Хранителна физиология - PDF безплатно изтегляне
Хранителна физиология V04a: Енергийните нужди на хората
Основен метаболизъм и ефективност Общо енергийно потребление = енергия за основния метаболизъм (GU) + енергия за метаболизма на ефективността (LU) Базален метаболизъм: Енергия, която е необходима в рамките на 24 часа за поддържане на важни телесни функции: дишане, циркулация (сърдечна дейност), телесна температура, черен дроб, бъбреци, мозък
Измерване на базалната скорост на метаболизма Измерване при стандартни условия: - когато тялото е напълно в покой - легнало, с отпуснати мускули - поне 12 часа след последния прием на храна - при безразлична температура (20-30 C) Метод на изследване: - Човешки калориметър по Атворт-Бенедикт - Измерване на спирометър Бенедикт-Рот консумация на кислород, производство на въглероден диоксид, топлинна емисия
Човешки калориметър Atwater-Benedict
Фактори, влияещи върху основната скорост на метаболизма (1) Пол: GU 10% по-висок при мъжете, отколкото при жените (по-висок процент мускули!) Възраст: GU намалява с увеличаване на възрастта (метаболитните процеси се забавят, по-ниска мускулна маса, по-висок процент мазнини) t Структура на тялото: GU при високи хора по-висока, отколкото при малки, с нормално тегло GU по-висока, отколкото при наднормено тегло Хормони: хормони на щитовидната жлеза и адреналин за хипертиреоидизъм ---> повишена GU за хипотиреоидизъм ---> намалена GU за стрес ---> повишена GU депресия: GU намалява (мазнини от скръб)
Фактори, влияещи върху основния метаболизъм (2) Треска: GU се увеличава с 40% (+ 1 C телесна температура ---> + 10% GU) Сън: GU намалява със 7-10% (мускулен тонус и нервна система по-малко активни) Бърз: GU може да бъде до намаляване с 40% (адаптация към ниска консумация на енергия) Климат: когато е студено, GU се увеличава с приблизително 10% (свързани със студа, хормонални промени) Спортисти: по-висок GU от неспортисти (по-висока мускулна маса = по-активна телесна маса)
Ориентировъчни стойности за основната скорост на метаболизма 4 KJ/kg телесно тегло/час или 100 KJ/kg телесно тегло/ден
Основна скорост на метаболизма при жени и мъже на различна възраст Възраст Мъже Жени kj (kcal) kj (kcal) 18 години 7500 (1800) 6700 (1600) 24 години 7100 (1700) 6300 (1500) 42 години 6700 (1600) 6300 (1500) 66 години 6300 (1500) 5900 (1400) 75 години 5900 (1400) 5400 (1300)
Изисквания за тегло и енергия g на различни органи
За представянето на хората за по-нататъшно представяне се изисква енергия: мускулна работа (работа и свободно време) интелектуална активност растеж бременност лактация храносмилателна дейност регулиране на топлината
Атворен дихателен калориметър
Преобразуване на изпълнението за специални дейности седене и писане 2.1 KJ/min ходене: при 4 km/h 5.4 KJ/min с 4 km/h + 20 kg 22.0 KJ/min бягане при 9 km/h 42.0 KJ Колоездене с 10 км/ч 8.4 KJ/мин при 15 км/ч 13.4 KJ/мин каране на кола 3.0 KJ/мин Плуване: ракла с 20 м/мин 19.0 KJ/мин пълзене с 50 m/min 58.0 KJ/min танци 25.0 KJ/min ски (ски бягане) 35.0 KJ/min почистване на прозорци 16.3 KJ/min
Средни стойности за текучеството на производителността на средно тежки работници + 600 kcal тежки работници + 1200 kcal работници с твърд труд + 1600 kcal
Методология за изследване на измерването на преобразуването на мощност с увеличаване на преобразуването на мощността: ако потреблението на кислород се увеличи, образуването на въглероден диоксид увеличава топлинните емисии
Допълнителна информация Оцеляване в студена вода: 0 C 15-90 мин. 10 C 1-2 h 15 C 6-8 h Храносмилателна дейност: необходима е енергия за разграждане и преобразуване на хранителните вещества ---> приблизително 10-12% от общото Хранителен прием на енергия g ---> загуба на енергия чрез храносмилане и метаболизъм ---> специфичен динамичен ефект (SDW) зависи от състава на храната: след прием на въглехидрати: 5-9% след прием на мазнини: 3-4% след прием на протеини: 15-20%
Пример за изчисляване на общата енергийна потребност Студент, 20 години, 60 кг GU 6000 KJ (1500 kcal) Работен оборот 1400 KJ (350 kcal) Свободно време 800 KJ (200 kcal) SDW (12%) 1100 KJ (275 kcal) общо 9300 KJ (2325 ккал)
Пример за целево потребление на енергия през деня Потребление на енергия [kcal/2 h] 500 400 300 200 100 0 LU = 900 kcal/24 h GU = 1600 kcal/24 h 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 Време на деня LU GU
Пример за АКТУАЛНО потребление на енергия през деня Потребление на енергия [kcal/2 h] 250 200 150 100 50 0 LU = 500 kcal/24 h GU = 1600 kcal/24 h 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 Време на деня LU GU
Ориентировъчни стойности за енергийното снабдяване Доставка на енергия = базална скорост на метаболизма + разходи за изпълнение >> Доставка на енергия = PAL x базална скорост на метаболизма (PAL = ниво на физическа активност; кратно на GU) PAL A: изключително заседнала активност 1,2 (напр. Възрастни, крехки хора) B: A с малко или никакво липса на интензивна развлекателна дейност 1415 1.4-1.5 (напр. офис служители) C: седнал, понякога ходещ или стоящ 1.6-1.7 (напр. лаборанти, шофьори, студенти, лекари) D: предимно ходене или изправяне Дейност 1.8-1.9 (напр. Домакини, сервитьори, майстори) Д: физически взискателна професионална работа 2.0-2.4 (напр. Фермери, строителни работници, състезателни спортисти, горски работници)
Ориентировъчни стойности за дневния енергиен прием според пола и възрастта kcal/ден 3500 3000 2500 2000 мъже жени 1500 1000 500 0 0-4 M 4-12 M 1-3 Y 4-6 Y 7-9 Y 10-12 Y 13-14 Y 15-18 Y 19-24 Y 25-50 Y 51-64 Y> = 65 Y Възраст DACH референтни стойности; Контролният параметър е текущото телесно тегло
Енергийни нужди в напреднала и напреднала възраст MJ 12 10 8 6 4 2 Метаболизъм на ефективността Базален метаболизъм 0 Жени 73 Жени 91-96 Мъже 73 Мъже 91-96 Възраст [години] Rothenberg EM, J Nutr Health & Aging 6 (2002); 177-178
Енергийният баланс хронично положителен енергиен баланс -> балансиран енергиен баланс с наднормено тегло -> константа на теглото хронично отрицателен енергиен баланс -> поднормено тегло
Навлизането на „фенотипа за запазване на енергията“ в количествения „геномен капан“ 1 200 000 поколения между дефицит и изобилие (празник и глад) Неолит 300 поколения в до голяма степен постоянно енергийно захранване Съвременни 2-3 поколения в изобилие от енергия Хранителни/свързани болести b
Навлизането на „фенотипа за запазване на енергията“ в количествения „геномен капан“ „Потребление на енергия Потребление на енергия Вид Тегло RMR TEE съотношение физ. Активност kg kcal kcal TEE/RMR kcal примати (nm) приблизително 35 приблизително 1000 приблизително 1500 1,46 приблизително 500 Australopithecus приблизително. 37 приблизително 1150 приблизително 1820 1,59 приблизително 670 Homo habilis приблизително 48 приблизително 1400 приблизително 2380 1,70 приблизително 980 Homo erectus приблизително 53 приблизително 1520 приблизително 2730 1,80 приблизително 1210 Homo sapiens (рано) приблизително 57 приблизително 1600 прибл. 2880 1,80 прибл. 1280 съотв. Ловец/събирач прибл. 53 прибл. 1500 прибл. 3000 1,90 прибл. 1500 Хомо с. Сапиенс прибл. 70 прибл. 1700 прибл. 2000 1,18 прибл. 300 бегачи в офис (12 км/ден ) приблизително 70 приблизително 1700 приблизително 2800 1,70 приблизително 1100
Палеолит 1 200 000 000 поколения между дефицита и изобилието (празник t и глад)
Неолит 300 поколения в до голяма степен постоянен енергиен запас
Съвременни 2-3 поколения в изобилие от енергия
Влизането в качествения "геномен капан" палеолит 1 200 000 поколения между дефицит и изобилие (празник и глад) Съвременни 2-3 поколения в изобилие от енергия% от енергия% от енергия 100 100 постно дивеч птици яйца риба зърнени храни мляко/продукти изолирани KH изолирани Мазнини/Масла Алкохол 50 Fü Месо Плодове 50 Птици Зеленчуци (корени) Рибни ядки Мед Плодове Зеленчуци Бобови растения 0 0
Най-поразителните промени в "хранителната среда" в развитието на хоминидите rel. Промяна в енергопотреблението Потребление на енергия Плътност на хранителните вещества Първични патогенетични фактори Мазнини (включително n-6: n-3) Палеолит 1 200 000 000 поколения Неолит 300 поколения Съвременни 2-3 поколения
Затлъстяване: Промени от 1970 г. 1. Разпространение: допълнително се е увеличило във всички индустриализирани страни 2. Енергийният прием: намалява средно с -750 kcal/ден Причина: храни с ниско съдържание на мазнини, здравословна диета 3. Потреблението на енергия: намалява средно с -800 kcal/ден Причина: по-малко упражнения на работа и в свободното време, увеличена консумация на телевизия (
3 h/ден) 4-ти резултат: положителен енергиен баланс: + 50 kcal/ден 365 дни x 50 kcal = 18 240 kcal/година съответства на енергийното съдържание на 2 kg телесна мазнина/година
Наднормено тегло и затлъстяване в детска и юношеска възраст - данни на KiGGS (Здравно проучване на децата и юношите) 25,0 20,0 момчета с наднормено тегло преобладаване на затлъстели момичета [%] 15,0 10,0 5,0 0,0 11,3 90 9,0 11,6 8,1 8,9 9,0 64 6,4 6,0 7,0 7,0 8,2 8,9 7,3 5,7 2,5 3,3 3-6 7-10 11-13 14-17 3-6 7-10 11-13 14-17 Възрастова група (години)
Преобладаване на наднорменото тегло и затлъстяването при изпитите за записване в училище [според Koletzko, 2004 и Kromeyer-Hauschild, 2005] 15,0 12,5 Преобладаване на затлъстяването с наднормено тегло nz [%] 10,0 7,5 5,0 2,5 0,0 1982 1987 1992 1997 1996 1998 2000 2002 Бавария Северен Рейн-Вестфалия Увеличение на децата с наднормено тегло: 0,3%/година Увеличение на децата със затлъстяване: 0,1%/година
Съпътстващи и вторични заболявания Проучване за коморбидност на Мурнау (1998-2001) n = 520 деца и юноши със затлъстяване с 6% нарушения на метаболизма на глюкозата 1% диабет тип 2 35% метаболитен синдром (хипертония, липидемия, хиперурикемия) 30% чернодробна стеатоза (мастен черен дроб) 2% камъни в жлъчката 35% недоволство от ортопедични последици; значителни смущения в психосоциалното развитие и качеството на живот; намалена физическа работоспособност; Проблеми при намирането на партньор; и т.н. Hurrelmann: Децата днес имат все повече и повече заболявания за възрастни [Wabitsch, 2004]
Наднормено тегло (ИТМ> 90 процента) и социална класа (здравно проучване на младежта) 15,0 12,5 момичета преобладаване момчета в% 10,0 7,5 5,0 2,5 0,0 I II II IV V висок просперитет нисък просперитет Kolip, 2004 социална класа според скалата на семейното богатство; п = 5650; 11-15 годишни ученици
Наднормено тегло в Германия според микроцензуса (ИТМ> 25) [1999, 2003, 2005, 2009; н
380 000] 80 мъже 1999 мъже 2003 мъже 2005 70 мъже 2009 60 50 40 30 20 10 жени 1999 жени 2003 жени 2005 жени 2009 0 18-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 45-50 50 -55 55 -60 60 -65 65 -70 70 -75> 75 Федерална статистическа служба, 2000, 2004, 2006 и 2009
Затлъстяване в Германия според микроцензуса (ИТМ> 30) [1999, 2003, 2005 и 2009; н
380 000] Разпространение с ИТМ> 30 [%] 25 мъже 1999 мъже 2003 20 15 10 5 мъже 2005 мъже 2009 жени 1999 жени 2003 жени 2005 жени 2009 0 18-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40 -45 45 -50 50 -55 55 -60 60 -65 65 -70 70 -75> 75 Федерална статистическа служба, 2000, 2004, 2006 и 2009
Честота на затлъстяването [СЗО: Факт за затлъстяването и наднорменото тегло] Затлъстяването е достигнало епидемични размери в световен мащаб. (първата глобална епидемия на 21-ви век) В световен мащаб:> 1 милиард души са с наднормено тегло (0,8 милиарда са гладни),
300 милиона души са със затлъстяване,
22 милиона деца относителна продоволствена сигурност приблизително 20 000 поколения 400 000 години приблизително 150 000 поколения 1 000 000 години култури на ловци/събирачи> адаптация към фазите на глада 4 000 000 години приблизително -30 000 000 години след Даниел, Технически университет в Мюнхен
Гени и затлъстяване Нашите гени са оформени при еволюционните условия от миналото, а не при тези от съвременната епоха. Ефективното съхранение на енергия представлява важно оцеляване и репродуктивно предимство. (Почти) всички хора имат способността да образуват енергийни запаси или нови мастни клетки и да ги пълнят с мазнини. Нашите гени са предназначени да се справят със ситуации на глад и липса, но не и с преяждане. >> Наднорменото тегло и затлъстяването трябва да се считат за нормални по време на преяждане и липса на упражнения, ако не се противодейства съзнателно. >> Затлъстяването не трябва да се разглежда като (стигматизиращо) заболяване, а като естествена физиологична реакция на хронично положителен енергиен баланс.
Диета, начин на живот и еволюция Физическата активност и енергийните нужди преди бяха 1,5 2 пъти по-високи от днешните. Днес ядем много по-малко и различни храни, отколкото еволюцията, предназначена за нашата биохимия. Енергийното съдържание на ястие/храна не може да бъде разпознато от организма, а само обемът. Имаме вродена слабост в разпознаването на храни с висока енергийна плътност. e e Калориите, погълнати с напитки, трудно се компенсират при консумация на твърда храна и също не влияят върху степента на ситост (DelaValle ll et al., 2005; Ludwig et al., 2004, Almiron-Roig and Drewnowski, 2003). >> Механизмите за насищане работят само в ограничена степен.
Регулиране на телесното тегло. Генотипът и постоянните външни влияния определят широчината на честотната лента, в рамките на която телесното тегло се регулира хомеостатично от промени в енергийния прием и изход Langhans (2010)
Обезогенната среда (СЗО: обезогенната среда) Спорт и отдих Неадекватен училищен спорт Твърде малко детски площадки/зони на Boltz Вътрешни, пасивни забавления Небезопасни улици Твърде малко безопасни велосипедни пътеки Семейство Генетично предразположение Обезогенни родители Няма или кратък период на кърмене i Недостатъчни познания за здравето, познанията и подготовката на храните Adipogenic Околна среда Храна с енергийна плътност, популяризирана от: Реклама, ниски цени, закуски, безалкохолни напитки Спонсориране (напр. Световно първенство по футбол) Изяждане Образование и информация Дефицити в обучението: Начин на живот Здраве Хранене Кулинария Културни вярвания [IOTF, 2004]
Несъответствие между храните, препоръчани от професионални асоциации, и рекламираните храни Влияние на рекламата за (детски) храни (Hastings et al 2003; Becker et al 2005; IOM 2005)
Информационно общество 1 поколение в компютъра и медиите