Для определения энергетических затрат организма можно использовать как лабораторные измерения, так и расчетные методы. Из методов непрямой калориметрии наибольшее распространение получили методы Дугласа-Холдена и Шатерникова-Молчановой, основанные на исследовании газообмена. Из расчетных наибольшей точностью обладает метод хронометража, который заключается в регистрации видов деятельности человека за сутки и расчете суточных затрат энергии, исходя из коэффициентов физической активности (КФА) различных видов деятельности соотношения энерготрат на выполнение конкретной работы и BOO (таблица 1).
Таблица 1 Коэффициент физической активности различных видов деятельности
Для хронометража суточной деятельности необходимо в режиме записи (реальное время) или воспроизведения (например, за прошедшие сутки) последовательно зафиксировать все виды деятельности (название и продолжительность) и перевести их в соответствующие энергозатраты, предварительно рассчитав BOO в час.
При групповом расчете можно воспользоваться КФА для различных профессий в зависимости от того, в какую группу интенсивности труда они включены. КФА для различных профессиональных групп учитывает суточные энергозатраты работника, занятого в той или иной сфере деятельности, в соответствии с особенностями выполнения трудового процесса.
В зависимости от интенсивности и тяжести труда все работники подразделяются на пять групп для мужчин и на четыре группы для женщин:
1) КФА 1,4 работники преимущественно умственного труда (научные работники, студенты, педагоги, чиновники и др.);
2) КФА 1,6 работники легким физическим трудом (работники конвейеров, сферы обслуживания и др.);
3) КФА 1,9 работники среднего по тяжести труда (станочники, водители автотранспорта, железнодорожники, врачи скорой помощи и др.);
4) КФА 2,3 работники тяжелого физического (механизированного) труда (строительные и сельскохозяйственные рабочие, металлурги и др.);
5) КФА 2,5 работники тяжелого физического (немеханизированного труда (грузчики, вальщики леса, горнорабочие и др).
При необходимости индивидуального расчета ориентировочных энергозатрат внутри отдельных профессиональных групп можно использовать BOO (для конкретного человека) и КФА (для данной профессиональной группы) и перемножить их.
При дефиците поступающей с пищей энергии, т. е. меньшем ее количестве по сравнению с суточными энергозатратами, со временем (в течение недель и месяцев) развивается дефицит массы тела за счет потерь жировых и белковых (мышечных) запасов. При этом распад структурных белков и депонированного жира сопровождается не только высвобождением необходимой энергии, но и образованием токсичных метаболитов, переводя обменные процессы в стрессовый режим функционирования, а саморегулирующуюся систему организма в нестабильное состояние. У взрослых это способствует снижению защитноадаптационных возможностей организма и развитию целого ряда патологий, у детей приводит к существенным нарушениям роста и развития (алиментарная дистрофия). Избыток энергии один из основных алиментарных дисбалансов, обусловлен чрезмерным употреблением энергетически емких макронутриентов (особенно жиров и простых углеводов) и сниженными энергозатратами (в развитых странах они составляют 2100-2500 ккал для мужчин и 1800-2000 ккал для женщин). Регулярное потребление лишних калорий может быть причиной развития многих алиментарно-зависимых заболеваний.
1.3.2 Белки (протеины) и их значение в питании
Рацион современного человека для поддержания нормального физиологического состояния должен включать более 600 пищевых веществ. По своей химической природе они подразделяются на:
неорганические вода и минеральные элементы;
органические белки, жиры, углеводы, витамины, органические кислоты и др.
Белки представляют собой азотистые высокомолекулярные полимеры, состоящие из аминокислот. Они составляют примерно 20 % массы тела человека (50 % находится в мышцах, 20 % в костях и хрящах, 10 % в коже), входят в состав ядра, протоплазмы, мембран клеток органов и тканей.
Роль белков в организме чрезвычайно велика. Помимо функции «строительного материала» они участвуют в образовании ферментов, гормонов. Из белков плазмы формируются антитела, защищающие организм от внедрения микробов и вирусов (с этим связано возникновение иммунитета невосприимчивость организма к инфекционному заболеванию). Например, сложный белок крови гемоглобин снабжает ткани кислородом, фибриноген (белок плазмы) обусловливает свертываемость крови. Зрительный пурпур сетчатки глаза, в состав которого также входит белок, обеспечивает восприятие света. В организме белки не откладываются про запас, поэтому необходимо ежедневное их поступление с пищей.
Суточная потребность человека в белках зависит от возраста, пола, характера выполняемой работы, состояния здоровья. Среднесуточная потребность взрослого человека в белке составляет 70-100 г. При индивидуальном расчете потребления белка рекомендуется использовать нормы от 0,7 до 1 г на 1 кг массы тела.
Суточная потребность человека в белках зависит от возраста, пола, характера выполняемой работы, состояния здоровья. Среднесуточная потребность взрослого человека в белке составляет 70-100 г. При индивидуальном расчете потребления белка рекомендуется использовать нормы от 0,7 до 1 г на 1 кг массы тела.
