Преобразование энергии в организме.

Тепловая энергия является конечной формой преобразования энергии в организме. Определенный процент энергии, выделяющейся в процессе метаболизма белков, жиров и углеводов не идет на образование макроэргов, а рассеивается в виде тепла в окружающую среду.

Первичное тепло – это доля рассеянной энергии, соответствующая 35% всей химической энергии пищевых веществ. В результате распада макроэргических соединений часть энергии также преобразуется в тепло, названное вторичным, которое тоже выделятся из организма в окружающую среду.

Клетки внутренних органов потребляют для своих нужд около 25% всей химической энергии. Она может затрачиваться, например, для активного транспорта, синтеза белков, сокращения гладкой и скелетной мускулатуры. В последствии эта энергия переходит в тепловую.

Интенсивность энергетического обмена принято оценивать в единицах тепловой энергии. В международной системе единиц СИ в качестве основной единицы энергии принят джоуль (Дж) или ккал, 1ккал =4,19 кДж.

Жизнь организма с точки зрения энергетики – это непрерывная работа, направленная на поддержание стабильности макромолекул, разности концентраций веществ между водными секторами тела, передачу импульсов, синтез и обновление молекул, построение клетки, моторику и секрецию.

Из 100% энергии пищи современного человека её расход можно представить так:

1. 50-60% - расходуется на обеспечение жизнедеятельности

2. 10-15% - на усвоение самой пищи (специфически-динамическое действие пищи)

3. 30-40% - на обеспечение активности человека, включая: работу на производстве, дома, активный отдых, физкультуру.

Энергетический баланс организма рассчитывается как разность прихода и расхода энергии. Энергообмен у взрослого человека считается сбалансированным, если приход равен расходу. Если приход выше расхода, энергетический баланс называется положительным. Если расход превышает приход - отрицательным.

Энергозатраты организма зависят:

I. От индивидуально-типологических факторов:

1.Поверхности тела, роста и массы.

2. Возраста (у ребёнка в 4 раза выше).

3. Пола (у женщин на 5% ниже, чем у мужчин, исключение-беременность).

4. Генетических особенностей (выраженность нефосфорилирующего окисления - нечувст­вительность к холоду, гипертериоз).

5. Температуры тела (увеличение температуры тела на 1°С, ускоряя химические реакции, по­вышает обмен энергии на 5%).

II.Условий окружающей среды:

1. Климата (высокая температура в тропиках не требует больших энергозатрат; в холодном климате энергообмен повышается в 5-7 раз).

2. Биоритмов: суточных - днем энергообмен выше, чем ночью; сезонных –летом и зи­мой.

3. Психоэмоциональной обстановки: современного стандарта красоты и потребления пищи; традиций питания.

Энергозатраты определяются величиной основного обмена. Основной обмен (ОО)– это количество энергии, расходуемой для поддержания жизнедеятельности организма и постоянства температуры тела в услови­ях физиологического покоя. Основной обмен у взрослого человека составляет около 1 ккал на 1 кг массы тела в час (1 ккал/кг/час) и равен–1 700 ккал/сутки у мужчин, и 1 500 ккал/сутки у женщин, что на 10–15% меньше, чем у мужчин.

Факторы, влияющие на основной обмен – это пол, возраст, масса и длина тела. У од­ного и того же человека от 20 до 40 лет могут быть колебания основного обмена от ±7 до ± 10% (норма).

Величина основного обмена почти на 50% определяется работой печени, а также скелетной мускулатурой, находящейся в покое (таб.2). Различные физиологические условия могут влиять на интенсивность основного обмена. Например, понижение мышечного тонуса во сне уменьшает интенсивность обмена веществ, также как и угнетение работы печени в условиях голодания.

Таблица 2

Вклад различных органов в обеспечение

основного обмена у человека

Цель определения основного обмена - уточнение вида обмена, т.е. выяснение вопроса, имеются ли отклонения от энергетически сбалансированного состояния.

Исследования проводят в стандартных условиях:

- при температуре комфорта (18-20°С);

- в спокойном состоянии, т.к. эмоциональный стресс усиливает метаболизм;

- в положении лёжа, но не спать, т. к. сон понижает энергетический обмен приблизительно на 10%;

- натощак, не менее чем через 12 часов после последнего приёма пищи.

Расход энергии за сутки (общий обмен) складывается из величин:

1. Основного обмена.

2. Специфически-динамического действия пищи (СДДП) - это затраты энергии на моторику, секрецию и процессы всасывания в ЖКТ.

3. Рабочей прибавки – энергозатраты при трудовой деятельности.

При физических нагрузках скорость метаболизма возрастает в зависимости от степени физического напряжения. Чем интенсивнее работа, тем больше величина рабочего обмена. Ускорение обмена веществ также происходит и при умственных нагрузках, хотя это не только связано с потребностями мозга. Преимущественно увеличению обмена веществ в период умственной работы служит рефлекторное увеличение мышечного тонуса.

Учёт расхода энергии 1.Определение основного обмена. 2.Определение общего обмена.

Учёт прихода энергии

1.Учёт количества пищевых веществ,

потребляемых за сутки.

2.Расчет калорической цен­ности питательных

веществ, т. е. общего количества энер­гии,

получаемой с различ­ными питательными

веще­ствами.

По полученным значениям прихода и расхода энергии и оценивается энергетический баланс.