета второго типа, артериальной гипертензии, желчнокаменной болезни и некоторых других заболеваний.

• 2.4.    Методы определения энергозатрат

Для определения энергозатрат организма пользуются различными лабораторными и расчетными (табличными) методами.

К лабораторным относят методы:

• –    прямой калориметрии, основанный на измерении тепла, которое выделяет организм при различных видах деятельности. Для этой цели используют калориметрическую камеру, в которой определяют количество тепла, выделенного человеком при выполнении определенного вида работы;
• –    непрямой калориметрии, заключающийся в том, что окислительные процессы, происходящие в организме, связаны с потреблением кислорода и выделением углекислоты. С этой целью вычисляют дыхательный коэффициент – отношение между количеством выделяемого углекислого газа и количеством поглощенного кислорода за одну минуту. По величине дыхательного коэффициента, пользуясь специальной таблицей, находят величину энергетического эквивалента кислорода, а затем вычисляют количество израсходованнной энергии в единицу времени. Определяя расход энергии в состоянии покоя и при выполнении той или иной работы, по разности полученных величин находят затраты энергии на выполнение работы;
• –    алиментарной энергометрии (калориметрии), основанный на том, что у взрослого человека отмечается стабилизация массы тела в условиях соответствия энергозатрат калорийности принимаемой пищи (физиологические колебания массы тела в пределах 300 г в расчет не принимаются). Если калорийность рационов питания превышает энергозатраты, то масса тела нарастает и наоборот. При данном методе проводится ежесуточное лабораторное определение калорийности принятой пищи и регистрация массы тела.

Табличные методы:

• –    хронометражно-табличный метод, при котором точно учитывается время, затрачиваемое на выполнение той или иной работы. Полученные хронометражные данные с помощью таблиц расхода энергии при различных видах деятельности позволяют определить суточные энергозатраты;
• –    метод определения энергозатрат с учетом коэффициента физической активности и величины основного обмена заключается в умножении коэффициента физической активности (КФА), соответ-свуещего определенному виду деятельности на величину основного обмена (ВОО).

• 2.5.    Энергетическая ценность пищевых продуктов

Наибольшей энегетической ценностью (800…900 ккал) обладают продукты, представляющие собой чистые жиры
(масло подсолнечное и топленое, говяжий жир, бараний, кулинарный жир и другие), а также продукты,
содержащие в своем составе много жира – свинина жирная, майонез, шоколад, пирожные слоеные с кремом и т.п. (400…600 ккал).

Наименьшую калорийность имеют овощи и фрукты (20…80 ккал).

• 2.6.    Потребность человека в энергии и нормирование энергетической ценности рационов питания

Потребность человека в энергии зависит от пола, возраста, характера труда, климатических особенностей, коммунального комфорта, занятий спортом и т.д.

Потребность энергии у женщин на 10…15 % ниже, чем у мужчин.
С возрастом энергозатраты снижаются.
Если суточную потребность в энергии в возрасте 20…39 лет принять за 100 %, то она снизится на 5 % в 40…49 лет,
на 10 % в 50…59 лет, на 20 % в 60…69 лет, на 30 % в 70…79 лет.
Чем тяжелее физический труд и больше нервно-психическая нагрузка, тем выше потребность в энергии.
В условиях холодного климата, особенно при работе на открытом воздухе, потребность в энергии на 5…15 % выше, чем в умеренном климате.
В южных районах потребление энергии снижается примерно на 5 %.

По принятым в России физиологическим нормам питания в пищевом рационе здорового человека за счет белков, жиров и углеводов должно обеспечиваться соответственно 12, 30 и 58 % суточной энергоценности рациона.
В лечебном и лечебно-профилактическом питании энергетические квоты пищевых веществ могут значительно отличаться от приведенных величин, рекомендуемых для рационального (здорового) питания.

Экспертами Всемирной организации здравоохранения (2008) даны рекомендации по потреблению макронутриентов в целях профилактики массовых алиментарных заболеваний (табл. 1).

Таблица 1

Ориентировочные нормы потребления макронутриентов по их квоте в энергетической ценности суточного пищевого рациона (ВОЗ, 2008)

Использование рекомендаций величин потребления пищевых веществ и энергии позволяет с большей степени точности определить потребность различных групп населения в основных пищевых факторах и расширяет возможности построения рационального питания населения страны.

Ожирение – как лечить эту болезнь?

Каталог продукции “Сово-Сова”