Yếu tố di truyền

Hiện tại khoảng một nửa đến 1/3 nguy cơ thừa cân của một cá nhân có thể được giải thích bằng yếu tố di truyền.

Những nghiên cứu gần đây trên những người sinh đôi, sinh ba hay trên con nuôi của một số gia đình cho thấy di truyền là một yếu tố rất quan trọng

gây ra béo phì. Sự tham dự về phần di truyền của bệnh tương ứng với sự di truyền đa gen, có nghĩa là có nhiều gen cùng tham gia.

2.4.4.3. Khẩu phần và thói quen ăn uống của trẻ béo phì

Đáng ngạc nhiên là mối quan hệ giữa chế độ ăn uống và béo phì ở trẻ em ở lứa tuổi mẫu giáo rất ít nghiên cứu, nhưng dường như có sự tương tác giữa sự thèm ăn, thành phần dinh dưỡng, chế độ ăn, thành phần bữa ăn và ảnh hưởng của bố mẹ. Nghiên cứu về các yếu tố dinh dưỡng của bệnh béo phì ở trường mầm non đã tập trung vào vai trò của lượng tiêu thụ năng lượng tổng thể hoặc sự đóng góp của các chất dinh dưỡng đa lượng.

Các báo cáo từ các nghiên cứu điều tra sự liên quan giữa lượng năng lượng hấp thu và béo phì ở trẻ mầm non thể hiện nhiều mâu thuẫn. Hai nghiên cứu đã phát hiện ra rằng năng lượng hấp thu cao có liên quan đến việc gia tăng nguy cơ béo phì, trong khi đáng ngạc nhiên là một thử nghiệm đối chứng ngẫu nhiên cho thấy rằng năng lượng hấp thu thấp hơn trong những năm trước tuổi đi học có liên quan đến gia tăng nguy cơ béo phì sau này. Sự khác biệt này có thể gây ra những khó khăn trong việc đánh giá lượng năng lượng hấp thu.

Một số nghiên cứu đã điều tra mối liên hệ giữa lượng chất dinh dưỡng đa lượng và sự phát triển của chứng béo phì ở trẻ mẫu giáo. Bằng chứng chỉ ra sự liên hệ chặt chẽ giữa lượng Protein hấp thu và nguy cơ béo phì. Ví dụ, một nghiên cứu đã chỉ ra rằng lượng chất đạm hấp thu cao hơn trong những năm mẫu giáo gây tăng gấp đôi nguy cơ bị thừa cân. Lượng Protein hấp thu cao hơn cũng liên quan đến độ tuổi dễ mắc béo phì thấp, đó là thời điểm mà BMI bắt đầu tăng lên sau khi đạt đến điểm cực tiểu ở độ tuổi ấu thơ (thường là từ 4 đến 8 tuổi), nó có liên quan với tăng nguy cơ béo phì sau này.

Mặc dù có dữ liệu chứng minh giả thuyết rằng lượng chất đạm cao trong thời kì sơ sinh và thời thơ ấu làm tăng xu hướng béo phì. Nhưng nhìn chung,

bằng chứng chỉ ra vai trò của chế độ ăn uống đơn thuần trong sự phát triển của bệnh béo phì ở trường mầm non còn hạn chế.

2.4.4.4. Hoạt động thể chất của trẻ béo phì

Bằng chứng cho thấy rằng tăng hoạt động thể chất làm giảm nguy cơ béo phì ở trẻ mầm non. Một nghiên cứu cắt ngang cho thấy trẻ em có hoạt động thể chất thấp hơn có nguy cơ dư thừa mỡ trong cơ thể gấp 4 lần. Sự ảnh hưởng của hoạt động thể chất lên bệnh béo phì có thể rất đáng kể. Ví dụ, ở Thái Lan, có báo cáo cho rằng trẻ em mầm non có mức hoạt động thể chất thấp có nguy cơ béo phì tăng gấp 2 lần so với trẻ em có mức hoạt động thể chất bình thường.

Cường độ hoạt động thể chất có thể đặc biệt quan trọng trong việc ảnh hưởng đến nguy cơ béo phì. Ví dụ, một nghiên cứu đã chỉ ra rằng trẻ em thừa cân dành ít hơn 9 phút trong hoạt động thể chất mạnh hàng ngày so với trẻ bình thường. Do đó, chỉ cần sự khác biệt nhỏ trong hoạt động thể chất cũng có thể ảnh hưởng tới sự phát triển của bệnh béo phì.

Mặc dù sự ảnh hưởng của hoạt động thể chất tới bệnh béo phì ở trẻ mầm non là rõ ràng. Tuy nhiên, hầu hết trẻ em ở lứa tuổi mẫu giáo không đạt được đề nghị 60 phút hoạt động thể lực vừa phải hàng ngày.

2.4.4.5. Một số nguyên nhân khác

Gần đây, các yếu tố phát triển trong thời kì đầu như dinh dưỡng và mô hình tăng trưởng sớm đã cho thấy ảnh hưởng đến nguy cơ béo phì sau này. Ví dụ, tăng trưởng nhanh trong thời kì sơ sinh có liên quan mật thiết đến nguy cơ béo phì. Ví dụ, khẩu phần Protein hấp thu trong thời kì đầu của trẻ uống sữa hộp đã được báo cáo là lớn hơn 70% so với của trẻ bú sữa mẹ, điều này có thể làm tăng tỉ lệ tăng trưởng của trẻ sơ sinh và do đó tăng nguy cơ béo phì sau này. Bằng chứng ủng hộ giả thuyết này xuất phát từ một thử nghiệm lớn với hơn 1000 trẻ sơ sinh, trong đó trẻ sơ sinh được phân ngẫu nhiên vào chế độ ăn

Protein cao hơn trong năm đầu tiên, kết quả cho thấy có sự tăng trọng lượng ở thời kì sơ sinh và BMI ở trẻ lớn hơn 2 tuổi.

Cơ chế tác động của dinh dưỡng và sự phát triển của trẻ sơ sinh đối với sự phát triển của chứng béo phì còn chưa được hiểu rõ. Tuy nhiên, các nghiên cứu trên động vật cho thấy hệ nội tiết cân bằng năng lượng phát triển trong thời kì sau sinh có thể được kiểm soát bởi hoạt động của các hooc môn như insulin và leptin trên hệ thần kinh trung ương. Các yếu tố môi trường bao gồm dinh dưỡng tác động sự thèm ăn do đó có thể ảnh hưởng đến sự phát triển nguy cơ béo phì. Ví dụ, ở chuột bị hạn chế tăng trưởng do thiếu dinh dưỡng trong tử cung và sau khi cho ăn quá mức sau sinh dẫn đến tăng cân và béo phì trong tuổi trưởng thành.

Vai trò của các yếu tố dinh dưỡng phát triển trong thời kì sơ sinh chủ yếu dựa vào sữa. Tuy nhiên, giai đoạn tuổi mẫu giáo là thời điểm quan trọng mà thói quen ăn uống được hình thành, với những ảnh hưởng tiềm ẩn suốt đời liên quan tới béo phì. Chẳng hạn, sự thèm ăn ở trẻ mầm non ảnh hưởng mạnh đến độ béo phì sau đó. Việc hình thành sở thích về một loại thực phẩm nào đó và tiêu thụ nhiều loại thực phẩm giàu năng lượng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của chứng béo phì.

Lựa chọn thực phẩm là yếu tố quyết định chủ đạo trong sự đa dạng khẩu phần ăn. Cả sở thích và sự đa dạng thực phẩm đều bắt đầu từ những năm đầu đời và do đó các thói quen ăn uống hình thành trong thời thơ ấu có xu hướng kéo dài suốt cuộc đời. Ngày nay sự đa dạng hơn về lựa chọn thực phẩm dinh dưỡng có liên quan đến việc tăng năng lượng hấp thu và nguy cơ béo phì ở một số nhưng không phải ở tất cả các nghiên cứu, có thể sự hấp thu các thực phẩm giàu năng lượng ở mỗi người là khác nhau.

2.4.5. Hậu quả của béo phì

Thừa cân và béo phì đang là mối đe dọa nghiêm trọng tới sức khỏe con người. Trọng lượng dư thừa ở bất kỳ lứa tuổi nào đều không tốt cho sức khoẻ. Nhiều nghiên cứu cho thấy có sự tiến triển trực tiếp từ một trẻ béo tới một người lớn béo. Người ta nhận thấy 50% phụ nữ trưởng thành mắc béo phì ở tuổi thanh thiếu niên, 30% người lớn đã béo trong suốt thời kỳ trẻ em, 80% thanh thiếu niên sẽ tiếp tục béo khi trưởng thành và mức độ béo càng nghiêm trọng ở trẻ thì béo càng dai dẳng ở tuổi trưởng thành. Do sự gia tăng các nguy cơ bệnh lý cộng với các yếu tố xã hội, người béo phì trung bình sẽ giảm 6 - 10 năm tuổi thọ.

STT Các hậu quả thường gặp Các hậu quả ít gặp

1 Tăng trưởng sớm: tăng chiều cao,

dậy thì sớm Tăng huyết áp

2 Rối loạn tâm thần Già u não

3 Tăng Lipit máu Đái tháo đường

4 Không dung nạp Glucose Ngừng thở khi ngủ

5 Gan thoái hóa mỡ và sỏi mật Bệnh buồng trứng đa nang

Bảng 2.18: Hậu quả của béo phì

2.4.5.2. Tăng nguy cơ mắc bệnh tử vong

Theo Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh Hoa Kì (Centers for Disease Control and Prevention, CDC) ước tính 112.000 trường hợp tử vong mỗi năm có liên quan đến chứng béo phì. Béo phì làm cho người bệnh có nguy cơ mắc hơn 30 bệnh mãn tính khác. Các bệnh này bao gồm: tiểu đường tuýp 2, cholesterol cao, cao huyết áp, sỏi mật, bệnh tim, bệnh gan nhiễm mỡ, ngưng thở khi ngủ, trào ngược dạ dày thực quản, không kiềm chế stress, suy tim, bệnh thoái hóa khớp, dị tật bẩm sinh, sẩy thai, hen suyễn và các bệnh hô hấp khác.

Chi phí chăm sóc sức khoẻ của người Mĩ bị béo phì lên tới khoảng 147 nghìn tỉ USD mỗi năm và con số này đã tăng lên đáng kể trong những năm sau. Viện nghiên cứu toàn cầu McKinsey công bố con số của Vương Quốc Anh là 1,3 nghìn tỉ bảng, tương đương khoảng 2,8% tăng trưởng kinh tế hàng năm, làm thâm hụt ngang 47 tỉ bảng lợi nhuận kinh tế quốc gia.

2.4.6. Giải pháp phòng chống béo phì ở trẻ em

2.4.6.1. Về chế độ ăn của trẻ

Việc xây dựng chế độ ăn hợp lí cho trẻ là cần thiết. Tuy nhiên không phải nhằm mục đích cắt giảm số năng lượng được cung cấp đến mức tối đa để đạt mục tiêu giảm cân trong điều trị béo phì, vì một nguyên tắc quan trọng trong điều trị béo phì ở trẻ em là không đặt mục tiêu giảm cân mà chỉ làm giảm tốc độ tăng cân. Thực chất trẻ vẫn phải ăn chế độ phù hợp với nhu cầu sinh lí của trẻ hoặc chỉ phải giảm chút ít, đặc biệt vẫn phải đảm bảo nhu cầu đạm và Canxi của trẻ (sữa, thịt, cá, trứng, ..).

Quá trình giảm cân cần phải khoa học, giảm từ từ, giúp cơ thể dễ thích nghi cũng như đạt hiệu quả giảm cân bền vững. Hãy đặt mục tiêu giảm cân 1 - 2 kg mỗi tháng là hợp lí. Muốn vậy, cần phải kiên trì, duy trì chế độ dinh dưỡng vận động hợp lý trong suốt quá trình giảm cân cũng như sau khi đã đưa cân nặng về mức lý tưởng.

Để giảm cân, giảm lượng mỡ thừa cần chế độ ăn uống và hoạt động thể lực hợp lí. Cụ thể, cần có chế độ ăn thấp năng lượng, cân đối, ít đường, đủ đạm, Vitamin, nhiều rau quả. Từng bước giảm năng lượng trong từng khẩu phần ăn, mỗi tuần giảm khoảng 300kcal/ngày so với khẩu phần trước đó, cho đến khi đạt năng lượng tương ứng đến mức BMI. Chẳng hạn [9]:

- BMI từ 23,00 - 24,99: Năng lượng đưa vào một ngày là 1500kcal. - BMI từ 25,00 - 29,99: Năng lượng đưa vào một ngày là 1200kcal. - BMI từ 30,00 - 39,99: Năng lượng đưa vào một ngày là 1000kcal.

- BMI ≥ 40,00: Năng lượng đưa vào một ngày là 800kcal.

2.4.6.2. Về chế độ vận động của trẻ

- Điều chỉnh chế độ sinh hoạt phù hợp, không thức khuya, dậy muộn. - Tăng cường hoạt động thể lực, tập thể dục mỗi ngày nhằm mục đích tiêu hao năng lượng dự trữ dưới dạng mô mỡ, tăng khối cơ bắp và khối xương qua đó giảm các vùng lỏng lẻo của cơ thể, hạn chế khu vực phát triển của các tế bào mỡ.

- Hạn chế thời gian trẻ ngồi xem tivi, trò chơi điện tử dưới 1 giờ/ngày. - Không nên bắt trẻ học quá nhiều, tạo điều kiện để trẻ được vui đùa, chạy nhảy sau những giờ học căng thẳng.

- Khuyến khích trẻ tham gia các trò chơi vận động phù hợp với lứa tuổi như: đá bóng, chơi cầu lông, bơi lội, nhảy dây, đá cầu… hướng dẫn trẻ tìm được môn thể thao ưa thích sẽ giúp trẻ hứng thú hơn.

- Khuyến khích trẻ tham gia giúp cha mẹ một số công việc nhà như: quét dọn, rửa chén bát, thu dọn đồ chơi, chăm sóc em nhỏ…

- Khuyến khích trẻ đi bộ đến lớp nếu ở gần trường học, không dùng cầu thang máy mà đi cầu thang bộ.

