Енергетичні витрати людини та їх складові

Енергетичні витрати людини та їх складові

Функції їжі

5. Раціональне харчування

6. Харчовий статус організму та методика його вивчення

Травна система виконує функції механічної та хімічної переробки їжі, переведення продуктів розщеплення у кров і лімфу та видалення неперетравлених решток. Вона складається із травної трубки (7-8 метрів) та залоз, які розташовані в стінці та поза нею. Трубка утворює багато згинів та петель. Всмоктувальна поверхня травної трубки складає близько 12000 см².

Передній відділ (ротова порожнина, глотка, стравохід) забезпечує прийом їжі, перетирання (подрібнення) та змочування (слина). В глотці відбувається схрещення дихальних шляхів і шляху їжі.

Середній відділ – обробка і всмоктування. Задній відділ – всмоктування води і формування калових мас.

· Травлення та засвоєння їжі організмом

Організм людини постійно потребує поповнення харчовими речовинами. Більшість харчових речовин, які надходять в організм, не можуть використовуватися ним безпосередньо. В процесі життєдіяльності організму вони синтезуються та розпадаються. Ці процеси у всіх клітинах, тканинах і системах відбуваються безперервно та характеризують обмін речовин, які є продуктами життя. Якщо припиняється обмін речовин – припиняється життя.

Надходження та розпад харчових речовин повинні бути збалансованими, щоб не порушувався обмін речовин.

Білки, жири, вуглеводи, мінеральні речовини та вітаміни, які надійшли з їжею, змінюються, перетворившись на субстрати тканин організму, а продукти обміну, які утворилися внаслідок окислення цих речовин, із організму виводяться. Початкові стадії хімічних змін із харчовими продуктами відбуваються у системі травлення. Основа травлення – це розщеплення великих і складних молекул (білків, вуглеводів та жирів) до їх простих компонентів.

Їжа, переміщуючись органами травлення, піддається дії соків, які сприяють її перетравленню. До складу цих соків входять різні хімічні речовини. Легкість, з якою організм розщеплює складні органічні речовини, зумовлена біологічними каталізаторами-ферментами, що містяться в травних соках. Ферменти цілком специфічні – кожен з них діє лише на певну речовину, потребуючи для цього відповідних умов (реакція середовища, температура). Однак дія ферментів – це лише кінцевий результат травлення.

Травленням слід вважати процес фізичних і хімічних змін їжі, що надійшла в організм, внаслідок якого складні харчові речовини перетворюються на простіші, здатні засвоюватися організмом.

· Зміни їжі у ротовій порожнині

До органів ротової порожнини належать: язик, ясна та зуби, а за її межами – три пари великих слинних залоз. У ротовій порожнині починається процес травлення, де їжа піддається механічній обробці, а також початковим хімічним змінам під впливом слини. У ротову порожнину слина потрапляє із трьох пар слинних залоз і багатьох дрібних, розташованих у слизовій оболонці ротової порожнини. Під час жування їжа переміщується в ротовій порожнині язиком, на якому розміщені нервові закінчення, що дають відчуття смаку їжі. Слина, яка складається з води, неорганічних і органічних речовин (солі кальцію, калію, білкової слизистої речовини) сприяє ковтанню їжі. Їжа стає слизькою і легко рухається стравоходом, стінки якого хвилеподібно скорочуються, просуваючи їжу до шлунка.

До складу слини входять ферменти, які розщеплюють вуглеводи. У ротовій порожнині їжа перебуває всього 15-20 с, за цей час вуглеводи не встигають повністю розщепитися, тому дія ферментів слини продовжується в шлунку доти, доки клубок їжі не змочиться власним шлунковим соком (20-30 хв). За добу організм людини виділяє 600-800 мл. слини.

· Травлення їжі у шлунку

Шлунок – це порожнинний орган, який виконує роль резервуара для їжі. Він вміщує до 3 л їжі і бере участь в її перетравленні та поступовому переправленні у кишки. Форму шлунка порівнюють з формою рога, однак вона може змінюватися залежно від положення тіла та ступеня наповнення.

До складу стінок шлунка входить слизова оболонка разом з підслизовим шаром, де розміщені численні трубчаті залози, які виділяють складові компоненти шлункового соку – соляну кислоту та ферменти. Соляна кислота сприяє набуханню білків і прискоренню їх розщеплення. Ферменти шлункового соку сприяють перетравленню їжі. Слизова оболонка ще виділяє слизисту речовину (муцин), яка обгортає частинки їжі та оберігає шлунок від пошкоджень. Шлунковим соком їжа просочується поступово, тому розщеплення білків починається з поверхні клубка їжі, а закінчується в його товщині лише через 20-30 хв. Їжа, що перетравлюється, перебуває в шлунку від 3 до 10 годин.

· Перетравлення у тонкому кишківнику

У тонкому кишківнику закінчується переробка харчових речовин, яка почалася у шлунку і в дванадцятипалій кишці. Тонкий кишківник – це найдовша (5-6 м) і особливо важлива ділянка травного каналу, в якому продовжується та закінчується процес травлення. Тут відбувається розщеплення їжі та всмоктування продуктів.

Дванадцятипала кишка – це одна із тонких кишок, де відбуваються важливі процеси розщеплення білків, жирів та вуглеводів. До неї впадають вивідні протоки печінки та підшлункової залози. Під впливом жовчі, яку виробляє печінка, жири розпадаються на дрібні краплини, а потім за допомогою ферменту травних соків – ліпази (яку виділяє підшлункова залоза та дрібні залози тонких кишок) ці краплини розщеплюються на гліцерин і жирні кислоти і через кишечну стінку всмоктуються в кров.

Під впливом ферменту трипсину, який входить до складу соку підшлункової залози, білки розщеплюються до амінокислот. Цей фермент розщеплює утворені в шлунку пептони та альбумози до амінокислот. Складні цукри (крохмаль, мальтоза та молочний цукор) розщеплюються за допомогою ферментів амілози, мальтози та лактози до простих (дисахариди, глюкоза).

· Травлення у товстому кишківнику

Товстий кишківник – це кінцева ділянка травного каналу. Його довжина сягає 1,5-2 м. Саме тут нагромаджуються неперетравлені залишки їжі, слиз, відмерлі клітини кишківника, жовчні пігменти та велика кількість бактерій, з яких формуються калові маси.

Випорожнення товстого кишківника (дефекація), здійснюється рефлекторно внаслідок подразнення його нагромадженими рештками їжі.

Харчові речовини в шлунку майже не всмоктуються. Цей процес відбувається у тонкому кишківнику, чому сприяють рухи спеціальних виcтупів слизової – ворсинок і мікроворсинок. Продукти перетравлення вуглеводів та білків надходять у кров, а продукти перетравлення жирів – у лімфу, разом з якою попадають у кров. Проходячи через печінку, кров очищується від шкідливих речовин, які могли потрапити до кишківника разом з їжею і всмоктатися в кров. Ці шкідливі речовини виводяться з жовчю через кишківник.

· Функція печінки у процесі травлення

Печінка – це найбільша залоза травної системи. Вона розташована у верхньому відділі черевної порожнини. Печінка своєю поверхнею дотикається до шлунка та стравоходу, дванадцятипалої та товстої кишок, правої нирки та надниркової залози. У місці перетину реберної дуги середньоключичною лінією розміщений жовчний міхур.

Печінка відіграє важливу жовчоутворюючу функцію у процесі травлення. Жовч безперервно утворюється печінковими клітинами. Вона проходить жовчними ходами, утворюючи печінкову протоку. Жовч потрібна для травлення у кишках. У проміжках між травленнями вона нагромаджується в жовчному міхурі, де стає концентрованішою, тому що слизова оболонка міхура всмоктує воду (міхурова жовч). Будова системи жовчовивідних проток дає змогу переміщатися жовчі у напрямку дванадцятипалої кишки та жовчного міхура. Під час перетравлення їжі, яка містить жир, жовч надходить у кишку, тому що при цьому відбувається скорочення жовчного міхура. Під впливом жовчі жири розпадаються на дрібні краплини, а потім розщеплюються ферментами травних соків.

Жовч – це гірка на смак рідина від жовто-коричневого до зеленого кольору. Найважливішим для травлення компонентом жовчі є солі жовч- них кислот, а інші її компоненти – це переважно продукти, що підлягають видаленню.

