Расход энергии при различных видах физической нагрузки: 2. Расход энергии в покое и при физической нагрузке.

Содержание

2. Расход энергии в покое и при физической нагрузке.

Рост физической нагрузки ведёт к повышению расхода энергии, получаемой из спортивной диеты. Из таблицы мы видим, например, что медленная ходьба увеличивает расход энергии по сравнению со сном в 3 раза, а бег на короткие дистанции — более чем в 40 раз.

Расход энергии в покое и при физической нагрузке.

Характер нагрузки, состояние организма

Расход энергии за 1 мин на 1 кг массы тела, калл

Сон

0,0155

Отдых лёжа (без сна)

0,0183

Умственная работа сидя

0,0243

Чтение вслух

0,025

Стояние во дворе

0,025

Ходьба 50 метров в минуту

0,051

Ходьба 6 км/ч

0,071

Ходьба в помещении 100 м/мин

0,109

Ходьба на лыжах по ровному месту

0,119

Плавание

0,119

Ходьба 8 км/ч

0,1548

Ходьба перемежающаяся с бегом, 140 м/мин

0,1803

Передвижение по полосе препятствий

0,2257

Переползание

0,3548

Бег 60 м на соревнованиях

0,6479

Существенно влияет на энергетические траты уровень тренированности. Спортивная тренировка уменьшает расход энергии предохраняет организм спортсмена от переутомления, укорачивает период восстановления сил после работы, даёт возможность развивать в короткие сроки значительной напряжение.

Достигается это лучшей координацией движений, большей приспособляемостью сердечно-сосудистой и дыхательной систем к работе, а также определёнными сдвигами в

обменных процессах.

3. Энергозатраты в легкой атлетике.

Энергетические потребности организма спортсменов в несколько раз выше, чем у нетренированных людей. Если считать, что на долю мускулатуры может приходиться до трех четвертей общей массы тела, то становятся понятными такие запросы мышц. У человека на окислительные процессы в мышцах в условиях покоя расходуется около 30 % всего потребляемого организмом кислорода. Здесь мы имеем в виду, что на мышцы приходится почти одна треть основного обмена.

По оценкам ученых, во время тренировок атлеты расходуют до 40 % суточных энергозатрат. Это обусловливается продолжительными разминками и тренировочными занятиями, особенно в некоторых видах легкой атлетики. Существуют виды спорта, например триатлон, марафон, десятиборье, где энергозатраты во время соревнований достаточно высоки.

Таким образом, при физической нагрузке повышение интенсивности обмена веществ связано прежде всего с работой мышц. Другим органом, в котором резко возрастает метаболизм и соответственно энергозатраты, является сердце. Принято считать, что при интенсивной нагрузке общий обмен веществ возрастает примерно в 10 раз.

В различных видах спорта в качестве источников энергии используются различные энергетические составляющие. Для многих видов на выносливость, когда выполнение физических упражнений проходит в аэробном режиме, основными источниками энергии являются углеводы и жиры. Это связано с тем, что ткани в достаточной мере снабжаются кислородом, который используется для «сжигания» как углеводов, так и жиров. Причем большую часть энергии при продолжительном аэробном метаболизме дают жиры.

Анаэробный метаболизм предполагает использование только углеводов, которые превращаются в лактат.

Значительные энергозатраты в условиях тренировок и соревнований должны в определенной мере компенсироваться поступлением в организм широкого спектра питательных веществ. Для предотвращения потерь веса или, наоборот, как в некоторых видах спорта, чрезмерного увеличения жировой прослойки необходим баланс между расходом энергии и ее поступлением.

Стремление каждого спортсмена снизить скорость катаболических процессов оправдано. Ведь таким образом Вы препятствуете разрушению своих мышц. Именно мышечный белок используется организмом для возмещения энергозатрат при недостаточном поступлении энергетических источников. Поэтому очень важно уравновесить потери и приток энергии. Без научного подхода к решению этого вопроса не обойтись. Именно сбалансированное питание способно препятствовать разрушительному действию катаболизма на мышечные ткани.

Простое уравнивание энергозатрат и энергопоступления не решает задачи сбалансированного питания. Весьма важным условием является использование в качестве источников энергии подходящие продукты питания. Это обусловлено тем, что физическая нагрузка действует на наш организм как стресс. А последствия такого действия могут поразному отразиться на тех или иных сторонах обмена веществ.

Как и на что организм расходует энергию. Как рассчитать энергозатраты человека | YamDiet – Свежая диетическая еда | Доставка здоровой еды

Расход энергии в организме можно разделить на 2 группы: основной обмен и дополнительный обмен. Как же их рассчитать и определить энергозатраты человека?

Наиболее точно, определить расход энергии организма можно с помощью клинической диагностики. В настоящее время для определения расхода энергии, в большинстве случаев, применяют метод непрямой калориметрии для оценки основного обмена и нагрузочно-респираторную калориметрию для получения информации о расходе энергии на разных ступенях физической нагрузки. Современные метаболические анализаторы позволяют определить расход энергии организмом с минимальной погрешностью. Так же обычно проводится индивидуальное исследование желудочно-кишечного тракта, на основе которого можно более точного определить специфическое динамическое действие пищи и дать необходимые рекомендации в питании. Существует ряд других исследований, которые позволяют максимально точно определить суточную потребность организма в энергии и макронутриентах (белках, жирах и углеводах), и, соответственно, наиболее точно подобрать индивидуальный рацион питания и составить оптимальную программу нагрузок. Мы настоятельно рекомендуем обратиться к профессиональному диетологу и пройти все необходимые обследования для составления оптимальной программы контроля веса.

Для тех, кто не любит докторов.

На основании многочисленных определений основного обмена у людей, составлены таблицы усредненных нормальных величин этого показателя в зависимости от возраста, пола и общей поверхности тела.

Также существует множество формул и методик для определения усредненного основного обмена (по Дюбойсу, по Дрейеру, по Гаррису-Бенедикту). В последнее время популярность получила методика Миффлина — Сан Жеора (Mifflin St Jeor). Существует еще формула Кэтча-МакАрдла (Katch-McArdle), которая рассчитывает показатель основного обмена на свободной от жира массе тела. Соответственно, чтобы ей воспользоваться, нужно знать процент жира вашего организма. Какой бы метод или формулу вы не использовали полученные данные будут не сильно отличаются от среднестатистических.

Кроме того, есть еще такое понятие как специфическое динамическое действие пищи (СДД) — энергетические затраты организма, связанные с потреблением и перевариванием пищи. Усреднённая цифра СДД — это 10% от основного обмена.

После расчета основного обмена необходимо определить дополнительный обмен. Существует усредненная классификация величин дополнительного обмена в зависимости от профессиональной деятельности или физических нагрузок, которую принято называть коэффициентом физической активности.

Например, формулы для расчета основной метаболической нормы по методу Миффлина — Сан Жеора выглядят так:

  • Мужчины: 10 х вес (в кг) + 6,25 х рост (в см) – 5 х возраст (в годах) + 5
  • Женщины: 10 х вес (в кг) + 6,25 х рост (в см) – 5 х возраст (в годах) – 161

Рассчитав среднестатистическую величину основного обмена, можно вычислить и величину дополнительного обмена. Для этого умножаем полученное число на коэффициент физической активности.

Коэффициенты физической активности:

  1. Минимальные нагрузки (работники умственного труда, сидячая работа) = 0.2
  2. Немного дневной активности или легкие упражнения 1-3 раза в неделю = 0.375
  3. Работа средней тяжести или тренировки 4-5 раз в неделю = 0.4625
  4. Интенсивные тренировки 4-5 раз в неделю = 0.550
  5. Ежедневные тренировки = 0.6375
  6. Ежедневные интенсивные тренировки или тренировки 2 раза в день = 0.725
  7. Тяжелая физическая работа или интенсивные тренировки 2 раза в день = 0.9

Для примера рассчитаем расход энергии для женщины руководителя, возраст которой — 35 лет, рост – 166 см. и вес 65 кг.
Основной обмен = (10 х 65) + (6,25 х 166) – (5 х 35) – 161 = 1351,5
Специфическое динамическое действие пищи = 135,15
Дополнительный обмен = (1351,5 + 135,15) х 0,375 = 557,49
Итак: усредненный дневной расход энергии = 1351,5 + 135,15 + 557,5 = 2044,15

Чтобы узнать норму, которая обеспечит при этом потерю веса, необходимо отнять от получившейся суммы 10 — 30%.
30% от 2044,15 = 613,245
2044,15 – 613,245 = 1430,9

Нижний предел дневной калорийности рациона за который категорически нельзя опускаться, можно рассчитать по формуле:
Вес (в граммах)/450*8
65000 / 450 х 8 = 1155,5

Организовать питание, чтобы постоянно держать заданный лимит калорий достаточно сложно, поэтому если вы самостоятельно рассчитываете и готовите свой рацион питания, определите коридор калорий.
Калории для похудения — 200 = нижний предел диапазона
Калории для похудения + 100 = верхний предел диапазона
Для комфортного похудения и избежания срывов не рекомендуется снижать калорийность дневного рациона ниже 1200 кКал и категорически запрещается уменьшать калорийность питания ниже предела дневной калорийности. В нашем примере это 1150 кКал, поэтому в случае, если Ваш нижний предел оказался ниже 1200, необходимо лишние калории сжигать за счёт физических нагрузок.

Как рассчитать расход энергии при физических нагрузках?

Мы уже упоминали о методе клинической диагностики — нагрузочно респираторной калориметрии, при помощи которой можно получить информацию об индивидуальном расходе энергии на разных ступенях физической нагрузки.

На основе множества наблюдений и измерений определены среднестатистические значения расхода энергии при различных физических нагрузках. Таблицу с этими значениями вы можете найти здесь(ссылка).

Умножьте ваш основной обмен на усредненный коэффициент из таблицы, разделите полученное значение на 24 (часов в сутки) и умножьте на время затрачиваемое на выбранный вид деятельности.

Например:

Основной обмен женщины из расчёта выше 1351,5. Рассчитаем затраты при медленной ходьбе, прогулке в течении 1-го часа. Коэффициент этого вида физической активности = 2,7, соответственно: 1351,5 х 2,7 / 24 х 1 = 152

При составлении плана и графика физических нагрузок, обращайте внимание не только на потраченные калории, но и чтобы упражнения приносили вам удовольствие и не в коем случае не перегружали сердечно-сосудистую и нервную системы, мышцы, кости и связки. Если вы самостоятельно хотите определить оптимальную нагрузку, то мы рекомендуем: в первую очередь прислушаться к своему телу и его реакциям, если вы ощущаете дискомфорт и болевые ощущения – это серьезный повод для коррекции программы. И во вторых следует повышать интенсивность занятий постепенно, предоставив организму возможность привыкнуть к новому образу жизни. Резкое увеличение нагрузок может навредить неподготовленному организму и скорее всего вызовет неприязнь на психологическом уровне. Так же мы рекомендуем в обязательном порядке следить за сердечным ритмом или по научному за частотой сердечных сокращений (ЧСС). Постоянный контроль ЧСС не только предотвратит переутомление и травмы, но и позволит не тратить часы на тренировки вполсилы.

Определить оптимальную частоту сердечных сокращений вашего организма можно при помощи клинической диагностики сердечно-сосудистой системы. Так же мы настоятельно рекомендуем проконсультироваться с профессиональным фитнес тренером для составления оптимального плана и графика физических нагрузок.

Усредненные данные ЧСС для людей со слабой физической подготовкой вы можете увидеть в таблице:

Возраст Нижняя граница Верхняя граница
До 30 110 120
31-40 100 110
41-50 90 100
51-60 80 90

В следующей статье мы постараемся написать, как рассчитать поступающую в организм энергию и составить сбалансированный план питания.

Получайте полезные новости в наших социальных сетях:

Instagram | Facebook | VK | Блог

Энергозатраты при выполнении упражнений классической аэробики. Реферат энергозатраты при физической нагрузке разной интенсивности

Во время работы со штангой, гантелями или на тренажере Вы сжигаете накопленные калории. Но это не конец процесса. В период тренировок обмен веществ набирает скорость и сохраняет это ускорение в течение какого-то времени после ухода из зала. Получается, что во время отдыха сразу после тренировки процесс сжигания калорий (расход калорий) продолжается.

Основоположник идеи энергозатрат на мышечную работу B.C. Фарфель выделил четыре зоны мощности, (в дальнейшем работы других авторов лишь развивали и дополняли их). Анализ работ различных исследователей, связанных с энергозатратами, позволяет выделить пять зон примерного расхода энергии при выполнении различных видов физических упражнений атдетами при продолжительности занятий 80- 90 минут.

Таблица расхода калорий для женщин с массой тела 50,0-60,0 кг:

1 зона — «очень низких» нагрузок 290-390 ккал,

2 зона — «низких» нагрузок 390-485 ккал,

3 зона — «средних» нагрузок 485- 590 ккал,

4 зона — «высоких» нагрузок 590-710 ккал,

5 зона — «очень высоких» нагрузок 720-890 ккал.

Таблица расхода калорий для мужчин с массой тела 65,0-75,0 кг:

1 зона — «очень низких» нагрузок 390-495 ккал,

2 зона — «низкая» нагрузок 500- 610 ккал,

3 зона — «средних» нагрузок 615-725 ккал,

4 зона — «высоких» нагрузок 725-840 ккал,

5 зона — «очень высоких» нагрузок 840-1060 ккал.

Таблица расхода калорий поможет рассчитывать Ваши энергозатраты:

Двигательная деятельность

Энергозатраты

расход калорий при физических упражнениях

Циклические упражнения

Ходьба прогулочная (70-80 шагов в мин)

9,0-10,0 км/ч

11,0-13,0 км/ч

Ходьба на лыжах

9,0-10,0 км/ч

11,0-13,0 км/ч

Плавание

Катание на коньках

Циклические спринтерские упражнения

Бег с максимальной скоростью

Беговые упражнения

Игровые упражнения

Волейбол

Бадминтон

Подвижные игры

Настольный теннис

Ручной мяч

Баскетбол

Единоборства

Фехтование

Скоростно-силовые упражнения

Бросковые упражнения

Прыжковые упражнения

Координационные упражнения различной сложности

Утренняя гимнастика

Общеразвивающие упражнения (легко)

Общеразвивающие упражнения (энергично)

Аэробная гамнастика (низкой интенсивности)

Аэробная гимнастика (высокой интенсивности)

Стрельба

В представленной таблице приведен примерный расход энергии, затрачиваемой спортсменами при выполнении различных физических упражнений. Она поможет Вам с легкостью рассчитать расход калорий любой вашей тренировки. Таблица разработана Р.И. Купчиновым по результатам, полученным различными исследователями. В литературных источниках энергозатраты приводятся в других единицах исчисления:

в системе СИ 1 ккал = = 4,1868 Дж;

1 МЕТ (метаболическая единица) = 3,5 ккал.

Ориентиром качественной нагрузки для «завсегдатых тренажерного зала» считается такая нагрузка, которая позволяет потратить за одно занятие (80-90 мин) приблизительно 600-700 ккал. Такой минимум вполне можно выполнить при примерном объеме средств, применяемых на занятиях при интенсивности нагрузки:

  • 30% времени (от времени всего занятия) при частоте сердечных сокращений (ЧСС) — 100-120 уд./мин или 110- 125 ккал;
  • 50% — при 130-160 уд./мин или 330-385 ккал;
  • 20% — при 160-180 уд./мин или 160-190 ккал.

У атлетов 720-840 ккал соответственно:

  • 215-250 ккал,
  • 360- 420 ккал,
  • 145-170 ккал.

Теперь, когда Вы знаете, как вести учёт своих энергозатрат, смело допивайте свои протеиновые коктейли и вперёд на тренажеры качаться! И не забудьте про

Превращения энергии и обмен веществ являются по сути совокупным процессом. Они тесно связаны друг с другом, поскольку обмен веществ невозможен без расходования энергии и, соответственно, невозможно превращение энергии без полноценного обмена веществ. Ведь энергия не может появляться либо пропадать — она лишь видоизменяется. Механическая энергия превращается в тепловую либо наоборот; при определенных условиях тепловая энергия превращается в механическую, а электрическая энергия — в тепловую и так далее. В конечном итоге все виды энергии человеческий организм направляет в виде тепловой энергии в окружающую среду. Для того, чтобы иметь детальное представление о количестве расходуемой организмом энергии, необходимо измерить количество тепла, поступающее во внешнюю среду.

Единица измерения тепловой энергии — калории. Большой калорией принято называть количество тепла, затрачиваемое на нагрев 1 л воды на 1° (на одну килокалорию), а малая калория — это количество тепла, расходуемое на нагрев1 мл воды на одну килокалорию.

В условиях абсолютного покоя человек тратит определенное количество энергии. Такой расход обуславливается тем что в человеческом организме постоянно расходуется энергия, тесно связанная с его нормальным функционированием. Огромное количество энергии расходует сердце, дыхательные мышцы, почки, печень, а также все другие ткани и органы живого организма. Энергия, расходуемая организмом в состоянии покоя, натощак, то есть примерно через 11-16 часов после приема пищи, и при внешней температуре 15-20° — это и есть основной обмен организма.

Основной обмен, протекающий у здорового взрослого человека составляет в среднем 1 килокалорию из расчета на 1 кг массы в течение 1 ч. Если вес человека составляет 75 кг, то основной обмен подсчитывается следующим образом 75 * 24 = 1 800 килокалорий. Это количество энергии, расходуемое на обеспечение жизнедеятельности организма и полноценного функционирования всех органов. Основной обмен организма зависит от возраста, пола, веса человека и роста. У мужчин основной обмен гораздо больше, чем у женщин аналогичного веса (это зависит еще и от структуры тела — смотря сколько в нем жира либо мышечной массы).

Некоторые изменения основного обмена происходят при нарушении функционирования желез внутренней секреции. К примеру, усиление работы щитовидной железы ведет к увеличению основного обмена.

Расходование энергии при активной деятельности.

