Skip to: site menu | section menu | main content

» 100 000 почему? » Почему важен обмен веществ » Обмен веществ и теория относительности  

Хотите ли вы похудеть?



Обмен веществ и теория относительности

Причем Эйнштейн тут не причем (О, каламбур), впрочем, потом объясню, что имелось ввиду.
Так вот, уж пардонте, но напомню, что обмен веществ складывается из следующих компонентов:

  1. Основной обмен веществ
  2. Динамическое действие пищи
  3. Любая физическая активность

Был у нас еще пункт про терморегуляцию, но цивилизация его исключила, по крайней мере  временно, до ближайших катаклизмов.

Про расчет основного обмена веществ мы с вами уже до сыта наговорились и выяснили, что динамическое действие пищи составляет 6-15% от основного обмена веществ в зависимости от наших кулинарных предпочтений. А вот как рассчитать наши затраты на спортзал, на мытье полов, на работу?

И вот тут, как раз возможны разные варианты расчетов и подсчетов, причем, ни один из этих вариантов, увы, абсолютно точных цифр не дает.

Первый вариант, это как мы уже говорили – прямая и непрямая калориметрия. Часто метод прямой калориметрии является далеко не лучшим способом измерения, ибо засунуть лыжника или пловца в измерительную камеру можно, но что им там делать без воды и снега? Другое дело - маску на лицо, мешок для сбора выдыхаемых газов на спину и вперед, на лыжню или за буйки! Но и тут не очень-то все гладко – и дышать затруднительно и многое зависит от индивидуальных особенностей испытуемого.

Но, тем не менее, на основании бесчисленных наблюдений и опытов, были выведены определенные закономерности и рассчитаны  определенные двигательные коэффициенты, которые так и назвали коэффициентами физической активности (КФА). По своей сути, эти коэффициенты представляет собой отношение общих энерготрат на все виды деятельности за сутки к величине основного обмена.

Что бы было больше понимания, давайте опять прибегнем к помощи нашего  знакомого испытуемого мужчинки 30 лет отроду и весом 70кг. Напомню, что его основной обмен веществ составляет примерно 1580 ккал. Если мы заставим нашего испытателя, например, ценой неимоверных усилий целые сутки идти без отдыха со скоростью 6 км/час, и посчитаем с помощью наших калориметрических методов измерения его энергозатраты, то выясниться  что они составят около 7425 ккал. Круто! Теперь, если мы разделим эту цифру 7425 на его основной обмен веществ 1580ккал, то получим 4,7. Вот, эти 4,7 и будет коэффициентом физической активности для данного вида деятельности, т.е. ходьбы со скоростью 6 км/ч. Можно еще сказать, что общий обмен веществ увеличивается при ходьбе с этой скоростью в 4,7 раза.

Таким образом, зная свой основной обмен веществ, время затраченное на выполнение того или иного действия и коэффициент физической активности, можно почти достоверно рассчитать свои затраты калорий.  Предположим, наш ходок, прогуливался с указанной скоростью 1,5 часа. Берем его основной обмен (1580) умножаем  на КФА ходьбы (4,7), делим на 24 часа и умножаем на 1,5 часа. Получаем, что наш ходок потратил за 1,5 часа ходьбы 464 ккал.

В итоге мы можем составить некий хронометраж своих действий и в дальнейшем зная их КФА спокойно рассчитать свои затраты энергии.  Что бы было проще рассчитать свои суточные телодвижения можно просто перемножить время затраченное на каждое действие на соответствующий КФА, сложить полученные цифры и поделить все это на 24. В результате, получим общий коэффициент активности за сутки. Важно что бы в сумме общий хронометраж был равен 24 часам.  Вот, ооочень простой напримерчик:

Сон – 10 часов.  КФА=1                         10 х 1=10
Ходьба -4 часа. КФА=4,7                       4 х 4,7=18,8
Отдых, чтение -10 часов. КФА =1,4      10 х 1,4=14
Итого:                  10+18,8+14=42,8
42,8/24 = 1,78  это и есть наш общий КФА, осталось умножить его на свой основной обмен веществ и получить общие энергозатраты за сутки.

Есть большие таблицы с коэффициентами, можете с ними ознакомиться:

-Таблица мгновенных значений коэффициентов физической активности для различных родов деятельности

-Таблица значений коэффициентов физической активности (КФА) для представителей различных профессий

Все эти расчеты проводились в стародавние советские времена (60-70-80-е годы), где все делалось для трудящихся масс. Так что для простоты расчетов, все трудоспособное население нашей Родины было разбито на 5 групп, каждой из которых был присвоен свой коэффициент физической активности.

Вот табличка:


Коэффициенты физической активности КФА

Группы интенсивности труда

Возрастные группы, годы

Мужчины

Женщины

1. Работники преимущественно умственного труда: руководители, студенты, секретари, делопроизводители, преподаватели, научные работники;

18-29
30-39
40-59

1,5
1,4
1,3

1,4
1,4
1,3

2. Работники лёгкого физического труда: рабочие на автоматизированных процессах, работники сферы обслуживания, медсёстры, санитарки;

18-29
30-39
40-59

1,7
1,7
1,6

1,6
1,6
1,6

3. Работники физического труда средней тяжести: станочники, слесари, хирурги, продавцы, водители транспорта;

18-29
30-39
40-59

2,0
2,0
1,9

1,9
1,9
1,9

4. Работники тяжёлого физического труда: строительные, нефтегазовые, деревообрабатывающие, металлургические рабочие, сельскохозяйственные работники;

18-29
30-39
40-59

2,3
2,2
2,2

2,2
2,2
2,1

5. Работники особо тяжёлого труда: горнорабочие, вальщики леса, каменщики, бетонщики, землекопы, грузчики, косари, вязальщики снопов;

18-29
30-39
40-59

2,6
2,5
2,4

-
-
-

Как видно  описания профессий – много воды утекло с тех пор…. Так что данные, мягко говоря, устарели. А новых данных и нет, ибо как в 90-е годы перестали выделять на все эти дела средства, так, наверное,  до сих пор и воруют их.  А может это уже «коммерческая тайна», которую «продают» желающим похудеть…

Кстати, а вот коэффициентов умственной активности нет. Наш мозг с точки зрения похудения, потребляет очень мало энергии, поэтому если мы будем только постоянно думать, как бы нам похудеть, при этом ничего не делая физически – увы, результатов не будет!  Умственные затраты минимальны, и если в каких-то таблицах вы увидите некоторые затраты энергии на различные виды умственной деятельности, например, на чтение, учебу, ораторство и т.д. -  знайте, что эти затраты калорий больше связанны с поддержанием позы читающего или жестикуляцией оратора, чем с их мозговой деятельностью.

У «проклятых буржуинов» есть свои данные, основанные на том, что вся работа достаточно легкая, а нагрузка осуществляется уже за счет занятий физкультурой. Эти данные более реалистичны, особенно с учетом того, что на работе сейчас мало кто поднимает что-то тяжелее компьютерной мышки.  Вот табличка:

Количество физической нагрузки

КФА

Минимальные нагрузки (сидячая работа)

1.2

Необременительные тренировки 3 раза в неделю

1.375

Тренировки 5 раз в неделю

1.4625

Интенсивные тренировки 5 раз в неделю

1.550

Ежедневные тренировки

1.6375

Ежедневные интенсивные тренировки или занятия 2 раза в день

1.725

Тяжелая физическая работа или интенсивные тренировки 2 раза в день

1.9

Имейте ввиду, что тут расчетный период - 1 неделя. И данные получатся у вас средние, т.е. например, при «Необременительных тренировках 3 раза в неделю» 3 дня в неделю у вас будет расход энергии больше, а 4 дня меньше, но в среднем это даст КФА 1,375.
Кстати, на расчетах с помощью этих самых коэффициентов физической активности и построено большинство калькуляторов расхода энергии.
А есть ли еще способы подсчитать расход энергии? А то! Обижаете, конечно, есть!
И начнем сразу же с примера. Возьмем нашего уже родного среднего мужичка, положим ему на плечи штангу весом 50кг. Мужичка заставим разок присесть со штангой на плечах, а себя заставим вспомнить школьную физику и сообразить, чему будет равна выполняемая  нашим испытуемым работа по поднятию штанги из приседа. Причем уточню, что эта работа измеряется не в рублях, как все привыкли, а в калориях или джоулях. Ну, что мужичок присел, а вы вспомнили? Эххх, как не стыдно!

Так вот, в данной ситуации Работа, это количество энергии потраченное на перемещение вертикально вверх тела весом 70кг +  штанга 50кг, из приседа, ну пусть на высоту 40см.
Формула нашей работы будет такой:
Pабота= m х g х h = (70 + 50) 9,81 · 0,4 = 470,88 Дж или  112,5 калорий (не Килокалорий, а всего лишь калорий)
Поясню, что тут:
m – масса в килограммах тела и штанги,
g – ускорение свободного падения, это константа;
h – высота подъема тела и штанги в метрах. Т.е. глубина приседа.

И все? Так просто! – скажете вы. Нееет, уважаемые, это только начало. 
Дело в том, что при работе мышц освобождается и тепловая и механическая энергия. Вспоминайте: отношение механической энергии ко всей энергии, затраченной на работу, выраженное в процентах, называется коэффициентом полезного действия (КПД). Так вот, при физических нагрузках КПД человека колеблется от 16 до 25 %, и в среднем составляет около 20%. Само собой, что на КПД влияет много факторов, но одним из главных факторов является тренированность. Т.е. чем, больше тренированность человека, тем выше его КПД, и тем меньше энергии он затрачивает на выполнение работы.

Вернемся к нашему среднему «летчику-испытателю». Мы с вами пока посчитали лишь его   механическую работу по приседу со штангой. В свете новых знаний, мы понимаем, что общие затраты энергии на это упражнение будут: 112,5/20 х 100=562,5 калории – это если принять его КПД за средние 20%.

Ага, но ведь помимо того, что наш испытатель встает из положения приседа со штангой на плечах, он же должен сначала это положение принять, т.е. опуститься вниз, т.е. так же потратить определенное количество энергии на это дело. Ну, опускаться не вставать, поэтому пусть эти затраты будут равны  1/3 от затрат на подъем вверх. Это еще 187,5 калорий. Итого весь цикл под названием «присесть-встать» сжигает примерно 562,5+187,5=750 калорий. Получается, что если наш испытуемый присядет 20 раз, то он потратит 20 х 750=15000 калорий или ВСЕГО 15ккал. Не густо, согласитесь! Ну, а что поделать,  надо больше двигаться!
Вот примерно такой алгоритм вычислений.

Теперь остается только представить, что зачастую в спортивных движениях нет прямолинейного движения вверх или вперед, а есть куча разнонаправленных движений, с переменным весом, различным расстоянием и ускорением. Тут добавлением синусов и косинусов уже не обойтись. Тут потребуются значительно более сложные формулы и расчеты.   Попробуйте рассчитать траекторию движения фигуриста или борца, например. Конечно, есть приборы, конечно есть компьютерное моделирование и прочие новшества, но опять же они очень индивидуальны и их результаты могут существенно отличатся от человека к человеку.

Не ищите точных данных по затратам калорий, их просто не существует. Поэтому так сильно разнятся и данные на просторах Интернета.

Еще один момент, на который имеет смысл обратить Ваше пристальное внимание.

Давайте представим  себе идеальную картинку: наш испытуемый выполнял одно и тоже упражнение и его энергозатраты были очень точно измерены (поэтому и идеальная картина) двумя различными способами: с помощью непрямой калориметрии и с помощью формулы расчета выполненной работы.

Напомню, результаты измерений и расчетов очень точные получились. Как думаете, совпадут они друг с другом?

Думаю, что не совпадут, да они и не должны совпасть.
Ну, сами посудите: при измерении с помощью непрямой калориметрии мы учитываем ВЕСЬ расход энергии произошедший за время выполнения упражнения. Т.е. в эту цифру вошла часть основного обмена веществ происходящего в это время, часть затрат энергии на переваривание и усвоение пищи и часть затрат энергии на выполнении самого упражнения. Согласитесь, что во время выполнения упражнения все наши органы продолжали работать,   да и желудок, наверное, еду тоже не прекращал переваривать.

При расчете же механической работы учитывается только сама работа, без учета работы внутренних органов и прочих-прочих затрат.

Вон она «теория относительности». Когда вы встречаете в Интернете цифры расхода калорий, пусть даже уже в пересчете на 1кг веса, то каким способом были получены эти данные? Или сформулирую вопрос конкретней: в приведенных цифрах учитываются затраты на основной обмен веществ и динамическое действие пищи?
А если еще конкретнее.
Как правильно считать: Основной обмен веществ + динамическое действие пищи + затраты различные движения   или же правильнее просто просуммировать только затраты на двигательную и аналогичную ей активность?
Ответ один -А хрен его знает!

Хотя на поверку, чаще всего оказывается что все эти цифры уже учитывают в себе и основной обмен веществ и прочие параллельные траты. Т.е. в большинстве случаев нужно просто суммировать все затраты на выполнения различных действий и движений, включая тот же сон, и не учитывать ничего более.

Продолжаем, но медленно переходим к завершению >>