· Засвоєння їжі

З усіх харчових речовин, що потрапляють в організм, найліпше засвоюються ті, які мають високий вміст білка. Проте мінеральні речовини за такого раціону засвоюються погано. При вживанні продуктів, багатих на вуглеводи, засвоєння білка знижується, а мінеральних речовин – збільшується. До товстої кишки надходить неперетравлена їжа (переважно клітковина). Кишкова мікробна флора розщеплює клітковину, з якої вивільняються поживні речовини, які перетравлюються ферментами та всмоктуються, проте частина вуглеводів бродить, а частина білків гниє. Внаслідок цього утворюються гази та токсичні продукти, що частково всмоктуються в кров. Однак печінка їх знешкоджує. Таким чином, частина продуктів, що не піддається повному розщепленню, не може всмоктатися в тонкому кишківнику і виводиться з організму разом із калом.

Слід зазначити, що продукти тваринного походження засвоюються ліпше, ніж продукти рослинного походження. Тому важливо використовувати змішану їжу, оскільки при цьому значно зростає засвоєння продуктів рослинного походження.

Досить шкідливим для здоров’я людини є переїдання, адже перевантаження органів травлення спричинює передчасне старіння організму. На одній з пірамід Стародавнього Єгипту є напис: “ Людина живе за рахунок 1/4 тієї кількості їжі, яку вона з’їдає, а за рахунок решти 3/4 – живе її лікар”. Любителі добре поїсти та ще й такі страви, як копченості, жирна свинина, смажена картопля, міцна кава чи чай з тістечком, ризикують стати власниками зайвих кілограмів і навіть захворіти на ожиріння. Особливо, якщо звичка переїдати поєднується з малорухливим способом життя та пристрастю до пива й інших алкогольних напоїв. Супутниками зайвих кілограмів є стенокардія, гіпертонія, жовчнокам’яна і сечокам’яна хвороби, захворювання суглобів, цукровий діабет.

Страви потрібно добре і довго жувати. Цим можна досягти двох бажаних ефектів. По-перше, відчуття ситості з’явиться від меншої кількості їжі. По-друге, це поліпшить процес травлення та засвоєння поживних речовин.

Для кращого засвоєння їжі дуже важливо дотримуватися режиму харчування. У певні години, перед прийманням їжі, в організмі виділяється шлунковий сік, завдяки якому їжа потрапляє в сприятливе для перетравлення середовище.

Енергетичні витрати людини та їх складові

Енергетичні витрати людини складаються із витрат на:

· основний обмін;

· фізичну і розумову діяльність;

· процеси травлення та засвоєння їжі (специфічно-динамічну дію їжі).

Для визначення кількості витраченої енергії спожитої їжі використовується одна величина –калорія. У зв’язку з цим енергетична цінність харчових речовин і продуктів вимірювалась у цих одиницях. У міжнародній системі одиниць (СІ) енергетична цінність їжі вимірюється в джоулях (1 ккал –4,184 кДж).

Енергетична цінність харчових речовин –це кількість теплазгорання 1г в них:

1 г білку –4 ккал –16,7 кДж

1 г вуглеводів –4 ккал –16,7 кДж

1 г жиру –9 ккал –37,6 кДж.

Енергетичні витрати людини включають: основний обмін, фізична активність, ріст і лактація, специфічна динамічна дія їжі.

Основний обмін (ОО) - кількість енергії, яка необхідна організму для його функціонування у стані спокою: на роботу серця і кровозабезпечення, легенів, нирок, ендокринних залоз. Для здорового молодого чоловіка з масою тіла 65 кг величина основного обміну буде складати біля 1600 ккал/добу, а для молодої жінки з масою тіла 55 кг вона буде дорівнювати 1400 ккал/добу.

Основний обмін збільшується при:

· збільшенні мускулатури;

· підвищенні температури тіла;

· зростанні функцій щитоподібної залози;

· секреції адреналіну.

Основний обмін зменшується при:

· старінні організму;

· накопиченні жиру;

· при ослабленні функцій щитоподібної залози;

· при недоїданні та виснаженні організму.

Другий компонент пов’язаний з енергетичними витратами під час фізичної роботи, яка може бути різною і активним відпочинком (коливання досягають від 2 до 11 ккал/хвил. і більше).

Третій компонент пов’язаний з віковими змінами потреби в енергії і залежить від специфічності обміну речовин у різних тканинах організму і від маси метаболічно-активних тканин ворганізмі та участі цих тканин в енергетичному обміні.

Четвертий компонент, пов’язаний з специфічно-динамічною дією їжі (його можна розглядати як метаболічну реакцію на прийом їжі, яка залежить від складу її харчових речовин і кількості отриманої з нею енергії.

С пецифічно-динамічна дія їжі (СДД) - витрати енергії на процеси перетравлення та засвоєння їжі і залежить від нутрієнтного складу їжі.

Білки, жири і вуглеводи мають неоднакову здатність стимулювати основний обмін організму, його інтенсивність. Найбільших витрат енергії потребують білки, менших - вуглеводи та жири. Встановлено, що при змішаному харчуванні та оптимальному співвідношенні білків, жирів та вуглеводів затрати становлять 10-15 % від основного обміну. Прийом білків підвищує основний обмін на 30-40 %, прийом жирів - на 4-14 %, а вуглеводів - на 4-7 %. Прийом жирів до початку їжі не тільки не підвищує швидкості основного обміну, але навіть знижує її.

Функції їжі

Їжа, будучи першою життєвою потребою людини, виконує ряд функцій, найголовнішими з яких можна назвати три:

енергетична функція, тобто забезпечення організму енергією (вуглеводи, жири, білки, органічні кислоти, алкоголь);

пластична функція, тобто забезпечення організму пластичними речовинами (білки, мінеральні речовини, жири, вуглеводи);

біорегуляторна функція, тобто забезпечення надходження в організм речовин, з яких утворюються біологічні регулятори обміну речовин у тканинах (білки, вітаміни, мікроелементи, поліненасичені жирні кислоти);

пристосувально —регуляторна функція, тобто забезпечення організму речовинами, які мають виняткове, специфічне значення з точки зору адаптації різних органів та систем до різних умов перебування людини (харчові волокна, вода);

імуно —регуляторна функція, тобто забезпечення організму речовинами, завдяки яким він може протистояти впливу різноманітних чинників, що ушкоджують (білки, вітаміни, мінеральні речовини);

реабілітаційна функція, тобто забезпечення організму речовинами, які сприяють відновленню здоров’я хворих (дієтичні продукти, фармакологічні властивості речовин при їх зменшенні в раціоні або кулінарній обробці)

сигнально—мотиваційна функція, тобто забезпечення організму смаковими речовинами, які сприяють підтриманню на певному рівні харчової мотивації (смакові та екстрактивні речовини).

Раціональне харчування це харчування, яке забезпечує постійність внутрішнього середовища організму і забезпечує всі його життєві прояви при різних умовах праці і побуту. Воно має свої науково обгрунтовані принципи. Так як організм людини підкоряється певним законам термодинаміки, у відповідності із цим сформульований перший принципи:

1.Відповідність надходження енергії до енерговитрат. В нормі має бути певний баланс, або рівновага.

2.Відповідність хімічного складу харчових речовин фізіологічним потребам організму.

3.Максимальна різноманітність раціону.

4.Дотримання оптимального режиму харчування.

Негативні наслідки нераціонального харчування найбільше даються взнаки в крайніх вікових групах населення - в дитячому і похилому віці, а також в усіх вікових категоріях при малорухливому способі життя.

Режим харчування це впершу чергу режим, тривалість і кратність прийомів їжі, інтервали між ними, розподіл об’єму і енергетичної цінності їжі по окремих її прийомах. Дослідженнями фізіологів доведено, що при чітко встановлених прийомах їжі в людини виробляється умовний рефлекс, який регулює секрецію травних соків.

Відносно режиму харчування дуже добре сказав Бірхер-Беннер – видатний швейцарський лікар - натуропат, який працював в кінці ХIХ і на початку ХХ століття в Цюриху: “Потреба їсти часто - хворобливе явище, яке щезає при скороченні числа прийомів їжі. Одночасно щезають і нездужання. Багато спостережень свідчать про зцілюючий ефект великих проміжків між прийомами їжі. Він сформулював 3 основні правила харчування: 1.Їсти повільно, ретельно пережовуючи їжу. 2.Їсти тільки тричі на день. 3.Переставати їсти до наставання почуття насичення.” Ці правила харчування знаходять своє відображення як у працях сучасних лікарів-натуропатів (Г.Шелтон, П.Брег, А.Чейз і ін.), так і в рекомендаціях українських вчених (В.Смоляр, В.Войтенко, Н.Верхратський і ін.)

Тривалість прийому їжі має бути не менше 15-20 хв і не більшою 30-40 хв. Адже центр насиченості або голоду після того, як минуло більше 20 хвилин з моменту початку трапези, перестає сигналізувати про голод і апетит зникає. Тому так важливо їсти, ретельно пережовуючи їжу і надмірно не затягуючи процес прийому їжі.

Відносно кратності прийомів їжі переважна більшість вчених вважає оптимальним 3-4 разове харчування, хоча деякі науковці, Н.Верхратський, О.Уголєв, Г. Шаталова заперечують таку кратність, вважаючи її надмірною. Жоден народ в минулому не харчувався 3 чи 4 рази на день, або частіше. Ще за часів Гіпократа переважно їли двічі на день або один раз, хоча були й такі, як пише Гіпократ: “є багато тих, хто їсть тричі на день досита і легко переносить щедру їжу, тому що до неї звикли”. Відомо, що ще в середні віки в Англії і інших європейських країнах їли двічі на день.

Інтервали між прийомами їжі теж мають значення в режимі харчування. Недоцільними є занадто короткі і задовгі інтервали. Оптимальними вважаються проміжки 4-5 годин між прийомами. Доцільним є розподіл калорійності їжі за прийом: при триразовому харчуванні -30-35 % (від добової калорійності) - сніданок, 45-50 % - обід, 15-20 % - вечеря; а при чотириразовому відповідно: 20-30 %; 10-25 %; 30-40 % і 15-20 %.

Енергетичну цінність харчування прийнято оцінювати в умовних одиницях- кілоджоулях (кДж) або кілокалоріях (ккал), звідси і походить вираз - калорійність раціону, калорійність продуктів. Одна термохімічна кілокалорія дорівнює 4,184 кДж. Калорійність їжі має відповідати енергетичним потребам організму. Складовими частинами енерговитрат організму є: а) витрати енергії на перебіг обмінних процесів організму у спокої, це так званий основний обмін; б) енергетичні затрати на роботу (розумову, фізичну; в) затрати на засвоєння змішаної їжі, тобто специфічно - динамічна дія їжі.

На підставі досліджень затрат енергії осіб різних професій в нашій країні розроблені фізіологічні норми харчування - “Тимчасові.норми харчування населення України“, Київ, 1993. Згідно із ними доросле населення залежно від професійної діяльності поділяється на чотири групи (табл.1).

Раціональне харчування

Раціональне харчування – це повноцінне в кількісному та збалансоване в якісному відношенні харчування, що забезпечує нормальний ріст, фізичний та психофізіологічний розвиток організму,його високу працездатність, активне довголіття та стійкість до несприятливих природних, техногенних, соціальних чинників навколишнього середовища.

Раціональне харчування повинно відповідати таким основним принципам:

1. Бути повноцінним у кількісному відношенні, тобто за енергетичною цінністю (калорійністю) добового раціону відповідати енергетичним витратам організму, з урахуванням не засвоюваної частини раціону.

2. Забезпечувати якісну повноцінність (збалансованість) раціону, тобто оптимальний вміст у ньому всіх харчових речовин в оптимальних кількостях і співвідношенні – білків, жирів (у тому числі тваринних), вуглеводів (у тому числі цукрів, клітковини, харчових волокон), вітамінів, макро-, мікроелементів, смакових речовин.

3. Дотримуватися раціонального режиму харчування: години приймання їжі повинні відповідати біологічним ритмам організму; кількість прийомів їжі повинна бути 3-4 разова для дорослих, 5-6 разова для дітей різного віку; інтервали між прийомами їжі повинні бути відповідно 5-6 годин для дорослих та 3-4 години для дітей. Розподіл добового раціону по окремих прийомах їжі повинен відповідати фізіологічним потребам організму: в ранкову, обідню пору (період фізичної активності організму) енергетична цінність повинна бути відповідно 30-35 % та 45-50 %, після закінчення активного періоду доби ввечері – 20-25 %.

4. Готова їжа повинна відповідати ферментним можливостям травної системи. З цією метою підготовка продуктів та їх кулінарна обробка повинні забезпечувати хороші смакові якості, високу поживність, легкотравність та високу засвоюваність їжі.

5. Їжа повинна бути нешкідливою в токсичному відношенні, тобто у продуктах, готових блюдах не повинно бути токсичних речовин в шкідливих для організму концентраціях.

6. Їжа повинна бути безпечною в епідемічному відношені: в ній повинні бути відсутні збудники інфекційних захворювань з аліментарним механізмом передачі – бактерії, віруси, грибки, простіші, зародки гео- та біогельмінтів.

Порушення кожного з цих принципів може спричинити до зниження рівня здоров’я індивіда чи організованого колективу, виникнення захворювань аліментарного походження.

Серед цих захворювань можна виділити такі:

- захворювання, пов’язані з голодуванням, кількісним і якісним недоїданням (маразм, квашіоркор, гіповітамінози, авітамінози та інші);

- захворювання, пов’язані з переїданням (ожиріння, подагра, гепатити, холецистити, панкреатити, жовчно-кам’яна хвороба тощо);

- захворювання, пов’язані з порушенням режиму харчування (гастрити, виразки шлунку, 12-палої кишки, копростаз та інші);

- захворювання, пов’язані з порушенням кулінарної обробки продуктів (також гастрити, виразкова хвороба, гіповітамінози тощо);

- харчові отруєння: мікробної природи (токсикоінфекції, бактерійні токсикози, мікотоксикози), немікробної етіології (продуктами, отруйними за своєю природою; продуктами, які стали отруйними при порушеннях правил зберігання та інше); продуктами, забрудненими отруйними речовинами (пестицидами, солями важких металів тощо);

- кишкові бактерійні, вірусні, зоонозні інфекції (черевний тиф, паратифи А, В, дизентерія; гепатит А, поліомієліт, ентеровіруси; бруцельоз, ящур, туберкульоз та інші); гео- і біогельмінтози (аскариди, власоглав, бичий, свинячий солітер, тріхінела, риб’ячий солітер, сосальщики тощо);

- ураження продуктами, забрудненими засобами масового знищення у сучасній війні – радіоактивними продуктами ядерних вибухів, бойовими отруйними речовинами, особливо небезпечними бактерійними засобами (РР, ОР, БЗ).

Звідси зрозуміла необхідність постійного медичного контролю за повноцінністю і безпечністю харчування як окремих осіб, так і організованих колективів.

Серед методів такого контролю виділяють: - вивчення і оцінку харчового статусу контрольованих осіб; - виявлення названих аліментарних захворювань; - визначення чи розрахунок енерговитрат та потреб в харчових речовинах; - оцінку фактичного харчування анкетно-опитувальними, бюджетними, ваговими, лабораторними методами, методами санітарного обстеження харчоблоків та розрахунковими методами оцінки калорійності та нутрієнтного складу добового раціону.

Неправильне харчування впливає на розвиток організму, знижує його захисні сили, може бути причиною багатьох хвороб. В.І.Смоляр вважає, що більше ніж половина випадків передчасної смерті (до 65 років) чоловіків і жінок в Україні зумовлена хворобами, в виникненні яких харчування відіграє важливу роль.

Порушення харчування вважають факторами “ризику” у розвитку захворювань серцево-судинної системи, в тому числі і атеросклеротичного процесу. Наукові дані засвідчують зв’язок між неправильним харчуванням, захворюваністю і смертністю від найбільш поширених хвороб, в першу чергу серцево-судинних, багатьох форм раку, жовчно-кам’яної хвороби, ожиріння, подагри, цукрового діабету. Доведено, що поширення багатьох дегенеративних захворювань співпадає з надмірним споживанням калорій за рахунок жирів тваринного походження, простих вуглеводів та недостатнім надходженням вітамінів, поліненасичиних жирних кислот, харчових волокон. Їжа може бути також причиною і фактором передачі різних захворювань інфекційної і неінфекційної природи.

На підставі досліджень затрат енергії осіб різних професій в нашій країні розроблені фізіологічні норми харчування - “Тимчасові норми харчування населення України“, Київ, 1993. Згідно із ними доросле населення залежно від професійної діяльності поділяється на чотири групи.

Закони раціонального харчування