에너지의 측정

   식품 에너지 : 사람 체내에서 ATP 형태로 전환, 사용되며 부산물로 열 을 발생한다.

에너지 = 일(work)을 할 수 있는 능력 + 열(heat) 에너지 단위 : 열을 측정하는 단위 사용  Calorie / kilocalorie (kcal)  1 kcal = 4.18 kilojoules(kJ)

식품의 열량가와 생리적 열량가



식품의 열량가



3대 열량소가 공기 중에서 탈 때 발생하는 열에너지(연소열) 측정



폭발열량계(bomb calorimeter) 이용



폭발열량계에서 측정된 연소열



식품의 열량가(gross energy) 탄수화물 (4.15 kcal/g), 단백질 (5.65 kcal/g) 지방 (9.45kcal/g), 알코올 (6.93kcal/g)

폭발열량계 (bomb calorimeter)

 생리적 열량가 식품 열량 중 체내에서 이용되는 에너지  식품은 체내에서 완전히 소화되지 않기 때문에 식품의 열량가(gross energy)가 체내에서 모두 이용되지 못한다.    소화 가능 에너지(digestible energy) = 식품의 열량가(gross energy) x 소화율 3대 열량소의 소화 가능 에너지 계산법 탄수화물 : 4.15 x 0.98 단백질 : 5.65 x 0.92

지방 : 9.45 x 0.95 알코올 : 7.1 x 1.0

소화 가능 에너지 중에서 체내에서 사용하지 못하고 손실되는 에너지 단백질 : 1.25kcal  알코올 : 0.1 kcal  소변으로 배설 호흡으로 배설

 생리적 열량가(physiological energy) = 대사 가능 에너지(metabolizable energy) = 에트워터 계수(Atwater factor) 탄수화물 : 4.15 x 0.98 ≒ 4kcal/g 단백질 : (5.65 - 1.25) x 0.92 ≒ 4kcal/g 지방 : 9.45 x 0.95 ≒ 9kcal/g 알코올 : (7.1

–

0.1) x 1.0 = 7kcal/g

식품의 열량가와 생리적 열량가 쌀밥 100g에 들어있는 열량가

인체 에너지 대사량

직접열량측정법과 간접열량측정법

 

직접열량측정법의 원리

사람이 소비하는 에너지를 직접 측정 열량계 안에서 사람이 활동을 할 때 발산되는 열에 의해 방안의 온도가 높아지고, 주위에 흐르고 있는 물의 온도를 높이므로 상승 되는 물의 온도를 측정  단점   실험자가 24시간 동안 장치 안에서 취침, 식사, 운동 등 모든 활 동을 해야 하는 불편이 따른다.

높은 비용

간접열량측정법의 원리와 호흡계수

   산소 소비량과 이산화탄소 배설량 측정 에너지 계산  산화과정에서 생산되는 일상적인 활동을 하면서 산소 소비량과 이산화탄소 배설량을 측정 할 수 있는 기구를 착용하고 측정 호흡계수(respiratory quotient, RQ)  소비한 산소량에 대한 배설된 이산화탄소량의 비율  (예) 탄수화물이 산화될 때 : 6분자의 산소를 소모하며 6분자의 이산화탄소가 발생  이 때의 RQ = 1

열량소 대사와 RQ

    열량소 종류별 RQ : 탄수화물  1, 지질  0.7, 단백질  0.8

(∴) RQ는 1~0.7 범위에 걸쳐 있게 됨 식사의 구성과 RQ : RQ가 1에 가까울 때  탄수화물 섭취가 많다 RQ가 0.7에 가까울 때  지방섭취가 많다 일상적인 혼합식사의 RQ  0.85

(정상적으로 단백질은 에너지 대사에 관여하는 비율이 적으므로 단백질 대사는 무시함) RQ의 임상적인 의미 : RQ : <0.8

 에너지 섭취 부족 <0.7

 굶은 상태 또는 저탄수화물 식사 상태 >1.0

 체지방 합성이 이루어지고 있을 때

신체 에너지 필요량

    기초대사량(basal energy expenditure, BEE) 기초대사율(basal metabolic rate, BMR) 활동대사량(thermic effect of exercise, TEE) 식품 이용을 위한 에너지 소모량(thermic effect of food, TEF) 적응대사량(adaptive thermogenesis, AT)

신체의 에너지 필요

기초대사량과 휴식대사량  기초대사량  생명유지 현상인 호흡, 심장 박동, 체온유지, 근육 긴장, 내분비유지, 신경전달 등에 사용되는 에너지   식사 후 적어도 12시간 후에 잠이 깬 직후 그대로 누워 있는 편안한 상 태에서 측정 1일 총 소비 에너지의 60~65%  휴식대사량   식사 2~3시간 후, 편안하게 휴식을 취하고 있는 상태에서 측정 1일 총 소비 에너지의 65~75% : 기초대사량 보다 10~20% 정도 높다

* 기초대사량에 영향을 주는 요인         체격 : 키 크고 체중 무거운 사람 > 키 작고 체중 적은 사람 즉. 체표면적 ↑  기초대사량 ↑ 체구성 성분 : 근육이 많은 사람 > 지방량이 많은 사람 연령 성별 : : 20세 이후 나이가 증가할수록 10년당 2~3%씩 감소 남자 > 여자 (여자가 체지방량이 많고 근육량이 적기 때문) 호르몬 : 에피네프린(부신)과 티록신(갑상선)은 기초대사량 ↑ 특히 갑상선 호르몬 과다, 또는 과소 분비 시 20% 정도 대사량 변화 초래 임신 : 태아와 모체 조직의 대사증가로 기초대사량 ↑ 임신 6~9개월에 비 임신부에 비해 약 20% ↑ 영양상태 : 체온 : 에너지 섭취 부족  에너지 섭취 과잉  체온 증가 시  기초대사량 ↓, 기초대사량 ↑ 기초대사량 ↑ 체온이 1 o C 증가하면  기초대사량은 약 13% ↑

기초대사량에 영향을 미치는 요인

활동대사량(TEE)    육체적 활동이나 운동 시 근육을 움직이거나 심장 박동이 증가하고 숨이 가빠짐에 따라 증가된 에너지 소비 소비 열량은 개인의 체격, 운동의 종류, 강도 및 지속시간에 따라 다르다.

1일 에너지 소비의 20~40% , 일반적으로 30% 정도

식품이용을 위한 에너지 소모량 (TEF)

     특이동적 대사량(specific dynamic effect of food) 섭취된 식품이 체내에서 소화, 흡수, 이동, 대사, 저장되는 데 사용 되는 에너지 식사 1시간 후에 가장 높고, 4시간이 지나면 사라짐 식사 구성에 따라 단백질의 섭취비율이 높을 때 높고, 지질의 섭취 비율이 높으면 낮아짐 기초대사량과 활동을 위한 에너지 소모량을 더한 값의 반적으로 혼합식사 시 약 10% 5~15% : 일

음식 섭취 후의 식품을 위한 에너지 소모량 변화

적응대사량 (AT)

   환경적, 심리적 요인에 의해 변화하는 소비 에너지량 주위의 온도, 스트레스, 심리 상태, 영양 상태 등의 변화로 인한 자율신경활동 변화, 호르몬 분비 변화에 의해 증가되거나 감소될 수 있는 에너지 총 열량 소비의 ±10% 정도 차지

1

일 총 에너지 소비량 산출

  

기초대사량을 이용하는 방법 휴식대사량을 이용하는 방법 이중표시수분방법에 의한 에너지 필요추정량 산출방법

기초대사량을 이용한 1 일 총 에너지 소비량 산출

1.

2.

3.

4.

기초대사량 을 계산한다.

활동대사량을 계산한다.

식품을 위한 에너지 소모량을 계산한다.

1, 2, 3을 합하면 1일 총 에너지 소비량이다.

* 여러 기초대사량 계산방법의 적용 1. 체중을 이용한 계산 : - 체격이 중간 정도인 사람의 기초대사량을 측정하는데 적합 - 체지방이나 근육량이 증가하면 오차가 커짐 2. 해리스-베네딕트(Harris-Benedict) 방법 - 성별에 따라 체중, 신장, 연령을 고려하여 계산 - 남자 10세 이상, 여자는 모든 연령에 적용 - 가장 정확한 방법 3. 대사성 몸의 크기를 이용한 계산 : - 성별과 체격에 관계 없이 적용, 거의 모든 동물에 적용 4. FAO/WHO/UNU 식 : - 30~60세 사이의 사람에게 적용 5. 한국인 영양섭취기준에서 이용한 계산식 : - 성별, 연령별, 체격별, 기초대사량 산출공식

활동대사량 계산방법 : - 하루의 활동별 시간 측정 - 아래 표를 이용해 체중과 활동 시간을 고려해 계산 활동에 따른 활동 대사량

신체활동수준(PAL, physical activity level) 평가  신체활동수준(PAL) 이란?

PAL = 총 에너지 소비량÷기초대사량  PAL 값을 이용한 활동 수준 평가 (한국인 영양섭취기준에서 제시)  1.0 이상 1.4 미만: 비활동적   1.4 이상 1.6 미만: 저활동적 1.6 이상 1.9 미만: 활동적  1.9 이상 2.5 미만: 매우 활동적

기초대사량을 이용한 1일 총 에너지 소비량 계산(예)

기초대사량을 이용한 1일 총 에너지 소비량 계산(계속)

휴식대사량을 이용한 1일 총 에너지 소비량 계산 1.

2.

3.

휴식대사량을 계산한다.

평균 활동계수를 계산한다.

휴식대사량에 평균 활동계수를 곱하여 1일 총 에너지 소비량을 계산 한다.

성별과 연령에 따른 휴식대사량 계산방법

활동 종류에 따른 활동 계수

휴식대사량을 이용한 1일 총 에너지 소비량 계산(예)

이중표시수분방법에 의한 에너지필요추정량 산출방법   직접열량측정법이나 간접열량측정법과는 달리 활동에 제한을 받지 않 고 평상시 활동을 그대로 유지한 상태에서 측정; 매우 정확한 방법 새로 제정된 한국인 에너지 필요량 추정 시 사용된 방법임 성인을 위한 에너지 필요량 산출 공식

30세 성인의 신체활동별 에너지 필요추정량 (PA를 사용한 공식 이용)

에너지 균형이란

?

섭취하는 에너지와 소비하는 에너지 사이에 균형을 이루는 것

에너지 소비와 에너지 섭취 균형

에너지 섭취 부족

 ‘

음의 에너지 균형 ’ 상태에서 나타나는 대사적 변화 * 기초대사량 ↓ , 식품을 위한 에너지 소모량 ↓ * 이는 에너지 결핍상태의 생리적 적응현상임



장기적인 음의 에너지 균형 시 나타나는 영향 * 면역능력 손상 , 감염성 질병 발병위험이 증가함 * 여성의 경우 , 정상 체중의 10~15% 이상 감소되면 , 생리주기 가 변하여 무월경 증상 발생

비만

 에너지섭취가 필요량보다 많을 때 나타나는 대사적 변화 : - 단기적으로는 기초대사량과 식품을 위한 에너지 소모량이 증가하여 체중이 크게 늘지 않는다. - 장기적으로는 과잉 에너지가 지방으로 변하여 체내에 축적, 체중이 증가함 식품선택 및 식품 섭취량에 영향을 미치는 인자들

에너지 섭취과잉

에너지 섭취에 영향을 주는 요인   

내적 인자 ( 생리적 요인 ) : 배고픔



대뇌의 섭식중추 (feeding center) 와 의해 조절 포만중추 (satiety center) 에 환경적 인자 ( 사회 , 심리적 요인 ) : 식욕



특별한 음식이나 식품에 대한 사회 , 심리적인 반응 배고픔보다 식욕에 의해서 음식을 섭취할 때 에너지 섭취량 ↑ , 비만 발생 ↑ 음식 섭취에 영향을 주는 요인

비만 판정방법

브로카 지수 , 체질량지수 , 체지방 측정방법 , 체지방분포 측정

1) 브로카(broca) 지수 자신의 신장에 적합한 표준체중과 자신의 현재 체중을 아래와 같이 비교

 브로카지수를 이용한 비만 판정의 예

2) 체질량지수를 이용한 비만 판정방법 

체질량지수 (body mass index, BMI)



18.5~22.9 : 정상

 

23 이상 25 이상 : 과체중 : 비만

3)체지방 측정을 통한 비만 판정  체지방 측정방법   피하지방두께 측정: 캘리퍼(caliper) 체지방량 측정: - 전기저항에 의한 체지방 측정 - 수중체중측정법

캘리퍼를 이용한 복부피하지방두께 측정 전기저항에 의한 체지방측정

4) 체지방분포 측정에 의한 비만 판정  허리와 엉덩이 둘레 측정하여 그 비를 구하거나, 허리둘레 만으로 복부 비만 판정  허리-엉덩이 둘레 비(waist to hip ratio, WHR)   남자 : 평균 - 0.93(0.75~1.10) 복부 비만 - 0.95 이상 여자 : 평균 - 0.83(0.70~1.00) 복부 비만 - 0.85 이상  허리둘레에 의한 복부 비만 판정   남자 : 90cm 이상 여자 : 80cm 이상

5) 비만의 유형 상체 비만형 (복부 비만형, 사과형, 남성형) - 피하지방형과 내장지방형이 있고, 내장지방형이 더 위험하다.

하체 비만형 (서양배형, 여성형) - 엉덩이 지방 축적형 복부지방 축적 비만의 유형

비만과 관련된 건강문제

           

고혈압 뇌졸중 LDL 콜레스테롤 증가 관상동맥질환 당뇨병 암 남자 : 대장암 , 전립선암 여자 : 담낭암 , 유방암 , 자궁암 , 난소암 담낭질환 호흡기계 질환 관절염과 통품 피부염 불규칙한 생리주기 수명단축

체질량지수(BMI)에 따른 건강위험