Основной обмен веществ (базальный метаболизм)
Все мы знаем главный принцип достижения прогресса в спорте. 40% тренировки, 20% сон, и 40% питание. Но, как правильно рассчитывать питание для достижения тех или иных целей? Конечно, для этого составляется план, в котором учитывается физические и умственные потребности и расходы. Но из всей этой формулы выпадает один единственный фактор, который и будет рассмотрен в следующем материале – основной обмен веществ.
Что это такое
Основной обмен веществ – один из показателей интенсивности метаболизма и энергии в организме человека. Определяется количеством тощаковой энергии в оптимальных температурных условиях, которая необходима для поддержания состояния в полном физическом и психическом покое.
Т.е., базальный метаболизм показывает, сколько энергии тратит организм для поддержания постоянной деятельности внутренних органов, мышц.
Энергия, которую получает вследствие таких реакций организм, идет на обеспечение постоянства температуры тела (источник – Учебник “Физиология обмена веществ и эндокринной системы”, Теппермен).
Благодаря полноценности базального метаболизма обеспечиваются:
И это далеко не полный список происходящего в нашем организме. В частности, даже когда человек спит, большая часть из процессов, пускай и в замедленном порядке, помогают синтезировать новые строительные элементы, и проводят расщепление гликогена на глюкозу. Все это требует постоянного притока калорийности, которую человек получает из пищи. В частности, этот базовый расход и является ежедневной минимальной нормой того, сколько калорий нужно для поддержания основных функций организма.
Поверхность Рубнера
Как ни странно, но иногда обмен веществ определяется не только биохимическими процессами, но и простыми физическими законами.
Ученый Рубнер выявил зависимость, связывающую общую поверхность с количеством затрачиваемых калорий.
Как это работает на самом деле? Есть 2 основных фактора, из-за которых его предположение оказалось верным.
Следовательно, из этого всего можно сделать вывод:
Плотные люди, действительно тратят больше энергии во время основного обмена веществ. Высокие люди, чаще всего худые из-за дефицита калорийности, вызванного увеличенным базальным метаболизмом и тратами на сохранение температуры для большей площади тела.
© designer491 — depositphotos.com. Одна из формул расчета базового обмена
Факторы, определяющие базальный метаболизм
Исходная интенсивность базального метаболизма у мужчин с массой тела около 70 кг в среднем равна 1700 ккал. Для женщин такие параметры на 10% меньше (источник – “Википедия”).
Если рассматривать уровень базального метаболизма, как динамическую систему, подвижную, то есть факторы, которые определяют базовый фон, и количество распределяемой энергии:
Кроме этого стоит выделить и основные конечные продукты обмена веществ, которые выводятся из организма вне зависимости от его скорости.
Чем регулируется?
Теперь нужно определить, не только на что тратится основная энергия при общем обмене веществ, но и чем регулируется количество затрачиваемой энергии.
Продолжая проводить аналогии с машинами, это уменьшение скорости для того, чтобы уменьшить расход масла в двигателе, и, соответственно, уменьшить общий износ двигателя, тем самым продлив жизнь отдельной запчасти.
Нарушение баланса
Расчет основного обмена веществ происходит с учетом динамических стрессов. Так, например, занятия спортом выводят организм из баланса, заставляя его постепенно ускорять обмен веществ, и полностью перестраиваться под новые условия. Это, в свою очередь, вызывает противодействие (которое характеризуется большой потерей питательного потенциала, и, возможно, на некоторое время выведением из штатного режима большинство систем организма).
Кроме того, для регуляции последствий стресса, увеличиваются расходы на поддержание эмоционального фона. Ну, и плюс, если равновесие выведено окончательно, организм начинает полностью перестраиваться под новый режим с новой скоростью метаболизма.
Так, например, резкое изменение в питании, с последующим замедлением метаболизма тоже является достаточным фактором для изменения уровня базового расхода. При выведении системы из баланса она будет стремиться к нему. Это определяет текущий уровень ферментов и гормонов.
Формулы для расчёта базовых потребностей
Формула расчета основного обмена веществ является несовершенной. Она не учитывает такие факторы как:
Однако для общей прикидки, подойдет и такая формула. Перед таблицей вставим разъяснения:
Уравнение
Важно понимать, что формула расчёта не учитывает неравномерность растрат калорийности в течение дня. Так, например, днем во время приема пищи или после тренировки, разогнанный метаболизм заставляет организм потреблять больше энергии, пускай и использует её не так рационально. В то время, как во сне процессы метаболизма оптимизируются максимально, что позволяет достичь оптимального результата в поставленных целях.
Общий метаболизм
Естественно, что основные этапы и процессы, происходящие в организме во время основного обмена веществ, – это не единственные траты. При создании плана питания, скажем, для похудения, нужно воспринимать базальный метаболизм не как константу (посчитанную по формуле), а как динамическую систему, любое изменение в которой приводит к изменению в расчётах.
Во-первых, для расхода полной калорийности питания, нужно включить в список растраты калорийности на все производимые действия.
Примечание: Подробней расчет двигательных и умственных потребностей человека был рассмотрен в статье «Как создать дефицит калорий?».
Во-вторых, изменение скорости метаболизма, возникающее как раз в ходе двигательной активности, или её отсутствия. В частности, возникновение белкового и углеводного окна после тренировок, стимулирует не только ускорение метаболизма, но и изменение трат организма на пищеварение. В это время, базальный метаболизм усиливается на 15-20%, пускай и в краткосрочном периоде, не считая остальных потребностей.
Расчет базального метаболизма для атлета, конечно, не является нужным и определяющим фактором для достижения оптимального роста. Несовершенство формул, изменение постоянных процессов, требует регулярной коррекции. Однако при первичном подсчете расхода калорий для создания избытка или дефицита, базальный метаболизм поможет понять, как корректировать получившиеся цифры.
Это особенно важно для тех, кто привык не самостоятельно составлять план питания, а пользоваться готовыми диетами. Все мы понимаем принципы похудения, а, следовательно, любую диету нужно подстраивать под себя. И, что для 90 килограммового толстяка похудение, то для 50 килограммовой фитоняшки, может оказаться вредным и избыточным.
Эксперт проекта. диагностика, лечение, первичная, вторичная профилактика заболеваний почек, суставов, сердечно-сосудистой системы; дифференциальная диагностика заболеваний различных органов и систем; рекомендации по диетическому питанию, физическим нагрузкам, лечебной физкультуре, подбор индивидуальной схемы питания.
Что такое метаболизм: почему он бывает быстрым и медленным
Метаболизм — слово, которое на слуху у каждого, кто худеет. Считается, что его нужно «разогнать» на полную мощность, и тогда вы сможете обмануть организм и сжигать больше калорий за то же время. Почти как секретная кнопка, на которую нужно нажать. Поэтому так привлекательны разгоняющие метаболизм продукты питания, диеты и тренировки. Читайте в этой статье про то, что такое метаболизм вообще и почему он бывает быстрым и медленным.
Что такое метаболизм?
Эволюционно организм человека стремится поддерживать идеальный с точки зрения выживания вес и процент жира, которые задает генетика. Это защищает человека от любых крайностей: как от истощения, так и от ожирения. И то, и другое снижает шансы передать свои гены потомству в дикой природе.
«Идеальным» для выживания весом управляет отдел мозга — гипоталамус. Именно он замедляет или ускоряет обмен веществ, если видит какие-то отклонения от нормы для конкретного человека. С помощью самых разных веществ — гормонов, уровня глюкозы и аминокислот в крови и многого другого — он собирает информацию о том, что происходит в организме: достаточно ли жира запасено, регулярно ли поступает еда, насколько она калорийная.
Сравнивая данные с «идеальной» генетической установкой, гипоталамус подкручивает метаболизм то вверх, то вниз, в зависимости от ситуации. Посмотрим на примерах, как выглядит идеальный метаболизм.
Если человек ел непривычно много для себя в течение одного или нескольких дней, его аппетит сам по себе снижается в последующие дни. Человек будет есть меньше, сам того не замечая. Заодно он будет более подвижным и активным. И даже если он все же наберет лишний вес за отпуск или праздники, он быстро от него избавится, как только вернется к обычной жизни, ничего специального для похудения не делая. Гипоталамус отрегулирует аппетит и уровень активности так, чтобы вернуть систему в равновесие.
И обратная ситуация. Тот же человек вдруг стал есть непривычно мало для себя: сел на диету, перестал есть из-за стресса, занятости. В ответ на это гипоталамус в следующие дни увеличивает аппетит, чтобы наверстать среднюю калорийность. Заодно он снижает активность — человек становится более вялым, сонным, двигается меньше и при первой возможности хочет посидеть или полежать.
Выходит, что человек со здоровым обменом веществ может иметь примерно один и тот же вес долгие годы, ничего специального не делая.
Как гипоталамус делает это?
Аппетитом мозг управляет с помощью самых разных механизмов.
Усиливают голод и толкают человека на поиски еды и тягу к определенным продуктам, особенно калорийным, следующие химические вещества: грелин, нейропептид Y, орексин, галанин, ноницептин, мотилин, В-эндорфины и др. А так же низкий уровень глюкозы и аминокислот, пустой желудок.
Человек начинает получать большее наслаждение от еды — от ее вкуса, запаха. Еда становится источником удовольствия. За это отвечают дофамин и эндорфины, которые выбрасываются каждый раз, когда человек поел.
Это отличный механизм защиты от голодания и истощения: если бы мы были равнодушны к еде и не замотивированы ее искать, не могли бы получать от нее почти наркотическое удовольствие, дела с выживанием были бы плохи. Хотя, сегодня это играет против нас: еду больше не нужно искать. Самая вкусная, жирная и сладкая еда — в избытке на расстоянии вытянутой руки. Из-за этого дофаминовые и эндорфиновые рецепторы бомбардируются чаще, сильнее и больше, чем заложено природой. Это сбивает все внутренние настройки организма в плане пищевого поведения.
Быстрый и медленный метаболизм
Описанная выше ситуация с обменом веществ — идеальная. В жизни же иногда все как-будто наоборот: чем больше человек ест и меньше двигается, тем меньше хочется двигаться и больше есть. А кто-то — худой, очень мало ест и больше есть не может.
Чтобы понять про быстрый и медленный обмен веществ, нужно знать вот что. Нервная система человека состоит из двух отделов. Первый — центральная нервная система. Она состоит из головного и спинного мозга. Второй — вегетативная нервная система. Это главный регулятор метаболизма. Она контролирует работу желез, органов, пищеварение, управляет питательными веществами, поступившими с едой, и делает другие важные для жизни вещи.
Вегетативная нервная система имеет две ветви: симпатическую и парасимпатическую.
В зависимости от ситуации — стресс или восстановление — у любого человека включается либо та, либо другая ветвь. Но у некоторых людей каждая из них может доминировать большую часть времени. Это и определяет скорость метаболизма.
Важно понимать: говоря про быстрый и медленный метаболизм, мы не говорим о заболеваниях обмена веществ, которые нужно лечить у врача. Все остальное — пределы нормы здорового человека, но с отклонениями в одну или другую сторону.
Быстрый обмен веществ
Люди с доминирующей симпатической нервной системой, — счастливчики для тех, кто всю жизнь пытается худеть. Они стройные и не имеют проблем с лишним весом.
Это обычно живые, активные, эмоциональные люди, с быстрыми, резкими движениями. Пульс их более частый, а давление — повышенное. У них более активно работает щитовидная желез. Они всегда немного нервные, возбужденные по жизни и тратят много энергии в течение дня. Они не толстеют, но и с трудом набирают мышцы.
Медленный обмен веществ
Люди с доминирующей парасимпатической нервной системой набирают вес легко, а худеют — с трудом. Это малоподвижные, спокойные, расслабленные, а в крайних проявлениях — апатичные, вялые люди. Они быстро усваивают питательные вещества, что на фоне очень хорошего аппетита создает проблемы с лишним весом.
В ответ на лишнюю еду гипоталамус может не снижать аппетит в следующие дни, как могло быть в идеальной ситуации. Одна из проблем обмена веществ — плохая чувствительность мозга к лептину.
Лептин — гормон, который вырабатывает жировая ткань. С его помощью гипоталамус видит количество запасенной энергии (жира) в организме. Много жира = много лептина. Гипоталамус снижает аппетит и повышает активность, ведь бояться голодной смерти не нужно. Мало жира = мало лептина, значит энергии мало, аппетит нужно увеличить, а желание двигаться — снизить.
Но иногда гипоталамус не видит лептин, даже если и его, и жира много. А это означает постоянный голод и снижение активности. Человек начинает есть со временем все больше и больше.
Иногда плохая чувствительность к лептину — приобретенная, из-за плохого образа жизни и лишнего веса. А иногда — генетическая, когда мутация в самой структуре гормона или в рецепторах гипоталамуса мешает правильно принимать сигнал.
Если человек с медленным обменом веществ решит вдруг сесть на голодную диету, его ждут большие мучения: аппетит становится просто зверским. Начинает тянуть на все самое жирное, сладкое или соленое. Активность падает очень сильно и переводит его в режим амебы с постоянными мыслями о еде, плохим настроением, отсутствием сил и либидо. Работа щитовидной железы еще больше ухудшается.
К этому добавляется низкая чувствительность мышечных клеток к инсулину, что делает отложение жира более легким.
С эволюционной точки зрения выживали именно те, кто мог запасать больше жира, чтобы пережить голод, долгие зимы и передать свои гены потомству. Теперь это уже больше не эволюционное преимущество, но многие из нас носят эти гены и всю жизнь борются с лишним весом.
Изменение скорости метаболизма
До этого речь шла о вещах отчасти генетических. Но человек — система не замкнутая. На нас очень влияет окружающая среда. Еще сто лет назад метаболизм был менее зависим от нее. Но сегодня у нас изобилие еды — жирной, сладкой, калорийной, всегда доступной. Мы двигаемся меньше — у нас есть машины, метро, самолеты, а всякая техника упрощает жизнь.
Малоподвижный образ жизни, плохое питание, стрессы, недостаток сна – все это сбивает систему саморегуляции веса, нарушает пищевое поведение. Гипоталамус перестает правильно воспринимать сигналы организма, мышцы теряют чувствительность к инсулину. В худшем сценарии развивается метаболический синдром — диабет 2 типа, гипертония и атеросклероз, которые часто идут вместе и усиливают друг друга.
И если с генетикой бороться трудно, с образом жизни можно сделать многое. Даже самый безнадежный с точки зрения генетики человек способен на большие перемены.
«Разгон» метаболизма
Говорить о «разгоне» метаболизма не правильно. Вместо этого нужно думать о том, как вернуть его в норму. Сильно ускоренный метаболизм — это серьезное заболевание (например, Базедова болезнь).
Что снижает метаболизм? Малоподвижный образ жизни, отсутствие силовых тренировок, мышц, увлечение сахаром и насыщенными жирами, нарушение пищевого поведения. И «лечится» это изменением образа жизни.
Вы похудеете, восстановите чувствительность клеток к инсулину с помощью диеты и силовых тренировок, и обмен веществ придет в норму, насколько это возможно. Вы научитесь есть, когда голодны и не есть, когда сыты, перестанете бомбардировать мозг эндорфинами от калорийной еды, улучшите чувствительность к лептину.
А совсем не наоборот: сначала «разогнать» обмен веществ, а потом похудеть на этих скоростях. Совершенно бессмысленно ускорять метаболизм, чтобы худеть. Он возвращается к своему нормальному состоянию в процессе похудения.
Основной обмен
Любое живое существо, в том числе и человек, употребляет пищу для обеспечения организма энергией. Энергия дает возможность выполнять физическую (механическую) и химическую работу.
Человек тратит полученную с пищей энергию на:
Все затраты энергии в организме восполняются энергией из основных пищевых веществ: белков, жиров и углеводов.
Энергия пищи измеряется калориями. Больше всего энергии тратит наш организм на основной обмен.
Основной обмен
Это минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения жизненно важных процессов: дыхания, выделения, кровообращения, процессы клеточного метаболизма, сохранение тонуса мускулатуры, функционирование нервной и эндокринной систем, поддержание температуры тела и др.
Основной обмен определяют в состоянии полного физического и эмоционального покоя, утром после пробуждения, в положении лежа на спине, натощак через 12-14 часов после последнего приема пищи, при внешней температуре комфорта (18-20°C). За 3 суток до исследования из пищевого рациона исключают белок.
Основной обмен выражается в количестве килокалорий на 1 кг массы тела в час (ккал/кг/ч) или в общем количестве энергии в сутки для конкректного человека (ккал/сут).
В различных органах и тканях организма расходуется неодинаковое количество энергии.
Из общей величины основного обмена
Большая часть энергии, потребляемая печенью, расходуется на биосинтез глюкозы и кетоновых тел, необходимых для получения энергии в головном мозге. 20% энергии от основного обмена уходит на биосинтез белка. Что бы синтезировать 1г белка, расходуется 4 ккал.
Основной обмен составляет 60-75% всех энергозатрат человека. Он характеризуется индивидуальными особенностями.
Поговорим о факторах, изменяющих основной обмен.
Научно доказано, что у одного и того же человека при изменении калорийности питания и интенсивности физических нагрузок, показатели основного обмена меняются не превышая 5%, в среднем на 2,5%.
Основной обмен – довольно постоянное значение для каждого человека, и зависит от массы тела.
Массу человека можно разделить на две составляющие:
Чем ниже доля жира, тем выше основной обмен. Если сравнить двух людей с одинаковой массой тела, то основной обмен у физически тренированного выше, соответственно у малоактивного ниже. Эта разница составляет 5%.
В течение всей нашей жизни с нашим основным обменом происходят изменения. С момента рождения и до 2-х лет он повышается. В период новорожденности 12-15% энергии пищи расходуется на рост тканей. После 2 лет это значение составляет всего лишь 1%. Основной обмен у детей с возрастом снижается, конечно же, если его рассчитывать на единицу массы тела, а не как абсолютную величину. Очень сильно основной обмен увеличивается в подростковом периоде. Этот временной отрезок характеризуется максимальной потребностью в энергии.
У взрослых основной обмен довольно постоянная величина в течение многих лет, но отмечается постепенное снижение к старости: после 40 лет – на 2-3% каждые 10 лет.
Основной обмен выше у мужчин, чем у женщин того же роста и массы тела на 5-10%.
Величина основного обмена зависит от уровня гормонов щитовидной железы и надпочечников. Так при снижении функции щитовидной железы (гипотериозе) основной обмен может быть снижен на 30%, а при повышении функции (тиреотоксикозе) повышен на 50-75%. Адреналин (гормон надпочечников), вырабатывается при эмоциональном стрессе, как позитивном, так и негативном, вызывает повышение основного обмена, значение которого выравнивается к норме через 2-3 часа.
У женщин основной обмен еще и зависит от периода менструального цикла: он выше во второй половине цикла, минимальное значение – за неделю до овуляции (14 день цикла), максимальное значение – непосредственно перед менструацией.
Длительное ограничение в питании может привести к снижению основного обмена на 20%, происходит это за счет адаптации организма к недоеданию, способ экономии энергии.
При повышении температуры на 1°C основной обмен повышается на 13-15%.
При температуре окружающей среды 26°C отмечаются минимальные энергетические затраты. При повышении или снижении температуры основной обмен повышается.
Свое влияние на основной обмен оказывает и беременность. На ранних сроках он несколько снижается. Далее с ростом плода отмечается его повышение. В третьем триместре основной обмен увеличивается на 20%. Выше он и во время кормления грудью.
Рефлексотерапия дает возможность ускорить основной обмен, что подтверждает высокую эффективность метода для похудения «Игла невидимка», который успешно используется в центре китайской медицины в Москве «СлимКлиник».
Школа здоровья. Уровень индивидуального метаболизма или подсчитываем калорийность суточного рациона. Часть 1
В данной подрубрике я буду пытаться осветить вопросы, связанные с математическим расчётом рациона :). Подсчёт основного обмена, калорийности, содержания белка, жиров, углеводов в рационе и т.д., позволяет худеющему человеку лучше понимать, что нужно именно ему для достижения успешного похудения, а затем и удержания полученных результатов.
Далее рассчитывается расход энергии в сутки (РЭ).
РЭ = УОО * ФА (фактор активности) * ТФ (температурный фактор) * ДМТ (дефицит массы тела, если человеку надо поправиться, а не похудеть!)
А) Фактор активности выглядит так:
УОО * (перемноженный) 1.1 = при постельном режиме
УОО * 1.2 = при сидячем образе жизни
УОО * 1.38 = при малой активности (физ. нагрузка 1-3 раза в неделю)
УОО * 1.55 = нагрузка средней интенсивности
УОО * 1.73 = спорт 5-7 раз в неделю, работа с грузами, тяжестями.
Б) Худеющий человек вычитает из этой суммы
В) ТФ (температурный фактор) считают те, кто заболел):
38 С * 1.1
39 С * 1.2
40 С * 1.3 (так умножают УОО)
Г) Те, кто хочет поправиться:
при дефиците веса 10-20 % УОО * 1.1
20-30% УОО * 1.2
более 30% УОО * 1.3
При хронических заболеваниях (умножают) * 1.0
Теперь, когда РЭ в течение суток подсчитан, приступают к расчёту потребности в жирах, углеводах и белках.
Белки должны составлять 30-35% суточного рациона, жиры 15- 20%, углеводы 45-50%
Если калорийность пришлась на 630-840 кал, то белков в ней 40-50 гр, жиров 30-40 гр, углеводов 50-70 гр. (это диета №8 О).
