Баланс энергии

Первый принцип рационального питания

Вся необходимая организму человека энергия поступает из пищи. Процесс усвоения и использования в организме пищи чем-то схож с горением. Действительно, большая часть продуктов, в том числе углеводы и жиры, превращается в тепло (энергию), углекислый газ и воду. Только белок дает в организме ряд недоокисленных продуктов, выделяющихся с мочой (мочевина).

Калорийность пищи

Вначале калорийность (т. е. способность выделять энергию) определяли в специальном приборе — калориметре, в котором легко учитывается выделение тепла. Оказалось, что в калориметре при сгорании в атмосфере кислорода 1 г углеводов выделяется в среднем 4,3 ккал, 1 г жиров — 9,45 ккал, 1 г белков 5,65 ккал. Для желающих пересчитать килокалории в джоули напомним, что 1 ккал = 4,184 кДж.

Однако впоследствии выяснилось, что часть пищевых веществ в организме не усваивается (например, белки в среднем усваиваются на 94,5%, жиры — на 94, углеводы — на 95,6%) и в том или ином виде удаляется с каловой массой. Кроме того, как отмечено выше, белки сгорают в организме не полностью.

В настоящее время считается, что 1 г белков пищи дает 4 ккал, 1 г жиров — 9 ккал, а 1 г углеводов — 4 ккал.

Таким образом, зная химический состав пищи, легко подсчитать, сколько энергетического материала получает человек в сутки. Выпущены специальные таблицы химического состава основных пищевых продуктов, по которым можно рассчитать калорийность любого блюда, любого меню, любой диеты. Закон сохранения энергии является универсальным, он действует и в живом организме, в том числе в клетках человеческого тела. Поэтому нормальное питание предусматривает примерный баланс поступления энергии в соответствии с расходом на обеспечение нормальной жизнедеятельности.

В нашем справочнике продуктов есть информация о калорийности и составе.

При кратковременном недостатке калорийной пищи организм частично расходует запасные вещества, главным образом жир и углеводы (гликоген).

При кратковременном избытке пищи ее усвояемость и утилизация уменьшаются, увеличивается объем каловых масс и выделение мочи.

При длительном недостатке энергетически ценной пищи организмом расходуются не только резервные углеводы и жиры, но и белки, что в первую очередь ведет к уменьшению массы скелетных мышц. В результате происходит общee ослабление организма.

Однако при длительном избыточном потреблении калорийной пищи часть жиров и углеводов не используется организмом непосредственно, а откладывается в виде подкожного жира в жировых клетках. Следствием этого являются увеличение массы тела, а затем и ожирение.

Как видим, необходима «золотая середина». Как ее найти?

Мы уже знаем, сколько энергии получаем с пищей. Теперь надо разобраться, как она расходуется.

Специалисты установили, что имеются три пути энерготрат в организме: во-первых, так называемый основной обмен, во вторых, специфическое динамическое действие пищи и, в-третьих мышечная деятельность.

Основной обмен

Основной обмен — это минимальное количество энергии, необходимое человеку для поддержания жизни в состоянии полного покоя. Такой обмен обычно бывает во время сна в комфортных условиях.

Он рассчитывается обычно на «стандартного» мужчину (возраст — 30 лет, масса тела — 65 кг) или «стандартную» женщину (возраст — 30 лет, масса тела — 55 кг), занятых легкой физической работой. Основной обмен у стандартного мужчины в среднем равен 1600 ккал, у женщины — 1400 ккал.

Основной обмен зависит от возраста (у маленьких детей он на единицу массы в 1,3–1,5 раза выше, чем у взрослых), от общей массы тела (поэтому часто основной обмен рассчитывается на 1 кг массы тела), от внешних условий проживания и индивидуальных особенностей человека. У людей, постоянно испытывающих физические нагрузки, основной обмен обычно заметно (до 30%) выше.

Специфическое динамическое действие пищи

Ученые обнаружили, что на переваривание пищи, даже без какой бы то ни было мышечной активности, расходуется энергия. Это явление и называется специфическим динамическим действием пищи. При этом наибольший расход вызывает переваривание белков, которые при их поступлении в пищеварительный тракт на определенный период увеличивают основной обмен (до 30–40%). При приеме жиров основной обмен повышается на 4–14%, углеводов — на 4–7%. Даже чай и кофе вызывают небольшое (до 8%) повышение основного обмена. Считается, что при смешанном питании и при оптимальном количестве потребляемых пищевых веществ основной обмен увеличивается в среднем на 10–15%.

Читайте про потребность человека в пищевых веществах (соотношение белков, жиров и углеводов).

Расход энергии на мышечную деятельность

Физическая деятельность оказывает весьма существенное влияние на величину обмена энергии. Что же касается умственной работы, то при ней расходы энергии увеличиваются в гораздо меньшей степени. Еще в 1937 г. известный ученый М. Н. Шатерников экспериментально показал, что при чтении книги «про себя» в положении сидя основной обмен увеличивается всего на 16%. При физической нагрузке увеличение основного обмена может увеличиваться в несколько раз.

Если масса человека больше стандартной, то расход пропорционально увеличивается, если меньше — уменьшается.

Например, если очень хочется дополнительно к обычному завтраку съесть пирожное массой 100 г и калорийностью 400 ккал и ни на грамм не поправиться, достаточно пробежать «трусцой» 3–4 км или сделать несколько сот приседаний (с перерывами, конечно).

Мы до сих пор говорили об энерготратах вне работы. А на работе? Там они находятся в прямой зависимости от ее характера. Максимальные энерготраты наблюдаются при тяжелой физической работе, минимальные — во время умственного труда.

Если обобщить все виды расхода энергии (на основной обмен, специфическое динамическое действие пищи, мышечную деятельность на работе дома), то окажется, что у мужчин — работников физического труда, не требующего значительных энергозатрат (например, у работников сферы обслуживания), среднесуточный энергетический обмен равен 2750–3000 ккал, у женщин той же группы — 2350–2550 ккал. Для людей умственного труда (служащие, операторы) энерготраты будут несколько ниже: 2550—2800 ккал для мужчин и 2200–2400 ккал для женщин. Однако у мужчин, занятых тяжелой физической работой (грузчики, лесорубы и т. д.), энерготраты выше — 3900–4300 ккал. Следовательно, и питание их должно обеспечивать компенсацию этих расходов, т. е. должно быть более калорийным.

У детей до 18 лет и пожилых людей старше 60 лет энергозатраты снижены: у первых — из-за меньшей массы тела, у вторых — из-за общего снижения интенсивности обменных процессов и физической деятельности.

Расчеты показывают, что при постоянном превышении суточной калорийности пищи над энерготратами на 300 ккал (это примерно ¹/₁₀ суточной калорийности, т. е. 100-граммовая сдобная булочка) увеличивается накопление резервного жира на 15–20 г в день, что составляет в год 5,4–10,8 кг.

Выше мы обсуждали только одну сторону питания — энергетическую, т. е. о том, что для обеспечения нормальной жизнедеятельности человека нужно создать относительное равновесие между энергией, которую человек получает с пищей, и энергией, вторую он расходует. Но это вовсе не означает, что «пищевая» энергия может быть получена любым путем, например, только за счет жира или только за счет углеводов или белков, хотя арифметически сумма калорий может быть одной и той же.

Оказывается, что организму небезразлично, каким образом и за счет каких групп веществ он получает калории. Для нормальной жизнедеятельности человека необходимо определенное соотношение белков, жиров и углеводов, а также определенное количество микрокомпонентов пищи — витаминов и минеральных веществ. И здесь мы подходим ко второму принципу рационального питания — удовлетворение потребностей организма в пищевых веществах.