Тема № 25
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭНЕРГОТРАТ ЧЕЛОВЕКА И ЕГО ПОТРЕБНОСТЕЙ В ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВАХ
1.Учебная цель:
Овладеть методами медицинского контроля за энерготратами разных социально-профессиональных и полово-возрастных групп населения и их питанием.
2. Исходные знания и умения.
2.1. Знать:
2.1.1. Физиологические основы обмена веществ в организме.
2.1.2. Энергетический обмен и его регуляцию. Составные части суточных энерготрат.
2.1.3. Физиолого-гигиеническую характеристику основного обмена и специфически-динамического действия пищи.
2.1.4. Зависимость энергетического обмена организма от климато-погодных условий, микроклимата, эмоциональной и физической нагрузки человека.
2.1.5. Рациональное питание как основа обеспечения энергетических потребностей организма человека.
2.2. Уметь:
2.2.1. Проводить хронометраж суточной деятельности индивида и однородного коллектива с общим распорядком дня и питанием.
2.2.2. Пользоваться инструктивными, справочными материалами, формулами, таблицами, номограммами, проводить соответствующие расчеты.
3. Вопросы для самоподготовки.
3.1. Физиологические основы энергетического и пластического обмена веществ в организме.
3.2. Физиологическое значение и основные функции питания.
3.3. Понятие о рациональном питании как основе энергетического и пластического обмена веществ в организме.
3.4. Характеристика групп населения в зависимости от энерготрат. Научное обоснование физиологических норм питания полово-возрастных и профессиональных групп населения.
3.5. Суточные энерготраты человека, их основные составные части.
3.6. Обязанности врача по медицинскому контролю за энерготратами и питанием разных групп населения, организованных коллективов.
3.7. Значение рационального питания для сохранения и укрепления здоровья.
3.8. Классификация нутриентов (пищевых веществ) и их функции в организме (энергетическая, пластическая, каталитическая, защитная).
3.9. Методы определения энерготрат человека (прямой и непрямой калориметрии, алиментарной энергометрии, пульсометрии, расчетные методы).
3.10. Методика расчета энерготрат человека по антропометрическим и хронометражным данным.
3.11. Методика расчета потребностей человека в пищевых веществах.
4. Задание для самоподготовки.
4.1. Преподаватель гуманитарного вуза, женщина, 40 лет. Определите группу интенсивности труда, коэффициент физической активности (КФА), суточные энерготраты, потребность в основных пищевых веществах (белки, жиры, углеводы, витамины В, С и А, минералы /железо, кальций, фосфор/), оптимальный режим питания.
4.2. Врач-хирург, мужчина, 30 лет, рост 175 см, масса кг. Хронограмма дня: профессиональная деятельность (операции) – 4 часа, подготовка к операциям – 1,5 часа, подготовка и проведение врачебной конференции 2,5 часа, ходьба – 1 час, активные физические упражнения – 30 мин., самообслуживание – 2,5 часа, чтение – 1,5 часа, общественная работа – 1 час, отдых сидя – 2 часа, лежа – 1 час, сон – 8 часов. Рассчитайте фактический основной обмен по уравнениям, суточные энерготраты (по относительному основному обмену (ООО), длительности вида деятельности и коэффициенту физической активности (КФА), потребность в нутриентах (указанные в п. 4.1.1.).
Для решения задач детально ознакомьтесь с приложениями и рекомендованной литературой.
5. Структура и содержание занятия.
Занятие лабораторное - 2 часа. На первой половине занятия проводится исходный тестовый контроль знаний студентов, детально рассматриваются вопросы 3.1.-3.11 и выполнение заданий для самоподготовки. На второй половине занятия студенты решают подготовленные кафедрой ситуационные задачи по расчету энерготрат человека и его потребностей в пищевых веществах, с учетом профессии, возраста, пола согласно “Норм физиологических потребностей населения Украины в основных пищевых веществах и энергии” (1999 г.) по антропометрическим и хронометражным данным (приложения №№ 1 – 8).
Полученные результаты сравнивают, исправляют, указывают на ошибки при решении заданий. Энерготраты и основные нутриенты распределяют по отдельным приемам пищи в зависимости от рекомендованного режима питания.
