Что включает в себя нерегулируемые энергозатраты
Энергозатраты человека
Сайт предоставляет справочную информацию исключительно для ознакомления. Диагностику и лечение заболеваний нужно проходить под наблюдением специалиста. У всех препаратов имеются противопоказания. Консультация специалиста обязательна!
Нерегулируемые энергозатраты
Энергозатраты человека могут быть регулируемыми и нерегулируемыми. Нерегулируемые энергозатраты – это затраты энергии на основной обмен и специфически динамическое действие еды. Под основным обменом понимают минимальный уровень энергозатрат, который необходим для поддержания здоровья и жизненно важных функций организма.
Основной обмен определяют при условиях полного мышечного и нервного покоя, утром натощак, при комфортной температуре (20 С). его величина связана с индивидуальными особенностями человека (масса тела, рост, возраст, пол, состояние эндокринной системы). Например, у женщин основной обмен на 5 – 10% ниже, чем у мужчин, а у детей – на 10 – 15% выше, чем у взрослых (относительно массы). С возрастом основной обмен снижается на 10 – 15%.
Специфично динамическое действие еды проявляется в повышении основного обмена, что связано с процессами пищеварения. При усвоении белков основной обмен повышается на 30 – 40%, жиров – на 4 – 14%, углеводов – на 4 – 5%. При смешанном питании с оптимальным количеством усвоенных продуктов основной обмен повышается в среднем на 10 – 15%.
Регулируемые энергозатраты
Методы оценки энергозатрат
Достаточное усовершенствование этого метода позволило провести сопоставление количества энергии, которая освобождается в виде тепла с количеством кислорода, который поглощается и количеством углекислого газа, который выдыхается. В результате появилась возможность обосновать принцип – непрямой калориметрии и на его основе предложить менее сложный метод оценки энергозатрат. Ещё более простым и доступным, хотя и менее точным, является – метод непрямой алиментарной калориметрии, при котором просчитывают количество потребляемой пищи и ведут наблюдения за массой тела.
Подсчёт суточных энергозатрат можно также вести и с помощью – хронометражно–табличного метода (регистрация всех видов деятельности на протяжении суток и определение их энергостоимости с помощью таблиц).
Для определения энергозатрат при физических нагрузках используется – метод интегрирования ЧСС, в основе которого лежит фиксация ЧСС на протяжении всей работы с помощью оборудования.
Автор: Пашков М.К. Координатор проекта по контенту.
Энергозатраты, виды, методы определения.
Энергозатраты человека могут быть регулируемыми и нерегулируемыми. Нерегулируемые энергозатраты – это затраты энергии на основной обмен и специфически динамическое действие еды. Под основным обменом понимают минимальный уровень энергозатрат, который необходим для поддержания здоровья и жизненно важных функций организма. Основной обмен определяют при условиях полного мышечного и нервного покоя, утром натощак, при комфортной температуре (20 С). его величина связана с индивидуальными особенностями человека (масса тела, рост, возраст, пол, состояние эндокринной системы). Например, у женщин основной обмен на 5 – 10% ниже, чем у мужчин, а у детей – на 10 – 15% выше, чем у взрослых (относительно массы). С возрастом основной обмен снижается на 10 – 15%. Специфично динамическое действие еды проявляется в повышении основного обмена, что связано с процессами пищеварения. При усвоении белков основной обмен повышается на 30 – 40%, жиров – на 4 – 14%, углеводов – на 4 – 5%. При смешанном питании с оптимальным количеством усвоенных продуктов основной обмен повышается в среднем на 10 – 15%. Регулируемые энергозатраты – это затраты энергии во время различных видов деятельности человека. Наибольшие энергозатраты имеют место при физической работе, что связано со значительным усилением окислительных процессов в работающих мышцах. Например, во время ходьбы основной обмен увеличивается на 80 – 100%, во время бега – на 400%. С повышением интенсивности мышечных движений увеличивается уровень энергозатрат. Существует несколько методов оценки энергозатрат человека. Наиболее точный метод – прямая калориметрия. Этот метод базируется на измерении количества тепловой энергии, которая освобождается во время выполнения той или иной работы в специальных камерах с высокой степенью теплоизоляции. Однако этот метод требует длительных наблюдений и не позволяет делать измерения при многих видах деятельности. Достаточное усовершенствование этого метода позволило провести сопоставление количества энергии, которая освобождается в виде тепла с количеством кислорода, который поглощается и количеством углекислого газа, который выдыхается. В результате появилась возможность обосновать принцип – непрямой калориметрии и на его основе предложить менее сложный метод оценки энергозатрат. Ещё более простым и доступным, хотя и менее точным, является – метод непрямой алиментарной калориметрии, при котором просчитывают количество потребляемой пищи и ведут наблюдения за массой тела. Подсчёт суточных энергозатрат можно также вести и с помощью – хронометражно–табличного метода (регистрация всех видов деятельности на протяжении суток и определение их энергостоимости с помощью таблиц). Для определения энергозатрат при физических нагрузках используется – метод интегрирования ЧСС, в основе которого лежит фиксация ЧСС на протяжении всей работы с помощью оборудования.
10.Витамины — низкомолекулярные, органические вещества, являющиеся незаменимым компонентом пищи, так как они участвуют во многих биохимических реакциях, входя в состав активного центра многих ферментов, выполняют регуляторную функцию; в организме человека не синтезируются, либо синтезируются в недостаточных количествах.
Классификация витаминов основана на их способности растворяться в жире или воде: жирорастворимые: A, D, E, F, K; и водорастворимые: С, группа B, PP, H.
11.Витамины поступают в организм с пищей, их содержание в ней может колебаться, что обуславливает разную степень обеспеченности организма витаминами:
1. Гипервитаминоз — избыточное поступление витаминов. Характерно для жирорастворимых витаминов, которые могут депонироваться в жировой ткани, обладают довольно высокой токсичностью (в отличие от водорастворимых витаминов)
2. Гиповитаминоз — недостаточное поступление витаминов.
3. Авитаминоз — полное отсутствие поступления витаминов.
Гиповитаминозы и авитаминозы характерны для водорастворимых витаминов, так как они не депонируются в организме и легко выводятся с мочей.
Профилактика витаминозов сводится к нормализации поступления в организм витаминов: при избытке — снижения поступления, возможно, применение антивитаминов при отравлениях; при недостатке — повышение содержания, введение лекарственных форм витаминов.
12.Витамины A и D — жирорастворимые витамины.
Витамин A — ретинол.
1. Роль. Специфическое влияние на зрение (участвует в образовании зрительных пигментов, обеспечивает адаптацию глаз к свету) и размножение, общее системное действие — рост и развитие.
2. Потребность — 1,5 мг.
3. Гиповитаминоз — нарушения сумеречного зрения, пролиферации эпителия и его ороговения, повреждение роговицы глаз.
4. Источники: животные жиры, мясо, рыба, яйца, молоко, растения, богатые провитаминам — бета-каротин.
Витамин D — кальциферолы.
1. Роль. Регуляция обмена кальция и фосфора.
2. Потребность — 2,5 мкг.
3. Гиповитаминоз — в детском возрасте — рахит, у взрослых — остопороз.
4. Источники — печень рыб, икра, мясо жирных рыб, печень млекопитающих и птиц, яйца, некоторые виды грибов. Синтезируются в организме в эпидермисе кожи под воздействием УФЛ.
13. Витамин E — группа жирорастворимых биологически активных веществ (токоферолы и токотриенолы), проявляющих антиоксидантные свойства.
Источники. Витамин Е присутствует во многих продуктах, особенно им богаты некоторые жиры и масла (например, подсолнечное).
Содержится в растительном и сливочном маслах, зелени, молоке, яйцах, печени, мясе, а также зародышах злаковых. В качестве пищевой добавки обозначается как E306 (смесь токоферолов), E307 (α-токоферол), E308 (γ-токоферол) и E309 (δ-токоферол).Основными пищевыми источниками витамина E являются:
цельные зерна злаков,растительные масла,яйца,салат-латук,каштаны,печень,листья крапивы,мяты,ботва моркови, сельдерея,спаржа,капуста брокколи,отруби.
Значение. Витамин Е называют «витамином плодовитости». Это значит, что он обеспечивает работу половых гонад как у женщин, так и у мужчин. При любых нарушениях в работе эндокринной системы (а значит, и в работе нервной системы, мозга, сосудов) необходимо обратить внимание на уровень витамина E в организме.
Кроме половых желез, витамин Е обеспечивает функционирование сердечной мышцы. Он также эффективен при лечении диабета и астмы, препятствует образованию тромбов в кровеносных сосудах, очищая вены, артерии, капилляры от кровяных сгустков. Вот почему обычно больным тромбозом и тромбофлебитами врачи рекомендуют принимать витамины К и А.
Витамин Е также помогает уменьшить проявления предменструального синдрома, эффективен при лечении глазных болезней, например, катаракт, и неврологических заболеваний, в частности, болезни Альцгеймера, а также сахарного диабета.
Кроме того, в организме человека витамин Е:
принимает участие в обмене белка;участвует в синтезе гема – основного компонента гемоглобина;понижает уровень глюкозы; нормализует свертываемость крови и улучшает ее циркуляцию; повышает иммунитет; снижает тяжесть осложнений при диабете; помогает снизить вес; нормализует мышечную деятельность; способствует нормальному протеканию беременности и развитию плода; ускоряет заживление ран и уменьшает вероятность образования рубцов; облегчает болезнь Паркинсона и Альцгеймера; лечит кожные заболевания; способствует восстановлению коллагеновых и эластических волокон кожи, препятствуя появлению морщин.
Гиповитаминозα-токоферола как основной антиоксидантной системы организма приводит к нарушению метаболизма витамина А (токоферол — стабилизатор непредельной боковой цепи ретинола), а также к нарушениям в мембранах клеток, так как витамин Е — стерический стабилизатор фосфолипидного слоя биологических мембран. А это в свою очередь ведёт к нарушению транспорта кислорода, бесплодию и т. д.(вследствие деградации мембран эритроцитов и семенников соответственно).
Следует также заметить, что гипо- и гипервитаминозные состояния у человека при сохранении нормальных функций организма не встречаются. Их можно наблюдать при разного рода заболеваниях — таких, как цирроз печени, печёночная липодистрофия и др. [11]
Нехватка витамина E может служить одной из причин вялости и малокровия.
По современным российским стандартам, ежедневная норма потребления витамина Е составляет 10 мг
Витамин Котносится к группе липофильных (жирорастворимых) и гидрофобных витаминов, необходимых для синтеза белков, обеспечивающих достаточный уровень коагуляции.
Рекомендованная дневная норма для мужчин (25 лет) 120 мкг/сут.
Значение.Витамины группы К участвуют в след.процессы, протекающие в организме:
свертывание крови; укрепление костной системы; построение тканей сердца и легких; обеспечение всех клеток энергией за счет анаболического действия; обезвреживающее действие.
Для того, чтобы после какого-либо повреждения организм не потерял много крови, существует механизм, обеспечивающий образование в этом месте сгустка. Этот сгусток (или тромб) появляется в результате взаимодействия специальных белков. Данные белки образуются в печени с помощью витамина К. Таким образом, при недостатке этого витамина способность крови сворачиваться резко падает.
В построении костной ткани витамин К играет немаловажную роль. Он ускоряет отложение кальция в кости, а также обеспечивает взаимодействие этого элемента с витамином D.
В сердце и легких присутствуют белки, для образования которых нужен именно витамин К.
Данный витамин по своей функции является анаболиком, т.е. это соединение нормализует энергетическую обеспеченность организма.
Если в кишечник попадают испорченные продукты, то их токсины повреждают печень. Некоторые ядовитые вещества частично накапливаются и продолжают повреждать клетки организма. Витамин К обладает способностью выводить эти накопившиеся токсические вещества, спасая таким образом ткани и органы от повреждения.
Витамин К также важен для регулирования содержания сахара в крови. При его дефиците могут появляться симптомы, характерные для диабета.
Кроме того, витамин К является профилактическим средством воспаления, связанного со старческим возрастом. Он обладает способностью снижать уровень особых веществ, которые воспринимаются иммунитетом как сигнал к старению. При достаточном уровне витамина К в организме увеличивается продолжительность жизни и дольше сохраняется молодость.
Полезен витамин К и беременным женщинам, т.к. он предотвращает развитие тяжелого кровотечения во время родов.
Несмотря на свою способность благоприятно влиять на систему свертывания крови витамин К бесполезен при лечении гемофилии (врожденном нарушении, проявляющимся повышенной кровоточивости тканей).
Источники. Витамин K обнаружен в зелёных листовых овощах, таких, как шпинат и латук; в капустных — кормовой капусте, белокочанной капусте, цветной капусте, брокколи и брюссельской капусте; в таких растениях, как крапива, дымянка лекарственная,пшеница (отруби) и другие злаки, в некоторых фруктах, таких, как авокадо, киви и бананы; в мясе; коровьем молоке и молочных продуктах; яйцах; сое и продуктах из неё. Оливковое масло также содержит значительное количество витамина К.
Значение. Как и ретинол, он очень важен для нормального зрения, так как он не даёт глазам переутомляться, защищает сетчатку от воздействия УФ-лучей и предотвращает развитие катаракты. Правильное восприятие света и цвета, адаптация к темноте тоже во многом зависит от рибофлавина.
Рибофлавин отвечает за производство в организме гормонов стресса. Люди, которые часто нервничают, тратят свои запасы рибофлавина, и нервная система остаётся незащищённой. Если уж ваша работа связана со стрессами и перегрузками, то постарайтесь обеспечить свой рацион продуктами, богатыми витамином В2.
Сердечно-сосудистая система получает достаточно энергии благодаря тому, что рибофлавин обеспечивает синтез АТФ и нормальное течение окислительно-восстановительных процессов. Поэтому рибофлавин часто назначают при ишемической болезни, спазмах сосудов и после инфарктов.
Спортсменам и тем, чья работа связана с физическими нагрузками, рибофлавин необходим, как «преобразователь топлива»: он помогает превращать в энергию жиры и углеводы. Белок с помощью рибофлавина быстро и правильно распределяется в мышечной ткани, обеспечивая ускоренный рост мышц, что для спортсменов тоже очень важно.
Витамин PP (никотиновая кислота, ниацин; никотинамид
Витамин РР также называют: никотиновая кислота.
Витамин РР способствует белковому обмену, способствует нормальному функционированию нервной системы и органов пищеварения. Обладает легким седативным действием, помогая справиться с тревогой и депрессией, нормализует содержание холестерина в крови.
Признаки недостатка витамина PP: депрессия, головокружение, быстрая утомляемость, бессонница, трещинки и воспаления кожи.
Регулируемые и нерегулируемые энергетические затраты человека
Энергетические затраты человека дифференцируют на нерегулируемые и регулируемые волей человека.
Нерегулируемые энерготраты – это расход энергии на основной обмен, специфически динамическое действие пищи, а также на рост, развитие и отложение тканевых веществ.
Энергия, затрачиваемая на основной обмен, расходуется на поддержание функций жизнеобеспечивающих систем (дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения), поддержание постоянной температуры тела, обеспечение необходимого мышечного тонуса, т. е. на работу сердца, легких, почек, печени, нервной, эндокринной и других систем.
Величина основного обмена (ВОО) определяется в состоянии мышечного и нервного покоя, в положении лежа, при комфортной температуре воздуха (20º С), утром, натощак (последний прием пищи за 14—16 часов до исследования).
Энергия основного обмена для каждого человека индивидуальна и в то же время является достаточно постоянной величиной.
Для взрослого мужчины средней массы тела (70 кг) она составляет около 1700 ккал, для молодой женщины средней массы тела (55 кг) – около 1300 ккал в сутки (табл. 34).
Ориентировочно для среднего условного человека (средний возраст, средняя масса тела и др.) можно принять величину энергии основного обмена в количестве 1 ккал на 1 кг веса тела в час. Более точно величину основного обмена можно определить специальным исследованием, а также расчетным путем с использованием специальных формул и таблиц (Гарриса, Бенедикта и др.).
Расход энергии на основной обмен подвержен колебаниям и изменяется в зависимости от многих причин, зависящих как от состояния организма, так и от условий внешней среды.
ВОО зависит от возраста, массы тела, пола:
-У женщин основной обмен на 10—15 % ниже, чем у мужчин.
-У детей основной обмен выше на 15 % (и более), чем у взрослых, и тем в большей степени, чем меньше возраст ребенка.
-У лиц пожилого возраста основной обмен снижен на 10—15 % по сравнению с молодыми.
Снижение основного обмена наблюдается, начиная с 40 лет – на 5 % между 40 и 59 годами, на 10 % – между 60 и 69 годами и еще на 10 % – после 70 лет.
Таким образом, величина основного обмена устанавливается в определенные возрастные периоды на характерном для данного возраста уровне.
На ВОО оказывают влияние :
● состояние и функционирование центральной нервной системы и коры головного мозга. Стрессовые состояния, в том числе заболевания, сопровождающиеся лихорадкой, другие острые и подострые заболевания (туберкулез, сепсис, ожоговая болезнь) повышают основной обмен. К примеру, при тяжелом течении менингита или раке желудка основной обмен повышается на 40 %. При повышении температуры тела выше 37° С на каждый 1° С теплопродукция увеличивается на 7—13 %.
● Существенное влияние на величину основного обмена оказывает интенсивность функционирования эндокринной системы. Так, у лиц с гиперфункцией щитовидной железы регистрируется, как правило, повышение основного обмена на 150 %.
● Деятельность гипофиза и половых желез ориентирована на снижение интенсивности основного обмена. При гипотиреозе, голодании, в период выздоровления, при приеме барбитуратов и мышечных релаксантов основной обмен снижается.
● Потребность в калориях повышается в периоды беременности и лактации. У беременных повышен расход энергии за счет роста плода и изменений, происходящих в организме матери, в частности увеличения массы тела. В последний триместр беременности основной обмен возрастает на 20 %. В этой связи рекомендуется в течение первых 3 месяцев увеличивать калорийность пищи на 150 ккал в сутки, в последующие месяцы беременности– на 350 ккал. В период лактации дополнительные энергетические потребности составляют 500 ккал в сутки в первом полугодии и 450 ккал – во втором.
● Снижение температуры окружающей среды значительно усиливает процессы теплообразования, следовательно, и основного обмена.Принято считать, что при снижении температуры воздуха на каждые 10º С ниже среднегодовой температуры относительно стандартной, равной 10º С, необходимо вносить поправку на действие холода, составляющую дополнительно 5—10 % расхода энергии. При повышении среднегодовой температуры воздуха, по сравнению со стандартной, потребность в калориях понижается на 5 % на каждые 10º С. Таким образом, сезонные и климатические условия оказывают значительное влияние на энерготраты организма. Это необходимо учитывать при составлении рационов питания.
● Специфически динамическое действие пищи – это затраты энергии на усвоение пищи, т. е. переваривание, всасывание и ассимиляцию нутриентов на клеточном уровне.
Пищевые вещества обладают разной способностью повышать основной обмен:
-белки – на 30—40 %,
-жиры – на 4—14 %,
-углеводы – на 4—7 %
При смешанном питании основной обмен повышается на 10—15 % в сутки.
Таким образом, при подсчете расхода энергии необходимо к принятой величине основного обмена соответственно добавить 10—15 % на расход энергии, обусловленный специфически динамическим действием пищевых веществ.
Регулируемые траты энергиивключают расход энергии в процессе трудовой деятельности, бытового поведения, занятий спортом и других видах деятельности. Этот вид энерготрат может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от условий и воли человека.
На величину энерготрат при физической работе оказывают определяющее влияние объем и характер мышечных усилий, необходимых для выполнения производственных процессов.
Особого внимания заслуживает умственный труд, затраты энергии при котором крайне незначительны. Каким бы ни был напряженным и продолжительным умственный труд, применяемые методы исследования всегда констатируют постоянство и незначительность производимых при этом энерготрат.
Изучение условий труда и величин затраты энергии промышленных рабочих показало, что определяющим фактором при этом является уровень механизации производственных процессов. При работе средней тяжести энерготраты увеличиваются в 2,5—5 раза относительно ВОО. При полной автоматизации производства и переходе на пультовую деятельность энерготраты рабочих приближаются к величинам затрат энергии при умственной работе.
