Основной обмен

Интенсивность обменных процессов в организме и соответствующая ей энергопродукция зависит от индивидуальных особенностей организма: пола, возраста, роста и массы тела, характера питания, физической активности, условий внешней среды. Для того, чтобы результаты определения интенсивности метаболизма и энергообразования были сопоставимы для разных индивидуумов, установлены стандартные условия, исключающие влияние на организм факторов, повышающих интенсивность окислительных процессов.

Интенсивность обменных процессов и энерготраты, определённые в стандартных условиях, называются основным обменом.Установлены четыре обязательных условия измерения интенсивности основного обмена:

1.Утром, в состоянии бодрствования.

2.Умственный, психоэмоциональный и физический покой (положение лёжа, мускулатура максимально расслаблена).

3.Натощак, через 12-16 часов после приёма пищи.

4.Комфортная температура окружающей среды (нет ощущения холода или жары).

Обсудим эти условия:

1. Интенсивность обменных процессов подвержена суточным колебаниям – утром она возрастает, ночью, во время сна - снижается. Во время сна также снижается тонус скелетных мышц.

2. При умственной работе (решение математических задач, написание контрольной работы) энерготраты повышаются всего на 2-3%. Но если умственный труд сопровождается психоэмоциональным напряжением и движением, интенсивность обменных процессов повышается на 11-19 % и более.

3. Потребление пищи и её переваривание повышает интенсивность обмена веществ. Увеличение начинается через час, достигает максимума через 3 часа и сохраняется несколько часов. Повышение обмена веществ, связанное с приёмом пищи, получило название «специфического динамического действия пищи». При потреблении белковой пищи основной обмен увеличивается на 30 % , при питании жирами и углеводами обмен у человека увеличивается на 15 %.

4. Если температура окружающей среды отклоняется от температуры комфорта, интенсивность обмена существенно возрастает при охлаждении организма и, в меньшей степени, при повышении температуры.

Величину основного обмена выражают количеством тепла - в килокалориях(ккал) или килоджоулях(кДж) на килограмм массы тела или на 1 м² поверхности тела за час или сутки.

Величина основного обмена, определённая даже при строгом соблюдении стандартных условий у здоровых испытуемых будет различной. Вариабельность зависит от четырёх факторов:

1.возраст, 2. пол, 3.масса тела, 4.рост.

У детей интенсивность обмена в пересчёте на килограмм массы тела значительно выше, чем у взрослых, и зависит, прежде всего, от возраста. Рост организма требует значительных затрат энергии. В возрасте 20-40 лет обмен сохраняется на одном уровне, у пожилых людей основной обмен снижается. У мужчин основной обмен, пересчитанный на 1 кг массы тела примерно на 10 % выше, чем у женщин. У теплокровных животных разных видов и у людей с различной массой тела интенсивность основного обмена, пересчитанная на 1 кг массы тела, колеблется в широких пределах. Величина основного обмена больше связана с размерами поверхности тела - Правило поверхности. Согласно этому правилу, с 1 м² поверхности тела рассеивается в окружающую среду одинаковое количество тепла. Для того чтобы определить поверхность тела человека, необходимо знать массу тела и его рост.

Таблица №2 Стандарты основного обмена в ккал/кДж

на 1 м² поверхности тела в час*

*Стандарты представляют среднестатистические результаты, полученные при обследовании большого числа людей.

Все энергозатраты, которые необходимы для процессов роста и всех видов деятельности человека, называются рабочей прибавкой. Основным потребителем энергии в организме являются мышцы. Степень энергетических затрат при мышечной нагрузке значительно превышает величину основного обмена. Затраты энергии тем больше, чем интенсивнее совершается мышечная работа. Степень энергетических затрат различной интенсивности определяется коэффициентом физической активности (КФА). КФА представляет собой отношение величины общих энергозатрат на все виды деятельности, специфическое динамическое действие пищи к величине основного обмена. Исходя из коэффициента физической нагрузки, всё взрослое мужское население разделено на 5 групп.

Таблица №3 Величина энергозатрат в зависимости от особенностей профессии

Для женскогонаселенияисключён особо тяжёлый физический труд (5-я группа). Следует отметить, что энергозатраты в одной профессиональной группе могут значительно различаться. Например, к первой группе можно отнести и студентов. Один из студентов много учит, всё время проводит преимущественно за компьютером и рабочим столом. Другой студент и учится, и занимается спортом, и ещё временами подрабатывает грузчиком. Энергозатраты у второго студента, естественно, будут выше, чем у первого, так как коэффициент физической активности его выше.

Ниже представлена таблица суточного расхода энергии у детей и подростков.

Таблица № 4 Суточный расход энергии у детей и подростков

Регуляция обмена веществ и энергии в организме находится под контролем нервной и эндокринной систем. Уровень энергетического обмена изменяется под действием коры большого мозга (условно-рефлекторное повышение интенсивности обмена у спортсменов в предстартовом состоянии) и гипоталамуса. Многочисленные ядра и центры гипоталамуса (терморегуляции, голода и насыщения, регуляции уровня глюкозы и т.д.) используют в качестве эфферентного звена вегетативную нервную систему и эндокринные железы. Многие гормоны (инсулин, половые гормоны, глюкокортикоиды и др.) влияют на уровень обмена веществ. Но более всего повышают интенсивность обмена адреналин (гормон мозгового вещества надпочечников) и гормоны щитовидной железы – тироксин и трийодтиронин. Последниемогут повысить величину основного обмена при гиперфункции щитовидной железы (гипертиреозе) на 15-20 %. При гипофункции - основной обмен снижается. В настоящее время определение концентрации гормонов щитовидной железы используется как диагностический тест нарушений основного обмена.