Состав человеческого тела: Состав человеческого тела — Composition of the human body

Содержание

Химический состав человеческого тела. Из чего состоит человек. Оценка средней распространённости химических элементов в человеческом организме.





Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Личная жизнь инженеров / / Физика и химия человека. Данные о среднем инженере / инженере-даме или будущем инженере. Механика и гидравлика инженеров. Расход энергии инженерами. Тепловые параметры инженеров. Инженеры и звук. Электрические параметры инженеров. Оптика инженеров.  / / Химический состав человеческого тела. Из чего состоит человек. Оценка средней распространённости химических элементов в человеческом организме.

Поделиться:   

Химический состав человеческого тела. Из чего состоит человек. Оценка средней распространённости химических элементов в человеческом организме.

Возможны серьезные отклонения (от уровня железа) и вниз в зависимости от местности, рациона, возраста и лекарственной нагрузки.

Химический элемент

Содержание в г на 70 кг (=»средний человек»)

Содержание в % массы тела

43,000

61%

16,000

23%

7000

10%

1800

2.

6%

Кальций / Ca / Calcium

1000

1.4%

Фосфор / P / Phosphorus

780

1.1%

Сера / S / Sulfur

140

0.20%

Калий / K / Potassium

140

0.20%

Натрий / Na / Sodium

100

0.14%

Хлор / Cl / Chlorine

95

0.12%

Магний / Mg / Magnesium

19

0.027%

Кремний / Si / Silicon

18

0.026%

Железо / Fe / Iron

4.2

0.006%

Фтор / F / Fluorine

2.6

0.0037%

Цинк / Zn / Zinc

2.3

0.0033%

Рубидий / Rb / Rubidium

0.32

0.00046%

Стронций / Sr / Strontium

0. 32

0.00046%

Бром / Br / Bromine

0.20

0.00029%

Свинец / Pb / Lead

0.12

0.00017%

Химический элемент

Содержание в г на 70 кг (=»средний человек»)

Содержание в % массы тела

Медь / Cu / Copper

0.072

0.00010%

Алюминий / Al / Aluminum

0.061

0.00009%

Кадмий / Cd / Cadmium

0.050

0.00007%

Бор / B / Boron

<0.048

0.00007%

Барий / Ba / Barium

0.022

0.00003%

Олово / Sn / Tin

<0.017

0.00002%

Марганец / Mn / Manganese (Manganum)

0.012

0.00002%

Йод / I / Iodine

0.013

0. 00002%

Никель / Ni / Nickel

0.010

0.00001%

Золото / Au / Gold

<0.010

0.00001%

Молибден / Mo / Molybdenum

<0.0093

0.00001%

Хром / Cr / Chromium

<0.0018

0.000003%

Цезий / Cs / Cesium

0.0015

0.000002%

Кобальт / Co / Cobalt

0.0015

0.000002%

Серебро / Ag / Argentum

0.0020

0.000001%

Уран / U / Uranium

0.00009

0.0000001%

Бериллий / Be / Beryllium

0.000036

Радий / Ra / Radium

3.1х10-11

  • Источники — в основном, но не только:
    • Padikal, T.N., and Fivozinsky, S.P., Medical Physics Data Book, National Bureau of Standards Handbook 138, U. S. Government Printing Office, Washington, DC, 1981.
    • Snyde, W. S., et al., Reference Man: Anatomical, Physiological, and Metabolic Characteristics, Pergamon, New York, 1975.
    • Freitas Jr., Robert A. Nanomedicine, (итал.).Landes Bioscience (англ.) русск., 1999.С. Tables 3-1 & 3-2.ISBN 1570596808.

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Ученые: больше половины ваших клеток — не человеческие

  • Джеймс Галлахер
  • Обозреватель Би-би-си по вопросам науки

Более половины клеток в организме человека не являются человеческими, говорят ученые.

Из всех клеток в человеческом теле только 43% — это, собственно, клетки человека. Остальные — это микроскопические колонизаторы.

Понимание этой скрытой области нашего тела — человеческой микробиоты — стремительно меняет наше представление о разных болезнях — от аллергии до болезни Паркинсона.

Некоторые медики даже задаются вопросом — что значит «быть человеком», и в поиске ответа находят новые способы лечения.

«Они крайне важны для вашего здоровья, — говорит профессор Рут Лей, директор департамента микробиотических исследований в Институте Макса Планка. — Ваше тело существует не только для вас», — добавляет она.

Как бы тщательно вы ни мылись, каждый уголок и каждая складка в вашем теле в любой момент времени обильно заселена микроскопическими созданиями.

Среди них — бактерии, вирусы, грибки и археи (которые обычно по ошибке классифицируют как бактерии). Больше всего этих существ живет в темных и сумрачных глубинах нашего кишечника, куда нет доступа кислороду.

«В вас больше от микроба, чем от человека», — говорит в беседе с Би-би-си профессор Роб Найт из Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Раньше исследователи думали, что на каждую человеческую клетку в организме приходится десять микроорганизмов.

«Эту оценку пересмотрели, теперь соотношение скорее один к одному, поэтому сейчас мы считаем, что, если пересчитать клетки, то каждый из нас — на 43% человек», — говорит он.

Но с точки зрения генетики мы находимся в еще более уязвимом положении.

Геном человека — полный набор генетических инструкций, который есть у каждого из нас, — состоит из 20 тысяч «инструкций», которые называют генами.

Однако если сложить все гены живущих в нас микроорганизмов, итоговая цифра будет на уровне 20 миллионов.

«У нас не один геном, гены нашей микробиоты по сути представляют собой второй геном, который дополняет работу нашего собственного», — говорит профессор Саркис Мазманян из Калифорнийского технического университета.

«Я считаю, что нас делает людьми сочетание нашей собственной ДНК и ДНК микробов в нашем кишечнике», — считает он.

Было бы наивно думать, что такое количество микробов в нашем теле никак не взаимодействует с организмом и не влияет на его работу.

Ученые исследуют роль микробиоты в пищеварении, регулировании имунной системы, защиты от болезней и выработке витаминов.

«Мы обнаруживаем, что эти крошечные организмы могут полностью преобразить наше здоровье, до недавних пор мы не могли себе этого представить», — говорит профессор Найт.

Это новый подход к миру микробов — до сих пор человечество с ними главным образом боролось.

Поле битвы с микробами

Антибиотики и вакцины — оружие человека в борьбе с такими напастями, как вирус-возбудитель оспы, палочка Коха или золотистый стаффилокок. Они спасли множество жизней.

Однако ряд исследователей обеспокоены тем, что в борьбе с вредными микробами человечество могло нанести непоправимый вред обитающим внутри человека «полезным бактериям».

«За последние 50 лет мы проделали замечательную работу по уничтожению инфекционных заболеваний, — говорит профессор Лей. — Однако в то же время мы увидели огромный и устрашающий рост аутоимунных и аллергических заболеваний».

«Задача работы с микробиотой в том, чтобы понять, каким образом ее изменения, ставшие результатом нашего успеха в борьбе с патогенами, приводят к развитию целой категории новых болезней, с которыми нам нужно будет разбираться», — считает ученый.

Состояние микробиоты связывают и с другими болезнями, например с воспалением кишечника, болезнью Паркинсона, эффективностью лекарств от рака и даже аутизмом и депрессией.

Еще один пример — ожирение. Гены и диеты, безусловно, играют здесь свою роль, но как насчет микрофлоры кишечника?

Здесь тема становится сложнее.

Если есть только бургеры и шоколад, то такая диета и повысит риск ожирения, и повлияет на то, какие микробы живут у вас в пищеварительной системе.

Многие страдающие ожирением люди не знают, что у них в кишечнике живут «плохие» бактерии, которые метаболизируют пищу таким образом, что ожирение усугубляется — но как об этом узнать?

Профессор Найт провел эксперимент: подопытными выступили мыши, выращенные в идеальных санитарных условиях. С рождения они ни разу не вступали в контакт с микробами.

«Нам удалось показать, что, если взять худых и тучных людей и пересадить бактерии из их кала мышам, то мыши жиреют или становятся худыми в зависимости от того, чьи бактерии им пересадили», — говорит Найт.

Когда мышам, получившим бактерии от страдающих ожирением людей добавляли бактерий от худых, мыши начинали худеть.

«Это довольно удивительно, правда? Теперь вопрос в том, каким образом всё это можно применить к человеку», — говорит Найт.

На применение микробов в качестве лекарств сегодня возлагают большие надежды в медицине.

Залежи информации

В кембриджширском Институте Сенгера я встречаюсь с доктором Тревором Лоли, который пытается вырастить в лабораторных условиях полные микробиоты как здоровых, так и больных людей.

«У больных, например, могут отсутствовать некоторые микробы. Задача в том, чтобы вернуть их в организм», — говорит он.

Как утверждает Лоли, сегодня появляется все больше свидетельств того, что восстановление микробиоты больного может привести к ремиссии, например, в случае с язвенным колитом.

«Я думаю, что для большинства болезней, которые мы изучаем, вскоре придумают конкретные смеси микробов, где-то 10 или 15, которые будут давать пациентам», — уверен ученый.

Лечение микробами как сфера медицины находится на ранних этапах развития, но ученые думают, что вскоре регулярный мониторинг состояния микробиоты станет частью повседневной рутины, что даст нам огромное количество информации о нашем здоровье.

«Удивительно думать, что в каждой чайной ложке нашего кала содержится больше генетической информации о микробах, чем может уместиться на тонне DVD-дисков,» — говорит ученый.

«Каждый раз, когда вы, так сказать, сбрасываете эти данные, они попросту смываются без следа», — добавляет он.

«Мы видим решение так: в недалеком будущем, каждый раз, когда вы будете смывать унитаз, он будет делать что-то вроде моментального анализа и сообщать вам, хорошая у вас динамика, или не очень. Я считаю, что это всё преобразит», — уверен исследователь.

Химический состав организма человека — Справочник химика 21

    Гулевич В. С. Химический состав организма человека. Введение в биологи- [c.137]

    Относительный химический состав организма человека [c.16]

    Химический состав организма человека и животных представлен более чем 70 элементами Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. По количественному содержанию в организмах все элементы можно разделить на три основные группы  [c.24]

    Химический состав организма человека 13 [c.375]


    В состав организма человека входят органические и неорганические вещества (рис. 4). Вода составляет около 60 % массы тела, а минеральные вещества — в среднем 4 %. Органические вещества представлены в основном белками (18 %), жирами (15 %) и углеводами (2—3 %). Все вещества организма, как и неживой природы, построены из атомов различных химических элементов. [c.15]

    ТАБЛИЦА 1 Химические элементы, которые входят в состав организма человека [c.16]

    Какие химические элементы и вещества входят в состав организма человека  

[c.25]

    Сравним химический состав организмов животных, растений и химический состав земной коры и морской воды. Сопоставляя данные, представленные в табл. В.2, можно сделать важный вывод, что не все самые распространенные элементы земной коры присутствуют в больших количествах в живых организмах например, кремний — один из наиболее распространенных элементов литосферы — лишь в небольших количествах содержится в некоторых видах растений, а в организме человека и высших животных он присутствует в следовых количествах. Почти 99 % атомов, входящих в состав животных и растительных организмов, являются атомами четырех основных элементов — органогенов кислорода, водорода, углерода и азота, в то время как содержание в земной коре трех последних элементов относительно мало.[c.24]

    Из 100 химических элементов, встречающихся в природе, в состав живого вещества входят только 22. В состав органических веществ входят С, Н, О, К, Р, 3, Ка, К, Mg, Са, С1. В очень малых количествах (следы) обнаружены элементы В, А1, 31, V, Мп, Ре, Со, Си, 2п, Мо, I. В больших количествах элементы действуют на организм угнетающе. Воздействие тех или иных элементов на организм человека связано с образованием и каталитическим влиянием их соединений с органическими веществами. Поэтому для многих элементоорганических соединений характерна токсичность. Даже в тех случаях, когда образование конкретных элементоорганических соединений, отвечающих за токсичность элемента, не установлено, проявление таких свойств должно предполагаться. [c.588]

    Растительные, и особенно животные, организмы в целом содержат гораздо больше различных химических элементов, чем отдельно взятые белки. Ниже в качестве примера приводится средний химический состав человека (по В. И. Вернадскому), причем элементы объединены в группы по порядку уменьшения их весового процентного содержания  [c.567]

    Вкусовые достоинства и усвояемость печенья организмом человека обусловлены тем, что готовые изделия отличаются хрупкостью и рассыпчатой структурой, а также намокаемостью — способностью поглощать значительное количество воды. Химический состав печенья обусловлен составом сырья пшеничная мука, крахмал, сахар, жиры и др. В составе затяжного печенья и особенно крекера высока доля пшеничной муки. [c.114]

    В ОСНОВНОМ в книге рассматривается Земля в современном ее состоянии или какая она была в течение последних нескольких миллионов лет, а химия воды на ее поверхности — это тема, к которой мы периодически возвращаемся. Здесь подчеркивается связь между природными химическими системами и живыми организмами (не только человеком), поскольку вода является ключевым компонентом поддержания жизни. Мы начнем с объяснения того, как возникли основные околоповерхностные компоненты Земли — кора, океаны и атмосфера — и как эволюционировал их общий химический состав. Поскольку все химические вещества построены из атомов отдельных элементов (вставка 1.1), мы начинаем с происхождения этих основных химических компонентов. [c.14]

    В процессе эксплуатации технологических установок оператору необходимо знать основные физико-химические свойства компонентов, входящих в состав газа, газового конденсата и нефти, такие как плотность и температура кипения индивидуальных углеводородов и фракций, пределы взрываемости, реакционную способность отдельных углеводородов, теплоемкость, теплопроводность и ряд других параметров, определяющих условия переработки и степень воздействия газов и нефтепродуктов на организм человека. [c.25]

    Химический состав высших форм жизни достаточно однообразен. Одни и те же химические соединения функционируют в теле лягушки и человека. Хотя эволюционно между этими организмами огромная разница. В то же время даже близкие и родственные виды растений, грибов или водорослей различаются между собой, иногда очень сильно, по природе синтезируемых вторичных метаболитов. Каждый вид или даже подвид этих организмов уникален по химическому составу. Эта уникальность и питает химию природных соединений. Количество известных к настоящему времени вторичных метаболитов составляет примерно 50—60 тысяч. Однако это лишь ничтожная часть реально существующих в живой природе. Даже в наиболее изученном царстве растений в руках химиков побывало только 6—7 % объектов из имеющихся на Земле 750 тысяч их видов. [c.11]

    Первичным действием излучения на организм человека является ионизация тканей организма. Механизм влияния ионов на процессы, протекающие в клетках, нельзя считать еще достаточно выясненным. По-видимому, главную роль здесь играют вторичные явления. Нарушение нормального биологического режима химических соединений, входящих в состав клетчатки, приводит к гибели клеток. Биологическое действие растет с увеличением дозы излучения и плотности ионизации. [c. 341]

    Щитовидная железа человека выделяет гормон тиреоглобулин, представляющий собой белок с относительно высоким молекулярным весом. В состав молекулы этого гормона входят остатки аминокислот, содержащих атомы иода. Тиреоглобулин регулирует обмен веществ в организме, т. е. химическую работу организма. Если щитовидная железа ребенка не выделяет тиреоглобулина, ребенок перестает расти и остается неполноценным в умственном отнощении. [c.388]

    Рассматривая систему классификации химических отходов, нельзя не отметить такую важную их характеристику, как токсичность. По этому признаку химические отходы можно подразделить на безвредные, токсичные и особо токсичные. Понятие токсичность включает степень воздействия химических отходов на живую природу. Прежде всего это относится к человеку, а затем к животным и растительности. Практически все химические отходы являются токсичными, а их воздействие зависит от дозы вещества, с которой соприкасается человек или природная сфера. Кроме того, многие химические вещества обладают способностью аккумулироваться как в организме, так и в окружающей среде и тем самым усиливать свое токсичное действие со временем. Складирование и захоронение химических токсичных отходов приводит к попаданию токсичных компонентов при испарении и вымывании в окружающую среду, где и происходит их циркуляция. Очевидно, классифицируя химические отходы, необходимо указывать степень их токсичности, для определения которой необходимо знать химический состав, уже имеющуюся концентрацию этих веществ в окружающей среде, способность к аккумулированию и биологической деградации. Токсичные и особо токсичные отходы следует отнести к особой категории специфических отходов, нуждающихся в особых методах обезвреживания перед их сбросом или захоронением. [c.21]

    Одним из таких путей является миграция — выделение некоторых компонентов, входящих в состав полимерных материалов, в окружающую среду. Эти мигрирующие компоненты могут являться химически вредными веществами. Находясь в окружающей среде в относительно малых концентрациях, они, попадая в организм человека, не вызывают острых заболеваний, но могут действовать медленно в форме хронических интоксикаций. Поэтому их предупреждение становится важней-щей гигиенической и социальной проблемой. [c.5]

    Химический состав и строение белков. При кипячении с кислотами, щелочами, а также под действием ферментов белковые вещества распадаются на более простые соединения, образуя в конце концов смесь а-аминокислот. Такое расщепление белков получило название гидролиза белка. Гидролиз белков имеет большое биологическое значение и широко представлен в растительном и животном организмах. Попадая в желудок И кишечник животного и человека, белок расщепляется под действием ферментов пепсин желудочного сока, трипсин поджелудочной железы и эрепсин стенок кишок) на аминокислоты образовавшиеся аминокислоты в дальнейшем усваиваются животным организмом и под влиянием ферментов снова преобразуются в белки, свойственные данному организму. [c.340]

    С другой стороны, за счет освобождающейся в процессе диссимиляции энергии идет непрерывное воссоздание распавшейся протоплазмы путем усвоения пищи из окружающей организм внешней среды. Пища эта разнообразна и по своему химическому составу отличается от состава протоплазмы усваивающего ее организма. Человек, например, употребляет в качестве пищи белки и другие органические вещества, входящие в состав продуктов животного и растительного происхождения. Но как бы различны по своему происхождению ни были эти пищевые вещества, они после сложных изменений превращаются в вещества, по своему химическому составу характерные для человека. Они, следовательно, из продуктов питания превращаются в составные части протоплазмы человеческого организма. [c.9]

    В состав организма человека из 110 известных химических элементов входит в основном 24 (табл. 1). В зависимости от количества в организме химические элементы делятся на основные, макро-, микро- и ультрамикроэлементы. К основным относятся кислород (65—70 %), углерод (15—18%), водород (8—10%) и азот (2—3%), составляющие примерно 98 % общей массы тела. К макроэлементам относятся элементы, содержание которых в организме составляет не менее 0,1 % массы тела (Са, Р, [c.15]

    Химический состав и свойства ВОТ. Дифенильной смесью (ВОТ) называется эвтектическая азеотропная смесь дифенила (26,5%) и дифенилоксида (73,5%). Температура насыщения этой смеси при атмосферном давлении равна 258° С. По сравнению с дифенилом и дифенилокспдом дифенильная смесь обладает тем преимущество.м, что имеет более низкую температуру плавления (12° С). Дифенильная смесь — прозрачная жидкость янтарного цвета. Она неядовита, при вдыхании вызывает небольшое раздражение слизистых оболочек, но для организма человека она не вредна. ВОТ горит сильно коптящим пламенем, которое можно погасить струей водяного пара. Смесь не оказывает корродирующего действия на сталь, так что вопрос выбора конструкционных материалов не представляет трудностей. На поверхности нагрева при применении ВОТ В качестве теплоносителя не образуется пленки или осадка, что весьма важно для теплопередачи. [c.302]

    Приведенные в начале главы факторы — химический состав, рабочая температура и культура эксплуатации смазочного материала — сами по себе являются абсолютно верными однако на практике не всегда можно строго оценить влияние каждого фактора в отдельности их совокупное влияние на этапе применения проявляется при хранении, транспортировании, перекачке, заправке и эксплуатации на этапе утилизации ОСМ определяющими факторами являются ее цели и методы осуществления. Во всех случаях опасность для человека заключается в первую очередь в попадании смазочных материалов на кожу и вдыхании паров отметим, что в силу своей высокой лиофильности даже без загрязнения воздуха они могут проникать в организм через кожу зафязнение почвы и водоемов происходит вследствие проливов и утечек, в том числе через уплотнительные материалы из смазочных систем машин и механизмов загрязнение атмосферы связано с испаряемостью масел, автомобильными выхлопами и сжиганием ОСМ и продуктов их переработки. Зафязнение объектов окружающей среды чревато биоаккумуляцией экологоопасных соединений, их химическими превращениями (часто непредсказуемыми) и попаданием их в трофические (пищевые) сети с последующими массовыми офавлениями биоты и населения. Столь отдаленные во времени и просфанстве последствия являются наиболее опасными и в наименьшей степени поддающимися прогнозированию и оценке. [c.61]

    Бионеорганическая химия (подобно геохимии, биохимии, биофизике и др.) возникла на стыке неорганической химии и биологии в последнее десятилетие. Этому способствовала четкая формулировка ее основных задач — изучение на молекулярном уровне взаимодействий между металлами (в первую очередь биометаллами) и биолигандами протеинами, нуклеиновыми кислотами, их фрагментами и некоторыми другими находящимися в организме веществами (в том числе витаминами, гормонами, метаболитами и антиметаболитами). Более 100 000 процессов в организме человека представляют собой совокупность многих химических реакций, большинство из которых катализируется металлами, входящими в состав ферментов. [c.560]

    Фосфор (лат. phosphorus) — один из распространенных элементов в земной коре (0,093% по массе). Известен его единственный стабильный изотоп з Р. В свободном состоянии в природе фосфор не встречается из-за высокой химической активности. В связанном виде он входит в состав около 200 минералов, главным образом апатитов ЗСаз(Р04)2 Са(С1, F, ОН)г и фосфоритов Саз(Р04)г. Большие запасы апатитов в СССР находятся на Кольском полуострове. Организм человека содержит около 1,5 кг фосфора, преимущественно в костной ткани. [c.125]

    В 1806 г. великий шведский химик Ионе Якоб Берцелиус в своей книге Лекции по животной химии дал определение органической химии как раздела физиологии, который описывает состав живых тел (организмов) и протекающие в них химические процессы. Тогда считалось, что органические соединения образуются в результате действия жизненных сил и не могут быть искусственно получены из неорганических веществ. Однако после того как Вёлер в 1828 г. синтезировал из неорганических веществ мочевину (МН2)2СО, эти взгляды были оставлены, и органическую химию стали определять как химию соединений углерода. Со временем вошли в употребление термины биохимия и физиологическая химия для описания учения о веществах, обнаруживаемых в живых организмах, особенно в организме человека, как здорового, так и страдающего от того или иного заболевания, а также для описания химических реакций, протекающих в живых организмах. После 1940 г. достигнуты огромные успехи в определении тонкой молекулярной структуры многих веществ, присутствующих в живых организмах, и в изучении на молекулярном уровне процессов, обусловливающих жизнедеятельность. Эта новая область науки стала настолько важной, что получила собственное название — молекулярная биология. Как биохимия, так и молекулярная биология стали очень обширными направлениями науки. [c.381]

    Союзы между различными видами н в настоящее время играют важную роль. Например, производство мяса во многом зависит от бакте рий, входящих в состав микрофлоры пищеварительного тракта жвачных животных. Организм человека является пристанищем для ряда бактв> рий, грибов и других организмов, причем он вынужден поддерживать ними добрососедские отношения. Для борьбы с бактериальными инфекциями нам необходимы антибиотики, вырабатываемые бактериями ИЛЙ грибами. Еще более существенна наша зависимость от растений, поставляющих кислород и незаменимые питательные вещества. Окружающая нас среда в своей значительной частн является продуктом жизнедей тельности различных организмов, находящихся в состоянии динамического экологического равновесия. Совершенно очевидно, что следует ожидать быстрого расширения наших знаний в области химической экологии, причем не только по проблеме влияния одной группы организмов на другую, но и по проблеме влияния человеческой деятельности на животные и растения всех уровней организации. Должны быть исследованы такие вопросы, как последствия загрязнения окружающей среды, исчерпание озона в атмосфере и другие изменения, которые влияют на количество достигающей Земли лучистой энергии, а также вопрос о возможном значении использования человеком избыточных количеств энергии. Подобно тому как поддержание устойчивого состояния в клетке часто оказывается существенно важным для жизнедеятельности организма, для биосферы, по-видимому, необходимо доддерг жание устойчивого состояния химических циклов. [c.367]

    Биоактивность отдельных химических элементов. Экспериментально установлено, что в организме человека металлы составляют около 3 % (по массе). Это очень много. Если принять массу человека за 70 кг, то на долю металлов приходится 2,1 кг. По отдельным металлам масса распределяется следующим образом кальций (1700 г), калий (250 г), натрий (70 г), магний (42 г), железо (5 г), цинк (3 г). Остальное приходится на микроэлементы. Если концентрация элемента в организме превышает 10 %, то его считают макроэлементом. Микроэлементы находятся в организме в концентрациях 10 —10 %. Если концентрация элемента ниже 10 %, то его считают ультрамикроэлементом. Неорганические вещества в живом организме находятся в различных формах. Большинство ионов металлов образуют соединения с биологическими объектами. Уже сегодня установлено, что многие ферменты (биологические катализаторы)- содержат ионы металлов. Например, марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо — в 70, медь — в 30, а цинк — более чем в 100. Естественно, что недостаток этих элементов должен сказаться на содержании соответствующих ферментов, а значит, и на нормальном функционировании организма. Таким образом, соли металлов совершенно необходимы для нормального функционирования живых организмов. Это подтвердили и опыты по бессолевой диете, которая применялась для кормления подопытных животных. Для этой цели многократным промыванием водой из пищи удаляли соли. Оказа ]ось, что питание такой пищей приводило к гибели животных. [c.168]

    Аминокислоты являются карбоновыми кислотами, содержащими аминную и карбоксильную группы, которые находятся у одного и того же углеродного атома. В организме человека найдено около 70 аминокислот, причем 20 из них входят в состав белков. Это так называемые протеиногенные аминокислоты. Применительно к аминокислотам используют как систематическую номенклатуру, так и тривиальные названия. Последние чаще всего связаны с источником их получения. Так, тирозин был впервые вьщелен из сыра (от греч. tyros — сыр), аспарагиновая кислота — из спаржи (от лат asparagus — спаржа) и т. д. Аминокислоты кроме карбонильной и аминной группировок содержат боковые радикалы, причем именно эти химические группировки определяют большинство свойств той или иной аминокислоты. В общем виде формула аминокислоты может быть представлена следующим образом  [c.17]

    У человека в среднем объем крови равен 4,5—5,5 л. Она состоит из плазмы (55—65%) и взвешенных в ней форменных элементов (35—45%) эритроцитов, лейкоцитов, лимфоцитов, тромбоцитов. В состав крови входят белки, жиры, углеводы, различные промежуточные и конечные продукты обмена, гормоны, витамины и минеральные соли. Несмотря на непрерывное поступление в кровь и выведение из нее различных веществ, в норме морфологический и химический состав крови довольно постоянны. В здоровом организме все случайные колебания в составе крови быстро выравнивак)тся. Однако при многих заболеваниях, особенно при нарушении функ-цибнального состояния таких органов, как печень, сердце, почки, поджелудочная железа и др., наблюдаются [c.186]

    Заканчивая характеристику химического состава речных вод необходимо отметить, что они являются основным источником хозяйственного питьевого водоснабжения городов и населенных пунктов республики. При этом важное эколого-гигиеническое значение, наряду с химическим составом, имеет микрокомпонентный (биологически активные Р, В, Вг, I и др.) состав воды. Нами при оценке закономерностей распределения и накопления в природных водах (подземных и поверхностных) микроэлементов (Р, В, I, Вг) оценивалось содержание фтора в воде р. Белая в ее среднем и нижнем течении [Попов, Абдрахманов, 1979], так как важную роль в процессах жизнедеятельности играет фтор, поступающий в организм человека главным образом с питьевой водой. Физиологическое качество воды ухудшается как при повышенном содержании фтора, так и при слишком малом его количестве. Установлено, что у людей в течение длительного времени использующих для питья воду с содержанием фтора свыше 1,5 мг/л развивается флюороз, который приводит к полному разрушению зубов. [c.31]

    Четвертым этапом является изучение влияния химических веществ на биологическую ценность продуктов питания. Принимая во внимание, что показателей биологической ценности продуктов много, необходимо по справочнику Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов (1977) уточнить, источником каких биологически активных веществ для организма человека является данный продукт. Так, например, при оценке злаковых в программу исследований необхо-дамо включить определение в них содержания белка, аминокислотного состава, витаминов группы В и РР, при оценке овощей — содержания аскорбиновой кислоты, нитратов и некоторых макро- и микроэлементов (К, Ре, 2п). [c.29]

    Химический состав и строение белков. При кипячении с кислотами, щелочами, а также под действием ферментов белковые вещества распадаются на более простые соединения, образуя в конце концов смесь а-аминокислот. Такое расщепление белков получило название гидролиза белка. Гидролиз белков имеет большое биологическое значение и щироко представлен в растительном и животном организмах. Попадая в желудок и кишечник животного и человека, белок расщепляется под действием ферментов (пепсин желудочного сока, трипсин поджелудочной железы и эрепсин стенок кищок) на аминокислоты образо-вавщиеся аминокислоты в дальнейшем усваиваются животным организмом и под влиянием ферментов снова преобразуются в белки, свойственные данному организму. Гидролиз белков не идет сразу до аминокислот. Выделены промежуточные продукты гидролиза, более сложные, чем аминокислоты, но проще, чем белки, известные под названием альбумоз и пептонов.[c.338]


Химический состав человека

«Всё- химия»- выражение, которое чаще всего можно услышать от преподавателей химии в школе, тем не менее, оно правильно. Так как, в конечном счёте, абсолютно всё состоит из химических элементов. Наше тело- тоже.

1. Кислород. Он не только существенная часть вдыхаемого нами воздуха и питьевой воды, он так же занимает значимое место в нашем теле. С 65 % общей массы нашего тела, кислород, самый важный химический элемент в составе человеческого организма.

2. Углерод может похвастаться не только самым большим количеством химических соединений в периодической системе, (самые известные из них- уголь и нефть). Он так же занимает почётное второе место в нашем списке.

3. Водород, как и кислород- составной элемент воздуха и питьевой воды. И он также относится к основным компонентам человеческого тела. 10% нашего веса состоят из водорода.

4. Несмотря на то, что азот также содержится в воздухе, он более известен как теплоноситель, в жидкой форме. Всё же, его таинственно испаряющейся газы не должны вводить в заблуждение- 3 % массы нашего тела состоят из азота.

5. Даже если он и составляет всего 1,5 %, кальций- важный металл в нашем организме. Именно он придаёт прочность нашим костям и зубам.

6. Фосфор, как светящееся вещество, известен каждому. Но далеко не каждый знает, что именно благодаря фосфору в организме, происходит образование ДНК, основы человеческой жизни.

7. Калий, со скромными 0,2 %, принимает небольшое участие в процессах организма. Он относится к электролитам, в которых наше тело нуждается, прежде всего, при спорте. Его недостаток может вызвать чувство истощения и судороги.

8. Может ли сера, с её неприятным видом и запахом, быть важной для нашего организма? Да, это именно так. Сера- существенная составная часть аминокислот и коферментов.

9. Сначала сера, теперь хлор. Можно подумать, наш организм состоит из одних ядов. Разумеется, элементарного хлора в нашем теле нет, зато есть хлорид. И он для нас жизненно важен, так как, содержится, например, в плазме крови.

10. Натрий мы потребляем, прежде всего, в форме хлорида натрия, так же известного как поваренная соль. Элемент важен для защиты клеток и движения нервных сигналов.

11. Магний жизненно необходим для всех организмов на земле, естественно, для нас людей, тоже. Вопреки его незначительной части- 0,05 % массы нашего тела, недостаток магния ведет к отчётливо ощутимым последствиям: Нервозность, головные боли, усталость и судороги мышц являются только некоторыми из них.

12. Мужской организм содержит больше железа, чем женский. Одна из причин этому- разница в питании. Другая- женщины теряют железо во время менструации. Поэтому средняя масса этого элемента в человеческом теле варьирует от 2 до 5 грамм.

13. Кобальт- составная часть витамина B12, который необходим для существования человека. Передозировка кобальта ведёт к многочисленным болезням, к раковым опухолям в том числе.

14. Для микроорганизмов медь смертельна даже в незначительных количествах, но человеку она нужна для образования жизненно-важных ферментов. Тяжелый металл составляет 0,05 % массы нашего тела. Мы получаем её через овощи, шоколад и орехи.

15. Цинк относится к элементам, которые нужны всем живым существам на земле. Он важен для обмена веществ и содержится во многих важных ферментах.

16. Йод- составляющая часть гормонов тироксин и трийодтиронин, которые производит щитовидная железа. Недостаток йода может вызвать тяжёлые нарушения в обмене веществ.

17. Селен относится к незаменимым микроэлементам. В тоже время, при передозировке, он сильно токсичен, поэтому его употребление как БАД, вызывает большие дискуссии в кругах учёных.

18. До сегодняшнего дня не выяснено до конца, насколько фтор необходим для нашего организма. Неоспоримый факт- большая часть фтора содержится в костях и зубах. Фтор, как и селен, сильно токсичен при передозировке

Почти 100 интересных фактов о человеке и его организме

Почти 100 интересных фактов о человеке и его организме

1. Единственная часть тела, которая не имеет кровоснабжения — роговица глаза. Кислород она получает непосредственно из воздуха.

2. Емкость мозга человека превышает 4 терабайта.

3. До семи месяцев ребенок может дышать и глотать одновременно.

4. Ваш череп состоит из 29 различных костей.

5. При чихании все функции организма останавливаются, даже сердце.

6. Нервный импульс из мозга движется со скоростью 274 км/час.

7. Один человеческий мозг генерирует больше электрических импульсов в течение одного дня, чем любой мобильный телефон.

8. Среднее человеческое тело содержит достаточно серы, чтобы убить всех блох на средней собаке, углерода, чтобы изготовить 900 карандашей, калия, чтобы выстрелить из игрушечной пушки, жира, чтобы сделать 7 кусков мыла, и достаточно воды, чтобы заполнить бочку в 50 литров.

9. Сердце человека перекачивает 182 миллиона литров крови в своей жизни.

10. 50 000 клеток в Вашем теле отмирают и заменяются на новые в то время, как вы читаете это предложение.

11. Зародыш приобретает отпечатки пальцев в возрасте от 3 месяцев.

12. Женские сердца бьются быстрее, чем у мужчин.

13. Человек по имени Чарльз Осборн икал без перерыва в течение 68 лет.

14. Правши живут в среднем на девять лет дольше, чем левши.

15. Примерно две трети людей наклоняют голову вправо, когда целуются.

16. Человек забывает 98% своих снов.

17. Общая длина кровеносных сосудов в организме человека — примерно 100 000 километров.

18. Весной частота дыхания в среднем на одну треть выше, чем осенью.

19. За всю жизнь человеческая память запоминает, в среднем, 17 Терабайт информации.

20. 80 % тепла человеческого тела рассеивается из головы.

21. Когда вы краснеете, ваш желудок краснеет вместе с вами.

22. Чувство жажды появляется при потере воды, равной одному проценту от веса тела. Потеря более 5% может привести к обмороку, а более 10% — к смерти от иссушения.

23. В теле человека работает не менее 700 ферментов.

23. Люди — единственные существа, которые сознательно спят на спине.

24. В среднем, 4-х летний ребенок произносит в день 12 000 слов и задает около 100 вопросов.

25. Уникальные отпечатки пальцев имеют кроме людей еще и коалы.

26. Только 1% из всех видов бактерий вызывает недуги у человека.

27. Всех людей на планете можно с комфортом уложить в куб со стороной 1 500 метров.

28. Научное название пупка — умбиликус.

29. Зуб — единственная часть человеческого организма, которая неспособна к самовосстановлению.

30. Среднее время, необходимое человеку, чтобы заснуть — 7 минут.

31. Правша большую часть пищи пережевывает на правой стороне челюсти, и наоборот, левша — на левой.

32. В мире всего 7% левшей.

33. Аромат яблок и бананов помогает похудеть.

34. За всю жизнь у среднего человека вырастает волос на общую длину 800-1000 километров.

35. Среди людей, которые могут двигать ушами, только одна треть может двигать одним ухом.

36. Средний человек за всю свою жизнь проглатывает 8 маленьких пауков.

37. Общий вес бактерий, живущих в организме человека, составляет 2 килограмма.

38. 99% всего кальция в организме находится в зубах.

39. Губы человека в сотни раз чувствительнее, чем кончики пальцев. Настоящий поцелуй увеличивает пульс до частоты 100 и более ударов в минуту.

40. Абсолютная сила жевательных мышц на одной стороне равна 195 килограммам.

41. Во время поцелуя от одного человека к другому передается более 200 различных культур бактерий. К счастью, 95% из них не представляют опасности.

42. Партенофобия — это боязнь девственниц.

43. Зубная эмаль — самая твердая ткань, производимая организмом человека.

44. если собрать все железо, содержащееся в организме человека, то получится лишь маленький винтик для часов.

45. Существует более 100 различных вирусов, вызывающий насморк.

46. Поцелуй достаточной продолжительности гораздо лучше, чем жвачка, нормализует кислотность в полости рта.

47. Ударяясь головой об стену можно терять 150 калорий в час.

48. Человек — единственный представитель животного мира, способный рисовать прямые линии.

49. За время жизни кожа человека сменяется примерно 100 раз.

50. Человек, который выкуривает пачку сигарет в день, теряет с мочой около полчашки смолы в год.

51. Женщины моргают примерно в 2 раза реже, чем мужчины.

52. В состав человеческого организма входит всего 4 минерала: апатит, арагонит, кальцит и кристобалит.

53. Настоящий страстный поцелуй вызывает в мозгу те же химические реакции, что прыжки с парашютом и стрельба из пистолета.

54. Мужчины считаются карликами при росте ниже 130 см, женщины — ниже 120 см.

55. Ногти на пальцах рук растут примерно в 4 раза быстрее, чем на ногах.

56. Люди с голубыми глазами более чувствительны к боли, чем все остальные.

57. Нервные импульсы в человеческом теле перемещаются со скоростью примерно 90 метров в секунду.

58. В головном мозге человека за одну секунду происходит 100 000 химических рекаций.

59. Дети рождаются без коленных чашечек. Они появляются только в возрасте 2-6 лет.

60. Если у одного из однояйцевых близнецов не хватает того или иного зуба, как правило, такой же зуб отсутствует и у другого близнеца.

61. Площадь поверхности человеческих легких примерно равна площади теннисного корта.

62. У блондинов борода растет быстрее, чем у брюнетов.

63. Лейкоциты в организме человека живут 2-4 дня, а эритроциты — 3-4 месяца.

64. Самая сильная мышца в человеческом теле — язык.

65. Размер сердца человека примерно равен величине его кулака. Вес сердца взрослого человека составляет 220-260 грамм.

66. С момента рождения в мозгу человека уже существует 14 миллиардов клеток.

67. При рождении в теле ребенка порядка 300 костей, во взрослом возрасте их насчитывается всего 206.

68. Тонкая кишка человека имеет длину порядка 2.5 метров.

69. Правое легкое человека вмещает в себя больше воздуха, чем левое.

70. Взрослый человек делает примерно 23000 вдохов (и выдохов) в день.

71. Самые мелкие клетки в организме мужчины — сперматозоиды.

72. Во рту человека около 40 000 бактерий.

73. В организме человека порядка 2 000 вкусовых рецепторов.

74. Человеческий глаз способен различать 10 000 000 цветовых оттенков.

75. Химическое соединение, ответственное за экстаз (фенилэтиламин) присутствует в шоколаде.

76. Человеческое сердце создает давление, которго достаточно, чтобы поднять кровь на уровень 4-го этажа.

77. Во сне человек сжигает больше калорий, чем во время просмотра телевизора.

78. Дети растут быстрее всего весной.

79. Каждый год гибнет более двух тысяч левшей из-за ошибки в эксплуатации механизмов, предназначенных для правшей.

80. Человек использует 17 мышц, когда улыбается, и 43 — когда хмурится.

81. Во время полета человека в самолете скорость роста его волос удваивается.

82. Один процент людей могут видеть инфракрасное и один процент — ультрафиолетовое излучение.

83. Если человека запереть в полностью закрытой комнате, то он потеряет сознание от отравления диоксидом углерода, а не из-за недостатка кислорода.

84. В среднем человек тратит две недели жизни, ожидая нужного сигнала светофора.

85. Нормальный человек смеется, в среднем, пять раз в день.

86. В среднем, человек говорит 4 800 слов за 24 часа.

87. Сетчатка внутри глаза охватывает около 650 кв.мм и содержит 137 миллионов светочувствительных клеток: 130 миллионов палочек для черно-белого видения и 7 миллионов колбочек для цветового зрения.

88. Наши глаза всегда одного размера от рождения, но наш нос и уши никогда не перестают расти.

89. С утра человек примерно на 8 миллиметров выше, чем вечером.

90. Мышцы фокусировки глаза двигаются 100 000 раз в день. Чтобы мышцы ног сделали столько же сокращений нужно ходить 80 километров в день.

91. Средний человек производит 500 мл пота в сутки.

92. Кашель — взрывной заряд воздуха, который движется со скоростью от 100 до 900 км/час.

93. По данным немецких исследователей, риск сердечного приступа выше в понедельник, чем в любой другой день недели.

94. Кость в пять раз прочнее стали.

95. Невозможно чихнуть с открытыми глазами.

96. Средняя продолжительность жизни — 2475576000 секунды, мы говорим в среднем 123205750 слов, занимаемся сексом 4239 раз, выделяем 121 пинту слез.

97. Напоследок скажем, что за среднестатистическую жизнь сердце делает 3 300 000 000 ударов (только вдумайтесь в эту колоссальную цифру!).

Источник материала: emosurf

Нашли опечатку в тексте? Выделите её и нажмите ctrl+enter

Анатомия Жира человека | Чемпион

Жиры, или триглицериды — природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов.

Наряду с углеводами и белками, жиры — один из главных компонентов клеток животных, растений и микроорганизмов. Жидкие жиры растительного происхождения обычно называют маслами — так же, как и сливочное масло.

Свойства жиров

Энергетическая ценность жира приблизительно равна 9,1 ккал на грамм, что соответствует 38 кДж/г. Таким образом, энергия, выделяемая при расходовании 1 грамма жира, приблизительно соответствует, с учетом ускорения свободного падения, поднятию груза массой 3900 кг на высоту 1 метр. Молекулы жира обладают большей энергоемкостью по сравнению с углеводами. Так, при сгорании (окислении) 1 г. жира до конечных продуктов — воды и углекислого газа выделяется в 2 раза больше энергии, чем при окислении того же количества углеводов.

Жиры являются аккумуляторами энергии, но сгорают они в пламени углеводов. Иными словами, чтобы жиры освободили энергию, необходимо достаточное количество углеводов и кислорода. При сильном взбалтывании с водой жидкие (или расплавленные) жиры образуют более или менее устойчивые эмульсии. Природной эмульсией жира в воде является молоко. Классификация жиров Природные жиры содержат следующие жирные кислоты: Насыщенные: стеариновая (C17h45COOH) пальмитиновая (C15h41COOH) Ненасыщенные: пальмитолеиновая (C15h39COOH, 1 двойная связь) олеиновая (C17h43COOH, 1 двойная связь) линолевая (C17h41COOH, 2 двойные связи) линоленовая (C17h39COOH, 3 двойные связи) арахидоновая (C19h41COOH, 4 двойные связи, реже встречается)

Пищевые свойства жиров

Жиры являются одним из основных источников энергии для млекопитающих. Эмульгирование жиров в кишечнике (необходимое условие их всасывания) осуществляется при участии солей желчных кислот. Энергетическая ценность жиров примерно в 2 раза выше, чем углеводов, при условии их биологической доступности и здорового усвоения организмом. Жиры выполняют важные структурные функции в составе мембранных образований клетки, в субклеточных органеллах. Благодаря крайне низкой теплопроводности жир, откладываемый в подкожной жировой клетчатке, служит термоизолятором, предохраняющим организм от потери тепла (у китов, тюленей и др.). Жиры участвуют в большинстве процессов жизнедеятельности клеток и, в частности, способствуют тому, чтобы кожа была эластичной и имела здоровый вид. Клетки мозга состоят из жира более чем на 60 %, и недостаток поступающего в организм жира сказывается на его работе не лучшим образом. 

Функции жиров в организме: Энергетическая.

Энергетическая ценность жира составляет около 9,1 ккал на грамм, что позволяет считать жиры лучшим источником энергии для организма. По этой причине жиры депонируются в организме в виде жировых отложений для создания запасов энергии. Защитная. Жировая ткань, обволакивая все хрупкие органы человека, фактически защищает их от механических сотрясений и травм, смягчая и амортизируя результаты внешних воздействий. Теплоизолирующая. Благодаря крайне низкой теплопроводности, жиры – прекрасный изолятор, сохраняющий тепло тела и защищающий его от переохлаждения. Посмотрите на тюленей, китов или любое другое животное крайнего Севера, их тела защищены от холодных температур толстой прослойкой жира. А набранные вами за зиму 2-3 кг — это защитная реакция организма на отрицательные температуры. Кроме этих функций, жиры: способствуют тому, чтобы кожа была эластичной и имела здоровый красивый вид входят в состав клеток мозга человека (мозг более чем на 60% состоит из жиров) являются структурным компонентом элементов клетки (мембраны, ядра и цитоплазмы) и субклеточных органелл влияют на усвоение необходимых для жизнедеятельности организма жирорастворимых витаминов обеспечивают всасывание из кишечника ряда минеральных веществ нормализируют работу репродуктивной функции влияют на процессы роста и развития организма Ряд фактов о пользе жиров: За счет окисления жиров образуется 50% всей энергии в организме. Бурый жир, представляющий собой особую жировую ткань, встречающуюся в области шеи и верхней части спины у маленьких детей и в небольших количествах у взрослого человека, способен давать в 20 и более раз больше тепла, чем обычная жировая ткань, генерируя до 30% всего образующегося в организме тепла. Тугоплавкие жиры (барсучье или собачье сало), могут излечить от заболеваний дыхательной системы (в частности туберкулеза легких). Холестерин влияет на метаболизм углеводов и является основой для синтеза жизненно необходимых стероидных гормонов надпочечников (кортизон и половые гормоны). Фосфолипиды и гликолипиды, входящие состав всех клеток организма (особенно нервных) и синтезирующиеся в печени и кишечнике, регулируют уровень холестерина в крови (противодействуя его отложению на стенках сосудов) и препятствуют ожирению печени. Фосфатиды и стерины способствуют поддержанию неименного состава цитоплазмы нервных клеток, а также способствуют синтезу многих важнейших гормонов (половых и гормонов коркового вещества надпочечников), а также образованию некоторых витаминов (витамин Д).

Дефицит и избыток жиров в организме

Избыток поступления в организм жиров с пищей приводит к ожирению – проблеме №1 в развитых странах мира. Кроме увеличения массы тела, уменьшения подвижности и ухудшения внешнего вида, ожирение, что особенно печально, негативно влияет на работу сердечнососудистой системы, ухудшает состав крови, приводит к риску инсульта, способствует развитию атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонии и многих других. Фактически, проблема ожирения и связанных с ним заболеваний строит на первом месте в мире по количеству смертельных случаев. К тому же избыток жиров сам по себе — это угроза поражения печени, поджелудочной железы, развития раковых заболеваний, желчнокаменной болезни. В свою очередь, нехватка жиров в пищевом рационе человека также не сулит ничего хорошего. В частности дефицит жиров: ухудшает состояние кожи задерживает рост и развитие растущего организма угнетает работу репродуктивной функции нарушает обмен холестерина это риск развития атеросклероза негативно влияет на работу нервной системы и мозга Поэтому именно разумное употребление жиров в пищу позволит не испытывать проблем связанных с их дефицитом или избытком в организме. Потребность организма в жирах Современная наука и медицина подсчитали, что примерно 20-30% энергозатрат человека должны восполняться за счет энергии жиров пищи. Суточная потребность в жирах более всего зависит от рода деятельности и возраста человека. У людей ведущих активный образ жизни, трудящихся физически, спортсменов уровень потребления жиров как и общая калорийность рациона может быть выше средних значений. А для пожилых, людей, ведущих малоподвижный образ жизни или склонным к полноте это количество необходимо уменьшать, а еще лучше, если оно будет определено на консультации у лечащего врача в каждом отдельном случае. Кроме количественного состава жиров в рационе, так же важным является соотношение между ними. Известно что, в больших количествах насыщенные жирные кислоты негативно влияют на жировой обмен, работу печени и повышают риск развития атеросклероза, а ненасыщенные кислоты наоборот, нормализуют жировой обмен и участвуют в выведении холестерина из организма. С другой стороны, вопреки ожиданиям, большие количества растительного масла (содержащих в основном ненасыщенные жиры) употребляемых в пищу не предупреждают развитие атеросклероза, к тому же вызывают расстройства пищеварительной системы и способствуют образованию камней в желчевыводящих путях. Специалисты по питанию дают такие рекомендации по содержанию различных жиров в пищевом рационе: Мононенасыщенные жирные кислоты должны составлять 40-50% от общего количества жиров. Полиненасыщенные жирные кислоты: около 25-30% от общего количества жиров. Насыщенные жирные кислоты: 25-30% от общего количества жиров. В построении оптимального рациона также важно придерживаться устойчивого соотношения между растительными (30-40% рациона) и животными жирами (60-70% рациона). А для пожилых людей это соотношение должно измениться в пользу растительных жиров. Такие виды жиров как трансжиры, широко используемые в пищевой промышленности в кондитерских изделиях, соусах и майонезах, категорически нельзя употреблять в пищу. Также чрезвычайно вредными считаются жиры, подвергшиеся сильному нагреву и окислению. Они могут присутствовать в таких продуктах, как картофель фри, чипсы, пончики, пирожки, блюда во фритюре, беляши и пр. Особо вредны продукты, приготовленные на многократно использовавшемся или прогорклом масле. Содержание жиров в продуктах Жиры содержатся практически во всех продуктах рациона человека, за исключением таких групп продуктов: овощи, фрукты, ягоды и зелень, сахар, мед, соки, алкоголь.

Продукты по процентному содержанию жиров условно разделяют на 3 группы:

Наибольшие количества жиров (более 40 г на 100 г продукта) содержат следующие продукты: масла, маргарины, сало, свиной шпик, орехи, семечки, жирная свинина, мясо утки, рыбий жир, печень трески, сырокопченые колбасы, майонез, белый шоколад.

Среднее количество жиров (20-40 г на 100 г продукта) содержат следующие продукты: сливки, жирная сметана, домашний творог, некоторые виды сыров, свинина, жирная говядина, жирные виды рыбы, мясо гуся, колбасы, сосиски, шпроты, шоколад, торты, сладости, халва, кокосы.

Малое жиров (менее 20 г на 100 г продукта) содержат следующие продукты: большинство молочных продуктов, нежирные сыры, хлеб и хлебобулочные изделия, крупы, злаки, авокадо, бобовые, курятина, субпродукты, яйца, большинство рыб, морепродукты, грибы.

Также важным критерием для оценки продуктов является состав входящих в них жирных кислот:

Насыщенные жиры содержатся в следующих продуктах: мясо, сало, омары, креветки, яйца (желток), сливки, молоко и молочные продукты, сыр, шоколад, топленый жир, растительный шортенинг пальмовое, кокосовое и сливочное масла.

Ненасыщенные жиры содержатся в следующих продуктах: мясо птицы, оливки, авокадо, кешью, арахис, арахисовое и оливковое масла.

Полиненасыщенные жиры содержатся в следующих продуктах: грецкие орехи, миндаль, орех-пекан, семечки, маргарин (часто содержат трансжиры), рыба, подсолнечное, льняное, рапсовое, кукурузное, хлопковое, сафлоровое и соевое масла.

Рекомендации по потреблению жиров

Жиры должны составлять не более трети общей калорийности суточного рациона. Количество насыщенных, моно- и полиненасыщенных жиров должно соотноситься как 30:40:30.

Количество холестерина в пище не должно быть больше 300 мг в сутки. Соотношение растительных и животных жиров в вашем рационе должно быть как 1 к 2, а в пожилом возрасте наоборот.

