ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 6

ОЦЕНКА ЭНЕРГОТРАТ У ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАЗНЫХ ВИДАХ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Цель работы: изучить способ приближённой оценки энергетических трат у человека при различных видах его деятельности.

Задание:

1. Изучить и законспектировать общие положения по пункту I.

2. Освоить табличный способ оценки энерготрат у человека по пункту II.

3. Определить суточные энерготраты по пункту III (по варианту).

4. Определить собственные суточные энерготраты.

I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Человек, как любой живой организм, представляет собой открытую термодинамическую систему, которая может сохранять свою жизнеспособность благодаря постоянному обмену веществ, энергии и информации с внешней средой. Внешняя среда является источником энергетических ресурсов в виде пищи. Компоненты пищи в организме преобразуются в собственные структуры клеток. Этот процесс называется ассимиляцией.

Ассимиляция - энергозависимый процесс. Энергия для этого добывается посредством окислительного разрушения химических связей органических веществ, накопивших солнечную энергию. Процесс освобождения энергии называется диссимиляцией, а белки, жиры, и углеводы являются для неё сырьем.

Итак, энергия в клетках расходуется на восстановление их структур, на их деление, а также на разнообразные процессы жизнедеятельности. В конечном счёте, обеспеченность энергией определяет работоспособность отдельных клеток и организма в целом. Уровень энерготрат изменяется в зависимости от характера работы человека, состояния окружающей среды (в холодную погоду энерготраты возрастают), состава пищи и индивидуальных особенностей человека (массы тела, возраста и др.).

Энергия, содержащаяся в пище, у человека в течение суток расходуется по трём направлениям:

а) на основной обмен (деятельность внутренних органов в состоянии покоя;
б) на переваривание пищи (соковыделение);
в) на различные виды деятельности.

Энергетические траты человека принято выражать в единицах измерения тепла - больших калориях (килокалориях, ккал) или джоулях (килоджоулях, кдж) и соотношение между ними: 1 ккал = 4,184 кдж.

Суточные энерготраты можно определить несколькими способами: посредством прямой и непрямой калориметрии (по газообмену), по калорийности рациона, а также расчётным способом.

Прямая калориметрия имеет, скорее, историческое значение, так как для измерения теплоты, выделяемой человеком, нужны громоздкие теплоизоляционные камеры. В настоящее время она почти не используется.

Непрямая калориметрия основана на измерении количества конечных продуктов окисления органических веществ (СО₂ азотистых продуктов) и расчёте их исходной энергетической ценности.

II. ТАБЛИЧНЫЙ СПОСОБ РАСЧЁТА ЭНЕРГОТРАТ

При использовании этого способа расчёта энерготрат за "исходные" принимаются данные, которые утверждены для людей 1 группы (всё население по тяжести выполняемой работы делится на 5 групп, см. Табл. 1). Люди 1-ой группы ведут обычный образ жизни без значительных физических нагрузок. Их энерготраты определены на основании соответствующих обследований больших групп людей и включают расходы энергии на домашнюю работу, личную гигиену, ходьбу на работу и т.п.

При определении суточных энерготрат или потребности в энергии у людей той или иной профессии, энерготраты которых превышают таковые у людей 1 группы населения, пользуются утверждёнными нормами (Табл. 1).

Фактически, для вычисления суточных энерготрат человека, занимающегося новым видом деятельности (производственной, спортивной и др.), нужны следующие данные:

1) расход энергии на данный вид деятельности в час на 1 кг массы тела (Табл. 2);

2) сведения о длительности исследуемого вида деятельности.

Общая формула расчёта такова:

Э₂ =[ (Б-А) х В х М ]+ Э₁, где

Э₂- суточные энерготраты при данном виде деятельности;

Б - энерготраты (кдж или ккал) на данный вид деятельности в 1 ч на 1 кг массы тела (Табл. 2);

А - "фоновые" энерготраты (в бодрствующем состоянии в 1 ч на 1 кг массы тела);

В - длительность данного вида деятельности;

М - масса тела (кг);

Э₁ - норма суточной потребности энергии, утверждённая для 1-й группы населения.

Расчёт "фоновых" энерготрат производится следующим образом. Прежде всего, рассчитывается расход энергии во время сна (экспериментами установлено, что энерготраты у людей во время сна составляют около 4,18 кдж (1 ккал) на 1 кг массы тела в час). Следовательно, при 8 ч длительности сна мужчина в возрасте 18-29 лет со средней массой тела в 70 кг за это время суток расходует 2341 кдж. Эту величину вычитают из суточной нормы потребности в энергии, утверждённой для 1 группы населения, а именно их 11715 кдж.

В результате получают энерготраты за 16 час бодрствования, т.е. 9374 кдж. Разделив эту величину на 16 ч и массу тела, определяют "фоновый" расход энергии во время бодрствования (в данном случае 9374 : 16 : 70 = 8,36 кдж в 1 час на 1 кг массы тела). Для расчёта энерготрат у женщины см. в Табл. 1.

Пример вычисления

В экспериментах установлено, что металлург в возрасте 18-29 лет во время работы расходует за 1 час в среднем 1047 кдж (250 ккал) (Табл. 2).

Если учесть, что сон у него в среднем длится 8 час, то за это время расходуется 8 х 4,18 кдж на 1 кг массы тела, а на 70 кг (средняя масса мужчины) - 2341 кдж (во время сна расходуется примерно столько же энергии, сколько на основной обмен). Эту величину следует вычесть из суточных энерготрат, характерных для 1 группы населения, т.е. в обычных условиях жизни. Следовательно, 11715 кдж - 2341 кдж = 9374 кдж. Эта величина соответствует расходу энергии во время бодрствования.

Продолжительность его бодрствования составляет 24 ч - 8 ч (сон) = 16 ч. Тогда за 1 час во время спокойного бодрствования он расходует 9374 : 16 = 586 кдж. Превышение энерготрат во время трудовой деятельности над энерготратами в спокойном состоянии составит: 1047 кдж/ч - 586 кдж/ч = 461 кдж/ч, а за время 8-ми часовой смены - 3688 кдж. Эту величину следует прибавить к норме суточной потребности в энергии, рекомендуемой для 1 группы людей, получится 15400 кдж (3684 ккал). Эти величины очень близки к рекомендованным для 4 группы населения (3700 ккал), к которой относятся металлурги.

III. ОПРЕДЕЛИТЬ (ПО ВАРИАНТУ) СУТОЧНЫЕ ЭНЕРГОЗАТРАТЫ:

Таблица 1

Суточные энерготраты у различных групп населения в зависимости от возраста, пола и интенсивности труда

Таблица 2

Энерготраты человека при разных видах деятельности

 

1. От каких факторов зависит потребность организма в пище?
2. На каком принципе основан табличный способ оценки энерготрат у человека?
3. Как влияет холодный климат на энерготраты человека?
4. Как зависит уровень энерготрат человека от интенсивности его деятельности?
5. На какие нужды тратится энергия, Содержащаяся в пище?