Энергетический обмен. Потребность в энергии

Часть 2. Энергетический обмен. Потребность в энергии Важнейшая биологическая роль пищи заключается в обеспечении организма энергией. Энергия пищи затрачивается: • на поддержание постоянной температуры тела; • на осуществление всех физиологических функций и биохимических процессов; • на выполнение мышцами механической работы; • на переваривание и усвоение пищи. Все затраты энергии в организме восполняются потреблением энергии, заклю­ченной в основных пищевых веществах: белках, жирах и углеводах. Энергия пищи количественно выражается в энергетической ценности, или калорийности. Энергетические затраты организма и потребность в энергии Величина энергии пищи, необходимой человеку в течение суток, характеризу­ется понятием «потребность в энергии». Потребность в энергии в самом простом понимании - это скорость суточного расходования энергии организмом. Под потребностью человека в энергии подразу­мевают тот уровень потребляемой с пищей энергии, который уравновешивает (удов­летворяет, покрывает) ее затраты; при этом размеры тела (масса, рост), его тканевый состав и уровень физической активности соответствуют стабильному состоянию здоровья и обеспечивают поддержание экономически необходимой и социально же­лательной физической активности. Энергия необходима не только для поддержания физиологических, но и для выполнения социальных функций человека, главной из которых является труд. Потребность в энергии детей и подростков, беременных и кормящих женщин включает дополнительные потребности, связанные с ростом, об­разованием новых тканей, секрецией молока. Общие энерготраты складываются из нескольких самостоятельно определяе­мых компонентов: • энерготраты основного обмена; • затраты энергии на физическую активность; • пищевой термогенез, вызываемый приемом пищи (специфическое динами­ческое действие пищи); • факультативный (холодовой) термогенез; • затраты энергии на рост и образование тканей (у детей, беременных и кор­мящих грудью матерей). Энерготраты основного обмена Самым важным и преобладающим компонентом затрат энергии является вели­чина основного обмена (BOO). Энергетические затраты основного обмена - это минимальное количество энергии, необходимое для осуществления процессов жизнедеятельности: дыхания, кровообращения, работы желез внутренней секреции, выделительных функций, со­хранения тонуса мускулатуры, работы нервной системы и др. BOO - это затраты энергии на выполнение всех физиологических и биохимиче­ских процессов в состоянии полного физического покоя. BOO измеряется у человека, лежащего на спине, в состоянии полного покоя ут­ром после пробуждения, натощак (через 12-14 часов после последнего приема пи­щи) в помещении с температурой воздуха 20°С. BOO - это минимальные затраты энергии, которые совместимы с жизнью. Если не выдерживаются все названные условия измерения BOO, то говорят об энерготратах покоя (ЭТП). Показатель ЭТП характеризует затраты энергии в условиях измерения BOO в полном покое, но в положении сидя. Величина основного обмена и энерготраты покоя - очень близкие величины, но ЭТП превышают BOO на 10%. BOO или ЭТП, так же, как и любые другие энерготраты человека, выражаются в количестве килокалорий на кг массы тела в час (ккал/кг/час) или в общем количе­стве энергии в сутки для индивидуума (ккал/сутки). В табл. 5. представлены примерные затраты энергии в различных органах и тканях организма человека. Из общей величины BOO около 29% энергии затрачива­ется в печени, причем значительная часть этой энергии идет на биосинтез глюкозы и кетоновых тел, являющихся субстратами получения энергии в головном мозге. Таблица 5. Энерготраты органов и тканей взрослого человека Орган Энерготраты покоя, % Печень 29 Мозг 19 Сердце 10 Почки 7 Скелетная мускулатура (в покое) 18 Остальные 17 Факторы, влияющие на основной обмен и ЭТП В силу того, что BOO или ЭТП составляет большую часть (60-75%) энерготрат человека, все факторы, влияющие на BOO, будут в той же степени и направленности влиять на общую потребность в энергии или общие энерготраты человека. Факторы, влияющие на BOO, представлены в табл. 6. Таблица 6 Факторы, изменяющие величину основного обмена Повышающие BOO Снижающие BOO Увеличение мускулатуры Увеличение возраста Мужской пол Женский пол Повышение температуры тела Накопление жира при уменьшении мускулатуры Повышение функции щитовидной железы Снижение функции щитовидной железы Повышение адреналина Недоедание и истощение организма Размеры тела. BOO - довольно постоянная величина для конкретного челове­ка и зависит, в первую очередь, от массы тела. Разница в массе тела 10 кг свидетель­ствует о разнице в ЭТП 120 ккал и о разнице общих энерготрат (для людей «сидяче­го» образа жизни - 200 ккал/сутки). Состав тела. Масса тела человека представлена двумя компонентами - метабо­лически активной тощей массой, включающей мышцы и внутренние органы, а также метаболически инертными жировой и костной тканями. BOO определяется главным образом величиной тощей метаболически активной массы тела. Потребность в энергии на единицу общей массы тела будет больше у человека с преобладанием мышечной массы, чем у человека с преобладанием жировой или костной ткани. Чем меньше доля жира в организме, тем активнее протекает основ­ной обмен. Человек, физически более тренированный, будет иметь больший показа­тель основного обмена, чем физически малоактивный, имеющий ту же общую массу тела. Хорошо тренированные атлеты имеют BOO на 5% выше, чем обычные люди. Легкие физические упражнения не вызывают существенного увеличения тощей мас­сы тела и BOO. Однако длительные средние и тяжелые физические нагрузки могут увеличивать BOO на 8-14%, благодаря нарастанию тощей массы тела. Возраст. BOO повышается у детей от момента рождения до 2-летнего возраста. В период новорожденности 12-15% потребляемой с пищей энергии тратится на об­разование новых тканей, т.е. на рост тела. С возрастом BOO у детей постепенно сни­жается до наступления полового созревания. У детей старше 2-летнего возраста на рост тратится около 1% потребляемой с пищей энергии. В период активной фазы роста у подростков BOO существенно увеличивается. Отметим, что подростковый возраст - это период, характеризующийся максимальной потребностью в энергии. Затраты энергии на прирост массы тела в период роста детей и подростков составля­ют 5 ккал/г добавленной массы. У взрослых BOO постепенно снижается к старости, что обусловлено снижени­ем с возрастом доли тощей массы тела и относительным увеличением массы жиро­вой ткани. После 40 лет BOO снижается примерно на 2-3% каждые 10 лет. Сниже­ние BOO с возрастом является причиной уменьшения энерготрат и потребности в энергии, что приводит к увеличению массы тела, а иногда и к ожирению. Сохране­нию тощей массы тела и поддержанию высоких BOO в среднем и пожилом возрасте способствует физическая активность - физкультура и физический труд. Пол. Величина тощей метаболически активной массы тела за счет мышечной ткани выше у мужчин, чем у женщин. Это отражается на различиях в BOO, которая у мужчин на 5-10% выше, чем у женщин того же роста и массы тела. Гормоны. Гормоны щитовидной железы и надпочечников имеют наибольшее стимулирующее влияние на BOO. Считается, что различия между расчетными пока­зателями BOO и полученными опытным путем обусловлены различным уровнем ак­тивности щитовидной железы. BOO может быть снижена при гипотиреозе на 30% по сравнению с нормальными величинами. Напротив, при тиреотоксикозе BOO может повышаться на 50-75%. Если снижение BOO при недостаточности щитовидной же­лезы может корректироваться назначением препаратов тироксина, то гиперфункция требует удаления части щитовидной железы. Секреция адреналина при эмоциональном стрессе вызывает кратковременное повышение BOO, которая возвращается к норме через 2-3 часа. BOO женщин зависит от периода менструального цикла. Минимальная BOO наблюдается за неделю до овуляции на 14-й день цикла, а максимальная BOO - не­посредственно перед началом менструаций. Разница BOO в этих точках составляет 360 ккал/сутки. В среднем энерготраты основного обмена на 150 ккал в сутки выше во второй половине цикла. Предшествующий режим питания. В результате длительного недоедания BOO может снижаться на 20% ниже расчетной величины. Это объясняется механиз­мом адаптации организма к недоеданию, выражающемся в стремлении к консерва­ции энергии. Температура тела. Известно, что тепло - катализатор биохимических реакций. BOO становится больше с повышением температуры тела. Повышение температуры тела на 1°С сопровождается увеличением BOO на 13-15%. Это значит, что больные с повышенной температурой имеют большую потребность в энергии. Температура окружающей среды. Минимальные показатели BOO и ЭТП на­блюдаются при температуре окружающей среды 26°С. При более низкой и более вы­сокой температуре BOO выше. Кратковременное снижение температуры воздуха вы­зывает дрожание мышц и временный индуцируемый холодом термогенез, т.е. про­дукцию тепла и увеличение BOO и общих затрат энергии. Благодаря наличию так называемой бурой жировой ткани новорожденный ребенок способен вырабатывать тепло для поддержания температуры тела без дрожания мышц. Степень повышения BOO в холодном климате зависит от изолирующего эффекта жировой ткани и одеж­ды. В условиях хорошей изоляции одеждой BOO повышается незначительно, но об­щие энерготраты человека возрастают в силу необходимости ношения тяжелой оде­жды, согревания вдыхаемого воздуха. Факторы, влияющие на основной обмен и ЭТП В силу того, что BOO или ЭТП составляет большую часть (60-75%) энерготрат человека, все факторы, влияющие на BOO, будут в той же степени и направленности влиять на общую потребность в энергии или общие энерготраты человека. Факторы, влияющие на BOO, представлены в табл. 7. Таблица 7 Факторы, изменяющие величину основного обмена Повышающие BOO Снижающие BOO Увеличение мускулатуры Увеличение возраста Мужской пол Женский пол Повышение температуры тела Накопление жира при уменьшении мускулатуры Повышение функции щитовидной железы Снижение функции щитовидной железы Повышение адреналина Недоедание и истощение организма Размеры тела. BOO - довольно постоянная величина для конкретного челове­ка и зависит, в первую очередь, от массы тела. Разница в массе тела 10 кг свидетель­ствует о разнице в ЭТП 120 ккал и о разнице общих энерготрат (для людей «сидяче­го» образа жизни - 200 ккал/сутки). Состав тела. Масса тела человека представлена двумя компонентами - метабо­лически активной тощей массой, включающей мышцы и внутренние органы, а также метаболически инертными жировой и костной тканями. BOO определяется главным образом величиной тощей метаболически активной массы тела. Потребность в энергии на единицу общей массы тела будет больше у человека с преобладанием мышечной массы, чем у человека с преобладанием жировой или костной ткани. Чем меньше доля жира в организме, тем активнее протекает основ­ной обмен. Человек, физически более тренированный, будет иметь больший показа­тель основного обмена, чем физически малоактивный, имеющий ту же общую массу тела. Хорошо тренированные атлеты имеют BOO на 5% выше, чем обычные люди. Легкие физические упражнения не вызывают существенного увеличения тощей мас­сы тела и BOO. Однако длительные средние и тяжелые физические нагрузки могут увеличивать BOO на 8-14%, благодаря нарастанию тощей массы тела. Возраст. BOO повышается у детей от момента рождения до 2-летнего возраста. В период новорожденности 12-15% потребляемой с пищей энергии тратится на об­разование новых тканей, т.е. на рост тела. С возрастом BOO у детей постепенно сни­жается до наступления полового созревания. У детей старше 2-летнего возраста на рост тратится около 1% потребляемой с пищей энергии. В период активной фазы роста у подростков BOO существенно увеличивается. Отметим, что подростковый возраст - это период, характеризующийся максимальной потребностью в энергии. Затраты энергии на прирост массы тела в период роста детей и подростков составля­ют 5 ккал/г добавленной массы. В жарком тропическом климате ЭТП на 5-20% выше, чем при комфортной тем­пературе окружающей среды. Активизация потовых желез является одной из причин увеличения BOO в жарком климате. Беременность. На ранних стадиях беременности BOO несколько снижается. С увеличением сроков беременности BOO возрастает вследствие повышения массы те­ла беременной женщины за счет роста плода, увеличения матки и плаценты. В пери­од третьего триместра беременности BOO на 20% превышает величину до беремен­ности даже в расчете на единицу массы тела. Это обусловлено высоким уровнем об­менных процессов в тканях плода и плаценты, а также повышением скорости мета­болизма в материнских тканях, например за счет усиления работы ее сердца. Затраты энергии на основной обмен подвержены влиянию как внутренних, так и внешних факторов. Тем не менее, для большинства людей показатели BOO и ЭТП, рассчитанные с учетом массы тела, вполне адекватно отражают потребность в энер­гии и являются базовыми параметрами для оценки общих энерготрат организма. Затраты энергии на физическую работу На ЭТП обычно приходится 60-75% всей энергии, которую человек тратит в те­чение суток. Вторым по величине компонентом общих затрат энергии человека яв­ляется физическая работа, выполняемая скелетными мышцами, а также затраты энергии на усиление работы сердца и учащение дыхания, связанные с физической активностью. В зависимости от уровня активности человека физическая работа от­нимает 1/3 и более всех суточных затрат энергии. Для гармоничного развития орга­низма и поддержания хорошего здоровья и самочувствия необходимо, чтобы на фи­зическую работу, т.