Как работа и энерготраты влияют на организм человека
Вторым «компонентом энергозатрат» после базального метаболизма является мышечная активность во время работы. Энергозатраты на работе зависят от физической тяжести и интенсивности работы. Это затраты энергии в единицу времени. Она также зависит от продолжительности и условий окружающей среды. В основном это относится к температуре и влажности, то есть к среде, в которой выполняется работа. Лесоруб сжигает больше калорий, чем водитель или продавец. Почтальон также сжигает больше калорий, чем продавец. Однако «больше» и «меньше» — понятия неточные. Поэтому очень важно понимать определение энергозатрат.
Уровни энерготрат
Чтобы точно определить разницу в энергозатратах между различными профессиями, выделяют пять групп для мужчин и четыре группы для женщин. Для каждой профессиональной группы применяется коэффициент физической активности (PAF). Это отражает отношение общих энергетических затрат к базальной скорости метаболизма. Если средние затраты энергии на все виды деятельности в профессии в два раза превышают среднюю скорость базального метаболизма у сверстников того же пола, коэффициент физической активности для группы равен 2. Профессии одинаковые, но у одной и той же группы одинаковые энергозатраты. Трудно определить категорию энергопотребления той или иной профессии, но, по крайней мере, можно дать общее представление.
Группы энергопотребления
Группа I: очень легкая физическая активность, CFA = 1,4.
К первой группе относятся работники умственного труда. Среди них ученые, студенты гуманитарных вузов, операторы компьютеров, учителя, диспетчеры и работники диспетчерских пунктов.
Группа II: легкая физическая активность, CFA = 1,6.
Во вторую группу входят работники, занятые легким физическим трудом. К ним относятся водители трамваев и троллейбусов, грузчики, весовщики, упаковщики, швейные работники, сельскохозяйственные рабочие, медсестры, санитары, работники связи и сферы обслуживания.
Группа II: средняя физическая активность, CFA = 1,9.
В третью группу входят работники с умеренной физической активностью. Среди них монтажники, наладчики, наладчики, операторы станков, бурильщики, водители экскаваторов и бульдозеров, водители автобусов, хирурги, текстильщики, сапожники, железнодорожники и работники химических заводов.
Группа IV: высокая физическая активность, CFA = 2,2.
В четвертую группу входят работники с тяжелым физическим трудом. К ним относятся строительные рабочие, помощники землекопов, проходчики, хлопкоробы, большинство сельскохозяйственных рабочих и операторов машин, молочные фермеры, овощеводы, плотники, металлисты и литейщики.
Группа V: Физическая активность очень высокая, CFA = 2,5.
В пятую группу входят работники с особо тяжелым физическим трудом. В эту группу входят механизаторы и сельскохозяйственные рабочие во время посевной и уборки урожая, шахтеры, лесорубы, бетонщики, строители, экскаваторщики, немеханические погрузчики и оленеводы.
Благодаря этим группам становится очевидной зависимость энергозатрат от физической активности.
Суточные энерготраты
При определении оптимальной суточной нормы калорий в первую очередь учитываются энергозатраты работников.
Для расчета суточных энергозатрат необходимо значения базального метаболизма, соответствующие возрасту и весу, умножить на приведенные выше коэффициенты физической активности для соответствующей профессиональной группы (I — V). Самые высокие суточные энергозатраты наблюдаются у маленьких детей.
Для мужчин и женщин действует одинаковый CFA. Однако женщины весят меньше и имеют более низкую базальную скорость метаболизма, что приводит к меньшему потреблению калорий для выполнения той же работы по сравнению с мужчинами того же возраста и веса.
Данные о скорости базального метаболизма в зависимости от веса, пола и возраста. Данные представлены в таблице 1 (группы в возрасте 75 лет и старше не включены).
Таблица 1. Базальный метаболизм в зависимости от массы тела, пола и возраста.
На базальный метаболизм приходится примерно 65% дневного потребления энергии. Индекс физической активности дает модификацию «среднего» человека. Однако он не учитывает индивидуальные особенности метаболизма и дополнительные энергозатраты. Например, регулярные физические упражнения или другие дополнительные нагрузки. Среди индивидуальных характеристик на базальный метаболизм в основном влияет соотношение тощей ткани и общей массы мышц. В возрасте от 20 до 65 лет масса тела постепенно увеличивается. Особенно в 40-е и 50-е годы. В возрасте 65-70 лет потеря веса начинается постепенно, так как уменьшается вес свободной от жира ткани.
Более точно, чем в таблице 1, величина базовой замены (Woo) в килокалориях может быть определена по формуле Уорриса-Бенедикта
- Для женщин Уо = 65,5 + (9,6 х М) + (1,8 х Р) — (4,7 х В), где
- Для мужчин Woo = 66 + (13,7 x M) + (5,0 x P) — (6,8 x H),.
М — идеальная масса тела, кг,.
Чтобы определить рекомендуемое суточное потребление калорий, умножьте полученное значение базальной скорости метаболизма на индекс физической активности для соответствующей профессиональной группы.
Таблица 2: Суточные физиологические потребности в энергии и питательных веществах
Таблица 2 может быть использована для расчета суточной физиологической потребности в энергии и основных питательных веществах. Приведенные там значения рассчитаны для людей с идеальной массой тела . 60 кг для женщин и 70 кг для мужчин. Для людей с идеальным весом, отличающимся от этих значений, скорость базального метаболизма можно рассчитать по приведенной выше формуле и умножить на соответствующий коэффициент физической активности (PAF). Затем, исходя из строк таблицы для людей данного возраста и пола с наиболее близкими значениями энергозатрат, можно приблизительно рассчитать потребности в белках, жирах, углеводах, макро-, микроэлементах и витаминах.
Мышечная активность оказывает наибольшее влияние на энергетический метаболизм. Энергозатраты во время бодрствования всегда больше, чем базальная скорость метаболизма. Степень повышения зависит от уровня физической активности.
Было собрано значительное количество данных об энергетических затратах во время различных видов мышечной активности. Так, во время медленной ходьбы затраты энергии в три раза выше, чем во время сна, и более чем в 40 раз выше во время напряженной физической нагрузки (например, при беге на короткие дистанции на соревнованиях). Энергозатраты во время различных видов деятельности показаны в таблице 3.
Таблица 3: Использование энергии во время различных видов деятельности
Общие энергозатраты в день человека, выполняющего тяжелую физическую работу, могут в три раза превышать основные энергозатраты. Она может составлять до 6000 ккал. Нормальная работа требует в 1,5-2 раза больше базального метаболизма (1000-2000 ккал), при этом общая потребность в энергии составляет 3000-4000 ккал.
Энергозатраты спортсменов во время работы существенно зависят от их подготовки. Спорт и специализированные тренировки снижают энергозатраты. Он защищает организм от перенапряжения и сокращает период восстановления после работы. Это также позволяет развить значительное напряжение за короткий промежуток времени.
Повышение метаболизма при мышечном напряжении зависит не только от более активного функционирования мышц, непосредственно участвующих в работе, но и от повышенной активности дыхательной, сердечно-сосудистой и других систем организма.
Какова зависимость энерготрат от физической нагрузки
Физическая работоспособность человека и уровень максимальных энергозатрат определяются, прежде всего, функциональными возможностями сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Умственная деятельность не может оказывать существенного влияния на общие энергозатраты организма. Поскольку общая масса мозга составляет примерно 2% от массы тела. Изменения в энергетическом метаболизме во время умственной работы очень малы. Они не оказывают заметного влияния на общие энергетические потребности организма. Установлено, что человек весом 70 кг, работающий умственно, тратит дополнительно 50-60 ккал за 7 часов. По сравнению с базальным метаболизмом, чтение в положении сидя увеличивало энергозатраты на 16%. При чтении вслух он увеличивается на 48%. А если стоять и читать лекцию, энергозатраты увеличиваются на 94%. Увеличение энергозатрат во время умственной деятельности зависит в первую очередь от эмоционального и психологического возбуждения. Они также зависят от сопутствующего повышения мышечного тонуса и двигательной активности.
