Основной обмен. Основной обмен (определяющие факторы, расчёт)

Величина основного обмена (ВОО) – это минимальное количество калорий, необходимых для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя. Проще говоря, это то количество энергии (измеряется в калориях), которое тело затратит, если Вы будете спать целый день. Основной обмен может сжигать до 70% от общего количества затрачиваемых калорий, но эта цифра изменяется в зависимости от различных факторов (о них мы поговорим ниже). Калории расходуются на различные физиологические процессы, такие как дыхание, циркуляция крови и поддержание нужной температуры тела. Естественно, что в среднем тело затрачивает больше калорий, чем составляет ВОО.

Основной обмен веществ является одним из важнейших факторов, определяющих интенсивность обмена веществ в целом. Этот показатель подсказывает нам, сколько калорий нужно организму, чтобы сохранить вес, сбросить его или набрать. Величина основного обмена определяется комбинацией генетических (внутренних) и внешних факторов, таких как:

Генетика . Одни люди рождаются с более быстрым обменом веществ, другие с более медленным.
Пол . У мужчин больше мышечной массы и меньше жира в организме. Это значит, что у них больше величина основного обмена.
Возраст. С возрастом основной обмен веществ замедляется. После 20-летнего возраста, каждые десять лет этот показатель снижается в среднем на 2% .
Вес . Чем больше вес человека, тем больше ВОО.
Площадь поверхности тела . Это соотношение Вашего роста и веса. Чем больше общая площадь поверхности Вашего тела, тем выше у Вас ВОО.
У высоких, худых людей ВОО больше. Если сравнить высокого и низкого человека с одинаковым весом, которые потребляют одинаковое количество калорий для поддержания веса, то мы сможем заметить, что через год вес более высокого человека останется неизменным, зато вес человека пониже может увеличиться приблизительно на 7 кг.
Процент жировых отложений . Чем он меньше, тем больше ВОО. Именно меньший процент жировых отложений у мужчин является причиной, по которой интенсивность их основного обмена больше, чем у женщин.
Диета . Голодание или резкое сокращение количества потребляемых калорий может снизить величину основного обмена на 30% . Низкокалорийная диета для потери веса может привести к снижению ВОО на 20% .
Температура тела . При увеличении внутренней температуры тела на полградуса, ВОО увеличивается примерно на 7% . Чем выше температура тела, етм быстрее присходят химические реакции в организме. Поэтому ВОО пациента с температурой 42°C увеличится приблизительно на 50% .
Внешняя температура . Температура окружающей среды также влияет на основной обмен. Воздействие холодных температур приводит к увеличению ВОО, ведь организму нужно выделять больше тепла для поддержания необходимой внутренней температуры тела. Непродолжительное пребывание в условиях высокой температуры имеет небольшое влияние на метаболизм, т.к. температура компенсируется за счёт возросшей теплоотдачи. Но длительное пребывание на жаре может также повысить ВОО.
Гормоны . Тироксин (производится в щитовидной железе) является одним из ключевых регуляторов ВОО. Он ускоряет метаболическую активность тела. Чем больше вырабатывается тироксина, тем выше ВОО. Если организм производит его слишком много (это состояние известно как тиреотоксикоз) ВОО может возрасти вдвое. Если его слишком мало (микседема), ВОО может уменьшится на 30-40% по сравнению с нормой. Как и тироксин, адреналин также увеличивает ВОО, но в меньшей степени.
Упражнения . Физические упражнения не только влияют на вес, сжигая калории, но и помогают повысить интенсивность основного обмена за счет увеличения объемов мышечной массы.

Кратковременные факторы, влияющие на общий обмен

Высокая температура, вызванная воспалительным процессом, высокий уровень гормонов стресса в организме, а также увеличение или уменьшение температуры окружающей среды приводят к увеличению ВОО. Пост, голодание или недоедание снижают ВОО. Снижение ВОО может быть единственным побочным эффектом диеты. Низкоуглеводная диета не будет так эффективна, как она же в сочетании с физическими нагрузками.

Суточный обмен веществ

Первый шаг на пути создания собственной диеты – это подсчитать, какое количество калорий Вы сжигаете за сутки , т.е. Ваш общий ежедневный расход энергии в калориях. Знание данной величины положит начало формированию вашего правильного питания. Физиологи Уильям МакАрдл и Франк Качи установили, что средний ежедневный расход энергии для женщин в США составляет 2000-2100 калори й в день, а для мужчин - 2700-2900 в день . Но это средний показатель, количество затраченных калорий может значительно изменяться. Например, у атлетов или людей, активно занимающихся спортом этот показатель будет выше. Некоторым триатлонистам и атлетам, у которых чрезвычайно высокие нагрузки, необходимо не менее 6000 калорий каждый день и даже больше!

Методы определения потребности в калориях

Существуют различные формулы, которые Вы можете использовать для определения суточной потребности в калориях. Они учитывают возраст, пол, рост, вес, мышечную массу тела и уровень активности. Любая формула, которая принимает во внимание Вашу мышечную массу тела (ММТ) даст вам наиболее точное вычисление Ваших энергозатрат, но даже не учитывая ММТ, вы все еще можете получить достаточно точную информацию.

Быстрым и простым методом для определения потребности в калориях является расчёт, исходя из общей массы тела.
Сжигание жира : 26-29 калорий на 1 кг массы тела
Поддержание веса : 33-35 калорий на 1 кг массы тела
Увеличение веса : = 40-45 калорий на 1 кг массы тела

Это очень простой способ, который помогает оценить потребность в калориях. Но есть и очевидные недостатки этого метода, ведь он не учитывает уровень активности и комплекцию. Чрезвычайно активным людям может потребоваться гораздо больше калорий, чем показывает данная формула. Кроме того, чем больше мышечная масса, тем больше будет потребность в калориях.

