CC BY
387
УДК 004.42: 608.3 : 612.39
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ФАКТИЧЕСКОГО ПИТАНИЯ
Т.В.ЕСЕВА
Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар Es tat@mail.ru
Разработаны программы для ЭВМ «Модуль расчета рациона» и «Индивидуальная пищевая пирамида». «Модуль» предназначен для подсчета пищевой и энергетической ценности индивидуальных рационов питания и позволяет провести экспресс-оценку адекватности расчетных показателей физиологическим нормам. «Пирамида» служит для построения личной пирамиды месячного потребления пищи и дает возможность сравнить свой пищевой рацион с существующими «Пищевыми пирамидами», которые отражают принципы здорового питания. Программы могут применяться в профилактической медицине (кабинеты семейного врача, рабочее место врача-диетолога, медпункты предприятий и организаций) и для персонального использования.
Ключевые слова: компьютерная программа, расчет, рацион питания, пищевая пирамида
T.V.ESEVA. COMPUTER PROGRAMS FOR THE ASSESSMENT OF ACTUAL FEEDING
Two computer programs were developed in the Department of Ecological and Social Medicine of the Institute of Physiology, Komi Science Centre, Ural Branch, RAS. The first program is called "The module of calculation of a diet". This program counts consumption of proteins, fats, carbohydrates and energy by man with food and also carries out a fast (instant) assessment of the obtained data with official norms. The program works on 1) the method of 24-hour reproduction of food, 2) official reference materials on the content of proteins, fats, carbohydrates and energy in products and dishes, 3) base of images of habitual products and dishes with the indication of weight. The base of images was specially developed by the author. As a result of work of the "Module of Calculation of a Diet" program the conclusion about high, low and sufficient level of consumption of proteins, fats, carbohydrates and energy is made. Low or high level of the content of food ingredients in a diet leads to functional disorder in work of an organism or illness. This program allows to correct diet and normalize it. The second program is "An individual food pyramid". It shows frequency characteristics of food. The program works on 1) the method of frequency reproduction of food (FFQ) developed at the Institute of Food (Moscow); 2) the "Images of the Sizes of One Portion of Dishes and Food" base (79 products/dishes in various variations). The "Images of the Sizes of One Portion of Dishes and Food" base was specially developed by the author. The "Individual Food Pyramid" program shows to the patient his pyramid of monthly consumption of food. The individual pyramid is compared to "a pyramid of healthy feeding" which is widely known and popular.
Thus, the computer programs "Module of Calculation of a Diet" and "Individual Food Pyramid" study different dietary habits. These programs can be applied for correction of individual food behavior and for recommendations to the population on the principles of healthy eating.
Keywords: computer program, calculation, food ration, food pyramid
Здоровье человека зависит от множества внешних факторов, важнейшим из которых является питание. Характер питания определяет адаптацию организма к различным воздействиям внешней среды [1,2], при этом недостаток или избыток отдельных ингредиентов в пищевом рационе может приводить как к выраженным проявлениям заболеваний, так и снижению общего уровня функциони-
рования организма [3, 4]. Издание разработок, направленных на изучение особенностей питания и возможных способов его корректировки, является неотъемлемой прикладной задачей современной медицины.
В России существуют различные системы для оценки питания населения. В НИИ питания РАМН (г. Москва) разработана система диетологи-
ческой и медицинской помощи «Нутритест-ИП», проводящая диагностику нарушений пищевого статуса на основе частотного метода оценки фактического питания, но не доступная для широких масс людей. Известная автоматизированная система «АСПОН-питание», разработанная под руководством проф. И.М.Воронцова (БИМК-Д, г. С-Петер-бург, 1996) рассчитывает суточное потребление макронутриентов. Она используется для профилактических медицинских осмотров населения и также не предусматривает индивидуального использования. Легкодоступен программный продукт «Диетолог» (Центр «Эмос», г. Москва): он свободно распространяется в интернете, позволяет определить содержание питательных веществ, витаминов, макро- и микроэлементов в готовом блюде, но не предназначен для оценки суточного рациона. Многочисленные on-line счетчики интернета, позволяющие подсчитать энергетическую ценность индивидуальных рационов питания, помогают следить за соблюдением равновесия между поступающей с пищей энергией и расходуемой человеком во время жизнедеятельности, однако они не делают акцент на пищевую ценность рационов питания. Поскольку обеспечение нормальной жизнедеятельности организма возможно при условии его снабжения определенными количествами и соотношением пищевых веществ [5], необходимо учитывать поступление белков, жиров и углеводов, каждому из которых в обмене веществ принадлежит специфическая роль.
