Основной обмен (определяющие факторы, расчёт). Обмен веществ и энергии при различных уровнях функциональной активности организма

Основной обмен.

Основные понятия и определения физиологии обмена веществ и энергии.

Энергетическая ценность пищевых веществ.

Энергетическая ценность пищевых веществ оценивается при помощи специальных устройств – оксикалориметрах. Установлено, что при полном окислении 1 г. углеводов выделяется 4,1 ккал (1 ккал=4187 Дж.), 1 г. жиров - 9.45 ккал., 1 г. белков – 5,65 ккал. Следует добавить, что часть пищевых веществ, поступающих в организм, не усваивается. Например, в среднем не усваивается около 2% углеводов, 5% жиров и до 8% белков. К тому же, не все пищевые вещества в организме расщепляются до конечных продуктов – углекислого газа (диоксида углерода) и воды. Например, часть продуктов неполного расщепления белков в виде мочевины выделяется с мочой.

С учетом вышеизложенного можно отметить, что реальная энерге-тическая ценность пищевых веществ несколько ниже, чем установлен-ная в экспериментальных условиях. Реальная энергетическая ценность 1 г. углеводов составляет 4,0 ккал, 1 г. жиров – 9,0 ккал, 1 г. белков – 4,0 ккал.

Интегральной (общей) характеристикой энергетического обмена организма человека являются суммарные энергетические траты или валовый энергетические траты.

Валовые энергетические траты организма - совокупность энергетических трат организма в течение суток в условиях его обычного (естественного) существования. Валовые энергетические траты включают три компонента: основной обмен, специфическое динамическое действие пищи и рабочую прибавку. Валовые энергетические траты оценивают в кдж/кг/сутки или ккал/кг/сутки(1 кдж=0,239 ккал).

Начало учению об основном обмене положили работы ученых Тартусского университета Биддера и Шмидта (Bidder and Schmidt, 1852).

Основной обмен – минимальный уровень энергетических трат, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма.

Представление об основном обмене, как минимальном уровне энергетических трат организма предъявляет и ряд требований к условиям, в которых должен оцениваться данный показатель.

Условия, в которых должен оцениваться основной обмен:

1) состояние полного физического и психического покоя (желательно в положении лежа);

2) температура комфорта окружающей среды (18-20 градусов по Цельсию);

3) спустя 10 – 12 часов после последнего приема пищи, чтобы избежать увеличения энергетического обмена, связанного с приемом пищи.

Основной обмен зависит от возраста, роста, массы тела и половой принадлежности.

Влияние возраста на основной обмен.

Самый высокий основной обмен в пересчете на 1 кг. Массы тела у новорожденных (50-54 ккал/кг/сутки), самый низкий у пожилых людей (после 70 лет основной обмен составляет в среднем 30 ккал/кг/сутки). На постоянный уровень основной обмен выходит к моменту полового созревания к 12 – 14 годам и остается стабильным до 30-35 лет (около 40 ккал/кг/сутки).

Влияние роста и массы тела на основной обмен.

Между массой тела и основным обменом существует практически линейная, прямая зависимость – чем больше масса тела, тем больше уровень основного обмена. Однако, эта зависимость не абсолютна. При повышении массы тела за счет мышечной ткани указанная зависимость практически линейна, однако, если увеличение массы тела связано с увеличением количества жировой ткани эта зависимость приобретает нелинейный характер.

Поскольку масса тела при прочих равных условиях зависит от роста (чем больше рост – тем больше масса тела), между ростом и основным обменом существует прямая зависимость – чем больше рост, тем больше основной обмен.

Учитывая тот факт, что рост и масса тела влияют на общую площадь тела, М. Рубнер (M.Rubner) сформулировал закон, в соответствии с которым основной обмен зависит от площади тела: чем больше площадь тела, тем больше основной обмен. Однако, указанный закон практически перестает работать в условиях, когда температура окружающей среды равна температуре тела. Кроме того, неодинаковая волосистость кожи существенно изменяет теплообмен между организмом и окружающей средой и поэтому закон Рубнера в этих условиях также имеет ограничения.

Влияние половой принадлежности на уровень основного обмена.

У мужчин уровень основного обмена на 5-6% выше, чем у женщин. Это объясняется различным соотношением жировой и мышечной ткани на 1 кг массы тела, а также различным уровнем метаболизма в связи с различиями химической структуры половых гормонов и их физиологическими эффектами.

Основной обмен – минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности в условиях относительного физического и психического покоя.

Эта энергия расходуется на процессы клеточного метаболизма, кровообращение, дыхание, выделение, поддержание температуры тела, работы центров мозга.

Любая работа – физическая или умственная, а также прием пищи, колебания температуры окружающей среды и другие внешние и внутренние факторы, изменяющие уровень обменных процессов, влекут за собой увеличение энергозатрат. Основной обмен зависит от возраста, роста, массы тела, пола человека.

Мышечная работа сопряжена со значительными затратами энергии и увеличением теплопродукции. При мышечных нагрузках средней интенсивности КПД работы мышцы составляет »24 %. Из всего количества энергии, расходуемой работающими мышцами, 43 % затрачивается на активизацию сокращения, и вся эта энергия переходит в тепло. Только 57 % из общего количество энергии идет на рабочее сокращение.

Предельно допустимая по тяжести работа для данного человека, постоянно выполняемая им в течение длительного времени, не должна превышать по энергозатратам уровень основного обмена более чем в 3 раза.

При кратковременных нагрузках энергия выделяется за счет окисления углеводов, а при длительных – жиров (спортсмены).

11. Специфически-динамическое действие питательных веществ.

После приема пищи интенсивность обмена веществ и энерготраты организма увеличиваются по сравнению с их уровнем в условиях основного обмена. Увеличение обмена веществ и энергии начинается через час, достигает максимума через 3 ч после приема пищи и сохраняется в течение нескольких часов. Влияние приема пищи, усиливающее обмен веществ и энергетические затраты, получило название специфического динамического действия пищи.

При белковой пище оно наиболее велико: обмен увеличивается в среднем на 30 %. При питании жирами и углеводами обмен увеличивается у человека на 14-15 %.

12. Роль рецепторов полости рта в проявлении специфически-динамического действия пищи.

Вкусовая рецепция у позвоночных связана с функционированием вкусовых почек, или луковиц – специальных эпителиальных образований, расположенных в толще многослойного эпителия языка. Клетки вкусовых луковиц проходят через всю толщу эпителия, перпендикулярно к нему, достигая базальными концами базальной мембраны, а в апикальной части образуя вкусовой канал, соединенный с ротовой полостью через вкусовую пору. Вкусовая луковица включает 30-80 уплощенных, вытянутых веретенообразных клеток, тесно прилегающих друг к другу наподобие долек апельсина.

Эпителиальные структуры вкусовой луковицы тесно связаны с нервными элементами. После перерезки волокон, иннервирующих вкусовую луковицу, наблюдается полная ее дегенерация и исчезновение. Регенерация нерва ведет к восстановлению вкусовой луковицы.

У человека вкусовые луковицы расположены преимущественно на дорсальной поверхности грибовидных, в желобках листовидных, канавках желобоватых сосочков языка, а также в значительно меньших количествах в слизистой неба, глотки, гортани, миндалин, небной занавески. Каждый грибовидный сосочек содержит 3-4 луковицы. У детей вкусовые луковицы распространены более широко, чем у взрослых, по твердому и мягкому небу, на гортани, надгортаннике, грибовидных сосочках середины спинки языка. У взрослого человека насчитывают 9-10 тысяч вкусовых луковиц. После 45 лет часть вкусовых луковиц атрофируется.

Показано, что число вкусовых луковиц связано с характером питания: у хищников их меньше, чем у растительноядных.

У большинства позвоночных и человека сигнализация о химическом составе веществ, находящихся в ротовой полости, поступает в ЦНС по волокнам лицевого, языкоглоточного, блуждающего и тройничного нервов. Все вкусовые волокна, вступающие в мозговой ствол, заканчиваются в ядре одиночного пучка, проходящего на всем протяжении продолговатого мозга в дорзо-латеральной части покрышки. Вопрос о локализации центров вкуса в коре окончательно не решен, однако принято считать наиболее тесно связанными с вкусовой чувствительностью следующие районы коры: нижний конец центральной извилины около сильвиевой борозды, прараинсулярную область и область покрышки. Изменения вкуса наблюдаются также при повреждении основания височной доли, оперкулярной зоны и др.

Ощущение вкуса возникает лишь в том случае, когда вещество, входящее в контакт со вкусовой луковицей, растворено в воде. Так, сухой сахар, положенный на осушенный фильтровальной бумагой язык, представляется безвкусным.

В естественных условиях вкусовое ощущение весьма сложно, и зависит от сочетания четырех первичных вкусовых качеств, возникающих при раздражении вкусовых рецепторов – сладкого, соленого, горького и кислого .

Наиболее чувствителен к сладкому кончик, к горькому – корень, к кислому – края, соленому – кончик и края языка. Зоны, чувствительные к каждому из этих раздражителей, перекрывают друг друга, и любое вкусовое ощущение может быть вызвано с различных областей языка. При этом, однако, приходится варьировать концентрации растворов. Так, ощущение сладкого с корня языка возникает при больших концентрациях, чем с его кончика.

text_fields

text_fields

arrow_upward

Под основным обменом (ОО) понимают мини­мальный уровень энергозатрат, необходимых для поддержания жизнедеятельности организма в условиях относительно полного физи­ческого и эмоционального покоя.

В состоянии относительного покоя энергия затрачивается на осуществление функций нервной системы, постоянно идущий синтез веществ, работу ионных насосов, поддер­жание температуры тела, работу дыхательной мускулатуры гладких мышц, работу сердца и почек.

Энергозатраты организма возрастают при физической и умствен­ной работе, психоэмоциональном напряжении, после приема пищи, при понижении температуры.

Oпределение основного обмена

text_fields

text_fields

arrow_upward

Для того, чтобы исключить влияние перечисленных факторов на величину энергозатрат, определение ОО проводят в стандартных строго контролируемых условиях:

1. Утром, в положении лежа, при максимальном расслаблении мышц,

2. В состо­янии бодрствования, в условиях температурного комфорта (около 22°С),

3. Натощак (через 12- 14 часов после приема пищи).

Полученные в таких условиях величины ОО характеризуют исходный «базальный» уровень энергозатрат организма.

Для взрослого человека среднее значение величины ОО равно 1 ккал/кг/час. Отсюда

для мужчины массой 70 кг величина энергозатрат ОО составляет около 1700 ккал/сутки,
для женщин - около 1500 ккал/сутки.

Закон поверхности тела

text_fields

text_fields

arrow_upward

Энергетические затраты в расчете на 1 кг массы тела могут колебаться в больших пределах. Интенсивность основного обмена более тесно связана с размерам поверхности тела, что обусловлено прямой зависимостью величины отдачи тепла от площади поверхности тела. Еще в прошлом столетии немецкий физиолог М.Рубнер показал, что у теплокровных организмов, имею­щих разные размеры тела, с 1 м 2 поверхности тела в окружающую среду рассеивается одинаковое количество тепла.

На этом основании Рубнер сформулировал Закон поверхности тела , согласно которому Энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны величине поверхности тела.

Расчет основного обмена

text_fields

text_fields

arrow_upward

Величины Основного Обмена определяют , а также рассчитывают по уравнениями с учетом пола, возраста, роста и массы тела (табл. 10.4).

Пол	Возраст (лет)	Уравнения для расчета ОО (ккал/сутки)
М	10 — 18	16.6 мт + 119Р + 572
Ж		7.4 мт + 482Р + 217
М	18 — 30	15.4 мт — 27Р + 717
Ж		13.3 мт + 334Р + 35
М	30 — 60	11.3 мт + 16Р + 901
Ж		8.7 мт — 25Р + 865
М	> 60	8.8 мт + 1128Р — 1071
Ж		9.2 мт + 637Р — 302
мт - масса тела (кг), Р - рост (м)

Величина ОО зависит от соотношения в организме процессов анаболизма и катаболизма .

Преобладание в детском возрасте про­цессов анаболической направленности в обмене веществ над про­цессами катаболической направленности обусловливает более высокие значения величин ОО у детей (1,8 ккал/кг/ч и 1,3 ккал/кг/ч у детей 7 и 12 лет соответственно) по сравнению со взрослыми людьми (1 ккал/кг/ч), у которых уравновешены в состоянии здоро­вья процессы анаболизма и катаболизма.

Для каждой возрастной группы людей установлены и приняты в качестве стандартов величины Основного Обмена . Это дает возможности при не­обходимости измерить величину ОО у человека и сравнить получен­ные у него показатели с нормативными. Отклонение величины ОО от стандартной не более чем на ±10% считается в пределах нормы. Более резкие отклонения ОО могут служить диагностическими при­знаками таких состояний организма, как нарушение функции щи­товидной железы; выздоровление после тяжелых и длительных за­болеваний, сопровождающееся активацией метаболических процес­сов: интоксикация и шок, сопровождающиеся угнетением метабо­лизма.

text_fields

text_fields

arrow_upward

Энергетические затраты организма в условиях физической нагрузки. Интенсивность обменных процессов в организме значи­тельно возрастает в условиях физической нагрузки. Прямая зависи­мость величины энергозатрат от тяжести нагрузки позволяет испо­льзовать уровень энергозатрат в качестве одного из показателей ин­тенсивности выполняемой работы (табл. 10.5).

В качестве еще одно­го критерия для определения интенсивности физической работы, выполняемой организмом, может быть принята скорость потребле­ния кислорода . Однако, этот показатель при тяжелой физической нагрузке не отражает точного расхода энергии, так как часть энер­гии организм получает за счет анаэробных процессов гликолиза, идущих без затраты кислорода.

Рабочая прибавка

text_fields

text_fields

arrow_upward

Разница между величинами энергозатрат организма на выполнение различных видов работ и энергозатрат на основной обмен состав­ляет так называемую рабочую прибавку .

Предельно допустимая по тяжести работа, выполняемая на протяжении ряда лет, не должна превышать по энергозатратам уровень основного обмена для данно­го индивидуума более, чем в три раза.

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

text_fields

text_fields

arrow_upward

Специфически-динамическое действие пищи - усиление под вли­янием приема пищи интенсивности обмена веществ и увеличение энергетических затрат организма относительно уровней обмена и энергозатрат, имевших место до приема пищи.

Специфически-ди­намическое действие пищи обусловлено затратами энергии на:

1. Пере­варивание пищи,

2. Всасывание в кровь и лимфу питательных веществ из желудочно-кишечного тракта,

3. Ресинтез белковых, сложных липидных и других молекул;

4. Влиянием на метаболизм биологически активных веществ, поступающих в организм в составе пищи (в особенности белковой) и образующихся в нем в процессе пищева­рения (см. также гл.9).

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 ресинтеза поступающих в организм веществ. Специфически-динамическое действие пищи может продолжаться 12-18 часов. 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 Основной Обмен, 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/сутки.

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.

Основной обмен - минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности в условиях относительного физического и психического покоя. Эта энергия расходуется на процессы клеточного метаболизма, кровообращение, дыхание, выделение, поддержание температуры тела, функционирование жизненно важных нервных центров мозга, постоянную секрецию эндокринных желёз.

· Печень потребляет 27% энергии основного обмена;

· Мозг - 19%;

· Мышцы - 18%;

· Почки - 10%;

· Сердце - 7%;

· Остальные органы и ткани - 19%.

Любая работа - физическая или умственная, а также приём пищи, колебания температуры окружающей среды и другие внешние или внутренне факторы, изменяющие уровень обменных процессов, влекут за собой увеличение энергозатрат.

Основной обмен определяют в строго контролируемых, искусственно создаваемых условиях:

· утром, натощак (через 12–14 часов после последнего приема пищи);

· в положении лежа на спине, при полном расслаблении мышц, в состоянии спокойного бодствования;

· в условиях температурного комфорта (18–20 °С);

· за 3 суток до исследования из организма исключают белковую пищу;

Основной обмен выражается количеством энергозатрат из расчета 1 ккал на 1 кг массы тела в час

Факторы влияющие на величину основного обмена:

· возраст;

· масса тела;

· пол человека.

Самый интенсивный основной обмен отмечается у детей (у новорожденных – 53 ккал/кг в сутки, у детей первого года жизни – 42 ккал/кг в сутки).
Средние величины основного обмена у взрослых здоровых мужчин составляют 1300–1600 ккал/сут, у женщин эти величины на 10% ниже. Это связано с тем, что у женщин меньше масса и поверхность тела.
С возрастом величина основного обмена неуклонно снижается. Средняя величина основного обмена у здорового человека приблизительно 1 ккал/(кг×ч).

Закон поверхности Рубнера.
Энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны площади поверхности тела.
Зависимость интенсивности основного обмена от площади поверхности тела была показана немецким физиологом Рубнером для различных животных. Согласно этому правилу, интенсивность основного обмена тесно связана с размерами поверхности тела:

· у теплокровных организмов, имеющих разные размеры тела, с 1 м 2 поверхности рассеивается одинаковое количество тепла.

Итак, подведем итог. Основной обмен - это энергозатраты организма в состоянии полного покоя, обеспечивающие функции всех органов и систем и поддержание температуры тела. Суточная потребность человека в энергии зависит от суточных энерготрат, которые складываются из расхода энергии на: 1) основной обмен; 2) усвоение пищи; 3) физическую (нервно–мышечную) деятельность. Хотите знать свои суточные затраты энергии? Тогда считайте:

Расчет суточной затраты энергии (уравнение Гарриса–Бенедикта):

· Для женщин = 655 + + –

· Для мужчин = 65 + + –

Валовый обмен: способы оценки;факторы,влияющие на валовый обмен; клиническое значение.

Валовый (суммарный) обмен вещества и энергии. Законы сохранения вещества и энергии послужили теоретической основой для разработки важнейшего метода исследования обмена веществ и энергии -установления балансов, т.е. определения количества энергии и веществ, поступающих в организм и покидающих его в форме тепла и конечных продуктов обмена. Для определения баланса веществ необходимы достаточно точные химические методы и знание путей, по которым различные вещества выделяются из организма. Известно, что главными пищевыми веществами являются белки, липиды и углеводы. Как правило, для оценки содержания белков в пище и в продуктах распада достаточно определить количество азота, т.к. практически весь азот пищи находится в белках, в т.ч. в нуклеопротеинах; незначительным количеством азота, входящим в состав некоторых липидов и углеводов, в опытах по определению азотистого баланса можно пренебречь. Определение липидов и углеводов в пищевых продуктах требует специфических методов, что же касается конечных продуктов обмена липидов и углеводов, то это почти исключительно СО2 и вода.

При анализе конечных продуктов обмена необходимо принимать во внимание пути выделения их из организма. Азот выделяется главным образом с мочой, но также и с калом и в небольшом количестве через кожу, волосы, ногти (см. Азотистый обмен). Углерод выделяется почти исключительно в форме СО2 через легкие, но некоторое его количество выделяется с мочой и калом. Водород экскретируется в виде Н2О преимущественно с мочой и через легкие (водяной пар), но также через кожу и с калом.

Баланс энергии определяют на основании калорийности вводимых пищевых веществ и количества выделенного тепла, которое может быть измерено или рассчитано. При этом надо учитывать, что величина калорийности, получаемая при сжигании веществ в калориметрической бомбе, может отличаться от величины физиологической калорической ценности, т.к. некоторые вещества в организме не сгорают полностью, а образуют конечные продукты обмена, способные к дальнейшему окислению. В первую очередь это относится к белкам, азот которых выделяется из организма главным образом в виде мочевины, сохраняющей некоторый потенциальный запас калорий. Важной величиной, характеризующей особенности обмена отдельных веществ, является дыхательный коэффициент (ДК), который численно равен отношению объема выдыхаемого СО2 к объему поглощенного О2. Калорическая ценность, ДК и величина теплообразования, рассчитанная на 1 л потребленного О2 для разных веществ различны. Физиологическая калорическая ценность (в ккал/г) составляет для углеводов - 4,1; липидов - 9,3; белков - 4,1; величина теплообразования (в ккал на 1 л потребленного О2) для углеводов - 5,05; липидов - 4,69; белков - 4,49.

Основной обмен (ОО) - это тот минимальный уровень энергетического обмена, расходуется только на поддержание жизни. Он определяется как энергозатраты организма в стандартных условиях: утром после пробуждения, натощак, лежа, в эмоциональном покое, при температуре комфорта - 18-20 ° С. Уровень обмена, определенный в стандартных условиях через 12-14 часов после последнего приема пищи, называют стандартным обменом. У взрослого человека он составляет около 7000 кДж, или 1700 ккал в сутки. Однако этот показатель у разных людей также колеблется в широких пределах, поскольку зависит от роста и массы тела, возраста человека, профессии, места жительства и т.д. (рис. 12.4).

М. Рубнер, изучая энергетический обмен в различных животных, установил, что выделение тепла зависит от поверхности тела. Эта закономерность получила название закон поверхности. Закон построен на чисто физическом явлении - выделение внутренней теплоты через поверхность тела: Q = К mn, где Q - теплопродукция; m - масса тела степенной показатель n = 0,75 вносит в уравнение поправку на изменение соотношения между поверхностью и

РИС. 12.4. Изменения уровня основного обмена мужчин и женщин в разные возрастные периоды. По вертикали - интенсивность основного обмена, по горизонтали - возраст

массой тела. Точная формула для определения поверхности тела предложена Дюбуа:

где R - поверхность тела

W - его масса в килограммах;

Н - рост в сантиметрах.

Однако правило поверхности является относительным, так как у двух человек с одинаковой поверхностью тела интенсивность обмена веществ может значительно отличаться и эти отмены могут быть связаны с разной теплопродукцией состоянию метаболизма, регуляторных систем организма.

Изменения основного обмена под влиянием физической активности называют рабочим обменом, или максимальным, который может быть значительно больше стандартного. Показатели основного обмена сравнивают с его соответствующими величинами (стандартным 00), который определяют по таблицам, учитывающие массу тела, рост, возраст и пол, поскольку от этих факторов зависит интенсивность метаболизма. При условии, что определенный 00 совпадает со стандартным в пределах ± 10%, его величину считают нормальным, что свидетельствует о нормальной интенсивность метаболизма.

Энергетический обмен в различных условиях

На интенсивность энергетического обмена индивидуума влияет ряд факторов: еды, физические нагрузки, температура окружающей среды и собственного тела, эмоциональное возбуждение, нервная и гормональная системы, антропометрические данные.

После приема пищи энергетический обмен существенно возрастает. Влияние пищи на усиление энергетического обмена называется специфически-динамическим действием пищи Так, при употреблении углеводов и жиров интенсивность энергетического обмена повышается на 10 %, белков - на 30%, смешанной пищи - на 15%, что свидетельствует о главной роли белков в специфической действия пищи. Увеличение энергетического обмена начинается через час и через 3-4 часа достигает максимума. Длительность динамического действия пищи составляет 12-17 часов. Она направлена на замещение отработавших молекул новыми, синтезируемых с усвоенных питательных веществ.

Энергетический обмен при физической нагрузке. Физическая активность значительно повышает интенсивность метаболизма, сопровождается выделением тепла. Даже при поднятии руки в стандартных условиях исследования энергетический объем значительно повышается.

Затраты энергии зависят от интенсивности выполненной работы. Наибольшие энергозатраты оговариваются сокращением скелетных мышц, о чем свидетельствует табл. 12.1.

Энергетический обмен при умственного нагрузки значительно меньше по сравнению с физическим. Он зависит от умственной и эмоциональной компоненты умственной деятельности. При решении задач, чтении и запоминании текста преобладает умственная компонента, которая повышает энергозатраты на 2-4%. Если умственная деятельность сочетается с двигательной активностью и эмоциональной компонентой (чтение лекции, выступление актера, преподавательская работа), ее энергетический обмен возрастает более чем на 20%. Когда к умственной работе прилагаются вегетативные реакции (повышение артериального давления, частоты пульса, потоотделение), то энергетический обмен возрастает еще больше.

При беременности и лактации вследствие дополнительных потребностей плода и кормления грудным молоком основной обмен значительно увеличивается (на 30-40%). во время

ТАБЛИЦА 12.1. Потребности в энергии людей разного возраста и пола в зависимости от интенсивности труда

	Возраст, p.	Потребности в энергии (в сутки)
		Мужчины (кДж		Женщины (кДж
Преимущественно умственный труд
Легкая физическая работа
Физический труд средней тяжести
Тяжелый физический труд
Особенно тяжелый физический труд

длительного голодания уровень основного обмена снижается на 40%.

Регуляция интенсивности метаболизма. Поскольку интенсивность энергетического обмена зависит от количества и качества принимаемой пищи, температуры тела и окружающей среды, выполняемой работы и других факторов, которые контролируются гипоталамусом, то интегративным центром регуляции основного обмена может выступать именно гипоталамус. Кроме центров голода, насыщения и жажды, регулирующих обмен углеводов, жиров и белков, в гипоталамусе расположен центр терморегуляции и структуры, следят за поступлением кислорода и выведение углекислого газа и др.

Влияние гипоталамуса осуществляется при участии нейрогуморальных механизмов, среди которых следует назвать следующие: 1) симпатическая система и катехоламины стимулируют интенсивность метаболизма через активацию β-адренорецепторов мембран клеток, в том числе через α-адренорецепторы, - адипоцитов; 2) тиреоидные гормоны также стимулируют интенсивность метаболизма, увеличивая в клетках синтез белков, которые являются (^ адренорецепторами мембран, или увеличивая синтез фермента натрий-калиевой АТФ-азы, следствием чего является увеличение работы натрий-калиевых насосов мембран клеток. Повышение основного обмена (около 15- 20%) также вызывают мужские половые гормоны, в частности тестостерон, обладает анаболическим действием и приводит к наращиванию мышечной ткани, и гормон роста.

Уменьшение указанных воздействий приводит к замедлению интенсивности метаболизма: во время сна, когда преобладает влияние блуждающего нерва на висцеральные системы, величина основного обмена снижается на 10 %, поскольку ослабляется активность симпатоадреналовой системы и уменьшается концентрация тиреоидных гормонов. Отсутствие тироксина в организме уменьшает основной обмен на 50 %.

Возрастные аспекты энергетического обмена

Энергия, поступающая в организм, содержится в пищевых веществах. Они имеют не только энергетическое, но и пластическое значение, так как используются для роста и самообновления тканей.

Питательные вещества плод получает через плаценту из материнской крови, главным субстратом которых является глюкоза. Концентрация глюкозы в крови плода составляет 3,5 ммоль / л. Большую роль в ее обмене играет анаэробный путь окисления, не требующий кислорода. Глюкоза используется и для синтеза гликогена и жиров.

Важным компонентом являются аминокислоты, которые транспортируются путем активного транспорта в кровь плода. Они необходимы для синтеза тканевых белков, ферментов, гормонов белковой природы.

Через плаценту из крови матери могут транспортироваться в небольшом количестве белки, в частности гаммаглобулины, осуществляющих иммунную защиту, особенно в конце беременности.

Жиры синтезируются в печени плода значительно интенсивнее, чем у взрослых, а также в легких и мозга. В первой половине беременности жиры синтезируются преимущественно из жирных кислот матери. Количество жира у плода значительно увеличивается после 7-8 мес. и составляет 2-5,4 % массы тела перед рождением - 16% (почти как у взрослых). Жир откладывается преимущественно под кожей. Таким образом, энергетические потребности плода полностью обеспечиваются матерью, о чем свидетельствует повышенный уровень основного обмена у беременных.

Организм новорожденного ребенка использует запасы гликогена, его содержания печени уменьшается и в течение первых суток почти исчерпывается. То же самое происходит в скелетных мышцах и миокарде. Затем концентрация гликогена увеличивается и достигает уровня взрослых на 2-3-й неделе жизни. Потребность в жирах и белках до года увеличивается, а затем - до взрослого возраста - уменьшается.

Наиболее общим показателем энергетического обеспечения тканей является содержание в них АТФ и КФ. До взрослого возраста концентрация их нарастает. В процессе старения в таких жизненно важных органах, как сердце, мозг, печень и скелетные мышцы, она значительно падает (на 24%). Изменения объема энергии после рождения связаны с особенностями обмена веществ, становлением гормональной регуляции, ростом организма, типом питания, увеличением массы скелетных мышц и их деятельностью. Основной обмен в первый год после рождения повышается примерно с 120 до 600 ккал в сутки. После этого прирост основного обмена замедляется и снова растет в период полового созревания. С началом зрелого периода основной обмен до конца жизни неуклонно снижается.