Так как здесь не учитывается степень ожирения , формула может преувеличить потребность в калориях для людей с избыточным весом. Например, 50-летняя женщина, которая ведёт малоактивный образ жизни, весит 117 кг, а её общее количество жира составляет 34%. Она никогда не сможет сбросить вес, потребляя 3000 калорий каждый день.

Вычисления на основе величины основного обмена

Гораздо более точный метод расчета заключается в определении ВОО (величины основного обмена), при этом используется несколько факторов, в том числе рост, вес, возраст и пол. Затем, для определения суточной потребоности в калориях, ВОО умножается на уровень активности. Напомним, что ВОО – это общее количество калорий, необходимое Вашему телу для нормального функционирования в спокойном состоянии. Сюда входят сердцебиение, дыхание, переваривание пищи, создание новых клеток крови, поддержание нужной температуры тела и все остальные метаболические процессы в Вашем организме. Другими словами, Ваша ВОО - это вся энергия, используемая для поддержания жизни организма. Около 2/3 от суточной потребности в калориях – это ВОО. Интенсивность общего обмена может значительно варьироваться у разных людей, в зависимости от генетических факторов. Если кто-то говорит, что может есть что угодно и при этом не поправляться, это значит, что у этого человека наследственная высокая интенсивность общего обмена.

Самая низкая ВОО – во время сна, когда организм не перерабатывает пищу. Стоит отметить, что, чем больше Ваша мышечная масса тела, тем больше Ваша ВОО. Это очень важная информация, если Вы хотите сбросить вес. Чем больше у Вас мышц, тем больше калорий Вы будете сжигать.

Мышцы - это метаболически активные ткани, и даже для того, чтобы поддерживать их массу постоянной, требуется много энергии. Очевидно, что один из отличных способов увеличить интенсивность основного обмена – это заняться бодибилдингом, т.е. тренировки направленные на рост и укрепление мышечной массы.

Формула Гарриса-Бенедикта (ВОО на основе общей массы тела)

Уравнение Гарриса-Бенедикта – это формула для подсчёта калорий, в которой учитываются рост, вес, возраст и пол для определения основного обмена (ВОО). Это делает ее более точной, чем определение потребности в калориях только лишь на основе общего веса. Единственный критерий, который здесь не использован – это мышечная масса. Таким образом, это уравнение будет очень точным для всех, за исключением людей с чрезмерно большой мышечной массой (потребность в калориях будет занижена), и людей с ожирением (потребность в калориях будет завышена).

Мужчины : ВОО = 66 + (13.7 х вес в кг) + (5 х рост в см) - (6.8 х возраст в годах)
Женщины : ВОО = 655 + (9.6 х вес в кг) + (1.8 х рост в см) - (4.7 х возраст в годах)

Пример :
Вы женщина
Вам 30 лет
Ваш рост 167,6 см
Вы весите 54,5 кг
Ваша ВОО = 655 + 523 + 302 - 141 = 1339 калорий в день

Коэффициенты активности:
Сидячий образ жизни = ВОО х 1.2 (мало или совсем не делаете упражнения, сидячая работа)
Небольшая активность = ВОО х 1.375 (небольшая физическая нагрузка/ занятия спортом 1-3 раза в неделю)
Умеренная активность = ВОО х 1.55 (достаточно большая физическая нагрузка / занятия спортом 3-5 раз в неделю)
Высокая активность = ВОО х 1.725 (большая физическая нагрузка/ занятия спортом 6-7 раз в неделю)
Очень высокая активность = ВОО х 1.9 (очень большая ежедневная физическая нагрузка/ занятия спортом и физическая работа или тренировки 2 раза в день, например, марафон, соревнования)

Пример :
Ваша ВОО 1339 калорий в день
У Вас умеренный уровень активности (занятия 3-4 раза в неделю)
Ваш коэффициент активности 1,55
Ваша суточная потребность в калориях = 1,55 х 1339 = 2075 калорий в день

Формула Кетча-МакАрдла (ВОО на основе мышечной массы тела)

Если Вы проверяли и точно знаете, какова мышечная масса Вашего тела, то Вы можете получить самую точную оценку ВОО. Формула Кетча-МакАрдла учитывает мышечную массу и, следовательно, является более точной, чем формула, учитывающая только общую массу тела. В уравнении Гарриса- Бенедикта отдельные формулы для мужчин и женщин, поскольку у мужчин, как правило, мышечная масса тела (ММТ) больше. Поскольку формула Кетча-МакАрдла основана на ММТ, она применяется в равной степени как к мужчинам, так и к женщинам.

Основной обмен (мужчины или женщины) = 370 + (21.6 х мышечную массу тела (ММТ) в кг)

Пример :
Вы женщина
Вы весите 54,5 кг
Ваше общее количество жира составляет 20% (10,9 кг жира)
Ваша масса тела за вычетом жира = 43.6 кг
Ваша ВОО = 370 + (21.6 X 43.6) = 1312 калорий
Для того, чтобы определить суточную потребность в калориях (СПК) Вам нужно просто умножить ВОО на коэффициент активности:

Пример :
Ваша ВОО 1312 калорий
У Вас умеренный уровень активности (тренировки 3-4 раза в неделю)
Ваш коэффициент активности 1.55
Суточная потребность в калориях = 1.55 X 1312 = 2033 калорий

Как Вы могли заметить, разница между значениями, рассчитанными по двум формулам невелика (2075 калорий против 2033 калорий), так как человек, которого мы рассматривали в качестве примера имеет средний размер и состав тела. Основным преимуществом расчета, учитывающего мышечную массу, является то, что он с большей точностью показывает суточную потребность в калориях (СПК) для очень мускулистых или, наоборот, страдающих ожирением людей.

Подкорректируйте количество потребляемых калорий в соответствии с Вашей целью

Итак, Вы уже знаете свою СПК. Следующий шаг - подкорректировать количество потребляемых калорий в зависимости от Вашей цели. Математика баланса калорий очень проста. Чтобы сохранить Ваш вес на текущем уровне, нужно придерживаться СПК. Если Вы хотите сбросить вес, нужно создать дефицит калорий в организме, для этого сократите СПК (или потребляйте столько же калорий, но увеличьте физические нагрузки). Если же Ваша основная цель – набрать вес, Вам нужно увеличить количество потребляемых калорий. Единственное, что отличает диеты по снижению и увеличению веса – это количество потребляемых калорий.

Отрицательный баланс калорий – самый важный фактор для снижения веса

Подсчёт калорий не просто важен, это самый главный фактор при снижении веса. Если Вы потребляете больше калорий, чем тратите, Вы не будете терять вес, независимо от того, какие продукты вы едите. Некоторые продукты откладываются в виде жира проще, чем другие, но всегда имейте в виду, что слишком много чего-либо, даже "здоровой пищи", будет накапливаться в виде жировых отложений. Вы не можете изменить законы термодинамики и энергетического баланса. Для того, чтобы сжигать жир, в организме должен быть дефицит калорий. Это заставит ваше тело, использовать накопленный жир для восполнения дефицита энергии. В 0,5 кг жировых отложений содержится 4500 калорий. Если вы за неделю с помощью диеты, упражнений или сочетания того и другого, создадите дефицит в 4500 калорий , вы потеряете 0,5 кг веса . Если за неделю дефицит составит 9000 калорий , Вы сбросите 1 кг . Дефицит калорий может быть создан с помощью диеты, физических упражнений, или, что лучше всего, при сочетании того и другого. Так как мы уже посчитали сокращение калорий в результате упражнений (используя коэффициент активности), дефицит о котором мы говорим – это именно тот, который должен быть получен в результате диеты.

Граница дефицита калорий: какое количество можно считать предельно допустимым?

Всем известно, что если слишком сократить количество потребляемых калорий, то замедлится интенсивность метаболизма, щитовидная железа сократит выработку гормонов и начнет уменьшаться мышечная масса. Насколько же Вам тогда нужно снизить количество калорий? Определенно есть предел, ниже которого сокращение калорий может иметь негативные последствия для здоровья. Для потери веса рекомендуется снижать количество потребляемых калорий по сравнению с СПК минимум на 500, но не более, чем на 1000 . Для некоторых людей, особенно для худых, 1000 калорий может быть слишком большим дефицитом. Американский колледж спортивной медицины не рекомендует опускать уровень калорий ниже 1200 в день для женщин, и 1800 в день для мужчин . Но даже эти количества очень маленькие. Лучше всего определять безопасный уровень дефицита калорий с учётом именно вашего веса и СПК (суточная потребность в калориях). Снижение количества потребляемых калорий на 15-20% от СПК – очень хорошее начало. Иногда может понадобиться больший дефицит, однако тогда лучше всего увеличить физические нагрузки, сохранив при этом дефицит калорий на том же уровне.

Пример 1 :
Ваш вес 54,5 кг
Ваш СПК 2033 калорий
Дефицит калорий для снижения веса - 500
Ваше оптимальное потребление калорий для снижения веса: 2033 - 500 = 1533 калорий
Пример 2:
Ваш дефицит калорий для снижения веса составляет 20% от СПК (20% от 2033 = 406 калорий)
Ваше оптимальное потребление калорий для снижения веса = 1627 калорий

Положительный баланс калорий необходим, чтобы нарастить мышечную массу

Если вы хотите нарастить мышечную массу и стать более мускулистым, вы должны потреблять больше калорий, чем сжигаете за день. Но Вы без занятий бодибилдингом это невозможно. Только лишь в этом случае излишек калорий будет использован для создания новой мышечной ткани. Как только вы определили ваш СПК, следующим шагом будет увеличение калорий настолько, чтобы вы смогли набирать вес. Это основной закон энергетического баланса: для наращивания мышечной массы тела, вы должны придерживаться диеты с положительным балансом калорий.

Отправной точкой для прибавления веса должно быть увеличение СПК на 300…500 калорий в день. Либо Вы можете добавлять 15-20 % от Вашего СПК.

Пример :
Ваш вес 54,5 кг
Ваш СПК 2033 калорий
Для того, чтобы увеличить вес, Вам нужно калорий на 15-20% больше, чем Ваш СПК = 305…406 калорий
Ваше оптимальное потребление калорий для увеличения веса, это 2033 + (305…406) = 2338…2439 калорий

Изменяйте количество потребляемых калорий постепенно

Не рекомендуется вносить резкие изменения в Вашу диету. Если, подсчитав СПК (суточная потребность в калориях) и подкорректировав с учётом поставленной цели, Вы поняли, что нужное количество калорий в значительной степени отличается от Вашего текущего уровня потребления, тогда Вам обязательно нужно изменять количество калорий постепенно. Например, Вы определили, что оптимальное количество потребляемых калорий в день должно составлять 1900, но до этого ваш уровень был всего 900 калорий в день. Если Вы резко увеличите количество калорий, Ваш метаболизм замедлится. Резкий скачок до 1900 калорий в день может стать причиной увеличения жировых отложений, ведь ваше тело уже привыкло к потреблению меньшего количества и внезапное увеличение калорий будет способствовать ожирению. Самый лучший способ – в течение 3-4 недель постепенно увеличивать количество потребляемых калорий от 900 до 1900. Это позволит Вашему организму приспособиться и ускорит метаболизм.

Измерьте Ваши результаты и отрегулируйте количество калорий

Расчеты, которые помогут Вам найти нужное количество потребляемых калорий, весьма упрощённы и нужны только для того, чтобы Вы знали, с чего же стоит начать. Вам нужно будет внимательно следить за своими успехами, чтобы убедиться, что это подходящий для вас уровень. Чтобы удостовериться, что Вы на правильном пути, нужно будет следить за количеством потребляемых калорий, весом тела и процентом жировых отложений. За весом тела и процентом жировых отложений нужно следить для того, чтобы посмотреть, как реагирует Ваш организм на изменение питания. Если Вы видите, что не получаете желаемого результата, подкорректируйте количество потребляемых калорий и уровень активности. Главное, не стоит слишком сокращать количество калорий для снижения веса. Самый лучший вариант – это немного снизить количество калорий и увеличить ежедневный расход энергии за счёт увеличения количества, продолжительности и интенсивности физических нагрузок.

Успехов Вам на пути у идеальной фигуре!

Основной обмен.

Основные понятия и определения физиологии обмена веществ и энергии.

Энергетическая ценность пищевых веществ.

Энергетическая ценность пищевых веществ оценивается при помощи специальных устройств – оксикалориметрах. Установлено, что при полном окислении 1 г. углеводов выделяется 4,1 ккал (1 ккал=4187 Дж.), 1 г. жиров - 9.45 ккал., 1 г. белков – 5,65 ккал. Следует добавить, что часть пищевых веществ, поступающих в организм, не усваивается. Например, в среднем не усваивается около 2% углеводов, 5% жиров и до 8% белков. К тому же, не все пищевые вещества в организме расщепляются до конечных продуктов – углекислого газа (диоксида углерода) и воды. Например, часть продуктов неполного расщепления белков в виде мочевины выделяется с мочой.

С учетом вышеизложенного можно отметить, что реальная энерге-тическая ценность пищевых веществ несколько ниже, чем установлен-ная в экспериментальных условиях. Реальная энергетическая ценность 1 г. углеводов составляет 4,0 ккал, 1 г. жиров – 9,0 ккал, 1 г. белков – 4,0 ккал.

Интегральной (общей) характеристикой энергетического обмена организма человека являются суммарные энергетические траты или валовый энергетические траты.

Валовые энергетические траты организма - совокупность энергетических трат организма в течение суток в условиях его обычного (естественного) существования. Валовые энергетические траты включают три компонента: основной обмен, специфическое динамическое действие пищи и рабочую прибавку. Валовые энергетические траты оценивают в кдж/кг/сутки или ккал/кг/сутки(1 кдж=0,239 ккал).

Начало учению об основном обмене положили работы ученых Тартусского университета Биддера и Шмидта (Bidder and Schmidt, 1852).

Основной обмен – минимальный уровень энергетических трат, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма.

Представление об основном обмене, как минимальном уровне энергетических трат организма предъявляет и ряд требований к условиям, в которых должен оцениваться данный показатель.

Условия, в которых должен оцениваться основной обмен:

1) состояние полного физического и психического покоя (желательно в положении лежа);

2) температура комфорта окружающей среды (18-20 градусов по Цельсию);

3) спустя 10 – 12 часов после последнего приема пищи, чтобы избежать увеличения энергетического обмена, связанного с приемом пищи.

Основной обмен зависит от возраста, роста, массы тела и половой принадлежности.

Влияние возраста на основной обмен.

Самый высокий основной обмен в пересчете на 1 кг. Массы тела у новорожденных (50-54 ккал/кг/сутки), самый низкий у пожилых людей (после 70 лет основной обмен составляет в среднем 30 ккал/кг/сутки). На постоянный уровень основной обмен выходит к моменту полового созревания к 12 – 14 годам и остается стабильным до 30-35 лет (около 40 ккал/кг/сутки).

Влияние роста и массы тела на основной обмен.

Между массой тела и основным обменом существует практически линейная, прямая зависимость – чем больше масса тела, тем больше уровень основного обмена. Однако, эта зависимость не абсолютна. При повышении массы тела за счет мышечной ткани указанная зависимость практически линейна, однако, если увеличение массы тела связано с увеличением количества жировой ткани эта зависимость приобретает нелинейный характер.

Поскольку масса тела при прочих равных условиях зависит от роста (чем больше рост – тем больше масса тела), между ростом и основным обменом существует прямая зависимость – чем больше рост, тем больше основной обмен.

Учитывая тот факт, что рост и масса тела влияют на общую площадь тела, М. Рубнер (M.Rubner) сформулировал закон, в соответствии с которым основной обмен зависит от площади тела: чем больше площадь тела, тем больше основной обмен. Однако, указанный закон практически перестает работать в условиях, когда температура окружающей среды равна температуре тела. Кроме того, неодинаковая волосистость кожи существенно изменяет теплообмен между организмом и окружающей средой и поэтому закон Рубнера в этих условиях также имеет ограничения.

Влияние половой принадлежности на уровень основного обмена.

У мужчин уровень основного обмена на 5-6% выше, чем у женщин. Это объясняется различным соотношением жировой и мышечной ткани на 1 кг массы тела, а также различным уровнем метаболизма в связи с различиями химической структуры половых гормонов и их физиологическими эффектами.

Все мы знаем главный принцип достижения прогресса в спорте. 40% тренировки, 20% сон, и 40% питание. Но, как правильно рассчитывать питание для достижения тех или иных целей? Конечно, для этого составляется план, в котором учитывается физические и умственные потребности и расходы. Но из всей этой формулы выпадает один единственный фактор, который и будет рассмотрен в следующем материале – основной обмен веществ.

Что это такое?

Основной обмен веществ – это расход энергии на базовые потребности организма. В них входит:

• Синтез основных гормонов.
• Синтез основных ферментов.
• Обеспечение базовой когнитивной функции.
• Переваривание пищи.
• Поддержание работоспособности иммунитета.
• Поддержание соотношения по отношению к катаболическим.
• Поддержание дыхательных функций.
• Транспортировка кровью основных энергетических элементов.
• Поддержание постоянной температуры тела по закону Рубнера.

И это далеко не полный список происходящего в нашем организме. В частности, даже когда человек спит, большая часть из процессов, пускай и в замедленном порядке, помогают синтезировать новые строительные элементы, и проводят расщепление гликогена на глюкозу. Все это требует постоянного притока калорийности, которую человек получает из пищи. В частности, этот базовый расход и является ежедневной минимальной нормой того, сколько калорий нужно для поддержания основных функций организма.

Поверхность Рубнера

Как ни странно, но иногда обмен веществ определяется не только биохимическими процессами, но и простыми физическими законами. В частности ученый Рубнер выявил зависимость, связывающую общую поверхность с количеством затрачиваемых калорий. Как это работает на самом деле? Есть 2 основных фактора, из-за которых его сумасшедшее предположение оказалось верным.

• 1-ое – размер организма. Чем больше поверхность тела, тем больше органы, и больший рычаг при любом действии, что приводит в движение большую «машину», потребляющую «больше топлива».
• 2-ое – поддержание тепла. Для нормального функционирования организма, обменные процессы происходят с выделением тепла. В частности, для человека это 36.6. Причем температура (за редким исключением) равномерно распределяется по всему организму. Так вот, чтобы протопить большую площадь, нужно больше энергии. Все это связано с термодинамикой.

Следовательно, из этого всего можно сделать вывод:

Плотные люди, действительно тратят больше энергии во время основного обмена веществ. Высокие люди, чаще всего худые из-за дефицита калорийности вызванного увеличенным базальным метаболизмом и тратами на сохранение температуры для большей площади тела.

Если рассматривать уровень базального метаболизма, как динамическую систему, подвижную, то есть факторы, которые определяют базовый фон, и количество распределяемой энергии:

• Количество поступающей энергии. Чем фривольней человек относится к своему питанию (постоянный переизбыток калорийности, частые перекусы, ), тем активнее тратит организм их даже в пассивном режиме. Все это приводит к постоянному гормональному фону и общему увеличению нагрузки на организм, и, как следствие, более быстрый выход отдельных систем из строя.
• Наличие искусственных стимуляторов скорости метаболизма. Например, люди, употребляющие кофеин имеют более низкий базальный метаболизм в случае отказа от кофеина. В то же время, их гормональная система начинает давать сбой.
• Общая подвижность человека. Так, во время сна, организм транспортирует глюкозу из печени в мышцы, синтезирует новые аминокислотные цепочки, и синтезирует ферменты. Количество (а, значит, и ресурсы), которые тратятся на эти процессы, напрямую зависят от общей нагрузки на организм.
• Изменение базовой скорости метаболизма. Если человек, вывел себя из баланса (естественной скорости), то организм будет тратить дополнительную энергию на восстановление и стабилизацию всех процессов. Причем это касается как ускорения, так и замедления.
• Наличие внешних факторов. Изменение температуры, заставит усиленно выделять тепло кожными покровами для поддержания общей температуры, что может изменить динамический фактор, влияющий на общий уровень базального метаболизма.
• Соотношение усваиваемых и выводимых нутриентов. При постоянном переизбытке калорийности, организм может просто отказаться от лишних нутриентов, в этом случае, базальные растраты увеличатся на процесс превращения полезных нутриентов в транспортировочный шлак.

Кроме этого стоит выделить и основные конечные продукты обмена веществ, которые выводятся из организма вне зависимости от его скорости.



Чем регулируется?

Теперь нужно определить, не только на что тратится основная энергия при общем обмене веществ, но и чем регулируется количество затрачиваемой энергии.

• Во-первых, это изначальная скорость метаболизма, которая определяется как соотношение общей подвижности к наличию избытка энергии.
• Во-вторых, базальный метаболизм регулируется, изначальным уровнем гормонов в крови. Например для диабетиков, или для людей страдающих с проблемами ЖКТ – общий метаболизм будет отличаться по скорости и соответственно по затратам от среднестатистического.
• В третьих, возраст. Как ни странно, однако с взрослением, базальный метаболизм замедляется, это связано с оптимизацией ресурсов организма, в попытках на дольше растянуть срок службы основных систем.
• Достатком кислорода. Как ни странно, но без окисления сложных полисахаридов до уровня простых моносахаридов, выделение энергии невозможно. Точнее изменяется механизм её вычленения. При большом количестве кислорода, скорость выделения увеличивается, что увеличивает и затраты базового метаболизма. В тоже время, в условиях недостатка кислорода, организм может перейти на топление жировых тканей, что кардинально отличается по скорости и по затратности.

Продолжая проводить аналогии с машинами. Это уменьшение скорости для того, чтобы уменьшить расход масла в двигателе, и, соответственно, уменьшить общий износ двигателя, тем самым продлив жизнь отдельной запчасти.

Нарушение баланса

Расчет основного обмена веществпроисходит с учетом динамических стрессов. Так, например, занятия спортом выводят организм из баланса, заставляя его постепенно ускорять обмен веществ, и полностью перестраиваться под новые условия. Это, в свою очередь, вызывает противодействие (которое характеризуется большой потерей питательного потенциала, и, возможно, на некоторое время выведением из штатного режима большинство систем организма).

Кроме того, для регуляции последствий стресса, увеличиваются расходы на поддержание эмоционального фона. Ну, и плюс, если равновесие выведено окончательно, организм начинает полностью перестраиваться под новый режим с новой скоростью метаболизма. Так, например, резкое изменение в питании, с последующим замедлением метаболизма тоже является достаточным фактором для изменения уровня базового расхода. При выведении системы из баланса она будет стремиться к нему. Это определяет текущий уровень ферментов и гормонов.



Формулы для расчёта базовых потребностей

Формула расчета основного обмена веществ – является несовершенной. Она не учитывает такие факторы как:

• Индивидуальная скорость метаболизма.
• Соотношение подкожного и глубинного жира.
• Наличие гликогенового депо.
• Внешнюю температуру.

Однако для общей прикидки, подойдет и такая формула. Перед таблицей вставим разъяснения:

• МТ – масса тела. Для наиболее точного расчета, лучше использовать чистую массу (без учета жировой ткани).
• Р – рост. В формуле используется из-за теоремы Рубнера. Является одним из самых неточных коэффициентов.
• Свободный коэффициент – волшебная цифра, подгоняющая ваш результат под нормы, еще раз доказывающая, что без такого коэффициента (индивидуального для каждого случая), получить адекватный расчет базального метаболизма не получится.

Пол	Возраст	Уравнение
М	10-18	16.6 мт + 119Р + 572
Ж	10-18	7.4 мт + 482Р + 217
М	18-30	15.4 мт + 27Р + 717
Ж	18-30	13.3 мт + 334Р + 35
М	30-60	11.3 мт + 16Р + 901
Ж	30-60	8.7 мт + 25Р + 865
М	>60	8.8 мт + 1128Р - 1071
Ж	>60	9.2 мт + 637Р - 302

Важно понимать, что формула расчёта не учитывает неравномерность растрат калорийности в течение дня. Так, например, днем во время приема пищи или после тренировки, разогнанный метаболизм заставляет организм потреблять больше энергии, пускай и использует её не так рационально. В то время, как во сне процессы метаболизма оптимизируются максимально, что позволяет достичь оптимального результата в поставленных целях.

Общий метаболизм

Естественно, что основные этапы и процессы, происходящие в организме во время основного обмена веществ, – это не единственные траты. При создании плана питания, скажем, для похудения, нужно воспринимать базальный метаболизм не как константу (посчитанную по формуле), а как динамическую систему, любое изменение в которой приводит к изменению в расчётах.

Во-первых, для расхода полной калорийности питания, нужно включить в список растраты калорийности на все производимые действия.

Примечание: Подробней расчет двигательных и умственных потребностей человека был рассмотрен в статье « ».

Во-вторых, изменение скорости метаболизма, возникающее как раз в ходе двигательной активности, или её отсутствия. В частности, возникновение белкового и углеводного окна после тренировок, стимулирует не только ускорение метаболизма, но и изменение трат организма на пищеварение. В это время, базальный метаболизм усиливается на 15-20%, пускай и в краткосрочном периоде, не считая остальных потребностей.

Итог

Расчет базального метаболизма для атлета, конечно, не является нужным и определяющим фактором для достижения оптимального роста. Несовершенство формул, изменение постоянных процессов, требует регулярной коррекции. Однако при первичном подсчете расхода калорий для создания избытка или дефицита, базальный метаболизм поможет понять, как корректировать получившиеся цифры.

Это особенно важно для тех, кто привык не самостоятельно составлять план питания, а пользоваться готовыми диетами. Все мы понимаем принципы похудения, а, следовательно, любую диету нужно подстраивать под себя. И, что для 90 килограммового толстяка похудение, то для 50 килограммовой фитоняшки, может оказаться вредным и избыточным.

В силу того, что ВОО или ЭТП составляет большую часть (60--75%) энерготрат человека, то все факторы, влияющие на ВОО, в той же степени и направленности влияют на общую потребность в энергии или общие энерготра ты человека. ВОО характеризуется индивиду альными особенностями. У людей с одинаковой массой и составом тела коэффициент вариабельности ВОО составляет от 8 до 13%. Измерения ВОО у одних и тех же людей при различной физической нагрузке и при различном уровне потребления энергии по казали, что коэффициент вариабельности ВОО не превышает 5%, составляя в среднем 2,5%. Факторы, влияющие на ВОО, представлены в таблице 5.2.

Энерготраты органов и тканей взрослого человека Органы и ткани Процент энерготрат покоя Печень 29 Головной мозг 19 Сердце 10 Почки 7 Скелетная мускулатура (в покое) 18 Остальные 17 Таблица 5.2 Факторы, изменяющие величину основного обмена Повышающие ВОО Снижающие ВОО Увеличение мускулатуры Увеличение возраста Мужской пол Женский пол Повышение температу ры тела Накопление жира при уменьшении мускула туры Повышение функции щитовидной железы Снижение функции щитовидной железы Повышение адреналина Недоедание и исто щение

Размеры тела. Как показывает величина коэффициента изменчивости, ВОО -- довольно постоянная величина для конкретного человека и зависит в первую очередь от массы тела. Различие массы тела в 10 кг ведет к различию в ЭТП, равному 120 ккал, или к различию общих энерготрат для лиц, ведущих сидячий образ жизни, в 200 ккал/сут.

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. ВОО главным образом определяется величиной тощей метаболически активной массы тела. Потребность в энергии на единицу общей массы тела больше у того человека, у которого больше масса мышц, чем у человека с преобладанием жировой или костной ткани. Чем меньше доля жира в организме, тем выше основной обмен при одинаковой общей массе тела. У человека, физически более тренированного, больший основной обмен, чем у физически малоактивного, имеющего ту же общую массу тела. Хорошо тренированные атлеты имеют ВОО на 5% выше, чем обычные люди. Легкие физические упражнения не вызывают существенного увеличения тощей массы тела и ВОО. Однако длительные средние и тяжелые физические нагрузки могут увеличивать ВОО на 8-14% благодаря увеличению тощей массы тела.

Возраст. ВОО 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. ВОО у детей с возрастом постепенно снижается (имеется в виду на единицу массы тела) до наступления полового созревания. У детей старше 2 лет на процессы роста тратится около 1% потребляемой с пищей энергии. В период активной фазы роста у подростков ВОО существенно увеличивается. Период быстрого роста в подростковом возрасте характеризуется максимальной потребностью в энергии. За траты энергии на прирост массы тела в период роста детей и подростков составляет 5 ккал/г добавленной массы. У взрослых ВОО остается довольно постоянной в течение суток, месяцев и даже лет, но постепенно снижается к старости, что обусловлено уменьшением с возрастом доли тощей массы тела и относительным увеличением массы жировой ткани. После 40 лет ВОО снижает ся примерно на 2--3% каждые 10 лет. Снижение ВОО с возрастом является причиной уменьшения энерготрат и потребности в энергии, что служит причиной увеличения массы тела и учащения распространения избыточной массы тела и ожирения. Сохранению тощей массы тела и поддержанию высокой ВОО способствует физическая активность - физкультура и физический труд в среднем и пожилом возрасте.

Пол. Величина тощей метаболически активной массы тела за счет мышечной ткани выше у мужчин, чем у женщин. Это отражается на различиях в ВОО, которая на 5--10% выше у мужчин, чем у женщин того же роста и массы тела.

Гормоны . Гормоны щитовидной железы и надпочечников оказывают наибольшее стимулирующее влияние на ВОО. Считается, что различия между расчетными ВОО и полученными опытным путем обусловлены разным уровнем активности щитовидной железы. ВОО может быть снижена при гипотиреоидизме на 30%. Напротив, при тиреотоксикозе ВОО может повышаться на 50--75%. Секреция адреналина при эмоциональном стрессе вызывает кратковременное повышение ВОО, которая возвращается к норме через 2-3 ч. ВОО женщин зависит от периода менструального цикла. Минимальная ВОО наблюдается за неделю до овуляции на 14-й день цикла, а максимальная -- непосредственно перед началом менструаций. Разница ВОО в этих точках составляет 360 ккал/сут. В среднем энерготраты ВОО на 150 ккал/сут. выше во второй половине цикла.

Предшествующее состояние питания . В результате длительного недоедания ВОО может снижаться на 20% ниже расчетной величины. Это объясняется механизмом адаптации организма к недоеданию, выражающимся в стремлении к консервации энергии. Температура тела . Известно, что тепло -- катализатор биохимических реакций. ВОО повышается с повышением температуры тела. Повышение температуры тела на 1°С сопровождается повышением ВОО на 13--15%. Это значит, что больные с повышенной температурой имеют большую потребность в энергии. Температура окружающей среды. Минимальная ВОО и ЭТП наблюдаются при температуре окружающей среды 26°С. При более низкой и более высокой температуре ВОО и ЭТП повышаются. Кратковременное снижение температуры окружающей среды в условиях, когда человек не защищен одеждой, вызывает дрожание мышц и временный индуцируемый холодом термогенез, т.е. продукцию тепла, увеличение ВОО и общих затрат энергии. Благодаря наличию так называемой бурой жировой ткани новорожденный способен вырабатывать тепло для поддержания температуры тела без дрожания мышц. Степень повышения ВОО в холодном климате зависит от изолирующего эффекта жировой ткани и одежды. В условиях хорошей изоляции одеждой ВОО повышается незначитель но, но общие энерготраты возрастают в силу необходимости ношения тяжелой одежды, согревания вдыхаемого воздуха. В жарком тропическом климате ЭТП на 5--20% выше, чем при комфортной температуре окружающей среды. Повышенное потовыделение является одной из причин увеличения ВОО в жарком климате. Если ВОО измеряется при стандартных температурных условиях и влажности, то она изменяется не значительно в различных климатических условиях. Однако для расчета энерготрат покоя и общих энеготрат следует учитывать влия ние температурных климатических условий. Беременность.

В ранних сроках беременности ВОО несколько снижается. С увеличением сроков беременности ВОО повышается вследствие повышения массы тела беременной за счет роста плода, увеличения матки и плаценты. В III триместре беременности ВОО 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 сердца матери. Затраты энергии на основной обмен подвержены влиянию как внутренних, так и внешних факторов. Тем не менее, для большинства людей ВОО или ЭТП, рассчитанные с учетом массы тела, вполне адекватно отражают потребность в энергии и являются базовыми параметрами для оценки общих энерготрат организма.

Компоненты суточных энерготрат организма:

Суточные энерготраты человека включают 3 составные части: основной обмен, специфически-динамическое действие пищевых веществ (СДД) и энерготраты на различные виды деятельности.

Энергозатраты на основной обмен и специфическое динамическое действие пищи следует относить к нерегулируемым волей человека тратам энергии, а к регулируемым энергозатратам – расход энергии в процессе трудового, бытового и домашнего поведения, при занятиях спортом и других видах деятельности.
Под основным обменом следует понимать обмен энергии, необходимый для поддержания физиологических функций (дыхательной мускулатуры, сердца, печени, почек и др.), поддерживающих жизнедеятельность организма в состоянии полного мышечного и нервного покоя, при исключении всех эндо- и экзогенных влияний (натощак или через 12-16 часов после приема пищи, при комфортной температуре воздуха 18-20 о С).

Специфическим динамическим действием пищи (термогенное действие) называется повышение энергетического обмена при приеме пищи. Эта энергия тратится организмом на процессы пищеварения, абсорбцию, транспорт, метаболизм и хранение переваренной пищи. Выделяется слабое специфическое динамическое действие пищи (увеличение энергетического обмена на 10%), достаточное (увеличение от 10% до 20%) и хорошо выраженное (более 20%). Наибольшим СДД обладают белки (в среднем 26,8%), наименьшим – углеводы (2,8%) и среднее место занимают жиры (8,9%). При приеме смешанной пищи СДД равняется 10 – 15% от основного обмена.

Валовый обмен - общая величина энерготрат организма за сутки.

валовый обмен=ОО+РП+СДДП.

Основной обмен, факторы определяющие величину ОО:

ОО - минимальный уровень энерготрат организма в условии физ. и эмоционального покоя.

Состояние ОО: утро, натощак, лежа на спине, состояние спокойного бодрствования, t в помещении 18-22.

Факторы определяющие ОО : генотип, возраст, пол, масса, рост, хар-р питания, состояние н.с. и эндокринной сис-мы.

Правило поверхности тела: уровень энерготрат прямопропорционален площади поверхности тела.

Это правило справедливо для вычисления ОО.

Специфически-динамическое действие пищи (СДДП)6

Специфически-динамическое действие пищи - усиление под влиянием приема пищи интенсивности обмена веществ и увеличение энергетических затрат организма относительно уровней обмена и энергозатрат, имевших место до приема пищи.

Специфически-динамическое действие пищи обусловлено затратами энергии на:

1. Переваривание пищи,

2. Всасывание в кровь и лимфу питательных веществ из желудочно-кишечного тракта,

3. Ресинтез белковых, сложных липидных и других молекул;

4. Влиянием на метаболизм биологически активных веществ, поступающих в организм в составе пищи (в особенности белковой) и образующихся в нем в процессе пищеварения

Селичины энергетического обмена в пяти осн. профессиональных группах людей:

Рабочий обмен (РО) - величина энерг. затрат для определённого вида трудовой деятельности.

Рабочая прибавка. РП=РО-ОО.

1) умственный труд - 2500-2800

2) полностью механизированный физ. труд - 2800-3500

3) частично механизированный труд - 3500-4000

4) немеханизированный труд - 4000-5000

5) очень тяж. физ. труд - 5000-7000.

Методы исследования энергетического обмена у человека:

2. Непрямая калориметрия: закрытая (в аппарате Реньо-Шатерникова, по Крогу), открытая (мешок Дугласа-Холдейна).

Основы прямой и непрямой калориметрии:

Прямая калориметрия основана на учете в биокалориметрах количества тепла, выделенного организмом. Биокалориметр: герметизированная и теплоизолированная камера. В камере по трубкам циркулирует вода. Тепло, выделяемое человеком, нагревает воду. По количеству протекающей воды и изменению ее температуры рассчитывают количество выделенного организмом тепла.

Непрямая калориметрия: определение теплообразования в организме по его газообмену - учету количества потребленного О2 и выделенного СО2 с последующим расчетом теплопродукции организма.

Для длительных исследований газообмена используют специальные респираторные камеры (закрытые способы непрямой калориметрии). Кратковременное определение газообмена проводят более простыми методами (открытые способы калориметрии).

Наиболее распространен способ Дугласа - Холдейна, при котором собирают выдыхаемый воздух в мешок Дугласа. Когда мешок наполнен, измеряют объем выдохнутого воздуха, в котором определяют количество О2 и СО2.

Калорический эквивалент кислорода - кол-во тепла, освобождающегося после потребления организмом 1 л О2.

Дыхательным коэффициентом (ДК) и его значение в исследовании обмена веществ и энергии:

Дыхательный коэффициент (ДК) - отношение объема выделенного через легкие углекислого газа к объему поглощенного за это же время кислорода; величина Д. к. при пребывании исследуемого в покое зависит от вида окисленных в организме пищевых веществ.

ДК для углеводов=1, для белков=0,8, для жиров=0,7.

ДК сред.=0,85.

Количество потребленного организмом кислорода определяют при помощи различных спирографов.

ДК во время работы повышается и в большинстве случаев приближается к единице. Это объясняется тем, что главным источником энергии во время напряженной мышечной деятельности является окисление углеводов.

Регуляция энергетического обмена:

Уровень энергетического обмена зависит от физической активности, эмоционального напряжения, характера питания, степени напряженности терморегуляции и ряда других факторов.

Потребление О2 и энергообмена моржет изменяться условно-рефлекторно. Любой раздражитель, связанный по времени с мышечной деятельностью, может служить сигналом к увеличению обмена веществ и энергии (у спортсмена пред стартом)

Особую роль в регуляции обмена энергии играет гипоталамус. Здесь формируются регуляторные влияния, которые реализуются вегетативными нервами или гуморальным звеном за счет увеличения секреции ряда эндокринных желез. Особенно выраженно усиливают обмен энергии гормоны щитовидной железы - тироксин и трийодтиронин, и гормон мозгового вещества надпочечника адреналин.