Суточные энергозатраты в зависимости от рода деятельности человека
| Вид деятельности | Энергозатраты, МДж / сут |
| Работники умственного труда (врачи, педагоги, диспетчеры и др.) | 10,5…11,7 |
| Работники механизированного труда и сферы обслуживания (мед- сестры, продавцы, рабочие, обслуживающие автоматы) | 11,3…12,5 |
| Работники, выполняющие работу средней тяжести (станочники, шоферы, хирурги, полиграфисты, литейщики, сельскохозяйствен- ные рабочие и др.) | 12,5…15,5 |
| Работники, выполняющие тяжелую работу (лесорубы, грузчики, горнорабочие, металлурги) | 16,3…18,0 |
2.2.8. Теплообмен и терморегуляция в организме человека
Взависимости от соотношения между температурой, влажностью и подвиж- ностью окружающего воздуха человек имеет различные теплоощущения и чув- ствует себя по-разному. Химические и биохимические реакции протекают в строгом температурном интервале, характерном для температуры тела челове- ка — 36,5…37,0 оС. Приспособление организма к изменению параметров окру- жающей среды или изменению параметров микроклимата производственной среды осуществляется благодаря наличию процессов терморегуляции. Термо- регуляция — важнейший физиологический процесс, исключающий переохла- ждение или перегрев организма. Терморегуляция протекает за счет сужения или расширения поверхностных кровеносных сосудов и работы потовых же- лез.
Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением те- плоты в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения и составляет от 85 Вт (в состоянии покоя) до 500 Вт (при выпол- нении тяжелой работы) [3]. Чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью от- водиться в окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву либо к переохлаждению организма и, как следствие, к потере тру- доспособности, быстрому утомлению, потере сознания и тепловой смерти.
Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделения че-
ловека полностью воспринимаются окружающей средой, т.е. когда имеется те- пловой баланс и температура внутренних органов остается постоянной. Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде, происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое са- мочувствие характеризуется понятием «жарко». Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет 43 °С. Вслу- чае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем ее воспроиз- водит человек, происходит охлаждение организма. Такое тепловое самочувст- вие характеризуется понятием «холодно». Минимальная температура внутрен- них органов, которую выдерживает человек, составляет 25 °С. Комфортной средой является такая, охлаждающая способность которой соответствует теп- лопродукции человека. Вусловиях комфорта у человека не возникает беспо- коящих его тепловых ощущений — холода или перегрева.
Тепловой баланс организма человека при различных метеоусловиях разли-
чен. Наибольшее влияние на самочувствие человека оказывает температура
воздуха. Она ощущается, в первую очередь, открытыми поверхностными час- тями тела человека. От температуры тела зависят интенсивность обмена ве- ществ и окислительных процессов в тканях, регулирование кровоснабжения кожи, потоотделения и дыхания. При обычной температуре от кожного покро- ва человека в воздух помещения отводится до 45 % теплоты путем излучения, до 30 % за счет конвективного теплообмена и до 25 % при испарении пота.
Высокая температура воздуха оказывает неблагоприятное воздействие на
сердечно-сосудистую и центральную нервную систему человека. Низкая темпе- ратура может вызвать местное и общее переохлаждение организма, стать при- чиной простудных заболеваний.
Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется по-
средством конвекции (процесс обмывания тела воздухом).
Температура, скорость, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха получили название показателей микроклимата, а их числовые значения — параметров микроклимата.
Параметры микроклимата и интенсивность физической нагрузки организма
характеризуют степень комфортности производственного микроклимата, теп- лоощущения человека, его работоспособность.
Установлено, что при температуре воздуха более 30 °С работоспособность
человека начинает падать. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при
которой человек еще в состоянии дышать в течение нескольких минут без спе- циальных средств защиты, составляет около 116 °С.
Переносимость человеком температуры также зависит от влажности и ско-
рости передвижения окружающего воздуха. Чем больше относительная влаж- ность воздуха, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев организма. Особенно неблагоприятное воздействие на теп- ловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при температуре воздуха выше 30 °С. При такой температуре вся выделяемая теплота идет на испарение пота. Но при высокой влажности пот не испаряется, а стекает кап- лями с поверхности кожного покрова, изнуряя организм и не обеспечивая не- обходимую теплоотдачу. Вместе с потом организм человека теряет значитель- ное количество минеральных солей. При неблагоприятных условиях производ- ственного микроклимата потеря жидкости человеком может достигать 8…10 л за смену и с ней до 40 г поваренной соли (всего в организме человека около 140 г). При высокой температуре воздуха более интенсивно расходуются углево- ды, жиры, разрушаются белки.