Нарушение сбалансированного питания неизменно приводит к существенным нарушениям физиологического состояния организма [6-8] и, в первую очередь, объясняется недостаточной информированностью и образованием населения в области питания и диеты. В связи с этим, особую актуальность приобретает необходимость создания легкого, доступного ив то же время наглядного способа оценки питания населением.
Для оценки фактического питания применяют метод воспроизведения 24-часового питания, разработанный и рекомендуемый Институтом питания РАМН [9]. Путем постановки вопросов обследуемых просят вспомнить съеденную накануне в течение 24 час пищу. Опрашиваемые воспроизводят по памяти то, что съели за предшествующие дню опроса сутки. При этом для определения количества пищи используют «Альбом порций продуктов и блюд», также разработанный и изданный Институтом питания [10]. Он представляет из себя набор цветных фотографий с изображением часто употребляемых порций пищи в натуральную величину с указанием веса каждой порции. Таким образом осуществляется перевод размера в граммы, что необходимо при последующей обработке информации. Процесс расчета фактического потребления белков, жиров, углеводов и энергии с пищей трудоемок для исследователя, долог и ненагляден для респондента.
Для облегчения подсчета пищевой и энергетической ценности рационов питания в отделе эко-
Рис. 1. Пример фотографий, входящих в базу «Весовые изображения порций продуктов и блюд».
логической и медицинской физиологии Института физиологии Коми НЦ УрО РАН была создана специальная компьютерная программа «Модуль расчета рациона» (авторы Е.Р.Бойко, Т.В.Есева, А.В.Евдокимов, свидетельство ГР № 2009612762 от 29.05.09). Подсчет потребляемых макронутриентов и энергии производится на основе официальных справочных таблиц содержания их в продуктах и блюдах [11]. Для более точного перевода размеров съеденной пищи в количественные показатели - в граммы - программой используется специально созданная для этого база данных «Весовые изображения порций продуктов и блюд» (авторы Т.В.Есева, Е.Р.Бойко, свидетельство ГР № 2009620084 от 17.02.09). Она представляет альбом цифровых фотографий (более 500 графических файлов формата *^рд), на которых изображены различные порции продукта/блюда с указанием веса (в граммах) каждой из них. Для установления истинного размера изображения в поле зрения имеется эталон, представленный монетой ценностью 2 руб. (рис. 1).
С помощью входящих в программу справочников происходит быстрое определение суточных норм физиологической потребности организма в основных макронутриентах и энергии, разработанных Институтом питания РАМН и утвержденных Роспотребнадзором (2008 г.) [12] в зависимости от индивидуальных данных обследуемого (пол, дата рождения, вес, рост, характер трудовой деятельности). В результате работы программы производится подсчет пищевой и энергетической ценности индивидуальных рационов питания и экспресс-оценка соответствия их нормам (рис.2). Таким образом,
пользователь может сделать вывод об оптимальности своего питания, об адекватности поступления незаменимых пищевых веществ, необходимых для развития и функционирования своего организма.
В отличие от известных российских аналогов, разработанная нами программа позволяет легко и удобно перевести объем съеденной пищи в граммы и, следовательно, более точно рассчитать пищевую и энергетическую ценность суточных рационов питания с последующей их оценкой, что обуславливает возможность ее индивидуального применения. Кроме того, обозначилась «обучающая» функция «Модуля» - пользователь может разрабатывать индивидуальное меню, адекватное рекомендуемым физиологическим нормам, подбирая продукты и блюда (а также их количество).
В настоящее время мы успешно используем «Модуль расчета рациона» в своей научной работе для определения качественных и количественных показателей индивидуальных рационов питания разных возрастных групп населения. С помощью программы обследовано фактическое питание более 2 тыс. жителей Республики Коми - работников производств с вредными условиями труда (целлюлозно-бумажная и нефтегазовая промышленность), офисных работников, спортсменов, работников оперативных служб, учащихся средних и высших учебных заведений.
Программа «Модуль расчета рациона» внедрена в учебный процесс по курсу «Биохимия питания» в ФГБОУ ВПО «Калмыцкий государственный университет», в ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия», получены и другие
Модуль расчета рациона
Данные
Срочная норма: Белки: £5 гр. Жиры: Л] гр. Углеводы: 303 гр. Калории: 2100 ККал
N-п/п Проадкт Граммы 1 Белки |Жиры Углеводы 1 ККалорни
1. Батон 75.00 5,78 2.10 36.33 194,25
2. Здоровье кдриная колбаса 150,00 27.00 14.25 0.00 247,50
_3. Сахар 28.00 0.00 0.00 27,94 112,00
4. Кофе Maxwell House 4,00 0,88 0,12 0,00 4,40
5. Конфеты шоколад. (СРЕДИ) 20,00 0,92 4.24 13,60 100 00
6 Пельмени (СРЕДИ) 130.00 15.73 15.34 13,13 340. Ё0
7. Хлеб ржаной Формовой 25,00 1.85 0.3С 10.45 53,00
G Майонез (СРЕДИ) 50,00 1.20 29,50 0.75 312,00
Э. Печенье сахарное | 45,00 4,4 Б 4.41 3D.42 184,05
_10. Сашки (СРЕДИ) 35,00 3,47 151 24,05 126,35
_ Итого: 562.00 Л.87 157,171 1674,15
Рис. 2. Визуальные эффекты при работе с программой «Модуль расчета рациона».
акты о внедрении. Около 50 экземпляров программы приобретены населением в индивидуальное пользование. В 2012 г. «Модуль расчета рациона» отмечен бронзовой медалью Салона изобретений и инновационных технологий «Архимед» (г. Москва).
Для обучения населения принципам здорового питания широко применяются разработанные под руководством ученых-диетологов рекомендации о пирамиде пищевых продуктов. Пирамида позволяет выработать правильное пищевое поведение, показывая, сколько продуктов каждого типа следует потреблять, чтобы питание было полноценным и поддерживало оптимальное здоровье [13-15].
В основании пирамиды - зерновые продукты, которые обеспечивают организм сложными углеводами, витаминами, минералами и клетчаткой. На следующем уровне - фрукты и овощи, богатые витаминами, минералами и клетчаткой, однако бедные жирами. Следующие две группы - молочные продукты и продукты животного происхождения - главные источники белков, кальция, железа, цинка и других питательных веществ, однако многие из этих продуктов содержат также много жиров и холестерина. Жиры, масла и сладости занимают вершину пирамиды и потреблять их следует в умеренном количестве. Пирамида предлагает размеры ежедневных порций по каждой группе продуктов [13, 15].
В настоящее время некоторые зарубежные интернет-ресурсы имеют свои версии пищевой пирамиды, но данные программы написаны на языке стран-разработчиков, что резко снижает доступность их использования населением России.
В 2013 г. на базе отдела экологической и медицинской физиологии Института физиологии Коми
Пирамида питания
НЦ УрО РАН была создана программа «Индивидуальная пищевая пирамида» (авторы Т.В. Есева, Е.Р. Бойко, А.В.Евдокимов, свидетельство ГР № 2013660660 от 14.11.2013), предназначенная для построения пирамиды месячного питания. При работе с программой пациенту предлагается оценить частоту употребления различных продуктов и блюд за прошедший месяц посредством выбора нужного варианта ответа из «не употреблял», «1-2 раза/мес», «3-4 раза/мес», «2-3 раза/мес», «4-6 раза/нед», «1-2 раза/день», «3-4 раза/день», «5 и более раза/день» (рис. 3). При этом список продуктов/блюд и варианты ответов соответствуют «Вопроснику по изучению частоты потребления пищи за предшествующий месяц», разработанному ФГБУ «НИИ питания» РАМН.
