บทที่ 3 การคำนวณพลังงานและความต้องการของร่างกาย

บทที่ 3 การคานวณพลงั งานและความต้องการพลงั งานของ ร่างกาย

ความหมายของพลงั งานจากอาหาร อาหารผา่ นการย่อยจนเป็นสารอาหารและถูกดดู ซึมเข้าไป ในรา่ งกายเข้าสกู่ ระแสโลหติ ไปยังเซลล์ต่าง ๆ ภายในเซลล์นนั้ สารอาหารบางอย่างทใี่ ห้พลังงาน ไดแ้ ก่ คาร์โบไฮเดรต ไขมนั และโปรตีน จะถกู สง่ เขา้ สู่กระบวนการเปล่ียนแปลงทางเคมีขั้น สดุ ท้ายจะได้เป็นพลังงงาน

กระบวนการเปลี่ยนแปลงสารอาหาร 1. แอนาบอลิซึม (Anabolism) เป็นกระบวนการ สังเคราะห์ คือ ปฏกิ ิริยาการเปลี่ยนสารทมี่ ีโมเลกลุ ขนาด เลก็ เปน็ สารทม่ี ีโมเลกุลขนาดใหญ่ เชน่ การสังเคราะหไ์ กล โคเจนจากน้าตาลกลโู คสทีต่ บั 2. แคทาบอลิซึม (Catabolism) เป็น กระบวนการสลายสารทีม่ โี มเลกลุ ขนาดใหญ่ใหเ้ ป็นสารทมี่ ี โมเลกลุ ขนาดเลก็ เชน่ ปฏิกิรยิ าไฮโดรไลซิสสารอาหาร โปรตีนใหเ้ ป็นกรดแอมโิ น

หน่วยท่ีใช้วัดพลังงาน 1. แคลอรี (Calorie, Cal) หมายถึง ปรมิ าณความร้อน ทีไ่ ด้จากการเผาผลาญอาหาร ความร้อน 1 แคลอรี หมายถึงปรมิ าณความรอ้ นทท่ี าใหน้ ้า 1 กรัม มอี ุณหภูมิ เปลย่ี นไป 1 องศาเซลเซยี ส

หนว่ ยท่ีใช้วดั พลังงาน 2. จูล (Joule, J) หมายถึง หนว่ ยของพลังงานท่ี ก่อให้เกิดแรงในการเคลอื่ นท่ีวัตถุ การที่หนว่ ยพลงั งาน ใช้เป็นจลู เน่อื งจากพลงั งานท่ไี ด้รับจากการกินอาหาร สามารถใช้เปน็ แรงในการทางานได้ปจั จุบันเปน็ หนว่ ยงานพลงั งานทนี่ ิยมใช้มากทส่ี ดุ

หน่วยที่ใชว้ ัดพลงั งาน 3. กโิ ลแคลอรี (Kilocalorie) ร่างกายใช้ปรมิ าณของ พลังงานความร้อนทไ่ี ด้จากการเผาผลาญอาหารมีหน่วยที่ เหมาะสมเปน็ กิโลแคลอรี (Kilocalorie) ตัวย่อคอื Kcal 4. กโิ ลจูล (Kilojoule) เปน็ หน่วยพลังงานทไ่ี ดจ้ ากแรงที่ สามารถทางานได้ หากเปรียบเทียบกบั หนว่ ยกโิ ลแคลอร่จี ะ ไดว้ ่า 1 กโิ ลแคลอรเี ท่ากบั 4.184 กิโลจลู หรือปัดเศษได้ เปน็ 4.2 กิโลจลู นน่ั คือ1 กโิ ลแคลอรี = 4.2 กิโลจูล

การวัดพลงั งานจากอาหาร ความสัมพันธ์ระหวา่ งพลังงานท่มี ีหนว่ ยเปน็ จูลและแคลอรี มีดงั นี้ 1 แคลอรี = 4.184 จลู 1 กโิ ลแคลอรี = 4,184 จลู = 4.184 เมกะจูล 1, 0000 กโิ ลแคลอรี = 4,184,000 จลู = 4.184 เมกะ จลู

การวดั พลงั งานจากอาหาร 1. การวดั พลงั งานทเ่ี กิดจากการเผาผลาญอาหารโดยตรง สารอาหารประเภทคาร์โบไฮเดรตและไขมนั ในโมเลกลุ ประกอบด้วยธาตคุ ารบ์ อนไฮโดรเจนและ ออกซิเจน เมื่อถกู ออกซไิ ดสอ์ ยา่ งสมบูรณ์ ด้วย ออกซิเจนในกระบวนการเมตาบอลซิ ึมของร่างกายจะ ได้เป็นกา๊ ซ ออกซิเจน นา้

การวัดพลงั งานจากอาหาร คารโ์ บไฮเดรต 1 กรัม ใหพ้ ลงั งานความร้อน 4.10 กโิ ลแคลอรี โปรตีน 1 กรัม ใหพ้ ลังงานความรอ้ น (5.65 – 1.25 = 4.4 แคลอรี) ไขมนั 1 กรมั ให้พลังงานความรอ้ น 9.45 กิโลแคลอรี

2. การวัดความต้องการพลังงานของรา่ งกาย 2.1 การวดั โดยตรง (Direct calorimetry ) เป็นการวัดความร้อนทีเ่ กดิ ข้นึ หรือสญู เสยี จาก รา่ งกาย ซึ่งเกดิ จากการทางานของรา่ งกายโดยตรง เคร่อื งมือท่ีใช้คอื เคร่ืองแคลอรีมเิ ตอร์ของ แอตวอเตอร์ เบเนดกิ (the Atwater Benedict respiration calorimeter)

การวดั พลังงานจากอาหารทบ่ี รโิ ภคในแตล่ ะวนั the Atwater Benedict respiration calorimeter

2. การวัดความตอ้ งการพลงั งานของร่างกาย 2.2 การวัดโดยทางอ้อม( Indirect calorimetry) โดยใชเ้ ครอ่ื งมอื สาหรับวดั การหายใจ ซ่ึงยกไปมาได้ สะดวก แลว้ วดั ปรมิ าณออกซเิ จนที่รา่ งกายใช้ในขณะทา กจิ กรรม พกั ผอ่ น ทางานหรือออกกาลังกาย แล้วนามา คานวณหาพลงั งานความร้อนได้ โดยท่ี 1 ลติ รของ ออกซเิ จนจะเทียบเทา่ พลงั งานความรอ้ น 4.825 แคลอรี

การวดั พลังงานจากอาหารที่บรโิ ภคในแต่ละวนั 2.2 การวัดโดยทางอ้อม( Indirect calorimetry)

การวัดพลังงานจากอาหารท่ีบรโิ ภคในแต่ละวนั ปริมาณสารอาหารทใี่ ห้พลังงานจากอาหารจานเดยี วในสว่ นท่กี นิ ได้ (กรมั )

การวดั พลงั งานจากอาหารทบ่ี รโิ ภคในแตล่ ะวนั การคานวณพลงั งาน พลงั งานท่ไี ด้จากคารโ์ บไฮเดรต คาร์โบไฮเดรต 1 กรัม ใหพ้ ลงั งาน 4 กโิ ลแคลอรี ถ้าคาร์โบไฮเดรต 1.8 กรมั ให้พลงั งาน 1.8 ×4 = 7.2 กโิ ล แคลอรี

การวดั พลงั งานจากอาหารทีบ่ ริโภคในแตล่ ะวนั การคานวณพลังงาน พลังงานท่ไี ด้จากโปรตนี โปรตนี 1 กรัม ให้พลงั งาน 4 กโิ ลแคลอรี ถ้าโปรตีน 7.3 กรัม ใหพ้ ลงั งาน 7.3 ×4 = 29.2 กโิ ลแคลอรี

การวัดพลงั งานจากอาหารที่บรโิ ภคในแตล่ ะวนั การคานวณพลงั งาน พลังงานทไี่ ด้จากไขมนั ไขมัน 1 กรัม ใหพ้ ลังงาน 9 กิโลแคลอรี ถา้ ไขมนั 7.3 กรัม ใหพ้ ลังงาน 5.2 ×9 = 46.8 กิโลแคลอรี ดงั นน้ั พลงั งานท่ไี ดร้ ับจากกระเพาะปลา คอื 7.2+29.2+46.8 = 83.2 กโิ ลแคลอรี

ค่าพลงั งานของอาหาร อาหารแตล่ ะชนิดทีเ่ ข้าสรู่ า่ งกาย จะให้พลงั งาน แกร่ า่ งกายมากหรอื น้อย ข้ึนอยูก่ บั ปริมาณ ของ สารอาหาร ไขมัน โปรตีน และคารโ์ บไฮเดรตท่ีเปน็ สวน ประกอบอยู่ในอาหารชนดิ นั้น ๆ สารอาหารโปรตีน และคารโ์ บไฮเดรตรให้พลงั งาน 4 กโิ ลแคลอรี ต่อกรัม สารอาหารไขมันและนา้ มนั ใหพ้ ลงั งาน 9 กิโลแคลอรี ต่อกรมั ซงึ่ เปน็ คา่ พลังงานของอาหารเฉพาะส่วนท่ี บริโภคได้

คา่ พลงั งานของอาหาร

การประเมินความตอ้ งการพลงั งานของรา่ งกาย การประเมินความต้องการพลังงานของ ร่างกาย ทาใหท้ ราบถึงพลังงานท่ใี ชใ้ นอวัยวะต่าง ๆ ของร่างกาย ไมว่ ่าจะเป็นการพักผ่อน นอนหลบั การ ทางาน หรอื การออกกาลังกาย (สุนยี ์ สหัสโพธ์ิ และ จักรกฤษ ทองคา, 2560, 155-160 )

การประเมนิ ความตอ้ งการพลงั งานของร่างกาย 1.การทางานของอวัยวะภายในตา่ ง ๆ (Basal metabolism Rate: BMR) BMR คอื พลังงานพน้ื ฐาน หมายถงึ พลงั งานท่ีรา่ งกาย ตอ้ งการสาหรบั ดารงชีวิต เพอ่ื การทางาน ของอวัยวะภายในเพียง อย่างเดียว เช่น การเตน้ ของหัวใจ การหายใจของปอด การ หมนุ เวียนของเลือด การทางานของระบบทางเดินหายใจ เหล่าน้ี จะยังคงทางานอยตู่ ลอดเวลา แมใ้ นขณะท่รี ่างกายพกั ผ่อน นอน หลับพลังงานคดิ เปน็ แคลอรีต่อน้าหนักตวั 1 กิโลกรมั / ชวั่ โมง เรียกวา่ Basal Metabolic Rate (BMR)

การประเมนิ ความต้องการพลงั งานของร่างกาย ปจั จยั ท่ีมีผลตอ่ อตั ราการใช้พลังงานพน้ื ฐาน (BMR) 1. พ้นื ท่ีผวิ กายหรอื ขนาดรปู รา่ ง คนท่ีมีพื้นทผ่ี ิว มาก BMR จะสูงคนที่มีพนื้ ทีผ่ ิวน้อย BMR จะตา่ ส่วนสูง และนา้ หนัก จะมคี วามสัมพันธก์ นั อย่างใกลช้ ดิ กับพ้ืนท่ี ผวิ กาย คนสงู ผอมจะมพี ืน้ ท่ีผวิ กายมากกว่า คนอว้ นเตย้ี ที่มีนา้ หนกั เทา่ กนั

การประเมนิ ความต้องการพลังงานของร่างกาย ปัจจยั ทีม่ ีผลตอ่ อตั ราการใชพ้ ลงั งานพ้นื ฐาน (BMR) 2. ผูใ้ หญ่ เพศชาย ตอ้ งการพลงั งานสาหรบั BMR 1 แคลอรี / นา้ หนกั 1 กิโลกรัม / ช่วั โมง ผ้หู ญิง ตอ้ งการพลังงานสาหรบั BMR 0.9 แคลอรี / นา้ หนกั 1 กิโลกรัม / ช่ัวโมง

การประเมนิ ความต้องการพลงั งานของรา่ งกาย ปัจจยั ท่มี ผี ลต่ออตั ราการใชพ้ ลังงานพ้นื ฐาน (BMR) 3. อายุ BMR จะสูงสดุ ในทารกแรกเกดิ ถึง 2 ปี เน่อื งจากทารกจะสะสมเนื้อเย่ือใหม่ ประมาณ 10-15 เปอร์เซน็ ตข์ องพลงั งานทไ่ี ด้รบั ทาให้ตอ้ งใชพ้ ลังงาน มากขน้ึ และค่า BMR ของเด็กจะคอ่ ย ๆ ลดต่าลงเม่อื อายมุ ากข้ึนคนในช่วงวยั 20 – 40 ปี

การประเมนิ ความต้องการพลังงานของรา่ งกาย ปัจจยั ทม่ี ผี ลต่ออตั ราการใชพ้ ลงั งานพ้นื ฐาน (BMR) 4. อณุ หภมู ิ อณุ หภูมขิ องรา่ งกายมผี ลต่อเมตาบอลิ ซึม ถ้าอณุ หภมู ขิ องร่างกายเพ่มิ สงู กวา่ อุณหภมู ปิ กตขิ อง ร่างกาย (37 องศาเซลเซียส หรือ 98.6 องศาฟาเรนไฮต)์ 1 องศาเซลเซยี ส จะทาใหค้ ่า BMR เพิม่ ข้ึน 13 เปอรเ์ ซ็นต์ (หรอื เพม่ิ ขนึ้ 7 เปอร์เซน็ ต์ ตอ่ 1 องศาฟาเรนไฮด์)

การประเมินความตอ้ งการพลงั งานของร่างกาย ปจั จัยทม่ี ผี ลต่ออัตราการใชพ้ ลังงานพน้ื ฐาน (BMR) 5. อาหาร คนที่อดอาหารเสมอคา่ BMR จะลดลง กว่าปกตถิ งึ ร้อยละ 30 สว่ นพวกมังสวริ ตั ิที่กินพชื เปน็ เวลานาน จะมีคา่ BMR ต่ากวา่ พวกท่ีกินเนื้อสัตว์ 6. ฮอรโ์ มน ฮอรโ์ มนจากต่อมไทรอยด์ และตอ่ ม หมาวกไต

การประเมนิ ความต้องการพลงั งานของร่างกาย ปัจจยั ท่มี ผี ลต่ออตั ราการใชพ้ ลงั งานพ้นื ฐาน (BMR) 7 ความผดิ ปกตขิ องรา่ งกาย คนทมี่ คี วามดัน โลหิตสงู คนท่ีมีเมด็ เลอื ดแดงมากและคนท่ีเปน็ มะเรง็ เม็ดเลือดขาว จะมีคา่ BMR สูงกว่าปกติ 8 การนอนหลบั ขณะทน่ี อนหลับสนิท BMR จะ ลดลงต่ากวา่ ระยะพักผอ่ นขณะตนื่ ประมาณ 10 เปอรเ์ ซ็นต์

การประเมินความตอ้ งการพลังงานของรา่ งกาย การคานวณคา่ BMR ผหู้ ญิง BMR = 655.1+ (9.56 x W) + (1.85 x H)- (4.7 x A) ผ้ชู าย BMR = 66.5+ (13.7xW) + (5.0 x H) – (6.8 x A) เมื่อ w = นา้ หนกั ตวั เป็นกิโลกรัม H = ความสูงเป็นเซน็ ตเิ มตร A = อายุ เปน็ ปี

การประเมินความต้องการพลังงานของร่างกาย 2. การประกอบกิจกรรรมตา่ ง ๆ ในชวี ิตประจาวัน การวง่ิ การนอนหลบั การเล่นกีฬา การเดนิ

การประเมนิ ความตอ้ งการพลังงานของร่างกาย 2. การประกอบกิจกรรรมต่าง ๆ ในชวี ิตประจาวัน

การประเมินความต้องการพลังงานของรา่ งกาย 3. การเผาผลาญสารอาหารที่กนิ เขา้ ไป (Thermic Effect of Food, TEF) Thermic Effect of Food (TEF) หรอื พลังงานท่ี ใช้เพ่ือการเปลย่ี นแปลงอาหารภายในรา่ งกาย คอื พลังงาน ทรี่ ่างกายต้องการเพ่อื นาไปใชเ้ ผาผลาญสารอาหารท่กี นิ เขา้ ไป ก่อนท่ีจะได้พลังงานจากสารอาหารเหล่านน้ั ค่า TEF มี คา่ ร้อยละ 10 ของพลังงานทใี่ ช้สาหรบั การทางานของ อวัยวะภายใน (BM) กับพลังงานท่ีใชส้ าหรบั กจิ กรรมตา่ ง ๆ ในหนงึ่ วนั

การประเมินความต้องการพลงั งานของรา่ งกาย 3.1 การคานวณพลงั งานท่รี า่ งกายต้องการใน 1 วนั 3.1.1 การใช้พลังงานในขณะพักผ่อน 3.1.2 พลังงานทใี่ ชป้ ระกอบกิจกรรม 3.1.3 พลงั งานทใ่ี ชเ้ พ่อื เผาผลาญสารอาหร (TEF) ในการคานวณ TEF = ร้อยละ 10 (BMR + พลังง งานท่ีใชป้ ระกอบกจิ กรรม)

การประเมนิ ความต้องการพลังงานของรา่ งกาย 3.2 การคานวณหาพลงั งานทรี่ า่ งกายใชท้ ั้งหมดใน 1 วนั ต้องหา 3.2.1 พลงั งาน BRM 3.2.2 พลงั งานประกอบกจิ กรรม 3.3.3 พลังงาน TEF เม่ือได้พลังงานทัง้ 3 แลว้ นามารวมกนั กจ็ ะเป็น พลงั งานทีใ่ ชท้ งั้ หมดใน 1 วนั

ปรมิ าณแคลอรที ่คี นไทยควรได้รบั ใน 1 วนั

ข้าวมนั ไก่ 100 กรัม ให้โปรตนี 2.3 กรัม ข้าวมนั ไก่ 500 กรัม จะให้โปรตนี เทา่ ไหร่ 500*2.3