제 5 장 에너지와 영양
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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 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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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)
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식품의 열량가와 생리적 열량가 식품의 열량가
3 대 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)
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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 3 대 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
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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
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식품의 열량가와 생리적 열량가 쌀밥 100g 에 들어있는 열량가
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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 상승되는 물의 온도를 측정
단점 실험자가 24 시간 동안 장치 안에서 취침 , 식사 , 운동 등
모든 활동을 해야 하는 불편이 따른다 . 높은 비용
직접열량측정법과 간접열량측정법
인체 에너지 대사량
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간접열량측정법의 원리와 호흡계수
산소 소비량과 이산화탄소 배설량 측정 산화과정에서 생산되는 에너지 계산
일상적인 활동을 하면서 산소 소비량과 이산화탄소 배설량을 측정할 수 있는 기구를 착용하고 측정
호흡계수 (respiratory quotient, RQ) 소비한 산소량에 대한 배설된 이산화탄소량의 비율 ( 예 ) 탄수화물이 산화될 때 : 6 분자의 산소를 소모하며 6
분자의 이산화탄소가 발생 이 때의 RQ = 1
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열량소 대사와 RQ
열량소 종류별 RQ : 탄수화물 1, 지질 0.7, 단백질 0.8 (∴) RQ 는 1~0.7 범위에 걸쳐 있게 됨식사의 구성과 RQ : RQ 가 1 에 가까울 때 탄수화물 섭취가 많다 RQ 가 0.7 에 가까울 때 지방섭취가 많다일상적인 혼합식사의 RQ 0.85 ( 정상적으로 단백질은 에너지 대사에 관여하는 비율이 적으므로 단백질 대사는 무시함 )RQ 의 임상적인 의미 : RQ : <0.8 에너지 섭취 부족 <0.7 굶은 상태 또는 저탄수화물 식사 상태 >1.0 체지방 합성이 이루어지고 있을 때
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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)
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신체의 에너지 필요
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기초대사량과 휴식대사량
기초대사량 생명유지 현상인 호흡 , 심장 박동 , 체온유지 , 근육 긴장 ,
내분비유지 , 신경전달 등에 사용되는 에너지 식사 후 적어도 12 시간 후에 잠이 깬 직후 그대로 누워 있는 편안한
상태에서 측정 1 일 총 소비 에너지의 60~65%
휴식대사량 식사 2~3 시간 후 , 편안하게 휴식을 취하고 있는 상태에서 측정 1 일 총 소비 에너지의 65~75% : 기초대사량 보다 10~20%
정도 높다
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* 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 : 20 세 이후 나이가 증가할수록 10 년당 2~3% 씩 감소 성별 : 남자 > 여자 ( 여자가 체지방량이 많고 근육량이 적기 때
문 ) 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 6~9 개월에 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% ↑
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기초대사량에 영향을 미치는 요인
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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 .
1 일 에너지 소비의 20~40% , 일반적으로 30% 정도
활동대사량(TEE)
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특이동적 대사량 (specific dynamic effect of food) 섭취된 식품이 체내에서 소화 , 흡수 , 이동 , 대사 , 저장되는 데
사용되는 에너지 식사 1 시간 후에 가장 높고 , 4 시간이 지나면 사라짐 식사 구성에 따라 단백질의 섭취비율이 높을 때 높고 , 지질의
섭취비율이 높으면 낮아짐 기초대사량과 활동을 위한 에너지 소모량을 더한 값의 5~15% :
일반적으로 혼합식사 시 약 10%
식품이용을 위한 에너지 소모량 (TEF)
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음식 섭취 후의 식품을 위한 에너지 소모량 변화
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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
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1 일 총 에너지 소비량 산출기초대사량을 이용하는 방법휴식대사량을 이용하는 방법이중표시수분방법에 의한 에너지 필요추정량 산출방법
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기초대사량을 이용한 1 일 총 에너지 소비량 산출
1. 기초대사량을 계산한다 .2. 활동대사량을 계산한다 .3. 식품을 위한 에너지 소모량을 계산한다 .4. 1, 2, 3 을 합하면 1 일 총 에너지 소비량이다 .
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* 여러 기초대사량 계산방법의 적용
1. 체중을 이용한 계산 : - 체격이 중간 정도인 사람의 기초대사량을 측정하는데 적합 - 체지방이나 근육량이 증가하면 오차가 커짐2. 해리스 - 베네딕트 (Harris-Benedict) 방법 - 성별에 따라 체중 , 신장 , 연령을 고려하여 계산 - 남자 10 세 이상 , 여자는 모든 연령에 적용 - 가장 정확한 방법3. 대사성 몸의 크기를 이용한 계산 : - 성별과 체격에 관계 없이 적용 , 거의 모든 동물에 적용4. FAO/WHO/UNU 식 : - 30~60 세 사이의 사람에게 적용5. 한국인 영양섭취기준에서 이용한 계산식 : - 성별 , 연령별 , 체격별 , 기초대사량 산출공식
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활동대사량 계산방법 : - 하루의 활동별 시간 측정 - 아래 표를 이용해 체중과 활동 시간을 고려해 계산 활동에 따른 활동 대사량
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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
신체활동수준 (PAL, physical activity level) 평가
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기초대사량을 이용한 1 일 총 에너지 소비량 계산 ( 예 )
![Page 25: 제 5 장 에너지와 영양](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/56812b1f550346895d8f1947/html5/thumbnails/25.jpg)
기초대사량을 이용한 1 일 총 에너지 소비량 계산 ( 계속 )
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1. 휴식대사량을 계산한다 .2. 평균 활동계수를 계산한다 .3. 휴식대사량에 평균 활동계수를 곱하여 1 일 총 에너지 소비량을 계산한다 .
성별과 연령에 따른 휴식대사량 계산방법
휴식대사량을 이용한 1 일 총 에너지 소비량 계산
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활동 종류에 따른 활동 계수
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휴식대사량을 이용한 1 일 총 에너지 소비량 계산 ( 예 )
![Page 29: 제 5 장 에너지와 영양](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/56812b1f550346895d8f1947/html5/thumbnails/29.jpg)
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
이중표시수분방법에 의한 에너지필요추정량 산출방법
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30 세 성인의 신체활동별 에너지 필요추정량 (PA 를 사용한 공식 이용 )
![Page 31: 제 5 장 에너지와 영양](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/56812b1f550346895d8f1947/html5/thumbnails/31.jpg)
에너지 균형이란 ? 섭취하는 에너지와 소비하는 에너지 사이에 균형을 이루는 것
에너지 소비와 에너지 섭취 균형
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‘ 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
에너지 섭취 부족
![Page 33: 제 5 장 에너지와 영양](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/56812b1f550346895d8f1947/html5/thumbnails/33.jpg)
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
비만
식품선택 및 식품 섭취량에 영향을 미치는 인자들
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내적 인자 ( 생리적 요인 ) : 배고픔 대뇌의 섭식중추 (feeding center) 와 포만중추 (satiety center)
에 의해 조절환경적 인자 ( 사회 , 심리적 요인 ) : 식욕 특별한 음식이나 식품에 대한 사회 , 심리적인 반응배고픔보다 식욕에 의해서 음식을 섭취할 때 에너지 섭취량↑ , 비만 발생 ↑ 음식 섭취에 영향을 주는 요인
에너지 섭취과잉
에너지 섭취에 영향을 주는 요인
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비만 판정방법 브로카 지수 , 체질량지수 , 체지방 측정방법 , 체지방분포 측정
1) 브로카 (broca) 지수 자신의 신장에 적합한 표준체중과 자신의 현재 체중을 아래와 같이 비교
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브로카지수를 이용한 비만 판정의 예
![Page 37: 제 5 장 에너지와 영양](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/56812b1f550346895d8f1947/html5/thumbnails/37.jpg)
2) 체질량지수를 이용한 비만 판정방법
체질량지수 (body mass index, BMI) 18.5~22.9 : 정상 23 이상 : 과체중 25 이상 : 비만
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3) 체지방 측정을 통한 비만 판정
체지방 측정방법
피하지방두께 측정 : 캘리퍼 (caliper) 체지방량 측정 : - 전기저항에 의한 체지방 측정 - 수중체중측정법
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캘리퍼를 이용한 복부피하지방두께 측정
전기저항에 의한 체지방측정
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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
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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
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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