Bibliotecă NCBI. Un serviciu al Bibliotecii Naționale de Medicină, Institutele Naționale de Sănătate.

expunerea

Comitetul Institutului de Medicină (SUA) pentru cercetarea nutriției militare; Marriott BM, Carlson SJ, editori. Necesități nutriționale în medii reci și în altitudine: aplicații pentru personalul militar în operațiuni de teren. Washington (DC): National Academies Press (SUA); 1996.

Necesități nutriționale în medii reci și în altitudine: aplicații pentru personalul militar în operațiuni de teren.

Jacques A. LeBlanc 1

INTRODUCERE

Atunci când aportul de energie este același cu consumul de energie, greutatea corporală rămâne constantă, în ciuda fluctuației continue a rezervei de energie corporală (Figura 12-1). Apetitul, care joacă un rol proeminent în acest sistem, este el însuși sub influența multor factori interni și externi. Situațiile care măresc cheltuielile de energie, cum ar fi exercițiile fizice și expunerea la frig, stimulează pofta de mâncare și determină un aport sporit de energie. Există, de asemenea, unele dovezi care indică faptul că climatul sub care trăiesc oamenii poate influența și apetitul. Într-un mediu cald, consumul de energie sa dovedit a fi redus nu numai din cauza activității fizice reduse, ci și din cauza unei anumite influențe a climatului asupra apetitului (Adolph, 1954). Credința obișnuită că apetitul și aportul de energie sunt stimulate de frig se bazează pe dovezi experimentale și zvonuri anecdotice. Prezenta revizuire va analiza componentele cheltuielilor și consumului de energie în regiunile reci și va identifica diferiți factori care pot influența apetitul.

FIGURILE 12-1

Reprezentarea schematică a interacțiunilor dintre apetit și componentele echilibrului energetic. SURSA: J. A. LeBlanc (Date nepublicate, Universitatea Laval, Quebec, 1993).

COMPONENTELE CHELTUIELILOR DE ENERGIE ÎN RĂCI

Rata metabolică bazală

Când cheltuielile totale de energie pentru un subiect tipic sunt de 2.750 kcal/zi, aproximativ 60 la sută din această energie totală se datorează ratei metabolice bazale (BMR) (1.500 kcal). Cu câțiva ani în urmă, s-a raportat că eschimoșii aveau BMR mai mare decât caucazienii. S-a sugerat că acest lucru s-ar putea datora unei activități tiroidiene crescute indusă de frig (Rodahl, 1952a, b). Lucrările ulterioare au respins această ipoteză. S-a demonstrat că BMR mai mare al eschimoșilor se datorează conținutului ridicat de proteine ​​din dieta lor. Când eschimoșilor li sa făcut să mănânce o dietă mixtă comparabilă cu cea consumată de subiecții caucazieni, BMR-urile au fost aceleași pentru cele două grupuri (Rodahl, 1952a, 1952b, 1955).

Efectul termogen al hrănirii

FIGURA 12-2

Efectul termogen al hrănirii meselor cu carbohidrați și proteine ​​în raport cu timpul. SURSA: J. A. LeBlanc (Date nepublicate, Universitatea Laval, Quebec, 1990).

Efectul termogen al frigului

Pentru a discuta despre importanța efectului termogen al frigului (TEC) și a efectului termogen al exercițiului în frig, rezultatele unui experiment întreprins cu ceva timp în urmă vor fi folosite pentru a introduce subiectul (LeBlanc, 1957b). În timp ce purta un rucsac și purta haine arctice complete, un grup de soldați au participat la un marș de 29 km pe un drum acoperit de zăpadă tare. Au început dimineața pe măsură ce soarele răsărea și și-au terminat mersul la aproximativ 2 ore după apus. În această perioadă, temperatura aerului a rămas în jurul valorii de -20 ° C (-4 ° F), iar vântul a fost scăzut. Măsurătorile ritmului cardiac au fost făcute pe tot parcursul expediției.