-При умственном труде и малоподвижном образе жизни затраты энергии обычно не превышают 2300 ккал;
—при средней физической нагрузке и средней степени подвижности – 3000 ккал,
— а при тяжелом физическом труде достигают 4000 ккал и более.
Величина суточных энерготрат служит основанием для определения количественной стороны питания, т. е. энергетическая ценность суточного пищевого рациона должна соответствовать энерготратам.
Ниже приведено действующее в настоящее время деление населения на группы интенсивности труда и перечисляются профессии, включенные в каждую из них. лд
● I группа (КФА=1,4). Очень легкая физическая активность. Это работники преимущественно умственного труда – педагоги, научные работники, студенты, специалисты-медики, операторы ЭВМ, работники музеев, библиотекари и др.
● II группа (КФА=1,6). Легкая физическая активность. Это работники, занятые легким физическим трудом – водители городского транспорта, работники конвейеров, весовщики, упаковщицы, работники радиоэлектронной промышленности, швейники, участковые врачи, хирурги, медицинские сестры, продавцы, полицейские, парикмахеры, фотографы, работники связи, работники предприятий общественного питания и др.
● III группа – КФА=1,9. Средняя физическая активность. Это работники средней тяжести труда – станочники, слесари, наладчики, буровики, водители экскаваторов, бульдозеров и другой тяжелой техники, работники тепличных хозяйств и др.
● IV группа – КФА=2,2. Высокая физическая активность. Это работники тяжелого физического труда – строительные рабочие, грузчики, работники лесного, охотничьего и сельского хозяйства, деревообработчики, металлурги и другие родственные виды деятельности.
● V группа – КФА=2,5. Очень высокая физическая активность. Это работники особо тяжелого физического труда – горнорабочие, вальщики леса, каменщики, бетонщики, грузчики немеханизированного труда, механизаторы и сельскохозяйственные рабочие в посевной и уборочный периоды, оленеводы и др.
Чтобы измерить это тепло, человека помещают на определенный срок (сутки) в калориметрическую камеру, изготовленную из теплоизоляционного материала. В камеру подается воздух, нагретый до температуры воздуха камеры. Тепло, выделяемое организмом, поглощается водой, протекающей по системе трубок, проложенных между стенками камеры. Температура воды поддерживается на постоянном уровне. Зная объем протекающей воды и разницу температуры в приводящей и отводящей трубках, определяют количество тепла, выделившегося из организма человека.
Широкое использование этого метода ограничивает отсутствие достаточного количества дорогостоящих калориметрических камер, возможность изучения только отдельных простейших трудовых процессов, а также изоляция обследуемого человека от влияния многочисленных факторов внешней среды, оказывающих большое влияние на обмен веществ и энергии.
При окислении основных компонентов пищи организм потребляет определенное количество кислорода. Окисляемые вещества разрушаются, образуя соответствующие количества углекислоты, которая выделяется с выдыхаемым воздухом. Исследуя химический состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, определяют количество кислорода, поглощенного организмом за определенное время, а также количество выделенной им за это же время углекислоты, рассчиты-вают дыхательный коэффициент (СО2/О2) и энерготраты по количеству поглощенного кислорода.
Газообмен исследуют в особых камерах или при помощи специальных масок, конструкция которых позволяет собирать выдыхаемый воздух в газонепроницаемые мешки. На основании данных о газообмене с помощью расчетов определяют количество тепла, которое было выделено человеком, и, следовательно, энергетические затраты его организма.
Сущность его заключается в точной регистрации времени (хронометраже), затрачиваемом на выполнение различных видов деятельности, в том числе на сон и отдых за сутки. Полученные данные с помощью таблицы энергетических затрат при различных видах деятельности (табл. 35) позволяют достаточно точно определить (рассчитать) суточные затраты энергии людей различных профессий.
Таблица энергетических затрат при различных видах труда, отдыха, домашней работы, дополнительной физической нагрузки составлена на основании изучения и точного учета расхода энергии, производимого в единицу времени при том или ином виде деятельности с учетом основного обмена.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.