Energetická výmena človeka

"Ľudské telo je" stroj ", ktorý môže uvoľňovať chemickú energiu spojenú s" palivom "potravinárskych výrobkov; tieto "palivá" sú sacharidy, tuky, bielkoviny a alkohol "(WHO).

Primárne použitie ktoréhokoľvek z uvedených zdrojov má rozdielne vlastnosti v zmysle veľkosti energetického metabolizmu a súvisiacich metabolických posunov.

Vlastnosti rôznych metabolických zdrojov zásobovania potravinami

Ukazovatele	Glukóza	Palmitat	Proteín
Uvoľňovanie tepla, kcal:
Pre 1 mol oxidovaný	673	2398	475
1 g oxidovaného	3,74	9.30	5.40
Spotreba kyslíka:
Krtek	66.0	23.0	5.1
L	134	515	114
Výroba oxidu uhličitého:
Krtek	66.0	16.0	4.1
L	134	358	92
Produkcia ATP, mol:	36	129	23
Náklady na produkty ATP:
A / d	18.7	18.3	20.7
V / z	3,72	3,99	4,96
C / d	3,72	2,77	4.00
Dýchacia frekvencia	1.00	0.70	0,81
Energetický ekvivalent na 1 liter použitého kyslíka	5,02	4,66	4.17

[1], [2], [3]

Etapy výmeny energie

Hoci disimilácia a syntéza štruktúr bielkovín, tukov a uhľohydrátov má charakteristické črty a špecifické formy, pri transformácii týchto rôznych látok je však niekoľko základných častí a pravidelností. Čo sa týka energie uvoľnenej metabolizmom, energetický metabolizmus by sa mal rozdeliť na tri hlavné etapy.

V prvej fáze v gastrointestinálnom trakte sú veľké molekuly živín rozdelené na malé. 3 sú vytvorené zo sacharidov hexózy (glukóza, galaktóza, fruktóza), proteíny - 20 aminokyselín, tukov (triglyceridov) - (., Napríklad, pentóza a kol), glycerolu a mastných kyselín, ako aj vzácnejších cukrov. Bolo vypočítané, že v priemere ľudského tela v priebehu jeho životnosti sa rozkladá sacharidov - 17,5 m, proteín - 2,5 m, tuku -. 1,3 m Počet uvoľnenej energie vo fáze len nepatrne Aj, pričom sa uvoľní vo forme tepla. Tak, v štiepenie polysacharidov a proteínov uvoľní približne 0,6% tuku - 0,14% z celkovej energie, ktorá sa vyrába s ich plnou rozpadu na konečné produkty metabolizmu. Preto význam chemických reakcií prvej fázy spočíva hlavne v príprave živín na skutočné uvoľňovanie energie.

Vo fáze II, tieto látky sú ďalej štiepený nedokonalým spaľovaním. Výsledok týchto procesov - neúplné spaľovanie - sa zdá byť neočakávaný. Z 25-30 sú vytvorené látky, okrem CO2 a H2O, iba tri konečné produkty: α-ketoglutarové, kyseliny oxaloctové, kyseliny octovej, ako je atsetilkoenzima A. Kvantitatívne tak prevláda acetylkoenzýmu A. V priebehu fázy II sa uvoľní asi 30% energie obsiahnutej v živiny látky.

V tretej etape, takzvaný cyklus trikarboxylovej kyseliny Krebs, sa tri konečné produkty z fázy II spaľujú na oxid uhličitý a vodu. Súčasne sa uvoľní 60-70% energie živín. Krebsov cyklus je spoločnou cestou pre štiepenie sacharidov, bielkovín a tukov. To je, ako keby bolo kľúčovým bodom výmeny, v ktorej sa konvergujú konvergencie rôznych štruktúr a je možný vzájomný prechod syntetických reakcií.

Na rozdiel od štádia I - štádií hydrolýzy v gastrointestinálnom trakte - vo fáze II a III štiepenia látok dochádza nielen k uvoľňovaniu energie, ale aj k špeciálnemu druhu akumulácie.

Reakcie výmeny energie

Úspora energie sa vykonáva konvertovaním energie štiepenia potravinárskych výrobkov na špeciálnu formu chemických zlúčenín nazývaných macroergas. Nosiči tejto chemickej energie v tele sú rôzne zlúčeniny fosforu, v ktorých je väzba zvyšku kyseliny fosforečnej makrogénnou väzbou.

Hlavné miesto v energetickom metabolizme patrí do pyrofosfátovej väzby so štruktúrou kyseliny adenozín trifosforečnej. Vo forme tejto zlúčeniny v tele sa používa 60 až 70% všetkej energie uvoľnenej počas rozpadu proteínov, tukov a sacharidov. Použitie energie (oxidácia vo forme ATP) má veľký biologický význam, pretože týmto mechanizmom je možné oddeliť miesto a čas uvoľňovania energie a jej skutočnú spotrebu do procesu fungovania orgánov. Odhaduje sa, že po 24 hodinách sa množstvo ATP, ktoré sa vytvorilo a rozštiepenie v tele, približne rovná hmotnosti tela. Premena ATP na ADP uvoľňuje 41,84-50,2 kJ alebo 10-12 kcal.

Výsledný metabolická energia sa vydáva na hlavnej ústredni, t. E. Zachovanie života v stave pokoja pri okolitej teplote 20 ° C, rast (plast metabolizmus), svalová práce a trávenie a vstrebávanie potravy (špecificky-dynamický akčné food). Existujú rozdiely v výdaji energie vyplývajúce z výmeny, u dospelých a dieťaťa.

[4], [5], [6], [7], [8]

Základná výmena

Dieťa, rovnako ako všetky cicavce, rodí nezrelý, je tu počiatočné zvýšenie bazálneho metabolizmu na 1 1/2 rokov, ktorý potom pokračuje stabilne porastie v absolútnych hodnotách a ako prirodzene klesá na jednotku telesnej hmotnosti.

Často sa používajú výpočtové metódy na výpočet bazálneho metabolizmu. Formulácie sú zvyčajne zamerané na ukazovatele buď dĺžky alebo telesnej hmotnosti.

Výpočet bazálneho metabolizmu prostredníctvom telesnej hmotnosti (kcal / deň). Odporúčania FAO / BO3

Vek	Boys	Dievčatá
0-2 rokov	60,9 P-54	61 P - 51
3-9 rokov	22,7 P + 495	22,5 P + 499
10-17 »	17,5 P +651	12,2 P +746
17-30 »	15,3 P +679	14,7 P + 496

Celková energia získaná z potravy sa distribuuje tak, aby poskytla základný metabolizmus, špecifický dynamický účinok potravy, tepelné straty súvisiace s vylučovaním, fyzickou (motorickou) aktivitou a rastom. V štruktúre distribúcie energie, to znamená, rozdelenie energie je rozlíšené:

• Prijatá energia (z potravy) = vložená energia + použitá energia.
• Energia absorbovaná = prijatá energia - energia vylučovaná.
• Energia metabolizovaná = prijatá energia - dodávka energie (životnosť) a činnosť alebo "základné náklady".
• Energia základných nákladov sa rovná súčtu:
  • bazálny metabolizmus;
  • termoregulácie;
  • otepľujúci účinok potravín (SDDP);
  • náklady na činnosť;
  • náklady na syntézu nových tkanív.
• Energia depozície je energia vynaložená na ukladanie bielkovín a tukov. Glykogén sa nepovažuje, pretože jeho ukladanie (1%) je zanedbateľné.
• Energia depozície = Energia metabolizovaná - Energia základných nákladov.
• Energetické náklady na rast = Energia syntézy nových tkanív + Energia uložená v novom tkanive.

Hlavné vekové rozdiely sú vzťahy medzi nákladmi na rast a v menšej miere na aktivitu.

Vekové charakteristiky rozdelenia denných výdavkov na energiu (kcal / kg)

Vek	Základná výmena	SDDP	Strata na vylučovanie	Aktivita	Rast	Iba
Predčasný	60	7	20	15	50	152
8 týždňov	55	7	11	17	20	110
10 mesiacov	55	7	11	17	20	110
4 roky	40	6	8	25	8-10	87-89
14 rokov	35	6	6	20	14	81
Dospelý	25	6	6	10	0	47

Ako je zrejmé, náklady na rast sú veľmi významné pre malé novorodencov a počas prvého roka života. Prirodzene, v prípade dospelých jednoducho chýbajú. Fyzická aktivita vytvára významné výdavky na energiu, dokonca aj u novorodencov a dojčiat, kde sú výrazom sacie prsia, úzkosť, plač a křik.

S úzkosťou dieťaťa sa spotreba energie zvyšuje o 20-60% a pri křiku - 2-3 krát. Choroby kladú nároky na náklady na energiu. Zvlášť sa zvyšujú so zvýšením telesnej teploty (o 1 ° C zvýšenie zvýšenia metabolizmu je 10-16%).

Na rozdiel od dospelých majú deti veľa energie na rastu (plastový metabolizmus). Teraz bolo preukázané, že pri hromadení 1 g telesnej hmotnosti, t.j. Novej tkaniva, je potrebné minúť približne 29,3 kJ alebo 7 kcal. Nasledujúci odhad je presnejší:

• Energetická "cena" rastu = Energia syntézy + Energia depozície v novom tkanive.

U predčasného dieťaťa je syntetická energia 1,3 až 5 kJ (0,3 až 1,2 kcal) na gram, pridaná k telesnej hmotnosti. V termíne - 1,3 kJ (0,3 kcal) na 1 g novej telesnej hmotnosti.

Celkové náklady na rast energie:

• až 1 rok = 21 kJ (5 kcal) na 1 g nového tkaniva,
• po 1 roku = 36,5-50,4 kJ (8,7-12 kcal) na 1 g nového tkaniva alebo okolo 1% celkovej energie množstva živín.

Keďže miera rastu u detí sa mení v rôznych obdobiach, podiel metabolizmu plastu na celkových výdavkoch na energiu je odlišný. Najintenzívnejší rast je v intrauterinnom období vývoja, keď sa hmotnosť ľudského embrya zvyšuje o 1 miliardu 20 miliónov krát (1,02 × 10 9). Miera rastu je v prvých mesiacoch života naďalej pomerne vysoká. Dôkazom toho je výrazné zvýšenie telesnej hmotnosti. Z tohto dôvodu u detí prvé 3 mesiace sa podiel "plastické" výmeny energetického výdaja je 46%, potom v prvom roku sa zníži, ale s 4 roky, a to najmä v prepubertal období, zvýšenie tempa rastu, čo opäť sa prejavuje ako zvýšenie v plastovom výmenou. V priemere sa u detí vo veku od 6 do 12 rokov vynakladá na rast 12% energetických potrieb.

Energetické náklady na rast

Vek	Telesná hmotnosť, kg	Zvýšenie telesnej hmotnosti, g / deň	Cena energie , kcal / deň	Náklady na energiu , kcal / (kg-deň)	Ako percento zo základnej výmeny
1 mesiac	3.9	30	146	37	71
3 »	5.8	28	136	23	41
6 »	8.0	20	126	16	28
1 rok	10.4	10	63	6	11
5 rokov	17.6	5	32	2	4
14 rokov, dievčatá	47.5	18	113	2	8
16 rokov, chlapci	54.0	18	113	2	7

[9], [10]

Spotreba energie za straty, ktoré sú náročné na účet

Pre ťažké tvorili straty zahŕňajú straty z trusu tuku tráviacich štiav a tajomstvo, vytvorené v stene tráviaceho traktu a žliaz, sa odlupujúcich epitelové bunky z odpadnutia prikrytie buniek kože, vlasov, nechtov, potu a nástupu puberty u dievčat - s menštruačnou krvou. Bohužiaľ, tento problém nebol študovaný u detí. Predpokladá sa, že u detí starších ako jeden rok je to asi 8% nákladov na energiu.

[11]

Spotreba energie pre aktivitu a udržiavanie konštantnej telesnej teploty

Podiel výdavkov na energiu na aktivitu a udržiavanie telesnej teploty sa mení s vekom dieťaťa (po 5 rokoch je to zahrnuté v koncepcii svalovej práce). Počas prvých 30 minút po narodení sa teplota tela novorodenca znižuje o takmer 2 ° C, čo spôsobuje výrazné výdavky na energiu. U dojčiat udržiavať stálu telesnú teplotu pri teplote pod kritickú hodnotu (28 ... 32 ° C) a činnosti tela dieťaťa je nútený stráviť 200,8-418,4 kJ / kg (• deň) alebo 48-100 kcal / (kg • deň). Preto s vekom sa zvyšuje absolútny výdaj energie na udržanie stálosti telesnej teploty a aktivity.

Avšak podiel spotreby energie na udržanie stálosti telesnej teploty u detí prvého roka života je nižší, čím je dieťa menšie. Potom opäť dochádza k zníženiu spotreby energie, pretože povrch tela, ktorý sa vzťahuje na 1 kg telesnej hmotnosti, opäť klesá. Súčasne sa zvyšuje spotreba energie pre činnosť (svalová práca) u detí starších ako rok, keď dieťa začína chodiť, behať, cvičiť alebo hrať šport.

Energetické náklady na fyzickú aktivitu

Typ pohybu	Kal / min
Cyklistika pri nízkej rýchlosti	4.5
Cykloturistika s priemernou rýchlosťou	7.0
Cyklistika vysokou rýchlosťou	11.1
Tanec	3,3-7,7
Futbal	8.9
Gymnastické cvičenia na škrupinách	3.5
Beh sprintu	13,3-16,8
Beh na dlhé vzdialenosti	10.6
Korčuľovanie	11.5
Beh na lyžiach s miernou rýchlosťou	10,8-15,9
Beh na lyžiach pri najvyššej rýchlosti	18.6
Plávanie	11,0-14,0

U detí vo veku 6-12 rokov je podiel energie vynaloženej na fyzickú aktivitu približne 25% energetickej potreby a u dospelých - 1/3.