Для определения размеров одной порции предполагается использование специально созданной базы данных «Изображения размеров одной порции блюд и продуктов питания» (авторы Т.В.Есева, Е.Р.Бойко, свидетельство ГР № 2012620772 от 18.06.2012). Программа позволяет сравнить личную пирамиду фактического месячного потребления пищи с существующими «Пищевыми пирамидами», разработанными диетологами и отражающими принципы правильного питания, и при необходимости скорректировать свое пищевое поведение.
Таким образом, созданные на базе отдела экологической и медицинской физиологии человека компьютерные программы «Модуль расчета рациона» и «Индивидуальная пищевая пирамида», направленные на изучение особенностей питания, могут применяться для корректировки индивидуального пищевого поведения и обучения населения принципам здорового питания.
Шаг: 12 из 79
П Не употреблял
П 4-6 раз в неделю
01-2 раза в месяц
П 1-2 раза в день
П 3-4 раза в месяц □ 3-4 раза в день
П 2-3 раза в неделю
□ 5 и более раз в день
О
Рис. 3. Визуальные эффекты при работе с программой «Индивидуальная пищевая пирамида».
Работа выполнена при финансовой поддержке Президиума УрО РАН и ДВО РАН (проект № 12-С-4-1026 и № 12-С-4-1021), грант РГНФ
№ 13-16-11001 и Правительства Республики Коми.
Литература
1. Козлов А.И. Экология питания: Курс лекций. М.: МНЭПУ, 2002. 184 с.
2. Панин Л.Е. Энергетические аспекты адаптации. Л.: Медицина, 1978. 189 с.
3. Мартинчик А.Н., Маев И.В., Петухов А.Б. Питание человека (основы нутрициологии). М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2002. С. 234-287.
4. Питание здорового и больного ребенка / Под ред. В.А.Тутельяна, И.Я.Коня, Б.С.Коганова. М.: Издательский Дом «Династия», 2007. 324 с.
5. Справочник по диетологии / Под ред. А.А.Покровского, М.А.Самсонова. М.: Медицина, 1981. 704 с.
6. Доценко ВА Болезни избыточного и недостаточного питания: Учебное пособие. СПб.: Фолиант, 2004. С. 21-35.
7. Агаджанян НА., Телль Л.З., Циркин В.И., Чеснокова СА Физиология питания // Физиология человека. М.: Медицинская книга, Н.Новгород: НГМА, 2003. С.354-369.
8. Рацион питания и предупреждение хронических заболеваний // ВОЗ. Серия технических докладов, 2003. 196 с.
9. Методические рекомендации по оценке количества потребляемой пищи методом 24-часового (суточного) воспроизведения питания: метод. рекомендации. НИИ Питания РАМН / Сост. А.Н.Мартинчик. М.: Красный пролетарий, 1996. 19 с.
10. Мартинчик А.Н., Батурин А.К., Баева В.С. и др. Альбом порций продуктов и блюд. М.: Институт питания РАМН, 1995. 64с.
11. Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов / Под ред. И.М.Скури-хина и М.Н.Волгарева. М.: Агропромиздат, 1987. Т.1. 253 с.
12. Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения Российской Федерации. Утв. Роспотребнадзором 18.12.08 г. [Электронный ресурс] // КонсультантПлюс [Офиц. Сайт]. URL: http: / /base.consultant.ru /cons / cgi/online.cgi?req=doc;base=LAW;n=106639 (дата обращения: 18.12.2014).
13. Bach-Faig А., Berry E.M., Lairon D., et al. Mediterranean diet pyramid today. Science and cultural Updates // Public Health Nutrition: 14(12A), 2274-2284.
14. Walter C, Stampfer W., Stampfer M. Rebuilding the Food Pyramid // Scientific American, 2003. V.288. N 1. P. 64-71.
15. Королев АА Гигиена питания: учебник. М.: Academia, 2008. С.219-222.
References
1. Kozlov AI. Jekologija pitanija: Kurs lekcij [Food ecology: a course of lectures]. M.: MNEPU, 2002. 184 p.
2. Panin L.E. Jenergeticheskie aspekty adaptacii [Energetic aspects of adaptation]. L.: Medicina, 1978. 189 p.
3. Martinchik AN, Maev I.V., Petuhov A.B. Pita-nie cheloveka (osnovy nutriciologii) [Food intake of man (bases of threpsology)]. M.: GOU VUNMC MZ RF, 2002. P. 234-287.
4. Pitanie zdorovogo I bol'nogo rebenka [Feeding of healthy and sick child]/ Ed. V.A.Tutelyan, I.Ja.Kon', B.S.Koganov. M.: Izdatel'skij Dom «Dinastija»["Dynasty" Publ.House], 2007. 324 p.
5. Spravochnik po dietologii [Reference book on dietology] / Ed. A.A.Pokrovsky, M.A.Samso-nov. M.: Medicina, 1981. 704 p.
6. Docenko VA Bolezni izbytochnogo I nedosta-tochnogo pitanija: Uchebnoe posobie [Illnesses of supranormal and insufficient dietary intake: Teaching aid]. SPb.: Foliant, 2004. P. 21-35.
7. Agadzhanjan NA, Tell' L.Z., Cirkin V.I., Ches-nokova SA. Fiziologija pitanija [Physiology of food intake] // Fiziologija cheloveka [Physiology of man]. M.: Medicinskaja kniga [Medical Book], N.Novgorod: NGMA Publ., 2003. P.354-369.
8. Racion pitanija I preduprezhdenie hronicheskih zabolevanij [Food ration and prevention of chronic diseases]//WHO. Serija tehnicheskih dok-ladov [Series of technical reports], 2003. 196 p.
9. Metodicheskie rekomendacii po ocenke kolich-estva potrebljaemoj pishhi metodom 24-chasovogo (sutochnogo) vosproizvedenija pi-tanija: metod. Rekomendacii. NII Pitanija RAMN [Methodical recommendations on assessment of quantity of consumed food by method of 24-hour (daily) reproduction of food: methodical recommendations. Sci. Res. Inst. Of Nutrition of the Russian Acad. of Med. Sci. (Compiled by A.N.Martinchik). M.: Krasnyj proletarij (Red Proletarian), 1996. 19 p.
10. Martinchik A.N., Baturin A.K., Baeva V.S., Peskova E.V., Larina T.I., Zaburkina T.G. Al'bom porcij produktov I bljud [An album of portions of products and dishes]. M.: Institut pitanija RAMN [Inst. of Nutrition, Russian Acad. of Med.Sci.], 1995. 64p.
11. Himicheskij sostav pishhevyh produktov. Spra-vochnye tablicy soderzhanija osnovnyh pish-hevyh veshhestv I jenergeticheskoj cenno-sti pishhevyh produktov [Chemical composition of foodstuff. Help tables of the content of basic food substances and energetic value of foodstuff]/ Eds. I.M.Skurikin and M.N.Volgarev. M.: Agropromizdat, 1987. T.1. 253 p.
12. Normy fiziologicheskih potrebnostej v pishhevyh veshhestvah I jenergii dlja razlichnyh grupp naselenija Rossijskoj Federacii. Utv. Rospotrebnadzorom 18.12.08 g. [Jelektronnyj resurs] [Norms of physiological requirements
for foodstaff and energy for various groups of the population of the Russian Federation. Confirmed by Rosportrebnadzor 18.12.08] [Electronic resource]// Konsul'tantPljus [Consul-tantPlus] [Official Site]. URL: http://base. consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc; base=LAW;n=106639 (data obrashhenija: 18.12.2014).
13. Bach-Faig А., Berry E.M., Lairon D, Reguant J., Trichopoulou A., Dernini S., Medina F.X., Battino M., Belahsen R., Miranda G. and Ser-
ra-Majem L. Mediterranean diet pyramid today. Science and cultural Updates // Public Health Nutrition: 14(12A), 2274-2284.
14. Walter C., Stampfer W., Stampfer M. Rebuilding the Food Pyramid // Scientific American, 2003. Vol.288 No. 1. P. 64-71.
15. Korolev AA. Gigiena pitanija: uchebnik [Hygiene of food: textbook]. M.: Academia, 2008. S.219-222.
Статья поступила в редакцию 22.05.2014.