6. Рекомендованная литература.
6.1. Основна:
6.1.1. Загальна гігієна. Пропедевтика гігієни. /Є. Г.Гончарук, Ю. І.Кундієв, / За ред. Є. Г.Гончарука. – К.: Вища школа, 1995. – С.434-458.
6.1.2. Общая гигиена. Пропедевтика гигиены. / , , и др. – К.: Вища школа, 2000. – С.512-538.
6.1.3. Даценко І. І., Габович ілактична медицина. Загальна гігієна з основами екології. – К.: Здоров¢я, 1999. – С.313-353.
6.1.4. , , Шахбазян . – К.: Вища школа, 1983. – С.134-155; 252-254.
6.1.5. Загальна гігієна. Посібник для практичних занять. /І. І.Даценко, , /За ред. І. І.Даценко. – Львів,: Світ, 1992. – С.90-93.
6.1.6. Лекції з розділу “Гігієна харчування”.
6.1.7. Гігієна харчування з основами нутриціології. Підручник /В. І.Ципріян, Т. І.Аністратенко, Т. М.Білко та ін./ За ред. В. І.Ципріяна. – К.: Здоров¢я, 1999. - С.-51-57.
6.1.8. , , Ципріян В. І. нутріціологія / Підручник для медвузів. – Донецьк: „Донеччина” – 2001. – 474 с.
6.2. Дополнительная:
6.2.1. “Норми фізіологічних потреб населення України в основних харчових речовинах та енергії” (Наказ МОЗ України № 000 від 18.11.1999 р.) .
6.2.2. Ципріян В. І., , Яковенко оцінки харчового статусу людини та адекватності індивідуального харчування. Учбово-методичний посібник. – К., 1999. – 60 с.
6.2.3. Даценко І. І., Габович загальної і тропічної гігієни. - К.: Здоров¢я, 1995. – С.59-65.
7. Оснащение занятия
1. Таблица: Коэффициенты физической активности при разных видах деятельности.
2. Таблица: Суточные энерготраты взрослого населения без физической активности (основной обмен).
3. Таблица: Группы работоспособного населения в зависимости от физической активности.
4. Таблица Гарриса и Бенедикта для определения основного обмена по антропометрическим показателям.
5. Таблица: Энерготраты на отдельные виды нагрузки.
6. Микрокалькуляторы.
7. Задание студенту для самостоятельной работы по определению энерготрат и расчету потребностей в пищевых веществах и энергии.
Приложение 1
Методы определения энерготрат организма
Суточные энерготраты организма складываются из:
- основного обмена, который зависит от возраста, пола, роста, массы тела, физиологической конституции (астеник, нормо-, гиперстеник);
- расхода энергии на пищеварение (специфически-динамическое действие пищи), которая составляет приблизительно 10% от величины основного обмена;
- расхода энергии на физические и эмоциональные нагрузки на протяжении суток, то есть на трудовую деятельность и отдых, согласно распорядку дня индивида или коллектива;
- энерготраты зависят также от климато-погодных условий местности, микроклимата рабочего места, характера и качества одежды, профессиональных навыков и умений.
Наиболее точными, однако громоздкими, методами определения энерготрат являются:
- метод прямой калориметрии (по выделению тепла из организма в специальной калориметрической камере);
- метод непрямой калориметрии – по газообмену (количеству употребленного за единицу времени кислорода и выделенного углекислого газа), который определяют в покое и при выполнении той или иной работы. Выдыхаемый воздух для анализа содержания О2 и СО2 накапливают в специальных заплечных мешках Дугласа;
- метод пульсометрии, при котором с помощью специального прибора – пульсотахометра измеряют частоту и наполнение пульса при выполнении разных видов работ и других нагрузок, результаты которых в приборе автоматически переводятся в килоджоули;
- метод алиментарной энергометрии – лабораторное определение калорийности суточного рациона с учетом неусвоенной части пищи;
- расчетные методы: отдельно определяют основной обмен с помощью специальных таблиц Гарриса и Бенедикта на основании пола и массы тела (первое число), а также пола, возраста и роста (второе число). Сумма этих чисел и составляет величину основного обмена. К основному обмену добавляют энерготраты на специфически-динамическое действие пищи, которые составляют 10% величины основного обмена, и энерготраты на все виды нагрузки, которую выполняет человек в течение активной части суток (физический и умственный труд, отдых, прием пищи и тому подобное). Эти энерготраты рассчитывают на основании суточного хронометража (количества часов или минут, потраченных человеком в течение суток на каждый вид нагрузки) с помощью специальных таблиц, в которых указана энергия (в калориях), затрачиваемая на разнообразные виды нагрузки за 1 час.
В последнее время (в 1986 г.) специалистами Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) разработана новая методика определения энерготрат, в соответствии с которой основной обмен (ОО) и специфически-динамическое действие пищи рассчитывают по специальным уравнениям с учетом возраста, пола, роста и массы тела (приложение 2), а энерготраты – умножением ОО на коэффициент физической активности (КФА), значения которого разработаны для разных видов деятельности (приложение 3).
Разработаны также усредненные значения ОО с учетом пола, возраста, массы тела и специфически-динамического действия пищи (приложение 4) и КФА в соответствии с профессиональной принадлежностью индивида (приложение 5).
Например, для мужчины, слесаря по специальности, возрастом 35 лет, ростом 175 см, массой кг основной обмен составит:
ОО = 11,3 х 70 кг + 16 х 1,75 м + 901 = 1720 ккал.
Для расчета суточных энерготрат сначала рассчитывают относительный основной обмен (ОО) за 1 час: ООО = ОО : 24 часа, который в нашем примере составит: ООО = 1720 : 24 = 71,7 ккал. Далее определяют хронометраж (затраты времени) на каждый вид деятельности за сутки, в таблице приложения 3 находят соответствующие КФА и рассчитывают энерготраты путем умножения длительность вида деятельности и КФА. Для расчета энерготрат полученные результаты заносят в таблицу:
Вид деятельности | КФА | Энерготраты на каждый вид деятельности: ООО × длительность вида деятельности × КФА |
Сумма основного обмена со специфически-динамическим действием пищи и энерготрат на все виды деятельности составит суточные энерготраты.
Для вычисления ориентировочных суточных энерготрат нужен усредненный основной обмен (с учетом пола, возраста, массы тела, см. приложение 4) умножить на КФА соответствующей профессии (приложение 5).
В нашем случае это составит: 1650 х 1,9 = 3135 ккал.
Расчет потребностей в пищевых веществах
В основу этих расчетов положены суточные энерготраты индивида или однородного по режиму дня и питания коллектива, которые должны компенсироваться за счет 11-13, в среднем 12% белков по их калорийности, из них 55% - животного происхождения; 25% - за счет жиров, из них не меньше 30% растительных; 62-64%, в среднем 63% углеводов, среди которых не более 18-20% - моно - и дисахариды*.
В приведенном выше примере для слесаря при его энерготратах калорийность рациона должна составлять:
- за счет белков: 3135 – 100 %
х - 12 %
х = 
= 376,2 ккал
- за счет жиров (25%) – 783,8 ккал;
- за счет углеводов (63%) – 1975,0 ккал.
Массу этих нутриентов рассчитывают делением их калорийности на калорические коэффициенты. В нашем примере это составит:
- масса белков = 
= 91,76 г;
- жиров = 
= 84,28 г;
- углеводов = 
= 481,7 г;
- животных белков = 
= 50,47 г;
- растительных жиров = 
= 25,28 г.
Потребности в витаминах определяют также по энерготратам, учитывая, что на каждые 1000 ккал должно поступать: аскорбиновой кислоты – 25 мг, тиамина – 0,6 мг, рибофлавина – 0,7 мг, пиридоксина – 0,7 мг, никотиновой кислоты – 6,6 мг. Ретинола – 1 мг на сутки (с учетом ретинолового эквивалента b-каротина, который равняется 2), токоферола – 15 мг/сут.
Потребности в минеральных веществах составляют: калий – 4000 мг/сут., кальций – 1000-1200 мг/сут. (из них 400-500 мг/сут. за счет молочных продуктов), фосфор – 1200 мг/сут., железо – 10-18 мг/сут., из них 1,0-1,5 мг за счет гемового железа (мясные продукты).