Rezultatele au arătat că, în ciuda faptului că rata de mers pe jos a scăzut constant, a avut loc o creștere treptată a ritmului cardiac până la mila 13. După aceea, ritmul cardiac a scăzut treptat și a atins valorile inițiale până la sfârșitul expediției ( Figura 12 -3). Aceste variații nu au putut fi explicate de temperatura externă, care a rămas constantă pe tot parcursul zilei. Cu toate acestea, curba pentru radiația solară a urmat exact același model cu cel al ritmului cardiac. Acest lucru sugerează că, atunci când soarele a ieșit, subiecții s-au supraîncălzit, provocând creșterea ritmului cardiac. Apoi, când soarele a dispărut, s-au răcit și ritmul cardiac a scăzut.

FIGURA 12-3

Variații ale ritmului cardiac la un grup de soldați în timpul unei plimbări de 29 km (18 mi) în Arctica. De asemenea, sunt date temperatura exterioară, radiația solară și viteza de mișcare a subiecților. SURSA: LeBlanc (1957b), folosit cu permisiunea.

S-a ajuns la concluzia că în timpul acestei expediții subiecții au suferit de expunere la căldură, nu rece, chiar dacă temperatura a fost de -20 ° C (-4 ° F). Cu cantitatea de îmbrăcăminte pe care o purtau (între 5 și 6 clo 2) și la nivelul activității la care funcționau (adică, echivalent cu aproximativ de trei ori valorile de repaus), subiecții ar fi fost relativ confortabili la temperaturi la fel de scăzute ca -40 ° C (-40 ° F).

Se pare atunci că TEC este mic în majoritatea condițiilor. Cu toate acestea, ocazional (adică accidental sau când somnul se află într-un cort neîncălzit), TEC poate deveni un factor important și chiar amenințător în situații de frig extrem. Având în vedere efectul general al frigului, în general cel mai predominant efect periculos al temperaturilor scăzute este pericolul de a îngheța părți ale feței și a extremităților, mai degrabă decât de a fi victima unei producții insuficiente de energie și de a deveni hipotermică.

Efectul termogen al exercițiului

Măsurătorile consumului de oxigen au fost efectuate pe o perioadă de 24 de ore pe un grup de soldați în timpul unui exercițiu militar în Arctica canadiană (Welch și colab., 1958). Pentru sarcini și activități standard comparabile cu cele desfășurate într-un climat temperat, sa constatat că cheltuielile totale de energie pentru o zi au fost de aproximativ 3.500 kcal, valoare comparabilă cu activități similare în regiunile mai calde. Ne-am aștepta la un efect termogenic excesiv asupra exercițiului (TEE) la frig din cauza efectului de îmbrăcăminte al îmbrăcămintei, care s-a dovedit că provoacă o creștere de aproximativ 10 până la 15% (Teitlebaum și Goldman, 1972). Cu toate acestea, acest efect nu este foarte important, deoarece pentru o persoană care merge pe jos 24,2 km la un cost estimat de 100 kcal/mile (61,3 kcal/km), energia suplimentară necesară se ridică la aproximativ 200 kcal.

Un alt factor care ar putea afecta TEE este starea terenului. În Arctica, absența copacilor face călătoria mult mai ușoară și, din moment ce zăpada este grea, pot fi folosite schiuri și sănii. Mai la sud, din cauza prezenței copacilor, zăpada este moale, iar rahaturile de zăpadă trebuie folosite în locul schiurilor, ceea ce înseamnă o cheltuială mai mare de energie. Astfel, pentru o anumită activitate, TEE în regiunile arctice este probabil același, dacă nu chiar mai mic decât cel din zonele temperate.

MĂSURĂRI DE ADMISIE CALORIE PE EXPEDIȚII ARCTICE

Conținutul caloric al rațiilor militare arctice se bazează pe măsurători ale aportului de alimente în timpul diferitelor expediții. O analiză a constatărilor este îngreunată de faptul că aceste expediții nu erau neapărat planificate în scopuri de cercetare. Din acest motiv, TEE variază foarte mult și nu se măsoară niciodată. Rapoartele indică pur și simplu dacă exercițiul a fost ușor, moderat sau greu.

Figura 12-4 rezumă rezultatele unora dintre aceste expediții. Rodahl (1958) a estimat că eschimosii, când vânau cu câini și trăiau în igluuri, consumau aproximativ 3.000 kcal/zi. Având în vedere greutatea acestor oameni, care ar fi de aproximativ 60 kg, o valoare extrapolată pentru un bărbat de 70 kg ar fi de aproximativ 3.500 kcal.

FIGURILE 12-4

Rapoarte privind aportul de energie în diferite expediții arctice. Pentru fiecare studiu sunt indicate metoda utilizată pentru măsurarea consumului de alimente și nivelul de activitate.

Welch și colab. (1958), așa cum s-a menționat mai sus, au făcut măsurători exacte ale cheltuielilor pentru soldații moderat activi și au ajuns la o cheltuială totală de energie de 3.300 kcal.

Milan și Rodahl (1961) au măsurat consumul de alimente pentru perioade lungi de timp într-o expediție antarctică și au raportat un aport mediu de 3.500 kcal. Deoarece subiecții locuiau în interior și erau sedentari, aportul a fost excesiv și a dus la o creștere a greutății corporale de aproximativ 200 g/săptămână.

Kark și colab. (1948) au făcut câteva estimări ale aportului caloric într-o expediție comună canadiană și americană de 3 luni în nordul canadian. A fost un exercițiu multifuncțional care a presupus testarea echipamentelor și a mașinilor. Aportul de alimente a fost estimat pentru soldații care călătoreau de cele mai multe ori cu snowmobilul. S-a raportat că s-au consumat 4.400 kcal/zi. Deoarece nu a existat nicio modificare a greutății corporale în timpul expediției, rezultatele sugerează că rația arctică ar trebui să conțină acel număr de calorii. Având în vedere nivelul de activitate al acestor subiecți și faptul că TEC a fost neglijabil, aportul de alimente raportat pare a fi destul de ridicat. În ceea ce privește metoda utilizată pentru a ajunge la aceste valori, „estimările consumului de alimente și a pierderilor au fost făcute din înregistrările alimentelor furnizate (21.000 de calorii pe zi pentru 4 bărbați) și din istoricul dietetic preluat de la bărbați” (p. 74). cuvinte, a fost lăsat fiecărui om să spună cât a mâncat.

Într-o recenzie recentă, sa susținut că această metodă nu este întotdeauna fiabilă și poate duce la erori substanțiale (Schoeller și colab., 1990). Ceea ce s-ar fi putut întâmpla este că o parte a rației a fost aruncată, așa cum se face în mod obișnuit pe câmp, dar s-a raportat că a fost mâncată. Această sugestie este făcută deoarece se estimează, pe baza studiilor deja menționate și având în vedere nivelul scăzut de activitate fizică implicată în conducerea vehiculelor, că aportul de alimente pentru a menține o greutate corporală constantă ar trebui să fie de aproximativ 3.000 kcal sau mai mic. Aceasta este cheltuiala unui bărbat de 70 kg angajat în activități zilnice echivalente cu aproximativ 1.000 kcal (mers pe jos 10 mile sau 16 km). Cheltuielile zilnice pentru conducerea unui vehicul nu sunt cu siguranță mai mari decât atât. Acest lucru ar însemna că două treimi din rație a fost suficientă pentru a menține un echilibru energetic echilibrat și că cealaltă treime a fost aruncată.

Un studiu mai recent a fost descris de Jones și colab. (1993) în care chestionarele au fost folosite și pentru estimarea aportului alimentar. Au fost obținute rezultate complet opuse. În timpul unei expediții arctice de 10 zile, aportul de energie al subiecților moderat activi a fost raportat a fi de 2.600 kcal/zi. Autorii au concluzionat că utilizarea chestionarelor pentru a estima consumul de alimente este adesea nesigură și că a condus în acest studiu specific la subestimarea valorilor reale.

APETITUL ȘI CÂȘTIGUL DE GREUTATE AL CORPULUI ÎN EXPEDIȚIILE ARCTICE

În cele șase studii menționate în Figura 12-5, greutatea corporală a fost luată înainte și după ce subiecții au rămas în regiunile arctice sau antarctice pentru perioade de 3 până la 12 luni. O creștere medie a greutății corporale de 1 kg/lună a fost observată în aceste expediții. Consumul excesiv de energie care cauzează acest câștig se explică prin modificări ale poftei de mâncare. Posibilii factori responsabili pentru creșterea poftei de mâncare în regiunile reci includ:

FIGURILE 12-5

Creșterea în greutate corporală în diferite expediții arctice care durează între 3 și 12 luni.