СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛЖНОГО ОСНОВНОГО ОБМЕНА ЧЕЛОВЕКА
METHOD FOR EVALUATING INDIVIDUAL'S ADEQUATE RESTING METABOLISM

Изобретение относится к медицине, к определению должного значения одного из базовых показателей функционального состояния организма человека в покое, а именно должного основного обмена (ДОО), и может быть использовано в клинической физиологии, физической культуре и спорте, кардиологии, эндокринологии и других областях медицины.
2
2
Знание ДОО необходимо для оценки отклонения от должных значений реальных измерений основного обмена, которые могут осуществляться двумя способами: прямой калориметрией, основанной на измерении выделяемого телом тепла в состоянии покоя, и непрямой калориметрией, основанной на определении объемов выдыхаемого СО и поглощаемого О на определенном временном промежутке в состоянии покоя и последующем вычислении ОО.
В настоящее время для определения ДОО используются таблицы Гарриса-Бенедикта [3], составленные на основе большого экспериментального материала, в которых определение ДОО производится в зависимости от пола, массы тела, роста и возраста. Помимо таблиц существуют и формулы Гарриса-Бенедикта [5], в которых используются линейно-регрессивные зависимости для вычисления ДОО:
для женщин ДОО=655+9,5·Вес(кг)+1,8·Рост(см)-4,7·Возраст(годы);
для мужчин ДОО=66+13,7·Вес(кг)+5·Рост(см)-6,8·Возраст(годы).
Другой подход вычисления ДОО может быть реализован только на основе уравнений, где показатели роста (Р) и массы тела (МТ) взаимоувязаны в физическом смысле.
т
т
т1
т2
1
1
2
2
1
2
1
1
2
2
э
т
т
э
э
э
э
э
v
т
э
v
Тела различных людей можно рассматривать как подобные, особенно в случае нормального соотношения роста и веса. Математически объем тела можно описать произведением V=Р·МТ·k, где Р - рост, МТ - масса тела, k - коэффициент, зависящий от соотношения в теле воды, тощей массы и жира. В случае нормального соотношения роста и массы тела у людей коэффициент k можно считать практически одинаковым, а отношение объемов тел (V) рассчитывать исходя из показателей роста и массы тела, т.е. V/V=(Р·MT)/(Р·МТ). Точно такое же соотношение будет и между другими объемными показателями двух подобных тел, например между объемами циркулирующей крови двух подобных тел [1, 2]: ОЦК/ОЦК=(Р·MT)/(Р·MT). Если известен объемный показатель (V) «эталонного» для расчетов тела, то объемный показатель другого тела (V) можно вычислить по формуле V=V·(P·MT)/(Р·МТ). Если отношение (P·MT)/(Р·МТ) определить как индекс объема (И), то V=V·И.
v
э
v
э
11
v
1/3
1/3
1/3
Но ДОО - это не объемная (не кубическая) величина. Изменения ДОО у женщин при отклонении роста и массы тела от значений, принятых при расчетах за эталонные, будут пропорциональны не изменению объема, а усредненному изменению линейных характеристик тела, которое определяется как корень кубический от индекса объема (И ), т.е. ДОО=ДОО·И . По этому уравнению возможно вычисление даже максимального уровня ДОО, который наблюдается относительно росто-весовых показателей в возрасте 11 лет, если в качестве ДОО взять 1397 ккал (значение ДОО у девушек 150 см 49 кг в возрасте 11 лет), т.е ДОО=1397·И .
Таблица 1.
ДОО девушек 11 лет.
Рост, см
МТ, кг
И<sub>v</sub>
И<sub>v</sub> <sup>1/3</sup>
ДОО<sub>11</sub>=1397·И<sub>v</sub> <sup>1/3</sup> (% откл. от табл.)
ДОО по Гаррису-Бенедикту (ккал)
таблицы
формулы (% откл. от табл.)
140
39
0,743
0,906
1265 (+0,7%)
1256
1225,8 (-2,46%)
150
49
1
1
1397 (0)
1397
1338,8 (-4,35%)
160
55
1,197
1,062
1483 (-0,07%)
1484
1413,8 (-4,97%)
172
60
1,404
1,12
1564 (+0,3%)
1560
1482,9 (-5,2%)
v
1/3
Отклонения значений ДОО, вычисленных по формуле OO=1397·И , от табличных значений составляют менее 1%, тогда как отклонения от табличных значений ДОО, вычисленных по формулам Гарриса-Бенедикта, варьируют от 2,46 до 5,2%.
э
v
э
1/3
После достижения максимального значения роста и веса в юности, а соответственно и максимальных значений ДОО в последующие годы идет снижение показателей ДОО с возрастом. Интенсивность этого снижения ДОО в юности (с 11-го до 21 года) носит неравномерный характер. Для вычисления ДОО по формуле ДОО=ДОО·И  в качестве ДОО нужно использовать величины, приведенные в таблицах 1, 2 и 3.
Таблица 2.
ДОО<sub>э</sub> (ккал) девушек в возрасте 12-20 лет.
В
12
13
14
15
16
17
18
19
20
ДОО<sub>э</sub>
1383
1368
1348
1329
1326
1323
1316
1309
1302
Таблица 3.
ДОО женщин в 21 год (ДОО<sub>21</sub>=1300·И<sub>v</sub> <sup>1/3</sup>).
Р, см
MT, кг
И<sub>v</sub>
И<sub>v</sub> <sup>1/3</sup>
ДОО<sub>21</sub>= 1300·И<sub>v</sub> <sup>1/3</sup> (% откл. от табл.)
OO по Гаррису-Бенедикту (ккал)
Табл.
Формулы (% откл. от табл.)
150
46
0,939
0,979
1272,7 (+0,1%)
1271
1263,3 (-0,8%)
150
49
1
1
1300
1300
1291,8 (-0,6%)
160
55
1,197
1,062
13 80,6 (+0,1%)
1379
1366,8 (-0,9%)
176
66
1,58
1,165
1514,5 (+0,1%)
1513
1500,1 (-0,9%)
180
78
1,91
1,241
1613 (-1,49%)
1637
1621,3 (-0,97%)
21
После 21 года интенсивность возрастного снижения ДОО носит равномерный характер: ДОО=ДОО-4,64·(В-21), где В - возраст в годах.
Таблица 4.
ДОО женщин 45 лет.
Р, см
М Т, кг
ДОО<sub>21</sub>=1300·И<sub>v</sub> <sup>1/3</sup>
ДОО<sub>45</sub>=ДОО<sub>21</sub>-4,64·(В-21) (% откл. от табл.)
OO по Гаррису-Бенедикту (ккал)
Таблицы
Формулы (% откл. от табл.)
150
46
1272,7
1161,3 (+0,1%)
1160
1263,3 (-0,8%)
150
49
1300
1188,6 (-0,03%)
1189
1291,8 (-0,6%)
160
55
1380,6
1269,2 (+0,1%)
1268
1366,8 (-0,9%)
176
66
1514,5
1403,1 (+0,1%)
1402
1500,1 (-0,9%)
180
78
1613
1501,6 (-1,62%)
1526
1621,3 (-0,97%)
v
v
1
1
2
2
1/3
1/2
1/2
l/2
У мужчин изменения ДОО при отклонении роста и массы тела от эталонных значений будут пропорциональны не корню кубическому от индекса объема (И  - как у женщин), а корню квадратному от индекса объема, т.е. И . Это означает, что изменения ДОО у мужчин более пропорциональны не усредненному изменению линейных размеров, а изменению площади поверхности тела. Одной из часто используемых формул для вычисления площади тела человека является формула Мостеллера [4]: (Р·МТ/360). Но из этого следует, что ((P·MT)/(P·MT)) - это отношение площадей поверхности двух человеческих тел.
11
э
11
v
1/2
Для расчета ДОО у юношей 11 лет в качестве ДОО берется 1938 ккал (значение ДОО у юношей 160 см, 59 кг в возрасте 11 лет), т.е ДОО=1938·И .
Таблица 5.
ДОО юношей 11 лет.
Рост,  см
МТ, кг
И<sub>v</sub>
ДОО=1938·И<sub>v</sub> <sup>1/3</sup>
ДОО=1938·И<sub>v</sub> <sup>1/2</sup>
OO по Гаррису-Бенедикту (ккал)
таблицы
формулы
140
36
0,534
1572 (+12%)
1416 (+1%)
1402
1184,4 (-18%)
152
43
0,692
1714 (+4%)
1613 (+2,2%)
1648
1340,3 (-23%)
160
59
1
1938
1938
1938
1599,5 (-21%)
168
59
1,05
1970 (-2,4%)
1986 (-1,6%)
2018
1639,5 (-23%)
172
61
1,111
2007 (-4,4%)
2043 (-2,5%)
2095
1686,9 (-24%)
176
62
1,156
2034 (-5,7%)
2084 (-3,1%)
2149
1720,6 (-25%)
176
66
1,231
2077 (-6,1%)
2150 (-2,5%)
2204
1775,4 (-24%)
176
75
1,398
2167 (-7,4%)
2291 (-1,6%)
2328
1898,7 (-23%)
176
78
1,454
2196 (-7,9%)
2337 (-1,4%)
2369
1939,8 (-22%)
v
v
1/2
1/3
Отклонения значений ДОО, вычисленных по формуле ДОО=1938·И , варьировали в представленных примерах от 1 до 3,1%. Отклонения значений ДОО, вычисленных по формуле ДОО=1938·И , варьировали в представленных примерах от 2,4 до 12%. Значения ОО, вычисленные по формулам Гарриса-Бенедикта, отличались от табличных значений от 18 до 25%.
э
v
э
1/2
Интенсивность снижения ДОО с 11 лет до 21 года у юношей носит еще более неравномерный характер, чем у девушек. Для точного вычисления ДОО здесь также необходимо пользоваться формулой ДОО=ДОО·И , а в качестве ДОО нужно использовать величины, приведенные в таблицах 5, 6 и 7.
Таблица 6.
ДОО<sub>э</sub> (ккал) юношей 12-20 лет.
В
12
13
14
15
16
17
18
19
20
ДОО<sub>э</sub>
1868
1798
1728
1658
1640
1621
1604
1586
1562
21
v
э
1/3
ДОО мужчин в возрасте 21 года вычисляется по формуле ДОО=1537·И , где 1537 - значение ДОО мужчины роста 160 см веса 59 кг в возрасте 21 года (ДОО).
Таблица 7.
ДОО мужчин в 21 год.
Р, см
МТ, кг
И<sub>v</sub>
И<sub>v</sub> <sup>1/3</sup>
ДОО<sub>21</sub>=1537·И<sub>v</sub> <sup>l/2</sup>
OO по Гаррису-Бенедикту (ккал)
таблицы
формулы
152
43
0,692
0,832
1279 (+0,16%)
1277
1272,3 (-0,37%)
160
52
0,881
0,939
1443 (+0,14%)
1441
1435,6 (-0,38%)
160
59
1
1
1537
1537
1531,5 (-0,36%)
168
59
1,05
1,025
1575 (-0,13%)
1577
1571,5 (-0,35%)
176
67
1,249
1,118
1718 (-0,52%)
1727
1721,1 (-0,34%)
180
78
1,487
1,2195
1874 (-1,28%)
1898
1891,8 (-0,34%)
21
После 21 года интенсивность возрастного снижения ДОО мужчин носит равномерный характер: ДОО=ДОО-6,75·(В-21), где В - возраст в годах.
Таблица 8.
ДОО мужчин в 45 лет.
Р, см
МТ, кг
ДОО<sub>21</sub>=1537·И<sub>v</sub> <sup>l/2</sup>
ДОО<sub>45</sub>=ДОО<sub>21</sub>-6,75·(45-21)
OO по Гаррису-Бенедикту (ккал)
таблицы
формулы
152
43
1279
1117 (+0,2%)
1115
1109,1 (-0,53%)
160
52
1443
1281 (+0,2%)
1279
1272,4 (-0,52%)
160
59
1537
1375
1375
1368,3 (-0,49%)
168
59
1575
1413 (-0,14%)
1415
1408,3 (-0,48%)
176
67
1718
1556 (-0,58%)
1565
1557,9 (-0,46%)
180
78
1874
1712 (-1,34%)
1735
1728,6 (-0,37%)
Технический результат заявляемого способа определения должного основного обмена человека - упрощение методики его определения за счет использования при вычислениях физически и физиологически обоснованных формул.
v
Указанный технический результат достигается тем, что заявляется способ определения должного основного обмена (ДОО) человека, включающий измерение массы тела (МТ, кг), роста (Р, см), определение методом опроса возраста (В, количество лет) и пола, отличающийся тем, что при вычислениях используют индекс объема (И), показывающий во сколько раз объем тела человека отличается от объема тела, взятого за эталон, а вычисления осуществляют по формулам:
1) для женщин -
v
И=Р·МТ/7350, где Р - рост в см, МТ - масса тела в кг;
в
э
v
1/3
если возраст от 11 лет до 21 года, то ДОО=ДОО·И ,
э
где ДОО - ДОО девушки ростом 150 см с массой тела 49 кг в этом возрасте:
В
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
ДОО<sub>э</sub>
1397
1383
1368
1348
1329
1326
1323
1316
1309
1302
1300
если возраст >21, то
21
v
1/3
ДОО=ДОО-4,64·(В-21)=1300·И -4,64·(В-21);
2) для мужчин -
v
И=Р·МТ/9440, где Р - рост в см, МТ - масса тела в кг;
в
э
v
1/2
если возраст от 11 лет до 21 года, то ДОО=ДОО·И ,
э
где ДОО - ДОО юноши ростом 160 см с массой тела 59 кг в этом возрасте:
В
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
ДОО<sub>э</sub>
1938
1868
1798
1728
1658
1640
1621
1604
1586
1562
1537
если возраст >21, то
21
v
1/2
ДОО=ДОО-6,75·(В-21)=1537-И -6,75-(В-21).
Изобретение осуществляют следующим образом.
v
У испытуемого в состоянии покоя измеряют вес и рост, узнают возраст. Затем вычисляют индекс объема И и ДОО.
Для женщин вычисления осуществляют по формулам:
v
И=Р·МТ/7350, где Р - рост в см, МТ - масса тела в кг;
если возраст (В) от 11 лет до 21 года, то
в
э
v
1/3
ДОО=ДОО·И ,
э
где ДОО - ДОО девушки ростом 150 см с массой тела 49 кг в этом возрасте:
в
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
ДОО<sub>э</sub>
1397
1383
1368
1348
1329
1326
1323
1316
1309
1302
1300
если возраст >21, то
21
v
1/3
ДОО=ДОО-4,64·(В-21)=1300·И -4,64·(В-21).
Для мужчин вычисления осуществляют по формулам:
v
И=Р·МТ/9440, где Р - рост в см, МТ - масса тела в кг;
в
э
v
1/2
если возраст (В) от 11 лет до 21 года, то ДОО=ДОО·И ,
э
где ДОО - ДОО юноши ростом 160 см с массой тела 59 кг в этом возрасте:
в
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
ДОО<sub>э</sub>
1938
1868
1798
11728
1658
1640
1621
1604
1586
1562
1537
если возраст >21,
21
v
1/2
то ДОО=ДОО-6,75·(В-21)=1537·И -6,75·(В-21).
Реализация способа осуществляется следующим образом.
v
Для проведения измерений веса (массы тела) и роста человека могут использоваться любые сертифицированные для этого аппараты. У испытуемого в состоянии покоя измеряют вес и рост, узнают возраст. Затем вычисляют индекс объема И и ДОО.
Для женщин вычисления осуществляют по формулам:
v
И=Р·МТ/7350, где Р - рост в см, МТ - масса тела в кг;
в
э
v
э
1/3
если возраст (В) от 11 лет до 21 года, то ДОО=ДОО·И , где ДОО - ДОО девушки ростом 150 см с массой тела 49 кг в этом возрасте:
в
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
ДОО<sub>э</sub>
1397
1383
1368
1348
1329
1326
1323
1316
1309
1302
1300
если возраст >21, то
21
v
1/3
ДОО=ДОО-4,64·(В-21)=1300·И -4,64·(В-21).
Для мужчин вычисления осуществляют по формулам:
v
И=Р·МТ/9440, где Р - рост в см, МТ - масса тела в кг;
в
э
v
1/2
если возраст (В) от 11 лет до 21 года, то ДОО=ДОО·И ,
э
где ДОО - ДОО юноши ростом 160 см с массой тела 59 кг в этом возрасте:
в
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
ДОО<sub>э</sub>
1938
1868
1798
11728
1658
1640
1621
1604
1586
1562
1537
если возраст >21, то
21
v
1/2
ДОО=ДОО-6,75·(В-21)=1537·И -6,75·(В-21),
где В - возраст в годах.
Реализация способа поясняется нижеприведенными примерами.
Пример 1.
Женщина 29 лет, рост 168 см, МТ - 59 кг.
v
И=Р·МТ/7350=168·59/7350=1,349
21
v
1/3
ДОО=1300·И =1300·1,1048=1436,265
21
ДОО=ДОО-4,64·(В-21)=1436,265-4,64·(29-21)=1436,265-37,12=1399,145
Отличие определения ДОО от таблиц Гарриса-Бенедикта - 0,4% (1219+175=1394).
Пример 2.
Мужчина 31 год, рост 176 см, МТ - 74 кг.
v
И=Р·МТ/9440=176·74/9440=1,38
21
v
1/2
ДОО=1537·И =1537·1,175=1805,34
21
ДОО=ДОО-6,75·(В-21)=1805,34-6,75-(31-21)=1737,84
Отличие определения ДОО от таблиц Гарриса-Бенедикта - 1% (1084+671=1755).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пестряев В.А. Способ определения объема циркулирующей крови, должного объема циркулирующей крови, гипо-нормо-гиперволемии сосудистого русла. Заявка на изобретение №2013134125 зарегистрирована ФИПС 19.07.2013.
2. Пестряев В.А., Кинжалова С.В., Макаров Р.А. Способ определения минутного объема крови и общего периферического сопротивления сосудов. Патент на изобретение №2481785, зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 20.05.2013.
3. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии. / Под ред. С.М. Будылиной, В.М. Смирнова. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 336 с.
4. Mosteller R.D. Simplified calculation of body surface area. N Engi J Med 1987; 317:1098.
5. www.medbiol.ru