Чаще ешьте морскую рыбу жирных сортов или принимать рыбий жир и льняное масло в виде пищевых добавок, так как они содержат полезные омега-3 жиры. Жиры из натуральных продуктов — самые полезные. Помните, что жиры не устойчивы к воздействию света, кислорода и высоких температур. Поэтому для жарки используйте оливковое масло или животные жиры (они устойчивы к воздействию температур), а нерафинированные и сырые масла будет полезнее добавлять в готовые продукты. Храните масла в закрытых емкостях и подальше от света. Не употребляйте в пищу большое количество насыщенных жиров. Откажитесь от употребления продуктов содержащих трансжиры. 

биолог рассчитал химическую формулу человека

Джо Хенсон

Доктор Джо Хенсон, писатель и биолог из Остина, штат Техас, тоже думал над этим вопросом и к настоящему моменту выяснил, на что похоже человеческое тело с точки зрения химии. Он установил, что «человеческая молекула» может состоять из 375 миллионов атомов водорода, 132 миллионов атомов кислорода и 85 миллионов атомов углерода. В «человеческой молекуле» лишь один атом кобальта и три молекулы молибдена.

Если записать полную химическую формулу молекулы человеческого тела, то выглядеть она будет так:

Эта формула доктора Хенсона отражает химический состав человеческого тела только в момент рождения. В течение жизни соотношение приведённых выше элементов меняется, и с возрастом в ней появляются другие элементы, такие как золото и тяжёлые металлы.

«Из 98 встречающихся в природе химических элементов как минимум 30 нужны различным формам жизни на Земле. В древние времена люди думали, что всё во Вселенной состоит лишь из четырёх элементов — земли, воды, воздуха и огня. Сегодня мы знаем, что всё намного сложнее. Живые существа состоят из клеток, клетки — из молекул, молекулы — из атомов. Но старая идея тоже в каком-то смысле правильная, поскольку 97% массы всего живого действительно состоит из четырёх химических элементов», — сказал доктор Хенсон.

А ещё он подсчитал, что в среднем человеческом теле содержится 16 килограммов углерода, а кислорода в нём достаточно, чтобы заполнить объём, эквивалентный 6 слонам. Кроме того, водорода в человеческом теле хватит, чтобы заполнить объём, эквивалентный 1 синему киту, а азота столько же, сколько содержится в 400 литрах мочи.

Человеческое тело может стать источником дохода для тех, кто решит, что оно того стоит. Если среднестатистический человек будет сохранять все свои срезанные ногти, то со временем сможет извлечь из них золото стоимостью около одной десятой американского цента, считает доктор Хенсон.

«В теле среднестатистического взрослого встречаются следы 60 элементов, в основном это результат нашего рациона и воздействия окружающей среды. Если вы выделите все элементы вашего тела в чистом виде, то ингредиенты одной человеческой жизни на открытом рынке стоили бы одну-две тысячи долларов. Разумеется, ничего подобного вы сделать не сможете, но это даёт возможность взглянуть на жизнь иначе», — сказал он.

Друзья, Фактрум — это независимое издание и нам очень пригодится ваша помощь

Химический состав человеческого тела

Многие элементы, встречающиеся в природе, также находятся в теле. Это химический состав среднего взрослого человека с точки зрения элементов и соединений.

Основные классы соединений в организме человека

Большинство элементов содержится в соединениях. Вода и минералы — это неорганические соединения. Органические соединения включают жир, белок, углеводы и нуклеиновые кислоты.

  • Вода: Вода является самым распространенным химическим соединением в живых клетках человека, составляя от 65 до 90 процентов каждой клетки.Он также присутствует между ячейками. Например, кровь и спинномозговая жидкость в основном состоят из воды.
  • Жир: Процент жира варьируется от человека к человеку, но даже у тучного человека воды больше, чем жира.
  • Белок: У худощавого мужчины процентное содержание белка и воды сопоставимо. Это около 16 процентов по массе. Мышцы, в том числе сердце, содержат много мышц. Волосы и ногти — это белок. Кожа также содержит большое количество белка.
  • Минералы: Минералы составляют около 6 процентов тела.В их состав входят соли и металлы. Общие минералы включают натрий, хлор, кальций, калий и железо.
  • Углеводы: Хотя люди используют сахар глюкозу в качестве источника энергии, ее не так много в кровотоке в любой момент времени. Сахар и другие углеводы составляют всего около 1% массы тела.

Элементы человеческого тела

Шесть элементов составляют 99% массы человеческого тела. Аббревиатура CHNOPS может использоваться, чтобы помочь запомнить шесть ключевых химических элементов, которые используются в биологических молекулах.C — углерод, H — водород, N — азот, O — кислород, P — фосфор и S — сера. Хотя аббревиатура — хороший способ запомнить идентичность элементов, она не отражает их изобилие.

  • Кислород — самый распространенный элемент в организме человека, на долю которого приходится примерно 65% массы человека. Каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода, связанных с одним атомом кислорода, но масса каждого атома кислорода намного превышает общую массу водорода.Кислород не только входит в состав воды, но и необходим для клеточного дыхания.
  • Углерод содержится во всех органических соединениях, поэтому углерод является вторым по распространенности элементом в организме, составляя около 18% от массы тела. Углерод содержится в белках, углеводах, липидах и нуклеиновых кислотах. Он также содержится в двуокиси углерода.
  • Водород Атомы — это самый многочисленный тип атомов в организме человека, но из-за того, что они такие легкие, они составляют всего около 10% от массы.Водород находится в воде, а также является важным переносчиком электронов.
  • Азот составляет около 3,3% массы тела. Он содержится в белках и нуклеиновых кислотах.
  • Кальций составляет 1,5% массы тела. Он используется для наращивания костей и зубов, а также важен для сокращения мышц.
  • Фосфор составляет около 1% массы тела. Этот элемент содержится в нуклеиновых кислотах. Разрыв связей, соединяющих молекулы фосфата, является основным компонентом передачи энергии.
  • Калий составляет около 0,2-0,4% от массы человека. Он используется в нервной проводимости. Калий — это ключевой катион или положительно заряженный ион в организме.
  • Сера содержится в некоторых аминокислотах и ​​белках. Это примерно 0,2-0,3% массы тела.
  • Натрий , как и калий, является положительно заряженным ионом. Это примерно 0,1-0,2% массы тела. Натрий помогает регулировать баланс электролитов в организме и поддерживать гомеостаз по отношению к объему воды в крови и клетках.
  • Хотя алюминия и кремния много в земной коре, они обнаруживаются в следовых количествах в организме человека.
  • Другие микроэлементы включают металлы, которые часто являются кофакторами ферментов (например, кобальт для витамина B 12 ). Микроэлементы включают железо, кобальт, цинк, йод, селен и фтор.
Элемент Массовый процент
Кислород 65
Углерод 18
Водород 10
Азот 3
Кальций 1.5
фосфор 1,2
Калий 0,2
Сера 0,2
Хлор 0,2
Натрий 0,1
Магний 0,05
Железо, кобальт, медь, цинк, йод след

Селен, фтор

минут составляет

Содержит ли тело все элементы?

В среднем человеческое тело содержит крошечные количества элементов, которые не выполняют никаких известных биологических функций.К ним относятся германий, сурьма, серебро, ниобий, лантан, теллур, висмут, таллий, золото и даже радиоактивные элементы, такие как торий, уран и радий. Однако не все элементы периодической таблицы находятся в организме. В первую очередь это синтетические элементы, которые производятся в лабораториях. Даже если бы они действительно возникли в теле, большинство сверхтяжелых ядер имеют такой короткий период полураспада, что они почти мгновенно распадутся на один из наиболее распространенных элементов.

Источники

  • Анке М.(1986). «Мышьяк». В: Mertz W. ed., Микроэлементы в питании человека и животных, , 5-е изд. Орландо, Флорида: Academic Press. С. 347-372.
  • Чанг, Раймонд (2007). Химия , Девятое издание. Макгроу-Хилл. С. 52.
  • Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я . ОУП Оксфорд. п. 83. ISBN 978-0-19-960563-7.
  • Подкомитет по десятому изданию Рекомендуемых диетических пособий, пищевых продуктов и питания; Комиссия по наукам о жизни, Национальный исследовательский совет (февраль 1989 г.). Рекомендуемые нормы диеты : 10-е издание. Национальная академия прессы. ISBN 978-0-309-04633-6.
  • Зумдал, Стивен С. и Сьюзен А. (2000). Химия , пятое издание. Компания Houghton Mifflin. п. 894. ISBN 0-395-98581-1.

Смотри: 10 удивительных загадок о человеческом теле

Состав человеческого тела: вчера, сегодня и завтра

  • 1.

    Джексон А.А., Джонсон М., Дуркин К., Вуттон С.Оценка состава тела в исследованиях питания: ценность технологии BIA. Eur J Clin Nutr. 2013; 67: S71–8. https://doi.org/10.1038/ejcn.2012.167.

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 2.

    Piernas C, Wang D, Du S, Zhang B, Wang Z, Su C, et al. Двойное бремя недостаточного и избыточного питания и недостаточности питательных веществ среди китайских детей дошкольного и школьного возраста в 2009-2011 гг. Eur J Clin Nutr. 2015; 69: 1323–9.

    CAS Статья Google Scholar

  • 3.

    Villamor E, Saathoff E, Mugusi F, Bosch RJ, Urassa W, Fawzi WW. Истощение и состав тела взрослых с туберкулезом легких в отношении коинфекции ВИЧ-1, социально-экономического статуса и тяжести туберкулеза. Eur J Clin Nutr. 2006; 60: 163–71.

    CAS Статья Google Scholar

  • 4.

    Ван З., Ван З. М., Хеймсфилд С.Б. История изучения строения тела человека: краткий обзор. J Hum Biol. 1999; 11: 157–65.

    CAS Статья Google Scholar

  • 5.

    Clarys JP, Мартин А.Д., Дринкуотер Д.Т. Общий вес тканей человеческого тела при вскрытии трупа. Hum Biol. 1984; 56: 459–73. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/htbin-post/Entrez/query?db=m&form=6&dopt=r&uid=6489991.

    CAS PubMed Google Scholar

  • 6.

    Хевеши Г., Хофер Р. Удаление воды из организма человека. Природа. 1934; 134: 879.

    Артикул Google Scholar

  • 7.

    Демпстер П., Айткенс С. Новый метод вытеснения воздуха для определения состава человеческого тела. Med Sci Sport Exerc. 1995; 27: 1692–7.

    CAS Статья Google Scholar

  • 8.

    МакКрори М.А., Гомес Т.Д., Бернауэр Е.М., Моле Пенсильвания. Оценка нового плетизмографа с вытеснением воздуха для измерения состава человеческого тела. Медико-спортивные упражнения. 1995; 27: 1686–91. Http://ovidsp.tx.ovid.com.ezproxy.nottingham.ac.uk/sp-3.18.0b/ovidweb.cgi? WebLinkFrameset = 1 & S = DMPCFPHBFEDDDAOMNCJKJBOBPCHEAA00 & returnUrl = ovidweb.cgi% 3FMain% 2BSearch% 2BPage% 3D1% 26S% 3DDMPCFPHBFEDDDAOMNCJKJBOBidphics.

    CAS Статья Google Scholar

  • 9.

    Кайл У.Г., Босэус I, Де Лоренцо А.Д., Деуренберг П., Элиа М., Гомес Дж. М. и др. Анализ биоэлектрического импеданса — часть I: обзор принципов и методов. Clin Nutr. 2004; 23: 1226–43.

    Артикул Google Scholar

  • 10.

    Кайл У. Г., Босэус I, Де Лоренцо А. Д., Го М., Лилиенталь Б., Деуренберг П. и др. Анализ биоэлектрического импеданса, часть II: применение в клинической практике. Clin Nutr Эдинбург Скотл. 2004. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15380917.

  • 11.

    Мерфи А. Дж., Эллис К.Дж., Курпад А.В., Престон Т., Слейтер С. Еще раз: общий калий в организме. Eur J Clin Nutr. 2014; 68: 153–4. https://doi.org/10.1038/ejcn.2013.262%5Cnhttp://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=a9h&AN=94277769&site=ehost-live.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 12.

    Пирсон Р.Н. Краткая история строения тела — от Ф.Д. Мура новому справочнику. Acta Diabetol. 2003. 40: 114–6.

    Артикул Google Scholar

  • 13.

    Тибо Р., Гентон Л., Пичард К. Состав тела: почему, когда и для кого? Clin Nutr. 2012. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22296871.

  • 14.

    Андреоли А., Гарачи Ф., Кафарелли Ф. П., Гульельми Г. Состав тела в клинической практике. Eur J Radiol. 2016; 85: 1461–8. Http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26971404.

    Артикул Google Scholar

  • 15.

    Müller MJ, Bosy-Westphal A, Later W., Haas V, Heller M. Функциональный состав тела: понимание регуляции энергетического обмена и некоторые клинические применения. Eur J Clin Nutr. 2009; 63: 1045–56.

    Артикул Google Scholar

  • 16.

    Gallagher D, Albu J, He Q, Heshka S, Boxt L, Krasnow N и др. Маленькие органы с высокой скоростью метаболизма объясняют более низкие затраты энергии в состоянии покоя у афроамериканцев, чем у взрослых белых. Am J Clin Nutr. 2006; 83: 1062–7.

    CAS Статья Google Scholar

  • 17.

    Борга М., Вест Дж., Белл Дж. Д., Харви Н. С., Рому Т., Хеймсфилд С.Б. и др. Расширенная оценка состава тела: от индекса массы тела до профилирования состава тела. J Investig Med.2018. http://jim.bmj.com/content/early/2018/03/24/jim-2018-000722.abstract.

  • 18.

    Буржуа Б., Нг Б.К., Латимер Д., Станнард С.Р., Ромео Л., Ли Х и др. Клинически применимая технология оптической визуализации для анализа размеров и формы тела: сравнение систем, различающихся по конструкции. Eur J Clin Nutr. 2017; 71: 1329–35.

    CAS Статья Google Scholar

  • 19.

    Heymsfield SB, Pietrobelli A, Wang Z, Saris WHM. Конец исследования методологии состава тела? Curr Opin Clin Nutr Metab Care.2005; 8: 591–4. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16205457.

    CAS Статья Google Scholar

  • 20.

    Талвар Ю., Картикеян С. Смартфон — удобное устройство для предоставления доступной медицинской помощи — практическая парадигма. J Heal Med Informatics. 2016. https://www.omicsonline.org/open-access/smartphone—a-userfriendly-device-to-deliver-affordable-healthcare-apractical-paradigm-2157-7420-1000232.php?aid=74665.

  • 21.

    Choi A, Kim JY, Jo S, Jee JH, Heymsfield SB, Bhagat YA, et al. Устройства для анализа биоэлектрического импеданса на базе смартфонов для ежедневного лечения ожирения. Датчики. 2015; 15: 22151–66.

    Артикул Google Scholar

  • 22.

    Ли Й-Г, Чжон В.С., Юн Дж. Мобильный мониторинг состояния здоровья с помощью смартфона. Электронное телемедирование. 2012; 18: 585–90. Http://online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/tmj.2011.0245.

    Артикул Google Scholar

  • 23.

    Heymsfield SB, Kim JY, Bhagat YA, Zheng J, Choi A, Jo S et al. Мобильная оценка энергетического баланса человека и контроль веса: потенциал для будущего развития. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2015; 2015: 8201–4. https://doi.org/10.1109/EMBC.2015.7320298.

  • 24.

    Фарина Г.Л., Спатаро Ф., де Лоренцо А., Лукаски Х. Приложение для смартфонов для персональной оценки состава тела и фенотипирования. Датчики (Базель). 2016; 16: 2163.

    Артикул Google Scholar

  • 25.

    Villa F, Magnani A, Maggioni MA, Stahn A, Rampichini S, Merati G et al. Носимая многочастотная и многосегментная спектроскопия биоэлектрического импеданса для ненавязчивого отслеживания перемещений жидкости в организме во время физической активности в реальных полевых условиях: предварительное исследование. 2016: 16050673.

  • 26.

    Ли Ч., Юн Х. Дж. Большие данные в медицине: перспективы и проблемы. Kidney Res Clin Pract. 2017; 36: 3–11.

    Артикул Google Scholar

  • 27.

    Вуттон С., Дуркин К., Джексон А. Вопросы контроля качества, связанные с оценкой состава тела. Еда Nutr Bull. 2014; 35: S79–85.

    Артикул Google Scholar

  • 28.

    González-Correa CH, Caicedo-Eraso JC. Анализ биоэлектрического импеданса (BIA): предложение по стандартизации классического метода у взрослых. J Phys Conf Ser. 2012; 407: 12018. http://stacks.iop.org/1742-6596/407/i=1/a=012018?key=crossref.fdb722c334700f288fc85db2dc7015ab.

    Артикул Google Scholar

  • 29.

    Брантлов С., LCLC Ward, Йодал Л., Риттиг С., Ланге А. Критические факторы и их влияние на анализ биоэлектрического импеданса у детей: обзор. J Med Eng Technol. 2017; 41: 22–35.

    Артикул Google Scholar

  • 30.

    Брантлов С., Йодал Л., Ланге А., Риттиг С., Уорд Л.С., Брантлов С. и др. Стандартизация анализа биоэлектрического импеданса для оценки состава тела в здоровых педиатрических популяциях: систематический обзор.J Med Eng Technol. 2017; 0: 1–20. https://doi.org/10.1080/03091902.2017.1333165.

    Артикул Google Scholar

  • 31.