Основной обмен у большинства взрослых здоровых людей составляет в среднем около 1 800-2100 Ккалорий. При активной мышечной деятельности расход энергии очень быстро увеличивается: и чем тяжелее такая мышечная работа, соответственно, тем и больше энергии расходует человек. По количеству расходуемой энергии людей различных профессий можно условно делить на несколько групп.

  • 1-я группа. Работа в положении сидя, не требующая значительных мышечных движений: как правило, это офисные работники (библиотекарь, офисный работник, фармацевт и др.) они тратят в примерно 2 250 — 2 450 больших калорий.
  • 2-я группа. Мышечная деятельность в положении сидя (ювелир, учитель, регистратор и др.) они расходуют примерно 2 650 — 2 850 ккалорий.
  • 3-я группа. Незначительная мышечная работа (врач, почтальон, диджей, официант) — около 3 100 ккалорий.
  • 4-я группа. Очень напряженная мышечная работа (автослесарь, тренер, маляр, дирижер) — около 3 500 — 3 700 ккалорий.
  • 5-я группа. Физически тяжелый труд (профессиональный спортсмен, цеховой рабочий) — около 4 100 ккалорий.
  • 6-я группа. Весьма тяжелый труд (шахтер, каменщик) — примерно 5 100 ккалорий и даже более.

Необходимо учитывать, что при умственной работе расходуется весьма незначительное количество энергии. Именно поэтому умственная работа — это не повод кушать шоколадки.

Примерные затраты энергии при различных видах деятельности человека

Вид деятельности

Затраты,
ккал/(час*1кг массы)

Сон
Отдых лежа (без сна)
Еда сидя
Чтение
Чтение вслух
Езда на автомобиле
Письменная работа сидя
Умывание
Шитье
Езда в транспорте
Печатание на машинке
Вождение автомобиля
Подметание пола
Игра на фортепьяно
Гребля (50 м/мин)
Работа на садовом участке
Стирка вручную
Плавание (10 м/мин)
Катание на коньках
Ходьба по ровной дороге (4 км/час)
Езда на велосипеде
Мытье окон
Зарядка
Настольный теннис
Волейбол
Верховая езда
Гимнастические упражнения вольные
Ходьба по ровной дороге (6 км/час)
Бадминтон
Бег «трусцой» по ровной дороге
Гребля (80 м/мин)
Ходьба в гору (2 км/час)
Пилка дров
Большой теннис
Футбол
Баскетбол
Бег со скоростью 9 км/час
Ходьба по ровной дороге (8 км/час)
Плавание (50 м/мин)
Борьба
Ходьба на лыжах (12 км/час)
Бег со скоростью 12 км/час
Бокс
Бег со скоростью 15 км/час
Работа топором
Трудовая деятельность
работа барменом
работа плотником
работа спортивным тренером
работа барменом
работа плотником
работа спортивным тренером
работа шахтером
работа за компьютером
Строительство
работа клерком
работа пожарником
работа лесником
работа оператором тяжелых машин
тяжелые ручные инструменты
уход за лошадьми
работа в офисе
работа каменщиком
работа массажистом
работа полицейским
учеба в классе
работа сталелитейщиком
работа актером в театре
работа шофером грузовика
Дела по дому
уход за ребенком (купание, кормление)
детские игры
приготовление еды
покупка продуктов
тяжелая уборка
Перемещение мебели
перенос коробок
распаковка коробок
игры с ребенком (умеренная активность)
игры с ребенком (высокая активность)
чтение сидя
стояние в очереди
Сон
просмотр телепередач
Фитнес, аэробика
аэробика лёгкая
аэробика интенсивная
степ-аэробика легкая
степ-аэробика интенсивная
водная аэробика
велосипедный тренажер (средняя активность)
велосипедный тренажер (высокая активность)
ритмическая гимнастика (тяжелая)
ритмическая гимнастика (легкая)
тренажеры типа «наездник»
гребной тренажер (средняя активность)
лыжный тренажер
растягивания (хатха-йога)
подъем тяжестей
интенсивный подъем тяжестей
Спорт
стрельба из лука
бадминтон
баскетбол
бильярд
горный велосипед
велосипед 20 км/ч
велосипед 25 км/ч
велосипед 30 км/ч
велосипед 35+ км/ч
кегли
бокс
керлинг
быстрые танцы
медленные танцы
фехтование
американский футбол
гольф
гандбол
ходьба на природе
хоккей
верховая езда
гребля на байдарке
восточные единоборства
ориентирование на местности
спортивная ходьба
ракетбол
альпинизм (восхождение)
катание на роликах
прыжки с веревкой
бег 8,5 км/ч
бег 10 км/ч
бег 15 км/ч
бег на природе
катание на скейтборде
бег на лыжах
катание с гор на лыжах
санный спорт
плавание с маской и трубкой
футбол
софтбол
плавание (общее)
быстрое плавание
плавание на спине
плавание (брасс)
плавание (баттерфляй)
плавание (кроль)
теннис
волейбол (игра)
волейбол (соревнования)
пляжный волейбол
ходьба 6 км/ч
ходьба 7 км/ч
ходьба 8 км/ч
быстрая ходьба
водные лыжи
водное поло
водный волейбол
борьба
Работа на даче
работа в огороде (общая)
рубка дров
выкапывание ям
складывание, переноска дров
работа в огороде (прополка)
укладывание дерна
работа с газонокосилкой
посадка в огороде
посадка деревьев
работа граблями
уборка листьев
ручная уборка снега
Ремонт дома или машины
починка машины
плотницкие работы
починка мебели
прочистка водостоков
укладка ковра или кафеля
кровельные работы
электропроводка

Чтобы узнать свои энергозатраты, нужно умножить коэффициент на свой вес и на продолжительность физической активности.

Например, если вы весите 70 кг и занимаетесь интенсивной аэробикой на протяжении 30 минут.

Вы израсходуете: 7,4 * 30 / 60 * 70 = 258 ккал.

Если вы решились похудеть, обязательно учитывайте при составлении рациона дополнительные расходы энергии. Также не забывайте о возрасте: если вам уже исполнилось 35 лет, каждые 10 лет уменьшайте калорийность пищи на 100 ккал. Почему это важно? Диетологи предупреждают, что ежедневное превышение личной нормы калорий на 200 ккал ведет к отложению 8-9 кг лишнего жира.

Как рассчитать свои ежедневные энергозатраты

На основной метаболизм здоровый взрослый мужчина с массой тела 70 кг в среднем тратит около 1700 ккал в день, а женщина с массой тела 60 кг — 1400 ккал. Подсчитать дополнительный расход энергии на различные виды активности предлагаем с помощью простой формулы и таблиц.

Если вы весите 60 кг, и занимались аэробикой в течение 20 минут, умножьте эти показатели на коэффициент энерготрат:

0,123 х 60 (кг) х 20 (мин) = 147,6 калорий.

Таблица энергозатрат при различных видах деятельности

Таблица энергозатрат при занятиях спортом

В завершении напоминм: если ваша работа не связана с физическими нагрузками, для восполнения суточных энергозатрат вам следует употреблять 2000-2500 ккал. Работникам сферы обслуживания и людям, занимающимся механизированным трудом, понадобиться до 3000 ккал. Если же вы заняты тяжелым физическим трудом — не бойтесь употреблять 4000 ккал в сутки.

Мария Ниткина

Интенсивность обменных процессов в организме значительно возрастает в условиях физической нагрузки. Чем больше мышечная работа, тем сильнее возрастает расход энергии. Прямая зависимость величины энергозатрат от тяжести нагрузки позволяет использовать уровень энергозатрат в качестве одного из показателей интенсивности выполняемой работы. В качестве еще одного критерия для определения интенсивности физической работы, выполняемой организмом, может быть принята скорость потребления кислорода. Однако этот показатель при тяжелой физической нагрузке не отражает точного расхода энергии, так как часть энергии организм получает за счет анаэробных процессов гликолиза, идущих без затраты кислорода. Безусловно, для совершения каких-либо физических упражнений, нагрузок, требуется большое количество энергии. Энергия тратится на сокращение мышц, при этом, чем дольше нагрузки или чем они больше, тем большее количество энергии. Также энергия тратится и на поддержание определённой температуры.

Зона максимальной мощности. В ее пределах может выполняться работа, требующая предельно быстрых движений. Ни при какой другой работе не освобождается столько энергии, сколько при работе с максимальной мощностью. Кислородный запрос в единицу времени самый большой, потребление организмом кислорода незначительно. Работа мышц совершается почти полностью за счет бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос организма удовлетворяется уже после работы, т.е. запрос во время работы почти равен кислородному долгу. Дыхание незначительно: на протяжении 10-20 с, в течение которых совершается работа, спортсмен либо не дышит, либо делает несколько коротких вдохов. Зато после финиша дыхание его еще долго усилено, в это время погашается кислородный долг. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы.

Зона субмаксимальной мощности: в мышцах протекают не только анаэробные процессы, но и процессы аэробного окисления, доля которых увеличивается к концу работы из-за постепенного усиления кровообращения. Интенсивность дыхания также всё время возрастает до самого конца работы. Процессы аэробного окисления хотя и возрастают на протяжении работы, всё же отстают от процессов бескислородного распада. Всё время прогрессирует кислородная задолженность. Кислородный долг к концу работы больше, чем при максимальной мощности. В крови происходят большие химические сдвиги.

К концу работы в зоне субмаксимальной мощности резко усиливается дыхание и кровообращение, возникает большой кислородный долг и выраженные сдвиги в кислотно-щелочном и водно-солевом равновесии крови. Это может вызвать повышение температуры крови на 1 — 2 градуса, что может повлиять на состояние нервных центров.

Итак, в результате повторных нагрузок определенной мощности на тренировочных занятиях организм адаптируется к соответствующей работе благодаря совершенствованию физиологических и биохимических процессов, особенностей функционирования систем организма. Повышается КПД при выполнении работы определенной мощности, повышается тренированность, растут спортивные результаты.

Энергетические затраты организма в условиях физической нагрузки. Интенсивность обменных процессов в организме значи­тельно возрастает в условиях физической нагрузки. Прямая зависи­мость величины энергозатрат от тяжести нагрузки позволяет испо­льзовать уровень энергозатрат в качестве одного из показателей ин­тенсивности выполняемой работы (табл. 10.5).

В качестве еще одно­го критерия для определения интенсивности физической работы, выполняемой организмом, может быть принята скорость потребле­ния кислорода. Однако, этот показатель при тяжелой физической нагрузке не отражает точного расхода энергии, так как часть энер­гии организм получает за счет анаэробных процессов гликолиза, идущих без затраты кислорода.

Рабочая прибавка

Разница между величинами энергозатрат организма на выполнение различных видов работ и энергозатрат на основной обмен состав­ляет так называемую рабочую прибавку .

Предельно допустимая по тяжести работа, выполняемая на протяжении ряда лет, не должна превышать по энергозатратам уровень основного обмена для данно­го индивидуума более, чем в три раза.

Умственный труд не требует столь значительных энергозатрат, как физический. Энергозатраты организма возрастают при умственной работе в среднем лишь на 2-3%. Умственный труд, сопровожда­ющийся легкой мышечной деятельностью, психоэмоциональным на­пряжением, приводит к повышению энергозатрат уже на 11-19% и более.

Специфически-динамическое действие пищи

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 (см. также гл.9).

Увеличение энергозатрат организма выше уровня, имевшего место до приема пищи, проявляется примерно через час после приема пищи, достигает максимума через три часа, что обусловлено разви­тием к этому времени высокой интенсивности процессов пищева­рения, всасывания и ресинтеза поступающих в организм веществ. Специфически-динамическое действие пищи может продолжаться 12-18 часов. Оно наиболее выражено при приеме белковой пищи, повышающей интенсивность обмена веществ до 30%, и менее зна­чительно при приеме смешанной пищи, повышающей интенсивность обмена на 6-15%.

Уровень общих энергозатрат, как и Основной Обмен, зависит от возраста:

Суточный расход энергии возрастает у детей с 800 ккал (6 мес -1 год) до 2850 ккал (11-14 лет).

Резкий прирост энергозатрат имеет место у подростков-юношей 14-17 лет (3150 ккал).

После 40 лет энергозатраты снижаются и к 80 годам составляют около 2000-2200 ккал/сутки.

Умственный труд не требует столь значительных энергозатрат, как физический. Энергозатраты организма возрастают при умственной работе в среднем лишь на 2-3%. Умственный труд, сопровождающийся легкой мышечной деятельностью, психоэмоциональным напряжением, приводит к повышению энергозатрат уже на 11-19% и более. Уровень общих энергозатрат, как и ОО, зависит от возраста: суточный расход энергии возрастает у детей с 800 ккал (6 мес -1 год) до 2850 ккал (11-14 лет). Резкий прирост энергозатрат имеет место у подростков-юношей 14-17 лет (3150 ккал). После 40 лет энергозатраты снижаются и к 80 годам составляют около 2000-2200 ккал/сутки. В повседневной жизни уровень энергозатрат у взрослого человека зависит не только от особенностей выполняемой работы, но и от общего уровня двигательной активности, характера отдыха и социальных условий жизни.

В повседневной жизни уровень энергозатрат у взрослого человека зависит не только от особенностей выполняемой работы, но и от общего уровня двигательной активности, характера отдыха и соци­альных условий жизни.

Валовый ЭО

Для характеристики валового энергетического обмена используется понятие основного обмена и обмена при различных видах деятельности. Основной обмен характеризуется величиной энергетических трат в условиях полного мышечного покоя, в стандартных условиях (при комфортной температуре среды, спустя 12 — 16 ч после приема пищи, в положении лежа). Расход энергии в этих условиях составляет 4,2 кДж в 1 ч на 1 кг массы тела.

Незначительные отклонения от этих условий приводят к изменению уровня обмена. После приема пищи происходит увеличение обмена в результате ее специфически динамического действия. Наиболее резкое повышение обмена (на 20 — 30%) происходит при потреблении белковой пищи. Смешанная углеводная я жировая пища вызывает повышение обмена на 10 — 15%. Повышение температуры тела на ГС вызывает увеличение обмена в среднем на 5%.

Величина теплоотдачи тесно связана с площадью поверхности тела (правило поверхности Рубнера). Поэтому расход энергии в условиях основного обмена на единицу поверхности у разных видов животных имеет значительно меньший разброс, чем на единицу массы тела. Так, у мыши, собаки и лошади относительные величины основного обмена составляют 4989, 4363 и 3944 кДж/м 2 в сутки. При расчете на 1 кг массы тела удельные энерготраты у мыши составляют 2746, у собаки — 216, а у лошади — только 17 кДж.

Правило Рубнера справедливо не для всех случаев. Имеются очевидные исключения из него. Например, удельная теплоотдача на единицу поверхности кожи у лошади почти в два раза меньше, чем у быка. У диких животных удельные энерготраты в покое выше, чем у домашних. Установлено (И. А. Аршавский и др.), что систематическая мышечная работа сопровождается постепенным понижением энерготрат в условиях основного обмена.

Тематические материалы:

Обновлено: 24.04.2021

103583

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Энергозатраты в походе и их восполнение – полезная информация от компании Турин

Для того, чтобы идти по маршруту, нести рюкзак, рубить дрова, думать и любоваться природой, человеку постоянно приходится расходовать энергию. Получает ее наш организм из пищи. Это общеизвестно. Дома, пока мы молоды и относительно здоровы, думать о правильном питании почти не приходится.

Иное дело в походе, где нет ни магазинов, ни холодильников, ни столовых, а физические нагрузки довольно велики. Тут неизбежно возникает вопрос: сколько и каких продуктов взять на маршрут.

Сразу оговоримся, что, хотя питанием многие десятилетия занимаются видные ученые и известные туристы, прийти к единому мнению им не удалось. В литературе можно найти множество различных теорий. Поэтому каждому туристскому завхозу приходится полагаться на себя, учитывая, конечно, опыт и знания своих коллег. Можно воспользоваться и стандартными раскладками продуктов из туристских справочников, но лучше составить раскладку самому. Только творческий подход делает туриста хорошим завхозом.

Для начала посмотрим, сколько же энергии расходует турист в походе. Когда говорят о питании, энергию обычно оценивают в килокалориях (ккал) — единицах измерения теплоты. Выбор единицы не случаен: затраты энергии на различные виды деятельности в недалеком прошлом измеряли, помещая человека в специальную комнату-термостат и фиксируя количество теплоты, выделяемое его телом. Сейчас затраты энергии определяют с помощью газоанализаторов по потреблению кислорода, но единица сохранилась.

В полном покое на поддержание жизни (кровообращение, дыхание, обмен веществ и т.д.) человек расходует около 1килокалории в час на каждый килограмм массы тела. Эти затраты называются основным обменом. Мужчины на основной обмен расходуют в среднем 1800 ккал в сутки, женщины — 1500. Дети, школьники растут и поэтому, имея меньшую массу, расходуют не меньше энергии, чем взрослые.

Как только человек начинает двигаться, расход энергии возрастает. Сидя, человек расходует 1,5 ккал в час на килограмм массы, стоя — 1,6. В литературе, в частности, в пособиях для желающих похудеть, приводятся энергозатраты при различных видах деятельности. Например: идя по ровной дороге со скоростью 4 км/ч, мы расходуем за час 200—240 ккал, рюкзак массой в10—15 кг увеличивает затраты до 400 ккал/ч. Поднимаясь с 20-килограммовым рюкзаком по склону крутизной 20°, туристы тратят 500—600 ккал в час.

Конечно, это средние цифры. Расход энергии зависит от массы тела, возраста, а кроме того — от тренированности: чем лучше подготовлен организм к нагрузкам, тем меньше траты энергии. У тренированного человека, как у хорошо налаженной машины, КПД выше.

В повседневной жизни мужчины, занимающиеся, в основном, умственной деятельностью, но при этом уделяющие внимание спорту, расходуют около 3500 ккал в день, женщины — до 2500. Участники походов выходного дня и несложных пеших походов по средней полосе тратят 2,5—3 тыс. ккал в сутки.