Важнейшими источниками полноценного животного белка являются мясные, рыбные, молочные продукты, яйца. Источниками белков могут служить также субпродукты печень, почки и др. Животные белки усваиваются человеком полнее, чем растительные (усвояемость составляет 95-97 %). Например, для покрытия минимальных потребностей организма мясных белков требуется вдвое меньше, чем растительных. Животные полноценные белки обладают более высокой биологической ценностью, поскольку содержат оптимальные количества незаменимых кислот, поддерживающих азотистый баланс в организме.
Растительные белки усваиваются организмом хуже (усвояемость 83-85 %). Они содержатся в хлебобулочных изделиях, рисовой, овсяной, гречневой крупах, бобовых, орехах. Картофель, овощи и плоды содержат небольшое количество белков (до 2 %).
В соответствии с современными принципами рационального питания животные белки должны составлять 50-60 % от общего их количества в суточном рационе (таблица 2).
Недостаточное или минимальное количество потребления белков с пищевым рационом (25-30 г в сутки) является одной из основных причин повышения восприимчивости организма к инфекционным заболеваниям.
Таблица 2 Содержание белка в основных продуктах питания (г/100 г)
При дефиците белков снижаются процессы кроветворения, тормозится развитие растущего организма, нарушается деятельность нервной системы, печени, эндокринных желез, ослабляется умственная деятельность, снижается работоспособность. Глубокий дефицит белков способствует развитию анемии, полигиповитаминоза, нарушению минерального обмена, снижению функции иммунной системы.
Более или менее длительное потребление избыточного количества белка приводит к ухудшению деятельности нервной системы. Как показали специальные исследования, включение в суточный рацион около 200 г белка приводит после месяца употребления к нарушению деятельности центральной нервной системы, гипертрофии почек и печени. Потребление свыше 160 г белка в день в течение длительного времени при обычных условиях труда и быта считается вредным.
1.3.3 Жиры (липиды) и их значение в питании
Жиры играют значительную роль в жизнедеятельности организма. Они являются вторыми по значимости после углеводов источниками общей энергии, поступающей с пищей. Жиры входят в состав клеток, откладываются в жировой ткани и служат «запасным энергетическим материалом», который используется при недостатке питания. От 30 % до 35 % калорийности рациона обеспечивается за счет жиров; они имеют очень высокий калорический коэффициент 9 ккал, тогда как у белков и углеводов он составляет 4 ккал.
Роль жиров в питании вызывает множество споров. Высокое потребление жиров, в особенности животного происхождения, опасно для здоровья. Но недопустимо и их отсутствие в рационе, ведь жиры служат источником необходимых для организма веществ (жирорастворимых витаминов A, D, Е, К) и необходимы для их усвоения. Это и моно и незаменимые полинепасыщенные жирные кислоты с их многообразными функциями в обмене веществ, и фосфолипиды, обеспечивающие жизнедеятельность нервных клеток, печени, и растительный стерин ситостерин, который связывает холестерин в кишечнике и выводит его из организма.
В рацион питания современного человека входят животные и растительные жиры. Первые из них преимущественно включают полинасыщенные жирные кислоты, обуславливают свертываемость крови. Из-за своего химического консерватизма животные жиры в организме являются своеобразным «отстойником», где скапливаются токсины Растительные жиры включают преимущественно полиненасыщенные кислоты, способствуют быстрому преобразованию холестерина, являющегося одним из серьезных факторов развития атеросклероза, и выведению образовавшихся при этом продуктов из организма. Кроме того, растительные жиры нормализуют эластичность и снижают проницаемость кровеносных сосудов. При их недостатке снижается иммунитет и угнетается репродуктивная функция.
Около 50 % вклада жиров в общую калорийность рациона, приходится на так называемые видимые жиры и масла (сливочное и растительное масла, маргарины, мясной и куриный жиры, сало и др.), а еще половина на так называемые скрытые, замаскированные жиры, присутствующие во многих продуктах питания (мясопродукты, молочные продукты, кондитерские изделия и др.). Высокое их количество содержится в колбасно-сосисочных изделиях, даже в тех, где на срезе не просматривается наличие шпика (большинство продуктов этой группы содержит около 50 % животного жира).
Около 50 % вклада жиров в общую калорийность рациона, приходится на так называемые видимые жиры и масла (сливочное и растительное масла, маргарины, мясной и куриный жиры, сало и др.), а еще половина на так называемые скрытые, замаскированные жиры, присутствующие во многих продуктах питания (мясопродукты, молочные продукты, кондитерские изделия и др.). Высокое их количество содержится в колбасно-сосисочных изделиях, даже в тех, где на срезе не просматривается наличие шпика (большинство продуктов этой группы содержит около 50 % животного жира).
Суточная потребность в жирах составляет в среднем 70-100 г в сутки. При индивидуальной оценке рекомендуется оценивать потребление жиров в количестве 1-1,2 г на 1 кг массы тела.