е. движение в любых его проявлениях, приходилось не менее 1/3 энергии, затрачиваемой в течение суток. Опытным путем определены показатели энергетической ценности различных видов физической активности (см. табл. 8). Интенсивность энерготрат оценивается по соотношению энерготрат и величи­ны основного обмена за единицу времени выполнения данной работы. Это соотно­шение называют коэффициентом физической активности (КФА) данной работы. КФА показывает, во сколько раз энерготраты на данный вид работы превышают энерготраты основного обмена за единицу времени. Следует иметь в виду, что в этом выражении энерготрат уже заключена BOO или ЭТП. При интенсивных физи­ческих нагрузках затраты на физическую работу могут в 10-15 раз (КФА ■ 10-15) превышать BOO. На основании КФА для различных видов физической работы можно довольно точно рассчитать суточные энерготраты человека, зная BOO или ЭТП и продолжи­тельность выполнения каждого вида работ в течение суток. Соотношение общих энерготрат и BOO берется за основу характеристики сум­марных энерготрат человека за сутки, или суммарной физической активности. Ино­гда это соотношение называют коэффициентом физической активности для су­точных энерготрат или уровнем физической активности. КФА для суточных энерготрат отражает средний уровень физической активности человека за сутки. Таблица 8 Энергетическая ценность различных видов физической работы (активности), выраженная в коэффициентах физической активности Коэффициент физической активности Вид работы (активности) 1,2(1,0-1,4) Сидя или лежа: чтение, просмотр телевизора, слушание радио, письмо, расчеты, работа на компьютере, настольные игры, прием пищи (не путать с пищевым термогенезом). 1,6(1,5-1,8) Шитье, игра на фортепьяно, вождение легкового автомобиля, мы­тье посуды, глажение белья, печатание на машинке, конторская и лабораторная работа. 2,1 (1,9-2,4) Уборка квартиры, ручная стирка легкого белья, приготовление пи­щи, работа парикмахера. 2,8 (2,5-3,3) Одевание и раздевание, прием душа, приготовление постели, ходьба со скоростью 3-4 км/час. Портняжная, сапожная работа, работа электромеханика, работа с приборами и легкими механизмами, работа художника, декоратора. 3,7 (3,4-4,4) Легкие садовые работы, мытье окон, игра в настольный теннис. Ходьба со скоростью 4-6 км/час, игра в гольф. Авторемонтные работы, плотницкие и столярные работы, кладка кирпича. 4,8 (4,5-5,9) Рубка и распиливание древесины, тяжелые садовые работы (вска­пывание почвы), игра в волейбол. Ходьба со скоростью 6-7 км/час. Танцы, небыстрое плавание, медленная езда на велосипеде, мед­ленные прыжки. Дорожные строительные работы, копание и переброска земли, валка леса. 6,9 (6,0-7,9) Ходьба в гору или по пересеченной местности, подъем по лестнице. Езда на велосипеде, прыжки. Футбол, быстрое плавание, теннис, коньки, лыжи. В соответствии с суммарным КФА (или уровнем физической активности) вы­деляются группы взрослого трудоспособного населения, различающиеся по интен­сивности труда (табл. 9). КФА в этом случае отражает в первую очередь интенсив­ность профессиональной трудовой деятельности населения, что часто не совсем точ­но отражает уровень физической активности. Человек, работающий бухгалтером, может после работы заниматься спортом или работать несколько дней на дачном участке, что существенно повышает его среднесуточные энерготраты. Таблица 9 Разделение видов профессионального труда по величине затрат энергии Уровень физиче­ской активности Вид ы работ и физической активности Какие профессии Ккал/час/чел. КФА данного вида активности КФА для оценки суточных энерготрат Со­стоя­ние покоя Сон, чтение лежа, си­дение в мягком крес­ле, просмотр телеви­зора Все люди BOO или энерго­траты покоя 1,0-1,4 1,0-1,1 Очень легкая Сидя или стоя, рисо­вание, печатание на машинке, работа на компьютере, на­стольные игры, ши­тье, вышивание, игра на музыкальных ин­струментах, вожде­ние легкового авто­мобиля Научные работники, сту­денты гуманитарных спе­циальностей, операторы ЭВМ, контролеры, педаго­ги, диспетчеры, работники пультов управления 80-100 1,5-1,8 1,4 Легкая Ходьба со скоростью 4-5 км/час, уборка квартиры, уход за ре­бенком, игра в на­стольный теннис Водители трамваев и трол­лейбусов, работники кон­вейеров, упаковщицы, швейники, работники ра­диоэлектронной промыш­ленности, агрономы, мед­сестры, санитарки, врачи-хирурги, работники связи и сферы обслуживания, про­давцы промтоваров и др. 110-160 2,5 1,6 Уровень физиче­ской активности Виды работ и физической активности Какие профессии Ккал/час/чел. КФА данного вида активности КФА для оценки суточных энерготрат Сред­няя Быстрая ходьба со скоростью 6-7 км/час, работа в саду или огороде, езда на велосипеде, катание на лыжах, игра в тен­нис, быстрый танец, переноска неболь­ших грузов Слесари, наладчики, на­стройщики, станочники, буровики, водители экска­ваторов и бульдозеров, во­дители автобусов, врачи-хирурги, текстильщики, обувщики, железнодорож­ники, водители угольных комбайнов, продавцы про­дтоваров, водники, аппа­ратчики, металлурги-до­менщики, работники хими­ческих производств и др. 170-240 5,0 1,9 Тяже­лая Ходьба с грузом в го­ру, восхождение в го­ру, рубка и распили­вание дров, копание и земляные работы, игра в баскетбол, футбол Строительные рабочие, помощники буровиков, проходчики, деревообра-ботчики, металлурги, ли­тейщики, основная масса сельскохозяйственных ра­бочих и механизаторов, доярки, овощеводы, хлоп­коробы и др. 250-350 7,0 2,2 Очень тяже­лая Специальные атлети­ческие тренировки, аварийно-спасатель­ные работы Спортсмены (борцы, штангисты, боксеры), спа­сатели > 350 >7,0 2,5 Энерготраты на физическую работу - наиболее изменчивый компонент общих энерготрат, который можно произвольно увеличивать или уменьшать. Энерготраты на физическую работу относят к регулируемым энерготратам, тогда как BOO харак­теризует нерегулируемые затраты энергии. Кроме стандартных видов работы или физической активности, имеет значение уровень так называемой спонтанной активности, характеризующей общую подвиж­ность человека. Внешне это выражается в непоседливости и суетливости, особенно характерной для детей и подростков. Исследованиями установлено, что девочки-подростки с ожирением в состоянии отдыха менее активны и подвижны, чем их худые сверстницы. При исследованиях в метаболической комнате методом непрямой калориметрии установлено, что затраты энергии на спонтанную физическую актив­ность могут составлять 100-800 ккал/сутки. Энерготраты на выполнение физической работы в холодном климате (ниже 14°С) возрастают в среднем на 5%. Кроме того, при низкой температуре воздуха энерготраты на физическую активность увеличиваются за счет ношения тяжелой, сковывающей движения одежды. Это увеличение может составить 2-3% общих су­точных затрат энергии. Потребность в энергии увеличивается при выполнении физической работы при температуре, превышающей 37°С. В условиях высокой температуры окружающей среды повышаются температура тела и основной обмен. Дополнительные затраты энергии обусловлены необходимостью поддержания температурного режима тела. При расчете суммарной потребности в энергии необходимо учитывать влияние высокой и низкой температуры окружающей среды на энерготраты для выполнения физической работы, используя стандартные способы измерения ЭТП и пищевого термогенеза. Умственная работа практически не повышает потребность в энергии, хотя го­ловной мозг потребляет около 20% энергии основного обмена. Пищевой термогенез Если человек будет получать только такое количество пищи, которое необхо­димо ему для покрытия энерготрат основного обмена и затрат на физическую актив­ность, то этого объема энергии пищи не хватит для удовлетворения всех потребно­стей жизнедеятельности, и человек будет терять в весе. Причина заключается а том, что в этом случае не учитываются затраты энергии на переваривание, всасывание, транспорт, метаболизм и депонирование пищевых веществ самой пиши. Этот фено­мен называется специфическим динамическим действием пищи, или пищевым термогенезом. Пищевой термогенез (ПТ) - это повышение энерготрат в течение 1-4 часов после приема пиши. Пищевой термогенез составляет около 10% обших суточных энерготрат человека. Иными словами, для расчета общих энерготрат необходимо к затратам энергии на основной обмен и физическую активность прибавить еше 10%. Величина пищевого термогенеза зависит от состава пиши, особенно от содер­жания основных пищевых веществ, и метаболических путей депонирования энерге­тических запасов. Из трех макронутриентов белки вызывают максимальный пищевой термогенез. Это, по-видимому, обусловлено высокой энергетической стоимостью процессов де­градации и биосинтеза белков, которая составляет 24% потребляемой за счет белков энергии. Наименьший пищевой термогенез вызывают жиры, которые запасаются наибо­лее эффективно. Энергия, затрачиваемая на отложение жиров в жировой ткани, со­ставляет только 4% калорийности жиров пищи. Углеводы индуцируют термогенез несколько ниже, чем белки, но существенно выше, чем жиры. При прямом окислении глюкозы вся энергия утилизируется. Если глюкоза запасается в форме гликогена, то на процессы его биосинтеза и депониро­вания расходуется 7% энергии. Энергетические затраты на биосинтез гликогена из триозофосфатов еще больше, чем затраты на его синтез из глюкозы. Теоретически избыток углеводов пищи может приводить к липогенезу de novo и отложению жира в жировой ткани. Однако процесс липогенеза из углеводов энер­гетически крайне неэффективен и требует затрат 26% энергии, заключенной в пре­вращаемых углеводах. Количество жиров, образующихся за 24 часа из углеводов, невелико. Острые приправы усиливают и увеличивают продолжительность пищевого термогенеза. Так, острая приправа чили и горчица повышают ПТ, который продолжает­ся в течение 3 часов. Стимулируют ПТ кофеин и никотин, а также воздействие холода. Важную роль в пищевом термогенезе, особенно после потребления углеводов, играет вегетативная нервная система. Назначение Р-адреноблокаторов угнетает ПТ, вызываемый глюкозой. Пищевой термогенез характеризуется индивидуальной изменчивостью даже при стандартном составе пищи. Он слабее при ожирении, чем при нормальной массе тела. Возможно, на величину пищевого термогенеза влияют и генетические факто­ры, обусловливая индивидуальную вариабельность этого феномена. Факультативный термогенез Термин «факультативный» означает необязательный, случайный, несистемати­ческий. Недавно выявленный у животных феномен факультативного термогенеза мало изучен у человека. Факультативный термогенез в условиях холода, не связанный с продукцией те­пла при дрожании мышц, обусловлен биологической функцией бурой жировой тка­ни. Примером является термогенез у грызунов при низкой температуре окружающей среды, когда благодаря стимуляции вегетативной нервной системой бурой жировой ткани возрастает продукция тепла. Бурая жировая ткань играет значительную роль в регуляции продукции тепла у новорожденных детей. Обнаружена такая ткань и у взрослых, живущих в условиях холода. Факультативный термогенез имеет значение в регуляции массы тела человека при недоедании, а также при избыточном потреблении энергии. По всей вероятно­сти, именно этим явлением объясняется возможность потребления крайне высоких количеств пищи при меньшем, чем можно было ожидать, увеличении массы тела. Это редкое явление получило название «волчий аппетит» (luxus consumption). В данном случае предполагается некое рассеивание или неэффективная утилизация энергии пищи. В исследовании американских ученых показано, что для повышения массы тела худых заключенных одной из тюрем было необходимо в 2 раза больше энергии пи­щи, чем для поддержания избыточного веса у лиц с ожирением. Изучение механизмов пищевого и факультативного термогенеза открывает перспек­тивы в разработке методов регуляции массы тела, лечения и профилактики ожирения. Методы исследования энерготрат человека Для измерения затрат энергии используются инструментальные методы и мето­ды расчета по специально разработанным формулам. Инструментальные методы. Инструментальные методы измерения энерготрат и BOO включают методы прямой и непрямой калориметрии. BOO может быть измерена так же, как калорийность пищи, - методом прямой ка­лориметрии. Человек помещается в специальную полностью изолированную от внеш­ней среды комнату, которая называется обменной, или метаболической, комнатой. Вы­деляемое телом тепло регистрируется либо по повышению температуры среды в комна­те, либо с помощью специальных датчиков. Метаболическая комната позволяет оцени­вать энерготраты лишь при некоторых стандартных видах физической активности. Метод прямой калориметрии является весьма сложным и дорогостоящим. В ми­ре существуют буквально единичные обменные комнаты, оснащенные современной аппаратурой. Методы непрямой калориметрии основаны на расчетах затрат энергии по объему поглощенного кислорода из вдыхаемого воздуха и по выделению углекисло­го газа за определенный период времени. Анализ газообмена позволяет рассчитывать дыхательный коэффициент (ДК), представляющий собой отношение количества выделяемого углекислого газа к ко­личеству поглощенного кислорода. По анализу состава выдыхаемого и вдыхаемого воздуха рассчитывается про­дукция тепла, а затем энерготраты организма. 1 литр потребленного кислорода соот­ветствует продукции 4,825 ккал энергии (округленно 5 ккал). Эта величина называ­ется метаболическим (энергетическим) эквивалентом (МЕТ). Энергетический экви­валент выделяемого углекислого газа варьирует в пределах 21,0-27,7 кДж/л (5,02— 5,6 ккал/л) при изменении ДК от 1,0 до 0,7. По величине дыхательного коэффициента можно судить о преимущественном окислении белков, жиров или углеводов, дающих энергию. Если энергия выделяется при окислении углеводов, то дыхательный коэффициент будет равен или очень бли­зок к 1, так как количество образующегося углекислого газа равно количеству по­требленного кислорода. При окислении жиров коэффициент составляет 0,7, а при окислении белков 0,82. При смешанном питании, когда энергией обеспечивают все основные пищевые вещества, дыхательный коэффициент составляет 0,85. В настоящее время выпускаются специальные аппараты - респирометры, по­зволяющие по анализу газообмена быстро и в стандартных условиях оценить энерго­траты основного обмена и энергетические затраты на многие виды работ в условиях, приближенных к реальным. Использование двойной метки воды для изучения энерготрат и потребно­сти в энергии. Метод двойной метки воды впервые был применен в 1982 году. В настоящее время это наиболее точный и современный метод исследования энерготрат и баланса энергии в организме человека. Метод основан на разности скорости элиминации из организма 2Н2 и 180 мече­ной этими изотопами воды. Суть заключается в назначении человеку стандартной дозы воды, меченой по стабильным (нерадиоактивным) изотопам - дейтерию ( Н20) и кислороду (Н2180). После установления равновесия дейтерий выделяется из орга­низма в составе воды 2Н20, а 1802 - в составе воды Н2180 и углекислого газа С1 02, так как под действием карбоангидразы происходит обмен и установление равнове­сия 180 между молекулами воды и углекислого газа. Скорость выведения изотопов из организма измеряется в течение 10-14 дней путем периодического отбора проб мочи, слюны или плазмы крови и анализа содержания в них двух стабильных изото­пов. По разнице в скорости элиминации изотопов рассчитывается скорость образова­ния углекислого газа. Показатели продукции углекислого газа позволяют рассчитать энерготраты за исследуемый период, используя методику и энергетические эквива­ленты, которые применяются при непрямой калориметрии. Метод двойной метки воды позволяет изучать энергетический обмен и общие энерготраты у любой категории населения в обычных условиях без измерения выды­хаемого углекислого газа. Измерив пищевой термогенез методом непрямой калори­метрии и вычтя эту величину из общих энерготрат, оцениваемых методом двойной метки воды, можно получить точную информацию об энерготратах на определенный вид физической активности. Метод двойной метки воды используется в исследова­тельских целях для точного измерения потребности в энергии различных групп на­селения при различных видах физической активности. Метод безопасен и может использоваться как у взрослых, так и у детей - от но­ворожденных до подростков, а также у пожилых людей, инвалидов, тяжелобольных и т.д. Точность метода двойной метки воды составляет 2-8%. Он используется для оценки достоверности и адекватности других методов измерения общих энерготрат и физической активности человека в качестве своеобразного «золотого» стандарта, Недостатком метода является высокая стоимость стабильных изотопов и масс-спектрометра - прибора для анализа изотопов в биологических жидкостях, поэтому пока он используется только в исследовательских целях. В табл. 10 представлены показатели энерготрат различных половозрастных групп населения, полученные с помощью метода двойной метки воды в условиях обычной жизнедеятельности. Эти величины могут быть использованы для сравни­тельной оценки получаемых результатов и для разработки рекомендаций по установ­лению потребности в энергии различных групп населения. Обращают на себя внима­ние достаточно высокие величины энерготрат у мальчиков-подростков и молодых мужчин 18-39 лет. Расчетные методы оценки величины энерготрат покоя. На основании многочисленных инструментальных измерений выведены форму­лы, по которым рассчитываются ЭТП. 1. При нормальном телосложения 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 показатели. У тучных и худых лиц данный способ расчета дает не­сколько искаженные результаты: у первых полученные величины ЭТП завышены, у вторых - занижены. Таблица 10 Показатели общих энерготрат различных групп населения, полученные методом двойной метки воды Половозраст­ная группа Средний возраст Общие энерготраты Основной обмен Коэффициент физиче­ской активности Женщины 1-6 4,9 1316 861 1,57 7-12 9,2 1914 1148 1,68 13-17 14,8 2727 1603 1,73 18-29 24,4 2488 1483 1,70 30-39 33,8 2392 1435 1,68 40-64 51,6 2345 1388 1,69 65-74 69,1 2057 1268 1,62 75 и старше 82.8 1459 981 1,48 Мужчины \-6 4,7 1459 909 1,64 7-12 9,8 2345 1364 1,74 13-17 14,5 3373 1938 1,75 18-29 22,5 3301 1794 1,85 30-39 34,3 3421 1962 1,77 40-64 50,6 2751 1675 1,64 65-74 68,6 2637 1651 1,61 75 и старше 80,8 2201 1435 1,54 2. Уравнения Харриса-Бенедикта. Для женщин: ЭТП = 65,5 + 9,56 х масса (кг) + 1,85 х рост (см) - 4,68 х возраст (лет) Для мужчин: ЭТП = 66,5 + 13,75 х масса (кг) + 5,0 х рост (см) - 6,78 х возраст (лет) Уравнение Харриса-Бенедикта основывается на зависимости BOO от роста, массы тела и возраста человека. Может использоваться для расчета BOO у мужчин с 10-летнего возраста и женщин любого возраста. 3. Уравнения MifTlin-St.Jeor (1990), используемые для расчета ЭТП у взрослых 19-78 лет. Д™ женщин: ЭТП = 10 х масса (кг) + 6,25 х рост (см) - 5 х возраст (лет) - 161 Для мужчин: ЭТП = 10 х масса (кг) + 6,25 х рост (см) - 5 х возраст (лет) + 5 Таблица 11 Соотношение общей и безжировой (тощей) массы тела человека Масса тела, кг Метаболически активная масса, кг3/4 Масса тела, кг Метаболически активная масса, кг3/4 5 3,3 45 17.4 10 5,6 50 18,8 15 7,6 60 21,6 20 9,5 70 24,2 25 11,2 80 26,7 30 12,8 90 29,2 35 14,4 100 31,6 40 15,9 Таблица 12 Формулы расчета величины ЭТП Возраст, лет Формула для расчета ЭТП, ккал/день Мальчики и мужчины 0-3 (60,9 х вес в кг) - 54 3-Ю (22,7 х вес в кг) + 495 10-18 (17,5 х вес в кг)+ 651 18-30 (15,3 х вес в кг) + 679 30-60 (11,6 х вес в кг)+ 879 Больше 60 (13,5 х вес в кг)+487 Девочки и женщины 0-3 (61 х вес в кг) - 51 3-10 (22,5 х вес в кг) + 499 10-18 (12,2 х вес в кг)+ 746 18-30 (14,7 х вес в кг)+ 496 30-60 (8,7 х вес в кг) + 829 Больше 60 (10,5 х вес в кг)+ 596 4. Исходя из метаболически активной безжировой массы тела, BOO рассчиты­вается по следующей формуле: BOO = 70 х масса (кг)3/4. Данные о соотношении общей и метаболически активной массы тела приведе­ны в табл. 11. Расчет BOO по безжировой массе тела может использоваться не толь­ко для человека, но и для животных. 5. Уравнения, предложенные ФАО/ВОЗ в 1985 г. для различных возрастов и по­лов, представлены в табл. 12.. Это наиболее современный и общепринятый метод оценки ЭТП за сутки. Для большинства людей расчетные величины ЭТП могут отличаться от полу­ченных путем прямой или непрямой калориметрии на ±10%. Расчет ЭТП или общих энерготрат на основе массы тела дает завышенные ре­зультаты у лиц с ожирением. В идеальном варианте оценка энерготрат в этом случае должна основываться на тощей массе тела, которая устанавливается по взвешива­нию под водой. При невозможности применения этого метода можно использовать формулу Вилькенса: Тощая масса = (масса тела - идеальная масса) х 0,25 + идеальная масса, где 0,25 - это доля избытка массы тела, которая представляет собой тощую массу. Расчет суточных энерготрат человека Общие суточные энерготраты здорового человека складываются из трех само­стоятельно оцениваемых компонентов: суточные энерготраты = BOO (ЭТП) + энерготраты на физическую активность + пищевой термогенез Для определения потребности человека в энергии необходимо тщательно про­следить и зафиксировать все виды физической работы и занятий и их продолжитель­ность в течение суток. Умножив время работ и занятий на энергетические затраты и суммировав все величины, получим суточные энерготраты человека. Приведем пример расчета суточных энерготрат мужчины 20 лет (масса тела 70 кг, студент, ежедневно выполняет утреннюю гимнастику). Используя табл. 12, определяем значение ЭТП: 1750 ккал/24 часа, или 72,9 ккал час. Далее осуществляется расчет вклада всех видов физической активности в суточную потребность в энергии. Для оценки энергетических затрат на различные виды работ следует пользоваться со­кращенными данными табл. 8, либо использовать коэффициент физической актив­ности для общих суточных энерготрат (см. табл. 9, последний столбец). Существуют два способа расчета суточных энерготрат здорового человека с учетом энергетической стоимости физической активности. 1. Факторный анализ всех видов энерготрат за сутки. Виды активности Продолжитель­ность,ч Коэффициент физической ак­тивности (КФА) Средневзвешен­ный КФА (КФАхвремя) ккал/сутки (время х КФА х 72,9) Сон 8,0 1,0 8 583 Бег трусцой 0,5 6,6 3,3 241 Ходьба 1,0 3,4 3,4 248 Учеба 6,0 1,4 8,4 612 Лабораторная работа 2 1,5 3,0 219 Работа по дому 1,5 2,7 4,05 295 Подготовка к занятиям 3 1,2 3,6 262 Отдых 2 1,2 2,4 175 Физическая активность + ЭТП 24 1,51 36,15 2635 Пищевой термогенез, 10% 263 Всего 2900 2. Использование группового коэффициента физической активности суточных энерготрат. Коэффициент Суточная потребность, ккал Коэффициент физической активности для суточных энерготрат 1,51* (36,15/24) КФАхЭТП 1,51x1750=2635 Пищевой термогенез 10% 263 Всего 2900 * Величина коэффициента физической активности для суточных энерготрат позволяет от­нести этого студента к лицам с умеренной физической активностью. Иногда для оценки энерготрат и потребности в энергии используют величины потребления энергии (калорийности рациона питания). Потребление энергии оцени­вается методами изучения фактического питания с расчетом энергетической ценно­сти рациона. На рис, 4 представлены величины потребления энергии населением России, полученные методом 24-часового воспроизведения питания. Получаемые ве­личины несут на себе все погрешности и недостатки этих методов (см. главу «Мето­ды оценки фактического питания»). Как правило, методы оценки фактического пита­ния недооценивают (занижают) потребление энергии, а в некоторых лабораториях получают завышенные результаты. Поэтому о потребности в энергии или об обших энерготратах судить по калорийности потребляемого рациона неправомерно. Это убедительно доказывают исследования с применением двойной метки воды. Более правильно оценивать потребность в энергии на основании данных о суточных энер­готратах. Исходя из структуры суммарных суточных энерготрат человека, становится очевидным, что все факторы, влияющие на отдельные компоненты энерготрат, бу­дут влиять на суммарные энерготраты, а значит и на потребность человека в энер­гии, в том же направлении. За исключением регулируемых затрат энергии на физи­ческую работу, влияние внешних и внутренних факторов на основной обмен и пи­щевой термогенез, как правило, невелико. Однако изменения энерготрат и энергети­ческого равновесия в течение продолжительного периода жизни человека могут вы­звать значительные изменения массы и клеточного состава тела. Рис. 4 Средние величины потребления энергии в зависимости от пола и возраста. Пища как источник энергии Поставщиками энергии являются не все составные части пиши. Источники энергии представлены белками, жирами и углеводами пищи, а также этиловым спиртом (алкоголем). За 70 лет жизни человек съедает 2,5 тонны белков, 2,5 тонны жиров, 9 тонн углеводов, что составляет около 70 млн. ккал. Три класса основных пищевых веществ, или макронутриентов, по массе состав­ляют большую часть любой пищи. Что касается типичной российской пиши, то здесь примерно 1/7=1 /8 часть (11-14%) энергии поставляют белки, 1/3 - жиры, а ос­тавшуюся часть (55%) - углеводы (крахмал и сахара). В организме животных и человека энергия выделяется при окислении глюкозы и жирных кислот, образующихся в процессе переваривания и метаболизма углево­дов и жиров или катаболизма аминокислот, Окисление глюкозы и жирных кислот с высвобождением энергии осуществляется при участии кислорода, а также минера­лов, витаминов и ферментов, действующих как катализаторы. Эффективность использования энергии пищи для осуществления физиологиче­ских функций и биохимических процессов составляет лишь 20-25%, остальные 75 80% энергии выделяются и рассеиваются в виде тепла, поддерживающего постоян­ную температуру тела. Коэффициенты энергетической ценности основных пищевых веществ Энергетическая ценность, или калорийность, пищи выражается в килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж). 1 ккал составляет такое количество тепла, которое необходимо для нагревания 1 л воды на ГС (с 15°С до 16°С); 1 ккал = 4,18 кДж. Энергетическая ценность пищи может быть измерена путем сжигания ее в при­боре, который называется калориметрической бомбой, или калориметром. Прибор представляет собой герметичный ящик с двойными стенками. Таким образом, он имеет два пространства - внутреннее и внешнее. Пища взвешивается и помещается во внутреннее пространство, которое наполняется кислородом. Наружное простран­ство заполняется определенным количеством воды. Кислород поджигается электри­ческой искрой, и пища сгорает. При этом нагревается вода в пространстве между стенками. По степени нагревания воды судят о калорийности пищи. Энергетическая ценность пищи, выявляемая при сжигании в калориметриче­ской бомбе, называется энергией сжигания. Это максимальное количество тепла, ко­торое могут дать основные вещества, содержащиеся в пище. Если в бомбе сжигают­ся чистые углеводы, жиры или белки, то выделяется, соответственно, 4,1 ккал/г угле­водов, 9,45 ккал/г жиров и 5,65 ккал/г белков. При этом углерод окисляется до С02, водород до Н20, а азот до N02. Организм человека способен получать энергию толь­ко при окислении углерода и водорода, но не может использовать энергию азота. Установлено, что из 5,65 ккал/г белка организму человека доступны только 4,3 ккал/г, - оставшаяся часть (1,3 ккал/кг) является энергией сгорания азота. Кроме то­го, необходимо знать, что не все 100% пищевых веществ перевариваются и всасыва­ются в кишечнике. Поэтому при оценке энергетической ценности основных пище­вых веществ необходимо учитывать коэффициент перевариваемости (или усвояемо­сти) пищевых веществ. Коэффициент перевариваемости свидетельствует о доли ус­ваиваемого пищевого вещества в кишечнике. Его величина зависит от вида пищево­го вещества, а также от характера и состава пищи, с которой это вещество поступает. Для углеводов, жиров и белков коэффициент усвояемости равен соответственно 0,98, 0,95 и 0,92. С учетом величин энергии сжигания и коэффициентов усвояемости основных пищевых веществ были выведены коэффициенты физиологической энер­гетической ценности: углеводов - 4 ккал/г, белков - 4 ккал/г и жиров - 9 ккал/г. Энергетическая ценность этилового спирта (алкоголя) равна 7 ккал/г. В настоящее время получены данные о том, что действительная энергетическая ценность различных групп макронутриентов в реальной пище составляет: углеводов 1,33-4,16 ккал/г, белков - 1,82-4,27 ккал/г, жиров - 8,37-9,02 ккал/г. Расчет энергетиче­ской ценности пищи по простой формуле 4-4-9 дает несколько завышенные величины. Расчет калорийности пищи Энергетическая ценность пищи в настоящее время рассчитывается на основе процентного содержания в ней углеводов, жиров и белков и коэффициентов их фи­зиологической энергетической ценности. Содержание основных пищевых веществ и калорийность основных продуктов питания представлены в справочных таблицах2. Пример расчета энергетической ценности 100 г продукта приведен в табл. 13. Умно­жая энергетический коэффициент на количество соответствующих основных пище­вых веществ и суммируя результаты по каждому из них, получают энергетическую ценность пищевого продукта. Сложив значения энергетической ценности каждого продукта, определяют калорийность всего рациона. Таблица 13 Примерный расчет энергетической ценности продуктов Основные пищевые вещества Содержание в 100 г продукта Коэффициент энерге­тической ценности Энергетическая ценность, ккал/100 г продукта Белки 5,5 4 22 Жиры 9,2 9 82,6 Углеводы 21,4 4 85,6 Общая энергетическая ценность продукта 190,4 Для расчета энергетической ценности алкогольных напитков используется сле­дующая формула: ккал (за счет этанола) = [объем х крепость (об%)/100] х 0,8 х 7, где 0,8 - удельный вес этанола, 7 - калорийность 1 г этанола. К калорийности за счет этанола следует добавить калорийность за счет углево­дов, которые содержатся во многих алкогольных напитках - пиве, вине, ликере и др. Используя данные о содержании основных пищевых веществ, можно рассчи­тать их процент от общей калорийности рациона или продукта. Допустим, калорий­ность рациона составляет 2000 ккал, он содержит 200 г углеводов, что составляет 800 ккал (200 г х 4 ккал); 100 г жиров, что составляет 900 ккал (100 х 9); 75 г белков, что составляет 300 ккал (75 х 4). В результате расчетов выясняем, что белки обеспе­чивают 15% обшей калорийности рациона (300/2000 х 100), жиры - 45% (900/2000 х 100), а углеводы - 40% (800/2000 х 100). Выражение потребления основных пищевых веществ в процентах от общей ка­лорийности представляет собой важнейшую характеристику рациона питания чело­века. Процентное соотношение энергии, получаемой от трех основных пищевых ве­ществ, должно лежать в основе разработки рационов питания, лечебных и профилак тических диет, а также использоваться при составлении рецептур блюд и кулинар­ных изделий, при планировании питания населения. __________________________________ 2 Химический состав пищевых продуктов: Справочник / Под ред. И.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. -М.: Агропромиздат, 1987. Энергетическая и нутриентная плотность пищи Пища необходима человеку не только как поставщик энергии, но и как источ­ник ценных пищевых веществ. Это значит, что здоровая пища должна содержать не­обходимое количество незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных ки­слот (ПНЖК), витаминов, минеральных веществ. Чем больше незаменимых пище­вых веществ приходится на единицу калорий, тем выше пищевая ценность. Содер­жание незаменимых пищевых веществ в единице калорийности продукта характери­зует его нутриентную плотность. Если пища состоит преимущественно из сахара или жира, то она несет много «пустых» калорий, не обеспеченных незаменимыми пищевыми веществами - белком и аминокислотами, витаминами и минеральными солями. Совсем «пустыми» являются калории алкоголя, который в организме может преобразовываться исключительно в жир. Калорийность пищи сильно различается в зависимости от содержания основ­ных пищевых веществ. Пища с высоким содержанием жира будет характеризоваться высокой калорийностью, так как калорийность 1 г жиров в 2,5 раза превышает кало­рийность того же количества белков и углеводов. Энергетическая ценность рациона питания различных возрастных групп населения России напрямую зависит от про­цента потребления жиров {см. рис. 5). Рис. 5. Влияние содержания жира в рационе (% от общей калорийности) на калорийность суточных рационов питания населения России. Данный факт имеет значение в оценке харак­тера питания при ожирении. Чем выше потребление жира, тем больше вероятность избыточного потребления энергии с пищей. Чем больше в пище воды и пищевых волокон (клетчатки), тем меньше ее кало­рийность, так как в единице массы такой пищи будет содержаться меньше макронут-риентов, дающих энергию. Другими словами, такая пища будет характеризоваться меньшей энергетической плотностью на единицу веса. Чем меньше пищи по весу нужно для получения определенного количества ка­лорий, тем более калорийна эта пища, тем больше энергии содержит одна привыч­ная ее порция {см. табл. 14). Таблица 14 Количество пищи, необходимое для получения 100 ккал, и количество калорий в привычных порциях. Пища Средняя порция Ккал на 1 порцию Количество пиши, дающее 100 ккал Огурец 1 средний (100 г) 15 6 огурцов Морковь 1 средняя (90 г) 30 3 моркови Капуста 1 тарелка (100 г) 52 2 порции Сахар 2 чайные ложки 55 4 чайные ложки Хлеб черный 1 кусочек (30 г) 64 Полтора кусочка Яблоко I среднее (6 см в диаметре, 150 г) 66 1,5 яблока Слива 4 средних 70 6 слив Яйцо 1 шт 75 1 1/3 яйца Майонез 1 ст, ложка 93 1 ст. ложка Кефир нежирный 1 стакан 95 1 стакан Масло сливочное 1 ст. ложка 100 1 ст. ложка Банан 1 небольшой 110 1 небольшой Картофель отварной 2 средних (150 г) 115 2 средних Кефир жирный 1 стакан 115 2/3 стакана Котлета жареная 1 шт. 156 2/3 котлеты Куриная ножка жареная 1 порция 200 1 /2 порции Картофель жареный 1 порция из 2 средних 250 1/2 порции Сыр 1 ломтик (30 г) 100 1 порция Творог Полпачки (100 г) 150 1/3 пачки Сосиски 1 шт. (50 г) 133 2/3 штуки Изменение калорийности пищи при кулинарной обработке Существенное влияние на калорийность пищи оказывает кулинарная обработ­ка, особенно жарение пищи с применением жира {см. табл. 15). Аналогичным обра­зом ведет к увеличению калорийности заправка салатов растительным маслом, сме­таной или майонезом, добавление сахара к фруктам, намазывание масла на хлеб и т.п. Не ведут к увеличению калорийности, а в силу некоторых потерь пищевых ве­ществ даже снижают ее, варка на пару, тушение и запекание, когда не требуется при­менение жира. Таблица 15 Влияние способа приготовления на калорийность порции пищи Пища Ккал Яблоко 66 Яблоко,запеченное с сахаром 120 Яблочный пирог 330 Яйцо вареное, 2 шт. 150 Яичница из 2-х яиц на масле 220 Яичница из 2-х яиц с ветчиной 310 Отварной картофель 60 Картофельное пюре 100 Картофель, жаренный на масле 120 Картофель, жаренный во фритюре 150 Знание изменений калорийности и других пищевых свойств пищи в процессе кулинарной обработки необходимо специалистам для понимания процессов регуля­ции энергетического баланса и массы тела, а также для пропаганды принципов здо­рового питания среди населения. Баланс энергии. Регуляция массы тела На протяжении развития истории и культуры отношение к внешнему виду и формам человеческого тела претерпевало изменения. Например, в эпоху средневеко­вья пышные формы считались идеальными. Только в последние 40-50 лет к пробле­мам избыточной массы тела и ожирения со всей серьезностью обратились медицина и наука о питании. Формы и размер тела (рост и масса) волнуют современного человека не только с эстетической точки зрения. Параметры тела имеют прямое отношение к здоровью организма. Научными исследованиями установлено, что с ожирением связано увели­чение заболеваемости и смертности людей в развитых индустриальных странах. Вокруг проблемы лишнего веса существует много лженаучных спекуляций, за­блуждений и предрассудков, чем пользуются недобросовестные знахари и шарлата­ны, пропагандирующие невероятные средства похудения и изменения фигуры. Вме­сте с тем современная наука имеет в своем арсенале вполне определенные, прове­ренные знания и методы регуляции массы тела. Регулирование массы и состава тела непосредственно связано с энергетическим обменом и балансом энергии. Фундаментальные физические законы сохранения мас­сы и энергии имеют непосредственное отношение к питанию. Действие их в данной области реализуется через энергетический обмен. Один из принципов нутрициоло-гии гласит, что для рационального (здорового) питания необходимо соблюдение ба­ланса энергии, или энергетического равновесия. Баланс энергии - это состояние равновесия между энерготратами организма и энергетической ценностью (калорийностью) потребляемой пищи. Энергетическая ценность пиши должна покрывать затраты организма, или, другими словами, удов­летворять потребность в энергии. Избыток поступающей с пищей энергии при пере­едании запасается в теле человека в виде жира. Недостаток энергии пищи (недоеда­ние) приводит в первую очередь к мобилизации запасов жира и других макронутри-ентов для получения энергии. Состав тела Количественная характеристика состава тела, оценка соотношения жира и дру­гих компонентов являются отражением баланса энергии и степени удовлетворения потребности организма в ней. Масса тела человека является суммой веса костей, мышц, внутренних органов, жидкости и жировой ткани. Вода составляет 60-65% от общей массы тела и является быстро изменяющейся субстанцией, хотя и в небольших количествах. В теле человека принято различать два компонента - безжировую («тошую») и жировую части. Безжировая масса тела представлена белком, водой и минеральными веществами. У здорового человека «тощая» масса тела имеет постоянный состав: во­да - 72-74%), белок - около 20%, калий 60-70 ммоль/кг у мужчин и 50-60 ммоль/кг у женщин. В отличие от «тощей» части тела, количество жировой ткани может изме­няться в значительных пределах. Прямой химический анализ состава тела возможен только у трупа. Обычно же используются непрямые методы изучения состава тела. Они включают внешний ос­мотр, антропометрические измерения и инструментально-аналитические неинвазив-ные методы. Антропометрические методы включают измерение массы тела, роста (длины тела), окружности талии и обхвата бедер, толщины подкожных жировых складок, окружностей различных частей тела, а также расчет ряда индексов и соотношений. Инструментально-аналитические методы изучения состава тела основаны на измерении общего содержания воды, калия, азота, а также плотности тела. По этим основным параметрам определяется количество жира и его соотношение с не содер­жащими жир компонентами тела. Методы изучения состава тела - весьма сложные и дорогостоящие. Некоторые из них применяются только в крупных исследовательских центрах, Ниже мы приво­дим основные принципы и отмечаем достоинства этих методов, без описания техни­ки их проведения. Измерение содержания калия с использованием изотопа 40К. Калий находится в теле преимущественно в виде внутриклеточных катионов в клетках мышц и внутренних органов. Незначительное количество калия присутству­ет в костях и внеклеточной жидкости. Общее содержание калия в теле является по­казателем величины безжировой массы тела. Небольшая (0,012%), но постоянная часть общего калия в организме представлена изотопом 40К. Содержание 40К измеря­ется путем регистрации со всего тела гамма-излучения этого изотопа с помощью гамма-спектрометра, затем высчитывается общее содержание калия, по которому рассчитывается безжировая масса тела (содержание калия в безжировой части тела составляет 69,4 ммоль/кг). Метод дает искаженные результаты у истощенных больных, например раковых, у которых потеряна значительная часть мышечной ткани и сильно снижено общее содержание калия. Анализ общею содержания воды методом изотопного разведения. Жировая ткань не содержит воды, которая сосредоточена в безжировой массе тела, составляя в среднем 73%. Определив общее содержание воды, можно вычис­лить «тощую» массу тела. Содержание воды измеряется методом изотопного разве­дения. Используются изотопы дейтерий гН, тритий 3Н или стабильный изотоп кисло­рода 180. Опыт проводят в стандартных условиях питания и потребления воды. Ис­пытуемому назначается перорально или внутривенно вода, меченая известным коли­чеством изотопов водорода или кислорода. Через несколько часов после установле­ния равновесия между меченой и немеченой водой собираются образцы сыворотки, слюны или мочи и измеряется содержание в них изотопов водорода. Расчет общего содержания воды в организме основан на принципе изотопного разведения, т.е. на степени разведения меченой воды в общей воде организма, При использовании изо­топа кислорода 180 анализируется выдыхаемый воздух на содержание 18COj, кото­рый находится в равновесии с водой. Содержание стабильных изотопов 2Н или 180 определяется с помощью масс-спектрометров. Содержание изотопа 3Н измеряется по уровню радиоактивности. По причине наличия радиоактивного фона использова­ние Н невозможно у детей и беременных женщин. Нарушает точность этого метода непостоянство содержания воды в организме че­ловека, которое варьирует от 67% до 77%. Содержание воды в безжировой ткани уве­личивается при ожирении и у беременных, поэтому у данной категории людей величи­на безжировой массы тела переоценивается, а содержание жира недооценивается. Существуют также методы изотопного разведения для определения объема плазмы крови и внеклеточной жидкости и определения клеточной массы тела с ис­пользованием стабильных или радиоактивных изотопов ряда элементов: К, Na, Br. Содержание общего азота в теле. По содержанию общего азота рассчитывают общее содержание белка в орга­низме, используя следующее уравнение: 1 г N = 6,25 г белка. Разработан метод ней-тронно-активационного анализа общего азота организма. Этот метод использовался для анализа состояния больных с тяжелыми заболеваниями, травмами и сепсисом, при которых были установлены большие потери общего белка в организме даже при достаточном поступлении энергии и белка с пищей. Изменение содержания азота в теле на 16 г (1,14 моль) соответствует изменению «тощей» массы тела на 0,5 кг. Экскреция креатинина с мочой. Экскреция креатинина с мочой является показателем мышечной массы. Между экскрецией креатинина с мочой и безжировой массой тела существует взаимосвязь. Для человека, не потребляющего мяса, взаимосвязь между мышечной массой (ММ) и экскрецией креатинина (Кр) выражается следующим уравнением: ММ (кг) = 11,8 Кр (г/сутки) + 10,1 Мышечная ткань составляет 49% от общей безжировой массы тела человека. Балансовые исследования. Метод балансовых исследований не оценивает общий состав тела, но позволяет определить изменения содержания в организме многих пищевых веществ - белка, минеральных элементов, витаминов - при сокращении или увеличении их поступле­ния с пищей, а также при изменении состава и количества пищи. Балансовые иссле­дования широко используются для уточнения потребностей в пищевых веществах. Измерение плотности тела. Метод основан на различной плотности жировой ткани и не содержащих жира частей тела. Плотность безжировой части в среднем равна 1100 кг/м , а плотность жира - 900 кг/м3 (при температуре тела 37°С). Путем измерения массы тела (обыч­ного и под водой) определяется плотность тела человека. Плотность тела = масса тела : (масса тела - вес в воде), Под водой человек взвешивается после глубокого выдоха - для освобождения легких от воздуха. Изменение массы тела под водой позволяет оценить объем тела. Используя величину объема тела, вычисляют его плотность. Между плотностью и массой жира в теле существует зависимость, выражающаяся следующим уравнением: масса жира = (4,95 ; D) - 4,5, где D - плотность тела. Метод взвешивания не может применяться у детей до 7 лет и у пожилых людей. Электрическая проводимость тела. Метод основан на различной электрической проводимости жира и безжировой фракции тела. Безжировая часть тела, содержащая электролиты, лучше проводит электричество, чем жир. Испытуемый помещается внутрь большой электрической катушки, через которую пропускают ток высокой частоты (2,5-5,0 МГц) в течение нескольких секунд. Электромагнитное поле внутри катушки индуцирует в теле испытуемого электрический ток, сила которого зависит от проводимости тканей тела. Этот ток индуцирует вторичное электромагнитное поле, величина которого зависит от электропроводимости тела испытуемого, а значит - от величины «тощей» массы тела. При наличии дорогостоящей аппаратуры метод весьма прост и безопасен. Биоэлектрическое сопротивление тела. Метод основан на различии электропроводимости жира и безжировой фракции тела и заключается в измерении сопротивления слабому току (800 мкА, 50 кГц), при­ложенному между правой лодыжкой и правым запястьем испытуемого. Аппараты для измерения биоэлектрического сопротивления недороги, а метод достаточно прост и дает достоверные результаты. Другие методы. Для изучения состава тела используется ряд других методов, таких, как ядерно-магнитный резонанс, компьютерная томография, рентгеноскопия энергии двойного излучения. Эти методы позволяют исследовать распределение жира в различных участках тела под кожей и в окружении внутренних органов. Применение каждого из перечисленных методов анализа состава тела человека должно быть стандартизовано для каждой группы населения, так как состав тела в различные возрастные периоды и при различных состояниях существенно различа­ется. Все методы имеют свои достоинства и недостатки. Высокая стоимость и слож­ность некоторых приборов сдерживают широкое применение методов измерения со­става тела в клинической практике. Краткие описания инструментальных методов и ограничения в их применении представлены в табл. 16. Таблица 16 Лабораторные методы исследования состава тела человека Методы Ограничения применения • Общее содержание калия. Измеряется по радиоактивному излучению 40К всего тела. Принимая концентрацию калия в организме за постоянную величину, рассчиты­вают безжировую массу тела. Дорогостоящая аппаратура. При ожирении, в старости концентрация калия в организме человека снижа­ется, поэтому при расчете завыша­ется масса жировой ткани. • Общее содержание воды. Испытуемый получает индикаторную дозу во­ды, меченой 3Н, 2Н или 180. После достижения равновесия с водой организма измеряется кон­центрация изотопа в сыворотке, моче или слю­не либо в выдыхаемом воздухе (при использо­вании 180). Содержание воды рассчитывается по наблюдаемому разбавлению изотопа. 3Н - радиоактивный изотоп. При ожирении, беременности, истоще­нии повышается содержание воды в безжировой части тела, что приво­дит к недооценке содержания жира. Методы Ограничения применения • Нейтронно-активационный анализ. Облучение испытуемого приводит к образова­нию радиоактивных изотопов N, Р, Na, Cl, Са, излучение которых регистрируется в счетчи­ках, куда помещается все тело. Дорогостоящая аппаратура. Воздей­ствие радиоактивного излучения. Активация элементов происходит неодинаково, и чувствительность метода варьирует. • Взвешивание под водой. Объем тела измеряется по разности массы тела на воздухе и под водой. Плотность тела высчитывается по массе и объему тела. При этом учитывается объем воздуха в желудочно-ки­шечном тракте и легких. Требует хорошей подготовки и со­трудничества испытуемого. Не ис­пользуется у детей, пожилых и ос­лабленных больных. • Общая электропроводимость тела. Тело помещается в магнитную катушку, через которую пропускается ток высокой частоты, индуцирующий в организме слабый электриче­ский ток. Этот ток индуцирует вторичное маг­нитное поле. Сила поля зависит от электропро­водимости тела, которая, в свою очередь, про­порциональна содержанию электролитов и от­ражает количество безжировой массы. Дорогостоящая аппаратура. Отеки, асцит, обезвоживание и нарушение баланса электролитов, изменение костной ткани могут мешать точно­му определению безжировой массы тела. • Биоэлектрическое сопротивление тела. Измеряется электрическое сопротивление сла­бому току, приложенному между правым запя­стьем и правой лодыжкой. Сопротивление про­порционально квадрату длины проводника (рост человека), деленному на объем. Отеки, асцит, обезвоживание явля­ются источниками ошибок в опре­делении состава тела. Мало извест­но о влиянии питания и физической нагрузки на изменение биоэлектри­ческого сопротивления тела. • Компьютерная томография. Метод получения послойного рентгеновского изображения поперечных «срезов» тела с по­следующей компьютерной обработкой изобра­жений. Воздействие ионизирующей радиа­ции препятствует использованию томографии для исследования всего тела. Не может применяться у детей и беременных. Не дает данных о хи­мическом составе тела. Антропометрические измерения включают определение массы тела, роста (дли­ны тела), окружностей талии и конечностей и толщины подкожных жировых складок. Техника антропометрических измерений подробно изложена в Приложении 3. Для детей скорость роста является абсолютным показателем положительного энергетического баланса. У взрослых изменения массы тела также свидетельствуют об изменении баланса потребляемой и затрачиваемой энергии. Масса тела является основной мерой накопления жира в организме и мерой пи­щевого статуса. Однако абсолютные величины массы тела в значительной степени зависят от роста человека и размеров частей тела. Поэтому для диагностики пищево­го статуса используется характеристика соотношения массы тела и роста. Индекс массы тела. Предложено несколько показателей, характеризующих соотношение массы те­ла и роста. Наиболее доступен и информативен индекс массы тела (ИМТ, индекс Кетле). Формула ИМТ учитывает увеличение массы тела при увеличении роста, т.е. оценка величин ИМТ не зависит от роста человека. ИМТ пригоден для характеристи­ки пищевого статуса и диагностики ожирения только у взрослых с 20 до 65 лет. У де­тей и подростков метод расчета ИМТ для диагностики пищевого статуса (недостаточ­ности питания, ожирения) не принят, так как величина ИМТ изменяется с возрастом. Величина ИМТ прямо коррелирует с количеством жира в организме, т.е. со сте­пенью ожирения. Это установлено путем сопоставления ИМТ и плотности тела, а также других показателей степени отложения жира в теле. Однако только по ИМТ невозможно дифференцировать ожирение и увеличение массы тела за счет мускула­туры или отеков. Медицинское значение ИМТ заключается в том, что его величина более 25-30 прямо коррелирует с риском смертности от хронических неинфекционных заболева­ний, в развитии которых играют роль избыточная масс тела и ожирение. Классификация ИМТ представлена в табл 17. Для популяции среднее нор­мальное значение ИМТ принято равным 22. По ИМТ устанавливаются 3 степени энергетической недостаточности и 3 степени ожирения. Нормальные величины ИМТ для развитых стран приняты в диапазоне 20-25, а для развивающихся стран приемлемым считается интервал 18,5-25,0. Нормативные величины ИМТ одинаковы для мужчин и женщин. Таблица 17 Классификация индекса массы тела Диапазон величин ИМТ Оценка Менее 16,0 3 степень хронической энергетической недостаточности 16,0-17,5 2 степень хронической энергетической недостаточности 17.5-18,5 1 степень хронической энергетической недостаточности 18,5-25,0 (20,0-25,0) Нормальный диапазон, наименьший риск проблем со здо­ровьем 25,0-30,0 Избыточная масса тела 30,0-35.0 1 степень ожирения 35,0-40,0 2 степень ожирения Более 40 3 степень ожирения Как высокие, так и низкие величины ИМТ связаны с риском для здоровья. Зави­симость риска заболеваний от ИМТ характеризуется U- или J-образной кривой. При низких ИМТ возрастает риск инфекционных заболеваний и заболеваний желудочно-кишечного тракта, При высоких величинах ИМТ, характеризующих ожирение, воз­растает риск сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонии, инсулиннезависимого сахарного диабета, желчно-каменной болезни, некоторых видов рака (рака молочной железы и матки у женщин, у мужчин - рака предстательной железы и почек), Индекс массы тела может быть неправильно интерпретирован при наличии оте­ков или при сильно развитой мускулатуре. Поэтому для окончательного установле­ния диагноза ожирения необходимо использовать другие методы оценки отложения жира, например измерение толщины жировых складок, окружности талии и бедер. Толщина подкожных жировых складок, Толщина подкожных жировых складок свидетельствует о величине депо под­кожного жира, которое, в свою очередь, является показателем общего депо жира в организме. Распределение жира в подкожной клетчатке зависит от пола, возраста, национальных особенностей строения тела, Для оценки отложения жира использует­ся измерение толщины складок в следующих точках: в области трехглавой и двугла­вой мышц плеча, в подлопаточной области, над гребнем подвздошной кости, в под­мышечной области. Толщина складок измеряется специальным прибором калипером, обеспечиваю­щим стандартное давление на складки (10 г/мм2) и другие условия измерения, Наиболее часто используется измерение толщины подкожной жировой складки в области трехглавой мышцы, Толщина складки в области трицепса измеряется на задней поверхности левой руки на середине расстояния между локтевым отростком и акромионом лопаточной кости. Рука сгибается в локтевом суставе на 90°, отмеча­ется середина расстояния между указанными отростками. Затем рука опускается свободно вдоль туловища, большим и указательным пальцами захватывается верти­кальная кожная складка с подлежащим жиром, по линии, соединяющей отростки, от­тягивается от мышцы, после чего толщина складки измеряется калипером. Фиксиру­ется среднее из трех измерений. Калиперы могут иметь различное устройство, необ­ходимо строго следовать инструкции по их применению. Измерение толщины жиро­вых складок характеризуется плохой воспроизводимостью результатов и дает боль­шие погрешности при повторных сравнениях. Это подчеркивает необходимость тщательной подготовки и опыта проводящего измерение. Толщина жировых складок в различных местах тела зависит от возраста, пола, национальности и генетических особенностей, а также от характера отложения жира при различных заболеваниях. Например, при диабете отложения жира и толшина складок больше на туловище, чем на конечностях. Изменение массы тела при лече­нии ожирения также может проявляться потерей жира в разных точках. Поэтому для адекватной оценки характера отложения проводится измерение толщины складок в нескольких точках. Рекомендуется измерять по крайней мере одну складку на конеч­ностях в области трицепса и одну складку на туловище под левой лопаткой. Иногда для оценки используется сумма толщины складок в двух упомянутых точках. Площадь сечения жировой складки руки. Площадь сечения жировой складки в срединной области плеча рассчитывается по толщине жировой складки и длине окружности плеча. Площадь сечения жировой складки является полезным индексом, позволяющим оценить количество жира в те­ле. Для расчета площади сечения используется следующее уравнение: А = ТЖС х Ci: 2 - я х (ТЖС)2: 4, где А - площадь сечения жировой складки, ТЖС - толщина жировой складки, Ci - окружность плеча. Окружность талии и обхват бедер. Отношение окружности талии к обхвату бедер является простым методом ха­рактеристики распределения жира в разных участках тела. Соотношение окружно­сти талии и обхвата бедер увеличивается с возрастом и у лиц с выраженным ожире­нием. Сравнение этого соотношения с данными компьютерной томографии устано­вило положительную корреляцию его величины с отложением жира внутри брюш­ной полости на уровне пупка. Расчет соотношения окружности талии и обхвата бедер характеризует локали­зацию преимущественного отложения жира и тип ожирения - андроидный (муж­ской, абдоминальный) или гиноидный (женский). Значение данной величины более 1,0 у мужчин и более 0,8 у женщин свидетельствует об ожирении по мужскому типу. Факторы, влияющие на состав тела Жир в теле человека представлен двумя фракциями. Первая фракция жира - это структурные эссенциальные липиды, входящие в состав костного мозга, централь­ной нервной системы, молочных желез, а также всех клеточных мембран. Вторая фракция - это депонированные жиры, преимущественно триглицериды, в подкож­ной клетчатке и жиры, окружающие внутренние органы, в том числе органы желу­дочно-кишечного тракта. Данные о распределении жировых отложений в организме мужчин и женщин с нормальной массой тела представлены в табл. 18. Депо жира у женщин составляет 15%, а у мужчин - 12% общей массы тела, при этом подкожный жир и у мужчин, и у женщин составляет 1 /3 общего содержания жира в теле. Таблица 18 Распределение жира в теле мужчины и женщины Локализация жира Мужчины Женщины Структурные жиры (липиды) костного мозга, центральной нервной системы, молочных желез, других органов, кг 2,1 4,9 Депо жира, кг 8,2 10,4 Подкожный 3,1 5,1 Межмышечный 3,3 3,5 Внутримышечный 0,8 0,6 Жир брюшной и грудной полостей 1,0 1,2 Общее содержание жира, кг 10,3 15,3 Масса тела, кг 70,0 56,8 Относительное содержание жира, % 14,7 26,9 Таблица 19 Элементный состав тела человека (г) Элемент Мужчины Женщины Вода 45000 33000 Водород (не входящий в воду) 2000 - Кислород (не входящий в воду) 2900 - Углерод 16000 - Азот 1800 1300 Кальций 1100 830 Фосфор 500 400 Калий 140 100 Наша! 100 77 Хлор 95 70 Сера 140 - Магний 19 - Кремний 18 - Железо 4,2 - Фтор 2,6 - Цинк 2,3 - Медь 0,07 - Марганец 0,01 - Йод 0,01 - Еще 17 элементов, в с\л1ме < 0,033 - Состав тела зависит от пола и изменяется с возрастом человека (табл. 20). С возрастом у людей обоего пола наблюдается снижение доли «тощей» массы тела и увеличивается содержание жира. Начало полового созревания сопровождается рез­ким увеличением безжировой массы тела у мальчиков и увеличением содержания жира у девочек. Безжировая масса тела взрослых женщин составляет только 2/3 от таковой мужчин, но тело женщин содержит существенно больший процент жира. У лиц одинакового возраста и пола содержание безжировой фракции тела более постоянно, а содержание жира более изменчиво и в большей степени определяет различил в массе тела. Преобладающая доля «тощей» метаболически активной массы тела у мужчин определяет их большую потребность в белке и энергии по сравнению с женщинами того же возраста. Основной обмен в большей степени определяется величиной без­жировой массы тела, чем общей массой. Таблица 20 Состав тела человека в зависимости от возраста и пола Новорожденные 10-летние мальчики 10-летние девочки 15-летние мальчики 15-летние девочки Взрослые мужчины Взрослые женщины Масса тела, кг 3,4 31 32 60 54 72 58 Безжировая масса, кг 2,9 27 26 51 40 61 42 Содержание жира, % 14 13 19 13 26 15 Ц Рост человека также является важным фактором, определяющим величину «то­щей» массы тела и массу скелета. Рост, общая масса тела, «тощая» и жировая масса в значительной степени предопределяются генетически, Тем не менее питание и факторы окружающей среды способны влиять на формирование состава тела и соот­ношение жира и безжировой фракции организма. Питание и состав тела. Использование современных методов исследования позволило изучить состав тела при различной обеспеченности организма энергией и пищевыми веществами, а также при различных физиологических и патологических состояниях. Дефицит энергии (недоедание). Содержание жира в теле снижается при недостаточности питания, т.е. при де­фиците потребления энергии. Скорость снижения массы тела у взрослых и снижение скорости роста у детей и подростков пропорциональны степени дефицита энергии. Чем менее калорийна пища, тем быстрее снижается масса тела. Однако снижение об­щей массы тела при недоедании обусловлено не только уменьшением содержания жира, но и уменьшением количества «тощей» метаболически активной массы тела. Это значит, что при недоедании для получения энергии расходуется не только жир, но и белок (запасы углеводов в теле практически отсутствуют). Степень снижения содержания двух компонентов тела зависит от исходного количества жира в теле и степени дефицита энергии. Люди с избыточным весом и ожирением дольше, чем худые, могут переносить голод (по поговорке «Пока сытый похудеет, худой - умрет»). При назначении низкокалорийной диеты «тощая» масса тела быстрее снижается у лиц с низким весом тела, чем у лиц с ожирением. Худые люди при голодании теряют с мочой больше азота (а значит - больше белка) на ки­лограмм снижения массы тела, чем лица с ожирением. Второй фактор - степень дефицита энергии - также важен для прогнозирования снижения массы тела за счет «тощей» его части. Чем больше степень дефицита энергии по отношению к потребности организма, тем больше теряется безжировой массы тела на килограмм снижения общей массы. Чем больше пищи потребляется, тем больше сохраняется метаболически активная часть тела. При голодании отмечается увеличение соотношения между внеклеточной и внутриклеточной жидкостью, а также потеря внутриклеточных элементов: калия, фосфора, магния и повышение содержания натрия. Эти процессы играют роль в раз­витии так называемых «голодных» отеков. Избыток энергии (переедание). При назначении голодавшим людям достаточного количества пищи наблюдает­ся прибавление в массе тела за счет увеличения как жировой, так и «тощей» части. То же самое наблюдается при избыточном потреблении энергии у лиц с нормальной исходной массой тела. Скорость и степень увеличения массы тела прямо пропорцио­нальны степени избытка потребляемой энергии. Средняя энергетическая стоимость прироста общей массы тела у взрослых мужчин и женщин составляет 8 ккал/г. Это значит, что ежедневный избыток потребления энергии, равный калорийности 1 ябло­ка (-80 ккал), дает увеличение массы тела на 3,5 кг в год! При этом около 1/3 при­роста массы тела осуществляется за счет увеличения «тощей» массы, а 2/3 - за счет отложения жира. Эти расчеты справедливы при условии достаточного потребления белка и других незаменимых пишевых веществ. У новорожденных, восстанавливаю­щихся от недоедания, энергетическая стоимость прироста массы тела составляет 5 ккал г. а у недоношенных новорожденных - 4 ккал/г. Таким образом, «тощая» масса тела и жировые его части тесно взаимосвязаны и изменяются параллельно при дефиците или избытке энергии, приводящих к измене­нию обшей массы тела. Изменения в одной части сопровождаются изменениями в другой, хотя степень этих изменений не всегда одинакова. Отметим интересный факт: белый медведь в зимней спячке почти не теряет «тощую» часть тела, используя только жировую часть, тогда как тот же медведь в условиях летнего недоедания теряет обе части. Обеспеченность белком играет существенную роль в изменениях жирового и без­жирового компонентов тела. Избыток пищи при низком потреблении белка приводит к увеличению массы тела, но за счет жира, тогда как величина «тощей» массы даже уменьшается. Потребление высокобелкового рациона с избыточной калорийностью при­водит к более эффективному увеличению общей массы тела с приростом «тощей» части. Ожирение всегда (за редкими исключениями) связано с положительным балан­сом энергии, т.е. с перееданием и отложением избытка энергии пищи в виде жира по следующему принципу: калорийность пищи = энерготраты ± депо жира или калорийность пищи - энерготраты = депо жира. Следует, однако, иметь в виду, что при ожирении увеличивается не только ко­личество жира, но и безжировая метаболически активная часть тела. Дети и подростки с ожирением, как правило, выше своих сверстников, а у тучных взрослых увели­чение обшей массы тела на 10-30% обусловлено увеличением безжировой массы. При некоторых формах гормональных нарушений ожирение связано исключи­тельно с увеличением массы жира (без увеличения безжировой массы тела). В усло­виях резкого дефицита белка, сочетающегося с избытком энергии, может наблю­даться ожирение с преимущественным накоплением жира без значительного увели­чения «тощей» массы тела. Однако это довольно редкое явление, создаваемое искус­ственно в экспериментальных условиях. Физическая активность и состав тела. Физическая работа и спорт способствуют увеличению «тощей» массы тела и сни­жению содержания жира при условии постоянной общей массы тела. Если в результа­те увеличения физической активности масса тела снижается, то уменьшается и жиро­вая, и безжировая часть. У хорошо тренированных людей и спортсменов соотношение «тощей» массы тела и жира существенно выше, чем у людей нетренированных. Гиподинамия и отсутствие гравитации (земного притяжения) вызывают снижение метаболически активной массы тела. Это явление хорошо известно в космонавтике. Им­мобилизация тела приводит к снижению «тощей» массы тела за счет элиминации каль­ция и азота и возрастанию жировой массы. При невесомости у космонавтов наблюдается снижение «тощей» массы тела, но общая масса тела может не изменяться. В значитель­ной степени избежать потерь мышечной массы тела позволяют регулярные физические упражнения на тренажерах, практикуемые у космонавтов при длительных полетах. Анаболические гормоны способствуют более высокому приросту «тошей» мас­сы тела в процессе тренировки, чем это происходит при тех же нагрузках без приме­нения анаболиков. Это используется в системе тренировок тяжелоатлетов и культу­ристов (бодибилдинг). Направления изменений метаболически активной и жировой частей массы тела человека при различных воздействиях и физиологических состояниях представлены на следующей схеме: Изменения содержания жира Изменение «тощей» массы тела + - + Переедание Ожирение Беременность Половое созревание у девочек Андрогены Гормон роста Половое созревание у мальчиков Физические упражнения Состояние равновесия - Старение Поражение центральной нервной системы Невесомость Малоподвижность Недоедание Анорексия Гибернация Жировая ткань Физиологическая роль жировой ткани. Жир в организме человека представлен двумя фракциями, имеющими различ­ное значение и выполняющими разные физиологические роли, - структурными обя­зательными жирами и запасными жирами. Так называемые структурные обязательные жиры представлены липидами нервной ткани, костного мозга, сердца, печени, легких, селезенки, почек, кишечни­ка. У женщин к таким жирам относят также жиры, откладывающиеся в молочных железах, тазовой области и области бедер, хотя эта часть жиров может использовать­ся как источник энергии. В целом структурных обязательных жиров в теле женщины до 12%, а в теле мужчины только 3-5%. Запасные жиры, или депо жира, образуются в жировой ткани под кожей или вокруг внутренних органов. Соматические клетки внутренних органов способны на­капливать не более 20% жира от своей массы. Специализированные жировые клетки - адипоциты - накапливают до 62% жира от своей массы. Адипоциты могут образо­ваться в любой части тела. Однако наибольшая часть жировых клеток находится в подкожной клетчатке и вокруг жизненно важных внутренних органов в средостении и в забрюшинном пространстве. Физиологическая роль так называемой белой жировой ткани заключается в де­понировании и сохранении жирных кислот, в том числе и эссенциальных, в составе триглицеридов, которые могут использоваться как источник энергии, а также как за­щитная оболочка внутренних органов и изолятор, предупреждающий потери тепла. Более 90% энергии, депонированной в теле, составляет энергия, заключенная в триглицеридах жировой ткани. Жировые депо позволяют иметь резерв энергии, не­обходимый для обеспечения роста, репродуктивной функции, а также других по­требностей, возникающих вследствие воздействия факторов окружающей среды или физиологических состояний. Белок составляет значительно меньшую часть депони­рованной энергии. Депо энергии, состоящее из гликогена, еще меньше, оно исполь­зуется для быстрого получения энергии при физической работе и кратковременном голодании. Бурая жировая ткань, хорошо развитая у новорожденных, у взрослого человека в небольших количествах содержится в лопаточной и подлопаточной подкожной клетчатке. Бурый цвет ей придает обильная васкуляризация. Функция бурой жиро­вой ткани заключается в продукции тепла, защите от холода и рассеивании избытка потребляемой с пищей энергии. Размер и количество адипоцитов неодинаковы в различных участках тела чело­века. Общее число этих клеток повышается у лиц, ожирение которых развилось в детстве. Запас жира в первые месяцы жизни осуществляется путем увеличения раз­мера уже существующих жировых клеток, т.е. путем гипертрофии. К концу первого года жизни размер жировых клеток увеличивается в 2 раза, но их число изменяется незначительно - как при нормальном развитии ребенка, так и у ребенка с ожирени­ем. У детей, развивающихся нормально, размер жировых клеток после первого года жизни начинает уменьшаться. Однако при развитии ожирения размер клеток остает­ся таким же большим. В процессе роста детей количество жировых клеток увеличивается. Гиперплазия адипоцитов более выражена у детей с ожирением, чем у худых детей. Процесс гиперплазии жировых клеток останавливается в возрасте 10-12 лет, и их количество с возрастом остается почти постоянным. Современные данные пока­зывают, что после полового созревания быстрое отложение жира (острое развитие ожирения) происходит преимущественно за счет гипертрофии уже существующих жировых клеток. При быстром снижении массы тела количество адипоцитов также не изменяется, но они уменьшаются в размере, теряя накопленный жир. Однако при медленном (в течение нескольких лет) формировании ожирения у взрослых отмече­но увеличение числа жировых клеток, а при медленной редукции массы тела наблю­дается уменьшение количества адипоцитов. Размер, число и локальное распределение жировых клеток предопределяют ха­рактер ожирения, его последствия для здоровья и способы лечения. При высокой степени ожирения, когда избыточная масса составляет > 75% от желаемой, почти всегда следует ожидать как гиперплазии, так и гипертрофии, тогда как при умерен­ном ожирении процесс может ограничиться преимущественно гипертрофией адипо­цитов. Продолжительность снижения массы тела, которое наблюдается при успеш­ной диетической коррекции ожирения, меньше, однако скорость обратного увеличе­ния массы тела быстрее у пациентов с гиперплазией жировых клеток, чем при гипер­трофической форме ожирения. Жировая ткань способна вырабатывать и выделять в кровоток биологически ак­тивные вещества, такие, как адипсин (серинопротеаза, участвующая в процессах тромбоза), цитокины, изменяющие реакцию на инсулин, ангиотензиноген. Биологическая роль лептина. Лептин (от греч. leptos - худой) был обнаружен в начале 1990-х годов. Это бе­лок с гормональными свойствами, вырабатываемый жировыми клетками адипоцита-ми. Лептин регулирует процессы отложения жира в жировой ткани. Предполагается, что он имеет в гипоталамусе специфические рецепторы, с участием которых осуще­ствляется передача сигнала в гипоталамус о величине жировой ткани. Таким обра­зом, лептин участвует в регуляции аппетита и энергетического обмена. Аналог лептина выявлен в крови людей. При ожирении концентрация лептина в крови человека повышена, в отличие от мышей с генетической формой ожирения, у которых уровень лептина снижен. Назначение лептина мышам с генетической формой ожирения, у которых лептин не синтезируется, приводит к нормализации массы тела. У худых людей лептин в плазме крови представлен в основном в связанной форме, а у тучных - в свободной. Лептин присутствует также в спинномозговой жидкости. Уровень лептина в крови людей предопределяется (в порядке убывания взаимо­связи) общей массой жира в организме, процентным содержанием жира в теле и ве­личиной ИМТ. При голодании и снижении массы тела уровень лептина в крови сни­жается, а в период избыточного потребления пищи, напротив, повышается. Таким образом, лептин выступает как чувствительный датчик нарушений баланса энергии: при отрицательном балансе энергии уровень его снижается, а при положительном — повышается. Подобно другим гормонам, секреция лептина характеризуется циркадным рит­мом. Концентрация его в крови повышается ночью. Длительная инсулинемия сопро­вождается повышением уровня лептина в крови. Предполагается, что ожирение у человека может быть связано с нарушением взаимодействия лептина с его рецепторами в гипоталамусе, что приводит к наруше­нию регуляции аппетита и способствует отложению жира в жировой ткани. Ожире­ние представляется как состояние резистентности гипоталамуса к лептину. Обнару­жение последнего открывает новые перспективы в изучении механизма развития и лечении ожирения. Локальное распределение жировой ткани. Локализация преимущественного отложения жира имеет значение для характе­ристики ожирения и его последствий для здоровья. Выделяют два типа отложения жира: 1) абдоминальный, или андроидный (мужской), тип, при котором жир преиму­щественно откладывается в верхней части тела; 2) ганоидный, или женский, тип с преимущественным отложением жира на бедрах, внизу живота. Простой способ диагностики двух типов ожирения заключается в анализе соот­ношения окружности талии и обхвата бедер и измерении толщины жировых складок (см. «Антропометрические измерения тела»). Преимущественное отложение жира по мужскому типу в большей степени повышает риск развития диабета, сердечно-со­судистых заболеваний (гипертонии, инфаркта миокарда, инсульта) и смертности от этих заболеваний. Исследования показывают, что преимущественная локализация жира имеет большее значение, чем степень ожирения сама по себе. Два типа ожирения различаются метаболически. При андроидном типе ожире­ния превалируют непереносимость глюкозы и толерантность к инсулину, увеличе­ние липидных фракции крови, повышение артериального давления. Абдоминальное мужское ожирение у женщин повышает риск рака молочной железы. Андроидный тип ожирения характеризуется гипертрофией и гиперплазией внутрибрюшных саль­никовых жировых клеток. Эти адипоциты метаболически более активны и выбрасы­вают свободные жирные кислоты прямо в портальную систему крови, оказывая влияние на обмен веществ. Регуляция массы тела Соотношение потребления и затрат энергии. Первое и самое верное представление о достаточности количества пищи, кото­рую потребляет человек, дает масса тела. Поддержание постоянной массы тела взрослого человека при сохранении его физической и социальной активности гово­рит о равенстве величин потребляемой и расходуемой энергии пищи. Другими сло­вами, при сохранении постоянной массы тела потребление пищи полностью удовле­творяет потребность человека в энергии. У детей потребление энергии должно обеспечивать также прибавку в весе и рост тела в длину. Нужно непременно иметь в виду, что баланс энергии и масса тела зависят как от количества пищи (или количества потребляемой энергии), так и от физической активности (количества расходуемой энергии). Величина расхода энергии зависит от уровня физической активности и харак­теризует регулируемые затраты энергии. Для гармоничного функционирования ор­ганизма человека необходимо, чтобы физическая активность составляла 30-35% от общих суточных затрат энергии. Этот уровень физической активности соответствует ненапряженному физическому труду (токари, водители, слесари, текстильщики, вра­чи-хирурги) или регулярным занятиям физкультурой и спортом при легких видах труда (учитель, врач, ткачиха и др.). За счет расходования энергии на физическую работу человек способен изме­нять массу тела. Увеличивая физическую активность и/или снижая потребление пи­щи, можно уменьшить массу тела (см. рис.5 - правая чаша весов «тяжелее» левой или левая «легче» правой). Данный механизм является единственно возможным способом регуляции мас­сы тела человека. Делать это нужно не резко, а постепенно увеличивая физическую нагрузку (физический труд, спорт, физкультура) и/или уменьшая количество потреб­ляемой с пищей энергии. Рис. 5. Баланс энергии: источники и расход энергии пиши. Самые современные исследования с использованием двойной метки воды пока­зывают, что индивидуальные вариации затрат энергии в наибольшей степени зави­сят от физической активности людей и уровня потребления энергии с пищей и в меньшей степени связаны с различиями в основном обмене или пищевом термогене-зе. Из этого следуют практические выводы о малой вероятности влияния на массу тела всякого рода рекламируемых средств, называемых «сжигателями» жира, или других препаратов, якобы способных быстро снижать массу тела без необходимости изменять питание. Определяет массу тела человека и направление ее изменений, главным образом соотношение между потребляемой с пищей энергией и затратами энергии на физическую активность. Масса тела и пищевой термогенез. Так как пищевой термогенез является одним из существенных компонентов об­щих энерготрат организма, факторы, влияющие на его величину и длительность, оказывают влияние и на регуляцию массы тела. На пищевой термогенез воздейст­вуют количество и состав принимаемой пищи (соотношение основных пищевых ве­ществ), характер предшествующего питания, состояние резистентности к инсулину, уровень физической активности и возраст человека. Величина обязательного компонента пищевого термогенеза напрямую зависит от количества потребляемой с пищей энергии. Энергия пищевого термогенеза расхо­дуется на все процессы усвоения пищи и метаболизма пищевых веществ. Существу­ет адаптивный компонент пищевого термогенеза, позволяющий рассеивать избыток потребляемой энергии в виде тепла и снижать тем самым депонирование ее избытка в виде жира. У диких животных этот компонент термогенеза выражен более отчет­ливо, благодаря функции бурой жировой ткани. У взрослых людей количество бурой жировой ткани невелико, поэтому адаптивный термогенез выражен слабо. Предполагается, что способность некоторых худых людей сохранять нормаль­ную массу тела при высокой калорийности потребляемой пищи обусловлена высо­ким уровнем пищевого термогенеза. И наоборот, неспособность людей с ожирением поддерживать сниженную в процессе лечения массу тела связана с недостаточным уровнем пищевого термогенеза. Пищевой термогенез более выражен после утреннего приема пиши (завтрак), чем после вечернего или ночного приема. Поэтому вполне обоснованной является рекомендация диетологов лицам с ожирением не употреблять пищу на ночь, так как вероятность запасания избытка энергии в виде жира выше вечером, чем утром, в си­лу более слабого пищевого термогенеза вечером и ночью. Аппетит и насыщение в регуляции уровня потребления энергии. Одним из центральных механизмов регуляции массы тела и предупреждения ожирения являются аппетит и насыщение. Насыщение - это снижение чувства голода в процессе потребления пищи, иг­рающее важную роль в регуляции уровня потребления энергии. Составные части пи­щи проявляют различной силы влияние на чувство насыщения, т.е. эффективность насыщения в процессе еды зависит от состава пищи. Наиболее важными компонентами развития чувства насыщения являются сла­дость пищи и ее калорийность. Сладкие компоненты пищи усиливают чувство насы­щения. Первоначальные эксперименты с искусственными подсластителями, которые не имеют калорийности, но обладают сильным сладким вкусом, подтвердили значе­ние сладкой пищи в формировании чувства насыщения. Однако более тщательные эксперименты показали, что калорийность пищи является более важным регулято­ром аппетита и чувства насыщения, чем ее сладость. В условиях свободного выбора пищи замена Сахаров на искусственные подсластители приводит к увеличению по­требления пищи и компенсированию калорийности, сокращенной за счет использо­вания последних. Искусственные подсластители не являются долгосрочными регу­ляторами или факторами, угнетающими аппетит, без соответствующей обеспеченно­сти энергией. Тем не менее нельзя отрицать положительное значение искусственных подсластителей в поддержании стремления лиц с ожирением ограничить потребле­ние калорий. Подсластители помогают также преодолевать чувство голода, связан­ное с удовлетворением желания сладкой пищи, тем самым ограничивая потребление обычных калорийных моно- и дисахаридов. В эпидемиологических исследованиях показано, что женщины, употреблявшие искусственные подсластители в течение 1 года, имели меньшую прибавку в весе, чем не употреблявшие их. Вместе с тем ис­пользование подсластителей не предупреждает увеличение^ассы тела. Ожирение как дисбаланс энергии В этом разделе будут рассмотрены причины и механизм развития ожирения с пози­ций энергетического баланса, т.е. соотношения уровня потребления и затрат энергии. Основные понятия, которые характеризуют состояния, связанные с избыточ­ным отложением жира, подразумевают избыточную массу тела и ожирение. Под избыточной массой тела понимают превышение установленных стандар­тов массы тела по отношению к фактическому росту, но при этом отложение жира еще не выражено и четко не проявляется. Ожирение - это состояние, характеризующееся ненормально высоким отложе­нием жира в теле. В теле мужчин нормальное содержание жира составляет 15-18%, а содержание более 20% жира считается признаком ожирения. У женщин в норме содержание жи­ра в организме составляет 18-24%, а признаком ожирения считается накопление бо­лее 28% жира от общей массы тела. Для оценки уровня отложения жира существует целый ряд методов, которые были рассмотрены в предыдущей главе. Избыточную массу тела и ожирение можно рассматривать как степени отложе­ния жира. Однако ожирение рассматривается уже как болезнь или предболезнь, тогда как избыточная масса тела не имеет четко установленных медицинских последствий. Патогенез ожирения В основе причин и механизма развития ожирения лежат три группы факторов: • переедание (избыточное потребление энергии пищи); • низкая физическая активность; • нарушения пищевого термогенеза и другие предрасполагающие генетиче­ские факторы. Дисбаланс энергии и пищевых веществ. Ожирение в самом простом физиологическом смысле - это дисбаланс между затратами энергии и ее потреблением в сторону превышения потребления над затра­тами. Однако этот тезис вовсе не означает, что люди с ожирением потребляют боль­ше пищи, чем худые. Именно такое заблуждение весьма распространено, в том чис­ле среди врачей. Справедливо лишь утверждение, что тучные люди потребляют энергии больше, чем им нужно, но эта энергия может оказаться даже меньшей в аб­солютном количестве, чем потребляют худые. Баланс потребляемой и затрачивае­мой энергии устанавливается для каждого человека индивидуально, в строгом соот­ветствии с энерготратами. Энерготраты человека с ожирением могут оказаться как выше, так и ниже, чем у худого. При сравнительном изучении потребления пищи у людей с ожирением и худых часто выявляют потребление большего количества пиши худыми людьми. Это связа­но с тем, что, во-первых, худые обычно завышают величины потребления пиши, а тучные - напротив, занижают. Во-вторых, лица с ожирением, как правило, уже мог­ли получать какие-либо рекомендации по снижению потребления пиши и находятся на момент обследования на какой-либо ограничительной диете. Фактические суточ­ные энерготраты при ожирении, как правило, выше, чем энерготраты худых лиц. Обусловлено это, во-первых, тем, что передвижение тела большой массы требует бо­лее высоких затрат энергии, К данному обстоятельству следует добавить, что неко­торые люди с ожирением не теряют подвижности, и их физическая активность не от­личается от активности людей с нормальной массой тела. Во-вторых, люди с ожире­нием имеют не только большую общую массу тела, но и большую безжировую мас­су, т.е. метаболически активная масса при ожирении также выше, чем в норме. Все эти факторы приводят к тому, что энерготраты людей с ожирением могут быть вы­ше, чем у худых. Таким образом, абсолютное количество потребляемой пищи и абсолютная ве­личина суточных энерготрат не могут быть доказательством причины ожирения. Ос­новная же причина связана с дисбалансом между уровнями потребления и расходо­вания энергии. Как известно, потребность в энергии снижается с возрастом. Величина основ­ного обмена у взрослых снижается на 2% каждые 10 лет. Это значит, что для поддер­жания нормальной массы тела с возрастом необходимо снижение потребления энер­гии с пищей. На рис. 9 показаны величины потребления энергии в различные возрас­тные периоды жизни человека. Пик потребления энергии наблюдается во второй де­каде жизни, т.е. у подростков. Увеличение массы тела и отложение жира с возрастом у взрослых не связано с абсолютным увеличением потребления энергии, а обуслов­лено снижением затрат и потребности в энергии. Медицинские и биологические обоснования необходимости и неизбежности по­вышения массы тела человека с возрастом отсутствуют. Существуют научные дан­ные американских ученых о том, что если масса тела у взрослых увеличилась более чем на 10 кг по сравнению с массой в возрасте 18 лет, то это неблагоприятно сказы­вается на здоровье и продолжительности жизни. Ограничение на 40% потребления энергии у экспериментальных животных (грызунов) увеличивает продолжитель­ность жизни на 50%. Схожая закономерность прослеживается у обезьян. Предпола­гается подобный эффект ограничения калорийности рациона и у человека. В любом случае переедание и развитие ожирения увеличивают заболеваемость и смертность среди населения. Основной обмен зависит от величины «тощей» массы тела, а также от площади поверхности тела, обусловливающей потери тепла. Абсолютная величина основного обмена у лиц с ожирением, как правило, выше. Однако, BOO на кг «тощей» массы одинакова у лиц с ожирением и с нормальной массой тела. Генетически обусловленная низкая величина основного обмена у человека предрасполагает к низкой физической активности, высокому содержанию жира в те­ле и к ожирению. Избыточное потребление энергии в этом случае неминуемо ведет к развитию ожирения. Физическая активность и ожирение. Эффективность сократительной работы мышц при ожирении не снижается. Мышцы расходуют энергию на выполнение работы с такой же активностью, что и у людей с нормальной массой тела. У лиц с ожирением часто снижена спонтанная ак­тивность, они выглядят менее подвижными, хотя общие энерготраты могут не сни­жаться, т.к. значительная часть энергии уходит на обеспечение движений более тя­желого тела. У лиц с нормальной массой тела постепенное увеличение физической активно­сти сопровождается повышением потребления энергии пищи, т.е. потребление энер­гии приходит в соответствие с увеличивающимися энерготратами. У лиц с ожирени­ем увеличение физической нагрузки вызывает меньшее увеличение потребления пи­щи. Это весьма важный феномен, свидетельствующий в пользу использования физи­ческой активности в лечении ожирения. Термогенез и ожирение. Пищевой термогенез находится под регулирующим влиянием симпатической нервной системы. У больных с ожирением выявлено ослабление пищевого термоге-неза. Причиной является снижение активности симпатической нервной системы. Это один из механизмов повышения эффективности энергетического обмена, способст­вующий запасанию энергии. После удачной редукции массы тела уровень пищевого термогенеза повышается, что является благоприятным фактором в регуляции энерге­тического обмена. Распространенность ожирения в России и других странах мира Ожирение в развитом обществе представляет собой актуальную проблему для науки о питании и здравоохранения. По оценкам ВОЗ, в настоящее время на земном шаре около 7% взрослых людей (250 млн. человек) страдают ожирением. Для стан­дартизации международных данных в качестве признака ожирения используют ИМТ > 30. Распространенность ожирения в развитых и развивающихся странах по­стоянно растет, поражая женщин, мужчин и детей. Частота ожирения различается между странами, регионами, национальностями внутри одной страны. Так, в Китае и Японии ожирение встречается у 5% населения, в развитых странах Запада — у 10— 40%. Проблема ожирения взрослого населения актуальна и в нашей стране. Около 50% взрослого населения имеют избыточную массу тела, а около 30% страдают ожирением той или иной степени (данные конца 90-х годов). Стоит отметить, что среди женщин ожирение встречается чаще, чем среди мужчин. Ожирение ведет за собой ряд негативных последствий для здоровья. Смерт­ность и заболеваемость выше среди лиц с ожирением, чем при нормальной массе те­ла. Ожирение рассматривается как несомненный фактор риска хронических неин­фекционных заболеваний человека: сердечно-сосудистых патологий, гипертонии, гиперлипидемии, некоторых видов рака. Кроме того, ожирение создает ряд социально-психологических проблем для че­ловека, делает его менее активным в социальном плане. Распространенность ожирения во много раз превосходит распространенность недостаточности массы тела. Это значит, что для человека в условиях доступности пищи труднее поддерживать нормальную массу тела, чем наращивать ее. Проблема снижения массы тела связана с регуляцией аппетита. Не вызывает сомнений то, что снижение и поддержание массы тела путем недоедания с постоян­ным ощущением голода мешает нормальной гармоничной жизни, требует большой самоотдачи и самодисциплины. Следование разнообразным строгим диетам, широко рекламируемым и находящим многих приверженцев, никак не снижает частоту рас­пространения ожирения. Человек относительно легко склоняется к перееданию. Это значит, что люди с ожирением не сознательно и не целенаправленно потребляют избыточное количест­во пищи. Механизмы регуляции аппетита весьма эффективны и побудительны в на­правлении удовлетворения потребности в энергии и предупреждения недоедания, но малоэффективны и менее строги в направлении самоограничений в питании. Запасы жира в организме не оказывают ингибирующего влияния на аппетит и потребление энергии. Следовательно, для ограничения потребления пищи в условиях ее доступ­ности необходимо напряжение воли и сознания человека. Безусловно, механизм развития ожирения как болезни более сложен. В любом случае неоспоримым фактом является то, что при ожирении нарушен баланс между потреблением и расходованием энергии. Причины нарушения этого баланса разно­образны и находятся как в сфере характера пищи и питания, так и в сфере поведения человека и образа его жизни. Однако питанию принадлежит главенствующая роль в развитии ожирения. Коротко о главном 1. Пища обеспечивает организм энергией для поддержания температуры тела, ъ. так­же для выполнения механической работы (движение), биосинтеза новых веществ, осуществления всех физиологических функций. 2. Калорийность (или энергетическая ценность) пищи складывается из энергетиче­ской ценности содержащихся в ней белков, жиров и углеводов. При окислении в организме 1 г углеводов или белков освобождается 4 ккал, а при окислении 1 г жиров - 9 ккал. Окисление 1 г этилового спирта дает 7 ккал. 3. Общие суточные энерготраты складываются из затрат энергии на основной об­мен (выполнение всех физиологических функций в полном покое и поддержание температуры тела), на выполнение физической работы (поддержание позы тела и движение) и на переваривание и усвоение пищи (пищевой термогенез). 4. Затраты энергии зависят от пола и возраста человека. У детей и подростков энер­гия затрачивается также на рост и развитие организма (увеличение массы и дли­ны тела). С увеличением возраста потребность в энергии и энерготраты снижают­ся. Энерготраты увеличиваются при беременности и кормлении грудью. 5. Затраты энергии на физическую работу относятся к регулируемым затратам и мо­гут изменяться при снижении или повышении физической активности. Каждый вид физической работы характеризуется коэффициентом физической активности, показывающим, во сколько раз энерготраты на данный вид работы превышают энерготраты основного обмена. 6. Расчет общих энерготрат здорового человека состоит из следующих этапов: оп­ределить массу тела, рассчитать энерготраты покоя (ЭТП), умножить ЭТП на ко­эффициент физической активности, добавить 10% на термический эффект пищи к предыдущему результату. Для больных с лихорадкой или массивными трав­мами вводятся соответствующие коэффициенты. 7. Потребление энергии с пищей в количествах, превышающих потребности орга­низма, приводит к отложению жира и увеличению массы тела. Если энергии по­требляется меньше, чем затрачивается, то масса тела снижается с уменьшением запасов жира. Запасные жиры тела при окислении дают 7760 ккал/кг. 8. Масса тела может варьировать вследствие изменения энергетической ценности пищи (потребление энергии) и/или изменения физической активности (затраты энергии).