В категорийных походах у взрослых спортсменов масса рюкзака колеблется от 25 до 30 кг, приходится идти по бездорожью, крутым склонам, продираться сквозь чащу, преодолевать .препятствия, терять тепло на холоде и ветру, ставить бивак на неудобных площадках, расходовать энергию на личную гигиену и работу на биваке. В результате энергозатраты для пеших походов 1—III категории сложности для взрослых и школьников составляют 3—3,5 тыс. ккал в сутки. В лыжных и горных походах они достигают 3,5—5 тыс. ккал, а в водных соответствуют 3000 ккал.

В более сложных горных и лыжных походах, доступных только взрослым, затраты энергии значительно выше — до 5—6 тыс. ккал в сутки, а в особенно трудные, штурмовые дни— и до 8000 ккал. В литературе можно найти более подробные оценки энергозатрат, но, учитывая, что они ориентированы на эталонные маршруты и что реальные условия весьма разнообразны, для практического применения вполне достаточно оценок, приведенных выше.

Отметим, что высокие нагрузки порядка 8000 ккал в сутки доступны далеко не всем. Человек в состоянии без вреда для здоровья выполнять в течение длительного времени вполне определенную работу. Если нагрузка непосильна, состояние здоровья ухудшается, начинаются болезни. При очень больших нагрузках человек может погибнуть. Пример тому — первый марафонец, умерший в конце дистанции.

Однако, чем выше физическая подготовка, чем больше опыт, приобретенный в походах, чем лучше организовано питание, тем большие нагрузки в течение определенного времени могут переносить туристы.

Ну вот, кажется, осталось совсем немного: зная энергетическую ценность продуктов (приложение 1) и предстоящие энергозатраты, можно рассчитать количество продуктов, необходимых для похода. Но не все так просто, как кажется. Во-первых, для походов годятся не все продукты, а во-вторых, для многодневных сложных походов их потребуется столько, что группа не сможет двинуться с места. А в не очень сложных походах туристы, особенно школьники, изнемогая под тяжестью рюкзака и болотных сапогов, не получат никакого удовольствия.

Итак, придется сокращать количество продуктов до разумных пределов. Конечно, в этом случае покрыть все энергозатраты не удастся, но многолетняя туристская практика показала, что это и необязательно. В несложных походах вполне можно ограничиться одним килограммом продуктов на человека в день, а в сложных, где оправдано использование дорогостоящих концентратов и сублимированных продуктов, достаточно будет 700—850 г.

Калорийность такого рациона не может превышать 3—3,5 тыс. ккал. Ниже мы объясним, почему. Для походов 1—III категорий сложности этого вполне достаточно. В более сложных походах недостаток калорийности организм восполнит за счет жировых отложений.

На жировые отложения в среднем приходится 15—20 % массы тела. Из этих запасов без вреда для здоровья взрослый человек может позаимствовать до 70 тыс. ккал. Небольшая потеря веса за 8—10-дневный поход, например, в межсезонье или каникулы, практически не чувствуется. Но на длительных маршрутах собственных ресурсов организма может не хватить. Тогда начнется постепенное снижение работоспособности, и в конце концов обессиленные туристы просто не справятся со сложным рельефом или не смогут обеспечить свою безопасность. Поэтому продолжительность сложных походов приходится ограничивать.

Период времени, в течение которого туристы в состоянии переносить походные нагрузки без существенного снижения работоспособности и вреда для здоровья, называется безопасной длительностью похода(БДП). БДП зависит от сложности похода, интенсивности нагрузок (графика движения), возраста, тренированности и опыта группы и, конечно, питания.У хорошо подготовленной группы после адаптации к походным условиям работоспособность быстро восстанавливается, период максимальной работоспособности длителен, спад происходит медленно. У плохо подготовленной группы адаптация затягивается, период максимальной работоспособности краток, спад происходит быстрее. Соответственно безопасная длительность похода у первых составляет около 30 дней, у вторых — не более 18 дней.
 
Обычно БДП не превышает 25—30 дней для взрослых спортсменов и 15—20 дней для старших школьников, хотя определить ее для конкретного маршрута заранее практически невозможно. О том, как это сделать непосредственно на маршруте, рассказано в главе «Контроль за физическим состоянием участников похода». Если правильно подобрать продукты и умело организовать питание в пути, то пища будет усваиваться организмом более эффективно. Тогда дефицит калорий уменьшится и соответственно увеличится БДП. Другими словами, возможности туристов в сложном походе зависят от питания не меньше, чем от правильных решений руководителя.

Особую роль играет питание в горах, на высотах более 3000 м на Кавказе и более 3500 м на Памире или Тянь-Шане. Здесь недостаток кислорода в воздухе приводит к различным изменениям в работе организма, которые происходят в процессе акклиматизации. При этом появляется отвращение к некоторым видам пищи, снижается усвояемость жиров, затрудняются многие биохимические процессы. Даже расход энергии на основной обмен в горах намного выше, чем в нормальных условиях. Поэтому в дальнейшем особое внимание будет уделено вопросам питания в горах.

А теперь небольшое отступление для тех, кто хочет похудеть в походе. Считается, что при лечебном голодании потеря 20% веса не приводит к необратимым последствиям. Однако в походах быстрая потеря веса при недоедании и физических перегрузках может оказаться далеко не безопасной. Поэтому сложные спортивные походы, как и вообще любой вид спорта, в отличие от физкультуры, приносят не только пользу, но и вред. Спортсмены высшего класса идут на риск во имя спортивных целей, сознавая, чем рискуют. Нелишне осознать это и асам спортивного туризма.

Хочется поэтому предостеречь от «экстремистских» 300—500-граммовых раскладок. В простых походах они приносят постоянное чувство голода, а в сложных, продолжительностью свыше 8—10 дней, могут привести к быстрому истощению организма. Попытки восполнить дефицит за счет подпитки «тонкими энергиями» удается далеко не всем, а если и дают эффект, то лишь в несложных походах летом.-мин»‘, или 18 л-ч»‘, или 432л-день»‘.

Теперь определим, сколько энергии ежеднев­но расходует такой человек. Вспомним, что в со­стоянии покоя организм сжигает смесь углеводов и жиров. Показатель ДК 0,80 в покое типичен для большинства людей, рацион питания кото­рых включает жиры и углеводы. Калорический эквивалент ДК 0,80 равен 4,80 ккал-л» потребля­емого О- (см. табл. 5.4). Используя эти величи­ны, можем определить расход калорий (в ккал в день) следующим образом:

= л О,, потребляемого в день, • ккал, исполь­зуемые на л Оу

= 432 л О;,-день-1*4,80 ккал-л-‘ О,

= 2,074 ккал*день-‘.

‘ В качестве эталона начала аккумуляции лактата в крови используют стандартный показатель, равный 2,0— 4,0

ммоль лактата в 1 л Од.

100

Этот показатель соответствует средним зат­ратам энергии в состоянии покоя у человека массой 70 кг (154 фунта). Естественно, он не включает количество энергии, необходимой для выполнения обычной повседневной дея­тельности.

Стандартная мера затрат энергии в покое — скорость основного обмена, т.е. скорость энерго­затрат у человека в состоянии покоя в положе­нии лежа на спине, которая измеряется сразу после сна в течение не менее 8 ч и после голодания в течение не менее 12 ч. Это показатель отражает минимальное количество энергии, необходимой для осуществления физиологических функций организма.

Скорость основного обмена непосредственно связана с чистой массой тела и обычно выража­ется в килокалориях на килограмм чистой массы тела в минуту. Чем выше чистая масса тела, тем больше килокалорий расходуется за день. Вспом­ним, что у женщин масса жира больше, чем у мужчин. Поэтому у них, как правило, показатели скорости основного обмена ниже, чем у мужчин одинаковой с ними массы.

Такое же большое значение имеет и площадь поверхности тела. Чем больше площадь поверх­ности тела, тем больше отдача тепла телом и выше скорость основного обмена, поскольку для поддержания температуры тела требуется боль­ше энергии. Поэтому скорость основного об­мена часто выражают в килокалориях на 1 м2 площади поверхности тела в час. Поскольку мы обсуждаем расход энергии за день, используем более подходящую единицу —килокалории в день.

На скорость основного обмена влияет множе­ство других факторов. Среди них:

• возраст: скорость основного обмена с возра­стом постепенно снижается;

• температура тела: скорость основного обме­на увеличивается при повышении темпера­туры;

• стресс: стресс повышает активность симпати­ческой нервной системы, что, в свою очередь, увеличивает скорость основного обмена;

• гормоны: тироксин щитовидной железы и адреналин мозгового вещества надпочеч­ников повышают скорость основного об­мена.

В настоящее время вместо скорости основ­ного обмена большинство специалистов ис­пользуют термин «интенсивность обмена ве­ществ в покое», поскольку большинство изме­рений осуществляется таким же образом, как и при определении скорости основного обме­на. Показатели скорости основного обмена колеблются от 1 200 до 2 400 ккал-день-‘. Об­щая средняя интенсивность метаболизма при обычной повседневной деятельности колеблет­ся от 1 800 до 3 000 ккал.

Расход энергии у крупных спортсменов, ежедневно проводящих интенсивные трени­ровки, может превышать 10 000 ккал-день~Ч

МАКСИМАЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ВЫПОЛНЯТЬ ФИЗИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

При переходе от состояния покоя к выполне­нию физической нагрузки потребность в энергии возрастает. Метаболизм увеличивается прямо про­порционально увеличению интенсивности рабо­ты. Сталкиваясь с возрастающими потребностя­ми в энергии, наш организм постепенно достига­ет предела потребления кислорода. В этот момент, как следует из рис. 5.14, потребление кислорода (То,) достигает пика и остается постоянным или даже слегка снижается, несмотря на все возраста­ющую интенсивность работы. Этот пиковый по­казатель представляет собой аэробную способ­ность, максимальное потребление кислорода или МПК. По мнению ряда ученых, МПК — лучший показатель уровня кардиореспираторной вынос­ливости и аэробной подготовленности.

Хотя, по мнению некоторых специалистов в области спорта, МПК — хороший прогностичес­кий фактор успеха в видах спорта, требующих проявления выносливости, тем не менее, на ос­новании только этого показателя, определенного в лабораторных условиях, нельзя предопределить победителя марафонского забега [4]. Точно так же тест бега на длинную дистанцию может лишь приблизительно предсказать индивидуальный по­казатель МПК. Это свидетельствует о том, что хороший спортивный результат зависит не толь­ко от высокого МПК [I].

Исследования показывают, что МПК увели­чивается вследствие физических тренировок толь-

ко в течение 8—12 недель, затем наблюдается плато, несмотря на дальнейшее увеличение ин­тенсивности тренировок. И хотя МПК не увели­чивается, у испытуемых продолжает улучшаться мышечная деятельность, требующая проявления выносливости. У них может повыситься способ­ность работать при более высоком проценте МПК. Например, большинство бегунов могут пробежать дистанцию 42 км (26,2 мили) со средней скорос­тью, предполагающей использование 75 — 80 % их МПК [I].-мин»‘. Это ниже предполагаемого МПК на основании его результата 2 ч 8 мин. Однако он мог бежать дистанцию при 86 % МПК. Этот про­центный показатель был намного выше, чем у дру­гих спортсменов. Именно этим можно частично объяснить его высокие спортивные результаты.

Главными показателями успешного выступле­ния в видах спорта, требующих проявления вы­носливости, являются МПК и процент от МПК, который спортсмен способен поддерживать дли­тельное время. Последнее, видимо, связано с по­рогом лактата, поскольку он, очевидно, является главным фактором, определяющим скорость, ко­торую спортсмен способен выдерживать во вре­мя длительного соревнования. Таким образом, способность выполнять работу при более высо­ком проценте от МПК, скорее всего отражает более высокий уровень лактатного порога.

Так как индивидуальные потребности в энер­гии зависят от размеров тела, МПК, как правило, выражают относительно массы тела в миллилит­рах кислорода, потребляемого на килограмм мас­сы тела в минуту (мл-кг^-мин»‘).-мин»‘ (юноши). Начиная с возраста 25 — 30 лет, у физически неактивных людей показатели МПК снижаются на 1 % в год. Очевидно, это обус­ловлено сочетанием двух факторов — биологичес­кого старения и малоподвижного образа жизни. Отметим также, что у женщин показатели МПК, как правило, намного уступают показателям муж­чин одного с ними возраста. Это различие обус­ловлено двумя факторами: разным составом тела (у женщин, как правило, меньше чистая масса тела) и разной концентрацией гемоглобина (ниже у жен­щин, вследствие этого пониженная способность транспорта кислорода). Однако не совсем ясно, насколько это половое различие в МПК обуслов­лено действительно физиологическими различия­ми и насколько — традиционным малоподвижным

Уровни аэробной производительности порядка 80— 84 мл- кг~’-мин~1 характерны для сильней­ших бегунов на длинные дистанции и лыжни­ков. Самое высокое МП К у мужчин было заре­гистрировано у чемпиона Норвегии по лыжным гонкам — 94 мл-кг~’-мин~’. Среди женщин са­мое высокое МПК зарегистрировано у лыжни­цы из России — 74мл-кг~’-мин~’.-мин»‘), поэто­му бегун А, расходовавший меньшее количество энергии, имел очевидное преимущество во время соревнований.

Оба бегуна неоднократно принимали участие в соревнованиях. Во время соревнований по ма­рафону они бегали со скоростью, требовавшей использования 85 % МПК. В среднем бегун А имел преимущество в 13 мин благодаря более высокой эффективности. Поскольку МПК у обоих спорт­сменов было одинаковым, а потребность в энер­гии разная, преимущество, которое имел бегун А, во многом было обусловлено более высокой эф-

102

фективностью его бега. К сожалению, мы не зна­ем, чем объясняются эти различия.

Исследования, проводившиеся на спринтерах, бегунах на средние и марафонские дистанции, показали, что наиболее экономичны и продук­тивны марафонцы. Они, как правило, расходуют на 5 — 10 % меньше энергии, чем спринтеры и бегуны на средние дистанции. Правда, экономию усилий изучали только при относительно невы­соких скоростях (10— 19 км-ч»‘, или 6—12 миль-ч~1). Вполне естественно предположить, что бегуны на длинные дистанции менее эффектив­ны на коротких дистанциях по сравнению с теми, кто на них специализируется.

Различия в технике бега и специфичности тре­нировок в беге на короткие и длинные дистан­ции могут обусловливать указанные различия в экономичности. Как показывает анализ техники бега бегунов на средние, короткие и марафонс­кие дистанции, у спринтеров и бегунов на сред­ние дистанции значительно большее вертикаль­ное движение при скорости бега 11—19 км-ч~1 (7 — 12 миль-ч»‘), чем у марафонцев. Однако та­кие скорости значительно уступают соревнователь­ной скорости бега на средние дистанции и поэто­му, очевидно, неточно отражают эффективность бега спортсменов на более коротких дистанциях (1500 м и меньше).

Эффективность движения может оказывать еще большее влияние в других дисциплинах. Напри­мер, часть энергии, расходуемой во время плава­ния, используется для того, чтобы удержать тело на поверхности воды и произвести достаточное усилие для преодоления сопротивления движению воды. И хотя количество энергии, необходимой для плавания, зависит от размеров тела и «плаву­чести», главный показатель экономии плавания — эффективность приложения силы.

На рис. 5.16 показаны потребности в кисло­роде у тренированных пловцов обоего пола, а так-

Успех в видах спорта, требующих прояв­ления выносливости, во многом зависит от

 

• высокого МПК;

• высокого уровня лактатного порога или начала аккумуляции лактата в крови;

• большей экономии усилий или низкого показателя V‘о, при выполнении работы одинаковой интенсивности;

• высокого процента медленносокращаю-щихся волокон

же у группы хорошо подготовленных троеборцев. Показатели потребления кислорода наносили на график при различных скоростях плавания. Хотя троеборцы ежедневно проводили тренировки по плаванию, ни один из них никогда не выступал в соревнованиях по плаванию. Любопытно, что хотя многие из троеборцев имели существенно более высокие показатели аэробной работоспособнос­ти, чем пловцы, лишь немногие из них могли де­монстрировать такие же результаты, как наибо­лее слабый из пловцов. Некоторые пловчихи с МПК 2,1 — 2,3 л-мин»‘ проплывали дистанцию 400 м с таким же результатом, как и троеборцы с МПК выше 5,0 л-мин»‘. Для пловцов была харак­терна более высокая эффективность.

Результаты во многих видах спорта могут в большей степени зависеть от техники спортсме­на, чем от способности производить энергию. Поэтому важно не только направлять усилия на повышение выносливости и увеличение силы, но и на повышение технического мастерства спорт­сменов. Однако в видах спорта, требующих про­явления выносливости, успех обусловлен, по край­ней мере, тремя факторами:

• высоким показателем МПК;

• высоким порогом лактата или началом акку­муляции лактата в крови;

• большей экономией усилий или низким по­казателем V‘о, при выполнении работы оди­наковой интенсивности;

• высоким процентом медленносокращающих-ся мышечных волокон.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Количество энергии, затрачиваемой при различ­ных видах деятельности, зависит от интенсивности и вида физической нагрузки.’, или 1 44 —2 592 ккал-день»‘. Очевид­но, что любой вид деятельности увеличивает этот показатель. Диапазон суточного расхода энергии очень широк. Он зависит от многих факторов, в том числе от

• уровня двигательной активности;

• возраста;

• пола;

• размеров тела;

• массы тела;

• состава тела.

Также отличаются энергозатраты при занятии различными видами спорта. Некоторые виды спорта — стрельба из лука или игра в кегли — не намного превышают расход энергии по сравнению с показателем в состоянии покоя. Другим видам, таким, как спринтерские соревнования, требуется очень много энергии. Помимо интенсивности фи­зической нагрузки, следует учитывать также ее продолжительность. Например, при беге со ско­ростью 25 км-ч»‘ (15,5 миль-ч~1) расходуется около 29 ккал-мин»‘, однако такую скорость можно со­хранять лишь короткое время. В то же время при беге трусцой со скоростью 11 км-ч»‘ (7 миль-ч»‘) расходуется только 14,5 ккал-мин»‘, т.е. вдвое мень­

ше. Однако скорость бега трусцой можно поддер­живать значительно дольше, что приведет к боль­шему общему расходу энергии.

