Дослідження харчування
Методи вимірювання калорій (енергії їжі) відрізняються від методів дослідження інших нутрієнтів. Вимірювання енергетичного балансу технічно складне і використовується лише в спеціалізованій дослідницькій лабораторії. Використання енергії досліджується методом калориметрії. Найчастіше це непряма калориметрія – тривале вимірювання поглинання кисню і продукції вуглекислого газу.
(Пряма калориметрія вимірює віддачу тепла досліджуваним в спеціальній ізольованій кімнаті. Існує лише два таких калориметра для дослідження людини, які знаходяться в Британії) Це технічно складне дослідження, які обмежує рух суб’єкта.
З іншого боку енергію вживаної їжі можна дослідити хімічно, так як енергетична цінність їжі представлена в таблицях, це тільки середнє число.
Інший шлях оцінки енергетичного балансу – спостереження за змінами маси тіла. Одержання або втрата тілом більше 6000-7000 ккал, відповідно, збільшує або зменшує масу на + або – 1,0 кг. Найбільший перепад ваги спостерігається в жировій тканині, де змінюється вміст води, і менший в м’язах. Щоб виявити зміну маси тканини, вона повинна бути більше 1 кг, так як навіть при точному зважуванні і постійному режимі вага здорової людини змінюється протягом дня і щодня. Таким чином техніка зважування є неточною.
Рекомендовані стандарти маси тіла залежно від росту для дорослих подано в статті “Діагноз і фактори ризику ожиріння”.
Непросто зважувати спотворених або паралізованих людей. Дуже хворі, прикуті до ліжка люди не можуть бути зважені, якщо вони не знаходяться в спеціальних ліжках, призначених для вимірювання ваги тіла. Найлегше зважувати пацієнтів, що можуть вільно рухатись – це просто і забирає мало часу. Але в лікарні пацієнт часто обмежений ліжком, наприклад, з крапельницею або гіпсом – в чьому випадку втрата тканини може бути виявлена вимірюванням обхвату руки: товщини шкірної складки. Вимірювання обхвату руки – лише етап дослідження, проводиться навколо лівої руки (бажано) на середній відстані між кінцем акроміона і олекраноном. Площа включає в себе м’язи і підшкірну клітковину, що оточують плечову кістку. Найкраще проводити вимірювання товщини шкірної складки в серединній зони тріцепса на однаковій відстані від акроміона і олекранона, та в надлопатковій зоні на 1 см нижче нижнього кута лопатки. Існують рекомендовані стандарти шкірних складок в цих місцях.
Товщину шкірної складки над тріцепсом можна використати для обчислення серединного обхвату м’язів руки, який вираховується по формулі:
обхват руки – π * товщина шкірної складки (мм)
До оцінки дійсної зміни маси або коли масу не можна виміряти, приблизний рівень енергетичного балансу можна одержати, вирахувавши за меню калорійність вжитої за день їжі і порівнявши цю величину з рекомендованою даною кількістю, опублікованою DHSS.
Рекомендований денний рівень енергії – це середній рівень енергетичної потреби за робочий день для підгруп британців різного віку і статі. Потреба в енергії може значно змінюватись в кожній з груп. Індивідуальна енергетична потреба знаходиться в межах 50-150% від середньої.
Не існує біохімічних тестів, які надійно показують рівень енергетичного балансу. Ацетон з’являється у видихуваному повітрі людей, котрі постяться більше 12-ти годин, підвищується концентрація β-гідроксибутирату в рідинах тіла, але це не може бути використано для виявлення рівня енергетичного дефіциту.
Білок
Визначення білкового статусу включає: загальний білок тіла і вісцеральний білок.
Загальний білок тіла (переважно м’язи) можна оцінювати різними шляхами (перші два, приведені нижче, науково-дослідницькі експерименти).
1) Загальний азот тіла можна виміряти in vivo активацією нейтронів з одночасним підрахунком γ-променів (енергій 10,8 МеВ), що утворюються з азоту. Загальний балок тіла = N*6,25.
2) Загальний калій тіла можна виміряти по γ-випромінюванню 40
К (0,012% від загальної кількості К в організмі) від всього організму. В основному К міститься внутрішньоклітинно. Його кількість пропорційна кількості протеїнів.
3) Відношення маси тіла до росту відображає загальний білок.
4) Загальний білок можна також оцінити за величиною серединного обхвату м’язів руки (серединний обхват руки – π * товщину шкірної складки над тріцепсом).
5) Біохімічну оцінку м’язової маси можна дати за добовим вмістом креатиніну в сечі, так як креатинін – це метаболіт обігу м’язового креатину. 1г креатиніну/день утворюється з близько 20 кг м’язів, але сечовий креатинін має значні коливання з дня на день і вміст його дуже підвищується після вживання м’яса або фізичних вправ.
Вісцеральний протеїн інколи непропорційно зменшується при дефіциті білка, що особливо добре простежується при квашиоркорі. Спостерігається ожиріння печінки, атрофія слизової оболонки кишок та підшлункової залози, порушення функції лімфоцитів. Звичайними пробами вимірюють концентрацію в плазми альбуміну або трансферину, білків, синтезованих в печінці. Концентрація альбуміну плазми завжди помірно зменшується при інфекційних реакціях і тим більше при цирозі печінка і нефротичному синдромі. Концентрація трансферину підвищується при дефіциті заліза.
Інші нутрієнти.
Інші нутрієнти антропометричних даних при недостатності не змінюють. Недостатність вживання можна запідозрити, оцінюючи дієту, або виявити спеціальними біохімічними пробами.
Дослідження вживання їжі.
В розробленні дієти і огляді харчування використовуються 4 типи методів. Надійність їх залежить в першу чергу від уваги до деталей і знань про харчування людини, що проводить дослідження, і вже потім від обраного методу.
1) Історія харчування – “Що ви їсте протягом звичайного дня?”. Це добрий метод в руках спеціаліста. Що веде розмову з пацієнтом. Використовуються моделі страв, чашки, тарілки, ложки для оцінки розміру порцій.
2) 24-годинне відновлення. “Скажіть, що ви їли і пили протягом останніх 24 годин. Можливо, що негативні реакції в пацієнта (наприклад, слабкість) виникали внаслідок вживання якоїсь страви.
3) Щоденник їжі – “Напишіть все, що ви будете їсти та пити (і вкажіть об’єми) в неступні 3-7 днів.
4) Частота споживання “Чи їсте ви м’ясо/рибу/хліб/молоко… в середньому більше 1 разу в день, 1 роз на день, 2-3 разі не тиждень, 1 раз на тиждень, 1 раз на місяць і т.д. Дає змогу отримати дані, розраховуючи на чесність пацієнта. Багато людей харчується нерегулярно, у вихідні дні їсть по-іншому, ніж у робочі дні.
Таблиці їжі.
Британські таблиці їжі найкращі в світі завдяки оригінальним роботам McCance і Widdowson, продовжених Paul і Suothgate і колегами, при підтримці Медичної Дослідницької Ради, Міністерства сільського господарства та ін. 969 страв і напоїв зібрані в 13 груп; кожній страві відповідає порядковий номер (всі вони можуть бути введені в комп’ютер). Для більшості страв існує характеристика за слідуючими категоріями (з розрахунку на 100г в порції):
1) Органічні елементи – вода, цукор, крохмаль, наявні вуглеводи, харчові волокна, білок, жир, калорійність (в ккал і кДж)
2) Необхідні неорганічні елементи – Na, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, S, Cl
3) Вітаміни – А, β-каротин, D, тіамін, рибофлавін, ніацин вільний і з триптофаном, С, Е, В6
, фоліат (вільний і загальний), пантотенат і біотин
4) Амінокислоти – в більшості страв присутні 18 амінокислот: ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, цистеїн, фенілаланін, тирозин, триптофан, треонін, валін, аргінін, гістидин, аспарагін, глютамін, пролін і серин.
5) Холестерин і жирні кислоти: їжа містить жир, холестерин і 16 чи більше жирних кислот: 14:0, 15:0, 16:0, 17:0, 18:0, 16:1, 18:1, 20:1, 22:1, 18: 2, 18:3, 18:4, 20:4, 20:5, 22:5, 22:6.
Взагалі для їжі є 70 харчових складових в таблицях Пола і Сотгейта, хоча є випадкові пропуски там, де ще не проведені дослідження. Ці таблиці треба вдосконалювати, оскільки з’являється нова їжа, нові способі приготування їжі, а складові компоненти використовуються лікарями. Видані окремі додатки з даними про їжу, яку їдять іммігранти.
Варіабельність вмісту нутрієнтів – Британські таблиці дають усереднені значення в вмісту нутрієнтів. Нові Американські таблиці містять дані по всій можливій широті коливань вмісту нутрієнтів, хоча це не значить, що якась їжа містить саме стільки, скільки написано в таблиці (коливання в межах +
25%)
Рекомендовані денні норми нутрієнтів (RDA).RDA нутрієнтів – стандарт для вживання нутрієнтів (здорові люди протягом деякого часу). Як правило потреби людей нижчі, ніж RDA (крім енергії) RDA може бути збереженим протягом певного часу, але не обов’язково зберігати їх кожен день. Під час хвороби потреби змінюються (при діареї втрачається К, при нефротичному синдромі – протеїни), тому RDA треба корегувати. При парентеральному харчуванні потреби трохи інші ( не засвоюється пантотенат, молібден, хром, деякі вітаміни тощо)
Біохімічні методи.
Біохімічні методи є важливою частиною постановки діагнозу. Плазмова концентрація Na і К важлива для діагностики і лікування різних електролітних розладів, а концентрація в плазмі і червоних клітинах крові фоліату і плазмовий В12
можна використати для лікування пацієнтів з мегалобластичною анемією. Біохімічні тести використовуються для багатьох інших нутрієнтів для: 1) уточнення діагнозу; 2) для виявлення субклінічних ознак недостатності нутрієнтів. Для деяких патологічних станів характерне зростання вмісту певних речовин (В12
в плазмі при гострому гепатиті). При недостатності споживання організм проходить 3 стадії:
1) Адаптації (зниження виділення з сечею нутрієнта чи метаболітів)
2) Компенсована стадія біохімічних змін (клінічний прояв відсутній чи неспецифічний)
3) Декомпенсації (клінічні ознаки дефіциту)
№
Страва
Опис і кільтість моделей
Вода, г
Цукор, г
Крохм. і декстрини, г
Харчові волокна, г
Заг. азот, г
Зернові, мучні і солодкі страви
19
Рис шліфований, сирий,
5 моделей з різних магазинів
11.7
Tr
86.8
2.4
1.09
20
варений
5 проб з різних магаз., зварені у кип’ятку
69.9
Tr
29.6
0.8
0.37
21
Житня мука (100%)
15.0
Tr
75.9
–
1.40
22
Саго сире
2 проби з різних магазинів
12.6
Tr
94.0
–
0.04
23
Манна крупа, сира
2 проби з різних магазинів
14.0
Tr
77.5
–
1.87
24
Соєві зерна, багаті жиром
Змішана проба
7.0
11.2
12.3
11.9
6.45
25
з низьким вмістом жиру
Змішана проба
7.0
13.4
14.8
14.3
7.94
26
Спагетті сирі
6 моделей з різних магазинів
10.5
2.7
81.3
–
2.39
27
варені
6 моделей з різних магазинів, зварені у кип’ятку
71.7
0.8
25.2
–
0.74
28
з консервов. томатним соусом
6 великих коробок з різних магазинів
83.1
3.4
8.8
–
0.30
29
Тапіока сира
12.2
Tr
95.0
–
0.07
Хліб і булочки
30
Хліб з непросіяної муки
40.0
2.1
39.7
8.5
1.51
31
чорний
39.0
1.8
42.9
5.1
1.56
32
товіс
40.0
2.4
42.7
4.6
1.70
33
білий
39.0
1.8
47.9
2.7
1.40
Хлібні страви, продовження. Органічні та неорганічні елементи на 100г.
№
Страва
Енергія
білок
жири
вуглеводи
мг
ккал
кДж
Na
K
Ca
Mg
P
Fe
Cu
Zn
S
Cl
Зернові, мучні і солодкі страви
19
Рис шліфований, сирий,
361
1536
6.5
1.0
88.8
6
110
4
13
100
0.5
0.06
1.3
76
27
20
варений
123
522
2.2
0.3
29.6
2
38
1
4
34
0.2
0.02
0.4
27
9
21
Житня мука (100%)
335
1426
8.2
2.0
75.9
(1)
410
32
92
360
2.7
0.42
2.8
–
–
22
Саго сире
355
1515
0.2
0.2
94.0
3
5
10
3
29
1.2
0.03
–
1
13
23
Манна крупа, сира
350
1489
10.7
1.8
77.5
12
170
18
32
110
1.0
0.15
–
92
71
24
Соєві зерна, багаті жиром
447
1871
36.8
23.5
23.5
1
1660
210
240
600
6.9
–
–
–
–
25
з низьким вмістом жиру
352
1488
45.3
7.2
28.2
1
2030
240
290
640
9.1
–
–
–
–
26
Спагетті сирі
378
1612
13.6
1.0
84.0
5
160
23
35
120
1.2
0.27
1.0
97
63
27
варені
117
499
4.2
0.3
26.0
2
50
7
11
37
0.4
0.08
0.3
30
20
28
з консервов. томатним соусом
59
250
1.7
0.7
12.2
500
130
21
11
30
0.4
0.13
–
–
800
29
Тапіока сира
359
1531
0.4
0.1
95.0
4
20
8
2
39
0.3
0.07
–
4
13
Хліб і булочки
30
Хліб з непросіяної муки
216
918
8.8
2.7
41.8
540
220
23
93
230
2.5
0.27
2.0
81
860
31
чорний
223
948
8.9
2.2
44.7
550
210
100
75
190
2.5
0.23
1.6
85
880
32
товіс
228
968
9.7
2.2
45.1
580
210
150
60
190
4.5
0.18
–
88
790
33
білий
233
991
7.8
1.7
49.7
540
100
100
26
97
1.7
0.15
0.6
79
890
RDA: рекомендований денний рівень (рекомендовано в США)
Нутрієнт
Чоловіки 18-34 р.
Діти
Нутрієнт
Молоді чоловіки
Діти
Енергія (ккал)
2500
530→980
Вітам В6
2.2
0.3
Білок (г)
63
13→25
Фоліат (заг, μг)А
200
50→70
Тіамін (мг)
1.0
0.3
Вітам В12
(мг)U
3.0
0.5→1.5
Рибофлавін(мг)
1.6
0.4
Вітам Е (мг)U
10
3→4
Ніацин (екв.мг)
18
5
Магній (мг)U
350
50
Вітам. С (мг)
30
20
Цинк (мг)U
15
3
Вітам A (RE μг)
750
450
Йод (μг)U
150
40
Вытам D (μг)
тільки якщо нема сонця
7.5
Натрій (ммоль) А
40-100
6→25
Кальцій (мг)
600
600
Калій (ммоль) А
50-140
10→35
Залізо (мг)
12
6
Для жінок – 80% від потреби молодих чоловіків, під час вагітності та лактації підвищується споживання заліза. Для дітей вказано межі зростання, потім як у дорослих.
U
= США, A
=Австралія (за відсутності англійських даних подано американські та австралійські стандарти). RE – ретиноловий еквівалент.
Біохімічні методи для діагностики недостатності нутрієнтів.
Нутрієнт
Ознака зниженого споживання
Ознаки враження клітин і змін в них
Додаткові методи
Білок
Азот сечі
Альбумін плазми
Амінокислотний склад плазми
Вітамін А
Каротин плазми
Ретинол плазми
Тіамін
Гіалін сечі
Транскетолаза еритроцитів
Рибофлавін
Рибофлавін сечі
Глутатіон редуктаза еритроцитів: ФАД – ефект
Ніацин
N1
метилнікотинамід сечі
Триптофан в плазмі
Вітам. В6
Піридоксаль фосфат плазми
Трансаміназа еритроцитів
Фолат
Фолат плазми
Фолат в еритроцитах
Віт. В12
В12
в плазми
Окислений віт. В12
або транскобаламін ІІ
Віт. С
Аскорбат плазми
Аскорбат в лейкоцитах
Аскорбат в сечі
Віт. Д
25-гідроксихолекальциферол в плазмі
Зниження в плазмі алкалін фосфатази
Віт. Е
Токоферол в плазмі
Гемоліз еритроцитів при дії Н2
О2
in vitro
Віт. К
Протромбін плазми
Na
Na сечі
Na плазми
K
К сечі
К плазми
Загальний К тіла по 40
К
Fe
Залізо і трансферин плазми
Феритин плазми
Стабільне залізо в кістковому мозку
Mg
Магній плазми
Йод
Йод (стабільний) сечі
Тироксин плазми
Введення радіоакт. І в цитов. залозу
Zn
Цинк плазми
Цинк білих клітин крові
Цинк у волоссі