    Sardinha LB. Функциональный состав тела: необходимость в новой повестке дня. Arch Exerc Heal Dis. 2012; 3: 183–7.

    Артикул Google Scholar

  • 32.

    Müller MJ, Baracos V, Bosy-Westphal A, Dulloo AG, Eckel J, Fearon KCH et al. Функциональный состав тела и связанные с ним аспекты в исследованиях ожирения и кахексии: отчет о 12-й Фондовой конференции, состоявшейся 6-7 сентября 2013 г. в Гамбурге, Германия.Obes Rev.2014; 15: 640–56.

    Артикул Google Scholar

  • 33.

    Варцки Д., Эллис К.Дж., Кон Ш. Измерение азота в организме in vivo путем анализа мгновенного гамма-излучения от захвата нейтронов. J Nucl Med. 1979; 20: 1158–65. Http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/536776.

    CAS PubMed Google Scholar

  • 34.

    Уилсон Дж. П., Штраус Б. Дж., Фан Б, Дьювер Ф. У., Шеперд Дж. А.. Улучшенная модель состава тела с 4 отсеками для клинически доступного измерения общего белка тела.Am J Clin Nutr. 2013; 97: 497–504.

    CAS Статья Google Scholar

  • 35.

    Ван З. М., Пирсон Р. Н., Хеймсфилд С. Пятиуровневая модель: новый подход к организации. Am J Clin Nutr. 1992; 56: 19–28.

    CAS Статья Google Scholar

  • 36.

    Ван З.М., Деуренберг П., Го С.С., Пьетробелли А., Ван Дж., Пирсон Р.Н. и др. Шестикомпонентная модель состава тела: сравнение результатов измерения общего жира между методами.Int J Obes Relat Metab Disord. 1998. 22: 329–37.

    CAS Статья Google Scholar

  • Химия жизни: человеческое тело

    Примечание редактора: в этой периодической серии статей рассматриваются важные вещи в нашей жизни и химический состав, из которого они состоят. Вы то, что вы едите. Но вы помните, как ели молибден или перекусывали селеном? В организме обнаружено около 60 химических элементов, но что все они там делают, до сих пор неизвестно.Примерно 96 процентов массы человеческого тела состоит всего из четырех элементов: кислорода, углерода, водорода и азота, большая часть которых находится в форме воды. Остальные 4 процента — это редкая выборка из периодической таблицы элементов.

    Некоторые из наиболее известных представителей называются макронутриентами, тогда как те, которые встречаются только на уровне миллионных долей или меньше, называются микронутриентами. Эти питательные вещества выполняют различные функции, включая строительство костей и клеточных структур, регулирование pH в организме, перенос заряда и запуск химических реакций. FDA установило стандартную суточную норму потребления 12 минералов (кальций, железо, фосфор, йод, магний, цинк, селен, медь, марганец, хром, молибден и хлорид). Натрий и калий также имеют рекомендуемые уровни, но их лечат отдельно. Однако этим список необходимых элементов не исчерпывается. Сера обычно не упоминается как пищевая добавка, потому что организм получает ее в большом количестве с белками. И есть несколько других элементов, таких как кремний, бор, никель, ванадий и свинец, которые могут играть биологическую роль, но не классифицируются как важные.«Это может быть связано с тем, что биохимическая функция не была определена экспериментальными данными», — сказала Виктория Дрейк из Института Лайнуса Полинга при Университете штата Орегон. Иногда все, что известно, — это то, что лабораторные животные плохо себя чувствовали, когда в их рационе не хватало какого-то несущественного элемента. Однако определить точную пользу, которую приносит элемент, может быть сложно, поскольку они редко попадают в организм в чистом виде. «Мы не рассматриваем их как отдельные элементы, а как элементы, заключенные в соединение», — сказала Кристин Гербштадт, национальный представитель Американской диетической ассоциации.Обычная диета состоит из тысяч соединений (некоторые из которых содержат микроэлементы), влияние которых изучается в настоящее время. На данный момент мы можем только сказать наверняка, что делают около 20 элементов. Вот краткое изложение, в скобках указан процент веса тела. Кислород (65%) и водород (10%) преимущественно содержатся в воде, которая составляет около 60 процентов веса тела. Практически невозможно представить жизнь без воды. Углерод (18%) — синоним жизни.Его центральная роль связана с тем, что он имеет четыре места связывания, которые позволяют строить длинные сложные цепочки молекул. Более того, углеродные связи могут быть образованы и разорваны с помощью небольшого количества энергии, что обеспечивает динамическую органическую химию, происходящую в наших клетках. Азот (3%) содержится во многих органических молекулах, включая аминокислоты, из которых состоят белки, и нуклеиновые кислоты, из которых состоит ДНК. Кальций (1,5%) — самый распространенный минерал в организме человека — почти весь он содержится в костях и зубах.По иронии судьбы, наиболее важная роль кальция заключается в функциях организма, таких как сокращение мышц и регулирование белков. Фактически, организм будет извлекать кальций из костей (вызывая такие проблемы, как остеопороз), если в рационе человека недостаточно этого элемента. Фосфор (1%) содержится преимущественно в костях, но также и в молекуле АТФ, которая обеспечивает клетки энергией для запуска химических реакций. Калий (0,25%) — важный электролит (то есть он несет заряд в растворе).Он помогает регулировать сердцебиение и имеет жизненно важное значение для передачи электрических сигналов в нервах. Сера (0,25%) содержится в двух аминокислотах, которые важны для придания белкам их формы. Натрий (0,15%) — еще один электролит, жизненно важный для передачи электрических сигналов в нервах. Он также регулирует количество воды в организме. Хлор (0,15%) обычно содержится в организме в виде отрицательного иона, называемого хлоридом. Этот электролит важен для поддержания нормального баланса жидкости. Магний (0,05%) играет важную роль в структуре скелета и мышц. Он также необходим в более чем 300 основных метаболических реакциях. Железо (0,006%) является ключевым элементом метаболизма почти всех живых организмов. Он также содержится в гемоглобине, который является переносчиком кислорода в красных кровяных тельцах. Половина женщин не получают достаточного количества железа в своем рационе. Фтор (0,0037%) содержится в зубах и костях. Помимо предотвращения кариеса, это не имеет никакого значения для здоровья человека. Цинк (0,0032%) является важным микроэлементом для всех форм жизни. Некоторые белки содержат структуры, называемые «цинковые пальцы», которые помогают регулировать гены. Известно, что дефицит цинка приводит к карликовости в развивающихся странах. Медь (0,0001%) играет важную роль в качестве донора электронов в различных биологических реакциях. Без достаточного количества меди железо не будет нормально работать в организме. Йод (0,000016%) необходим для выработки гормонов щитовидной железы, которые регулируют скорость метаболизма и другие клеточные функции.Дефицит йода, который может привести к зобу и повреждению головного мозга, является важной проблемой для здоровья во многих странах мира. Селен (0,000019%) необходим для определенных ферментов, включая несколько антиоксидантов. В отличие от животных, растениям не нужен селен для выживания, но они поглощают его, поэтому есть несколько случаев отравления селеном при употреблении в пищу растений, выращенных на богатых селеном почвах. Хром (0,0000024%) помогает регулировать уровень сахара, взаимодействуя с инсулином, но точный механизм до сих пор полностью не изучен. Марганец (0,000017%) необходим для некоторых ферментов, в частности для тех, которые защищают митохондрии — место, где внутри клеток вырабатывается полезная энергия — от опасных окислителей. Молибден (0,000013%) необходим практически для всех форм жизни. У людей это важно для преобразования серы в пригодную для использования форму. У азотфиксирующих бактерий он важен для преобразования азота в пригодную для использования форму. Кобальт (0,0000021%) содержится в витамине B12, который важен для образования белка и регуляции ДНК.

    Состав вашего тела определяет ваше здоровье

    Люди на 99,5% одинаковы, по крайней мере, генетически. Остальные 0,5 процента вашей ДНК в сочетании с выбором образа жизни и обстоятельствами определяют степень вашего физического отличия. Многие различия несущественны и не связаны со здоровьем. К ним относятся цвет волос, глаз и кожи, а также ваш рост. Другие различия связаны с составом тела — например, жировыми отложениями, плотностью костей и мышечной массой — и могут иметь прямое влияние на ваше здоровье и продолжительность жизни.

    Слишком много внимания уделяется массе тела по отношению к здоровью, тогда как на самом деле здоровье и продолжительность жизни более тесно связаны с составом тела. Имеет ли значение число на шкале? Да, но состав этой массы тела наиболее важен для здоровья в целом.

    Проще говоря, двумя основными компонентами вашего тела являются жировая масса и мышечная масса (мышцы, кости, органы и вода). Распределение этих двух типов массы тела так много значит для вашего здоровья. Понимание того, как ваш состав тела влияет на вас, и изучение того, как его оптимизировать, поможет вам забыть о цифрах на шкале.

    Определение телосложения

    Есть несколько способов описать состав человеческого тела. Например, состав тела можно выразить с помощью химических веществ:

    • Вода
    • Белки
    • Жиры
    • Углеводы (например, глюкоза)
    • Генетический материал (ДНК)
    • Витамины и минералы
    • Газы (например, кислород, диоксид углерода и водород)

    Состав тела можно также оценить по тканям или другим типам материала.Сюда входят мышцы, жир, кости и зубы, нервная ткань, биологические жидкости, соединительная ткань и воздух в легких.

    Когда речь идет о здоровье и физической форме, состав тела обычно описывает процентное содержание воды, жира, костей и мышц. Это те компоненты тела, над которыми вы в наибольшей степени контролируете и которые могут оказать наибольшее влияние на ваше повседневное здоровье.

    Состав тела по сравнению с другими размерами тела

    Быстрая проверка вашего здоровья или прогресса в фитнесе часто включает в себя наступление на весы, чтобы набрать свой вес. Это не лишено преимуществ, но число мало говорит о вашем здоровье.

    Индекс массы тела

    (ИМТ) — еще один способ анализа здоровья. Учитываются ваш рост и вес, что позволяет немного точнее определять состояние здоровья. Но ИМТ все еще сравнивает ваш вес со стандартом. И этот стандарт может не соответствовать вашим индивидуальным целям.

    Как и число на шкале, ИМТ не делает различия между мышцами и жиром и не говорит вам ничего конкретного о тканях вашего тела.Люди с одинаковым ИМТ могут иметь совершенно разные типы телосложения и уровни физической подготовки. Но знание состава своего тела помогает понять состояние вашего текущего здоровья, поставить цели в отношении здоровья и отслеживать прогресс.

    Общий состав человеческого тела

    Наряду с приданием вам формы ткани вашего тела выполняют различные функции и роли, по-разному влияя на ваше здоровье. Знание того, из чего вы состоите, может многое рассказать о вашем текущем здоровье и помочь направить ваши усилия на оздоровление.

    Вода, как правило, является самой большой частью тела, составляя около 60 процентов от общей массы. В среднем на человека весом 70 кг (около 150 фунтов) приходится около 40 литров воды. Из оставшихся 40 процентов веса тела взрослый скелет составляет около 7-15 процентов. Остальное — это мышцы и жир, которые у разных людей значительно различаются.

    Давайте подробнее рассмотрим, как каждый из четырех компонентов влияет на состав вашего тела и здоровье.

    Часть 1: Жидкости и вода всего тела

    Общая вода в организме (TBW) — это вся вода, содержащаяся в тканях, крови, костях и различных жидкостях.TBW составляет значительную часть тела как по массе, так и по объему.

    Вес среднего взрослого мужчины составляет примерно 60 процентов воды. Число для средней взрослой женщины составляет около 55 процентов. Возраст, состояние здоровья, потребление воды, пол и жировые отложения могут существенно повлиять на общее содержание воды в организме. Тело новорожденного ребенка может состоять на 93% из воды, а у взрослого человека с ожирением может быть всего 15% воды.

    Это большое отклонение связано с разницей в жировой ткани тела, которая удерживает меньше воды, чем мышечная ткань.Около 75 процентов воды в организме находится в мышцах. Жир составляет всего около 10 процентов. Вода, не содержащаяся в мышцах и жире, входит в состав различных жидкостей организма (например, крови), внутри органов, желудочно-кишечного тракта, глаз и в других местах. Около двух третей воды в организме находится внутри клеток.

    Часть 2: Жировая ткань (жировая ткань)

    Существует два основных типа жировой ткани: белая и коричневая. Для целей этой статьи — и в целом при обсуждении жировых отложений — белая жировая ткань — это то, что называется жиром.Это потому, что коричневая жировая ткань составляет всего около пяти процентов жировой ткани новорожденного. И это число значительно уменьшается с возрастом. Его основная функция — генерировать тепло тела.

    Основная роль жира — запасать энергию. Но жир также играет важную роль в защите и изоляции тела и его органов. До недавнего времени жир считался неактивным хранилищем энергии. Однако жировые отложения далеко не инертны.

    Жировые клетки производят гормоны, связанные с голодом (например, лептин), половые гормоны (например, эстроген), клеточные сигнальные молекулы, называемые цитокинами, и специфический для жира гормон, называемый резистин.Этот гормон связан с инсулинорезистентностью, ожирением и диабетом. Благодаря этим важным функциям жир теперь считается эндокринным органом.

    Что касается здоровья, нужно помнить о трех вещах: местонахождение, местонахождение, местонахождение. Все зависит от того, где хранится жир. Для вашего здоровья лучше иметь форму груши (жир, хранящийся в бедрах и бедрах), чем иметь форму яблока (высокий процент абдоминального жира). Обратите внимание на разные места, где накапливается жир.

    1. Живот или висцеральный жир

    Жир, окружающий брюшную полость и скапливающийся между органами, известен как висцеральный жир. Но чаще его называют брюшным или брюшным жиром. Избыток висцерального жира приводит к выступающему животу и инфильтрации брюшной полости и органов тела. Этот висцеральный жир, большая часть которого скрывается в брюшной полости, наиболее тесно связан с заболеваниями и состояниями здоровья, связанными с ожирением. Многие исследования показали, что висцеральный жир может более точно прогнозировать риск заболевания и продолжительность жизни, чем ИМТ или окружность талии.

    Половые гормоны оказывают большое влияние на место хранения жировых отложений. Вот почему мужчины чаще, чем женщины, откладывают жир в брюшной полости. Женские половые гормоны заставляют жир откладываться в основном в ягодицах, бедрах и бедрах. Когда эстроген снижается, избыток энергии накапливается в основном в животе.

    1. Подкожно-жировая клетчатка

    Подкожно-жировая клетчатка расположена чуть ниже поверхности кожи. Он обеспечивает изоляцию, защиту и резерв энергии.Этот жир расположен по всему телу в конечностях, бедрах и ягодицах, но не имеет существенного отношения к большинству состояний здоровья, связанных с ожирением.

    Это увеличивает нагрузку на систему кровообращения, поскольку на каждый фунт жира требуется около мили новых кровеносных сосудов. Кроме того, подкожный жир метаболически активен (в меньшей степени, чем висцеральный жир) и выделяет гормоны, такие как лептин и резистин. Высвобождение этих гормонов увеличивается с увеличением уровня жира в организме. А поскольку они влияют на аппетит и резистентность к инсулину, эти гормоны, безусловно, могут усложнить ваше намерение похудеть или улучшить форму.

    1. Внутримышечный жир

    Большая часть жировых отложений находится в брюшной полости и под кожей, но есть и другое место, которое может повлиять на ваше здоровье. Жир, хранящийся в самой мышце, известен как внутримышечный жир. Это не обязательно плохо. Это важный источник энергии, который можно использовать во время упражнений. Но, как и большинство вещей, немного хорошо, а много плохо. Слишком много внутримышечного жира может привести к повышенной инсулинорезистентности и состояниям здоровья, связанным с ожирением.

    Часть 3: Мышцы

    В вашем теле есть три типа мышц: скелетные, гладкие и сердечные. Но скелетные мышцы — единственный тип, на который значительно влияют упражнения и диета. Если не указано иное, мышца относится к скелетной мышце.

    Скелетные мышцы работают над скелетной системой, поддерживают движение, осанку, равновесие и такие действия, как жевание и глотание. Скелетные мышцы дают вам широкие плечи, сильные руки или подтянутые ноги. Но скелетные мышцы — это не только физический размер и сила.

    Мышцы содержат ценный источник энергии, хранящийся в форме углеводов (гликогена), которые становятся доступными, когда организму требуется сахар (глюкоза) для получения энергии. Это также важный источник аминокислот, которые поддерживают синтез белка и производство энергии, когда диетические и другие ресурсы истощены или недоступны. Эта роль хранения становится все более важной во время сильного стресса и когда запасы слишком малы (во время голода). Большая, чем обычно, потеря мышечной массы, связанная с возрастом, может снизить качество жизни во многих отношениях и подвергнуть пожилых людей более высокому риску ухудшения здоровья и болезней.

    Два других типа мышц находятся под непроизвольным контролем. Гладкие мышцы выстилают стенки кровеносных сосудов и органов пищеварения. Сердечная мышца составляет основную часть сердца и отвечает за ритмические сокращения одного из самых жизненно важных органов тела в течение всей жизни. Возможно, вы не окажете такого прямого влияния на гладкую и сердечную мышцу, но ваша диета и образ жизни действительно влияют на функцию и здоровье этих жизненно важных и невидимых мышц.

    Часть 4: Кость

    Кости — это больше, чем структурный каркас, который также защищает жизненно важные органы. Это живая ткань, которая играет важную роль в поддержании здоровья.

