2014/15 Stanovení BMI a optimální energetické spotřeby CAL Teoretický úvod Index tělesné hmotnosti, obvykle označovaný zkratkou BMI (z anglického body mass index) je číslo používané jako indikátor podváhy, normální tělesné hmotnosti, nadváhy a obezity, umožňující statistické porovnávání tělesné hmotnosti lidí s různou výškou. Index se spočítá vydělením hmotnosti daného člověka druhou mocninou jeho výšky: BMI = hmotnost ( kg) / výška (m 2 ) Do tohoto vzorečku se dosazuje hmotnost v kilogramech a výška v metrech a výsledná jednotka kg/m² se často vynechává. Pro stanovení hodnoty BMI se také používají tabulky, nomogramy nebo počítačové programy. Index tělesné hmotnosti vytvořil někdy v letech 1830 1850 belgický matematik a statistik Adolphe Quetelet, proto se BMI někdy označuje také jako Queteletův index. BMI se obecně dá považovat pouze za statistický nástroj, u konkrétního jedince je BMI příliš jednoduchým prostředkem, který ignoruje velké množství důležitých faktorů (např. stavbu těla, množství svalstva apod.). V klinické praxi se proto obvykle používají přesnější testy jako měření tloušťky podkožního tuku, impedanční měření atd. Výpočet BMI pro konkrétního jednotlivce nelze proto brát jako absolutní ukazatel, spíše jen jako přibližné vodítko, které by mělo být použito jen jako jeden z více prostředků. Tyto hranice platí pro dospělé starší 20 let. Kategorie Rozsah BMI kg/m 2 těžká podvýživa 16,5 podváha 16,5 18,5 ideální váha 18,5 25 nadváha 25 30 mírná obezita 30 35 střední obezita 35 40 morbidní obezita > 40 Úkol: Stanovení BMI a optimální energetické spotřeby CAL
Přístroje a pomůcky: 1) osobní váha Provedení: 1. BMI spočítejte dle uvedeného vzorce. 2. V průběhu týdne před praktikami si zvolte jeden den v týdnu a zaznamenejte si Váš jídelníček, včetně přibližné gramáže jídla. Např. na www.flora.cz pod odkazem zdravý životní styl je E-kalkulačka, zde si můžete spočítat svůj denní energetický příjem z Vámi zaznamenaného jídelníčku. Jídelníček a výpočet přineste na praktika (viz protokol). 3. Nastavení osobních údajů na váze Stiskněte tlačítko SET, na displeji začne blikat číslo např. 1, potvrďte stisknutím tlačítka SET. Tlačítkem nastavte výšku, potvrďte SET, po té stejným způsobem nastavte pohlaví a věk a úroveň pohybové aktivity LEVEL LEVEL : 1-sedavý,malý nebo žádný pohyb 2-lehká aktivita, mentálně pracující 3-střední aktivita, pravidelné stání či chůze 4-vysoká aktivita, manuálně pracující 5-velmi vysoká aktivita, sportovci 4. Pokud máte vše správně nastaveno (oprava SET a postupovat dle výše uvedeného návodu), klepněte nohou na váhu, vyčkejte až se zobrazí 0.0, stoupněte si na váhu (prosíme z hygienických důvodů v ponožkách). Po chvilce se pod hodnotou hmotnosti zobrazí energetická spotřeba a BMI. 5. Porovnejte zjištěné hodnoty energetické spotřeby s Vámi spočtenou energetickou spotřebou ze svého denního jídelníčku, ev. navrhněte pro Vás vhodné úpravy jídelníčku. 6. Zaznamejte si svůj BMI a porovnejte ho s BMI zjistěným výpočtem.
STANOVENÍ TĚLESNÉHO POVRCHU Teoretický úvod: Rychlost tělesného metabolizmu, potřebná pro udržení nezbytně nutných životních pochodů a udržení tělesné teploty se nazývá bazální metabolizmus. Jeho stanovení se provádí za přesně určených podmínek (na lačno, po nejméně půlhodinovém klidu, vleže za bdělého stavu a za stálé okolní teploty 20 º C). Velikost bazálního metabolizmu je důležitou veličinou, neboť umožňuje vzájemné porovnávání u různých jedinců i různých živočišných druhů navzájem. Bazální metabolizmus však nekoreluje s tělesnou hmotností, ale pouze s tělesným povrchem u různých živočišných druhů. U lidí stejné rasy, věku a pohlaví, žijících ve stejném klimatickém pásmu, je poměr bazálního metabolizmu k tělesnému povrchu konstantní. S věkem se tento poměr snižuje a u žen, ve srovnání s muži dosahuje nižších hodnot (tab. 1). Velikost tělesného povrchu je rovněž nezbytné znát při dávkování některých léků, a to zvláště u novorozenců, kojenců a batolat. Určení tělesného povrchu lze provést výpočtem z naměřené tělesné výšky a hmotnosti podle empirického vztahu: S = 0,007184. m 0,425. l 0,725 kde S - tělesný povrch (v m 2 ) m - tělesná hmotnost (v kg) l - tělesná výška (v cm ).
Bazální metabolizmus (kj.m-2.hod-1) věk (v létech) muži ženy 4 242 226 6 226 214 8 213 201 10 200 188 16 180 158 17 175 152 18 170 149 19 168 148 20 167 148 21 165 147 22 164 147 23 163 147 24 162 147 25 161 147 30 157 146 40 153 144 50 151 140 60 146 136 Tab. 1: Rozdíly v bazálním metabolizmu podle věku a pohlaví ( Boothby a Du Boise: Standart Values in Nutrition and Metabolizm, Saunders, Philadelphia, 1954 ) Výpočet pomocí Faustova vzorce muži > BM (kcal) = hmotnost (v kg) x 24 ženy > BM (kcal) = hmotnost (v kg) x 23 Výpočet pomocí Faustova vzorce není přesný, jedná se pouze o orientační předpoklad energetického výdeje. Výpočet pomocí Harris-Benedictovy rovnice muži > BM[kcal] = 66,5+13,8 x hmotnost(v kg)+ 5,0 x výška(v cm)- 6,8 x věk(v letech) ženy > BM[kcal] = 655+9,6 x hmotnost(v kg)+ 1,8 x výška(v cm)- 4,7 x věk (v letech) Výpočet pomocí Harris-Benedictovy rovnice je přesnější než výše zmíněný vzorec, nicméně nerespektuje některé odchylky, které je nutno zohlednit pro přesný výpočet. Rovnice není vhodná pro lidi s abnormální tělesnou stavbou - svalnatou či obézní. V případě kulturisty či obézního člověka výpočet není relevantní.
Přístroje a pomůcky: 2) osobní váha 3) metr Úkol: Z naměřených hodnot tělesných hmotností a výšek vypočítejte tělesný povrch všech členů skupiny. Provedení: 1. Zjištěné hodnoty tělesných hmotností a výšek zaznamenejte do tabulky a uveďte věk a pohlaví. 2. Vypočítejte tělesný povrch všech členů skupiny. 3. S použitím tab.1 a vzorců určete hodnoty Vašeho denního bazálního metabolizmu (v kj/den). 4. Porovnejte hodnoty bazálního metabolismu s hodnotou CAL doporučenou a Vámi spočítanou z jídelníčku. 5. Vypočítejte, jaký příjem potravy (v g/den) je nutný k udržení vašeho bazálního metabolizmu za předpokladu, že jíte smíšenou potravu, obsahující: 15 % bílkovin 30 % tuků 55 % sacharidů přičemž metabolickou přeměnou vzniká z 1 g : bílkovin - 17, 2 kj / den tuků - 39, 0 kj / den sacharidů - 17, 2 kj / den Měřící jednotky metabolismu: 1000 cal = 1 kcal = 4190 J = 4,19 kj = 0,042 MJ 1000 J = 1 KJ = 239 cal = 0,239 kcal Kontrolní otázky: 1. Jaké fyzikální faktory ovlivňují bazální metabolizmus. 2. Jak lze vypočítat bazální metabolismus a tělesný povrch
MĚŘENÍ KOŽNÍ TEPLOTY TERMISTOREM Teoretický úvod: Tělesná teplota lidského těla závisí na místě měření: v podpaží se pohybuje v rozmezí 34,7 37,3 C, v ústech 35,5 37,5 C, v konečníku 36,6 38,0 C, v uchu 35,8 38,0 C. Teplota má svůj denní cyklus (nejvyšší je obvykle kolem 17. hodiny, u dětí se mění až o 2 C, v dospělosti méně) a mění se i v dlouhodobých cyklech. Pokud teplota překročí 37 C může se jednat o přehřátí organismu, či o obranou reakci imunitního systému. O subfebrilii (zvýšené teplotě) hovoříme při teplotě 37-38 C, o febrilii (horečce) při zvýšení teploty nad 38 C. Za podchlazení se považuje nechtěný pokles teploty tělesného jádra pod 35 C. Dříve se používali nejvíce rtuťové teploměry, které se od roku 2009, ale již nesmí prodávat, protože rtuť zatěžuje životní prostředí. V současné době se více uplatňují bezrtuťové nebo digitální teploměry. Na Jednotkách intenzivní péče (JIP) však někdy potřebujeme teplotu nemocného sledovat trvale. Pro tento účel se často využívá k měření kožní teploty termistorů. Obr.1 Termistorový teploměr Kontaktní teploměr, použitý v úloze má jako čidlo termistor. Termistor je polovodič, který je i s vývody zataven ve skleněné tyčince. Odpor polovodiče se s teplotou významně mění; závislost je exponenciální. Měření teploty se tedy převádí na měření odporů. Protože nejcitlivější metodou měření odporu je metoda Wheatstoneova můstku, je termistor zapojen jako odpor do jedné z větví tohoto můstku (obr.1). Na obrázku R1, R3 a Rš značí pevné odpory, R2 termistor, µa je mikroampérmetr a Z zdroj stejnosměrného proudu. Výhodou můstku je, že jej lze vyvážit pro určitou teplotu a měřit pak odchylky teploty na obě strany, nebo vyvážený stav posunout na konec stupnice a měřit odchylky pouze jedním směrem. Kontaktní teploměr s termistorem má proti kontaktnímu teploměru s termočlánkem výhodu větší přesnosti. Protože termistor je malých rozměrů, je možno odečítat teplotu ihned po přiložení čidla k měřenému místu.
Obr. 2 Schéma zapojení termistoru Přístroje a pomůcky: 1) Termistor 2) Můstek teploměru 3) Zdroj napětí 4) Voltmetr 5) Kádinka 6) Magnetická míchačka 7) Rtuťový teploměr 8) Elektrický vařič 9) Spojovací dráty, buničitá vata Úkol: Provedení: Změřte povrchovou teplotu několikaurčených míst lidského těla. 1) Zapojte termistor, zdroj napětí a voltmetr do můstku. Zapojení je provedeno správně, bude-li voltmetrem zobrazovat větší napětí při přiložení termistoru na teplejší místo (např. na prst ruky). Termistor Wheatstoneův můstek
2) Proveďte kalibraci termistoru pro teplotní rozmezí 25ºC až 40ºC, tj. změřte hodnoty elektrického napětí, pro teploty 25 ºC, 26ºC, až 40ºC. Pro kalibraci použijte kádinku do ¾ naplněnou vodou, vodu míchejte magnetickou míchačkou (feromagnetický drátek, zatavený ve skle opatrně vhoďte do kádinky s vodou) a termistor ponořte tak, aby jeho špička byla v úrovni rezervoáru ponořeného rtuťového teploměru. Nastavte na voltmetru rozsah měření do 2 V (DC stejnosměrné napětí). Ovládacím prvkem B na Wheatstoneově můstku vyvažte (jeho otáčením) můstek tak, aby na voltmetru bylo přibližně 0 V. Proveďte kalibraci. Kádinka s magnetickou míchačkou Uspořádání termistoru 3) Po ukončení kalibrace osušte termistor. 4) Změřte kožní teplotu u dvou osob na těchto místech lidského těla: volární strana pravého a levého předloktí dorzální strana pravého a levého předloktí pravá a levá dlaň hřbet pravé a levé ruky pravá a levá tvář čelo špička nosu brada 5) Sestrojte kalibrační křivku termistoru a z kalibrační křivky vyčtěte teploty měřených míst. Kontrolní otázky: 1. Jaká je závislost elektrického odporu termistoru na teplotě? 2. Co je subfebrilie a febrilie? 3. Jaké jsou hlavní a vedlejší jednotky teploty?