CHƯƠNG 3

CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 3.1. Phân tích, thiết kế

Theo tài liệu [1], [2], [5] và [10] cho thấy việc ứng dụng các phương pháp Sử dụng mô hình suy diễn; kĩ thuật Trí tuệ nhân tạo (AI); Giải thuật di truyền (GA) hay Mạng Neural hiện tại đã giải quyết được một số vấn đề chính:

- Các bữa ăn đã được sắp xếp và hợp lí về giá thành, không có món kị nhau trong một bữa ăn.

- Hệ thống có thể đưa ra lịch thực đơn cho các khoảng thời gian khác nhau mà vẫn đảm bảo được tỉ lệ dinh dưỡng và năng lượng.

Trong phạm vi của nghiên cứu này chúng tôi sử dụng kết hợp phương pháp tìm kiếm cổ điển và giải thuật di truyền. Các bước thực hiện được mô tả như sau:

Input: Chiều cao; Cân nặng; Tuổi; Giới tính.

Output: Thực đơn và tỉ lệ các thành phần dinh dưỡng trong thực đơn.

Alg:

- Bước 1: Tính BMI [4].

- Bước 2: Xác định số Kcal tương ứng với BMI.

- Bước 3: Xác định phân phối tỉ lệ P, L, G dựa vào độ tuổi.

- Bước 4: Dựa vào tỉ lệ phân phối xác định lượng P, L, G tương ứng. - Bước 5: Dựa vào bảng CSDL [3] tính toán và lên thực đơn sao cho tương ứng với lượng P, L, G vừa tính được trước đó.

- Bước 6: Xuất thực đơn theo từng lựa chọn của hệ thống.

3.2. Mô hình toán học của bài toán

Cần xây dựng hệ hỗ trợ xác định thực đơn khẩu phần dinh dưỡng với yêu cầu đảm bảo dinh dưỡng theo quy định, không béo phì và chi phí cho 1 khẩu phần ăn là rẻ nhất.

 Dữ liệu đầu vào của bài toán

Kí hiệu:

- Các loại thực phẩm: x x1, 2,...,xn

- Lượng nguyên liệu trong 1 đơn vị thực phẩm xk là:  1, 2,...,n

Khi đó: thực đơn  được xác định bởi công thức: 1 1x 2x2 ... nxn      Trong đó:  1  2  ... n 1  0,1 k    Các ràng buộc cơ bản

 Đối với thực phẩm nguyên liệu xk:

- Giá thị trường là: Pk

- Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong 1 loại thực phẩm: + Hàm lượng Protein: C1k

+ Hàm lượng Lipit: C2k

+ Hàm lượng Gluxit: C3k

 Đối với thực đơn :

- Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong 1 thực đơn: + Hàm lượng Protein: d1

+ Hàm lượng Lipit: d2

Tổng số Kcal trong 1 thực đơn được xác định như sau: 1 2 3 4* 9* 4* kcal  d  d  d   Điều kiện

- Đảm bảo đầy đủ các chất dinh dưỡng (nhóm đại lượng: P, L, G). - Hàm lượng Kcal tương ứng với chỉ số BMI.

- Không béo phì.

- Giá thành cho 1 khẩu phần ăn là rẻ nhất.  Mô hình hóa: 11 1 12 2 1 1 21 1 22 2 2 2 31 1 32 2 3 3 1 2 ... ... ... , ,..., 0 n n n n n n n C C C d C C C d C C C d                                  Hàm mục tiêu: 1 1 2 2 ( ) ... n n f x P P  P Min

Đối với bài toán trên chúng ta có thể sử dụng giải thuật di truyền GA để xác định nghiệm tối ưu.

Để thực hiện giải thuật di truyền GA đối với bài toán này, chúng ta sử dụng việc mã hóa bằng cách mỗi zen được mô tả bằng một vecto X ( ,x x x1 2, 3) trong đó:

1

x là tỉ lệ phần trăm của lượng Protein trong 1 đơn vị thức ăn. 2

x là tỉ lệ phần trăm của lượng Lipit trong 1 đơn vị thức ăn. 3

x là tỉ lệ phần trăm của lượng Gluxit trong 1 đơn vị thức ăn. Điều kiện cần thỏa mãn trong quá trình sinh sản và lai ghép là:

1 2 3 1

x x  x

𝒁𝒆𝒏_𝒄𝒐𝒏 = 𝒓 × 𝒁𝒆𝒏_𝒃ố + (𝟏 − 𝒓) × 𝒁𝒆𝒏_𝒎ẹ, 𝟎 < 𝒓 < 𝟏

thì toán tử lai ghép là hoàn toàn hợp lệ.

Trong thuật toán, ta sử dụng phương pháp trọng số để xác định hàm mục