    Кости содержат нервы и кровеносные сосуды, а костный мозг является местом образования красных кровяных телец. Возможно, самая важная функция костей — поскольку она связана с составом тела — заключается в хранении минералов. В основном это кальций, фосфор и магний. При необходимости эти минералы могут высвобождаться из костей, чтобы помочь буферному уровню pH в организме и поддержанию кислотно-щелочного баланса.

    Около 80 процентов костной массы взрослого человека составляет твердый прочный внешний слой, известный как кортикальная или компактная кость.Внутренняя часть заполнена губчатой ​​сеткой ткани, называемой губчатой ​​костью, но также называется губчатой ​​или губчатой ​​костью. Он менее плотный и более гибкий, чем кортикальная кость, и содержит кровеносные сосуды, жир и костный мозг.

    Поскольку кости — это живая ткань, они нуждаются в постоянном питании и уходе. Анатомия и функция костей сложны, но вам нужно знать, что ваша диета и образ жизни напрямую влияют на плотность, прочность и функцию вашей кости.

    Почему имеет значение состав тела

    Уровень ожирения во всем мире растет годами.И почти все согласны с тем, что избыточный жир в организме представляет собой серьезный риск для здоровья и продолжительности жизни. Причина в том, что многочисленные проблемы со здоровьем связаны с лишним жиром и ожирением.

    Нынешняя эпидемия ожирения подчеркивает важность знания и понимания состава своего тела. Будь то слишком много жира в организме, слишком мало мышц, низкая плотность костей или сочетание того и другого, состав тела может существенно повлиять на ваше здоровье в краткосрочной и долгосрочной перспективе.

    Осложнения для здоровья, связанные с избытком жира в организме, хорошо известны и понятны.Это заставляет предположить, что для здоровья лучше всего иметь как можно меньше жира. Однако при слишком малом количестве жира в организме есть свои осложнения. Также возможен избыточный или недостаточный вес. С другой стороны, стройность означает более здоровое соотношение мышц и жира и лучше иллюстрирует здоровый тип телосложения.

    Когда дело доходит до здоровья и питания, важность баланса невозможно переоценить. Тот же принцип применим и к составу тела. Различия внутри и между людьми не имеют большого значения для здоровья, когда они находятся в пределах нормы, но крайности на любом конце спектра могут значительно увеличить риск проблем со здоровьем.

    Некоторые осложнения, связанные с несбалансированным телом, включают:

    Избыточный жир / ожирение
    • Меньший срок службы
    • Сердечно-сосудистые заболевания и нарушение функции сердца
    • Высокое кровяное давление
    • Нарушение регуляции глюкозы и диабет
    • Заболевания желчного пузыря
    • Неалкогольная жировая болезнь печени
    • Повышенный риск различных видов рака
    • Остеоартроз и боли в спине
    • Обструктивное апноэ сна
    • Различные осложнения беременности
    • Нарушения менструального цикла
    • Одышка и другие респираторные заболевания
    • Нарушение иммунной функции
    • Повышенный уровень стресса

    Низкий / недостаточный телесный жир
    • Низкая изоляция кузова
    • Минимальные запасы энергии
    • Недостаточная амортизация органов
    • Снижение сердечно-сосудистой функции
    • Подавленный иммунитет
    • Нарушение способности восстанавливаться после физических упражнений и болезней
    • Пониженный уровень тестостерона
    • Нарушения менструального цикла, аменорея

    Низкая мышечная масса
    • Повышенный риск хрупкости и нарушения равновесия
    • Инсулинорезистентность и плохой гликемический контроль
    • Повышенный риск нарушения обмена веществ
    • Плохое здоровье костей
    • Нарушение нормальной функции гормонов
    • Уменьшение численности
    • Повышенная подверженность госпитализации

    Что такое здоровый состав тела?

    Наилучший состав тела зависит от нескольких факторов. Но процент жира в организме обычно занимает центральное место. Это потому, что им легче всего манипулировать, и он оказывает наибольшее влияние на здоровье. Помимо ощущения здоровья и жизненной силы, минимальный уровень жира в организме необходим для поддержания жизни и репродуктивных функций.

    Ваш идеальный процент жира в организме зависит от вашего пола, уровня физической подготовки и целей. Например, женщинам требуется немного более высокий процент жира в организме, чем мужчинам, в основном по причинам деторождения и поддержания репродуктивных гормонов.Основываясь на рекомендациях Американского совета по физическим упражнениям, в таблице ниже представлены диапазоны жировых отложений, которые наилучшим образом отражают уровень физической подготовки и пол.

    Определение процента жира в организме для мужчин и женщин
    Описание Мужчины Женщины
    Минимум незаменимых жиров 2-5% 10-13%
    Элитные спортсмены 6-13% 14-20%
    Здоровый и подтянутый 14-17% 21-24%
    Приемлемо 18-24% 25-31%
    Ожирение> 25%> 32%

    Как анализировать состав тела

    Анализ состава тела дает вам представление о вашем здоровье.Различные методы описывают состав тела, различая жир, белок, кости и минералы, а также воду в организме. Подходы варьируются от быстрых и простых оценок до сложных и высокоточных результатов. Некоторые методы требуют, чтобы медицинский работник или опытный практик провел анализ и интерпретировал результаты.

    Вот краткое изложение наиболее распространенных методов анализа состава тела, которые помогут вам выбрать наиболее подходящий для вас.

    • Толщина кожной складки (штангенциркуль) : наиболее часто используемый метод измерения подкожно-жировой клетчатки путем защемления кожи и использования штангенциркуля для измерения толщины кожной складки на нескольких участках тела.Обычно измеряется грудь, руки, живот и бедра, хотя некоторые протоколы могут включать до семи различных частей тела. Затем измерения каверномера вставляются в формулу, используемую для оценки состава тела. Этот метод быстрый, доступный и недорогой. Но его способность точно отображать общий состав тела ограничена, поскольку он измеряет только подкожный жир.
    • Анализ биоэлектрического импеданса (BIA) : Этот метод использует электрические импульсы для определения уровня безжировой массы тела.Машины, используемые для BIA, варьируются от простых домашних весов с электродами под каждой ногой до более сложных устройств с электродами для рук, ног и других частей тела. BIA работает по принципу, согласно которому вода является хорошим проводником электричества. Устройства посылают крошечные электрические импульсы через тело и измеряют, как быстро они возвращаются. Поскольку в мышечной ткани намного больше воды, чем в жировой, мышечная масса тела может быть оценена на основе скорости электрических импульсов по всему телу.BIA — это быстро, безопасно и не требует каких-либо знаний. Однако он полагается на определенные допущения (например, процент воды в организме), которые ограничивают его точность.
    • Гидроденситометрия (подводное взвешивание) : Во-первых, ваш вес измеряется вне воды на весах. Затем определяется ваш вес при полном погружении под воду. Поскольку тощая ткань более плотная, чем жировая, разницу в весах можно использовать для определения плотности вашего тела. Затем это измерение можно использовать для оценки состава вашего тела.Точность и надежность этого метода хорошие, но доступность и удобство могут быть отрицательными.
    • Плетизмограф с вытеснением воздуха (ADP) : Метод использования вытеснения воздуха для оценки состава тела является более поздним достижением. Используя принцип, аналогичный подводному взвешиванию, прибор под названием Bod Pod измеряет вес тела и смещение воздуха для определения плотности тела. Затем рассчитывается состав тела и указывается как процент от безжировой массы тела и массы жира.Это быстро, безопасно и точно, но требует доступа к аппарату и опытного врача.
    • DEXA (двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия) : если вы проходили тест на плотность костной ткани в последние несколько лет, возможно, вы уже знакомы с аппаратом DEXA. Но их можно использовать не только для сканирования плотности костей. Используя рентгеновские лучи, аппараты DEXA могут определять минеральную плотность костей, мышечную массу тела и жировую массу. Это золотой стандарт для измерения плотности костей, но он также очень точен при определении состава других тканей тела.Он также может измерять состояние и изменения в определенных частях тела. Но это требует дорогостоящего оборудования и приводит к небольшому воздействию радиации.
    • Ультразвук : этот метод используется для точной оценки жировой ткани и состава тканей более 50 лет. Портативный аппарат способен быстро делать региональные оценки состава тела. Чаще всего он используется в исследовательских ситуациях, поскольку он надежен, точен и воспроизводим.
    • Магнитно-резонансная томография (МРТ) : используются сильные магнитные поля и радиоволны в сочетании с собственными естественными магнитными свойствами вашего тела для получения подробных изображений внутренней части тела.МРТ позволяет с высокой точностью анализировать различные жировые и мышечные ткани, в том числе отдельные мышцы. Этот метод позволяет различать различные типы жира и мышц, а также определять объем жира в органах и мышцах. МРТ очень точны, но для анализа состава тела могут использоваться только в клинических или исследовательских целях.

    Ни один метод не подходит для всех. У всех есть свои преимущества и недостатки. Работа с вашим лечащим врачом, тренером или клиницистом поможет вам определить, какой метод лучше всего подходит для вас, исходя из вашего состояния здоровья, фитнес-целей и практичности метода.Но в следующей таблице приведены характеристики выбранных методов оценки состава тела.

    Таблица методов измерения

    Метод Что измеряется Плюсы Минусы
    Толщина кожной складки Толщина подкожно-жировой клетчатки на различных участках тела Недорого, неинвазивно. Надежный и полезный для измерения жировых отложений в определенных областях тела. Использование разрешено только людям с умеренным весом и худощавым телом.

    Точность и надежность могут варьироваться в зависимости от квалификации специалиста и марки штангенциркуля.

    Оценить региональную упитанность, но не дает точного представления о составе тела.

    Анализ биоэлектрического импеданса (BIA) Общая вода в организме (TBW), преобразованная в массу без жира (FFM) Недорого, безопасно, быстро и практически не требует технических знаний.

    Подходит для мониторинга изменений внутри людей с течением времени.

    Поскольку он предполагает типичное содержание воды в организме, его действие лучше всего подходит для молодых, здоровых и нормально гидратированных взрослых.

    На точность могут влиять болезненные состояния, и у людей с ожирением обычно завышается оценка безжировой массы.

    Гидроденситометрия (также называемая гидростатическим взвешиванием или подводным взвешиванием) Масса тела на суше и под водой, объем тела, плотность тела и остаточный объем легких Надежный и последовательный в определении плотности тела с долгой историей использования в клинических условиях и в спорте. Трудно добраться. Остаточный объем легких может повлиять на его точность. Плотность безжировой массы считается постоянной, но зависит от возраста, пола и уровня физической подготовки.
    Плетизмография с вытеснением воздуха (ADP), BOD POD Общий объем тела, безжировая и жировая масса Точность аналогична подводному взвешиванию, но проще в исполнении.

    Надежно для оценки жировых отложений и плотности тела.

    Машина дорогая и труднодоступная.

    Может завышать жировую массу. Состояние здоровья и болезненные состояния могут снизить точность.

    Одежда и волосы на лице / теле могут повлиять на результат.

    Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DEXA) Общий и региональный жировые отложения, мышечная масса и минеральная плотность костей Высокая точность и воспроизводимость. Может определять состав тела в определенных частях тела. Золотой стандарт для анализа плотности костей. Требуется дорогое оборудование. Небольшое количество радиационного облучения.

    Положительное изменение телосложения

    Ничто так не влияет на состав вашего тела, как диета. Это особенно верно в отношении жировых отложений, потому что это вопрос энергетического баланса. Вы либо накапливаете жир, либо используете его в качестве энергии для выполнения каких-либо действий. Понимание ваших энергетических потребностей и определение соответствующего диапазона калорий, который вам необходимо потреблять для достижения идеального веса, — это хорошее место для начала.

    Помимо потребления достаточного количества пищи также важно то, что вы едите.Получение достаточного количества качественного белка и большого количества разнообразных ярких и богатых клетчаткой фруктов, овощей и цельнозерновых также повлияет на состав вашего тела и здоровье.

    Сосредоточение внимания исключительно на диете или физических упражнениях для похудения или сохранения здоровья может быть не решением. Сочетание постоянных физических упражнений со здоровым питанием может помочь вам достичь здорового веса , а — достичь нужной вам композиции тела.

    Идеальная композиция тела — это не только вес или уровень жира в организме.Тренировки для увеличения размера и силы мышц — еще один способ улучшить композицию тела и положительно изменить соотношение безжировой массы тела к жировой прослойке. Независимо от того, решите ли вы сосредоточиться на кардиоупражнениях, сделать упор на силовых тренировках или сочетать и то, и другое, очень важно найти распорядок, который вам понравится и будет способствовать последовательности.

    Несомненно, диета и упражнения оказывают наибольшее влияние на композицию тела, но есть и другие факторы, которые следует учитывать. Генетика, текущее или прошлое состояние здоровья, качество сна и управление стрессом могут влиять на состав тела.

    Начните менять телосложение уже сегодня

    Здоровье и хорошее самочувствие на всю жизнь — это чаще всего вопрос баланса. Это также относится к вашей диете, упражнениям и самому физическому телу. Неоспоримые научные данные показывают, что здоровый состав тела представляет собой баланс между жиром и мышцами, а также крепкими костями и хорошей гидратацией.

    Вместо того, чтобы сосредотачиваться исключительно на весе, поставьте перед собой задачу улучшить композицию тела.Даже небольшие изменения в лучшую сторону могут улучшить многие аспекты вашего здоровья. Скорее всего, вы будете легче двигаться, лучше спать и будете в лучшем настроении.

    Если вы не знаете, с чего начать, посоветуйтесь со своим специалистом по здоровью или фитнесу, чтобы узнать, как лучше питаться и включать физическую активность. Это особенно важно, если вы какое-то время не проявляли активности.

    С этого момента, когда вы думаете о фитнесе, сосредотачивайтесь на «форме», а не на весе. Это дает лучшую картину вашего реального здоровья.И это с большей вероятностью увеличит вашу «продолжительность здоровья», а также продолжительность вашей жизни.

    Состав человеческого тела — 2-е издание — Кинетика человека

    Стивен Б. Хеймсфилд, доктор медицины, , при написании этой книги привнес в нее обширный исследовательский опыт. Он обучен физике, химии, биологии и медицине, которые связаны с измерением и изучением состава тела. Доктор Хеймсфилд в настоящее время является исполнительным директором по клиническим исследованиям метаболизма в компании Merck в Рэуэй, штат Нью-Джерси, где он курирует Программу клинических исследований Merck в области ожирения.

    Кроме того, он является приглашенным ученым в Центре исследования ожирения в больнице Святого Луки-Рузвельта. До своей нынешней должности доктор Хеймсфилд был профессором медицины Колумбийского университета, Нью-Йорк, Колледжа врачей и хирургов.

    Доктор Хеймсфилд провел национальные и международные презентации и внес большой вклад в публикации в этой области. Он является членом редакционных коллегий журнала парентерального и энтерального питания, Американского журнала клинического питания, Международного журнала исследований состава тела, возраста и питания, обзоров питания, клинического питания и адипоцитов.Он также является активным членом Североамериканской ассоциации изучения ожирения и бывшим президентом Американского общества клинического питания и Американского общества парентерального и энтерального питания.

    Тимоти Г. Ломан, доктор философии, — ведущий ученый в области оценки состава тела. Уважаемый исследователь, он исследует методологию состава тела и его изменения в процессе роста и развития, физических упражнений и старения. Его лидерство в стандартизации методологии композиции тела широко признано.

    Доктор Ломан — профессор кафедры физических упражнений Университета Аризоны. Он также является научным сотрудником Американской академии физического воспитания, членом Американского колледжа спортивной медицины и членом Консультативного комитета по фитнесу молодежи Института исследований аэробики Купера в Далласе, штат Техас. Он является автором многих исследовательских статей и редактором Справочного руководства по антропометрической стандартизации, опубликованного Human Kinetics. Доктор Лохман также является автором книги «Достижения в оценке состава тела».

    Цимиан Ван, доктор философии, , младший научный сотрудник Колледжа Колумбийского университета и научный сотрудник Центра исследования ожирения Больничного центра Св. Луки-Рузвельта. Имея образование в области биологии, биохимии, физиологии и химии, он опубликовал более 100 научных работ на тему состава человеческого тела.

    Скотт Б. Гоинг, доктор философии, , доцент кафедры диетологии Университета Аризоны.Являясь экспертом в моделях и методах построения тела, он имеет более чем 20-летний опыт преподавания и исследований в этой области.

    Из чего сделан корпус?

    В состав человеческого тела входит около 20 различных элементов

    Киёси Такахасэ Сегундо / Алами

    Человеческое тело содержит около 20 различных элементов, в основном созданных внутри древних звезд. Если вы разделите 80-килограммового человека на атомы, вы получите примерно следующее количество различных элементов:

    Кислород — 52 кг

    Этот элемент составляет более половины массы вашего тела, но только четверть его атомов.

    Углерод — 14,4 кг

    Реклама

    Самый важный структурный элемент и причина того, что мы известны как углеродные формы жизни. Около 12 процентов атомов вашего тела составляют углерод.

    Водород — 8 кг

    Атомы водорода в вашем теле образовались в результате Большого взрыва. Все остальные были сделаны внутри звезды давным-давно и были выброшены в космос взрывом сверхновой. Так что, хотя вы, возможно, слышали, что все мы звездная пыль, это не совсем так.

    Азот — 2,4 кг

    Четыре самых распространенных элемента в организме человека — водород, кислород, углерод и азот — составляют более 99 процентов атомов внутри вас. Они встречаются по всему телу, в основном в виде воды, но также в виде компонентов биомолекул, таких как белки, жиры, ДНК и углеводы.

