Общая характеристика факторы определяющие основной обмен. Обмен веществ и энергии при различных уровнях функциональной активности организма

01.07.2020

Обмен белков

Только белки содержат азот в составе молекул аминокислот (1 грамм азота содержится в 6,25 граммах белка). Поэтому для исследования белкового обмена изучается азотистый баланс . Приход белков определяется по азоту пищи (минус азот кала). Расход белков определяется по азоту мочи.

Положительный азотистый баланс может быть только в случае роста организма и увеличения массы скелетных мышц и др.тканей: (1) у детей всех возрастов, (2) у беременных женщин, (3) у выздоравливающих после тяжелой болезни и истощения, (4) у спортсменов в самом начале тренировок в режиме статических нагрузок.

Отрицательный азотистый баланс может быть при голодании, неполноценном питании.

Во всех других случаях у здорового взрослого человека должно быть состояние азотистого равновесия (азот пищи – азот кала = азоту мочи).

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ ОРГАНИЗМА В БЕЛКАХ:

Коэффициент изнашивания – количество собственных белков организма, которое окисляется за сутки при безбелковой диете с нормальной калорийностью (за счет жиров и углеводов). Коэффициент изнашивания = 20 г.

Белковый минимум – минимальное количество белка в диете, при котором возможно азотистое равновесие. 30 -50 г. (При этомравновесие неустойчивое, самочувствие плохое).

Белковый оптимум – количество белка в диете, при котором не только устанавливается азотистое равновесие, но и обеспечивается высокая работоспособность, низкая утомляемость, низкая сопротивляемость инфекциям, радостное настроение и хорошее самочувствие. 70 - 100 г .

РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА БЕЛКОВ. (1) Анаболические гормоны обеспечивают рост организма, положительный азотистый баланс: гормон роста (гипофиз) – синтез белков, окисление жиров; андрогены (кора надпочечников) – синтез белков, особенно мышечной ткани; инсулин (поджелудочная железа) – окисление углеводов, сохранение белков.

(2) Катаболические гормоны увеличивают расход белка: глюкокортикоиды (кора надпочечников) – глюконеогенез при голодании и стрессе; гормоны щитовидной железы (при недостатке жиров и углеводов).

ОБМЕН ЖИРОВ (см.биохимию)

Приход жиров (жиры пищи минус жиры кала). Расход жиров (окисление в клетках; метод Шатерникова). Регуляция: инсулин (накопление), гормон роста (расход), адреналин (расход), гормоны щитовидной железы (расход).

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ (см.биохимию)

Приход углеводов (углеводы пищи минус углеводы кала). Расход углеводов (окисление в клетках, метод Шатерникова). Регуляция: инсулин (понижает сахар крови), глюкагон (повышает сахар крови), глюкокортикоиды (повышают сахар крови)

У человека и животных при обычных условиях существования называют общим обменом.

Средний общий обмен у людей значительно выше, чем у животных. На 1 кг массы тела взрослый человек потребляет в течение жизни до 3 300 000 кДж, лошадь - 685000, собака - 690 000, корова - 592000 кДж. Из этого количества кДж на возобновление массы тела человек использует около 5%, лошадь и корова - 33%, собака - 35% (М. Рубнер). Следовательно, у человека на работу и теплообразование на каждый кг массы расходуется в течение жизни примерно 2 900 000 кДж, чего в несколько раз больше, чем у животных.

Обмен веществ при строго определенных условиях, позволяющий сравнивать обмен веществ у различных животных, называется основным.

Основной обмен - предельно низкий уровень обмена веществ, обеспечивающий жизнь человека при мышечном и умственном покое, натощак, в утренние часы, не менее чем через 12-14 ч после приема пищи, при нормальной температуре тела и температуре окружающей среды около 20-22 градусов.

Для каждого человека основной обмен - относительно постоянная величина. Основной обмен зависит от функционального состояния нервной системы, возраста, пола, роста и поверхности тела, физиологического состояния организма, времени года, а у животных также от вида и породы.

У животных основной обмен определяется при следующих условиях: 1) в состоянии относительного покоя, 2) при температуре, оптимальной для данного вида животных, 3) при относительно освобожденном от пищи пищеварительном канале.

Для сравнения основного обмена у различных животных организмов учитывают теплопроизводство в килоджоулях в 1 ч на 1 кг массы тела.

Основной обмен представляет собой наименьший уровень затрат энергии на поддержание основных процессов жизни в клетках, тканях и органах, на сокращения дыхательной мускулатуры, сердца, деятельность желез. При определении основного обмена следует учесть, что больше всего тепловой энергии освобождается при окислительных процессах в мускулатуре.

Средний основной обмен у здорового человека среднего возраста равен приблизительно 4,2 кДж в 1 ч на 1 кг массы тела.

Худые люди производят на 50% больше тепла на 1 кг массы, чем полные. Однако эта разница почти исчезает, если произвести расчет на 1 м 2 поверхности тела. Это позволило считать, что основной обмен веществ приблизительно пропорционален поверхности тела и не зависит от величины тела (правило Рубнера). Эта закономерность не подтвердилась. Оказалось, что обмен веществ зависит не только от поверхности, но и от величины тела животного, например, у лошади основной обмен на 1 м 2 почти в 2 раза больше, чем у крысы.

Интенсивность обмена веществ определяется главным образом активностью цитоплазмы, особенно мышечной деятельностью, а не величиной внешней поверхности, например, в первый год жизни вес ребенка увеличивается в 3 раза, а величина его наружной поверхности резко уменьшается (В. Н. Никитин, 1963).

Ведущая роль в регуляции уровня основного обмена веществ в соответствии с условиями существования принадлежит нервной системе.

Возрастные, суточные, климатические и другие изменения основною обмена

Основной обмен уменьшается с возрастом. Во всех возрастах у мужчин основной обмен больше, чем у женщин.

Во время сна основной обмен понижается до 13% вследствие полного расслабления скелетной мускулатуры. При повышении тела на 1°С основной обмен увеличивается в среднем на 10%. В жарком климате основной обмен ниже на 10-20%, и, наоборот, он значительно выше в холодном климате. Основной обмен зависит и от деятельности желез внутренней секреции, например, при увеличении функции щитовидной железы он значительно повышается, а при понижении функции гипофиза и щитовидной железы - резко понижается.

Специфически-динамическое действие пищи состоит в том, что после приема пищи увеличивается обмен веществ. Поэтому основной обмен определяется до приема нищи.

Специфически-динамическое действие особенно велико. При поступлении белков в организм основной обмен веществ увеличивается в среднем на 30%, и - в среднем на 4%. Специфически-динамическое действие пищевых веществ зависит от усиления окислительных процессов продуктами промежуточного обмена веществ. Незначительную роль играет и увеличение деятельности пищеварительного канала после поступления в него пищи. Так как обмен веществ регулируется нервной системой, то специфически-динамическое действие зависит от функций нервной системы и регулируется безусловными рефлексами.

У детей специфически-динамическое действие пищевых веществ выражено слабее, чем у взрослых.

Прием пищи повышает обмен веществ и условнорефлекторым путем.

Затрата энергии при работе

Рабочий обмен в течение дня намного выше основного обмена. Большая часть повышения расхода энергии - результат мышечной работы, меньшая - .

На мышечную работу расходуется сверх основного обмена. Этот расход тем больше, чем интенсивнее физический труд.

Расход энергии у человека в сутки при небольшом физическом труде равен 9211-11732 кДж, при физическом труде средней тяжести 11723-15073 кДж, при тяжелом физическом труде 150773-18841-30146 кДж. Расход энергии у студентов-физкультурников в среднем 16748 кДж.

Средний расход энергии в кДж на 1 кг массы тела во время (на - 3,9, лежания без сна - 4,63, чтения вслух - 6,3, печатания на машинке - 8,4, домашней работы - 7,55-12,6, спокойного бега по ровной дороге - 25,2, скоростного бега на 100 м - 189, ходьбы на лыжах со скоростью 12 км в 1 ч - 50,5, гребли - 10,5-25,2, езды на велосипеде - 14,7-37,8.

У человека расход энергии при умственном труде выше основною обмена на 2-3%, а если умственный труд сопровождается мышечной деятельностью при эмоциях (лектор, оратор, артист и т. д.), то расход энергии увеличивается на 10 - 20% в течение нескольких дней.

Это совокупность процессов превращение веществ и энергией обеспечивающий жизнедеятельность организма и его взаимосвязь с внешней средой, основные этапы:

1) Пищеварение

2) Межуточный обмен (промежуточный)

3) Образование и выведение конечных продуктов метаболизма

Межуточный обмен заключается в дальнейшем расщеплении и преобразовании питательных веществ, в результате чего в клетках организма синтезируются видоспецифические белки, жиры и углеводы. Межуточный обмен характеризуется ассимиляцией (совокупность процесса синтеза живой материи) и диссимиляцией (совокупность процессов распада живой материи). Ассимиляция проявляется анаболическими реакциями организма, они направлены на обновление структурных компонентов организма и накоплении энергии. Диссимиляция проявляется катаболическими реакциями, совокупностью процессов расщепления сложных органических молекул, до простых конечных продуктов с высвобождением энергии.

Третий этап обмена веществ, сводиться к удалению из организма конечных метаболитов (углекислый газ, вода, азотосодержащие вещества). В процессе обмена потенциальная энергия питательных веществ превращается в кинетическую, которая обеспечивает совершение механической, химической, осмотической, электрической работы организма (клеток), соотношение количества энергии поступившей в организм с пищей и энергией расходованной организмом в процессе метаболизма, характеризуется энергетическим балансом. Общее количество энергии, которая расходуется в процессе жизнедеятельности называют общим энергетическим обменом. Общий обмен включает в себя два компонента – основной обмен, рабочая энергетическая прибавка.

Рабочая прибавка – это величина энергетических трат организма на выполнение физической или умственной работы.

Основной обмен – это минимальное количество энергии, необходимое для поддержания основных жизненно важных функций организма. Измеряется в 4 стандартных условиях:

1) Утром сразу после сна.

2) В состоянии физического и эмоционального покоя.

3) Натощак. Через 12-14 часов после приема пищи.

4) При температуре комфорта (22-24 градуса).

Средняя величина основного обмена энергии составляет от 1500-1700 ккал\сутки. Средняя величина основного обмена зависит от антропометрических факторов:

1) От пола

2) От возраста

3) От роста

4) От веса

Немецким физиологом Рубнером установлено, что для взрослого человека средняя величина основного обмена составляет 1ккал\1кг веса \ час. Более тесно интенсивность основного обмена связана с размерами тела и его весом, согласно правилу поверхности у теплокровных имеющих разные размеры тела с одного квадратного метра в окружающую среду рассеивается одинаковое количество энергии, чем меньше размеры тела, тем больше удельная поверхность. То есть площадь поверхности\кг веса и выше теплопродукция.

Для оценки энергетических затрат используется прямая и не прямая каллометрия.

Прямая каллометрия на непосредственном измерении количества тепла, выделенного организмом в биокаллориметре.

Не прямая каллометрия основана на учете количества потребленного кислорода и выделенного углекислого газа. Между количеством потребленного кислорода и образовавшегося тепла существует прямая связь, она характеризуется калорическим эквивалентом кислорода (КЭК). КЭК – это количество энергии, которая освобождается ворганизме при потреблении одного литра кислорода. Величина зависит от того, какие вещества белки, жиры или углеводы преимущественно окисляясь в организме, показателем этого служит дыхательных коэффициент (ДК) – это объемное соотношение выделенного при окислении питательных веществ в организме, углекислого газа к поглощённому кислороду, за единицу времени. (ДК=CO2\O2) калорический эквивалент кислорода вычисляют по формуле: КЭК=ДК+4

ДК для углевода составляет 1. Для белков 0,8, для жиров 0.7, для смешанной пищи о, 85. Таким образом КЭК для углевода составляет 5 ккал\л. для белков КЭК 4,8 ккал\л. для жиров 4,7 ккал\л. для смешанной пищи 4,85 ккал\л.

Интенсивность обменных процессов существенно возрастает в условиях умственной и физической активности, чем больше нагрузка, тем больше величина рабочей прибавки. В зависимости от особенностей выполняемой деятельности население по энергетическим затратам делится на 5 групп:

1) Работники умственного труда – 2800 ккал\сутки. 1500-1700 основные функции.

2) Работник легкого физического труда 3000ккал\сутки.

3) Работники среднего по тяжести физического труда 3200 ккал\сутки.

4) Работники тяжелого физического труда 3700 ккал\сутки.

5) Работники особо тяжелого физического труда более 4300 ккал\сутки.

Усиление под влиянием приема пищи, интенсивности обмена веществ и увеличение энергетических затрат организма, называется специфически динамическим действием пищи. Специфическое динамическое действие вызывает усиление энергетического обмена при потреблении белковой пищи на 30%, жиры 15-20%, углеводов 5%, при приеме смешанной пищи 6-13%. Процесс поступления и усвоения питательных веществ называется питанием. Основные принципы питания:

1) Достаточность для восстановления энергетических и пластических потерь организма.

2) Потребление достаточного количества воды, солей, микроэлементов и витаминов.

3) Соответствие качественного состава пищи потребностям организма.

4) Оптимальный режим питания (при 3 разовом питании, на завтрак 30%, обед 45%, ужин 25%).

Согласно закону изодинамии Рубнера пищевые вещества могут взаимозаменяться в соответствии с их тепловой энергетической ценностью. Различают физические и физиологические тепловые коэффициенты. Физические – это количество энергии, которая выделяется при сжигании одного грамма вещества, белка – 5,4 ккал\г. Для углевода 4,1 ккал\г, для жира 9,3 ккал\г.

Физиологический тепловой коэффициент – это количество энергии выделяемое при окислении одного грамма вещества в организме. Белка – 4,1 ккал\г. Углеводы 4,1 ккал\г, жир -9,3 ккал\г. Согласно закону изодинамии 1 гр жира может быть заменен 2,3 г белка или углеводов. 1 г белков, заменяют 1 г углеводов или 0, 4 жиров. 1 г углеводов, 1 г белков. 0,4г жиров.

В результате обмена веществ непрерывно разрушаются, образуются и обновляются клеточные структуры, для этого необходимо поступление из внешней среды белков, жиров и углеводов, а также витаминов минеральных солей и воды. Белковый оптимум для взрослого человека занятого физическим трудом средней тяжести составляет от 100-120 гр\сутки белка (из них 50-65 г белки животного происхождения – мясо), белковый минимум составляет 30-45 г в сутки.

Основные функции белков:

1) Пластическая

2) Энергетическая

3) Защитная

Из 20 аминокислот входящих в состав белка 10 не могут синтезироваться в организме, они должны поступать с пищей и поэтому относятся к не заменимым. Белки имеющий весь необходимый набор аминокислот называют полноценными. Большинство белков растительного происхождения не содержит некоторых незаменимых аминокислот, такие белки называют не полноценными, так как они не могут удовлетворить защитные и пластические потребности организма.

Жиры

Пищевой рацион должен включать не менее 60 гр жиров, средняя ежесуточная потребность в них от 70-100 гр.

1) Энергетическая

2) Пластическая

Углеводы , выполняют две функции:

1) Энергетическую

2) Пластическую

Оптимальная суточная потребность в углеводах составляет 400-500гр, катализирующую роль в обмене веществ играют витамины, недостаточность суточной дозы витаминов ведет к существенному нарушению обмену веществ. Чувствительным индикатором недостаточности витаминов в пищевом рационе является слизистая рта и губы.

1) Недостаток витамина А вызывает ороговение эпителия слизистой оболочки рта и атрофию малых слюнных желез. Слизистая оболочка высыхает, как следствие на ней образуются трещины, которые легко инфицируются и воспаляются.

2) Недостаток витамина группы Б проявляется воспалением слизистой рта, наличием участков атрофии на языке, его отёчности, появлению в углах рта трещин.

3) Дефицит витамина С может вызвать цингу, которая характеризуется спонтанными кровотечениями из десен.

4) Недостаток витамина Д нарушает созревание эмали зубов.

Энергетический обмен присущ каждой живой клетке, сопровождая ее функциональный и структурный метаболизм. Единицей измерения энергообмена является 1 ккал (4,19 кДж). Коэффициент полезного действия определяется отношением внешней работы к выработанной энергии. Для изолированной мышцы он составляет около 35% . Мышечная работа целого организма редко дает КПД больше 25%.

Различают следующие уровни метаболической активности :

1. Уровень энергообмена, несовместимый с жизнью . По отношению к организму в целом он не превышает 15% максимального в данных условиях энергообмена. Однако надо помнить, что для организма в целом уровень обменных процессов имеет иное значение, чем для изолированных органов, ибо снижение активности работы сердца ведет к смерти организма даже когда обмен в самом сердце снижается на 50%.

2. Уровень подержания целостности . Он не может быть ниже 15% всей активности.

3. Уровень готовности к активному действию . Обычно составляет 50% энергообмена.

При снижении величины энергообмена ниже 50% происходит ухудшение и снижение функциональной активности организма.

Интенсивность энергообмена зависит от характера деятельности. В зависимости от этого выделяют понятия основной обмен и рабочий обмен . Однако, прежде чем нам рассматривать эти понятия, обратимся к методам исследования энергетических затрат организма.

Их два - прямая калориметрия и непрямая калориметрия . Куда и в каком виде тратится энергия в организме? Понятно, что прежде всего на мышечную работу, затем - на проведение электрических импульсов, на работу химических насосов, на синтез продуктов, на работу сердца и внутренних органов. В этом плане в организме встречается и механическая, и электрическая и разные виды химической энергии.

Для изучения энергетических затрат методом прямой калориметрии надо любыми возможными способами непосредственно измерить эту энергию, которую организм, в соответствии с законом сохранения энергии, преобразует тепло и выделяет о внешнюю следу. Такое исследование возможно в специальных камерах, разработанных русским ученым Шатерниковым. В них создаются все условия для жизнеобеспечения человека или животного в течение суток и для измерения всего тепла, выделенного организмом за это время. Это длительная и дорогостоящая процедура, поэтом она в клинике н используется, хотя применяется в некоторых научных лабораториях.

Остаются косвенные методы измерения энергозатрат. Известно, что в результате окисления 1 г белков и углеводов освобождается 4,1 ккал тепла, а при окислении 1г жиров - 9,3 ккал. Зная количество принятых за определенный срок с пищей белков, жиров и углеводов, можно было бы рассчитать, сколько за это время поступило в организм энергии (а значить и выделилось, в соответствии с законом сохранения энергии). Этот метод учета общей величины энергозатрат организма называется методом пищевых рационов. Он не требует никакой аппаратуры, производится лишь учет количества съеденной пищи и по таблицам подчитывается ее калорийность.

Однако этот метод не совсем точен, ибо постоянно может быть отложение воспринятых веществ в депо, или, наоборот, присоединение к принятой пище ранее депонированных продуктов. Поэтому метод пищевых рационов применяется чаще всего лишь для контроля за общей калорийностью и энергетической ценностью пищи.

Более точным методом при определении энергетических затрат является метод исследования газообмена, который тоже относится к непрямой калориметрии. Из-за простоты, портативность аппаратуры и быстроты определения он имеет весьма широкое распространение. Основан метод газообмена на том, что между количеством освобожденного к организмом тепла, выделением углекислого газа и поглощением кислорода существуют точные соотношения.

Исследования теплоты сжигания каждого рода пищевых веществ в калориметрической бомбе показывают. что определенному количеству поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа соответствует и определенное количество калорий выделенного тепла. Зная состав исследуемого вещества, нетрудно рассчитать, сколько кислорода необходимо для его полного окисления до углекислого газа и воды. С учетом этих количеств для каждого вещества определяется калорический эквивалент кислорода (КЭК ), т.е. количество тепла, освобождающееся при полном окислении его в условиях поглощения 1л кислорода. КЭК для углеводов равен 5 ккал, для жиров - 4,7 ккал, для белков - около 4,85 ккал. Это значит, что при окислении углеводов при потреблении каждого литра кислорода выделятся 5 ккал тепла.

Знание величины КЭК позволяет точно устанавливать величину энергетических затрат путем определения количества кислорода, которое за данный промежуток времени потреблено организмом.

Однако, чтобы это было возможно, необходимо знать еще, какие вещества в данный момент времени окисляются в организме. Это возможно определить по т.н. дыхательному коэффициенту . Дело в том, что в зависимости от химического состава окисляющегося вещества соотношение выделенного углекислого газа и потребленного кислорода различно. Это отношение и носит название дыхательного коэффициента (ДК). При окислении углеводов он равен 1, так как: C6H12O6 +6O2 =6CO2 +6H2O

Для жиров ДК равен 0,7, для белков 0,85. Поэтому, зная величины выделенного и поглощенного газа, легко рассчитать ДК, а зная его - применить нужный КЭК.

Методика изучения газообмена в принципе состоит в определении состава вдыхаемого и выдыхаемого воздуха и их объемов, и вычислении указанных коэффициентов.

Однако, поскольку люди питаются в основном смешанной пищей, то путем многих статистических исследований показано, что в среднем при общепринятом европейском рационе ДК равен 0,9 без особо больших колебаний. Если принять ДК за 0,9, тогда не надо определять количество поглощенного углекислого газа, достаточно знать величину поглощенного кислорода. Это делается легко с помощью метода Крога в приборах метаболиметрах или спирометрах. С конкретной методикой Вы познакомитесь на занятиях.

В 60-х годах прошлого столетия Биддером и Шмидтом было установлено, что расход энергии в покое отличается значительным постоянством. Оказалось, что у человека и животных наиболее низкие величины расхода энергии наблюдаются при исключении мышечной деятельности и приема пищи, и при температуре среды, соответствующей минимальной активности механизмов терморегуляции. Этот уровень получил название основного обмена.

Для определения основного обмена (ОО ) обычно производят исследование газообмена в утренние часы, через 14 часов после последнего приема пищи при температуре помещения 20-22оС. Исследуемый должен лежать совершенно спокойно, в удобной для него позе. Лучше всего исследование производить в постели, сразу после пробуждения. Исследование продолжается 10-15 минут.

У лиц одинакового роста, веса, пола и возраста основной обмен примерно одинаков и колеблется не более чем +-15%. Зная вес тела, рост и возраст, можно с помощью специальных формул и таблиц определить интенсивность должного основного обмена (ДОО) у людей. Истинные величины ОО не должны отличаться от ДОО более чем на 15%. Изменения ОО наблюдаются чаще всего при гормональных нарушениях (щитовидной и др. желез) и ряде других заболеваний.

Если пересчитать интенсивность ОО на 1 кг веса тела, то она весьма различна у животных разных видов и людей разного веса, роста и возраста. При этом у детей она выше, чем у взрослых. Если же произвести перерасчет интенсивности ОО на 1 м2 поверхности тела, то полученные результаты у разных животных и людей будут отличаться значительно меньше. Это дало в свое время повод Рубнеру сформулировать т.н. "правило поверхности ", согласно которому затраты энергии теплокровных животных пропорциональны поверхности тела.

Однако это не абсолютно верно. Интенсивность обмена веществ может значительно различаться у двух индивидуумов с одинаковой поверхностью тела, так как уровень окислительных процессов определяется не столько теплоотдачей с поверхности тела, сколько теплопродукцией клеток, зависящей от вида животного и состояния организма, которое, в свою очередь, обусловлено деятельностью его нервной системы и эндокринного аппарата. В связи с этим большее значение имеет т.н. "правило скелетных мышц " Аршавского, которое утверждает зависимость ОО от объема мышечной массы тела.

Определенные изменения расхода энергии отмечаются с возрастом. Самый высокий уровень обмена - у новорожденных и детей до года, затем эти величины снижаются. К 10-12 годам уровень обмена достигает показателей взрослого человека, однако до полового созревания у девочек он больше, чем у мальчиков.

Куда идет энергия в условиях основного обмена? В организме, находящемся в состоянии полного покоя, никогда не прекращается работа сердца, дыхательных мышц, деятельность почек, печени. Некоторое напряжение скелетных мышц (тонус) сохраняется и при полном расслаблении мускулатуры во время лежания и во сне. Считают, что из всего обмена веществ приблизительно 4-6% приходится на сердечную мышцу, 4-6% - на почки, 20-30% - на печень и органы пищеварения, 2-5% - на нервную систему и 40-50% - на скелетную мускулатуру.

Уровень обмена веществ неразрывно связан с процессами питания. На обмен веществ оказывают влияние как отдельные примы пищи, так и общее количество принятой с пищей веществ, а также их качественный состав. Всякий прием пищи вызывает повышение обмена веществ в организме, находящемся в условиях мышечного покоя. Это повышение обмена называется специфически динамическим действием пищи (СДП).

Наибольшее СДП оказывает прием белков. Повышение обмена может достигать при этом 30-40% общей энергетической ценности введенного в организм белка. Для углеводов СДП составляет 4-6%, для жиров - еще меньше. При питании смешанной пищей СДП составляет 10-12% ОО.

Причина СДП двоякая. 60% ее величины приходится на условно-рефлекторный компонент (доказывается опытом мнимого кормления). 40% приходится на работу пищеварительного аппарата. У новорожденных детей еще до первого кормления сосание соски-пустышки вызывает увеличение обмена. Очевидно, влияние акта еды на уровень обмена является безусловным рефлексом, биологическое значение которого заключается в том, что организм получает энергию для деятельности (возможно, из депо) задолго до того, когда принятые с пищей вещества реально поступят в метаболический котел. Если бы такого механизма не существовало, выбившийся из сил голодный человек смог бы активно передвигаться только через 3-4 часа после кормления. В реальной жизни он может это делать сразу после еды.

При мышечной деятельности обмен веществ в мускулатуре и в организме в целом сильно возрастает. Так, по сравнению с уровнем обмена лежа сидение вызывает повышение обмена на 12%, стояние - на 20%, ходьба - на 80-100%, бег - на 300-400%. Весьма интенсивная работа может повысить обмен веществ в 10 раз.

По степени энергетических затрат можно распределить представителей разных профессий на 4 группы. Суточный расход энергии этих групп такой:

1 группа - работники умственного труда (ученые, врачи, инженеры, студенты и т.п.) - 3000 ккал/сут.;

2 группа - работники механизированных производств (токари, водители, текстильщики и т.п.) - 3500 ккал/сут.;

3 группа - рабочие, занятые физическим трудом (слесари, истопники, с/х рабочие и т.п.) - 4000 ккал/сут.;

4 группа - рабочие тяжелого физического труда (грузчики, землекопы и т.п.) - 4500 ккал/сут. и более.

При умственном труде энергетические затраты значительно ниже, чем при физическом. Однако в гипнозе может быть большое повышение.

Принципы составления пищевых рационов . В зависимости от энергетических затрат стоит задача составления правильных пищевых рационов. Количество принятых с пищей калорий должно соответствовать энергетическим тратам организма.

Необходимые количества энергии могут быть получены организмом за счет окисления и белков, и жиров, и углеводов. Однако, кроме энергетических нужд организма надо учитывать и пластические нужды, надо помнить и о суточной потребности каждого их питательных веществ.

Особенно важен вопрос о нормах белка в питании человека. Некоторые западные исследователи считают, что количество белка в пище должно быть таково, чтобы не нарушалось азотистое равновесие. Наши ученые считают, что всегда должен быть какой-то белковый резерв в организме, поэтому при составлении рациона надо ориентироваться не на белковый максимум, а на белковый оптимум, т.е. на то количество белка, которое полностью обеспечивает потребности организма, хорошее самочувствие, высокую работоспособность, достаточную сопротивляемость инфекциям, а для детей и потребности роста. Ежесуточный прием с пищей взрослым человеком в среднем 80-100 г. белка полностью удовлетворяют этим требованиям. Не менее 30% белка должно быть животного происхождения.

Для детей суточная норма белка на 1 кг веса должна быть повышена. Для 1-3 лет она составляет 55 г, 4-6 лет - 72 г., 7-9 лет - 89 г, 10-15 лет 100-106 г.

Пищевой рацион должен включать не менее 60 г. жиров и 400-500 г. углеводов. У взрослых при трехразовом питании 30% рациона должно приходиться на завтрак, 40% на обед и 25% на ужин. Необходимо помнить также и о минеральном составе, витаминах. заменимых и незаменимых аминокислотах и др.

Таким образом, при составлении пищевого рациона необходимо руководствоваться следующими принципами:

1. Соответствие энергетическим затратам.

2. Удовлетворение нормы белков, жиров и углеводов в питании.

3. Учет усвояемости пищевых веществ.

4. Минеральный и витаминный состав.

5. Учет состояния организма и способов приготовления пищи (диетология).

6. Правильное распределение рациона по часам суток.

7. Разнообразие пищи и ее органолептика.

8. Учет потребностей роста.

Оглавление темы "Регуляция обмена веществ и энергии. Рациональное питание. Основной обмен. Температура тела и ее регуляция.":
1. Энергетические затраты организма в условиях физической нагрузки. Коэффициент физической активности. Рабочая прибавка.
2. Регуляция обмена веществ и энергии. Центр регуляции обмена веществ. Модуляторы.
3. Концентрация глюкозы в крови. Схема регуляции концентрации глюкозы. Гипогликемия. Гипогликемическая кома. Чувство голода.
4. Питание. Норма питания. Соотношение белков, жиров и углеводов. Энергетической ценность. Калорийность.
5. Рацион беременных и кормящих женщин. Рацион детского питания. Распределение суточного рациона. Пищевые волокна.
6. Рациональное питание как фактор сохранения и укрепления здоровья. Здоровый образ жизни. Режим приема пищи.
7. Температура тела и ее регуляция. Гомойотермные. Пойкилотермные. Изотермия. Гетеротермные организмы.
8. Нормальная температура тела. Гомойотермное ядро. Пойкилотермная оболочка. Температура комфорта. Температура тела человека.
9. Теплопродукция. Первичная теплота. Эндогенная терморегуляция. Вторичная теплота. Сократительный термогенез. Несократительный термогенез.
10. Теплоотдача. Излучение. Теплопроведение. Конвекция. Испарение.

Энергетические затраты организма в условиях физической нагрузки. Коэффициент физической активности. Рабочая прибавка.

Интенсивность обменных процессов в организме значительно возрастает в условиях физической нагрузки. Объективным критерием для оценки энергозатрат, связанных с двигательной активностью разных профессиональных групп, является коэффициент физической активности. Он представляет собой отношение общих энергозатрат к величине основного обмена. Прямая зависимость величины энергозатрат от тяжести нагрузки позволяет использовать уровень энергозатрат в качестве одного из показателей интенсивности выполняемой работы (табл. 12.5).

Разница между величинами энергозатрат организма на выполнение различных видов работ и энергозатрат на основной обмен составляет так называемую рабочую прибавку (к минимальному уровню энергозатрат). Предельно допустимая по тяжести работа, выполняемая на протяжении ряда лет, не должна превышать по энергозатратам уровень основного обмена для данного индивидуума более чем в 3 раза.

Таблица 12.5. Энергетические затраты организма при различной интенсивности физической работы

Группа	Вид деятельности	Пол	ровень энергетических затрат (ккал/сутки)	Коэффициент физической активности
I	В условиях определения основного обмена Выполнение работы, не требующей физических усилий (врачи-терапевты, педагоги, диспетчеры, секретари и др.)	м ж м ж	1700 1500 2300 2000	1,4
II	Физическая нагрузка: легкой тяжести (работники сферы обслуживания, конвейерных производств, агрономы, медсестры)	м ж	2800 2500	1,6
III	умеренно тяжелая (продавцы продовольственных магазинов, станочники, слесари-наладчики, врачи-хирурги, водители транспорта)	м ж	3300 3000	1,9
IV	тяжелая (строительные и сельскохозяйственные рабочие, механизаторы, работники нефтяной и газовой промышленности)	м ж	3800 3700	2,2
V	очень тяжелая (шахтеры, сталевары, каменщики, грузчики)	м	4800	2,5

Умственный труд не требует столь значительных энергозатрат, как физический. Энергозатраты организма возрастают при умственной работе в среднем лишь на 2-3 %. Умственный труд, сопровождающийся легкой мышечной деятельностью, психоэмоциональным напряжением, приводит к повышению энергозатрат уже на 11-19 % и более.

Специфически-динамическое действие пищи - это усиление интенсивности обмена веществ под влиянием приема пищи и увеличение энергетических затрат организма относительно уровней обмена и энергозатрат, имевших место до приема пищи. Специфически-динамическое действие пищи обусловлено затратами энергии на переваривание пищи, всасывание в кровь и лимфу питательных веществ из желудочно-кишечного тракта, ресинтез белковых, сложных липидных и других молекул; влиянием на метаболизм биологически активных веществ, поступающих в организм в составе пищи (в особенности белковой) и образующихся в нем в процессе пищеварения.

Увеличение энергозатрат организма выше уровня, имевшего место до приема пищи, проявляется примерно через час после приема пищи, достигает максимума через три часа, что обусловлено развитием к этому времени высокой интенсивности процессов пищеварения, всасывания и ресин-теза поступающих в организм веществ. Специфически-динамическое действие пищи может продолжаться 12-18 ч. Оно наиболее выражено при приеме белковой пищи, повышающей интенсивность обмена веществ до 30 %, и менее значительно при приеме смешанной пищи, повышающей интенсивность обмена на 6-15 %.

Уровень общих энергозатрат , как и основного обмена, зависит от возраста: суточный расход энергии возрастает у детей с 800 ккал (6 мес- 1 год) до 2850 ккал (11-14 лет). Резкий прирост энергозатрат имеет место у подростков-юношей 14-17 лет (3150 ккал). После 40 лет энергозатраты снижаются и к 80 годам составляют около 2000-2200 ккал/сут.

В повседневной жизни уровень энергозатрат у взрослого человека зависит не только от особенностей выполняемой работы, но и от общего уровня двигательной активности, характера отдыха и социальных условий жизни.

Общая характеристика факторы определяющие основной обмен. Обмен веществ и энергии при различных уровнях функциональной активности организма

Читайте также

Обмен белков

Возрастные, суточные, климатические и другие изменения основною обмена

Затрата энергии при работе

Энергетические затраты организма в условиях физической нагрузки. Коэффициент физической активности. Рабочая прибавка.