MODERN METHODS FOR ASSESSING THE VALUE OF DAILY ENERGY CONSUMPTION OF SERVICEMEN. THE IMPORTANCE OF ASSESSING THE PHYSICAL ACTIVITY OF SERVICEMEN IN THE ARMY OF THE RUSSIAN FEDERATION

Full Text

ВВЕДЕНИЕ Одним из достижений технического прогресса в двадцать первом веке безусловно можно считать снижение для человека (особенно для жителей крупных городов) необходимости ежедневно заниматься тяжелым физическим трудом. Указанная особенность современной жизни привела к тому, что уровень суточных энерготрат населения крупных мегаполисов за последние десятилетия уменьшился почти в 2 раза, и составляет сегодня приблизительно около 2000-2500 ккал в сутки [2]. Известно, что отсутствие регулярных физических нагрузок сказывается на здоровье человека также неблагоприятно, как и тяжелый физический труд, не соответствующий его возможностям. Для поддержания своего организма в оптимальном состоянии человек, как биомеханическая система, нуждается в постоянной физической нагрузке не ниже уровня: 1200-1300 рабочих ккал в сутки для мужчин и 800-1000 ккал для женщин [2]. А для гармоничного развития организма и поддержания хорошего самочувствия необходимо, чтобы на физическую работу (движение в любых его проявлениях) приходилось не менее 1,3 всей энергии, которую человек получает с пищей, а затем затрачивает в течение суток [5]. В современных условиях, когда труд человека становится все более механизированным и автоматизированным, для профилактики гиподинамии большинству жителей современных мегаполисов, необходимы регулярные физические упражнения. Однако, только около 20% россиян регулярно занимаются физкультурой и спортом, в то время как, например, в Германии этот показатель составляет 40%, а в США - почти 60% [10]. В Стратегии развития физической культуры и спорта в Российской Федерации на период до 2020 г. было отмечено, что свыше 40% допризывной молодежи не соответствует требованиям, предъявляемым службой в ВС РФ, в том числе и в части выполнения минимальных нормативов физической подготовки. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ С учетом приведенных данных, а также исходя из Военной доктрины Российской Федерации: Утверждена Президентом РФ 25.12.2014 г. № Пр-2976, требующей «…поддержания Вооруженных сил… в заданной степени готовности к боевому применению», увеличение величины физической нагрузки на военнослужащих, предложенное для повышения показателей их работо- и боеспособности (согласно модели физической подготовки, объявленной в Указаниях Министра обороны РФ от 10.01.2010 г. № 205.2.24), не теряет своей актуальности. В соответствии с требованиями Указаниях Министра обороны РФ от 10.01.2010 г. № 205.2.24 физическая подготовка военнослужащих проводится в следующих видах: утренняя физическая зарядка (6 часов в неделю), учебные занятия (5 часов в неделю), спортивно-массовая работа (5 часов в неделю), физическая тренировка в процессе учебно-боевой деятельности и самостоятельная физическая тренировка. Конечно, повышение уровня физической нагрузки на личный состав ВС РФ оказало существенное влияние и на величину суточных энерготрат военнослужащих, которые согласно существующей классификации [7] в дни интенсивных тренировок, учений и полевых выходов, обладают коэффициентом физической активности, равным в среднем 2,2 (от 2,09 до 2,39), что соответствует уровню суточных энерготрат лиц, выполняющих тяжелую физическую работу. При этом расчетная величина суточных энерготрат военнослужащих, проходящих службу по призыву, на шестом месяце службы составила в среднем 3877 ± 17 ккал в сутки, а на двенадцатом - 3914 ± 16 [9]. Действующие в настоящее время нормы продовольственного обеспечения ВС РФ по своему химическому составу и энергетической ценности полностью компенсируют величины суточной физиологической потребности военнослужащих в основных питательных веществах и энергии. Энергетическая ценность нормы продовольственного обеспечения № 1 (общевойскового пайка), введенной в действие постановлением Правительства РФ № 946 от 29.12.2007 г. превышает 4200 ккал, что соответствует суточным энерготратам человека, занимающегося тяжелым физическим трудом. Вместе с тем, существует ряд противоречий между необходимостью полного и своевременного обеспечения личного состава ВС РФ продовольствием при минимальных затратах и выделяемыми ресурсами. Проведенные исследования показали, что продовольственная служба военных округов имеет достаточные ресурсы для их эффективного решения [4]. Для организации полноценного питания военнослужащих (особенно в первые месяцы службы) важно своевременно получать объективные данные о фактическом питании и двигательной активности личного состава ВС РФ. Научно-методические подходы к возможному усовершенствованию норм продовольственного обеспечения ВС РФ должны быть научно обоснованы, учитывать принципы гигиенического и физиологического нормирования, а также особенности организации питания личного состава силовых структур. Как известно, энергетические затраты человека делятся на нерегулируемые и регулируемые. Нерегулируемые энерготраты включают энергию основного обмена, специфическое динамическое действие пищи (пищевой термогенез) и затраты энергии на рост и образование тканей (у детей, беременных и кормящих грудью матерей). К регулируемым энерготратам относятся в первую очередь затраты энергии, расходуемые организмом на физическую активность. Энергия основного обмена - это энергия, расходуемая на осуществление жизненно важных физиологических и биохимических процессов таких как кровообращение, дыхание, сохранение тонуса мускулатуры, поддержание постоянной температуры тела и др. Величина энергии основного обмена для мужчин составляет в среднем около 1600 ккал, для женщин - 1400 ккал в сутки. Специфическое динамическое действие пищи - энергия, расходуемая на переваривание, всасывание, транспорт, метаболизм и депонирование пищевых веществ. Пищевой термогенез составляет около 10% суточных энерготрат человека и характеризуется индивидуальной изменчивостью даже при одинаковом химическом составе потребляемых рационов. Регулируемые энерготраты организма человека включают расход энергии в процессе трудовой деятельности, в быту, при занятиях спортом и т. п. Этот расход энергии сопровождает физическую и умственную деятельность человека. Физическая работа является определяющим регулируемым компонентом в суточном расходе энергии. Чем интенсивнее мышечная деятельность, тем больше затраты энергии. Следует иметь в виду, что при интенсивных физических нагрузках затраты на физическую работу могут во много раз превышать величину основного обмена. Умственный труд даже при интенсивной умственной нагрузке характеризуется незначительным расходом энергии, соответствующим только 20% энергии основного обмена. Для определения величины суточных энерготрат используют инструментальные и расчетные методы измерения. К первой группе относятся методы прямой и непрямой калориметрии, метод «двойной метки», а также использование индивидуальных тахометров. Ко второй - методы алиментарной калориметрии и хронометражно-табличный метод. При использовании метода прямой калориметрии затраты энергии определяют путем точного учета тепла, выделяемого организмом человека, находящегося в камере, оснащенной специальной аппаратурой. Недостатками указанного метода являются: сложность устройства описанной камеры, невозможность воспроизвести в ней всех видов работы (повседневной деятельности); изоляция обследуемого от большинства факторов производственной и бытовой среды, влияющих на обмен веществ и энергии (климатических, социальных и др.). Все это делает невозможным использование метода прямой калориметрии для точного определения расхода энергии как в обычных, так и в экстремальных условиях жизни и трудовой деятельности человека (личного состава ВС РФ). Метод непрямой калориметрии, основанный на определении химического состава вдыхаемого и выдыхаемого человеком воздуха (производится с помощью специальных аппаратов - респирометров) с последующим установлением дыхательного коэффициента, представляющего собой отношение количества выделяемого углекислого газа к количеству поглощенного кислорода. Зная энергетический эквивалент одного литра поглощенного кислорода и величину легочной вентиляции, можно рассчитать расход энергии для любого вида деятельности человека. Для более точной характеристики энергетических затрат, проводимой с использованием указанного метода, необходимо также провести расчет количества времени, затрачиваемого на каждый вид деятельности в течение суток. Существенным недостатком метода непрямой калориметрии является высокая стоимость указанного оборудования. В основе метода алиментарной калориметрии лежат точный учет энергетической ценности потребляемой пищи и контроль за динамикой массы тела в течение 15 сут. Во время проведения данного исследования обследуемые ежедневно утром после посещения туалета взвешиваются, определение их массы тела проводится с точностью до 50 г. Параллельно производится учет энергетической ценности потребляемой пищи. В случае равенства величины суточных энерготрат и энергетической ценности потребляемой пищи масса тела взрослого человека не изменяется. При нарушении этого соответствия масса увеличивается или уменьшается. Считается, что метод при соблюдении соответствующих условий доступен для выполнения даже в условиях воинской части. Методы алиментарной калориметрии и хронометражно-табличный недавно использовались специалистами НИИ ПП и СПТ филиала ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» - при разработке Медико-технических требований к рационам питания, предназначенных для различных категорий военнослужащих, выполняющих свои профессиональные действия в полевых и экстремальных условиях в отрыве от пунктов постоянной дислокации (ППД). В настоящее время наиболее точным методом определения суточных энерготрат признан метод так называемой двойной метки. Его принцип действия основан на разности скорости элиминации из организма радиоактивных изотопов водорода (2Н) и кислорода (18О), входящих в состав «меченой» воды, выпиваемой испытуемым. После установления равновесия с водой организма дейтерий выделяется из организма в составе воды 2Н2О, а 18О2 - в составе воды Н2 18О и углекислого газа С18О2. Скорость выведения двух изотопов измеряется в течение 10-14 дней. По разнице в скорости элиминации этих изотопов рассчитывается скорость образования углекислого газа, по которой можно определить энерготраты, дополнительно используя методику и энергетические эквиваленты, применяемые для проведения непрямой калориметрии. Метод безопасен и его точность достигает 2-8%. Недостатком метода является высокая стоимость стабильных изотопов и необходимость их определения в биологических жидкостях с помощью масс-спектрометра [5]. Суть хронометражно-табличного метода, заключается в следующем алгоритме: определение количества времени, расходуемого на каждый вид действий в течение суток, расчет по специальным таблицам величины энергетических затрат для каждого вида деятельности, а затем - за сутки в целом. Следует учитывать, что ошибка метода может достигать 15-20%. Величину энерготрат (в первую очередь произвольных) можно оценивать так же и по изменению частоты сердечных сокращений. Так, в НФП ВС РФ суммарная прибавка частоты сердечных сокращений во время выполнения спортивных нормативов относительно исходного уровня относится к основными показателям объема физической нагрузки наравне со временем, затрачиваемым на выполнение физического упражнения; длиной преодолеваемой дистанции; общим весом отягощений (в физических упражнениях с тяжестями). При оценке интенсивности физической нагрузки по частоте сердечных сокращений используется следующая градация (уд.мин.): нагрузка низкой интенсивности - до 130; средней - 130-150.; высокой 150-170; максимальной - свыше 170 [6]. Однако, на практике данный показатель, к сожалению, используется не так активно, как он того заслуживает. Как показали исследования, не все военнослужащие, проходящие службу по контракту, могли самостоятельно измерять собственный пульс, а также контролировать его в процессе тренировки. Кроме того, указанная категория обследуемых демонстрировала недостаточные теоретические знания, обеспечивающие правильное своевременное корректирование интенсивности физической нагрузки в зависимости от показателей пульса [8]. Еще одним способом определения и контроля величины произвольных энерготрат организма является использование индивидуальных тахометров, которые легко переносятся на запястьях, не оказывая существенных помех при занятиях спортом, и показывают необходимую информацию (количество потраченных калорий, частоту сердечных сокращений, пройденное расстояние и т. п.) Указанные приборы давно используются в профессиональном спорте. Так, футболисты Премьер-лиги применяют Viper pod («вейп-система») - специальный небольшого размера GPS-приемник, закрепляемый между лопатками, с которого нужные показатели транслируются на станцию приема, аккумулируются, обрабатываются и выводятся в онлайн-режиме на мониторы компьютеров. Это позволяет оперативно контролировать физические нагрузки, испытываемые спортсменами [8]. Для современной спортивной медицины представляют также интерес данные, получаемые при изучении молекулярно-генетических особенностей организма человека, на основании которых возможно определить предрасположенности обследуемого к конкретным видам двигательной деятельности. В ходе указанных исследований были апробированы методы молекулярно-генетической диагностики вероятности развития определенных физических качеств человека и обоснована возможность регулирования с помощью характера питания работы так называемых «генных мишеней», влияющих на физические характеристики человека (спортсмена). Разработка простых и незатратных методов секвенирования генома в сочетании с фенотипической диагностикой в последующем позволит определить потенциал развития физических качеств любого человека [1]. Конечно, не все военнослужащие обладают уровнем двигательной активности, сравнимым с таковым у профессиональных спортсменов. Так, величина суточных энерготрат большинства военнослужащих, отнесенных к категории лиц, занимающихся тяжелым немеханизированными трудом, в повседневной деятельности составляют в среднем 3500 ккал/сут, достигая величин указанной группы труда (более 4000-4500 ккал) только в период учений, что связано с существенными энергетическими затратами, обусловленными значительными физическим нагрузками. К видам и родам ВС РФ, военнослужащие которых в указанных условиях демонстрируют высокий уровень энерготратам, относятся: сухопутные войска, воздушно-космические силы (военно-воздушные силы, войска противовоздушной и противоракетной обороны), военно-морской флот, отдельные рода войск (ракетные войска стратегического назначения, воздушно-десантные войска), специальные войска и др. Кроме того, в величину суточных энерготрат человека существенный вклад вносят климатические условия его пребывания. Так, изучение двигательной активности военнослужащих в условиях Крайнего Севера и Арктики показало снижение уровня физической и военно-профессиональной работоспособности, включающей в себя разнообразные по своей структуре двигательные компоненты [3]. В вооруженных силах США также активно проводятся научные исследования в области совершенствования физической подготовки и продовольственного обеспечения личного состава. Их цель повышение уровня физической работоспособности, а значит и боеспособности военнослужащих. При этом в оценке физической подготовки личного состава учитываются три основных фактора. Во-первых, это - общий объем физической нагрузки. Ее интенсивность имеет верхний предел, индивидуальный для каждого человека. Выше него физическая работоспособность сначала перестает повышаться, а затем снижается. Во-вторых, это - наличие широкого диапазона реакции на один и тот же уровень физической нагрузки, что может проявляться возникновением случаев травматизма и выхода из строя существенной части тренируемого контингента. В-третьих, это - адаптация опорно-двигательного аппарата к тяжелым физическим нагрузкам, которая, как правило, происходит в два этапа, что необходимо учитывать для предупреждения чрезмерных физических нагрузок. ВЫВОДЫ 1. Энерготраты, как показатель тяжести военнопрофессиональной деятельности, являются одним из важных критериев при составлении суточных рационов питания военнослужащих. Однако следует учитывать, что это не единственный исходный ориентир при разработке медико-технических требований к нормам продовольственных пайков и питанию военнослужащих в целом. 2. В связи с новыми требованиями Доктрины развития ВС РФ в настоящий момент отмечается увеличение физической нагрузки на военнослужащих, что должно быть учтено при проектировании рационов питания. В соответствии с законом энергетической адекватности питания: энергетическая ценность суточных рационов питания должна полностью покрывать энерготраты того контингента военнослужащих, для которого они предназначены. 3. К перспективным способам определения энерготрат военнослужащих относятся методики, связанные с применением цифровых устройств, которые целесообразно апробировать в различных условиях военно-профессиональной деятельности. 4. Следует ожидать, что разработка программ и методических рекомендаций по физической подготовке граждан допризывного и призывного возрастов, предусмотренных в Стратегии развития физической культуры и спорта в Российской Федерации на период до 2020 г., позволит увеличить как объем их двигательной активности каждого призывника, так и число лиц, систематически занимающихся физической культурой и спортом. 5. Противоречия между необходимостью полного и своевременного обеспечения ВС продовольствием при минимальных затратах и выделяемыми ресурсами должны решаться с использованием системы динамического контроля за статусом питания военнослужащих, а также за счет совершенствования системы продовольственного обеспечения ВС РФ, существующей в настоящее время. 6. Существует высокая вероятность того, что трудовая и военная деятельность, неадекватная генетическим особенностям человека, сопряженная с повышенными физическими нагрузками и сопровождаемая повышенным расходом энергии, напряжением компенсаторных механизмов, имеет неутешительный прогноз в связи с полным исчерпанием физиологических резервов организма. Указанные особенности организма, определяемые с помощью современных методик, могут стать перспективным элементом профессионального отбора и допуска к службе в определенных родах и видах войск.

About the authors

S M Kuznetsov

S. M. Kirov Military Medical Academy

S A Novoselov

S. M. Kirov Military Medical Academy

Saint Petersburg, Russia

S A Lopatin

Saint Petersburg state University of Economics

Saint Petersburg, Russia

References

Supplementary files