Длительное воздействие высокой температуры, особенно в сочетании с по-
вышенной влажностью, может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегревания организма выше допустимого уровня — гипертермии — состояния, при котором температура тела поднимается до
38…39 °С (тепловой удар). При этом состоянии возникает головная боль, голо- вокружение, общая слабость, искажение цветового восприятия, сухость во рту, тошнота, рвота, обильное потовыделение, пульс и дыхание учащены. Наблю- дается бледность, синюшность, зрачки расширены, временами могут появлять- ся судороги, потеря сознания.
Вгорячих цехах по ремонту железнодорожного подвижного состава имеют-
ся технологические процессы, которые протекают при температурах, значи- тельно превышающих температуру воздуха окружающей среды. Нагретые по- верхности излучают в пространство потоки лучистой энергии, которые могут привести к отрицательным последствиям. Инфракрасные лучи оказывают на организм человека в основном тепловое воздействие, при этом наступает нару- шение нормальной деятельности сердечно-сосудистой и центральной нервной системы. Эти лучи могут вызвать ожог кожи и глаз. Наиболее частым и тяже- лым поражением глаз вследствие воздействия инфракрасных лучей является катаракта глаза.
Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре,
большой подвижности и влажности воздуха, могут явиться причиной охлажде- ния и даже переохлаждения организма — гипотермии. Вначальный период воздействия умеренного холода наблюдается уменьшение частоты дыхания, увеличение объема вдыхаемого воздуха. При продолжительном действии холо-
да дыхание становится неритмичным, частота и объем вдоха увеличиваются. Наблюдается появление мышечной дрожи, при которой внешняя работа не со- вершается, а вся энергия превращается в теплоту. Снижение температуры внутренних органов может в течение некоторого времени задерживаться за счет работы механизмов терморегуляции организма. Результатом действия низких температур являются
Сколько калорий нужно в день мужчине, женщине с учетом расхода энергии
Сколько калорий нужно человеку (мужчине и женщине) в день, чтобы восполнить суточный расход энергии и обеспечить потребности организма в питательных веществах?
Энергетический и пластический обмен (катаболизм и анаболизм)
В организме человека непрерывно проходят процессы окисления различных пищевых веществ – белков, жиров, углеводов. При этом постоянно образуется тепло, а также молекулы АТФ. Это тепло, эта энергия необходима для обеспечения всех жизненных процессов: обмена веществ, бесперебойной работы клеток и тканей, нервной системы, сердца и легких, почек, мышечной системы, поддержания стабильной температуры тела….
Такой энергетический обмен (катаболизм) происходит постоянно наряду с анаболизмом (пластическим обменом), то есть образованием новых клеток и тканей. Для полноценного развития организма необходим баланс между этими процессами. И энергозатраты (суточный расход энергии человека) должны ежедневно восполняться.
А какова потребность в энергии, какой должна быть минимальная и максимальная калорийность нашего рациона питания? Энергетические траты зависят от возраста, пола, массы тела, физической активности человека. Энергозатраты на поддержание физиологических процессов в состоянии покоя в комфортных условиях при нормальной температуре окружающей среды называют основным обменом.
Средние показатели основного обмена для взрослых (ккал/сут)
Показатели основного обмена для детей (ккал/сут)
Эти показатели отображают потребность организма человека в энергии в состоянии покоя, то есть когда он неподвижно лежит в кровати в расслабленном комфортном состоянии, не разговаривает, не читает, не смотрит телевизор, в общем, находится в состоянии физического и умственного покоя.
Показатели основного обмена по Dankmeijer
Dankmeijer H. F. (1983) рекомендовал высчитывать базальный энергетический баланс (БЭБ), необходимый для поддержания основного обмена, по индексу массы тела человека (ИМТ). ИМТ= m/h² (масса тела в кг делится на квадрат роста в метрах).
Базовый энергетический баланс (основной обмен) при этом высчитывают путем умножения энергетической потребности (ккал/сут) на массу тела данного человека (в кг).
А как подсчитать, сколько калорий нужно употреблять в день мужчине и женщине в реальных условиях нашей жизни? Необходимо учесть интенсивность физических нагрузок в течение дня.
Трудовую деятельность человека по интенсивности можно подразделить на пять групп
Энергозатраты по характеру работы:
- Очень легкая работа – работники умственного труда (руководители, программисты, бухгалтеры, врачи, воспитатели, секретари, делопроизводители, художники, ученые и т.д.)
- Легкая работа – швея, инженер, продавец непродовольственных товаров, агроном, тренер, медсестра
- Среднетяжелая – врач-хирург, слесарь, столяр, токарь, продавец продовольственных товаров, текстильщик, водитель, машинист
- Тяжелая – строительные рабочие (маляры, штукатуры, плиточники и т.д.), трактористы и комбайнеры, металлурги, работники сельского хозяйства
- Очень тяжелая работа – сталевары, шахтеры, вальщики леса, землекопы, грузчики, каменщики, бетонщики и другие рабочие, труд которых не механизирован.
Суточная энергетическая ценность рациона с учетом характера работы
Примеры
Чтобы было понятнее, приведу пример. Возьмем для сравнения трех мужчин-руководителей.
- У первого рост 180 см, вес 80 кг (ИМТ = 24,7) – БЭБ у него будет 20х80 =1600 ккал/сут. Требуемая калорийность суточного рациона с учетом характера работы (руководитель) – 1600 +1/6х1600 = 1866 ккал
- Второй мужчина при росте 160 см весит тоже 80 кг. Соответственно, ИМТ у него равен 31,25, а БЭБ – 1200. Потребность его организма в энергии и минимальная калорийность рациона – 1400 ккал
- Третий мужчина при росте 220 см весит те же 80 кг. Его ИМТ = 16,5, БЭБ – 2000, а необходимая минимальная калорийность рациона – 2333 ккал.
Правда, очень интересные цифры получаются! Первый мужчина при калорийности рациона 1500 ккал будет худеть, второй – полнеть, а третий – попадет в больницу с истощением. Поэтому при одинаковых 80 кг веса у первого человека оптимальной калорийностью будет 1866 ккал, у второго на период похудения – всего 1000 ккал, а у третьего для повышения веса до нормы – не менее 2800-3000 ккал/сутки.
И еще одна поправка к подсчету. Учитывая, что интенсивность обмена веществ наиболее высока у молодых, в возрасте 18-30 лет к цифре БЭБ можно добавить 300 ккал, в возрасте 30-40 лет – 200 ккал, а в 40-50 лет – 100 ккал.
Сколько калорий сжигается при физических нагрузках?
При определении потребности организма в энергии и подсчете суточного расхода энергии следует учитывать и физические нагрузки человека вне работы (сколько калорий сжигается во время занятий фитнесом, ходьбе и беге, плавании в бассейне, выполнении работы по дому), если такие нагрузки бывают практически каждый день.
В таком случае к калорийности рациона можно будет добавить продуктов на соответствующую цифру расхода энергии при физических нагрузках (первый и третий мужчина в наших примерах). Если же человек борется с избыточным весом (второй мужчина в примерах), то его калорийность рациона в 1400 ккал можно сохранить при условии трат энергии на 400 ккал при занятиях физкультурой.
Ну и наконец для тех, кто устал от цифр и подсчетов и хочет быстро получить данные о примерной потребности организма в энергии и суточной калорийности продуктов питания в зависимости от возраста и физической активности, предлагаю еще две таблицы – для мужчин и женщин.
Примерная суточная калорийность продуктов для мужчин
Сколько калорий нужно в день женщине
Правда, использовать эти данные можно лишь в том случае, если вы здоровы и ваш вес близок к идеальному (а ИМТ находится в пределах 20-23).
При наличии избыточного веса и ожирения, при хронических заболеваниях сердца и сосудов, желудочно-кишечного тракта и почек, патологии нервной системы, кожи, суставов для разработки индивидуальных диетических рекомендаций лучше обратиться к врачу-диетологу. Он рассчитает, сколько нужно употреблять калорий в день мужчине, женщине, ребенку в каждом конкретном случае с учетом возраста и сопутствующих болезней.
7.Факторы, влияющие на потребность организма в энергии и методы определения энерготрат.
Часть пищевых веществ расходуется на пластические процессы. Энергозатраты организма человека зависят в основном от профессии и характера трудовой деятельности, домашней работы, образа жизни, а также от возраста, массы тела, пола, физического состояния, воздействия всевозможных факторов внешней среды.
Существуют нерегулируемые и регулируемые энерготраты.
1).Нерегулируемых энергозатрат энергетические затраты для лиц однородного коллектива определяются следующим образом: они состоят из
А) основного обмена (поддержание жизнеобеспечение) (у взрослого человека он ориентировочно равен 4,18 кДж, или 1 ккал на 1 кг массы тела в час).
Б) специфическое динамическое действие. Белки 30-40% жиры 4-14% углеводы 4-7% Специфическое динамическое действие пищи смешанного характера приводит к повышению основного обмена на 10-15 % в сутки.
2).Регулируемые энерготраты (трудовая деятельность, быт)
Сумма основного обмена и энерготраты, связанные со специфическим динамическим действием пищи, составляют нерегулируемую часть суточных энергозатрат человека. При определении общих энергозатрат человека к этой нерегулируемой части необходимо прибавить энергетические траты организма на выполняемые в течение дня работы, связанные с трудовой деятельностью, т. е. производственные, служебные и домашние работы. С этой целью проводят хронометраж деятельности групп лиц данного коллектива, или производят расчет, пользуясь данными об энергетических затратах при различных видах трудовой деятельности.
Потребность в энергии определяют по величине суточных затрат энергии. Затраты энергии могут быть установлены методами
-прямой,
-непрямой (респираторной) и алиментарной энергометрии,
-а также хронометражно-табличным методом.
1). Методом прямой энергометрии затраты энергии организма определяют путем точного учета выделяемого организмом тепла в различных условиях его существования. Исследование проводится в специальных камерах с двойными стенками, между которыми по системе трубок циркулирует вода. Энергия, выделяемая в виде тепла, определяется путем установления объема протекающей воды и степени ее нагрева в процессе опыта. Наиболее распространенным образцом является камера Этуотера — Бенедикта в различных ее модификациях. В нашей стране используются камеры Пашутина, Шатерникова и др.
Недостатками метода прямой энергометрии являются: 1) сложность устройства камеры; 2) невозможность воспроизведения всех видов трудовой деятельности человека из-за ограниченных размеров камеры; 3) изоляция обследуемого человека от многих факторов производственной и бытовой среды, влияющих на обмен веществ и энергии (климатических, социальных и др.). Все это делает невозможным использование метода прямой энергометрии для определения расхода энергии в обычных условиях жизни и трудовой деятельности человека.
2).Метод непрямой (респираторной) энергометрии получил широкое распространение. Принцип метода респираторной энергометрии основан на определении химического состава вдыхаемого и выдыхаемого человеком воздуха с последующим установлением дыхательного коэффициента. Зная энергетический эквивалент одного литра поглощенного кислорода при определенном дыхательном коэффициенте и величину легочной вентиляции, легко вычислить расход энергии при любом виде деятельности человека. Для полной характеристики энергетических затрат необходимо иметь данные суточного хронометража бюджета времени по видам деятельности.
Для определения расхода энергии методом респираторной энергометрии предложено много различных аппаратов (системы Дугласа, Цунца — Гепперта, Этуотера, Шатерникова — Молчановой и др.). Составными частями этих систем-аппаратов обычно являются: резервуары для собирания выдыхаемого воздуха (чаще мешки Дугласа), соединенные шлангами со специальной маской или загубником, приборы для измерения объема выдыхаемого воздуха (газовые часы) и газовый анализатор (чаще прибор Холдейна). Данные, полученные методом респираторной энергометрии, близки к данным, полученным методом прямой энергометрии. Разница не превышает долей процента. 1
Метод определения потребности в энергии газометрическим способом также имеет определенные недостатки: большая трудоемкость исследований, недостаточно надежен при определении расхода энергии у людей с большим разнообразием трудовых операций и процессов различной интенсивности и др.
Метод алиментарной энергометрии основан на точном учете энергетической ценности пищи и контроле за массой тела в динамике в течение 15—16 дней. Испытуемые ежедневно утром после туалета взвешиваются с точностью до 50 г. Параллельно производится учет энергетической ценности потребляемой пищи. В случае равенства расхода энергии и энергоценности пищи масса тела взрослого человека не изменяется. При нарушении этого соответствия масса увеличивается или уменьшается. Прибавка массы тела у взрослых обусловлена в основном накоплением жира в организме. Жировая ткань в среднем содержит 25% воды, поэтому килограмм прибавки массы тела здорового взрослого человека соответствует 6750 ккал (28 242 кДж) Отняв энергетическую ценность жира, накопившегося в организме за период опыта, от величины усвоенной из потребленной пищи энергии, можно с большой достоверностью судить о расходе энергии испытуемыми.
Хронометражно-табличный метод является простым и быстрым методом ориентировочного определения величин энергетических затрат человека. При пользовании этим методом сначала проводится хронометраж суточного бюджета времени и составляется хронограмма дня. Затем, пользуясь специальными таблицами, рассчитывают энергетические затраты по отдельным видам деятельности и за сутки в целом (табл. 4).
1.2 Энергозатраты людей умственного труда
Деление трудоспособного населения в зависимости от характера трудовой деятельности: на две основные группы — занятых умственным трудом и занятых физическим трудом — в современных условиях очень относительно. Высокая механизация и автоматизация не только отдельных производственных процессов, но и цехов и производств в целом все в большей степени сближают труд умственный и физический. При этом устанавливаются одинаково невысокие уровни мышечной загруженности и связанные с ними небольшие величины энергетических затрат. Все это побуждает в равной мере как людей умственного труда, так и людей физического пультового труда изыскивать наиболее эффективные способы вовлечения своей мышечной системы в активную деятельность. Спорт, физическая культура, огородные и садовые работы, выезды за город, туристские походы и др. являются действенными оздоровительными средствами.
При умственной работе и слабом использовании мышечной нагрузки во внеслужебное время энерготраты не превышают 90—110 ккал в час и составляют 2300—2400 ккал в сутки. Такие малые энергетические затраты говорят о крайне недостаточной мышечной нагруженности.
Институт питания РАМН разработал и Министерство здравоохранения утвердило классификацию по величине энергозатрат в процессе производственной деятельности — пять групп — и три группы по возрасту: 1) 18 — 29 лет; 2) 30 — 39 лет; 3) 40 — 59 лет. По величине энергозатрат к первой группе относятся работники преимущественно умственного труда: руководители предприятии и организаций, инженерно-технические работники, труд которых не требует физической активности, научные работники, педагоги, воспитатели, медицинские работники (кроме врачей-хирургов), делопроизводители, секретари и т. д.
Для людей умственного труда рекомендуется калорийность дневного рациона в зависимости от возраста: для мужчин 18 — 29 лет — 2800 ккал, 30 — 39 лет – 2700 ккал, 40 — 59 лет — 2550 ккал, для женщин — соответственно 2400, 2300 и 2200 ккал. Потребность женщин в энергии принимается в среднем на 15 % меньше, чем у мужчин, в связи с менее интенсивным течением обменных процессов и меньшей массой тела.
В сбалансированном полноценном питании жиры должны быть представлены как необходимое пищевое вещество в сочетании с белками, углеводами, витаминами и минеральными солями. Это особенно важно для людей умственного труда. По указанным выше возрастным группам в рационе должно быть жиров для мужчин 103 г, 99 и 93 г и соответственно для женщин — 88 г, 84 и 81 г. Содержание белков в рационах по тем же возрастным группам для людей умственного труда: для мужчин 91 г, 88 и 83 г, для женщин 78 г, 75 и 72 г. Содержание углеводов для мужчин 378 г, 365 и 344 г, для женщин 324 г, 310 и 297 г. Общая калорийность рациона слагается из калорийности входящих в его состав жиров, белков и углеводов. Так, например, если калорийность рациона 2800 ккал (11715 кДж), то получается за счет жиров 103 X 9 = 927, за счет белков 91X 4 = 364, за счет углеводов 378 X 4 = 1512. Существующее представление о необходимости повышенного потребления сахара в период интенсивной умственной деятельности нуждается в пересмотре. Из общего содержания углеводов на долю сахара должно приходиться не более 15 %, примерно 100 г углеводов организм человека должен получать за счет картофеля, овощей, фруктов.