В табл. 5.5 приведены средние показатели рас­хода энергии мужчин и женщин при различных видах мышечной деятельности. Большинство ви­дов физической нагрузки, указанных в таблице, включают перемещение массы тела, поэтому при­веденные значения могут значительно колебать­ся в зависимости от индивидуальных различий, а также уровня технического мастерства (эффектив­ности движения).

В ОБЗОРЕ…

1. Скорость основного обмена представляет со­бой минимальное количество энергии, необходи­мой для осуществления основных клеточных фун­кций. Ее измеряют с соблюдением определенных условий теста. Величина основного обмена тесно связана с чистой массой тела и площадью повер­хности тела, хотя на нее могут влиять и другие факторы.

2. Величина основного обмена колеблется от 1 200 до 2 400 ккал-день»‘. При выполнении по­вседневной мышечной деятельности расход энер­гии повышается до 1 800 — 3 000 ккал-день»‘.-мин»1   Баскетбол   8.6   6,8   0,123   Велосипедный спорт, миль-ч~’               7,0   5,0   3,9   0,071   10,0   7,5   5,9   0,107   Гандбол   11,0   8,6   0,157   Бег, миль-ч»‘               7,5   14,0   11,0   0,200   10,0   18,2   14,3   0,260   Пребывание в положении сидя   1,7   1,3   0,024   Сон   1,2   0,9   0,017   Пребывание в положении стоя   1,8   1,4   0,026   Плавание (кроль, 3,0 мили-ч»‘)   20,0   15,7   0,285   Теннис   7,1   5,5   0,101   Ходьба, 3,5 мили-ч»‘   5,0   3,9   0,071   Тяжелая атлетика   8,2   6,4   0,117   Борьба   13,1   10,3   0,187  

Примечание. Показатели приведены для мужчин с массой тела 154 фунта (70 кг) и женщин с массой

 

тела 121 фунт (55 кг). Они изменяются в зависимости от индивидуальных различий.

 

104

5. Улучшение работоспособности достигается также за счет повышения экономии усилий.

Влияние физической нагрузки на обменные процессы у пациентов с метаболическим синдромом | Мисникова И.В., Ковалева Ю.А.

Рассмотрено влияние физической нагрузки на обменные процессы у пациентов с метаболическим синдромом. Показано, что регулярная физическая активность должна быть неотъемлемым компонентом профилактики и лечения метаболического синдрома.

    Снижение физической активности как причина метаболических изменений
    Физическая активность является неотъемлемым компонентом поддержания метаболического здоровья. Положительное влияние регулярных физических упражнений заключается в целом комплексе процессов, отражающихся на обмене веществ, в т. ч. гомеостазе липидов и углеводов, а также поддержании мышечной массы. Условия жизни человека, особенно в больших городах, иногда особенности профессиональной деятельности таковы, что время, которое человек проводит физически активно, уменьшается, и, на­оборот, увеличивается время, проведенное за компьютером в офисе или дома, либо перед телевизором. Получены доказательства того, что сидячий образ жизни ведет к увеличению распространенности в популяции ожирения, а также считается фактором риска развития различных хронических заболеваний, в т. ч. метаболических нарушений [1]. Так, в исследовании NIH-AARP Diet and Health Study [2], в котором приняли участие 240 819 человек в возрасте 50–71 год, оценивалось влияние общего времени, проведенного сидя, и физической нагрузки умеренной интенсивности на смертность. Было показано, что время, проведенное за телевизором (≥7 ч по сравнению с 7 ч/нед.) не давало преимуществ в отношении риска смерти от всех причин (HR: 1,47; 95% ДИ: 1,20–1,79) и сердечно-сосудистой смертности (HR: 2,00; 95% ДИ: 1,33–3,00) по сравнению с теми, кто проводил
    В исследовании, проведенном в Австралии с участием 222 497 человек (621 695 человеко-лет), изучалась взаимосвязь времени, проведенного сидя, и смертности от всех причин. Было показано, что риск смертности от всех причин увеличивался пропорционально времени, проведенному в положении сидя (от 4 до 8 ч, от 8 до 11 ч, более 11 ч), в сравнении с теми, кто проводил в сидячем положении менее 4 ч: 1,02 (95% ДИ: 0,95–1,09), 1,15 (1,06–1,25) и 1,40 (1,27–1,55) соответственно [4].
    Физические упражнения способствуют улучшению обмена веществ, кардиопротекции, снижению инсулинорезистентности, а также ведут к улучшению окислительной способности и общего состояния здоровья [5, 6]. Недостаток физической активности с возрастом может провоцировать быстрое снижение мышечной массы и развитие саркопении (снижение силы, функциональной способности и объема мышц), а саркопения является независимым фактором риска неблагоприятных исходов, таких как инвалидность, ухудшение качества жизни и смертность [7, 8]. Комбинируя различные виды физической активности, можно не только снизить избыточный вес, но и замедлить потерю мышечной массы, возникающую как с увеличением возраста, так и вследствие различных заболеваний.
    Регулярные физические упражнения способствуют улучшению физической формы, которая включает в себя подготовленность сердечно-сосудистой и дыхательной системы – так называемый кардиореспираторный резерв; а также силу, выносливость, мощность, чувство равновесия, координацию движений, реакцию, быстроту. По данным D.C. Lee et al. отмечено, что низкий кардиореспираторный резерв по сравнению с высоким резервом ассоциирован с увеличением риска смерти (рис. 1) [9].

    Важным показателем состояния физической формы является соотношение жировой и мышечной массы. При выборе вида физической активности следует учитывать состояние физической формы по всем параметрам для ее гармоничного улучшения.
    Влияние физической активности на митохондриальную функцию
    Одним из важных факторов, участвующих в поддержании энергетического гомеостаза, является функционирование митохондрий. Дисфункция митохондрий приводит к нарушению производства активных форм кислорода, запускает катаболические сигнальные пути, способствующие активации процессов атрофии мышц. Механизмом, посредством которого физические упражнения оказывают благотворное влияние на метаболизм мышц и всего организма, возможно, является участие в регуляции катаболических и анаболических процессов в зависимости от энергетических потребностей, а также улучшение митохондриальной функции посредством активации митохондриального биогенеза и ремоделирования, увеличения плотности митохондрий и их жизнеспособности.
    Виды физической активности
    К понятию «физическая активность», с одной стороны, относится любое движение, производимое скелетной мускулатурой, в результате которого затрачивается энергия. С другой стороны – это физические упражнения и тренировка, улучшающие состояние кардиореспираторной системы, направленные на повышение прочности, силы, массы скелетных мышц, а также функциональных возможностей организма, т. е. способствующие улучшению физической формы [10].
    Среди основных типов физических нагрузок принято выделять аэробные и анаэробные нагрузки. Аэробный механизм осуществляется вследствие образования аденозинтрифосфата (АТФ) в митохондриях скелетных мышц путем окислительного фосфорилирования. Субстратом для этого пути являются глюкоза, жирные кислоты, белок. На 1 молекулу глюкозы образуются 38 молекул АТФ. Ресинтез АТФ в этом случае осуществляется при участии поступающего в организм кислорода.
    Глюкоза + О2 + АДФ = АТФ + Н2О + СО2
    Жир + О2 + АДФ = АТФ + Н2О + CО2
    Белок + О2 + АДФ = АТФ + Н2О + CО2 + мочевина
    Образующаяся энергия полностью покрывает энерготраты во время физических нагрузок, и при достаточном количестве кислорода они могут выполняться в течение длительного времени.
    К аэробным физическим нагрузкам относятся плавание, бег, танцы, езда на велосипеде, активные игры. Это динамические нагрузки низкой или средней интенсивности, имеющие повторяющийся характер. Используя аэробную нагрузку, можно добиться уменьшения объема висцерального жира вследствие увеличения липолиза, преимущественно в абдоминальной области, увеличения суточной секреции гормона роста, который стимулирует жировую ткань через чувствительную к гормону липазу, а также опосредованно повышает чувствительность к инсулину. Так как висцеральная жировая ткань больше коррелирует с уровнем триглицеридов, артериальным давлением и инсулинорезистентностью по сравнению с общим содержанием жира [11], то выполнение аэробных упражнений может способствовать снижению риска метаболических нарушений.
    Анаэробный путь осуществляется без участия кислорода, и субстратом для него являются АТФ, креатинфосфат, гликоген или глюкоза. Ресинтез АТФ в этом случае может осуществляться различными путями. Возможными вариантами восполнения запасов АТФ являются:
    Креатинфосфокиназный механизм:
    Креатинфосфат + АДФ → креатин + АТФ
    Гликолитический механизм:
    Глюкоза + АДФ = АТФ + лактат
    Миокиназный механизм (резервный):
    2АДФ = АТФ + АМФ
    Анаэробные нагрузки характеризуются высокой интенсивностью и кратковременностью. Во время анаэробной физической работы уменьшается доставка кислорода к мышцам, а ресинтез АТФ осуществляется с помощью анаэробных механизмов. На 1 молекулу глюкозы образуются 2 молекулы АТФ.    Посредством включения в тренировку анаэробных нагрузок, таких как бег на короткие дистанции, поднятие тяжестей, можно способствовать увеличению объема мышечной массы и силы, а также уменьшить проявление саркопении.
    Анаэробные физические нагрузки могут способствовать отрицательному энергетическому балансу и вести к изменению распределения жира в организме. Так как анаэробные нагрузки влияют на увеличение мышечной массы, это, в свою очередь, может способствовать улучшению метаболического контроля и увеличению скорости метаболизма в покое.
    В целом только небольшое число различных вариантов физической нагрузки можно отнести к какому-то определенному типу, т. е. только к аэробному или только к анаэробному. Большинство видов физической активности, как правило, включают и аэробный, и анаэробный механизмы, и можно говорить лишь о преобладании одного из компонентов. При этом комбинация аэробных и ан­аэробных упражнений приводит к более выраженному снижению массы тела за счет потери жировой ткани при сохранении мышечной массы по сравнению с изолированной аэробной или анаэробной активностью.
    Оценка уровня физической активности
    Уровень физической активности можно оценить посредством ее интенсивности, которая может быть как абсолютной, так и относительной [10].
    Абсолютная интенсивность для аэробной нагрузки – это необходимый для осуществления этой нагрузки расход энергии, который можно измерить в метаболических эквивалентах (МЕТ – Metabolic Equivalent Task). Один MET – это расход энергии человека, находящегося в покое, в условиях основного обмена, который сопровождается поглощением кислорода около 3,5 мл в минуту на 1 кг массы тела ((млО2/кг/мин) х3,5). Число МЕТ во время нагрузки показывает, во сколько раз возрастает потребление кислорода относительно его уровня в покое. Преимущество использования МЕТ заключается в том, что этот показатель не зависит от массы тела.    В настоящее время принято выделять 4 категории абсолютной интенсивности: положение сидя – ≤1,5 МЕТ, легкая интенсивность – 1,6–2,9 МЕТ, умеренная интенсивность – 3,0–5,9 МЕТ и значительная интенсивность – ≥6,0 МЕТ [12]. Таким образом, умеренно активный человек сжигает в 3–6 раз больше калорий, а высокоактивный человек – более чем в 6 раз больше по сравнению с человеком в состоянии покоя. При этом увеличение абсолютной интенсивности (большее значение МЕТ) коррелирует со значительным снижением относительного риска смерти (рис. 2) [13].

    Относительная интенсивность характеризует усилия, с которыми выполняется та или иная нагрузка. Относительную интенсивность аэробной нагрузки можно выразить как процент аэробной мощности (VO2max) или процент максимальной частоты сердечных сокращений. Она также может быть охарактеризована индивидуальным восприятием физической нагрузки как очень легкой, легкой, средней, тяжелой, очень тяжелой или максимальной [10].
    VO2max, или максимальный уровень потребления кислорода, обозначает предельную способность человеческого организма вырабатывать энергию посредством аэробного пути во время выполнения физических упражнений высокой интенсивности. Большее значение VO2max свидетельствует о большей выносливости и физической работоспособности и зависит от производительности сердца и артериовенозной разницы насыщения крови кислородом.
    VO2max = Q (A – B),
    где VO2max – максимальный уровень потребления кислорода, л/мин, Q – минутный объем крови, л/мин, (А–В) – артериовенозная разница насыщения крови кислородом, мл О2/ 100 мл крови.
    Максимальная частота сердечных сокращений (ЧСС) рассчитывается по формуле:
    ЧСС max = 220 – возраст (в годах)
    Для оценки интенсивности физической нагрузки можно использовать показатель порога анаэробного обмена (ПАНО), или лактатный порог, – это уровень интенсивности нагрузки, при котором концентрация лактата в крови начинает резко повышаться, т. к. скорость его образования превышает скорость утилизации [14].   ПАНО характеризует соотношение аэробных и анаэробных механизмов энерго­обеспечения, ему соответствует 85% от максимальной ЧСС или 75% от максимального потребления кислорода [15].
    Определить ПАНО возможно, используя прямые и непрямые методы. К прямым методам относят определение лактата в крови на разных этапах нагрузки с построением лактатной кривой. В лактатной кривой выделяют два выраженных подъема. Первый – так называемый аэробный порог характеризуется повышением уровня лактата на 0,5–1 ммоль/л от исходного. Второй – лактатный порог определяется увеличением содержания лактата >4 ммоль/л, он и характеризует величину ПАНО. Кроме того, прямым методом определения ПАНО является расчет дыхательного коэффициента, т. е. изменения содержания газов (кислорода и углекислого газа) в выдыхаемом воздухе. Анаэробным порогом является увеличение дыхательного коэффициента >1.
    К непрямым методам относят тест Конкони, основанный на зависимости между ЧСС и скоростью передвижения. Во время теста выполняется непрерывный бег общей продолжительностью 10–12 мин на дистанцию 2400–3200 м с постепенным увеличением скорости через каждые 200 м, так, чтобы каждый последующий 200-метровый отрезок преодолевался на 2 с быстрее предыдущего. По окончании каждого 200-метрового отрезка фиксируются ЧСС и время. Тест продолжается до тех пор, пока скорость больше не может быть увеличена, а частота пульса возрастает до 180—200 ударов в минуту. Полученные данные сводятся в таблицу, строится график зависимости ЧСС (ось Y) от скорости передвижения (ось X). Точка перегиба на графике соответствует анаэробному порогу (рис. 3) [16].

    Рекомендации по физической активности для пациентов с метаболическим синдромом
    Согласно имеющимся руководствам по физической активности при метаболических нарушениях, их основными принципами являются регулярность и умеренная интенсивность. Рекомендуется как минимум 30-минутная физическая активность средней интенсивности в день. Однако предпочтение отдается 60-минутной ходьбе средней интенсивности в сочетании с другими видами деятельности [17]. Необходимо включать 10–15-минутные периоды физической активности с использованием простого тренажерного оборудования либо без него, а также избегать положения сидя в свободное время [18]. 30-минутная физическая активность, достигнутая в течение 3-х 10-минутных сеансов, за сутки эквивалентна расходу энергии 1500 ккал в неделю. Расширение физической активности как по интенсивности, так и по продолжительности должно быть постепенным (на 5 мин/сеанс/неделю), начиная с упражнений низкой интенсивности (
    Для того чтобы в результате физических упражнений повысить чувствительность к инсулину, необходимо, чтобы длительность их была не менее 30 мин в день в большинство дней недели, т. к. их положительное влияние на инсулинорезистентность проявляется в течение 24–48 ч и исчезает в течение 3–5 дней [21]. Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения, для снижения риска хронических заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания, сахарный диабет 2-го типа и некоторые виды рака, необходимо по крайней мере 150 мин аэробной физической активности в течение недели [22].    Оптимальным считается сочетание анаэробных и аэробных упражнений, которое позволяет добиться более существенного снижения массы тела и жировой массы при сохранении тощей массы в сравнении с изолированными аэробными или анаэробными упражнениями [23]. Кроме того, регулярные упражнения повышают чувствительность к инсулину, снижают уровень триглицеридов, сердечно-сосудистую заболеваемость и смертность [24].
    В том случае, если в течение дня человек много времени проводит в положении сидя, необходимо как можно чаще делать перерывы с активной физической нагрузкой, что может способствовать улучшению ряда метаболических показателей. Так, в исследовании с участием 168 человек, средний возраст которых составил 53,4 года, изучалось влияние перерывов (положение стоя, ходьба) при сидячем образе жизни на ряд метаболических показателей (глюкоза плазмы натощак, 2-часовая глюкоза плазмы, уровень три­глицеридов, холестерина ЛПВП), а также массы тела, окружности талии и артериального давления. Было показано, что независимо от общего времени нахождения в положении сидя и времени физической активности средней и сильной интенсивности увеличение перерывов в продолжительном сидении благотворно влияло на окружность талии (β=–0,16; 95% ДИ: от –0,31 до –0,02, р=0,026), ИМТ (β= –0,19; 95% ДИ: от –0,35 до –0,02, р=0,026), триглицериды (β=–0,18; 95% ДИ: от –0,34 до –0,02, p=0,029) и 2-часовую глюкозу плазмы (β=–0,18; 95% ДИ: от –0,34 до –0,02, p=0,025), где β (95% ДИ) – стандартизированный коэффициент регрессии [25].
     Перераспределение 2–2,5 ч времени в сутки, проводимого сидя, на время, проводимое стоя, у лиц с ожирением приводит к увеличению энерготрат на ~300–350 ккал или ~10–20%, что потенциально может способствовать потере веса на 15 кг в течение года [26].
    Таким образом, регулярная физическая активность, включающая аэробные и анаэробные физические упражнения, должна быть неотъемлемым компонентом профилактики и лечения метаболических нарушений, в т. ч. метаболического синдрома. Необходимость расширения физической активности обусловлена имеющимися на сегодняшний день тенденциями: с одной стороны, к избыточному потреблению калорий и, соответственно, к положительному энергетическому балансу, с другой – склонностью к сидячему образу жизни [27].

.

Энергозатраты при физических нагрузках

Энергетические затраты организма в условиях физической нагрузки. Интенсивность обменных процессов в организме значи­тельно возрастает в условиях физической нагрузки. Прямая зависи­мость величины энергозатрат от тяжести нагрузки позволяет испо­льзовать уровень энергозатрат в качестве одного из показателей ин­тенсивности выполняемой работы (табл. 10.5).

Вид деятельности Уровень энергетических Скорость потребления кислорода мл/мин
В условиях определения основного обмена м 1700; ж 1500 245; 215
Выполнение работы, не требующей физических усилий м 2300; ж 2000 330; 290
Физическая нагрузка легкой тяжести м2800; ж 2500  
Умеренно тяжелая Физическая нагрузка м 3300; ж 3000  
Тяжелая Физическая нагрузка м 3800; ж 3700  
Очень тяжелая Физическая нагрузка м 4800

В качестве еще одно­го критерия для определения интенсивности физической работы, выполняемой организмом, может быть принята скорость потребле­ния кислорода. Однако, этот показатель при тяжелой физической нагрузке не отражает точного расхода энергии, так как часть энер­гии организм получает за счет анаэробных процессов гликолиза, идущих без затраты кислорода.

Рабочая прибавка

Разница между величинами энергозатрат организма на выполнение различных видов работ и энергозатрат на основной обмен состав­ляет так называемую рабочую прибавку.

Предельно допустимая по тяжести работа, выполняемая на протяжении ряда лет, не должна превышать по энергозатратам уровень основного обмена для данно­го индивидуума более, чем в три раза.

Умственный труд не требует столь значительных энергозатрат, как физический. Энергозатраты организма возрастают при умственной работе в среднем лишь на 2-3%. Умственный труд, сопровожда­ющийся легкой мышечной деятельностью, психоэмоциональным на­пряжением, приводит к повышению энергозатрат уже на 11-19% и более.

Специфически-динамическое действие пищи

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 (см. также гл.9).

Увеличение энергозатрат организма выше уровня, имевшего место до приема пищи, проявляется примерно через час после приема пищи, достигает максимума через три часа, что обусловлено разви­тием к этому времени высокой интенсивности процессов пищева­рения, всасывания и ресинтеза поступающих в организм веществ. Специфически-динамическое действие пищи может продолжаться 12-18 часов. Оно наиболее выражено при приеме белковой пищи, повышающей интенсивность обмена веществ до 30%, и менее зна­чительно при приеме смешанной пищи, повышающей интенсивность обмена на 6-15%.

Уровень общих энергозатрат, как и Основной Обмен, зависит от возраста:

Суточный расход энергии возрастает у детей с 800 ккал (6 мес -1 год) до 2850 ккал (11-14 лет).

Резкий прирост энергозатрат имеет место у подростков-юношей 14-17 лет (3150 ккал).

После 40 лет энергозатраты снижаются и к 80 годам составляют около 2000-2200 ккал/сутки.

Умственный труд не требует столь значительных энергозатрат, как физический. Энергозатраты организма возрастают при умственной работе в среднем лишь на 2-3%. Умственный труд, сопровождающийся легкой мышечной деятельностью, психоэмоциональным напряжением, приводит к повышению энергозатрат уже на 11-19% и более. Уровень общих энергозатрат, как и ОО, зависит от возраста: суточный расход энергии возрастает у детей с 800 ккал (6 мес -1 год) до 2850 ккал (11-14 лет). Резкий прирост энергозатрат имеет место у подростков-юношей 14-17 лет (3150 ккал). После 40 лет энергозатраты снижаются и к 80 годам составляют около 2000-2200 ккал/сутки. В повседневной жизни уровень энергозатрат у взрослого человека зависит не только от особенностей выполняемой работы, но и от общего уровня двигательной активности, характера отдыха и социальных условий жизни.

В повседневной жизни уровень энергозатрат у взрослого человека зависит не только от особенностей выполняемой работы, но и от общего уровня двигательной активности, характера отдыха и соци­альных условий жизни.

Валовый ЭО

Для характеристики валового энергетического обмена используется понятие основного обмена и обмена при различных видах деятельности. Основной обмен характеризуется величиной энергетических трат в условиях полного мышечного покоя, в стандартных условиях (при комфортной температуре среды, спустя 12 — 16 ч после приема пищи, в положении лежа). Расход энергии в этих условиях составляет 4,2 кДж в 1 ч на 1 кг массы тела.

Незначительные отклонения от этих условий приводят к изменению уровня обмена. После приема пищи происходит увеличение обмена в результате ее специфически динамического действия. Наиболее резкое повышение обмена (на 20 — 30%) происходит при потреблении белковой пищи. Смешанная углеводная я жировая пища вызывает повышение обмена на 10 — 15%. Повышение температуры тела на ГС вызывает увеличение обмена в среднем на 5%.

Величина теплоотдачи тесно связана с площадью поверхности тела (правило поверхности Рубнера). Поэтому расход энергии в условиях основного обмена на единицу поверхности у разных видов животных имеет значительно меньший разброс, чем на единицу массы тела. Так, у мыши, собаки и лошади относительные величины основного обмена составляют 4989, 4363 и 3944 кДж/м2 в сутки. При расчете на 1 кг массы тела удельные энерготраты у мыши составляют 2746, у собаки — 216, а у лошади — только 17 кДж.

Правило Рубнера справедливо не для всех случаев. Имеются очевидные исключения из него. Например, удельная теплоотдача на единицу поверхности кожи у лошади почти в два раза меньше, чем у быка. У диких животных удельные энерготраты в покое выше, чем у домашних. Установлено (И. А. Аршавский и др.), что систематическая мышечная работа сопровождается постепенным понижением энерготрат в условиях основного обмена.

С возрастом величины основного обмена падают.

источников топлива для упражнений — питание: наука и повседневное применение

Человеческое тело использует углеводы, жиры и белки в пище и из запасов тела в качестве энергии для поддержания физической активности. Эти важные питательные вещества необходимы независимо от интенсивности вашей деятельности. Если вы лежите и читаете книгу или бегаете марафон, эти макроэлементы всегда необходимы организму. Однако для того, чтобы эти питательные вещества использовались в качестве топлива для организма, их энергия должна быть передана в высокоэнергетическую молекулу, известную как аденозинтрифосфат (АТФ).АТФ является непосредственным источником топлива для организма и может вырабатываться либо при аэробном метаболизме в присутствии кислорода, либо при анаэробном метаболизме без кислорода. Тип метаболизма, который преимущественно используется во время физической активности, определяется доступностью кислорода и количеством используемых углеводов, жиров и белков.

Анаэробный и аэробный метаболизм

Анаэробный метаболизм происходит в цитозоле мышечных клеток.Как видно на рисунке 10.1., Небольшое количество АТФ вырабатывается в цитозоле без присутствия кислорода. Анаэробный метаболизм использует глюкозу как единственный источник топлива и производит пируват и молочную кислоту. Затем пируват можно использовать в качестве топлива для аэробного метаболизма. Аэробный метаболизм происходит в митохондриях клетки и может использовать углеводы, белок или жир в качестве источников топлива . Аэробный метаболизм — это гораздо более медленный процесс, чем анаэробный метаболизм, но он может производить гораздо больше АТФ, и это процесс, посредством которого вырабатывается большая часть АТФ в организме.

Рисунок 10.1. Анаэробный и аэробный метаболизм. Обратите внимание, что углеводы — единственное топливо, используемое в анаэробном метаболизме, но все три макроэлемента могут использоваться в качестве топлива во время аэробного метаболизма.

Продолжительность физической активности и расход топлива

Дыхательная система играет жизненно важную роль в поглощении и доставке кислорода мышечным клеткам по всему телу. Кислород вдыхается легкими и переносится из легких в кровь, где сердечно-сосудистая система направляет богатую кислородом кровь к мышцам.Затем кислород поглощается мышцами и может использоваться для выработки АТФ. Когда тело находится в состоянии покоя, сердце и легкие способны снабжать мышцы достаточным количеством кислорода, чтобы удовлетворить потребности в энергии для аэробного метаболизма. Однако во время физической активности вашим мышцам требуется больше энергии и кислорода. Чтобы обеспечить мышечным клеткам больше кислорода, у вас увеличится частота сердечных сокращений и частота дыхания. Количество кислорода, которое доставляется к тканям через сердечно-сосудистую и дыхательную системы во время упражнений, зависит от продолжительности, интенсивности и физического состояния человека.

  • Во время первых шагов упражнения ваши мышцы первыми реагируют на изменение уровня активности. Ваши легкие и сердце не реагируют так быстро, и во время этих первых шагов они еще не могут увеличить доставку кислорода. Чтобы наши тела получали энергию, необходимую на этих начальных этапах, мышцы полагаются на небольшое количество АТФ, которое хранится в мышцах в состоянии покоя. Накопленный АТФ способен обеспечить энергию всего за несколько секунд, прежде чем он истощится.Как только накопленный АТФ почти израсходован, организм прибегает к другой высокоэнергетической молекуле, известной как креатинфосфат , для преобразования АДФ (аденозиндифосфата) в АТФ. Примерно через 10 секунд запас креатинфосфата в мышечных клетках также истощается.
  • Примерно через 15 секунд после тренировки накопленный АТФ и креатинфосфат расходуются в мышцах. Сердце и легкие все еще не адаптировались к повышенной потребности в кислороде, поэтому мышцы должны начать производить АТФ за счет анаэробного метаболизма (без кислорода).Анаэробный метаболизм может производить АТФ в быстром темпе, но использует только глюкозу в качестве источника топлива. Глюкоза получается из мышечного гликогена. Примерно через 30 секунд анаэробные пути работают на полную мощность, но поскольку доступность глюкозы ограничена, она не может продолжаться в течение длительного периода времени.
  • По мере того, как продолжительность упражнения составляет две-три минуты , частота сердечных сокращений и частота дыхания увеличиваются, чтобы обеспечить кислородом мышцы. Аэробный метаболизм — наиболее эффективный способ производства АТФ; он производит значительно больше АТФ для каждой молекулы глюкозы, чем анаэробный метаболизм.Хотя основным источником АТФ в аэробном метаболизме являются углеводы, жирные кислоты и белок также могут использоваться в качестве топлива для выработки АТФ.

Рисунок 10.2. Энергетические системы, используемые для подпитки упражнений, меняются в зависимости от продолжительности упражнений. АТФ-креатинфосфатная система расходуется за секунды. Краткосрочные и долгосрочные системы срабатывают и дают энергию для упражнений по мере продолжения тренировки.

Источники топлива для анаэробного и аэробного метаболизма будут меняться в зависимости от количества доступных питательных веществ и типа метаболизма.

  • Глюкоза может поступать из глюкозы в крови (которая состоит из пищевых углеводов, гликогена печени и синтеза глюкозы) или мышечного гликогена. Глюкоза является основным источником энергии как для анаэробного, так и для аэробного метаболизма.
  • Жирные кислоты хранятся в мышцах в виде триглицеридов, но около 90 процентов запасенной энергии находится в жировой ткани. Поскольку упражнения с низкой и средней интенсивностью продолжаются с использованием аэробного метаболизма, жирные кислоты становятся основным источником топлива для тренировки мышц.
  • Хотя белок не считается основным источником энергии, небольшое количество аминокислот используется во время отдыха или выполнения какой-либо деятельности. Количество аминокислот, используемых для энергетического обмена, увеличивается, если общее потребление энергии из вашего рациона не соответствует вашим потребностям в питательных веществах или если вы занимаетесь длительными упражнениями на выносливость. Когда аминокислоты расщепляются и азотсодержащая аминогруппа удаляется, оставшаяся молекула углерода может расщепляться на АТФ посредством аэробного метаболизма или использоваться для производства глюкозы.Когда упражнения продолжаются в течение многих часов, увеличивается использование аминокислот в качестве источника энергии и для синтеза глюкозы.

Рисунок 10.3. Источники топлива для анаэробного и аэробного метаболизма. И пищевые источники, и запасы углеводов, жиров и белков в организме могут быть использованы для поддержания активности. Сумма варьируется в зависимости от продолжительности и интенсивности деятельности.

Интенсивность физической активности и расход топлива

Интенсивность упражнений определяет вклад различных источников топлива, используемых для производства АТФ. И анаэробный, и аэробный метаболизм сочетаются во время упражнений, чтобы гарантировать, что мышцы оснащены достаточным количеством АТФ для выполнения возложенных на них требований. Вклад каждого типа метаболизма зависит от интенсивности деятельности. Во время низкоинтенсивных занятий используется аэробный метаболизм, чтобы обеспечить мышцы достаточным количеством АТФ. Однако во время высокоинтенсивных занятий требуется больше АТФ, поэтому мышцы должны полагаться как на анаэробный, так и на аэробный метаболизм, чтобы удовлетворить потребности организма.

Интенсивность деятельности

Продолжительность деятельности

Предпочтительное топливо

Требуется кислород?

Пример действия

Очень высокий

30 сек — 3 мин

Глюкоза

Нет — анаэробный

Спринт

Высокая

3 мин — 20 мин

Глюкоза

Да — аэробный

Бег трусцой

От слабой до средней

> 20 мин.

Жир

Да — аэробный

Ходьба

Таблица 10.2. Краткое описание видов топлива, используемых для деятельности различной интенсивности и продолжительности.

Во время активности низкой интенсивности организм использует аэробный метаболизм по сравнению с анаэробным метаболизмом, поскольку он более эффективен и производит большее количество АТФ. Жирные кислоты являются основным источником энергии при малоинтенсивных занятиях. При практически неограниченных запасах жира в организме малоинтенсивные занятия могут продолжаться долгое время. Наряду с жирными кислотами используется небольшое количество глюкозы.Глюкоза отличается от жирных кислот, потому что запасы гликогена могут истощаться. Когда запасы гликогена истощаются, запас глюкозы истощается, и в конечном итоге наступает усталость.

Рисунок 10.4. Влияние интенсивности упражнений на источники топлива. При анаэробных упражнениях в качестве топлива используется только глюкоза. По мере того, как деятельность становится более аэробной, организм может использовать жирные кислоты и, в небольшой степени, аминокислоты для производства энергии.

Одним из важных уточнений относительно интенсивности упражнений и источников энергии является концепция зоны сжигания жира.Многие люди думают, что для того, чтобы избавиться от жира, им следует тренироваться с меньшей интенсивностью, чтобы жир был основным источником топлива. Зона сжигания жира обычно называется аэробной нагрузкой низкой интенсивности, при которой частота пульса поддерживается на уровне от 60 до 69 процентов от максимальной. Кардиозона, с другой стороны, представляет собой аэробную активность высокой интенсивности, которая поддерживает частоту сердечных сокращений примерно от 70 до 85 процентов от максимальной. Так в какой зоне вы сжигаете больше всего жира? Технически ваше тело сжигает больший процент калорий из жира во время аэробной активности низкой интенсивности.Когда вы начинаете заниматься низкоинтенсивной деятельностью, около 50% сжигаемых калорий приходится на жир, тогда как в кардиозоне только 40% приходится на жир. Однако это еще не все. При высоких нагрузках сжигается больше калорий в минуту. При таком более высоком уровне расхода энергии вы можете сжечь столько же или больше общего жира и больше общих калорий, как и при занятиях с более низкой интенсивностью. Если одной из ваших целей является снижение веса, высокоинтенсивные занятия будут сжигать больше калорий, помогая перейти к отрицательному энергетическому балансу и улучшая физическую форму.Тем не менее, лучшая программа упражнений — это та, которая доставляет вам удовольствие, надежна и безопасна; Если вы только начинаете, разумно начать с упражнений с низкой или умеренной интенсивностью, а оттуда постепенно повышать свой уровень.

Рисунок 10.5. Зона сжигания жира. В то время как больший процент калорий, сжигаемых при упражнениях с низкой интенсивностью, приходится на жир, общее количество сжигаемых калорий больше при упражнениях с более высокой интенсивностью.

Атрибуции:

Кредиты изображений:

  • Рисунок 10.1. «Анаэробный или аэробный метаболизм» Эллисон Калабрезе под лицензией CC BY 4.0
  • .
  • Рисунок 10.2. «Энергетические системы, используемые для изменения тренировок в зависимости от продолжительности упражнений» Элис Каллахан лицензированы в соответствии с CC BY 4.0, с изображениями: фото мгновенного энергетического спринта и краткосрочные фото женщин на беговой дорожке, сделанные Николасом Хойзи; фото финиша долгосрочной энергетической гонки Питера Боччиа, все на Unsplash (информация о лицензии)
  • Рисунок 10.3. «Источники топлива для анаэробного и аэробного метаболизма» Эллисон Калабрезе лицензированы в соответствии с CC BY 4.0
  • Таблица 10.2. «Краткое изложение топлива» Тамберли Пауэлл находится под лицензией CC BY-NC-SA 2.0
  • .
  • Рисунок 10.4. «Влияние интенсивности тренировок на источники топлива» Эллисон Калабрезе под лицензией CC BY 4.0
  • .
  • Рисунок 10.5. «Зона сжигания жира» Эллисон Калабрезе имеет лицензию CC BY 4.0
  • .

Энергетические потребности человека

Энергетические потребности человека


Принципы, которым следовал эксперт ФАО / ВОЗ / УООН 1985 г. консультации (ВОЗ, 1985) соблюдались, а энергетические потребности взрослых рассчитывается на основе факторных оценок обычного ЧВЭ.Использование таких приемов поскольку DLW и HRM подтвердили большое разнообразие TEE — и, следовательно, энергии потребности — среди взрослых обществ, о которых ранее сообщали исследования движения времени. Рост больше не является энергоемким фактором в зрелости, а BMR относительно постоянен среди групп населения данного возраста. и пол. Следовательно, привычная физическая активность и масса тела являются основные детерминанты разнообразия энергетических потребностей взрослого населения с разным образом жизни (Джеймс и Скофилд, 1990).

5.1 Факторная оценка итога расход энергии и уровень физической активности

физическая активность среди взрослого населения с разным географическим, культурным и экономические условия не позволяют универсальное применение энергии требования на основе TEE, измеренные с помощью DLW (или HRM) в группах с определенным образ жизни. Следовательно, чтобы учесть различия в физической активности, TEE была оценивается посредством факторных расчетов, которые объединяют время, отведенное на привычные действия и затраты энергии на эти действия.Таблица 5.1 показывает примеры этих расчетов. Чтобы учесть различия в размерах тела и состав, энергетические затраты на мероприятия рассчитывались как кратное BMR в минуту, также называемый коэффициентом физической активности (PAR), и 24-часовая потребность в энергии была выражена как кратное BMR за 24 часа на используя значение PAL (Джеймс и Скофилд, 1990). Совместно с БМР население, PAL, если известно, или когда получено с использованием BMR, рассчитанного на основе возраста и прогнозные уравнения с учетом пола, основанные на средней массе тела численность населения дает оценку TEE и, следовательно, среднюю потребность в энергии для это население.

Для упрощения расчетов предыдущая консультация специалиста классифицировал PAL групп взрослого населения как легкий, средний или тяжелый, в зависимости от их профессиональной или иной работы, и умноженное на соответствующий BMR для достижения требований (ВОЗ, 1985). Настоящее консультации посчитали, что 24-часовой PAL не должен основываться только на физические усилия, требуемые производственной работой, так как есть люди с легким профессии, требующие интенсивной физической активности в свободное время, и люди с тяжелой работой, которые в остальное время ведут малоподвижный образ жизни.Как обсуждалось в разделе 5.3 было решено основывать факторные оценки энергии требования к расходу энергии, связанные с образом жизни, сочетающим профессиональные и дискреционные физические нагрузки.

На этой консультации также было согласовано, что средняя стоимость энергии активности, выраженные как кратные BMR или PAR, должны быть одинаковыми для мужчин и женщины. Влияние пола проявляется, когда значение PAR преобразуется в единиц энергии, потому что мужчины имеют более высокий BMR для их массы тела, чем женщины, и эта разница усугубляется более тяжелым весом мужчин.Следовательно, Стоимость энергии для большинства видов деятельности, перечисленных в Таблице 5.1, в зависимости от BMR составляет применимо как к мужчинам, так и к женщинам. Заметными исключениями являются активные действия которые требуют уровня усилий, пропорционального мышечной массе и силе, которые как правило, больше у мужчин (например, поднимающих и переносящих тяжелые грузы, рубка дерева или работа кувалдой).

5.2 Оценка основного обмена показатель

BMR составляет от 45 до 70 процентов TEE у взрослых, и определяется в основном полом, размером тела, телосложением и возрастом.Оно может быть точно измеренными с небольшими внутриличностными вариациями прямым или косвенная калориметрия в стандартных условиях, которые включают бодрствование в положение лежа на спине, через десять-двенадцать часов после еды, после восьми часов физических упражнений. отдых и отсутствие физических нагрузок в предыдущий день, и пребывание в состоянии умственное расслабление и температура окружающей среды, которая не вызывает дрожь или потливость. BMR можно измерить только в лабораторных условиях и в небольших группах репрезентативных особей.Есть необходимость оценить BMR на уровне популяции при использовании факторного подхода для оценки ЧВЭ из среднее значение BMR и PAL, относящееся к данной популяции. Следовательно альтернативой была оценка среднего BMR группы с помощью прогнозирующего уравнения, основанные на измерениях, которые легче получить, таких как вес тела и / или высота.

ТАБЛИЦА 5.1
Факториальные расчеты полной энергии расходы на группу населения

Основная повседневная деятельность

Распределение времени
часы

Стоимость энергии a
ПАР

Время × стоимость энергии

Среднее значение PAL b
кратно 24-часовому BMR

Сидячий или легкий образ жизни





Спящий

8

1

8.0


Личная гигиена (одевание, душ)

1

2,3

2,3


Еда

1

1.5

1,5


Кулинария

1

2,1

2,1


Сидение (работа в офисе, продажа продуктов, магазин по уходу)

8

1.5

12,0


Общие домашние работы

1

2,8

2,8


Вождение автомобиля на работу / с работы

1

2.0

2,0


Ходьба разным темпом без груза

1

3,2

3,2


Легкий досуг (просмотр телевизора, общение)

2

1.4

2,8


Итого

24


36,7

36,7 / 24 = 1,53





Активный или умеренно активный образ жизни





Спящий

8

1

8.0


Личная гигиена (одевание, душ)

1

2,3

2,3


Еда

1

1.5

1,5


Стоять, переносить легкие грузы
(ожидание столиков, расстановка товаров) c

8

2,2

17,6


Движение на работу / с работы на автобусе

1

1.2

1,2


Ходьба разным темпом без груза

1

3,2

3,2


Аэробные упражнения низкой интенсивности

1

4.2

4,2


Легкий досуг (просмотр телевизора, общение)

3

1,4

4,2


Итого

24


42.2

42,2 / 24 = 1,76





Энергичный или энергично активный образ жизни





Спящий

8

1

8.0


Личная гигиена (одевание, купание)

1

2,3

2,3


Еда

1

1.4

1,4


Кулинария

1

2,1

2,1


Немеханизированные сельскохозяйственные работы (посадка, прополка, сбор)

6

4.1

24,6


Сбор воды / дров

1

4,4

4,4


Немеханизированные домашние работы (подметание, стирка белья) и посуда своими руками)

1

2.3

2,3


Ходьба разным темпом без груза

1

3,2

3,2


Разные легкие виды досуга

4

1.4

5,6


Итого

24


53,9

53,9 / 24 = 2,25

a Энергозатраты на деятельность, выраженные кратные базовой скорости метаболизма, или PAR, основаны на Приложении 5 к отчет предыдущей консультации (ВОЗ, 1985) (см. также Приложение 5 к настоящему документу). отчет).
b PAL = уровень физической активности или потребность в энергии выражается как кратное 24-часовому BMR.
c Композит энергии Стоимость стояния, медленной ходьбы и подачи пищи или ношения света нагрузка.

Примеры:

Сидячий образ жизни или легкая активность: Если это PAL был из женского населения в возрасте от 30 до 50 лет, со средним весом 55 кг и средний BMR 5,40 МДж / день ( 1290 ккал / день ), TEE = 1.53 × 5,40 = 8,26 МДж ( 1975 ккал ), или 150 кДж ( 36 ккал ) / кг / сут.

Активный или умеренно активный: Если этот PAL был женское население в возрасте от 20 до 25 лет, со средним весом 57 кг и средним BMR 5,60 МДж / день ( 1338 ккал / день ), TEE = 1,76 × 5,60 = 9,86 МДж ( 2 355 ккал ), или 173 кДж ( 41 ккал ) / кг / сут.

Энергичный или энергично активный: Если этот PAL был от мужское население в возрасте от 20 до 25 лет, со средним весом 70 кг и средним BMR 7.30 МДж / день ( 1745 ккал / день ), TEE = 2,25 × 7,30 = 16,42 МДж ( 3925 ккал ), или 235 кДж ( 56 ккал ) / кг / сут.

Использован отчет консультации экспертов ФАО / ВОЗ / УООН 1985 г. набор уравнений, полученных в основном из исследований в Западной Европе и на Севере Америка (Скофилд, 1985). Почти половина данных, используемых для генерации уравнения для взрослых взяты из исследований, проведенных в конце 1930-х — начале 1940-х годов об итальянских мужчинах с относительно высокими значениями BMR, и вопросы были поднял вопрос об универсальной применимости этих уравнений (Соарес и Шетти, 1988; de Boer et al., 1988; Генри и Рис, 1991; Arciero и др., 1993; Пирс и Шетти, 1993; Соарес, Фрэнсис и Шетти, 1993; Хейтер и Генри, 1993 и 1994 годы; Валенсия, и др., , 1994; Крус, да Силва и дос Anjos, 1999; Генри, 2001; Исмаил и др., 1998). Использование замкнутой цепи косвенная калориметрия в большинстве исследований также подвергалась сомнению, поскольку этот метод может переоценить потребление кислорода и расход энергии. Для подарка консультации, прогнозные уравнения, полученные из базы данных с более широким географическая и этническая представленность были оценены (Генри, 2001; Коул, 2002).Прогнозная точность новых уравнений и уравнений 1985 г. была по сравнению с опубликованными измерениями BMR у взрослых из разных частей мир, которые не были частью баз данных, используемых для создания прогнозных уравнения (Ramirez-Zea, 2002). Хотя новые уравнения имели некоторые достоинства, такие как как небольшое уменьшение ошибки прогноза и смещения завышенной оценки среди мужчин, эта консультация пришла к выводу, что они недостаточно надежны, чтобы оправдать их принятие в настоящее время.Пока было решено сохранить уравнения, предложенные в 1985 году Шофилдом (таблица 5.2), и более тщательный анализ существующей информации или для продвижения перспективных исследование с широким глобальным географическим и этническим представительством.

ТАБЛИЦА 5.2
Уравнения для оценки BMR от тела вес *

Возраст
Годы

BMR: МДж / день

см.

BMR: ккал / день

см.

Мужчины






<3

162

0.249 кг — 0,127

0,292

59,512 кг — 30,4

70

3-10

338

0,095 кг + 2,110

0,280

22.706 кг + 504,3

67

10-18

734

0,074 кг + 2,754

0,441

17,686 кг + 658,2

105

18-30

2879

0.063 кг + 2,896

0,641

15,057 кг + 692,2

153

30-60

646

0,048 кг + 3,653

0.700

11,472 кг + 873,1

167

³ 60

50

0,049 кг + 2,459

0,686

11,711 кг + 587.7

164

Женщины






<3

137

0.244 кг — 0,130

0,246

58,317 кг — 31,1

59

3-10

413

0,085 кг + 2,033

0,292

20.315 кг + 485.9

70

10-18

575

0,056 кг + 2,898

0,466

13,384 кг + 692,6

111

18-30

829

0.062 кг + 2,036

0,497

14,818 кг + 486,6

119

30-60

372

0,034 кг + 3,538

0.465

8,126 кг + 845,6

111

³ 60

38

0,038 кг + 2,755

0,451

9,082 кг + 658,5

108

* Масса указана в кг.Прогнозирующий уравнения для детей и подростков представлены для полнота.
Источник: Schofield, 1985.

5.3 Физическая активность уровень

Средний PAL здоровых, хорошо питающихся взрослых является основным определитель их общей потребности в энергии. Поскольку рост не способствует потребности в энергии в зрелом возрасте, PAL можно измерить или оценить на основе среднего 24-часовой TEE и BMR (т.е. PAL = TEE / BMR). Умножение PAL на BMR дает фактические потребности в энергии.Например, мужчина с PAL 1,75 и средний BMR 7,10 МДж / день (1697 ккал / день) будет иметь среднюю потребность в энергии 1,75 × 7,10 = 12,42 МДж / сут (2970 ккал / сутки). [4] Другие примеры этих расчеты показаны в нижней части каждой панели в Таблице 5.1.

PAL был рассчитан в нескольких исследованиях на основе измерений TEE и измерения или оценки BMR. Большинство существующих данных по ЧВЭ взрослых взяты из исследований в промышленно развитых странах, хотя некоторые исследования были проведены в развивающихся странах, где многие люди образ жизни, связанный с уровнем физической активности, который отличается от промышленно развитые страны (Coward, 1998).Метаанализ исследований, которые участвовали в общей сложности 411 мужчин и женщин в возрасте от 18 до 64 лет. значение PAL 1,60 (диапазон от 1,55 до 1,65) как для мужчин, так и для женщин (Black et al. др., 1996). По большей части испытуемые были из зажиточных обществ в развитые страны. Все были здоровы, но 13 процентов женщин и 9 процентов мужчин имели избыточный вес или ожирение, с ИМТ> 30. Типичные подгруппы населения включали студентов, домохозяек, белых воротничков или профессиональных рабочих, и безработные или пенсионеры; только три человека были специально идентифицированы как работники физического труда.Таким образом, авторы метаанализа определили участники исследования как люди с преимущественно малоподвижным западным образ жизни ». Группа экспертов Международной целевой группы по ожирению (IOTF) предложил несколько более низкий диапазон PAL от 1,50 до 1,55 как репрезентативный для сидячие люди (Erlichman, Kerbey and James, 2001).

Значения PAL, которые могут поддерживаться в течение длительного периода времени по свободноживущему взрослому населению колеблется от 1,40 до 2.40. Это Консультации согласились, что желательный PAL включает регулярную практику физическая активность на работе или в свободное время с интенсивностью и продолжительностью, которые снизит риск ожирения и развития различных неинфекционные хронические заболевания, обычно связанные с сопутствующими заболеваниями ожирение. Как обсуждалось в разделе 5.6, это соответствует значениям PAL 1,75 и выше. С другой стороны, минимальные потребности в энергии для «обслуживания» не были определены, подтверждая позицию предыдущей экспертной консультации, которая заявил, что «любая выбранная цифра будет отражать оценочное суждение о том, какие уровни активность выше минимума для выживания может быть соответствующим образом включена в термин «поддержание» (ВОЗ, 1985).

5.3.1 Классификация физической активности уровни

Энергетические потребности сильно зависят от привычных физических деятельность. Эта консультация классифицировала интенсивность привычную физическую активность на три категории, как это было сделано в 1981 г. Консультации экспертов ФАО / ВОЗ / УООН (ВОЗ, 1985). Однако в отличие от 1981 г. консультации, диапазон значений PAL, а не среднее значение PAL, был устанавливается для каждой категории.Кроме того, те же значения PAL использовались для отнесите мужчин и женщин к категории PAL по причинам, обсуждаемым в разделе 5.1.

Категории, показанные в таблице 5.3, представляют различные уровни активности, связанные с образом жизни населения. Эти категории указывают на физическую активность, наиболее часто выполняемую большинством особей в популяции в течение определенного периода времени. Хотя нет физиологическая основа для установления продолжительности этого периода, это может быть определяется как один месяц или дольше.

Термин «образ жизни» был предпочтен термину «профессиональный труд», поскольку использовался в отчете за 1985 г., потому что есть группы людей со светом или сидячие занятия, которые регулярно занимаются активной дискреционной деятельностью, и, следовательно, вести образ жизни, который больше подходит для «активных» или категории «энергично активные». Также следует учитывать, что некоторые популяции претерпевают циклические изменения в образе жизни, например, связанные с сельскохозяйственный цикл в традиционных сельских обществах или обществах, связанных с сезоны года, когда жаркое или мягкое лето чередуется с холодной зимой.Энергетические потребности таких групп населения будут меняться вместе с потребностями в энергии. их цикличный образ жизни.

ТАБЛИЦА 5.3
Классификация стилей жизни по отношению к интенсивность привычной физической активности, или PAL

Категория

Значение PAL

Сидячий или легкий образ жизни

1.40–1,69

Активный или умеренно активный образ жизни

1,70–1,99

Энергичный или энергично активный образ жизни

2,00-2,40 *

* Значения PAL> 2,40 трудно поддерживать в течение длительного периода времени.

5.3.2 Примеры образа жизни с разным уровнем потребность в энергии

Сидячий образ жизни или легкий образ жизни . Эти у людей есть занятия, не требующие больших физических усилий, не требуется преодолевать большие расстояния, как правило, использовать автомобили для транспорт, не занимайтесь физическими упражнениями и спортом регулярно и тратите большую часть свободного времени сидя или стоя, с небольшим смещением тела (например, разговор, чтение, просмотр телевизора, прослушивание радио, использование компьютеры). Одним из примеров являются офисные работники-мужчины в городских районах, которые только время от времени заниматься физически тяжелыми видами деятельности во время или вне работы часы.Другой пример — сельские женщины, живущие в деревнях, где есть электричество, водопровод и близлежащие асфальтированные дороги, которые большую часть времени тратят на продажу продукции дома или на рынке, или занимаясь легкими домашними делами и заботясь о дети в доме или рядом с ним.

Активный или умеренно активный образ жизни . Эти у людей есть занятия, не требующие больших затрат энергии, но связаны с большим расходом энергии, чем описано для малоподвижного образа жизни.Как вариант, это могут быть люди, ведущие малоподвижный образ жизни, которые регулярно проводят определенное количество времени при умеренных и высоких физических нагрузках, во время либо обязательная, либо дискреционная часть их распорядка дня. Для например, ежедневное выполнение одного часа (либо непрерывно, либо в несколько приступы в течение дня) от умеренных до энергичных упражнений, таких как бег трусцой / бег, езда на велосипеде, аэробные танцы или различные спортивные занятия могут поднять человеку средний PAL от 1.От 55 (соответствует малоподвижной категории) до 1,75 ( умеренно активная категория). Другие примеры умеренно активного образа жизни: связаны с такими профессиями, как каменщики и строительные рабочие, или сельские женщины в менее развитых традиционных деревнях, которые участвуют в сельском хозяйстве работа по дому или пешие прогулки за водой и дровами.

Энергичный или активный образ жизни . Эти люди регулярно занимаются напряженной работой или активным досугом, чтобы несколько часов.Примерами являются женщины, не ведущие сидячий образ жизни, которые занимаются плаванием или танцуют в среднем два часа в день, или немеханизированные сельскохозяйственные рабочие которые работают с мачете, мотыгой или топором по несколько часов в день и долго гуляют расстояния по пересеченной местности, часто с тяжелыми грузами.

Крайности низкого и высокого уровня PAL. Чрезвычайно низкий уровни расхода энергии позволяют выжить, но они несовместимы с долгосрочным здоровьем, свободным перемещением или зарабатыванием на жизнь.Такие уровни сообщалось, например, у пожилых психически больных (Prentice et al. al., 1989), подростки с церебральным параличом или миелодисплазией (Bandini et al. al., 1991) и отдыхающих взрослых, ограниченных калориметром всего тела (Ravussin et al., 1991; Schulz et al., 1992). Среднее значение PAL 1,21, что составляет аналогично базовой потребности в энергии 1,27, оцененной в отчете за 1985 г., предложено для кратковременного выживания полностью неактивных иждивенцев в условиях кризиса (ВОЗ, 1985).Настоящая консультация показала, что такая значение слишком низкое и не должно использоваться в программах оказания чрезвычайной помощи, так как люди не полностью бездействуют в ситуациях кризиса и различных Нападающие на них стрессы могут увеличить их потребность в энергии. В Таким образом, консультации предполагают, что запасы продуктов питания должны удовлетворять PAL 1,40, что представляет собой нижнюю границу диапазона малоподвижного образа жизни, показанного в Таблице 5.3, было бы более подходящим для краткосрочных вмешательств по оказанию помощи.

На другом конце шкалы исследования показали значения PAL от 4,5 до 4,7 в течение трех недель соревнований по велоспорту (Вестертерп et al., 1986), или перевозки саней через Арктику (Страуд, Трус и Сойер, 1993). Однако такие уровни энергозатрат неприемлемы в длительный срок.


[4] Когда средние значения PAL и BMR населения известны, средняя потребность в энергии население можно оценить.

Энергия для упражнений — Science Learning Hub

Почему мышцы похожи на мотоцикл?

Хотя мышцы и двигатели работают по-разному, они оба преобразуют химическую энергию в энергию движения.

  • Двигатель мотоцикла использует накопленную энергию бензина и преобразует ее в тепло и энергию движения (кинетическую энергию).
  • Мышцы используют накопленную химическую энергию пищи, которую мы едим, и преобразуют ее в тепло и энергию движения (кинетическую энергию).

Откуда берется энергия для сокращения мышц?

Источником энергии, который используется для движения сокращения работающих мышц, является аденозинтрифосфат (АТФ) — биохимический способ организма накапливать и транспортировать энергию. Однако АТФ в значительной степени не хранится в клетках. Поэтому, как только начинается сокращение мышц, производство большего количества АТФ должно начаться быстро.

Поскольку АТФ так важен, мышечные клетки могут вырабатывать его разными способами.Эти системы работают вместе поэтапно. Три биохимические системы для производства АТФ:

  • с использованием креатинфосфата
  • с использованием гликогена
  • аэробное дыхание.

Использование креатинфосфата

Во всех мышечных клетках есть небольшое количество АТФ, которое они могут использовать немедленно — но его хватает примерно на 3 секунды! Таким образом, все мышечные клетки содержат высокоэнергетическое соединение, называемое креатинфосфатом, которое расщепляется, чтобы быстро произвести больше АТФ. Креатинфосфат может обеспечивать энергетические потребности работающих мышц с очень высокой скоростью, но только в течение 8–10 секунд.

Использование гликогена (без кислорода)

К счастью, в мышцах также есть большие запасы углевода, называемого гликогеном, который можно использовать для производства АТФ из глюкозы. Но для этого требуется около 12 химических реакций, поэтому энергия выделяется медленнее, чем из креатинфосфата. Тем не менее, он по-прежнему довольно быстрый и вырабатывает достаточно энергии, чтобы продержаться около 90 секунд.Кислород не нужен — это здорово, потому что сердцу и легким требуется некоторое время, чтобы увеличить приток кислорода к мышцам. Побочным продуктом производства АТФ без использования кислорода является молочная кислота. Вы знаете, когда ваши мышцы накапливают молочную кислоту , потому что она вызывает усталость и болезненность — шов.

Использование аэробного дыхания (снова с использованием кислорода)

В течение двух минут после тренировки организм начинает снабжать работающие мышцы кислородом. Когда присутствует кислород, может иметь место аэробное дыхание для расщепления глюкозы на АТФ.Эта глюкоза может поступать из нескольких источников:

  • оставшееся количество глюкозы в мышечных клетках
  • глюкоза из пищи в кишечнике
  • гликоген в печени
  • запасы жира в мышцах
  • в крайних случаях (например, голодание), протеин тела.

Аэробное дыхание требует даже большего количества химических реакций для производства АТФ, чем любая из двух вышеупомянутых систем. Это самая медленная из всех трех систем, но она может поставлять АТФ в течение нескольких часов или дольше, если есть запас топлива.

Природа науки

Научная теория дает ученым основу для прогнозирования того, что они могут наблюдать и измерять в ходе исследований. Собранные данные могут подтвердить или поставить под сомнение эту теорию.

Вот как это работает

Вы опоздали на автобус и начали бежать в колледж на экзамен в 9:00:

  • В течение первых 3 секунд вашего пробега до колледжа ваши мышечные клетки используют АТФ, который у них есть.
  • В течение следующих 8–10 секунд ваши мышцы используют запасы креатинфосфата для выработки АТФ.
  • Поскольку вы еще не поступили в колледж, срабатывает гликогеновая система (которая не нуждается в кислороде).
  • Все еще не работает, поэтому, наконец, берет верх аэробное дыхание (то есть АТФ, использующий кислород).

В различных формах упражнений используются разные системы для выработки АТФ.

Спринтер получает АТФ совсем не так, как марафонец.

  • Использование креатинфосфата — это основная система, используемая для коротких рывков (тяжелоатлеты или спринтеры на короткие дистанции), потому что она быстрая, но длится всего 8–10 секунд.
  • Использование гликогена (без кислорода) — Это длится 1,3–1,6 минуты, так что это будет система, используемая в таких соревнованиях, как заплыв на 100 метров или бег на 200 или 400 метров.
  • Использование аэробного дыхания — оно длится неограниченное время, поэтому эта система используется в соревнованиях на выносливость, таких как марафонский бег, гребля, бег на коньках и т. Д.

Подробнее об этом читайте в статье «Марафон или спринт».

Идеи действий

В «Пальцевом марафоне» учащиеся исследуют мышечную усталость, открывая и закрывая прищепки для белья.

В разделе «Расчет RMR и суточной выработки энергии» учащиеся рассчитывают свой RMR (уровень метаболизма в состоянии покоя) и используют его для расчета затрат энергии на различные виды деятельности.

Energy Out: рекомендации по ежедневной физической активности

Физическая активность у детей и подростков улучшает силу и выносливость, строит здоровые кости и сухие мышцы, развивает моторика и координация, уменьшает жир и способствует эмоциональному благополучию (снижает чувство депрессии и беспокойства) .Мероприятия должны соответствовать их возрасту и веселью, а также быть разнообразными.

Рекомендуемая ежедневная физическая активность для детей от 6 лет и старше составляет не менее 60 минут в день. Активная игра — лучшее упражнение для детей младшего возраста.

Виды физической активности должны быть от умеренных до высоких. Энергичная активность — это деятельность, которая заставляет вас тяжело дышать и потеть. Во время активной деятельности трудно с кем-то поговорить.Некоторые виды деятельности, такие как езда на велосипеде может быть средней или высокой интенсивности, в зависимости от уровня усилий.

Не обязательно проводить все 60 минут за один раз. Физическую активность можно разбить на более короткие отрезки времени. Например, 20 минут ходьба в школу и обратно, 10 минут прыжков со скакалкой и 30 минут на детской площадке — все это в сумме дает 60 минут физической активности. Если ваш ребенок неактивен, начните с того места, где вы находитесь, и строите оттуда.

Виды спорта и занятий для детей и подростков (и родителей тоже!)

Аэробные упражнения

  • Использование больших групп мышц тела
  • Укрепление сердца и легких
  • Примеры аэробных упражнений средней интенсивности:
    • Быстрая ходьба
    • Езда на велосипеде
    • Танцы
    • Пешие прогулки
    • Катание на роликах
    • Скейтбординг
    • Боевые искусства, такие как карате или тхэквондо (также могут быть интенсивными)
  • Примеры аэробных упражнений высокой интенсивности включают: , бедра, спина, живот, грудь, плечо, руки)
  • Примеры упражнений на укрепление мышц включают:
    • Игры, такие как перетягивание каната
    • Отжимания или модифицированные отжимания (с коленями на полу )
    • Упражнения с отягощением с отягощением или эластичными лентами
    • Лазание по веревке или дереву
    • Приседания (скручивания или скручивания)
    • Махи на игровом оборудовании / брусьях

Укрепление костей (силовая нагрузка)

  • Тонизировать и наращивать мышцы и костную массу
  • Можно аэробные упражнения и упражнения для укрепления мышц
  • Примеры упражнений для укрепления костей включают:
    • Баскетбол
    • Прыжки, скакалки, прыжки
    • Гимнастика
    • Скакалка
    • Бег
    • Теннис
    • Волейбол
    • Отжимания
    • Упражнения с отягощениями с отягощением или отягощениями

О силовых тренировках

Силовая тренировка (или тренировка с отягощениями) использует сопротивление для повышения способности человека прикладывать силу.Он включает в себя использование тренажеров, свободных весов, лент или трубок или веса собственного тела человека. Это не то же самое, что олимпийский лифтинг, пауэрлифтинг или бодибилдинг, которые не рекомендуются детям. Перед тем, как начинать какие-либо силовые упражнения, проконсультируйтесь с врачом вашего ребенка.

Дополнительная информация:

Информация, содержащаяся на этом веб-сайте, не должна использоваться вместо медицинской помощи и рекомендаций вашего педиатра.Ваш педиатр может порекомендовать лечение по-разному, исходя из индивидуальных фактов и обстоятельств.

Калорийность физической активности

В фитнес-индустрии мы часто говорим о сжигании калорий, что может быть важно для людей, которые тренируются специально для похудения, или для тех, кому нужно количественно определить, насколько усердно они работают, с точными показателями. Возникает вопрос: что такое калория и как она соотносится с вашими личными целями в фитнесе?

Проще говоря, калория — это единица измерения энергии; в частности, это количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 литра воды на 1 градус по Цельсию.Согласно первому закону термодинамики (также известному как закон сохранения энергии) энергия не создается и не уничтожается, а просто передается из одной формы в другую. Это означает, что когда вы едите пищу, содержащую 100 калорий, вы будете делать с ней одно из двух: вы будете либо расходовать энергию посредством активности (технически называемая кинетической энергией), либо сохранять ее для использования в другое время (называемая потенциальной энергией. ).

Когда дело доходит до поддержания здоровой массы тела или достижения конкретных целей по снижению веса, важно отслеживать как количество калорий, поступающих с пищей, так и количество калорий, сжигаемых в результате физической активности.Кроме того, необходимо понимать, как физиологи измеряют метаболизм в организме и классифицируют различные категории расхода энергии.

Вот восемь фактов, которые нужно знать о том, какова калорийность физической активности:

  • Энергия потребляется за счет макроэлементов жиров, углеводов и белков. Белок в основном используется для восстановления поврежденной ткани или создания новой ткани, но при необходимости он также может служить топливом. Углеводы и белки обеспечивают около 4 калорий энергии на грамм, а жир — 9 калорий на грамм.
  • Жиры и углеводы (а иногда и белки), которые используются мышцами для подпитки сокращений, преобразуются в аденозинтрифосфат (АТФ), который является химической формой энергии в организме человека. Мышцы хранят минимальное количество АТФ; как только он используется, больше АТФ производится в результате аэробного или анаэробного метаболизма. Гликолиз — это расщепление углеводов до АТФ, а липолиз — это процесс преобразования жиров (липидов) в АТФ. Глюконеогенез — это процесс преобразования гормона кортизола белка в энергию; Обратной стороной этой системы является то, что она означает, что меньше белка доступно для восстановления тканей, поврежденных во время упражнений.
  • Общий дневной расход энергии (TDEE) — это количество энергии, которое тело сжигает ежедневно, и на него влияют три конкретных компонента:
    • Термический эффект пищи (TEF) — это энергия, используемая для расщепления макроэлементов для переваривания, всасывания и удаления, и может потреблять до 10% TDEE. (Примечание: продукты с высоким содержанием клетчатки требуют больше энергии для метаболизма, но это не является значительным источником расхода энергии для похудания.)
    • Термический эффект физической активности (TEPA) — это количество энергии, сжигаемое во время любой физической активности, которая включает в себя все, от вставания из положения сидя до наиболее интенсивных высокоинтенсивных интервальных тренировок (и всего, что между ними).TEPA может составлять от 15 до 30% от TDEE.
    • Скорость метаболизма в состоянии покоя (RMR) — это минимальное количество энергии, необходимое для поддержания физиологических функций организма. RMR составляет примерно 60-75% от TDEE и зависит от количества мышечной массы человека, возраста, пола и климата (экстремальные условия могут увеличить потребление энергии). Во время отдыха различные органы отвечают за потребление энергии для поддержания их функций. Вот разбивка процентного содержания RMR, используемого различными частями тела:
      • Печень: 27%
      • Мозг: 19%
      • Скелетные мышцы: 18%
      • Почки: 10%
      • Сердце: 7%
      • Другие органы: 19%
  • TEPA включает в себя как упражнения, которые представляют собой конкретную запланированную физическую активность, так и термогенез активности без упражнений (NEAT), который включает затраты энергии на выполнение обычных повседневных функций, таких как прогулка с собакой, уборка дома или подъем по лестнице.Увеличение количества NEAT может помочь сжечь дополнительно до 300 калорий в день, что примерно эквивалентно бегу на 3 мили.
  • Аэробный метаболизм требует кислорода и использует жиры или углеводы для выработки энергии во время низкоинтенсивных занятий, в то время как анаэробный метаболизм преобразует углеводы в АТФ, когда энергия требуется быстрее. Во время анаэробного гликолиза одна молекула гликогена (как углевод хранится в мышцах или транспортируется в крови) может обеспечить от двух до трех молекул АТФ.Аэробный гликолиз может дать до 39 молекул АТФ из одной молекулы гликогена. Когда энергия вырабатывается во время аэробного липолиза, одна молекула FFA дает примерно 129 молекул АТФ. В начале физической активности, во время чрезвычайно высокоинтенсивных занятий, которые длятся короткий период времени, или во время перехода от низкой к более высокой интенсивности, энергия поступает за счет АТФ, хранящегося в мышечных клетках. Этот накопленный АТФ может обеспечить до 20 секунд или около того энергии.
  • Использование жира для получения энергии требует мобилизации накопленных жиров, чтобы их можно было расщепить на свободные жирные кислоты (СЖК).Жиры хранятся в жировой ткани, мышцах и органах в виде триглицеридов. За исключением случаев чрезмерного избыточного веса или ожирения, средний человек может накапливать до 12 000 граммов жира, что эквивалентно 108 000 калорий потенциальной энергии. (Примечание: 3500 калорий на фунт жира, это примерно 31 фунт энергии.)
  • Липопротеинлипаза (ЛПЛ) — это фермент, расположенный на стенках кровеносных сосудов, в жировой ткани и печени, и функционирует для перемещения СЖК в мышечных клетках для использования в качестве энергии или в жировые клетки, где они хранятся для использования в более позднем возрасте. время.Те, кто интересуется упражнениями с целью сжигания жира, должны знать, что пребывание в сидячем, сидячем положении в течение длительного периода времени может уменьшить количество LPL в организме.
  • Вы можете оценить свой RMR, используя Mifflin-St. Уравнение Джоэра, ниже. Потребление большего количества калорий, чем необходимо, может привести к увеличению веса, тогда как потребление меньшего количества калорий теоретически должно привести к потере веса:

Как оценить RMR у женщин:

(9.99 x вес (в килограммах)) + (6,25 x рост (в сантиметрах)) — (4,92 x возраст) — 161

Как оценить RMR у мужчин:

(9,99 x вес (в килограммах) + (6,25 x рост (в сантиметрах)) — (4,92 x возраст) + 5

Чтобы рассчитать TDEE, умножьте свой расчетный RMR на один из следующих коэффициентов активности:

Категория

Физическая активность

Оценка активности

Сидячий

Несоблюдение требований Федеральной службы здравоохранения и социального обеспечения в отношении минимального количества повседневной активности

1.0

Низкий активный

От 30 до 60 минут физических нагрузок низкой и средней интенсивности

1,12

Активный

Физическая активность средней интенсивности не менее 60 минут

1,27

Очень активный

До 60 минут физических нагрузок средней интенсивности в сочетании с до 60 минут физических нагрузок высокой интенсивности

1.45

Пример использования:

36-летний мужчина: 175 см, 200 фунтов (90,9 кг)

RMR = (9,99 x 90,9) + (6,25 x 175) — (4,92 x 36) + 5 = 908 + 1094 — 177 + 5 = 1830

Сидячий образ жизни: 1830 калорий

Низкая активность: 2050 калорий

Активный: 2324 калории

Очень активный: 2654 калории

Если он ведет малоподвижный образ жизни, ему требуется менее 2000 калорий в день; если он ест больше, то набирает вес.

Если этот человек может увеличить свою активность до уровня «Активный», что означает, что он сжигает 2300 калорий в день, но поддерживает потребление на уровне 2000 калорий в день, он создаст дефицит калорий, который должен привести к потере веса.

Если вы не любите много заниматься математикой, есть хорошие новости: ACE создала калькулятор, который поможет вам оценить свой TDEE. Просто введите свою информацию, чтобы определить количество калорий, необходимое для поддержания вашего уровня активности.Если ваша цель — похудеть, вам нужно будет снизить потребление калорий до уровня ниже указанного на калькуляторе.

Лучшее понимание того, как измерить расход энергии, а также знание различных компонентов того, как организм использует энергию, потребляемую вами в ходе диеты, может помочь вам определить лучшие виды деятельности, как физические, так и не связанные с упражнениями, чтобы помочь вам достичь ваши личные фитнес-цели.

Исследования физической активности, расхода энергии и малоподвижного образа жизни при перекармливании — систематический обзор | BMC Public Health

Первой целью этого обзора было изучить общие инструменты измерения PA, расхода энергии и параметров сидячего положения в исследованиях перекармливания.В конечном итоге, 15 работ оценивали PA, расход энергии или малоподвижный образ жизни с помощью 1 инструмента ( n = 8) или комбинации от 2 до 4 различных инструментов ( n = 7) с использованием комнатного калориметра, воды с двойной маркировкой, акселерометра, шагомера, радара. датчик и обзор. Выявленные 20 параметров диверсифицированы, что дает широкий спектр результатов, которые можно интерпретировать после перекорма, но также затрудняют их сравнение. Вторая цель этого обзора заключалась в том, чтобы выяснить, влияет ли перекорм на эти параметры: параметры PA поддерживаются, увеличиваются и уменьшаются, а параметры расхода энергии увеличиваются или поддерживаются.Только в одном исследовании оценивались параметры сидячей жизни, и его результат указывал на поддерживающий уровень.

Этот систематический обзор в первую очередь был направлен на определение любого предпочтительного использования инструментов или конкретных параметров в исследованиях перекармливания. Шагомер был первым инструментом, который использовался в исследовании перекармливания в 1967 г. [30]. Затем в 1971 г. появилась метаболическая камера [31]. Спустя десятилетия Равуссин и др. [27] представили акселерометр и радарный датчик и в то же время комбинацию инструментов для одного исследования.Наконец, последним инструментом, появившимся в 1990 г., стала вода с двойной меткой [19]. В этом систематическом обзоре эти результаты показывают, что акселерометр является наиболее распространенным инструментом ( n = 7), за ним следует вода с двойной меткой ( n = 6). Однако комнатный калориметр ( n = 4), радарный датчик (n = 4), шагомер ( n = 3) и обследование ( n = 1) встречаются реже. Комбинация инструментов использовалась в 7 исследованиях без каких-либо сходств между ними.

Что касается параметров, в ходе этого обзора было выявлено 20 из них, и выяснилось, что консенсуса по предпочтительным параметрам не было.Некоторые инструменты допускают только один параметр, например TEE (МДж / день) для комнатного калориметра, а также количество шагов для шагомера. Самым популярным параметром воды с двойной меткой является ежедневный расход энергии [9, 16, 17, 19, 20, 26], в то время как расход энергии, связанный с деятельностью, или его эквивалент также указывается трижды [9, 17, 20]. Было только одно исследование, в котором были представлены параметры как физической активности, так и параметров сидячей работы [23], несмотря на то, что малоподвижный образ жизни и отсутствие физической активности — это два разных понятия, которые независимо друг от друга способствуют увеличению избыточной массы тела [32].В исследовании, проведенном Кнудсеном [33], бездействие и переедание привели к снижению чувствительности к инсулину. Кроме того, высокий уровень малоподвижности оказывал влияние на заболеваемость независимо от уровня ПА [34,35,36]. Однако большинству негативных эффектов кратковременного переедания в сочетании с ежедневным сокращением количества шагов нейтрализуются физические упражнения [14]. Таким образом, если не принимать во внимание ПА, упражнения, малоподвижный образ жизни и отсутствие физической активности одновременно, отсутствовала полная интерпретация того, что происходило в положительном энергетическом балансе в исследованиях взрослых.

Вторая цель этого обзора заключалась в изучении изменений в PA, расходе энергии и параметрах малоподвижного образа жизни после периода перекармливания. Наши результаты показали, что могут быть некоторые изменения в параметрах PA и расхода энергии при сохранении малоподвижных параметров. Для параметров PA и расхода энергии изменения не были значительными ( n = 13), увеличиваясь ( n = 15) или уменьшаясь ( n = 7) при перекармливании, учитывая, что каждое исследование могло иметь более одного параметра.Исследование, которое, по-видимому, оказало наибольшее влияние на параметры PA, — это исследование Alpozan et al. [20] с увеличением на 50% затрат энергии, связанных с деятельностью, и Pasquet et al. , [25], которые показали снижение примерно на 60% показателя спонтанной физической активности и 40% показателя физической активности (импульсов в день). Другие снижения параметров PA были связаны с характеристиками ходьбы и варьировались от 1 до 21% [18]. Снижение связано с большим изменением пройденного расстояния (- 21%) по сравнению с дневным временем ходьбы (- 1%), что предполагает менее эффективную прогулку и модуляцию энергоэффективности.Это присоединяется к теории о том, что перекорм приводит к изменению NEAT [9]. Эти результаты также показывают важность оценки изменений в условиях свободного проживания.

Увеличение параметров расхода энергии варьировалось от 6 до 60%, и большинство из них были связаны с измерением суточного расхода энергии. Столь большую разницу в результатах по расходу энергии можно объяснить инструкциями, данными участникам относительно их практики ПА и пространства, в котором участник может перемещаться (Таблица 4). Интересно, что это увеличение наблюдалось как в условиях свободного проживания [9, 20, 26, 27], так и когда исследование проводилось в стационаре [17, 21, 22, 27, 29].Для малоподвижного поведения только в одном исследовании использовался этот параметр, и его изменения не были значительными [23], как и в этом исследовании PA. Другие исследователи подчеркивают, что продолжительность протокола и количество перекармливания являются двумя основными факторами, вызвавшими изменения этих параметров [37, 38]. Обзор, проведенный Вестертерпом [39] с использованием воды с двойной меткой, показал, что не было никакого эффекта на уровень PA, когда перекорм был ниже, чем вдвое больше требований к содержанию, однако это открытие противоречит некоторым исследованиям, использованным в текущем обзоре [20, 26].

Интересные элементы выявляются при сравнении результатов в зависимости от продолжительности протокола перекорма (рис. 2). Продолжительность перекармливания сильно различалась в разных исследованиях. Как отмечают Йоосен и Вестертерп [37], период перекорма должен быть достаточно продолжительным, чтобы можно было ожидать увеличения избыточной массы тела. Мы предполагаем, что то же самое может происходить при изменении ПА и малоподвижных параметров. Фактически, кажется, что было больше изменений, когда продолжительность протокола превышала 8 недель, даже если это влияние также может быть связано с большим количеством условий свободного проживания с протоколами длительного перекармливания.Фактически, краткосрочные исследования (<1 недели) в основном проводятся в лабораторных условиях. На Рисунке 2 показано, что ЧЭЭ было незначительным или увеличивалось при перекармливании. Это увеличение TEE, казалось, было вызвано не только увеличением AEE, но было многофакторным и, возможно, связано с теорией NEAT, описанной ранее. Фактически, в трех исследованиях была проведена оценка как параметров TEE, так и PA [20, 27, 29]: все они указали на увеличение TEE при сохранении или увеличении PA (от 6 до 30%).Параметры ходьбы сохранялись и уменьшались при перекармливании, в то время как другие параметры PA были более разными. Для этого параметра ИМТ ≥ 30 кг / м 2 может привести к менее выраженным изменениям, как было обнаружено в Schmidt et al. [28] исследование перекармливания, в котором сравнивали людей, склонных к ожирению и устойчивых к ожирению. Интересно, что Левин и его коллеги выполняли тот же протокол перекармливания (время, продолжительность и условия) в 1999 и 2008 годах, за исключением того, что в первом исследовании упражнения были запрещены, а во втором — физическая активность не ограничивалась [9, 18]. .Опять же, механизм рассеивания избыточного потребления энергии, по-видимому, существует, поскольку в первом случае наблюдалось увеличение TEE, а во втором — снижение параметров ходьбы. Эти последние результаты согласуются с теорией NEAT, но измерения с помощью акселерометра, следовательно, были неполными, так как непроизвольную часть можно было проверить только с помощью радарных датчиков для лучшего понимания его механизмов.

Рис. 2

Влияние продолжительности протокола на расход энергии, физическую активность и малоподвижные параметры в условиях свободного проживания или в лаборатории

Согласно рис.2, возникают противоречия между увеличением TEE и другими параметрами. В случае Apolzan et al. [20], не было никаких изменений в общем дневном расходе энергии, но увеличилось значение вектора, AEE и физической активности, когда упражнения были запрещены. Паске и др. [25], напротив, наблюдали увеличение суточного расхода энергии, но не наблюдали значимых результатов для каких-либо результатов PA, оцениваемых с помощью шагомера, акселерометра и радарных датчиков. Способность TEE влиять на прибавку в весе зависит от увеличения или уменьшения ПА и малоподвижных параметров и, следовательно, подтверждает важность наличия точных и дополнительных параметров.Таким образом, эта таблица указывает на необходимость дальнейшего изучения параметров малоподвижного образа жизни в исследованиях длительного перекармливания. Это даже более важно, поскольку существует благоприятная связь между перерывами в малоподвижном образе жизни, триглицеридами [40] и окружностью талии [41], два биомаркера сгруппированы в метаболический риск.

Не все исследования, включенные в этот обзор, преследовали одни и те же цели. Некоторые из них фокусировались на расходе энергии [16, 19, 21, 22, 25, 26, 27] или на ФА [18, 20, 23, 28], и среди них одно исследование также было направлено на измерение результатов малоподвижного образа жизни [23].Другие исследования преследовали другие цели, такие как выявление изменений в метаболизме [17, 29], термогенных ответах [9, 25], основной скорости метаболизма [29] и уровнях лептина [22]. Эти различия между исследованиями могут повлиять на результаты, которые необходимо изучить.

Различные цели каждой статьи могут объяснить различия в выборе инструментов и параметров. Келли и др. , [42] указали, что не существует «золотого стандарта» с точки зрения выбора инструмента для измерения PA и сидячих измерений: все зависит от интересующего аспекта PA или малоподвижного образа жизни.Хотя цели каждого исследования различались, было неожиданным увидеть консенсус относительно использования одного инструмента. Тем не менее, анкеты имеют ограниченную надежность и валидность, если они не предназначены для 1) определения условий, при которых увеличение PA было бы полезным, и 2) мониторинга изменений в активности населения [43]. Фактически, самооценка PA была завышена по сравнению с инструментами прямого измерения, такими как вода с двойной меткой и акселерометрия [44]. Это потенциально объясняет, почему только одно исследование использовало опрос.Если мы рассмотрим исследования перекармливания с целью предотвращения ожирения, то комнатный калориметр, который позволяет оценивать различные компоненты TEE и, следовательно, использование энергетического субстрата, кажется предпочтительным инструментом, как подчеркнули Лам и Равуссин [45]. . И наоборот, если мы хотим понять, почему модели прогнозирования потери или набора веса неточны, тогда измерения этих параметров в условиях свободной жизни могут быть более точными. Для этого лучше всего подходят вода с двойной меткой и акселерометрия.Кроме того, кажется, растет интерес к комбинации инструментов [46]. В семи исследованиях в этом обзоре использовалось более одного инструмента для части протокола, связанной с перекармливанием. Однако эти дополнения не обязательно приводили к улучшению оценки ЭЭ [47], но повышали точность значимых результатов ПА, таких как МЕТ / час и время, проведенное в ПА от умеренной до сильной [46]. Эту комбинацию сейчас важно рассмотреть, поскольку Pontzer et al. , [48] обнаружили, что компенсаторные механизмы, которые модулируют расход энергии, происходят с высокой интенсивностью.Фактически, выше умеренного уровня активности, общий расход энергии стабилизировался.

В текущем обзоре подчеркивается большое разнообразие характеристик участников, подверженных протоколам перекармливания. В настоящее время общеизвестно, что смешивающие факторы для расхода энергии включают как аспекты участников, такие как возраст [49], пол [50], генетические [51], так и диетические питательные вещества, такие как состав пищи [38, 52, 53] и тип жира. в рационе [54]. В отношении однородной возрастной группы взрослых этот обзор не позволил нам заметить разницу по этому смешивающему фактору.Что касается пола, некоторые статьи в этом обзоре включали только мужчин [17, 19, 24,25,26, 29], другие — только женщин [16, 22], а некоторые из них обоих [9, 18, 20, 21, 23, 28]. В этом обзоре недостаточно информации для интерпретации при контроле расхода энергии и пола, учитывая, что было только одно исследование, в котором изучались женщины и параметры расхода энергии. Наконец, нетрадиционное диетическое питание было выполнено Bray et al. [21] с перекармливанием белков и Dirlewanger et al.[22] с углеводным и жировым перекармливанием. С увеличением количества потребляемой пищи ЧВЭ увеличиваются из-за обработки принятой пищи [55]. Перекармливание протеином может еще больше увеличить ЧВЭ за счет увеличения постпрандиального термогенеза, что подразумевает значительное искажение результатов [55]. Кратковременный период избыточного питания с высоким содержанием жиров нарушает гликемический контроль [56], а также приводит к избыточному кормлению углеводами [53]. Эти изменения концентрации глюкозы в крови нарушают гормональную регуляцию и приводят к производству и накоплению жира [53].Кроме того, некоторые гормоны, такие как лептин [57], увеличивают ПЭЭ, количество которых увеличивается после переедания [58].

Ограничения

Основное ограничение в этом систематическом обзоре касается незарегистрированных или оцененных измерений PA, что потенциально может привести к завышению оценок PA. Кроме того, это усложняет сравнение исследований. Кроме того, рекомендации добровольцев по ФП, которые были у добровольцев во время исследований по перекармливанию, и которые могут варьироваться от одного исследования к другому, могли повлиять на результаты расхода энергии.Прием пищи оценивался как в лабораторных условиях, так и в условиях свободного проживания. Известно, что первый метод является строгим методом оценки потребления энергии, а второй может привести к занижению сведений и к ошибочным результатам [59]. Согласно Вестертерпу [38], идеальным показателем расхода энергии в исследованиях перекармливания может быть неограничивающий режим и увеличение количества потребляемых калорий в течение как минимум 1 недели. В этом случае 60% исследований, включенных в этот обзор, были выполнены в условиях свободного проживания, а 66% соблюдали продолжительность более 1 недели.Очевидно, что предстоит еще много работы для выяснения влияния перекармливания на ФА, расход энергии и малоподвижный образ жизни, начиная с прямых измерений этих трех компонентов в одном исследовании. Фактически, до сих пор ни одно исследование не исследовало их полностью.

Упражнения для энергетики

Упражнения для энергетики

Эллиот Хоукс


16 ноября 2013 г.

Представлено как курсовая работа для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2013 г.

Фиг.1: Может ли энергия, производимая упражнениями, значительный вклад в мощность, требуемую тренажерным залом? (Источник: Викимедиа Commons)

Два года назад журнал Time сообщил о новой форме тренажерного зала: тот, который питается от использующих его тренажеров. [1] С тех пор Green Microgym в Портленде процветает и продолжает привлекать клиенты. [2] Владелец спортзала Адам Бозель заявляет, что примерно 36% энергии, необходимой для тренажерного зала, поступает от пользователей и солнечной энергии, а тренажерный зал требует на 85% меньше электроэнергии и имеет на 90% меньше выбросов углекислого газа на квадратных футов, чем в традиционном тренажерном зале.[2] Это впечатляющие заявления, но перед тем, как каждый тренажерный зал перейдет на «отключаемые» тренажеры, утверждается следует оценить более подробно.

Сначала необходимо подсчитать, сколько энергии человек может производить во время упражнений. Если средняя тренировка составляет около 20 минут фактической активности при средней мощности 100 Вт, дает выход энергии 33,3 Втч. Это довольно близко к сообщается количество 37,5 Втч для спортзала. [1] Так как мощность стоит 10.6 центов на киловатт-час в Орегоне, а мощность составляет 0,0375 кВтч, мощность произведенная пользователем спортзала стоит около трети копейки. [3] С всего 200 человек, если половина людей приходила в спортзал каждый день, это экономит 0,30 доллара в день. При этом не похоже, что машины того стоят, но прежних претензий было намного больше впечатляющий. Как это рационализировать?

Первое утверждение заключается в том, что 36% энергии поступает от сочетание солнечных батарей и тренажеров.Стандарт солнечная панель для жилых домов от Ikea выдает 3,36 кВт. [4] Таким образом, если тренажерный зал имеет одну солнечную панель и 20 человек одновременно крутят педали, меньше более 2% солнечной энергии и энергии человека будет приходиться на упражнения, Это означает, что около 0,7% от общего энергопотребления тренажерного зала было заправлено людьми. Вторая оценка согласуется по порядку величины: Бозель сообщает, что сочетание солнечной и человеческой энергии спасло его 37000 человек. кВтч в 2009 г. [5] По оценкам, половина участников тренируется в день, всего произведено 37.5 Втч на тренировку, мы получаем 100 тренировок в день, или 3,75 кВтч. В течение 52 недель, работая 7 дней в неделю, мы получить 1400 кВтч в течение года. Таким образом, из 37000 кВтч произведены солнечными батареями и людьми, и люди внесли свой вклад в 3,8%, или чуть более 1% от общего энергопотребления тренажерного зала. Чтобы сказать это этот показатель в 36% вводит в заблуждение — это преуменьшение.

Остальные факты впечатляют, но опять же несколько вводящие в заблуждение.При этом потребляя на 85% меньше электроэнергии, чем в обычном тренажерном зале стоящая цель, мы видим из наших предыдущих расчетов, что ничтожный процент исходит от человеческой силы. В тренажерном зале основное внимание уделяется низкое энергопотребление, избегая больших телевизоров с плоским экраном, а также от наших числа, можно увидеть, что эти типы изменений гораздо более значимы чем «затыкание».

Может быть одна искупительная причина обратить человеческое мощность на электричество: это дает нам представление о том, сколько энергии мы потребляющий.Тридцать минут пота и тяжелой работы стоят всего треть. копейки энергии электростанции.

© Эллиот Хоукс. Автор дает разрешение копировать, распространять и отображать эту работу в неизменном виде, с ссылка на автора, только в некоммерческих целях. Все остальные права, в том числе коммерческие, принадлежат автору.

Список литературы

[1] Т. Ньюкомб, «В тренажерном зале: чистая энергия из мышц Власть, Время, 26 ноя 10.

[2] К. Дункан, «Четыре Фитнеса Стартапы находят уникальную нишу », Предприниматель, 27 июля 12.

[3] «Электроэнергия ежемесячно», Управление энергетической информации США, октябрь 2013 г., таблица 5.6.A.

[4] М. Райзинг, «Икеа начнет продавать солнечные панели для жилых домов », Detroit News, 30 сен 13.

[5] М. Парк, «Педаль Власть способствует развитию экологической осведомленности », CNN, 22 апреля 10.

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *