Потребность в энергии

Понятие о потребности в энергии тесно связано с расходом энергии, то есть для сохранения стабильной массы тела поступление энергии должно соответствовать ее расходу. Определение расхода энергии базируется на установлении уровня основного обмена (УОО).

УОО – это энергетические затраты, направленные на поддержание основных жизненных функций организма в условиях состояния покоя в нейтральной температурной среде.

Величина УОО обусловливается рядом факторов, наиболее значимыми из которых являются возраст, пол и масса тела.

Для определения УОО у конкретного человека наиболее точным методом является непрямая калориметрия, связанная с определением объемов вдыхаемого кислорода и выдыхаемого углекислого газа и основанная на известных значениях количества энергии, выделяемой при сгорании белков, жиров и углеводов.

Окисление белков (г) = 6,25 × азот мочи.

Окисление углеводов(г) = (–2,56 × азот мочи) – (2,91 × VO₂) + (4,12 × VCO₂).

Окисление жиров (г) = (–1,94 × азот мочи) + (1,69 × VO₂) – (1,69 × VCO₂),

где VO₂ – потребление O₂, л/сут; VCО₂ – выделение СО₂ л/сут; ОАМ – общий азот суточной мочи, г/сут.

Респираторный коэффициент (RQ) – отношение выделенной углекислоты к потребленному организмом кислороду за единицу времени (VCO₂/VO₂) – величина, характеризующая процессы окисления энергетических субстратов в организме. Поэтому расчет респираторного коэффициента позволяет при непрямой калориметрии получить данные о преимущественном использовании источников энергии организмом. Так, при значении RQ >1 – преобладает липогенез, RQ = 1 – в основном происходит утилизация углеводов, при RQ < 0.7 – утилизируются жиры.

Суммарное уравнение непрямой калорометрии (уравнение Вейра) для определения основного обмена имеет следующий вид:

УОО (ккал/сут)= (3,941 × VO₂) + (1,106 × VCO₂) – (2,17 × ОАМ).

Методика может использоваться для установления потребности в калориях у больных с резко измененным весом при значительной задержке жидкости или гиперкатаболических процессах.

Для расчета расхода (а, соответственно, и потребности) в энергии требуется прибавить к количеству энергии, потраченной на поддержание основного обмена, затраты, связанные с физической активностью организма, а у больного человека – и обусловленные патологическими метаболическими изменениями.

Удобным является использование формул уровня УОО, принятых ВОЗ (табл. 5. 5).

Таблица 5.5. Уровень основного обмена в зависимости от возраста, пола и массы тела (ВОЗ, 1985)

Примечание: МТ – масса тела.

ВОЗ (1985) рекомендует определять потребность в энергии здоровых лиц на основании следующих расчетов (рис. 5. 1).

Рис. 5.1. Определение потребности в энергии здоровых лиц.

1. Определение возраста, роста, пола.

2. Определение уровня основного обмена (УОО) (по табл. 11).

3. Определение расхода энергии (РЭ).

3.1. Определение времени (t), расходуемого на:

– сон и отдых в постели (t₁);

– физическую активность (t₂), в т. ч. профессиональную, обязательную (служебная и домашняя работа) (t_1,2) и активность "по собственному усмотрению", "желаемую" (t_2,2);

– остального времени ("прогулочное время") (t₃).

3.2. Определение коэффицентов расхода энергии (K):

– сон и отдых в постели, K₁ = 1,0;

– физическая активность (K₂) в зависимости от типа активности, времени, затрачиваемого на ее совершение, и физических характеристик индивидуума: профессиональная K_2,1 = 1,7–3,8, желаемая – K_2,2 = 3–6;

– прогулочное время K₃ = 1,4t, ч

3.3. Определение расхода энергии:

PЭ = K₁t₁ + K_2,1t_2,1, + K_2,1t_2,1 + K₃t₃.

Средние суточные потребности в энергии в зависимости от возраста и пола по ВОЗ (1990) приведены выше.

ФАО/ВОЗ рекомендует также коэффиценты определения энергетической потребности для взрослых лиц в зависимости от физической активности, связанной с их профессиональной деятельностью (табл. 5.6).

Таблица 5.6. Коэффиценты (K) определения энергетической потребности для взрослых лиц в зависимости от классификации их профессиональной деятельности как легкая, умеренная, тяжелая (ФАО/ВОЗ, 1985)

РЭ (расход энергии) = K × УОО

В РФ установлены "Суточные нормы физиологических потребностей для взрослого населения" (1991). Для лиц с массой тела, близкой среднестатистической, энергоемкость и химический состав рациона можно определить по данной нормативной таблице. При работе с работоспособными контингентами также можно умножать рассчитанную базовую величину УОО на коэффициент физической активности (КФА), принятый у нас в стране (см. Приложение 2).

Потребности здорового человека в энергии составляют в среднем 35 ккал/кг массы тела и преимущественно зависят от величины уровня физической активности. Потребности в энергии больного определяются также степенью метаболического стресса и наличием лихорадки. На величину основного обмена оказывает влияние ряд лекарственных препаратов: так аспирин, кофеин и адреналин повышают обменные процессы, адреноблокаторы, анестетики и наркотические анальгетики, наоборот, снижают их.

Наиболее удобным методом подсчета метаболических потребностей в клинической практике является расчет базальных энергетических показателей по формуле Харриса–Бенедикта с последующими поправками (см. Приложение 1). Именно он рекомендован для использования в ЛПУ приказом № 330 МЗ РФ.

УОО = 655 + (9,6 × МТ) + (1,8 × Ρ) – (4,7 × Β),

где УОО – уровень основного обмена (ккал/сут); МТ -масса тела (кг); Ρ – рост (см); В – возраст (лет).

РЭ = УОО × ФА × ТФ × ПФ.

Приводим пример расчета потребности в энергии. Пациент – мужчина 40 лет, масса тела 70 кг, рост 175 см, диагноз – "сепсис", температура тела – 39°С, находится на постельном режиме.

УОО = 66,5 + (13,7 × 70) + (5 × 175) + (6,8 × 40) = 2173 ккал,

РЭ = 2173 × 1,1 × 1,5 × 1,2 = 4303 (ккал).

Таким образом, потребность пациента в энергии составляет 4303 ккал.

В зависимости от нутриционных показателей, скорости метаболических процессов и выраженности азотистых потерь потребности больного человека в энергии колеблются от 25 до 45 ккал на 1 кг массы тела в сутки.

Энергетический компонент рациона обеспечивается углеводами и жирами. Отношение белковых калорий к общей калорийности рациона значительно различается в разных странах. В российских рекомендациях он достигает 10–15%.

ВОЗ в последние годы провела ряд исследований, позволивших выработать рекомендации по питанию различных групп населения ("Fats and oils in human nutrition", "Preparation and use of food-based dietary guidelines", "Carbohydrates in human nutrition").

Рекомендации ВОЗ, направленные на профилактическое питание (предотвращение хронических неинфекционных заболеваний), приведены в табл. 5. 7. Следует учитывать, что они имеют популяционную, а не индивидуальную направленность.

Хотя углеводы не являются незаменимым компонентом питания, их минимальное количество в рационе не должно быть менее 50–60 г. В отчете ВОЗ "Углеводы в питании человека" (1997) отмечается, что углеводы должны обеспечивать 55% энергии рациона, причем менее 10% приходится на простые сахара.

Таблица 5.7. Рекомендации ВОЗ по содержанию нутриентов при питании, направленном на предотвращение неинфекционных заболеваний (2002)

Потребность в пищевых волокнах точно не установлена, ориентировочно она находится в пределах 20–40 г/сут.

При поступлении в организм достаточного количества углеводов они оказывают "белоксберегающий" эффект – то есть экзогенные аминокислоты используются в основном на пластические, а не на энергетические нужды. При резком снижении углеводов в диете происходит усиление окисления липидов, сопряженное с интенсивным кетогенезом, увеличение катаболизма белка. Избыток поступления углеводов приводит к интенсификации липогенеза с возможным развитием ожирения. В РФ оптимальным для здорового человека считается потребление углеводов в количестве 50–65% от энергетической ценности рациона. Поступающие углеводистые продукты должны обеспечивать не только калорийность пищи, но и достаточное количество необходимых организму растительных волокон.

При оценке состава рациона необходимо учитывать жирнокислотный состав продуктов. Согласно рекомендациям ВОЗ пропорция насыщенных жиров не должна превышать 10% от общего жира рациона. По принятым в РФ нормативам рекомендуется потребление насыщенных жиров 25 г/сут, полиненасыщенных жирных кислот – 11 г/сут.

Данные о потребности в энергоемких нутриентах при различных состояниях приводятся в соответствующих главах.