Обмен энергии.

Обмен энергии между организмом и окружающей средой осуществляется по законам термодинамики. Организм внутри себя постоянно создает негэнтропии (т.е. поддерживает структурность элементов, распадаясь способны выделять энергию). Для этого прежде всего используется энергия, накопленная в продуктах окружающей среды (в виде макроскопических соединений, поступающих с пищей). Вокруг себя организм создает энтропию, выделяя энергию в виде тепла. Энтропия - это потеря структурности с выделением энергии.

Соотношение между энергией, поступающей в организм и количеством энергии, выделяемой им, называется энергетическим балансом. Если этот баланс будет положительным - то энергоносители задерживаются в организме и наоборот.

Выделяют два уровня обмена энергии: основной обмен (00), или тот уровень обменных процессов в организме, который необходим для его функционирования в условиях физиологического покоя. Этот обмен объединяет затраты энергии на биосинтез, в поддержку концентрационных градиентов различных ионов на оболочках клеток и на деятельность внутренних органов (мозга, сердца, дыхательных мышц, печени, почек и др.). Уровень основного обмена зависит от возраста, пола, массы тела и роста человека и, исходя из этих параметров, определяется по известным в физиологии таблицами Харриса-Бенедикта (см. Приложение 1 и 2). Согласно этим таблицам общий уровень основного обмена (00) рассчитывают в зависимости от пола человека как сумму энергетических затрат исходя из массы тела (определяется по табл. А) и возраста и роста человека (определяется по табл. Б Харриса-Бенедикта). Например, девушка в возрасте 17 лет, масса тела которой составляет 46 кг, а рост 156 см имеет 00 = одна тысяча девяносто пять +201 = 1296 ккал. При отсутствии таблиц Гарриса-Бенедикта величину основного обмена (00) можно рассчитывать с помощью уравнений, приведенных в табл. 5.

У детей уровень основного обмена на единицу массы тела значительно больше, чем у взрослых людей, объясняется более интенсивными процессами биосинтеза в детском возрасте. Известно, например, чтобы "встроить" одну аминокислоту в цепь белковой молекулы требуется энергия двух молекул АТФ (аденозитрифосфорнои кислоты).

У детей до 5 лет за один час на 1 кг массы тела расходуется примерно 14 - 15 кДж (3,45 ккал) энергии, в 10 лет примерно 9 - 10 кДж (2,26 ккал), в 15 лет - 5,3 - 6,0 кДж (1,33 ккал) и у взрослых людей - 4,2 кДж (1 ккал) на 1 кг массы тела в час. У девушек (женщин) основной обмен примерно на 5% ниже, чем у юношей (мужчин). Средние возрастные изменения уровня основного обмена приведены в табл. 6.

Уравнения для расчета величин основного обмена (ОО) людей разного возраста

Динамика основного обмена с возрастом тесно связана с энергетическими затратами на рост организма. Чем меньше возраст ребенка, тем относительные затраты энергии на рост большие (рис. ЗО). Например, затраты энергии на рост в возрасте 3 месяца составляют 36%, в возрасте 6 месяцев - 26%, 10-12 месяцев - 21% общей энергетической ценности пищи.

Дополнительно к основному обмена организм тратит энергию на какие-либо функции, и на внешнюю работу. Затраты энергии при полной жизнедеятельности называются общим обменом.

По данным А. П. Матвеева (2003) употребление белковой пищи повышает уровень обмена на 30%; жирной и углеводной пищи - на 15%, а обычной смешанной пищи на 30-35%. Выполнение нетяжелой работы в быту повышает уровень обмена на 30-60%. Физическая умеренная работа и обычные спортивные тренировки могут повышать уровень обмена в 20-25 раз, то есть более чем на 2000%. Умственная работа, которая не сопровождается мышечными усилиями и эмоциональным напряжением повышает энергетические затраты всего на 2-3%. Если к умственному труду прилагается эмоциональное напряжение, то энергетические затраты могут расти на 40-90%.

Изменение интенсивности основного обмена и относительного ежегодного прироста массы

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >