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제 5 장 에너지와 영양

제 5 장 에너지와 영양. 에너지의 측정 식품 에너지 : 사람 체내에서 ATP 형태로 전환 , 사용되며 부산물로 열을 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 3 대 열량소가 공기 중에서 탈 때 발생하는 열에너지 ( 연소열 ) 측정

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제 5 장 에너지와 영양

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Presentation Transcript

  1. 제5장 에너지와 영양 에너지의 측정 • 식품 에너지 : 사람 체내에서 ATP 형태로 전환, 사용되며 부산물로 열을 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)

  2. 식품의 열량가와 생리적 열량가 • 식품의열량가 • 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)

  3. 폭발열량계(bomb calorimeter)

  4. 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  소변으로 배설 알코올 : 0.1 kcal  호흡으로 배설

  5. 생리적 열량가(physiological energy) = 대사가능에너지(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

  6. 식품의 열량가와 생리적 열량가 쌀밥 100g에 들어있는 열량가

  7. 인체 에너지 대사량 직접열량측정법과간접열량측정법 직접열량측정법의 원리 • 사람이 소비하는 에너지를 직접 측정 • 열량계 안에서 사람이 활동을 할 때발산되는 열에 의해 방안의 온도가 높아지고, 주위에 흐르고 있는 물의 온도를 높이므로 상승되는 물의 온도를 측정 • 단점 • 실험자가 24시간 동안 장치 안에서 취침, 식사, 운동 등 모든 활동을 해야 하는 불편이 따른다. • 높은 비용

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

  9. 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

  10. 신체 에너지 필요량 기초대사량(basalenergy 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)

  11. 신체의 에너지 필요

  12. 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 상태에서 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

  13. * 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: 20세 이후 나이가 증가할수록 10년당 2~3%씩 감소 • 성별 :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 :에너지 섭취 부족 기초대사량 ↓, 에너지 섭취 과잉 기초대사량 ↑ • 체온 :체온 증가 시 기초대사량 ↑ 체온이 1oC 증가하면 기초대사량은 약 13% ↑

  14. 기초대사량에 영향을 미치는 요인

  15. 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

  16. 식품이용을 위한 에너지 소모량(TEF) • 특이동적 대사량(specific dynamic effect of food) • 섭취된 식품이 체내에서 소화, 흡수, 이동, 대사, 저장되는 데 사용되는 에너지 • 식사 1시간 후에 가장 높고, 4시간이 지나면 사라짐 • 식사 구성에 따라 단백질의 섭취비율이 높을 때 높고, 지질의 섭취비율이 높으면 낮아짐 • 기초대사량과 활동을 위한 에너지 소모량을 더한 값의5~15% : 일반적으로 혼합식사 시 약 10%

  17. 음식 섭취 후의 식품을 위한 에너지 소모량 변화

  18. 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

  19. 1일 총 에너지 소비량 산출 • 기초대사량을 이용하는 방법 • 휴식대사량을 이용하는 방법 • 이중표시수분방법에 의한 에너지 필요추정량 산출방법

  20. 기초대사량을 이용한 1일 총 에너지 소비량 산출 • 기초대사량을 계산한다. • 활동대사량을 계산한다. • 식품을 위한 에너지 소모량을 계산한다. • 1, 2, 3을 합하면 1일 총 에너지 소비량이다.

  21. * 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

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

  23. 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

  24. 기초대사량을 이용한 1일 총 에너지 소비량 계산(예)

  25. 기초대사량을 이용한 1일 총 에너지 소비량 계산(계속)

  26. 휴식대사량을 이용한 1일 총 에너지 소비량 계산 • 휴식대사량을 계산한다. • 평균 활동계수를 계산한다. • 휴식대사량에 평균 활동계수를 곱하여 1일 총 에너지 소비량을 계산한다. 성별과 연령에 따른 휴식대사량 계산방법

  27. 활동 종류에 따른 활동 계수

  28. 휴식대사량을 이용한 1일 총 에너지 소비량 계산(예)

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

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

  31. 에너지 균형이란?섭취하는 에너지와 소비하는 에너지 사이에 균형을 이루는 것 에너지 소비와 에너지 섭취 균형

  32. 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

  33. 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

  34. 에너지 섭취과잉에너지 섭취에 영향을 주는 요인 • 내적 인자(생리적 요인) : 배고픔  대뇌의 섭식중추(feeding center)와 포만중추(satiety center)에 의해 조절 • 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

  35. 비만 판정방법브로카 지수, 체질량지수, 체지방 측정방법, 체지방분포 측정 1) 브로카(broca) 지수 자신의 신장에 적합한 표준체중과 자신의 현재 체중을 아래와 같이 비교

  36. 브로카지수를 이용한 비만 판정의 예

  37. 2) 체질량지수를 이용한 비만 판정방법 • 체질량지수(body mass index, BMI) • 18.5~22.9 : 정상 • 23 이상 : 과체중 • 25 이상 : 비만

  38. 3)체지방 측정을 통한 비만 판정 • 체지방 측정방법 • 피하지방두께 측정: 캘리퍼(caliper) • 체지방량 측정: - 전기저항에 의한 체지방 측정 - 수중체중측정법

  39. 캘리퍼를 이용한 복부피하지방두께 측정 전기저항에 의한 체지방측정

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

  41. 5) 비만의 유형상체 비만형(복부 비만형, 사과형, 남성형) - 피하지방형과 내장지방형이 있고, 내장지방형이 더 위험하다.하체 비만형(서양배형, 여성형) - 엉덩이 지방 축적형 비만의 유형 복부지방 축적

  42. 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

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