    Кальций — 1,12 кг

    Фосфор — 880 г

    Сера — 200 г

    Калий — 200 г

    Натрий — 120 г

    Хлор 03 — 120 г Магний

    Магний — ключевой компонент супероксиддисмутазы, одного из важнейших ферментов детоксикации.

    Железо — 4,8 г

    Обнаружено в геме, кислородсодержащей части молекулы гемоглобина внутри красных кровяных телец

    Фтор — 3,0 г

    Укрепляет зубы, хотя фтор не считается необходимым для жизни.

    Цинк — 2,6 г

    Стронций — 0,37 г

    Стронций содержится почти исключительно в костях, где он может оказывать благотворное влияние на рост и плотность.

    Йод 0.0128 г

    Йод является важным компонентом гормона щитовидной железы тироксина. Йод — самый тяжелый элемент, необходимый человеческому организму.

    Медь — 0,08 г

    Медь входит в состав многих ферментов. Дефицит меди вызывает неврологические расстройства и нарушения со стороны крови.

    Марганец — 0,0136 г

    Молибден — 0,0104 г

    Метод измерения состава человеческого тела с использованием цифровых изображений

    Аннотация

    Предпосылки / цели

    Индекс массы тела (ИМТ) — это показатель ожирения, который обычно используется, несмотря на его ограничения при оценке ожирения.Обученные наблюдатели, неоднократно подвергавшиеся воздействию различных типов телосложения, могут с достаточной точностью оценить содержание жира в организме (ЖЖ) людей по сравнению с методами критериев. Целью этого исследования была разработка и проверка компьютерного алгоритма для получения достоверной оценки% BF с использованием цифровых фотографий.

    Объекты / методы

    В нашу выборку вошли 97 детей и 226 взрослых (возраст в годах: 11,3 ± 3,3; 38,1 ± 11,6 соответственно). Использовались измеренные рост и вес (ИМТ в кг / м 2 : 20.4 ± 4,4; 28,7 ± 6,6 для детей и взрослых соответственно). Методом критерия была двойная рентгеновская абсорбциометрия (ДРА). Объем тела (BV PHOTO ) и форма тела (BS PHOTO ) были получены из двух цифровых изображений. Итоговые поддержка векторной регрессии (СВР) модели были подготовлены с использованием возраста, пола, расы, ИМТ% BF NOPHOTO , плюс BV PHOTO и BS PHOTO для% BF ФОТО. Для оценки алгоритма обучения детей и взрослых использовались отдельные модели проверки.Различия в корреляциях между% BF DXA ,% BF NOPHOTO и% BF PHOTO были протестированы с использованием преобразования Z-показателя Фишера.

    Результаты

    Среднее значение BF DXA и BF PHOTO составило 27,0% ± 9,2 против 26,7% ± 7,4 у детей и 32,9 ± 10,4% против 32,8% ± 9,3 у взрослых. Модели SVR дали значения% BF PHOTO , которые сильно коррелировали с% BF DXA . Наша окончательная модель произвела корреляции r DP = 0.80 и r DP = 0,87 у детей и взрослых, соответственно для% BF PHOTO по сравнению с% BF DXA . Корреляция между% BF NOPHOTO и% BF DXA была умеренной, но статистически значимой у обоих детей r DB = 0,70; p <0,0001 и взрослые r DB = 0,86; р <0,0001. Однако корреляции для r DP были статистически выше, чем r DB (% BF DXA vs.% BF NOPHOTO ) как у детей, так и у взрослых (дети: Z = 5,95, p <0,001; взрослые: Z = 3,27, p <0,0001).

    Выводы

    Наш фотографический метод позволил получить достоверные оценки BF как у детей, так и у взрослых. Необходимы дальнейшие исследования для создания норм для подгрупп по полу, расе / этнической принадлежности и статусу мобильности.

    Образец цитирования: Affuso O, Pradhan L, Zhang C, Gao S, Wiener HW, Gower B и др. (2018) Метод измерения состава человеческого тела с помощью цифровых изображений.PLoS ONE 13 (11): e0206430. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206430

    Редактор: Ребекка А. Круковски, Центр медицинских наук Университета Теннесси, США

    Поступила: 12 сентября 2017 г .; Одобрена: 12 октября 2018 г .; Опубликовано: 5 ноября 2018 г.

    Авторские права: © 2018 Affuso et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

    Доступность данных: Доступ к неидентифицированному набору данных, необходимому для репликации наших результатов, доступен через OPEN ICPSR (www.openicpsr.org) — идентификатор проекта: OPENICPSR-101343 (http://doi.org/10.3886/E101343V1 ).

    Финансирование: Это исследование было поддержано Национальным институтом сердца, легких и крови и Национальным институтом диабета, болезней пищеварения и почек Национального института здравоохранения под номерами наград R01HL107916 и P30DK056336.Авторы несут исключительную ответственность за содержание и не обязательно отражают официальную точку зрения Национального института здравоохранения или какой-либо другой организации.

    Конкурирующие интересы: Никаких гонораров, грантов или других форм оплаты за создание этой рукописи никому не давалось. Тем не менее, доктор Эллисон получал гранты, гонорары, пожертвования и гонорары за консультации от многочисленных компаний, производящих продукты питания, напитки, фармацевтические препараты, а также других коммерческих, государственных и некоммерческих организаций, заинтересованных в борьбе с ожирением. Ни один из спонсоров доктора Эллисон не участвовал в разработке, сборе данных, анализе, интерпретации или решении опубликовать результаты, представленные в этой рукописи. Остальные авторы этой рукописи не имеют конкурирующих интересов, о которых следует сообщать. Это не влияет на нашу приверженность политике PLOS ONE в отношении обмена данными и материалами.

    Введение

    Оценка состава тела, особенно жира и безжировой массы, имеет жизненно важное значение для понимания многих состояний, связанных со здоровьем, включая кахексию, вызванную ВИЧ, раком и другими заболеваниями; рассеянный склероз; истощение при неврологических расстройствах, таких как болезнь Паркинсона, Альцгеймера и мышечная дистрофия; саркопения; ожирение; расстройства пищевого поведения; правильный рост у детей и реакция на упражнения [1–7].Тем не менее, остаются проблемы с определением этих аспектов состава тела в исследованиях [8]. Ожирение, характеризующееся избытком жира в организме (BF) и саркопения, определяемая как уменьшение в первую очередь скелетных мышц, остаются серьезными проблемами общественного здравоохранения [9, 10]. И ожирение, и саркопению можно оценить с помощью высокоточных методов, таких как двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DXA) или магнитно-резонансная томография (MRI), но они не широко используются в крупномасштабных эпидемиологических исследованиях или неклинических условиях из-за, отчасти, , стоимость и размер оборудования, используемого для этих методов.Более того, полевые методы, такие как множественные измерения кожных складок, сильно зависят от многократного обучения исследовательского персонала для получения точных и надежных оценок [11]. Таким образом, индекс массы тела (ИМТ; кг / м 2 ) является широко используемой альтернативой, но он ограничен тем, что это оценка массы тела относительно роста, а не состава тела как такового. Хорошо задокументировано, что ожирение часто ошибочно классифицируется, когда ИМТ используется как показатель ожирения по сравнению с методами измерения с помощью изображений. [12, 13]. Было обнаружено, что у детей процентили ИМТ, зависящие от возраста и пола, недооценивают распространенность избыточного ожирения по сравнению с ДРА, особенно среди белых и мексиканской американской молодежи [12]. Точно так же у взрослых ИМТ неправильно классифицирует статус ожирения по-разному в зависимости от расы / этнической принадлежности и возраста [13]. Следовательно, существует значительная потребность в простом, портативном и относительно недорогом, но точном измерителе состава тела, который хорошо работает в зависимости от возраста, пола и расовых / этнических групп.

    Использование цифровой фотографии может быть жизнеспособной альтернативой ИМТ для оценки состава человеческого тела в полевых исследованиях. Этот метод может преодолеть ограничения, связанные с ИМТ, в частности неправильную классификацию ожирения среди людей, которые имеют относительно высокую мышечную массу (т. Е. Культуристы) или низкую мышечную массу (т. Е. Пожилые люди). Наш подход к использованию цифровых изображений для оценки состава человеческого тела основан на данных исследований, проведенных еще в 1930-х годах с использованием либо визуальной оценки [11, 14–16]; или фотографическая оценка объема тела, по которой можно определить состав тела [17–19].Предыдущие исследования с использованием визуальной оценки показали, что как обученные, так и неподготовленные наблюдатели могут дать умеренно точные оценки процентного содержания BF путем визуального осмотра человека напрямую или по фотографии с корреляциями между наблюдениями и критериями измерения, такими как взвешивание под водой (UWW) в диапазоне r = 0,56 и 0,83. Эти данные свидетельствуют о том, что визуальная оценка состава тела может быть достоверной, но может быть ограничена знакомством наблюдателя с исследуемой популяцией, субъективностью наблюдателя и воспроизводимостью результатов исследования.До появления цифровой фотографии исследователи использовали ручные фотографические методы для получения достоверных и надежных оценок объема тела в качестве средства преодоления значительных расходов и бремени участников, связанных с UWW. Однако эти ранние попытки все же требовали значительного труда для обработки фотографий и ручного расчета объема тела. Автоматизация процесса визуализации с помощью компьютеризированного анализа цифровых изображений может решить некоторые проблемы, связанные с визуальной оценкой объема и состава тела.Таким образом, цель этого исследования заключалась в разработке простого, портативного, быстрого и сравнительно недорогого, но действенного компьютеризированного метода анализа изображений для использования в крупномасштабных и / или удаленных исследованиях для оценки жировой и безжировой массы.

    Методы

    Образец исследования

    Участниками были 323 ребенка и взрослых в возрасте от 6 до 80 лет, представляющих широкий спектр форм и размеров, набранные из столичного Бирмингема, штат Алабама (2012–2014 гг.) Через листовки, газеты, информационные бюллетени, справочную службу онлайн-исследований, из уст в уста, посещение местных развлекательных центров, церквей и общественных мероприятий.Критерии включения: 1) отсутствие заболеваний, влияющих на композицию тела; 2) выдерживает три фотографии; 3) отсутствие противопоказаний к DXA-сканированию состава тела; 4) не пропускать более одного пальца или ноги для уменьшения погрешности определения объема; и 5) не беременна. Участников проинструктировали воздерживаться от кофеина и больших приемов пищи до одного визита в исследование. Информированное согласие было получено от взрослых / родителей, а дети предоставили свое согласие на участие в исследовании. Протокол исследования был одобрен Наблюдательным советом Университета Алабамы в Бирмингеме.Все участники получили по 20 долларов за завершение исследования.

    Меры

    Все показатели были оценены обученным исследовательским персоналом с участниками, одетыми в облегающие, но не сжимающие шорты LYCRA и майки / спортивный бюстгальтер (только для женщин) без обуви. Рост (с точностью до 0,1 см) и вес (с точностью до 0,1 кг) измеряли с помощью медицинских весов с балансиром со ростомером (HealthOMeter — модель 402LB, McCook, IL). ИМТ (кг / м 2 ) рассчитывали на основании измеренных роста и веса.Статус ожирения был классифицирован у детей как ИМТ ≥ 95 процентилей и ИМТ ≥ 30 у взрослых в соответствии со стандартным определением экспертных комиссий [20, 21]. Состав тела измерялся с помощью DXA (GE Lunar iDXA, Мэдисон, Висконсин) с использованием педиатрического программного обеспечения, когда это необходимо (на бис 2011, версия 13.6). Проверки качества проводились ежедневно в соответствии с инструкциями производителя. Ожирение, вызванное DXA, определялось как процентное содержание жира в организме ≥ 25% у мужчин, ≥30% у девочек и ≥35% у женщин [22, 23]. Три фотографии (передний, задний и боковой профиль) были сделаны цифровой камерой (Canon PowerShot — модель SX50; Canon USA Inc., Мелвилл, штат Нью-Йорк) с участниками, стоящими напротив зеленого экрана фотографии.

    Объем и форма тела по данным обработки двумерных изображений

    Объем тела (BV PHOTO ) и форма тела (BS PHOTO ) были оценены по фотографиям каждого участника с использованием двух фотографий (задний и боковой профиль). Хотя у нас была третья фотография переднего профиля, использование дополнительной фотографии не повлияло на нашу оценку объема или формы тела. Вкратце методы, используемые для определения BV и BS, описаны ниже.Однако наш технический отчет о подробных методах, используемых здесь, описан в другом месте [24].

    Мы построили 3-мерную модель тела на основе как задней, так и боковой масок тела (то есть контура тела), извлеченных из 2D-изображений профиля, как показано на рис. 1A. Положение тела для фотографии профиля спины требовало, чтобы участники стояли, разведя руки и ноги, в то время как для фотографии профиля бокового профиля руки должны были быть близко к телу, а ноги вместе.Также для бокового профиля правая нога и ступня были покрыты зеленой тканью, чтобы изолировать боковые стороны тела. Расстояние от камеры до участников (91 дюйм) и настройки камеры / освещения были стандартизированы, чтобы уменьшить различия в фотографиях между участниками. Затем была использована четырехэтапная процедура для разделения компонентов тела каждого участника, которая заключалась в следующем: 1) Тело было отделено от зеленого экрана путем установки порогового значения интенсивности цвета, которое облегчало различение между фоном и черной одеждой и кожей. тон на фотографии; 2) Маска тела со стороны спины и боковых профилей повернута до симметричности в вертикальной плоскости; 3) Затем нормализовали высоту маски тела, чтобы представить фактический рост участников; 4) Наконец, точки разделения, называемые ключевыми точками (см. Рис. 1B ) , используемые для определения линии разделения каждого компонента тела, такого как руки, ноги и туловище, были обнаружены для каждого участника из профиля спины. , что позволило лучше разделить за счет естественных складок кожи.

    Особенности локальных размеров (например, длина и ширина) каждого компонента тела, такого как руки, ноги и туловище, были использованы для построения эллиптических срезов вдоль основной ориентации каждого компонента. Для каждого эллипсовидного среза рассчитывались длинные и короткие оси в зависимости от длины и ширины каждого компонента тела. Площадь каждого среза принималась равной количеству пикселей в этом срезе. Затем была построена трехмерная модель тела путем накопления эллиптических срезов, а BV PHOTO был получен путем суммирования площадей всех срезов.

    Особенности формы тела, которые определяют распределение жира в туловище, были получены путем извлечения передней кривой (FC) и боковой кривой (SC) с использованием левой верхней ключевой точки и нижней ключевой точки, как показано на рис. 2. Ширина тело было взято в каждой из 12 равноотстоящих точек вдоль вертикального контура передней части тела, давая 12 числовых значений, представляющих ФК каждого человека. Аналогичным образом, боковой изгиб кузова измерялся 12 дополнительными линиями, разнесенными на равном расстоянии друг от друга, представляющими извлеченный боковой контур. Боковые контурные линии были измерены до центральной линии тела (CBL, образованной вертикальной линией, проведенной от макушки до нижней ключевой точки) и дали двенадцать числовых значений, представляющих SC каждого человека. Подробности методов, используемых для извлечения элементов формы, опубликованы в другом месте [24].

    После извлечения FC и SC функция оценки кластеров в MatLab (‘evalclusters’) с кластеризацией K-средних и критерием ‘Калински-Харабаса’ использовалась для вычисления оптимального количества кластеров ‘ k’ для функций FC и SC. из обучающего набора данных [25].На этом этапе оценки кластера проверялись размеры кластера от 2 до 10 и вычислялся оптимальный размер кластера для наборов функций FC и SC. FC и SC затем были представлены как k -элементных векторов, состоящих из нулей и единиц. Значение единицы в элементе n th указывает, что форма тела находится в кластере n th . Закодированные векторы для FC и BC представлены в нашей модели как BS PHOTO и используются как категориальные признаки для обучения моделей прогнозирования. После определения оптимального количества кластеров и соответствующих им центроидов кластеров с использованием только обучающего набора данных, FC и SC в наборе тестовых данных позже были присвоены кластерам, центроиды которых были наиболее близкими с точки зрения Евклидова расстояния.

    Построение модели прогнозирования

    Б.В. ФОТО и BS ФОТО каждого участника наряду с возрастом ковариатами, расы, пола, ИМТ были использованы в качестве признаков ввода, как показано на первом этапе таблицы 1, для подготовки опорных векторов регрессии (УВО) для оценка% BF ФОТО . Сбор достоверных данных, тип используемой модели регрессии и оптимизация параметров для модели регрессии также описаны во втором, третьем и четвертом шагах таблицы 1.Для оценки эффективности алгоритма обучения для прогнозирования жировых отложений у детей и взрослых использовались отдельные модели трехкратной перекрестной проверки [26,27]. Затем оба набора данных были случайным образом перемешаны и разделены на три равных подмножества. Затем была проведена трехкратная перекрестная проверка: два подмножества использовались в качестве набора обучающих данных, а одно подмножество оставалось как набор данных тестирования без какого-либо перекрытия. Кроме того, мы повторили процесс трижды, каждый раз выбирая отдельные подмножества для тестирования.Следовательно, мы протестировали каждую точку данных в наборе данных один раз после завершения одного раунда трехкратного процесса перекрестной проверки, как описано в шаге 5 таблицы 1.

    Статистический анализ

    Описательная статистика (средние значения, стандартное отклонение, диапазоны и / или частоты) была рассчитана для характеристик участников, стратифицированных по взрослым и детям.

    Были вычислены корреляции

    Пирсона между критерием DXA измерения жировых отложений и предсказанными значениями упрощенной модели (BV PHOTO + ковариаты) и полной (BV PHOTO + BS PHOTO + ковариаты).Соотношения представлены следующим образом:

    Где,

    r DP обозначает корреляцию между% BF по DXA и% BF по ФОТО,

    r DB обозначает корреляцию между% BF по DXA и% BF по BMI плюс коварианты.

