Рафт за книги на NCBI. Услуга на Националната медицинска библиотека, Национални здравни институти.

калории

Комитет по диета и здраве на Националния съвет за научни изследвания (САЩ). Диета и здраве: последици за намаляване на риска от хронични заболявания. Вашингтон (DC): National Academies Press (САЩ); 1989 г.

Диета и здраве: последици за намаляване на риска от хронични заболявания.

Въглехидратите, протеините, мазнините и алкохолът - хранителните макрокомпоненти - са източниците на енергия в диетата. При нормални обстоятелства повече от 95% от тази хранителна енергия се усвоява и абсорбира от стомашно-чревния тракт, за да осигури енергийните нужди на организма. Изследванията на лица с нормално и наднормено тегло не показват значителни разлики в дела на усвоената хранителна енергия. При някои пациенти с поднормено тегло обаче малабсорбцията на хранителни вещества е важен фактор. Хранителната енергия се използва за задоволяване на нуждите на организма, включително синтеза на протеини; поддържане на телесната температура, сърдечния дебит, дишането и мускулната функция; и съхранение и метаболизъм на хранителни източници на енергия. Когато се изразходва повече енергия, отколкото е необходима за метаболизма и физическата активност, излишъкът се съхранява, предимно като мастна тъкан.

Енергия е способността за извършване на работа. В биологичните системи обикновено се измерва в килокалории (kcal) или килоджаули (kJ). Една килокалория (еквивалентно на 4,184 kJ) е количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на 1 kg вода с 1 ° C (например от 15 до 16 ° C) при стандартно атмосферно налягане (760 mm Hg).

Енергиен баланс се отнася до връзката между енергийния прием и енергийните разходи и съхранението на енергия. По-малко енергийни разходи от енергийния прием водят до положителен енергиен баланс и съхранение на енергия главно като телесни мазнини. Увеличеното съхранение на мазнини е подходящо по време на бременност и кърмене, през някои периоди на растеж и развитие и по време на възстановяване след травма или недохранване, но може да не е желателно при други условия. Когато енергийните разходи превишават енергийния прием, енергийният баланс е отрицателен и води до загуба на тегло. Когато приемът е равен на разходите, резултатите от равновесието и телесните мазнини се запазват, независимо дали телесното тегло е над, над или под нормата. Дори при стабилно телесно тегло обаче процентът на телесните мазнини често се увеличава с възрастта, освен ако не се поддържа редовна физическа активност. При същото телесно тегло някои заседнали хора имат относително повече телесни мазнини от тези, които спортуват. По този начин дори при нормални тегла тези индивиди могат да имат повече затлъстяване от желаното.

Продължителният недостатъчен енергиен прием води до недохранване, което се наблюдава в много развиващи се страни и също е проблем за общественото здраве на малцинството от населението на САЩ. В повечето случаи недостатъчният прием на храна е резултат от липса на икономическа възможност за получаване на храна, от заболяване или от физически или психически разстройства, които предотвратяват достатъчно поглъщане или използване на храна, за да се покрият енергийните разходи, или в някои случаи от доброволно ограничаване на храната прием и диета.

Приемане на енергия

Исторически тенденции

Данните за изчезването на храна показват, че енергията, налична в доставките на храни, не се е променила от 1909 до 1982 г., средно 3500 kcal/ден на човек през 1909-1913 г. и 3600 kcal/ден на човек през 1985 г. (вж. Таблица 3-3). Тези суми обаче са значително по-високи от действителните количества, отчетени от физически лица (вж. По-долу). Процентът на общите налични калории от въглехидрати намалява от 57% през 1909-1913 г. на 46% през 1985 г., докато делът на мазнините се увеличава от 32% през 1909-1913 г. до 43% през 1985 г. (вж. Фигура 3-3).

Последни проучвания на енергийния прием

Калоричен прием от мъже и жени е докладван в няколко скорошни проучвания (Beaton et al., 1979; Braitman et al., 1985; Goor et al., 1985; USDA, 1987). Използвайки метода за 24-часово изземване, Beaton et al. (1979) установяват, че средният дневен енергиен прием е 2639 kcal/ден за мъжете и 1793 kcal/ден за жените. Използвайки данни от Националния център за здравна статистика (NCHS), които се основават на 24-часово изземване, Braitman et al. (1985) отчитат приема на 2 359 kcal/ден за мъже и 1639 kcal/ден за жени.

Данните от Националното проучване на потреблението на храна (NFCS) могат да бъдат използвани за сравняване на енергопотребленията през 1965 г. и през 1977 г. Данните от еднократно 24-часово изземване плюс 2-дневни записи показват, че енергийните потребления на мъже на възраст от 9 до 64 години в 1977 г. са с 10 до 17% по-ниски, отколкото през 1965 г. Жените на възраст от 23 до 50 години консумират с 8,5 до 9% по-малко калории през 1977 г., отколкото през 1965 г. (USDA, 1984). Най-висок прием са открити сред по-младите хора. През 1965 г. мъжете на възраст от 15 до 18 години консумират 3 008 kcal/ден в сравнение с 2 698 kcal/ден през 1977 г. „Най-високият прием за жени през 1965 г. е 2146 kcal/ден сред момичетата на възраст от 12 до 14 години. Това намалява до 1 903 kcal/ден до 1977 г. С напредването на възрастта средният калориен прием намалява при мъжете и жените (Goor et al., 1985). Сред 20-годишните мъже приемът, докладван между 1972 и 1978 г. в Проучването за разпространение на клиниките за липиди (LRC, 1980), варира от 2800 до 3500 ккал/ден, но за 59-годишните мъже този диапазон е 1900 до 2600 ккал/ден. Приемът за 20-годишни жени през същия период варира от 2000 до 2200 kcal/ден. Приемът е спаднал до диапазон от 1500 до 1700 ккал/ден до 59-годишна възраст. Тези данни предполагат, че енергийният прием е намалял и за двата пола с приблизително 10% през последните 10 до 20 години.

Фактори, влияещи върху приема на енергия

Калоричният прием се влияе от много променливи, включително възраст, пол, температура на околната среда, разход на енергия, бременност, хормонален статус и диетично поведение. Фигура 6-1 показва ефекта на възрастта върху приема на калории сред американците въз основа на три проучвания: NFCS (USDA, 1984), Проучване на здравните и хранителни изследвания (HANES I) и проучвания на Проучването за разпространение на липидните клиники (Braitman et al., 1985; Goor et al., 1985). И за двата пола приемът на калории достига пик през второто десетилетие от живота и след това намалява. Във всички възрасти мъжете са имали по-висок общ калориен прием от жените и по-висок прием и за трите класа макронутриенти - мазнини, въглехидрати и протеини.

ФИГУРА 6-1

Връзка между приема на калории и възрастта за мъже и жени. Въз основа на данни от три проучвания - Проучването за разпространение на клиники за изследване на липиди (LRC, 1980), Проучването за консумация на храна в цялата страна на Министерството на земеделието на САЩ (USDA, 1980) и (и повече)

Калоричният прием също се влияе умерено от температурата на околната среда: при висока и ниска околна температура приемът на енергия се увеличава. Разходът на енергия също влияе върху приема на калории. Например, бегачите на дълги разстояния имат висококалоричен прием. По-умерените нива на физическа активност могат да увеличат приема на храна от слаби, но не и от затлъстели лица. В проучвания с контролирано метаболитно отделение Woo et al. (1985) сравняват ефекта от три нива на физически разходи върху приема на храна от лица с нормално тегло и затлъстяване. Те отбелязаха, че тъй като енергийните разходи се увеличават чрез увеличаване на времето, прекарано във физическа активност, слабите жени увеличават приема на храна пропорционално на увеличението на енергийните разходи. Затлъстелите жени, от друга страна, не (Woo et al., 1985).

По време на бременността се създава нов живот със собствени енергийни запаси. Поради това обикновено се препоръчва бременните жени да увеличат приема на храна (NRC, 1980). Последните измервания от няколко страни показват, че увеличаването на енергийните нужди и приема на храна по време на бременност може да е по-малко от предложеното преди това (Durnin, 1986). (Вижте раздела за Бременност, по-долу, под Енергиен баланс в специални ситуации.)

Разход на енергия

Измерване на енергийните разходи

Други методи за оценка на енергийните разходи включват дневници за физическа активност, които се използват широко в епидемиологични проучвания, и измерване на сърдечната честота, тъй като тя варира директно в зависимост от нивото на активност. Базалният пулс обаче е лош индекс на енергийния разход в покой.

Компоненти на енергийните разходи

Разходите за енергия могат да бъдат разделени на скорост на метаболизма в покой (RMR), термични ефекти на храната, физическа активност и растеж. RMR е количеството енергия, необходимо за поддържане на телесната температура, възстановяване на вътрешните органи, поддържане на сърдечната функция, поддържане на йонни градиенти в клетките и поддържане на дишането. Това представлява приблизително две трети от общите енергийни разходи. Вторият по големина компонент на енергийните разходи е необходим за физическа работа. Разходът на енергия, необходим за преместване на тялото, е пряко свързан с телесното тегло, с разстоянието, което се премества, и със състоянието на физическата форма.

Топлината, получена след поглъщане на храна, обикновено се нарича термичен ефект на храната (TEF) или индуцирана от диетата термогенеза (DIT). (Преди това се наричаше специфично динамично действие.) Този ефект може да бъде произведен от всяка храна, но консумацията на протеини или въглехидрати води до много по-големи термични ефекти, отколкото консумацията на мазнини.

Има адаптивен компонент към енергийните разходи (адаптивна термогенеза). Остро голямо увеличение или намаляване на енергийния прием, продължаващо повече от няколко дни, е придружено от съответна промяна в общите енергийни разходи. По този начин, общата RMR намалява по време на ограничаване на храната или глад и се увеличава с прехранване; това може да действа по контрарегулиращ начин за намаляване на загубите на енергия (Forbes, 1987; Garrow, 1978; Woo et al., 1985).

Исторически тенденции

Преходът от селскостопанска икономика към производствена икономика, а отскоро и към събиране на информация в заседнало общество е свързан с постоянен спад в енергийния прием, вероятно поради намалените калорични разходи. Средният енергиен прием е използван като заместващо измерване на енергийните разходи, тъй като се предполага, че с течение на времето хората са в енергиен баланс. Между 1965 и 1977 г. средният калориен прием за всички хора е спаднал от 2060 на 1865 ккал/ден. Приемът на протеини е спаднал от 81,5 на 75,5 g/ден, приемът на мазнини е намалял от 99,3 на 85,3 g/ден, а въглехидратите - от 209,8 на 195,7 g/ден (USDA, 1984). През 1985 г. средният дневен енергиен прием от жени за 4 дни е 1,528 kcal (USDA, 1987). Няма преки проучвания на тенденциите в енергийните разходи.

Фактори, влияещи на енергийните разходи

Разходът на енергия в покой зависи от възрастта, пола, телесното тегло, бременността и хормоналния статус. Най-високите нива на енергийни разходи на единица телесно тегло се наблюдават по време на кърмачеството и намаляват през детството. В живота на възрастните спадът продължава с приблизително 2% на десетилетие поради спад в чистата телесна маса. Жените имат по-нисък разход на енергия за единица тегло, отколкото мъжете, вероятно поради по-високия дял на телесните мазнини при жените. Когато се изразява на базата на маса без мазнини, разликите между мъжете и жените и по-младите и възрастните възрастни изчезват. Разходът на енергия в покой е пряко свързан с телесното тегло и обезмаслената маса при мъжете, както и при жените. Хората с високо телесно тегло средно също имат висок разход на енергия в покой. Бременността увеличава енергийните разходи за подпомагане на растежа на плода и увеличаването на майчините тъкани. Няколко хормона, включително тироксин, катехоламини и инсулин, също увеличават енергийните разходи.

Затлъстелите хора имат скромни, но значително по-високи 24-часови енергийни разходи, отколкото тези с нормално тегло (James, 1983). Съществува положителна и значителна връзка между енергийните разходи и обезмаслената маса, телесната повърхност или телесното тегло (Garrow, 1978; Jequier, 1984; Owen et al., 1986, 1987; Ravussin et al., 1988; de Boer и др., 1987). Тъй като телесното тегло се определя по-лесно от специфичните компоненти на телесния състав, базалните енергийни нужди могат да бъдат оценени от телесното тегло, като се използват формулите, изведени от Owen et al. (1986, 1987). Човек може да оцени общите енергийни нужди от оценка на общото ниво на активност (високо, умерено или ниско), както следва:

Базални енергийни нужди = RMR x фактор на активност,

където RMR за мъжете е 900 + 10 x телесно тегло (kg), а за жените е 800 + 7 x телесно тегло (kg), а факторите на активност са 1,2 за ниски нива на активност (заседнал), 1,4 за умерена активност и 1,6 за високи нива на активност (редовни упражнения или ръчен труд).

Данните на Bogardus et al. (1986) и Bouchard и неговите колеги (1986) са показали значим генетичен компонент за скоростта на метаболизма в покой (Fontaine et al., 1985) и показателите за издръжливост, въпреки че има по-малко доказателства за наследствен ефект върху максималната консумация на кислород (VO2 max) (Bouchard et al., 1986). Това предполага, че важните генетични детерминанти влияят върху метаболитната активност. Например намалената скорост на метаболизма може да предскаже началото на наддаване на тегло при някои възрастни (Ravussin et al., 1988) и кърмачета (Roberts et al., 1988).

Използвайки филми със закъснение, Bullen et al. (1964) показват по-ниски нива на физическа активност при затлъстели в сравнение с юноши, които плуват или играят волейбол или тенис. Други обаче са открили малка разлика между нивото на активност на затлъстелите и контролните субекти (Stefanik et al., 1959; Tryon, 1987; Wilkinson et al., 1977). Brownell et al. (1980) отбелязват, че когато се сблъскват с избор между ескалатори и стълби, по-слаби от затлъстели лица използват стълбите.

Няколко, но не всички изследвания показват, че хората със затлъстяване са по-малко физически активни; обаче, за да се тълкува това наблюдение като индикация, че затлъстелите субекти харчат по-малко енергия, трябва да се знае енергийната цена на дейността. Тъй като хората с наднормено тегло трябва да извършват повече физическа работа, за да движат телата си, по-малките общи количества движения могат да добавят към сравними или по-големи общи разходи на енергия.

Waxman и Stunkard (1980) сравняват нивата на активност на слаби и затлъстели момчета в същите семейства. При тази настройка общият енергиен разход, коригиран за енергийните разходи за конкретни дейности, е сравним между сдвоените индивиди. Брей (1983) отбелязва, че ефективността на енергийните разходи в мускулите на затлъстели и слаби субекти е сравнима, но тъй като затлъстелите имат по-голяма тежест, общият им енергиен разход може да бъде по-висок. Една важна разлика в разхода на енергия сред отделните хора може да бъде степента и степента на разстройство. Bogardus et al. (1986) в своите проучвания на индианците от Пима наблюдават важни разлики между различните групи хора в количеството време, прекарано в трептене, когато са изследвани в метаболитна камера.

Енергиен баланс

Измерване на телесните мазнини

Телесните мазнини са основният енергиен запас при хората. Тъй като директният химичен анализ на мазнините е невъзможен при живите човешки същества, са разработени косвени методи за оценка на телесния състав и по този начин измерване на телесните мазнини. Тези методи са обобщени по-долу. Антропометричните методи са неинвазивни, бързи и изискват евтино оборудване. Те включват измервания на височина, тегло, обиколки на тялото, диаметри на тялото и дебелина на кожата. Коефициентът на вариация за височина и тегло е много малък (1 до 2%), но е по-голям за останалите мерки: 5 до 10% за обиколки и до 20% за дебелина на кожните гънки при затлъстели индивиди, чиито кожни гънки често са твърде дебели, за да да се измерва с често използвани шублери (Bray et al., 1978). Разработени са много уравнения за оценка на телесните мазнини от измервания на дебелината на кожните гънки на едно или повече места. Тези уравнения обикновено се влияят от пола, възрастта и етническата група, от която са разработени. Кожните гънки често се използват при епидемиологични проучвания на нормални популации, но трябва да се имат предвид техните ограничения. Като цяло мерките за обиколка са по-малко обект на пристрастия на изследователя и са по-полезни при оценката както на общата телесна мазнина, така и на разпределението на мазнините.

Измерването на телесната плътност е един от най-добрите и най-широко приети методи за оценка на общите телесни мазнини и често се използва като референтен стандарт. Чрез определяне на телесното тегло във въздуха и под вода и коригиране на обема на белите дробове, тялото може да бъде разделено на отделенията си без мазнини. Предполага се, че плътността на отделението без мазнини не варира, но това предположение може да изисква модификация за деца, добре обучени спортисти и възрастни хора. Различни радиоактивни материали (3 H2O, 40 K, 82 Br, 24 Na) и нерадиоактивни вещества (стабилни изотопи, циклопропан, криптон и антипирин) също могат да се използват за оценка на телесните отделения; няколко скорошни метода разшириха обхвата на наличните инструменти за извършване на тези измервания.

Следва списък на техниките, използвани за определяне на телесния състав: