Presnova in energija je kombinacija fizikalnih, kemičnih in fizioloških procesov asimilacija hranila v telesu, da sprosti energijo. V metabolizmu (metabolizem) ločimo dva medsebojno povezana, vendar večsmerna procesa - anabolizem in katabolizem. Anabolizem je skupek biosintetskih procesov organske spojine, sestavine celic, organov in tkiv iz absorbiranih hranil. Katabolizem so procesi cepitve kompleksnih komponent na preproste snovi zagotavljanje energetskih in plastičnih potreb telesa. Vitalna aktivnost telesa je zagotovljena z energijo zaradi anaerobno in aerobna katabolizem prehranskih beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov.

Glavna menjalnica imenujemo količino energije, ki jo telo porabi v popolnem počitku mišic, 12-14 ur po obroku in pri temperaturi okolja 20-22 ° C. Bazalni metabolizem ohranja telo pri življenju na najnižji ravni aktivnosti. živčni sistem, srca, dihalni aparat, prebava, endokrine žleze, procesi izločanja, počitek skeletna mišica. Tudi v pogojih popolnega počitka v celicah in tkivih se metabolizem - osnova življenja organizma - ne ustavi. Indikator glavnega metabolizma je proizvodnja toplote v kcal na 1 uro na 1 kg telesne teže in je enaka 1 kcal.

Vodilna vloga pri presnovi pripada funkcionalnemu stanju živčnega sistema, njegovi regulaciji ravni presnove v organih in tkivih, ohranjanju relativne konstantnosti sestave beljakovin, kemična sestava krvi, temperature itd. razmeroma neodvisno od sprememb zunanje okolje, pri različni pogojiživljenje. Delovanje endokrinih žlez pomembno vpliva tudi na bazalni metabolizem. Na primer, stopnja bazalnega metabolizma se poveča s povečanjem delovanja Ščitnica in, nasprotno, zmanjša z zmanjšanjem njegovih funkcij in hipofize. S povečanjem telesne temperature za 1 ° C se bazalni metabolizem poveča v povprečju za 10%. V hladnem podnebju se bazalni metabolizem poveča, v vročem podnebju pa zmanjša za 10-20%. Med spanjem se zaradi sprostitve skeletnih mišic zmanjša na 13%. Med stradanjem se stopnja bazalnega metabolizma zmanjša. Od 20 do 40 let se bazalni metabolizem vzdržuje na približno enaki ravni, nato pa postopoma pada: pri moških na 7%, pri ženskah na 17%.

Splošni metabolizem- Pojavi se v normalnih pogojih. Je bistveno višji od bazalnega metabolizma in je odvisen predvsem od aktivnosti skeletnih mišic ter povečane aktivnosti notranji organi. Kilokalorije, porabljene v tem primeru, ki presegajo osnovno presnovo, imenujemo motorične kalorije. Intenzivnejša kot je mišična aktivnost, več motoričnih kalorij in višja je skupna presnova. Z duševnim delom se skupni metabolizem rahlo poveča - za 2-3%, če pa duševno delo spremlja mišična aktivnost - za 10-20%.

Do znatnega povečanja metabolizma pride tudi med prebavo hrane, kar imenujemo njeno specifično dinamično delovanje. Ker prebava beljakovin zahteva posebno veliko porabo energije, je specifično dinamično delovanje beljakovin še posebej veliko. V povprečju se po zaužitju beljakovinske hrane bazalni metabolizem poveča za 30-37%, po maščobah in ogljikovih hidratih pa za 4-6%.

Presnova beljakovin

Beljakovine so glavni plastični material, iz katerega so zgrajene celice in tkiva telesa. So sestavni del mišice, encimi, hormoni, hemoglobin, protitelesa in druge vitalne tvorbe. Beljakovine so sestavljene iz različnih amino kisline, ki so razdeljeni na zamenljive in nenadomestljive. Zamenljiva aminokisline se lahko sintetizirajo v telesu in nenadomestljiv(valin, levcin, izolevcin, lizin, metionin, triptofan, fenilalanin, arginin in histidin) pridejo samo s hrano.

Beljakovine, ki vstopajo v telo, se v črevesju razgradijo na aminokisline in se v tej obliki absorbirajo v kri ter prenesejo v jetra.V primeru prekomernega vnosa beljakovin s hrano, potem ko se od njih odcepijo amino skupine , se v telesu spremenijo v ogljikove hidrate in maščobe.V človeškem telesu ni beljakovinskih depojev.

Poleg glavne, plastične funkcije, lahko beljakovine igrajo vlogo virov energije. Pri oksidaciji v telesu 1 g beljakovin sprosti 4,1 kcal energije. končnih izdelkov razgradnjo beljakovin v tkivih so sečnina, Sečna kislina, amoniak, kreatin, kreatinin in nekatere druge snovi. Iz telesa jih izločajo ledvice in deloma žleze znojnice.

Stanje presnove beljakovin v telesu ocenjujemo po ravnovesju dušika, to je razmerju med količino dušika, ki vstopi v telo, in njegovo količino, ki se izloči iz telesa. Če je ta številka enaka, se imenuje država ravnotežje dušika. Stanje, v katerem absorpcija dušika presega izločanje dušika, se imenuje pozitivno dušikovo ravnovesje. Značilen je za rastoče telo, športnike med treningom in ljudi, ki so imeli bolezni. Pri popolnem ali delnem stradanju beljakovin, pa tudi pri nekaterih boleznih, se absorbira manj dušika, kot se izloči. Tako stanje imenujemo negativna bilanca dušika. Med stradanjem se lahko beljakovine nekaterih organov uporabijo za podporo vitalne aktivnosti drugih, pomembnejših. V tem primeru se porabljajo predvsem beljakovine jeter in skeletnih mišic; vsebnost beljakovin v miokardiju in možganskih tkivih ostane skoraj nespremenjena.

Normalna vitalna aktivnost organizma je možna le z dušikovo bilanco ali pozitivno dušikovo bilanco. Takšna stanja dosežemo, če telo prejme približno 100 g beljakovin na dan; z velikim fizičnim naporom se potreba po beljakovinah poveča na 120-150 g Svetovna zdravstvena organizacija priporoča zaužitje vsaj 0,75 g beljakovin na 1 kg telesne teže na dan. Z beljakovinami bogato meso, ribe, jetra, gobe, stročnice, soja itd.

Presnova maščob

Fiziološka vloga lipidov, ki vključuje nevtralne maščobe, fosfatidi in steroli, v telesu je, da so del celične strukture, ki opravljajo plastično funkcijo in so viri energije.

Skupaj maščoba v človeškem telesu je zelo različna in znaša 10-20% telesne teže, pri debelosti lahko doseže 40-50%. Maščobni depoji v telesu se nenehno posodabljajo. Z bogato prehrano z ogljikovimi hidrati in odsotnostjo maščob v hrani lahko pride do sinteze maščob v telesu iz ogljikovih hidratov.

Nevtralne maščobe, ki vstopajo v tkiva iz črevesja in maščobnih depojev, se oksidirajo in uporabljajo kot vir energije. Pri oksidaciji 1 g maščobe se sprosti 9,3 kcal energije. Ker molekula maščobe vsebuje relativno malo kisika, je slednji za oksidacijo maščob bolj potreben kot za oksidacijo ogljikovih hidratov. Maščobe se kot energijski material uporabljajo predvsem v mirovanju in pri dolgotrajni nizkointenzivni vadbi fizično delo. Na začetku intenzivnejše mišične aktivnosti se porabljajo predvsem ogljikovi hidrati, ki jih kasneje zaradi zmanjšanja njihovih zalog nadomestijo maščobe. Pri dolgotrajnem delu se do 80 % vse energije porabi zaradi oksidacije maščob.

Maščobno tkivo pokriva različne organe, jih ščiti pred mehanskimi vplivi. Kopičenje maščobe v trebušna votlina zagotavlja fiksacijo notranjih organov in podkožja maščobno tkivoščiti telo pred prekomerno izgubo toplote. Skrivnost žleze lojniceščiti kožo pred izsušitvijo in prekomernim vlaženjem z vodo.

Pomembno fiziološka vloga spada med sterole, zlasti holesterol. Te snovi so vir tvorbe žolčnih kislin v telesu, pa tudi hormonov nadledvične skorje in spolnih žlez. S presežkom holesterola v telesu se razvije patološki proces- ateroskleroza. Nekateri živilski steroli, kot npr vitamin D, imajo tudi veliko fiziološko aktivnost.

Presnova lipidov je tesno povezana s presnovo beljakovin in ogljikovih hidratov. Beljakovine in ogljikovi hidrati, ki vstopajo v telo v presežku, se spremenijo v maščobo. Nasprotno, med stradanjem maščobe, ki se razgradijo, služijo kot vir ogljikovih hidratov. Končna produkta presnove lipidov sta voda in ogljikov dioksid. Dnevna potreba po maščobah je 70-100 g.

Presnova ogljikovih hidratov

Veliko količino ogljikovih hidratov najdemo v rastlinski hrani: v rženi kruh 45%, v pšenici - 50%, v ajdi - 64%, v rižu - 72%, v krompirju - 20%. Neto ogljikovi hidrati so sladkorji. Ogljikovi hidrati vstopajo v človeško telo predvsem v obliki škroba in glikogena. V procesu prebave tvorijo glukozo, fruktozo, laktozo in galaktozo. Glukoza se absorbira v kri in skozi portalna vena vstopi v jetra. Fruktoza in galaktoza se v jetrnih celicah pretvorita v glukozo. Odvečna glukoza v jetrih se fosforilira in pretvori v glikogen. Njegove rezerve v jetrih in mišicah pri odraslem so 300-400 g. Med stradanjem ogljikovih hidratov se glikogen razgradi in glukoza vstopi v kri.

Ogljikovi hidrati služijo kot glavni vir energije v telesu. Pri oksidaciji 1 g ogljikovih hidratov se sprosti 4,1 kcal energije. Za oksidacijo ogljikovih hidratov je potrebno veliko manj kisika kot za oksidacijo maščob. Z zmanjšanjem koncentracije glukoze v krvi se telesna zmogljivost močno zmanjša. Velik pomen ogljikovi hidrati so potrebni za normalno delovanje živčnega sistema. Med postom se zmanjšajo zaloge glikogena v jetrih in koncentracija glukoze v krvi. Enako se zgodi med dolgim ​​in intenzivnim fizičnim delom brez dodatni sprejem ogljikovi hidrati. Zmanjšanje glukoze v krvi na 0,06-0,07% (normalna koncentracija 0,08-0,12%) vodi do razvoja hipoglikemija ki se manifestira mišična oslabelost, padec telesne temperature in v prihodnosti - konvulzije in izguba zavesti. Pri hiperglikemiji (sladkor v krvi doseže 0,15% ali več) ledvice hitro izločijo presežek glukoze. To stanje se lahko pojavi pri čustvenem vzburjenju, po zaužitju obroka, bogatega z lahko prebavljivimi ogljikovimi hidrati, pa tudi pri boleznih trebušne slinavke. Z izčrpanostjo zalog glikogena se poveča sinteza encimov, ki zagotavljajo reakcijo glukoneogeneze, to je sintezo glukoze iz laktata ali aminokislin.

Končni produkti presnove ogljikovih hidratov so voda, ogljikov dioksid in ATP. Dnevna potreba po ogljikovih hidratih je približno 450 g.

Raven menjave v pogojih naravnega človeškega življenja se imenuje splošna menjava. Pri fizičnem in duševnem delu, spreminjanju drže, čustev, po zaužitju hrane postanejo presnovni procesi intenzivnejši. Predvsem se zmanjšajo mišice, ki sodelujejo pri tem procesu. Poleg tega stanje skeletnih mišic vpliva predvsem na intenzivnost metabolizma v nekaterih drugih fizioloških stanjih. Torej se tudi pri reševanju matematičnega problema poveča tonična napetost skeletnih mišic. Hkrati pa se sama aktivnost presnovnih procesov v celicah osrednjega živčnega sistema spreminja, vendar se ne spremeni v tolikšni meri, da bi pomembno vplivala na raven porabe energije celotnega organizma. Če pa je zraven še umsko delo čustveni stres, je menjava v večji meri aktivirana. To je posledica povečane tvorbe številnih hormonov, ki pospešujejo presnovne procese.

Specifično dinamično delovanje hrane

Povečanje metabolizma opazimo dovolj dolgo (do 10-12 ur) po jedi. V tem primeru se energija ne porabi le za dejanski proces prebave, izločanja, gibljivosti, absorpcije). Izkazalo se je, da t.i specifično dinamično delovanje hrane. To je predvsem posledica aktivacije presnovnih procesov s produkti prebave. Ta učinek je največji pri vnosu beljakovin. Že po 1 uri in v naslednjih 3-12 urah (trajanje je odvisno od količine zaužite hrane) se aktivnost procesov tvorbe energije poveča na 30% ravni bazalnega metabolizma. Pri vnosu ogljikovih hidratov in maščob to povečanje ne presega 15 %.

Temperaturni učinek

Intenzivnost presnovnih procesov se poveča tudi, ko temperatura okolja odstopa od udobne ravni. Najpomembnejši premiki v intenzivnosti metabolizma z znižanjem temperature, saj se za vzdrževanje stalne telesne temperature energija drugih vrst pretvori v toploto.

Izmenjava energije pri delovna dejavnost

Največje povečanje porabe energije je posledica skeletnih prehodnih mišic. Zato je v normalnih pogojih obstoja raven presnovnih procesov odvisna predvsem od telesna aktivnost oseba. odrasla populacija glede na stopnjo splošne menjave lahko razdelimo v pet skupin. Razvrstitev temelji na intenzivnosti fizičnega dela, živčni napetosti, ki izhaja iz izvajanja delovnih procesov, posameznih operacij in številnih drugih značilnostih. Z uvedbo in širjenjem novih vrst in oblik delovne dejavnosti, povezanih s tehničnim napredkom, je treba skupine delovne intenzivnosti pregledati, izboljšati in dopolniti. Obstaja pet skupin delavcev:

1-a - pretežno mentalno izbrisljiv;

2-a - pljučna telesna porod;

3. - fizično delo zmerne resnosti;

4-a - težko fizično delo;

5-a - še posebej težko fizično delo.

Potreba po energiji je povečana pri ljudeh, za katere delo je značilen ne le fizični, ampak tudi nevropsihični stres. In v sodobne razmere njegov pomen v vseh delovnih procesih vedno bolj narašča.

Pri ženskah zaradi manjše intenzivnosti presnovnih procesov manj mišična masa Potreba po energiji je približno 15 % manjša kot pri moških.

Pri določanju energetskih potreb odraslega delovno sposobnega prebivalstva je smotrno vse izračune opraviti za tri starostne kategorije: 18-29, 30-39, 40-59 let. To je temeljilo na nekaterih starostne značilnosti metabolizem. Torej, v starosti 18-29 let, procesi rasti in telesni razvoj. Od 40. leta, še posebej pa po 50. letu, začne katabolizem prevladovati nad anabolizmom.

Pri razvoju meril za energetske potrebe prebivalstva, starega od 18 do 60 let, je bila idealna telesna teža pogojno določena: za moške je 70 kg, za ženske - 60 kg. Potrebo po energiji lahko izračunamo na podlagi 1 kg povprečne idealne telesne teže. Potreba po energiji na 1 kg idealne teže za moške in ženske je skoraj enaka in je: za 1. skupino delovne intenzivnosti - 167,4 kJ (40 kcal), za 2. - 179,9 kJ (43 kcal), za 3. - 192,5 kJ (46 kcal), za 4. - 221,7 kJ (53 kcal), za 5. - 255,2 kJ (61 kcal).

Regulacija izmenjave energije

V telesu morajo biti presnovne potrebe celotnega organizma ves čas usklajene s potrebami njegovih posameznih organov in celic. To dosežemo z razporeditvijo hranil med njimi, pa tudi s prerazporeditvijo snovi iz telesnih lastnih depojev ali tistih, ki nastanejo v procesih biosinteze.

Na ravni posameznih celic in delov organov je mogoče razkriti prisotnost lokalnih mehanizmov za uravnavanje procesa proizvodnje energije. Torej, med izvajanjem mišičnega dela, začetek mišične kontrakcije sproži procese ponovne sinteze uporabljenega ATP (glejte poglavje 1 - "Skeletne mišice").

Regulacijo procesov proizvodnje energije v telesu kot celoti izvajajo avtonomni živčni in endokrini sistemi pri čemer prevladujejo slednji. Glavni regulatorji - ščitnični hormoni - tiroksin in G3, kot tudi A nadledvične žleze, ki spodbujajo te procese. Poleg tega pod vplivom teh hormonov poteka prerazporeditev metabolitov, ki se uporabljajo za proizvodnjo energije. Torej med telesno aktivnostjo glukoza, maščobne kisline, ki se uporabljajo v mišicah, vstopajo v kri iz jeter, maščobnih depojev v kri.

Posebno vlogo pri regulaciji ima hipotalamus, preko katerega se uresničujejo nevrorefleksni (vegetativni živci) in endokrini mehanizmi. Z njihovo pomočjo je zagotovljeno sodelovanje višjih oddelkov centralnega živčnega sistema pri uravnavanju presnovnih procesov. Zaznate lahko celo pogojno refleksno povečanje ravni proizvodnje energije. Torej, za športnika pred začetkom, za delavca, pred izvedbo porodnega procesa, se aktivira menjava. Hipnotična sugestija za opravljanje težkega mišičnega dela lahko privede do povečanja stopnje presnovnih procesov.

Hormoni hipotalamusa, hipofize, trebušne slinavke in drugi endokrinih žlez vplivajo tako na rast, razmnoževanje, razvoj telesa kot na razmerje med procesi anabolizma in katabolizma. V telesu je aktivnost teh procesov v stanju dinamičnega ravnovesja, vendar v določenih trenutkih resnično življenje verjetno razširjenost enega od njih. (Ti procesi so podrobneje obravnavani v tečaju biokemije.)

Raziskovalne metode

Metode za ocenjevanje energetskega ravnovesja telesa temeljijo na dveh glavnih načelih: neposredno merjenje količine sproščene toplote (direktna kalorimetrija) in posredno merjenje - z določanjem količine absorbiranega kisika in ogljikov dioksid izstopa (posredna kalorimetrija).

Najpogosteje uporabljena metode indirektne kalorimetrije. V tem primeru se najprej določi količina absorbiranega kisika in sproščenega ogljikovega dioksida, ki se sprosti. Če poznamo njihove prostornine, je mogoče določiti respiratorni koeficient (RC): razmerje med sproščenim in absorbiranim CO2:

Glede na vrednost DC je možno posredno oceniti (obstajajo ustrezne tabele) oksidacijo produkta, saj se glede na to sprošča različna količina toplote. Tako se med oksidacijo glukoze sprosti 4 kcal / g toplote, maščobe - 9,0 kcal / g, beljakovine - 4,0 kcal / g (te vrednosti označujejo energijsko vrednost ustreznih hranil). Odvisnost DC od produkta je oksidirana, kar določa dejstvo, da se med oksidacijo glukoze porabi enako število molekul O2 za tvorbo vsake molekule CO2 (DR = 1,0). Zaradi dejstva, da v strukturi maščobne kisline na atom CO2 je manj atomov 02 kot v ogljikovih hidratih, pri njihovi oksidaciji je DC 0,7. Pri uživanju beljakovinskih živil je DC 0,8.

