Методы измерения основного обмена и энергетических потребностей

Основной обмен (ОО) измеряют в стандартных условиях. Должно пройти не менее 12 часов после последнего приёма пищи или напитков. Это также относится к стимуляторам, например, кофе или сигаретам.

  • Измерение проводят в комфортной и удобной среде, при нейтральной температуре – 20-25 °C.
  • Принудительное сидение повышает расход энергии.
  • Должно происходить в пробуждённом состоянии, но при полном физическом и умственном расслаблении.
  • Предшествовавшая за день до измерения тяжёлая физическая активность влияет на ОО и этого следует избегать.

На практике основной обмен измеряют утром – перед едой, питьём или физической активностью. Уровень метаболизма во сне на 5-10% ниже, чем уровень ОО.

Измерения расхода энергии

Энергетические расходы можно измерить непосредственно (сколько тепла производит организм), косвенно (измерив расход O2) или некалориметрическими методами, например, мониторингом частоты сердечных сокращений. Существуют очень точные косвенные методы, например, измерение газообмена (потребление O2) при помощи метода дважды меченой воды.  

Прямая калориметрия

Прямая калориметрия – это измерение тепла, производимого телом. Субъекты помещаются в изолированную камеру и измеряются потери тепла в течение, как минимум, 24 часов. На практике этот метод трудно реализовать, поскольку камера должна быть способна обнаруживать все тепло, генерируемое внутри. Все посторонние источники тепла следует устранить или учесть в расчетах. Прямые калориметры – очень точные инструменты, но они дороги и сложны, поэтому их используют нечасто.

Косвенная калориметрия

Принцип косвенной калориметрии основан на таком механизме: пища окисляется в организме для получения энергии. Если известно количество используемого кислорода, можно рассчитать количество выделяемой энергии или тепла. Аналогичные расчёты можно сделать для белка, жира и алкоголя.

Дыхательный коэффициент (ДК) – это отношение выделенного углекислого газа к поглощённому кислороду. По ДК можно оценить макроэлементный состав диеты. Макронутриентный состав смешанной диеты составляет приблизительно 35% жира, 50% углеводов и имеет ДК 0,87. Для повышения точности расчётов используется расчёт на основе выделения азота с мочой.

Оборудование для косвенной калориметрии

Измерить потребление кислорода можно при помощи различных устройств. Самый простой способ – непроницаемый прочный мешок, в который собирается выдыхаемый воздух. Объем выдыхаемого воздуха в течение заданного периода измеряется с использованием газового счётчика, а состав газов анализируются и сравниваются с составом окружающего воздуха. Так можно рассчитать потребление O2 и выделения CO2 и рассчитать расход энергии.   В больницах используют аппараты искусственной вентиляции лёгких, которые собирают выдыхаемую смесь через закрытый дыхательный контур и при помощи датчиков анализируют состав газов, а процессор рассчитывает энергетические затраты.

Некоторые научные лаборатории, центры авиационной и космической медицины или клиники используют камеры, в которых пациент может оставаться в течение нескольких часов или дней, и газовый обмен измеряется непрерывно. Эти камеры очень дорогие, но дают точные измерения.

Некалориметрические методы

Частота сердечных сокращений напрямую связана с расходом энергии, и эту связь используют, чтобы оценить энергетические затраты, хотя результаты такого метода не очень надёжны, а погрешность велика.   Чтобы измерить физическую активность, используют акселерометры – небольшие датчики ускорения, по которым можно оценивать направление, скорость, частоту движений и вычислять, насколько интенсивна физическая активность.

Метод дважды меченой воды

Этот метод не требует оборудования для сбора газов или камер и не ограничивает движения. В течение 10-20 дней субъекты должны употреблять предоставленную воду, в которой известны количества стабильных изотопов дейтерия. Эти изотопы смешиваются с водой тела, и по мере использования энергии образуются углекислый газ и вода. Один из изотопов расходуется быстрее, поскольку содержится сразу и в воде, и в газе. И разница между скоростями потери двух изотопов отражает расход энергии.   Этот метод очень точный и требует сбора жидкостей организма: крови, мочи или слюны, до периода испытания и образцов за весь период исследования. Метод можно использовать для младенцев, больных с некоторыми заболеваниями, для некоторых профессий и всех прочих случаев, когда невозможно измерить расход энергии другими методами. Метод дорогостоящий.  

Чтобы оценить энергетические потребности, необходимо

Определить величину ОО. Для этого можно использовать любой из описанных выше методов, но поскольку расчёты и измерения проводились уже неоднократно, то удобнее всего использовать соответствующие справочники. Значения ОО меняется в зависимости от возраста и массы тела почти в два раза.   Для молодых мужчин с массой тела 75 кг он составляет 2110 ккал в сутки, а для пожилых мужчин с массой тела 50 кг – 1180. Для женщин эти значения соответственно 1680 и 960 ккал в сутки. Следует учитывать, что справочники приводят значения для здоровых людей, но даже для здоровых погрешность может составлять ±10 – 20%. Для больных точность ещё меньше.   Помимо значений ОО на ОЗЭ влияет величина физической активности. Поэтому необходимо определить уровень физической активности. Если есть возможность использовать акселерометр или любой другой из перечисленных методов, то можно будет это определить очень точно.   Но если такой возможности нет, то можно воспользоваться справочниками. Коэффициент физической активности (КФА) составляет 1,4 для мужчин и женщин занятым преимущественно сидячей работой или очень лёгкой физической активностью.  КФА 1,6 соответствует профессиям с лёгкой физической активностью – водители, работники сферы обслуживания, врачи, медсёстры и так далее.   Таким образом, общие затраты энергии для мужчины 40 лет, весом 80 кг, с неактивным стилем жизни и лёгкой физической активностью вычисляется следующим образом: ОЗЭ = 1900 ккал x 1.4 = 2660 ккал/сутки.

Опубликовано: 01.01.2015

1 1
356


Другие статьи из текущей категории

Жиры

Перейти к статье

Функциональное питание, функцион...

Перейти к статье

Белок в организме и в пище

Перейти к статье

Пробиотики, пребиотики и синбиотики

Перейти к статье

Все свойства алкоголя

Перейти к статье

Антропометрия

Перейти к статье

Оценка питания популяции

Перейти к статье

Заболевания печени и статус пита...

Перейти к статье

Методы измерения основного обмен...

Перейти к статье

Энергетический баланс организма

Перейти к статье

Натрий (Na)

Перейти к статье

Популярные диеты

Перейти к статье

Функциональные продукты, БАДы и пищевые добавки

Перейти к статье

Взаимодействие лекарств и компонентов пищи (часть 1)

Перейти к статье

Что едят дети, школьники и подростки

Перейти к статье

Здоровье зубов

Перейти к статье