Соотношение Б:Ж:У должно быть 1:1:4 по их массе.
Соотношение Са:Р – 1:1,5.
Потребность в основных пищевых веществах и калорийность рациона в зависимости от энерготрат может быть определена также с помощью специального номографа (рис. 25.1.)
Рис. 25.1. Номограф для определения потребностей организма в основных пищевых веществах и энергии
Приложение 2
Уравнения для расчета основного обмена
(на основании массы тела и роста)
Возрастной диапазон (годы) | Основной обмен (ОО), ккал |
10 – 18 Мужчины 18 – 30 30 – 60 более 60 | 16,6 х МТ + 77 х Р + 572 15,4 х МТ – 27 х Р + 717 11,3 х МТ + 16 х Р + 901 8,8 х МТ + 1128 х Р - 1071 |
10 – 18 Женщины 18 – 30 30 – 60 более 60 | 7,4 х МТ + 482 х Р + 217 13,3 х МТ + 334 х Р + 35 8,7 х МТ - 25 х Р + 865 9,2 х МТ + 637 х Р – 302 |
где МТ – масса тела, кг; Р – рост, м
Приложение 3
Коэффициенты физической активности при разных видах деятельности
Вид деятельности | Показатель КФА | |
у мужчин | у женщин | |
1. Учебная деятельность | ||
1.1 Практические занятия | ||
А) лабораторные | 2,7 | 2,6 |
Б) семинарские | 1,9 | 1,8 |
В) семинарско-лабораторные | 2,4 | 2,3 |
Г) на клинических кафедрах терапевтического профиля | 2,3 | 2,2 |
Д) на клинических кафедрах хирургического профиля (ассистирование во время операции) | 2,4 | 2,3 |
Е) текущий саннадзор на объектах | 2,8 | 2,7 |
1.2.Учебно-исследовательская работа | ||
А) выполнение научного эксперимента на животных | 2,7 | 2,6 |
Б) проведение химических анализов | 2,6 | 2,5 |
В) уборка рабочих мест после эксперимента | 2,2 | 2,0 |
Г) обсуждение научных проблем | 2,2 | 2,1 |
Работа на компьютерах (операторская) сидя | 1,7 | 1,6 |
Работа на компьютерах (операторская) стоя | 2,7 | 2,6 |
1.3. Лекции | 2,0 | 1,9 |
1.4. Подготовка к занятиям | ||
А) чтение учебной литературы | 1,6 | 1,6 |
Б) просмотр научной литературы | 1,8 | 1,7 |
В) реферирование научной литературы | 2,0 | 1,9 |
2. Личная гигиена, самообслуживание | ||
А) умывание | 1,6 | 1,5 |
Б) душ | 1,8 | 1,7 |
В) одевание, раздевание, обувание | 1,9 | 1,8 |
Г) прием еды сидя | 1,5 | 1,3 |
Д) прием еды стоя | 1,7 | 1,6 |
2. Ведение домашнего хозяйства | ||
2.1 Легкая уборка | 2,7 | 2,7 |
2.2. Уборка с умеренной нагрузкой | 3,7 | 3,3 |
2.3. Подметание дома | 3,5 | 3,5 |
2.4. Подметание двора | 3,1 | 3,0 |
2.5. Стирка одежды, белья | 2,5 | 3,3-4,4 |
2.6. Мойка посуды | 1,6 | 1,5 |
2.7. Уход за детьми | 2,2 | 2,7 |
2.8. Приготовление еды | 1,8 | 2,2 |
2.9. Рубка дров | 4,1 | |
2.10. Приобретение товаров, продуктов | 3,5 | 4,0-4,6 |
2.11. Мойка пола, окон | 3,3 | 3,7 |
3. Перемещения | ||
3.1. Хождение по дому | 2,5 | 2,4 |
3.2. Прогулка медленная | 3,0 | 2,8 |
3.3. В привычном темпе | 3,4 | 3,2 |
3.4. С грузом массой 10 кг | 4,6 | 3,5 |
3.5. В гору медленная | 4,7 | 4,6 |
3.6. В гору в обычном темпе | 5,7 | 4,6 |
3.7. В гору быстрая | 7,5 | 6,6 |
3.8. В обычном темпе с грузом 10 кг | 6,7 | 6,0 |
3.9. Под гору медленная | 2,8 | 2,3 |
3.10. Под гору в обычном темпе | 3,1 | 3,0 |
3.11. Под гору быстрая | 3,6 | 3,4 |
3.12. Ходьба по лестнице вверх | 6,2 | 6,1 |
3.13. Езда в транспорте | 1,7 | 1,5 |
4. Ведение подсобного хозяйства | ||
4.1. Работа лопатой | 5,7 | 4,6 |
4.2. Посадка деревьев | 4,1 | 4,3 |
4.3. Обрезание ветвей деревьев | 7,3 | 7,1 |
4.4. Работа сапой, прополка | 2,5-5,0 | 2,9 |
4.5. Посадка корнеплодов | 3,7 | 3,9 |
5. Строительные работы | ||
5.1. Тяжелая работа | 5,2 | - |
5.2. Кладка кирпича | 3,3 | - |
5.3. Плотничья работа | 3,2 | - |
5.4. Отделочная работа (малярная, оклейка обоями) | 2,8 | 3,0 |
6. Рукоделие | ||
6.1. Шитье | 1,5-3,0 | 1,9-3,0 |
5.2. Ткачество | 2,1 | 2,2 |
6.3. Вышивание | 1,5 | 1,5 |
6.4. Вязание | 1,9 | 2,0 |
6.5. Вырезание | 2,1 | - |
7. Занятия легким спортом | ||
7.1. Игра в шашки, шахматы | 2,2 | 2,1 |
7.2. Игра в бильярд, кегли, гольф | 2,2-4,4 | |
7.3. Аэробные танцы (аэробика) низкой интенсивности | 3,1 | 3,2 |
7.4. Аэробные танцы высокой интенсивности | 7,3 | 7,2 |
7.5. Бадминтон в умеренном темпе | 3,7 | 3,7 |
7.6. Бадминтон в напряженном темпе | 7,3 | 7,1 |
7.7. Баскетбол на площадке стандартных размеров | 5,6 | 5,5 |
7.8. Волейбол | 3,8 | 3,6 |
7.9. Гандбол | 7,0 | 7,1 |
7.10. Утренняя гимнастика | 2,3 | 2,2 |
7.11. Легкая гимнастика | 3,5 | 3,5 |
7.12. Напряженная гимнастика | 7,0 | 6,6 |
7.13. Бег (11,2 км/час) | 7,0 | 7,1 |
8. Занятие тяжелым спортом | ||
8.1. Бег (16 км/час) | 11,0 | 11,0 |
8.2. Верховая езда (галоп) | 4,6 | 4,5 |
8.3. Гребля (два весла, 4 км/час) | 3,1 | 3,0 |
8.4. Гребля (одиночная с максимальной скоростью) | 10,5 | 10,2 |
8.5. Гребля на каноэ (4 км/час) | 2,7 | 2,6 |
8.6. Плавание (0,4 км/час) | 2,9 | 3,0 |
8.7. Плавание (2,4 км/час) | 6,6 | 6,6 |
8.8. Плавание быстрым кролем | 8,4 | 8,3 |
8.9. Настольный теннис | 3,0-4,0 | 3,0-3,9 |
8.10. Хоккей на траве | 7,2 | 7,2 |
8.11. Фехтование | 3,1 | 3,1 |
8.12. Футбол | 6,8 | 6,6 |
8.13. Пеший туризм (рюкзак весом 9 кг, скорость перемещения 3,2 км/час) | 2,2 | 2,2 |
8.14. То же со скоростью 6,4 км/час | 3,4 | 3,5 |
8.15. Альпинизм | 6,8 | 6,6 |
8.16. Катание на коньках | 3,7 | 3,5 |
8.17. Скоростной бег на коньках | 11,0 | 103 |
8.18. Катание на лыжах | 3,9 | 4,0 |
8.19. Скоростной спуск на лыжах | 3,8 | 3,9 |
8.20. Водное поло | 8,8 | 8,8 |
8.21. Водные лыжи | 3,3 | 3,3 |
8.22. Занятие силовой тренировкой на тренажерах | 8,0 | 7,6 |
8.23. Тяжелая атлетика | 6,0-10,0 | 6,0-8,8 |
9. Отдых | ||
9.1. Спокойно сидя | 1,2 | 1,2 |
9.2. Просмотр телепередач | 1,4 | 1,4 |
9.3. Бальные танцы | 3,0-4,1 | 3,0-4,0 |
9.4. Танцы в ритме диско | 6,0 | 5,8 |
9.5. Современные танцы | 3,7 | 3,5 |
9.6. Пение | 1,6 | 1,6 |
9.7. Чтение художественной литературы | 1,7 | 1,7 |
10. Сон | 1 | 1 |
Приложение 4
Суточные энерготраты взрослого населения без физической активности (основной обмен+СДД)
Масса тела, килограммов | Возраст | |||
18-29 лет | 30-39 лет | 40-59 лет | 60-74 года | |
Мужчины (основной обмен) | ||||
50 | 1450 | 1370 | 1280 | 1180 |
55 | 1520 | 1430 | 1350 | 1240 |
60 | 1590 | 1500 | 1410 | 1300 |
65 | 1670 | 1570 | 1480 | 1360 |
70 | 1750 | 1650 | 1550 | 1430 |
75 | 1830 | 1720 | 1620 | 1500 |
80 | 1920 | 1810 | 1700 | 1570 |
85 | 2010 | 1900 | 1780 | 1640 |
90 | 2110 | 1990 | 1870 | 1720 |
Женщины (основной обмен) | ||||
40 | 1080 | 1050 | 1020 | 960 |
45 | 1150 | 1120 | 1030 | 1030 |
50 | 1230 | 1190 | 1160 | 1100 |
55 | 1300 | 1260 | 1220 | 1160 |
60 | 1380 | 1340 | 1300 | 1230 |
65 | 1450 | 1410 | 1370 | 1290 |
70 | 1530 | 1490 | 1440 | 1860 |
75 | 1600 | 1550 | 1510 | 1430 |
80 | 1680 | 1630 | 1580 | 1580 |
Примечание: Для вычисления суточных энерготрат физически активного взрослого населения необходимо величину основного обмена умножить на коэффициент физической активности (КФА). |
Приложение 5
Группы работоспособного населения в зависимости
от физической активности
Группы физической активности | КФА | Ориентировочный перечень специальностей | |
I | работники преимущественно умственного труда, очень легкая физическая активность, энерготраты 1800-2450 ккал | 1,4 | научные работники, педагоги, студенты гуманитарной профессии, операторы ЭВМ, контролеры, диспетчеры, работники пультов управления и тому подобное |
ІІ | работники, занятые легким трудом, легкая физическая активность, энерготраты 2100-2800 ккал | 1,6 | водители трамваев, троллейбусов, рабочие конвееров, грузчики, швейники, упаковщики, работники радиоэлектронной промышленности, агрономы, медсестры, работники связи, сферы обслуживания, продавцы промтоваров и тому подобное |
ІІІ | Работники труда средней тяжести, средняя физическая активность, энерготраты 2500 -3300 ккал | 1,9 | врачи-хирурги, слесари, наладчики, станочники, водители экскаваторов, бульдозеров, автобусов, текстильщики, сапожники, работники химических заводов, водители угольных комбайнов, продавцы продтоваров, аппаратчики, железнодорожники, водники и др. |
ІV | Работники тяжелого и очень тяжелого физического труда, высокая и очень высокая физическая активность, энерготраты 2850-3900 ккал | 2,3 (мужчины) 2,2 (женщины) | строители, помощники буровиков, проходчики, основная масса работников сельского хозяйства, в том числе в период посевной и сбора урожая, механизаторы, доярки, овощеводы, деревообработчики, металлурги, литейщики, доменщики, вальщики леса, каменщики, землекопы, грузчики немеханизированного труда и тому подобное |
* Примечание. По классическим рекомендациям Фойта и Рубнера белков в рационе должно быть 18%.