Vendar pa je treba pri uporabi metode posredne kalorimetrije upoštevati, da v dejanskih pogojih človeškega življenja praviloma oksidirajo mešane sestavine. Za praktična uporaba Razvite so bile posebne tabele, s pomočjo katerih je mogoče s količino absorbiranega kisika na enoto časa in vrednostjo DC določiti količino sproščene energije, to je intenzivnost presnovnih procesov.

Značilnosti starosti in spola energetski metabolizem

Med ontogenetskim razvojem se presnovni procesi bistveno spremenijo. Do konca pubertete (tabela 15) prevladujejo procesi anabolizma.

Tabela 15 S starostjo povezane spremembe splošnega in bazalnega metabolizma

starost	Splošno exchange, kcal1dobu	BX
		kcal1dobu	kcal 1m 1dobu	kcal1kg1dobu
1 dan
1 mesec
1 leto
3 leta
5 let
10 let
14 let
odrasli

Ker zagotoviti starostni razvoj porabljena veliko število energije se stopnja bazalnega metabolizma tako glede na enoto mase kot telesne površine močno poveča. Najvišje stopnje so v prvih letih življenja, ko se bazalni metabolizem v primerjavi z odraslimi poveča za 2-2,5-krat. Med staranjem prevladujejo katabolni procesi, ki jih spremlja postopno zmanjševanje bazalnega metabolizma. Poleg tega je v vseh starostnih obdobjih bazalni metabolizem pri ženskah nižji kot pri moških. Na primer, pri moških, starih 40 let, je njegova povprečna vrednost 36,3 kcal/m21, pri 70 letih pa 33 kcal/m21; pri ženskah je 34,9 oziroma 31,7 kcal/m21.

Pri ljudeh in živalih se v normalnih pogojih obstoja imenuje splošni metabolizem.

Povprečni skupni metabolizem pri ljudeh je veliko višji kot pri živalih. Za 1 kg telesne teže odrasel človek v življenju porabi do 3.300.000 kJ, konj - 685.000, pes - 690.000, krava - 592.000 kJ. Od te količine kJ oseba porabi približno 5% za obnovo telesne teže, konj in krava - 33%, pes - 35% (M. Rubner). Posledično človek v življenju za delo in pridobivanje toplote porabi okoli 2.900.000 kJ za vsak kg mase, kar je nekajkrat več kot pri živalih.

Presnova pod strogo določenimi pogoji, ki omogočajo primerjavo presnove pri različnih živalih, se imenuje glavna.

Osnovna menjava - izjemno nizka stopnja metabolizem, ki zagotavlja življenje osebe z mišičnim in duševnim počitkom, na prazen želodec, zjutraj, najmanj 12-14 ur po obroku, z normalna temperatura temperatura telesa in okolja približno 20-22 stopinj.

Za vsako osebo je stopnja bazalnega metabolizma razmeroma stalna vrednost. Bazalna izmenjava je odvisna od funkcionalno stanježivčni sistem, starost, spol, višina in telesna površina, fiziološko stanje organizem, letni čas, pri živalih pa tudi na vrsto in pasmo.

Pri živalih je osnovni metabolizem določen v naslednjih pogojih: 1) v stanju relativnega počitka, 2) pri temperaturi, ki je optimalna za določeno živalsko vrsto, 3) s prebavnim kanalom relativno brez hrane.

Za primerjavo bazalnega metabolizma pri različnih živalskih organizmih se upošteva proizvodnja toplote v kilodžulih na 1 uro na 1 kg telesne teže.

Bazalni metabolizem je najnižja stopnja porabe energije za vzdrževanje osnovnih življenjskih procesov v celicah, tkivih in organih, za krčenje dihalnih mišic, srca in delovanje žlez. Pri določanju bazalnega metabolizma je treba upoštevati, da se večina toplotne energije sprosti pri oksidativnih procesih v mišicah.

Povprečna stopnja bazalnega metabolizma zdrava oseba povprečna starost je približno 4,2 kJ v 1 uri na 1 kg telesne teže.

Suhi ljudje proizvedejo 50% več toplote na 1 kg teže kot polni. Ta razlika pa skoraj izgine, če se izračuna za 1 m 2 telesne površine. To je omogočilo sklepanje, da je osnovni metabolizem približno sorazmeren s površino telesa in ni odvisen od velikosti telesa (Rubnerjevo pravilo). Ta vzorec ni bil potrjen. Izkazalo se je, da metabolizem ni odvisen samo od površine, ampak tudi od velikosti telesa živali, na primer pri konju je glavni metabolizem na 1 m 2 skoraj 2-krat večji kot pri podganah.

Intenzivnost metabolizma določa predvsem aktivnost citoplazme, zlasti mišična aktivnost, in ne velikost zunanje površine, na primer, v prvem letu življenja se teža otroka poveča za 3-krat in velikost njegove zunanje površine se močno zmanjša (V. N. Nikitin, 1963).

Vodilna vloga pri uravnavanju ravni osnovnega metabolizma v skladu s pogoji obstoja pripada živčnemu sistemu.

Starostne, dnevne, podnebne in druge spremembe v osnovni presnovi

Stopnja bazalnega metabolizma se s starostjo zmanjšuje. V vseh starostih imajo moški višjo bazalno stopnjo metabolizma kot ženske.

Med spanjem bazalni metabolizem pade na 13 % zaradi popolne sprostitve skeletnih mišic. S povečanjem telesne temperature za 1 ° C se bazalni metabolizem v povprečju poveča za 10%. V vročem podnebju je stopnja bazalnega metabolizma 10-20 % nižja, nasprotno pa je veliko višja v hladnem podnebju. Bazalni metabolizem je odvisen tudi od delovanja žlez z notranjim izločanjem, na primer s povečanim delovanjem ščitnice se močno poveča, z zmanjšanim delovanjem hipofize in ščitnice pa se močno zmanjša. .

Specifični dinamični učinek hrane je, da se po zaužitju metabolizem poveča. Zato se glavna izmenjava določi pred jedjo.

Posebej velik je specifični dinamični učinek. Ko beljakovine vstopajo v telo, se osnovna presnova poveča v povprečju za 30 % in - v povprečju za 4 %. Specifično dinamično delovanje hranila odvisno od povečanja oksidativnih procesov s produkti vmesne presnove. Nepomembno vlogo igra povečanje aktivnosti prebavnega trakta po vstopu hrane. Ker metabolizem uravnava živčni sistem, je specifično dinamično delovanje odvisno od funkcij živčnega sistema in ga uravnavajo brezpogojni refleksi.

Pri otrocih je specifično dinamično delovanje hranil manj izrazito kot pri odraslih.

Prehranjevanje poveča presnovo na pogojno refleksni način.

Poraba energije med delovanjem

Delovna menjava čez dan je veliko višja od glavne menjave. Večina povečana poraba energije - rezultat mišičnega dela, manj -.

Porabi se za mišično delo, ki presega osnovno presnovo. Ta strošek je večji, čim intenzivnejše je fizično delo.

Poraba energije osebe na dan z malo fizičnega dela je 9211-11732 kJ, s fizičnim delom zmerno 11723-15073 kJ, s težkim fizičnim delom 150773-18841-30146 kJ. Poraba energije študentov športne vzgoje je v povprečju 16748 kJ.

Povprečna poraba energije v kJ na 1 kg telesne teže med (pri - 3,9, ležanje budno - 4,63, glasno branje - 6,3, tipkanje - 8,4, domače naloge - 7,55-12,6, umirjen tek po ravni cesti - 25,2, hiter tek. 100 m - 189, smučanje s hitrostjo 12 km na uro - 50,5, veslanje - 10,5-25,2, kolesarjenje - 14,7-37,8.

Pri človeku je poraba energije pri umskem delu višja od bazalnega metabolizma za 2-3%, in če umsko delo spremlja mišična aktivnost s čustvi (predavatelj, govornik, umetnik itd.), Se poraba energije poveča za 10- 20% več dni.

Celotna energijska izmenjava je vsota bazalnega metabolizma, delovnega prirastka in energije specifičnega dinamičnega delovanja hrane. Povečanje dela je poraba energije za fizično in duševno delo. Glede na naravo proizvodnih dejavnosti in porabo energije ločimo naslednje skupine prebivalstva:

1. Osebe duševnega dela (učitelji, študenti, zdravniki itd.). Njihova poraba energije je 2200-3300 kcal/dan.

2. Delavci, ki se ukvarjajo z mehaniziranim delom (sestavljalci na tekočem traku). 2350-3500 kcal/dan

3. Osebe, ki opravljajo delno mehanizirano delo (šoferji, strugarji, ključavničarji). 2500-3700 kcal/dan

4. Zaposleni s težkim nemehaniziranim delom (nakladalci). 2900-4200 kcal/dan

Specifično-dinamični učinek hrane je poraba energije za asimilacijo hranil. Najizrazitejši je pri beljakovinah. Manj maščob in ogljikovih hidratov. Predvsem beljakovine povečajo energijsko presnovo za 30 %, maščobe in ogljikovi hidrati pa za 15 %.

Fiziološke osnove prehrane. Načini moči

Glede na starost, spol in poklic mora biti poraba beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov:

V prejšnjem stoletju je Rubner oblikoval zakon izodinamike, po katerem se lahko hranila med seboj izmenjujejo glede na njihovo energijsko vrednost. Vendar pa je relativnega pomena, saj beljakovin, ki opravljajo plastično vlogo, ni mogoče sintetizirati iz drugih snovi. Enako velja za esencialne maščobne kisline. Zato je potrebna uravnotežena prehrana za vse snovi. Poleg tega je treba upoštevati prebavljivost hrane. To je razmerje med hranilnimi snovmi, absorbiranimi in izločenimi z blatom. Živalski proizvodi so najlažje prebavljivi. Zato naj bi živalske beljakovine predstavljale vsaj 50 % dnevne beljakovinske prehrane, maščobe pa ne smejo presegati 70 % maščob.

Dieta pomeni pogostost obrokov in porazdelitev vsebnosti kalorij za vsak obrok. Pri treh obrokih na dan naj zajtrk predstavlja 30 % dnevnega vnosa kalorij, kosilo 50 %, večerja 20 %. Interval med zajtrkom in kosilom ne sme biti daljši od 5 ur. Večerja naj bo vsaj 3 ure pred spanjem. Čas obrokov mora biti dosleden.

Presnova vode in mineralov

Vsebnost vode v telesu je v povprečju 73 %. Vodna bilanca Organizem se vzdržuje z enakomernostjo porabljene in sproščene vode. Dnevna potreba po njem je 20-40 ml/kg telesne teže. Približno 1200 ml vode pride s tekočino, 900 ml s hrano in 300 ml nastane v procesu oksidacije hranil. Najmanjša zahteva po vodi je 1700 ml. Ob pomanjkanju vode pride do dehidracije, če pa se njena količina v telesu zmanjša za 20 %, nastopi smrt. Presežek vode spremlja zastrupitev z vodo z vzbujanjem CNS in krči.

Natrij, kalij, kalcij, magnezij, klor so potrebni za normalno delovanje vseh celic. Zlasti zagotavljajo mehanizme za nastanek membranskega potenciala, akcijskega potenciala, regulacije transmembranskega metabolizma itd. Dnevna potreba po natriju in kaliju je 2-3 g, kalciju 0,8 g, kloru 3-5 g. Poleg tega je potreben za koagulacijo krvi, uravnavanje celičnega metabolizma, generiranje akcijskih potencialov in krčenje mišic itd. Glavnina fosforja je skoncentrirana tudi v kosteh. Hkrati je vključen v sestavo membranskih fosfolipidov in sodeluje v presnovnih procesih. Dnevna potreba po njem je 0,8 g. Največ železa najdemo v hemoglobinu in mioglobinu. Železo zagotavlja vezavo kisika. Fluor je del zobne sklenine. Žveplo v sestavi beljakovin in vitaminov. Cink je sestavni del številnih encimov in insulina. Kobalt in baker sta bistvena za eritropoezo. Potreba po vseh teh elementih v sledovih je od deset do sto mg na dan.

besedilna_polja

besedilna_polja

puščica_navzgor

Spodaj glavna borza(OO) razumeti minimalno raven poraba energije, potrebno za ohranjanje vitalne aktivnosti organizma v pogojih relativno popolnega fizičnega in čustvenega počitka.

V stanju relativnega počitka se energija porabi za izvajanje funkcij živčnega sistema, nenehno potekajočo sintezo snovi, delovanje ionskih črpalk, vzdrževanje telesne temperature, delo dihalnih mišic gladkih mišic, delo srca in ledvic.

Poraba energije telesa se poveča med fizičnim in duševnim delom, psiho-čustvenim stresom, po jedi, z znižanjem temperature.

Opredelitev bazalnega metabolizma

besedilna_polja

besedilna_polja

puščica_navzgor

Da bi izključili vpliv naštetih dejavnikov na količino porabe energije, se določanje RO izvaja pod standardnimi strogo nadzorovanimi pogoji:

1. Zjutraj, v ležečem položaju, z maksimalno sprostitvijo mišic,

2. V stanju budnosti, v pogojih toplotnega udobja (približno 22 ° C),

3. Na prazen želodec (12-14 ur po jedi).

Vrednosti RO, dobljene pod takšnimi pogoji, označujejo začetno "bazalno" raven porabe energije v telesu.

Za odraslega je povprečna vrednost RO 1 kcal/kg/uro. Od tod

za človeka, ki tehta 70 kg, je količina porabe energije OO približno 1700 kcal / dan,
za ženske - približno 1500 kcal / dan.

zakon o površini telesa

besedilna_polja

besedilna_polja

puščica_navzgor

Stroški energije na 1 kg telesne teže so lahko zelo različni. Intenzivnost bazalnega metabolizma je tesneje povezana z velikostjo telesne površine, kar je posledica neposredne odvisnosti količine prenosa toplote od površine telesa. Nemški fiziolog M. Rubner je že v prejšnjem stoletju pokazal, da je pri toplokrvnih organizmih z različnimi velikostmi telesa od 1 m 2 telesne površine do okolju odvajajo enako količino toplote.

Na tej podlagi je Rubner oblikoval zakon o površini telesa , pri čemer Stroški energije toplokrvnega organizma so sorazmerni z velikostjo telesne površine.

Izračun glavne menjave

besedilna_polja

besedilna_polja

puščica_navzgor

Vrednosti osnovnega metabolizma so določene in tudi izračunane z enačbami ob upoštevanju spola, starosti, višine in telesne teže (tabela 10.4).

Nadstropje	starost (leta)	Enačbe za izračun RO (kcal / dan)
M	10 — 18	16,6 mt + 119R + 572
IN		7,4 mt + 482R + 217
M	18 — 30	15,4 mt - 27Р + 717
IN		13,3 mt + 334R + 35
M	30 — 60	11,3 mt + 16R + 901
IN		8,7 mt - 25R + 865
M	> 60	8,8 mt + 1128R - 1071
IN		9,2 mt + 637R - 302
mt - telesna teža (kg), P - višina (m)

Vrednost RO je odvisna od razmerja procesov anabolizma in katabolizma v telesu.

Prevlada v otroštvo procesi anabolne usmerjenosti v presnovi nad procesi katabolne usmerjenosti povzroča več visoke vrednosti Vrednosti RO pri otrocih (1,8 kcal/kg/h in 1,3 kcal/kg/h pri otrocih, starih 7 oziroma 12 let) v primerjavi z odraslimi (1 kcal/kg/h), ki so uravnoteženi v zdravstvenih procesih anabolizma in katabolizem.

Za vsakogar starostna skupina ljudje so uveljavljeni in sprejeti kot standardi za vrednost bazalnega metabolizma. To omogoča, če je potrebno, izmeriti vrednost RO pri osebi in primerjati kazalnike, pridobljene od njega, z normativnimi. Odstopanje vrednosti RO od standarda za največ ± 10% se šteje za normalno. Večja odstopanja RO lahko služijo kot diagnostični znaki takšnih telesnih stanj, kot je okvarjeno delovanje ščitnice; okrevanje po hudi in dolgotrajni bolezni, ki jo spremlja aktivacija presnovnih procesov: zastrupitev in šok, ki jo spremlja zaviranje metabolizma.

besedilna_polja

besedilna_polja

puščica_navzgor

Energijski stroški telesa v pogojih telesne dejavnosti. Intenzivnost presnovnih procesov v telesu se znatno poveča pod pogoji telesna aktivnost. Neposredna odvisnost količine porabe energije od resnosti obremenitve omogoča uporabo ravni porabe energije kot enega od kazalnikov intenzivnosti opravljenega dela (tabela 10.5).

Kot drugo merilo za določanje intenzivnosti fizičnega dela, ki ga opravlja telo, lahko vzamemo stopnjo porabe kisika.. Vendar je ta številka za hudo telesna aktivnost ne odraža točne porabe energije, saj telo del energije prejme zaradi procesov anaerobne glikolize, ki potekajo brez porabe kisika.

Delovno povečanje

besedilna_polja

besedilna_polja

puščica_navzgor

Razlika med vrednostmi porabe energije telesa za izvedbo različne vrste delo in poraba energije za glavno izmenjavo je tidelovno povečanje .

Največja dovoljena teža večletnega dela ne sme presegati ravni bazalnega metabolizma pri določenem posamezniku za več kot trikrat glede na porabo energije.

Duševno delo ne zahteva toliko energije kot fizično. Poraba energije telesa se med umskim delom poveča v povprečju le za 2-3 %. Duševno delo, ki ga spremlja lahka mišična aktivnost, psiho-čustveni stres, vodi do povečanja stroškov energije za 11-19% ali več.

Specifično dinamično delovanje hrane

besedilna_polja

besedilna_polja

puščica_navzgor

Specifično dinamično delovanje hrane- povečanje intenzivnosti metabolizma pod vplivom vnosa hrane in povečanje energetskih stroškov telesa glede na ravni metabolizma in energijskih stroškov, ki so se zgodili pred obrokom.

Specifično-dinamični učinek hrane je posledica porabe energije za:

1. Prebava hrane,

2. Absorpcija hranilnih snovi iz prebavil v kri in limfo,

3. Resinteza beljakovin, kompleksnih lipidov in drugih molekul;

4. Vpliv na presnovo biološko aktivnih snovi, ki vstopajo v telo kot del hrane (zlasti beljakovin) in nastanejo v njem med prebavo (glej tudi poglavje 9).

Povečanje telesne porabe energije nad raven, ki je bila pred jedjo, se pojavi približno eno uro po jedi, doseže največ po treh urah, kar je posledica razvoja do tega časa visoke intenzivnosti procesov prebavo, absorpcijo in ponovno sintezo snovi, ki vstopajo v telo. Specifično dinamično delovanje hrane lahko traja 12-18 ur. Najizrazitejši je pri uživanju beljakovinske hrane, ki pospeši metabolizem do 30 %, manj pa pri mešani hrani, ki poveča metabolizem za 6-15 %.

Raven celotne porabe energije je tako kot osnovni metabolizem odvisna od starosti:

Dnevna poraba energije se pri otrocih poveča z 800 kcal (6 mesecev -1 leto) na 2850 kcal (11-14 let).

Močno povečanje porabe energije se pojavi pri mladostnikih, starih 14-17 let (3150 kcal).

Po 40 letih se poraba energije zmanjša in do 80. leta znaša približno 2000-2200 kcal / dan.

IN Vsakdanje življenje raven porabe energije pri odraslem ni odvisna samo od značilnosti opravljenega dela, ampak tudi od splošne ravni motorična aktivnost, narava rekreacije in socialni pogoji življenja.