    Мы использовали метод Meng et al. [28] чтобы определить, был ли наш метод (т.е.% BF PHOTO ) значительно лучше коррелирован с критериальным методом% BF DXA , чем% BF NOPHOTO [29].Мы также создали графики Бланда-Альтмана разницы в оценке телесного жира каждым методом, чтобы проверить ошибку в нашей оценке в диапазоне измерений% BF DXA и% BF PHOTO [30].

    Модели

    SVR были построены с использованием LIBSVM [31] в MatLab версии R2014b (Mathworks, Inc., Натик, Массачусетс). Корреляция и тест на статистическую разницу были рассчитаны с использованием SAS версии 9.3 (SAS, Inc. , Кэри, Северная Каролина). Уровень значимости альфа был установлен на p <0,05, двусторонний).

    Результаты

    Характеристики участников, стратифицированные по детям (6–18 лет) и взрослым (≥19 лет), представлены в таблице 2. Наша выборка включала 97 детей и 226 взрослых (среднее ± стандартное отклонение возраста в годах: 11,3 ± 3,3; 38,1 ± 11,6 соответственно). Средний ИМТ и% BF DXA составляли 20,4 кг / м 2 ± 4,4; 28,7 кг / м 2 ± 6,6 и 27,1% ± 9,2; 32,7% ± 10,4 для детей и взрослых соответственно). Среди детей 47,4% составляли женщины, 60,8% — афроамериканцы (АА), а среди взрослых — 46 человек.5% составляли женщины и 46,5% — АА. Кроме того, 14,4% детей и 33,6% взрослых были классифицированы как страдающие ожирением с использованием ИМТ (ИМТ с учетом возраста и пола ≥95 th процентиль для детей и ≥30 кг / м 2 для взрослых), в то время как 40,2% дети и 66,4% взрослых превысили порог ожирения с помощью DXA (≥30% для девочек и ≥25% для мальчиков; ≥35% для женщин и ≥25% для мужчин.

    Корреляции между% BF DXA и% BF PHOTO из наших алгоритмов обучения представлены для взрослых и детей на рисунках 3 и 4 соответственно.Обе модели SVM дали значения% BF PHOTO , которые сильно коррелировали с% BF DXA . % BF PHOTO из модели 1, которая включала демографические переменные плюс BMI и BV PHOTO дала корреляции r DP = 0,72 и r DP = 0,86 для детей и взрослых соответственно. Однако% BF PHOTO из Модели 2, который включал переменные из Модели 1 плюс BS PHOTO , произвел r DP = 0.81 у детей и r DP = 0,88 у взрослых.

    Рис. 3. Корреляция между прогнозируемым телесным жиром по фотографиям и двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрией (DXA).

    (A) и графики Бланда-Альтмана абсолютных (B) и относительных (C) различий между двумя методами (горизонтальные линии представляют 95% доверительные интервалы) среди взрослых.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206430.g003

    Рис. 4. Корреляция между прогнозируемым телесным жиром по фотографиям и двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрией (DXA).

    (A) и графики Бланда-Альтмана абсолютных (B) и относительных (C) различий между двумя методами (горизонтальные линии представляют 95% доверительные интервалы) среди детей.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206430.g004

    В таблице 3 приведены корреляции между% BF DXA ,% BF NOPHOTO и% BF PHOTO . BF NOPHOTO и% BF DXA был умеренным, но статистически значимым у обоих детей ( r DB = 0.70; p <0,0001) и взрослых ( r DB = 0,86; p <0,0001). r DP был значительно больше, чем r DB как у детей, так и у взрослых (дети: Z = 5,95; p <0,0001; взрослые: Z = 3,27; p <0,001) . Графики Бланда-Альтмана выявили большие различия между нашим% BF PHOTO и% BF DXA в хвостах распределений как у взрослых, так и у детей (рис. 3A и 3B).У взрослых средние абсолютные и относительные различия между двумя методами составили -0,06 (95% ДИ: -4,97, 4,85) и 0,005 (95% ДИ: -0,18, 0,19), соответственно. У детей средние, абсолютные и относительные различия составили -0,19 (95% ДИ: -5,43, 5,04) и 0,004 (95% ДИ: -0,20, 0,21), соответственно.

    Обсуждение

    Нововведения в цифровой фотографии и анализе изображений позволили автоматизировать визуальную оценку состава тела. Результаты нашего исследования показали сильную корреляцию между прогнозируемым процентным содержанием жира в организме, полученным на основе цифровых 2D-фотографий, и ожирением тела на основе DXA в выборке детей и взрослых.Производительность нашего алгоритма анализа изображений обеспечила статистически лучшую корреляцию с измерениями DXA, чем использование BMI и демографической информации. Средняя абсолютная ошибка между нашим методом и DXA была небольшой (~ 4,1%), при этом BV и BS вносили значительный вклад в общий прогноз процентного содержания жира в организме.

    Наши оценки объема тела по фотографиям сильно коррелировали с объемом тела по результатам плетизмографии с вытеснением воздуха, что позволяет предположить, что наш фотографический метод пригоден для использования в прогнозировании состава тела (r = 0.98) [32]. Чтобы еще больше улучшить нашу оценку процента жира в организме, мы включили визуальные элементы формы тела, которые, как было показано, соответствуют уровням ожирения от DXA (то есть тонкие формы тела соответствуют низкой ожиренности). Группирование формы тела и процента жира в организме предполагает, что форма тела предоставляет важную визуальную информацию для повышения точности алгоритма анализа изображений и может иметь значение для оценки результатов для здоровья, помимо общего ожирения. Результаты были похожи среди детей и взрослых, хотя корреляция между нашим методом и DXA была выше у взрослых.

    Более того, наши результаты согласуются с другими исследованиями, в которых используется несколько камер (например, 8–16 камер) для оценки BF у людей [33, 34]. Простота нашего метода решает несколько проблем, связанных с другими полевыми измерениями состава тела, такими как портативность, простота сбора данных и расходы. По отношению к аппарату DXA (~ 30 000 долларов США) стоимость установки нашего фотографического метода составляет ~ 300 долларов США, включая стоимость шкалы / ростометра, зеленого фона Chromakey, майки и шорт, а также цифровой камеры.Наша предварительная программа была разработана в Matlab и потребует от конечного пользователя ввода демографической информации вместе с выбором лицевой и боковой фотографии, ранее сохраненной на компьютере. Кроме того, наш метод требует небольшого участия человека во время процедур захвата и обработки изображений, тем самым уменьшая систематические ошибки, присущие другим полевым методам, таким как визуальная оценка и измерение кожных складок, которые требуют обучения и повторного обучения [11, 14–16, 35]. Наконец, не требуется специального оборудования, кроме простой цифровой камеры, а зеленый фон делает наш портативный метод более удобным, чем другие методы.

    Последствия

    Компьютерный анализ цифровых фотографий может использоваться в качестве надежного метода оценки ожирения у людей. Простые цифровые фотографии, обработанные с помощью нашего алгоритма, могут использоваться вместо одного ИМТ как в клинической практике, так и в исследованиях общественного здравоохранения. Это представляет особый интерес для исследований, поскольку данные свидетельствуют о том, что связи между ожирением, оцениваемым по ИМТ, и такими исходами, как смертность, могут быть разными (например, линейное или U-образное) при использовании более надежного метода определения состава тела.Наш новый метод также удовлетворяет потребность в портативном, но действующем методе измерения состава тела в крупных эпидемиологических исследованиях, а также исследованиях, проводимых в удаленных местах.

    Сильные стороны и ограничения

    Сильные стороны этого исследования включают использование цифровых фотографий для получения объективной информации о теле для использования при оценке объема и формы, DXA в качестве критериального измерения состава тела и разнообразную выборку черных и белых молодых людей и взрослых мужчин. и самки.Однако следует также отметить некоторые ограничения этой работы, в том числе небольшую выборку внутри каждого слоя расы, пола и возраста, а также включение только трудоспособных лиц, которые могли стоять на фотографиях. Хотя на данном этапе разработки этого метода были предприняты попытки включить широкий диапазон размеров тела, было ограниченное количество участников, включенных в хвосты распределения для этого анализа. Следовательно, результаты не обязательно могут быть обобщены на очень худых или очень полных людей, всех расово-этнических групп или лиц, которые не могут стоять на фотографиях.В будущих исследованиях следует изучить эффективность нашего фотографического метода на более крупной выборке, чтобы обеспечить стратификацию по возрасту, полу и расе / этнической принадлежности.

    Заключение

    Это исследование показывает, что компьютерный алгоритм может быть разработан для получения достоверной оценки ожирения по 2D-фотографиям, сделанным с помощью обычной цифровой камеры.

    Благодарности

    Мы хотим поблагодарить участников нашего исследования, без которых это исследование было бы невозможно.

    Ссылки

    1. 1. Вайсман Н., Кори М., Росси М. Ф., Голдберг Е., Пенчарз П. Изменения в составе тела во время возобновления питания пациентов с нервной анорексией. J Pediatr. 1988. 113 (5): 925–9. pmid: 3183854.
    2. 2. Джонсон Д.К., Уилкинс СН, Моррис Дж. Ускоренная потеря веса может предшествовать диагностике болезни Альцгеймера. Arch Neurol. 2006. 63 (9): 1312–7. pmid: 16966511.
    3. 3. Стюарт Р., Масаки К., Сюэ QL, Пейла Р., Петрович Х., Уайт Л. Р. и др.32-летнее проспективное исследование изменения массы тела и развития деменции: исследование старения в Гонолулу в Азии. Arch Neurol. 2005. 62 (1): 55–60. pmid: 15642850.
    4. 4. Морли Дж. Э., Томас Д. Р., Уилсон М. М.. Кахексия: патофизиология и клиническое значение. Am J Clin Nutr. 2006. 83 (4): 735–43. pmid: 16600922.
    5. 5. Хантер Г. Р., Маккарти Дж. П., Бамман М. М.. Влияние силовых тренировок на пожилых людей. Sports Med. 2004. 34 (5): 329–48. pmid: 15107011.
    6. 6. Allison DB, Mentore JL, Heo M, Chandler LP, Cappelleri JC, Infante MC и др.Увеличение веса, вызванное антипсихотиками: комплексное исследование. Am J Psychiatry. 1999. 156 (11): 1686–96. pmid: 10553730.
    7. 7. Нокс Т.А., Зафонте-Сандерс М., Филдс-Гарднер С., Моен К., Йохансен Д., Патон Н. Оценка состояния питания, состава тела и морфологических изменений, связанных с вирусом иммунодефицита человека. Clin Infect Dis. 2003; 36 (Дополнение 2): S63–8. pmid: 12652373.
    8. 8. Сегал К.Р., Дунаиф А, Гутин Б., Альбу Дж., Найман А., Пи-Суньер FX. Состав тела, а не масса тела, связан с факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний и уровнем половых гормонов у мужчин.J Clin Invest. 1987. 80 (4): 1050–5. pmid: 3654969; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC442345.
    9. 9. Огден С.Л., Кэрролл, доктор медицины, Кит Б.К., Флегал КМ. Распространенность ожирения в США, 2009–2010 гг. Краткий обзор данных NCHS. 2012; (82): 1–8. pmid: 22617494.
    10. 10. Филдинг Р.А., Веллас Б., Эванс В.Дж., Бхасин С., Морли Дж. Э., Ньюман А.Б. и др. Саркопения: недиагностированное состояние у пожилых людей. Текущее согласованное определение: распространенность, этиология и последствия. Международная рабочая группа по саркопении.J Am Med Dir Assoc. 2011; 12 (4): 249–56. pmid: 21527165; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC3377163.
    11. 11. Фогель Дж. А., Киркпатрик Дж. В., Фицджеральд П. И., Ходгдон Дж. А., Харман Е. А.. Вывод основанных на антропометрии уравнений телесного жира для армейской программы контроля веса (№ USARIEM-T-17/88). Армейский научно-исследовательский институт экологической медицины, Натик, Массачусетс, 1988.
    12. 12. Affuso F, Bray MS, Fernandez JR, Casazza K. Стандартные точки отсечения ожирения, основанные на процентилях ИМТ, не в равной степени соответствуют процентному содержанию жира в организме среди расовых / этнических групп в репрезентативной на национальном уровне выборке детей и подростков.Intl J Body Compos Res. 2010. 8 (4): 117–22.
    13. 13. Баумгартнер Р.Н., Хеймсфилд С.Б., Рош А.Ф. Состав человеческого тела и эпидемиология хронических заболеваний. Obes Res. 1995. 3 (1): 73–95. pmid: 7712363.
    14. 14. Бланшар Дж. М., Уорд ГМ, Крыживицкий Х. Дж., Кэнхэм Дж. Э. Визуальный метод оценки состава тела человека. Президио Сан-Франциско, Отчет № 81: 1979.
    15. 15. Экерсон Дж. М., Хауш Т. Дж., Джонсон ГО. Достоверность визуальных оценок процента жира в организме у худых мужчин.Медико-спортивные упражнения. 1992. 24 (5): 615–8. pmid: 1569858.
    16. 16. Стернер Т.Г., Берк Э.Дж. Оценка жировых отложений: сравнение методов визуальной оценки и кожных складок. Врач Спортмед. 1986; 14: 101–7.
    17. 17. Weinbach AP. Контурные карты, центр тяжести, момент инерции и площадь поверхности человеческого тела. Human Biol. 1938; 10: 356–71.
    18. 18. Пирсон WR. Монофотограмметрическое определение объема тела. Эргономика. 1961; 4 (3): 213–8.
    19. 19. Геогеган Б. Определение размеров тела, площади поверхности и объема тела с помощью фотографии. Am J Phys Anthropol. 1953. 11 (1): 97–119. pmid: 13040507.
    20. 20. Коул TJ, Bellizzi MC, Flegal KM, Dietz WH. Установление стандартного определения избыточной массы тела и ожирения у детей во всем мире: международное исследование. BMJ. 2000. 320 (7244): 1240–3. pmid: 10797032; PubMed Central PMCID: PMCPMC27365.
    21. 21. Группа экспертов NHLBI: Образовательная инициатива по ожирению.Клинические рекомендации по выявлению, оценке и лечению избыточной массы тела и ожирения у взрослых. 1998.
    22. 22. Уильямс Д.П., Гоинг С.Б., Ломан Т.Г., Харша Д.В., Сринивасан С.Р., Уэббер Л.С. и др. Жирность тела и риск повышенного артериального давления, общего холестерина и соотношения липопротеинов в сыворотке крови у детей и подростков. Am J Public Health. 1992. 82 (3): 358–63. pmid: 1536350; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC1694353.
    23. 23. Галлахер Д., Хеймсфилд С.Б., Хео М., Джебб С.А., Мургатройд П.Р., Сакамото Ю.Диапазоны здорового процента жира в организме: подход к разработке рекомендаций на основе индекса массы тела. Am J Clin Nutr. 2000. 72 (3): 694–701. pmid: 10966886.
    24. 24. Pradhan L, Song G, Zhang C, Gower BA, Heymsfield SB, Allison DB и др., Редакторы. Извлечение признаков из 2D-изображений для анализа состава тела. Международный симпозиум IEEE по мультимедиа; 2015: 45–52. Майами, Флорида: IEEE. https://doi.org/10.1109/ISM.2015.117 URL: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7442294&isnumber=7442255
    25. 25.Маулик У., Бандёпадхьяй С. Оценка производительности некоторых алгоритмов кластеризации и индексы достоверности. IEEE Transactions по анализу шаблонов и машинному анализу. 2002. 24 (12): 1650–4.
    26. 26. Иванеску А.Е., Ли П., Джордж Б., Браун А.В., Кейт С.В., Раджу Д. и др. Важность проверки и оценки модели прогнозирования в исследованиях ожирения и питания. Int J Obes (Лондон). 2015. pmid: 26449421.
    27. 27. Амбруаз Ч., Маклахлан ГДж. Ошибка отбора при экстракции генов на основе данных экспрессии генов микроматрицы.Proc Natl Acad Sci U S. A. 2002; 99 (10): 6562–6. pmid: 11983868; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC124442.
    28. 28. Менг XL, Розенталь Р., Рубин ДР. Сравнение коррелированных коэффициентов корреляции. Вестник психики. 1992. 111 (1): 172–5.
    29. 29. Линь Л., Хедаят А.С., Ву В. Статистические инструменты для измерения согласия Springer Science and Business Media; 2012.
    30. 30. Бланд Дж. М., Альтман Д. Г.. Сравнение методов измерения: почему отображение разницы по сравнению со стандартным методом вводит в заблуждение.Ланцет. 1995. 346 (8982): 1085–7. pmid: 7564793.
    31. 31. Чанг Си Си, Лин Си Дж. LIBSVM: библиотека для поддержки векторных машин. ACM Trans Intell Syst Technol. 2011; 2 (3): 1-27.
    32. 32. Affuso O, Zhang C, Chen W-B, Song G, Keeting K, Lewis DW и др. Новый метод анализа изображений для оценки состава тела у людей: пилотное исследование Труды 31-го ежегодного научного собрания Общества ожирения, Атланта, Джорджия. 2013.
    33. 33. Коннелл Л., Ульрих П., Браннон Э., Александр М., Пресли А.Шкала оценки формы тела: Разработка инструмента для анализа женских фигур. Одежда и текстиль Res J. 2006; 24: 80–95.
    34. 34. Сюй Б., Ю. В., Яо М., Пеппер М.

    Комментировать

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *