Превращение и использование энергии

В процессе обмена веществ постоянно происходит пре­вращение энергии: энергия сложных органических соедине­ний, поступивших с пищей, превращается в тепловую, меха­ническую и электрическую. Все процессы жизнедеятельности обеспечи­ваются энергией за счет анаэробного и аэробного метаболиз­ма. Получение энергии без участия кислорода, например, гликолиз (расщепление глюкозы до молочной кислоты), на­зывается анаэробным обменом. В ходе анаэробного расщеп­ления глюкозы (гликолиза) или ее резервного субстрата гли­когена (гликогенолиза) превращение 1 моля глюкозы в 2 мо­ля лактата приводит к образованию 2 молей АТФ. Энергии, образующейся в ходе анаэробных процессов, недостаточно для осуществления активной жизни, поэтому необходимы процессы, про­исходящие с участием кислорода, которые энергетически более эф­фективны. Все процессы, генерирующие энергию с участием кислорода, называются аэробным обменом.Биологическое окисление представляет собой «сгорание» вещества при низ­кой температуре, часть энергии, высвобождающейся при окислении, запасается в высокоэнергетических фосфатных связях АТФ. АТФ является аккумуля­тором химической энергии и средством ее переноса, диф­фундируя в те места, где она требуется. Общее количество молекул АТФ, образующихся при полном окислении 1 моля глюкозы до СО₂ и Н₂О, составляет 25,5 молей. При полном окислении молекулы жиров образуется большее количество молей АТФ, чем при окислении молекулы углеводов.

Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом, именно он служит показателем общего состояния и физиоло­гической активности организма.

Единица измерения энергии, обычно применяемая в биологии и медицине, - калория (кал). Она определяется как количество энергии, необходимое для повышения темпера­туры 1 г воды на 1 °С. В Международной системе единиц (СИ) при измерении энергетических величин используется джоуль (1 ккал = 4,19 кДж).

Основной обмен

Интенсивность энергетического обмена значительно варьирует и зависит от многих факторов. Поэтому для срав­нения энергетических затрат у разных людей была введена условная стандартная величина - основной обмен. Основной обмен - это минимальные для бодрствующего организ­ма затраты энергии для поддержания жизнедеятельности в организме, определенные в строго контролируемых стандартных условиях:

1) при комфортной температуре (18-20°С тепла);

2) в положении лежа (но обследуемый не должен спать);

3) в состоянии эмоционального покоя, так как стресс усиливает метаболизм;

4) натощак, т.е. через 12-16 ч после последнего приема пищи.

Основной обмен зависит от пола, возраста, роста и мас­сы тела человека. Величина основного обмена в среднем со­ставляет 1 ккал в 1 ч на 1 кг массы тела. У мужчин в сутки основной обмен приблизительно равен 1700 ккал, у женщин основной обмен на 1 кг массы тела примерно на 10% мень­ше, чем у мужчин, у детей он больше, чем у взрослых, и с увеличением возраста постепенно снижается.