[12], [13]

Špecifické dynamické pôsobenie potravín

Špecifický dynamický účinok potravín sa líši v závislosti od povahy potravín. Silnejšia je vyjadrená s potravinami bohatými na bielkoviny, menej - s príjmom tukov a sacharidov. U detí druhého roka života je špecifický dynamický účinok potravy 7-8% u detí staršieho veku - nad 5%.

Náklady na implementáciu a zvládanie stresu

To je prirodzený smer normálneho života a výdavkov na energiu. Proces života a sociálnej adaptácie, vzdelávanie a šport, vytváranie medziľudských vzťahov - to všetko môže byť sprevádzané stresom a dodatočnými nákladmi na energiu. V priemere ide o ďalších 10% denných energetických dávok. Pri akútnych a ťažkých ochoreniach alebo traumách sa však úroveň stresových nákladov môže veľmi výrazne zvýšiť a to si vyžaduje zohľadnenie pri výpočte stravy.

Údaje o zvýšení energetických nárokov na stres sú uvedené nižšie.

Stavy	Zmena energetických potrieb
Popáleniny závisia od percenta vyhoreného povrchu tela	+ 30 ... 70%
Viacnásobné zranenia s ventiláciou hardvéru	+ 20 ... 30%
Závažné infekcie a viacnásobné traumy	+ 10 ... 20%
Pooperačné obdobie, menšie infekcie, zlomeniny kostí	0 ... + 10%

Pretrvávajúca nerovnováha energie (prebytok alebo nedostatok) spôsobuje zmenu telesnej hmotnosti a dĺžky tela so všetkými vývojovými indexmi a biologickým vekom. Dokonca aj mierna podvýživa (4-5%) môže spôsobiť oneskorenie vývoja dieťaťa. Preto sa bezpečnosť potravín stáva jednou z najdôležitejších podmienok primeranosti rastu a rozvoja. Výpočet tohto zabezpečenia je nevyhnutný na pravidelné vykonávanie. Vo väčšine detí môžu byť usmernenia pre analýzu odporúčania pre celkovú energiu dennej kŕmnej dávky, pre niektoré deti so špeciálnymi zdravotnými alebo životnými podmienkami je potrebný individuálny výpočet súčtu všetkých energeticky náročných zložiek. Príkladom používania štandardných bezpečnostných noriem a možnosťou individuálnej opravy týchto štandardov môžu byť nasledujúce metódy výpočtu nákladov na energiu.

Výpočtová metóda na stanovenie bazálneho metabolizmu

Až do 3 rokov	3-10 rokov	Vo veku 10-18 rokov
Boys
X = 0,249 kg-0,127	X = 0,095 kg + 2,110	X = 0,074 kg + 2,754
Dievčatá
X = 0,244 kg-0,130	X = 0,085 kg + 2,033	X = 0,056 kg + 2,898

[14], [15],

Dodatočné náklady

Kompenzácia za poškodenie - hlavná výmena sa vynásobí: pri malých operáciách o 1,2; pri kostrovom traume - na 1,35; pri sepse - na 1,6; s popáleninami - o 2.1.

Špecifické dynamické pôsobenie potravín: + 10% základného metabolizmu.

Fyzická aktivita: odpočinok v posteli + 10% základného metabolizmu; sedí v stoličke + 20% bazálneho metabolizmu; pacientov režim pacienta + 30% základnej výmeny.

Výdavky na horúčku: na 1 ° s priemerným denným nárastom teploty tela + 10-12% od základnej výmeny.

Zvýšenie telesnej hmotnosti: do 1 kg / týždeň + 1260 kJ (300 kcal) denne.

Zvyčajne sa stanovujú určité normy týkajúce sa zásobovania obyvateľstva súvisiacimi s vekom. Mnohé krajiny majú takéto predpisy. Na ich základe sa rozvíjajú všetky potravinové dávky organizovaných kolektívov. Jednotlivé diéty sa s nimi kontrolujú.

Odporúčania o energetickej hodnote výživy pre malé deti a do 11 rokov

	0-2 mesiace	3-5 mesiacov	6-11 mesiacov	1-3 roky	3-7 rokov	7 - 10 rokov
Celková energia, kcal	-	-	-	1540	1970	2300
Energia, kcal / kg	115	115	110	-	-	-

Odporúčania pre reguláciu energie (kcal / (kg • deň))

Vek, mesiac	FAO / VOZ (1985)	OON (1996)
0-1	124	107
1-2	116	109
2-3	109	111
3 ^	103	101
4-10	95-99	100
10-12	100-104	109
12-24	105	90

Výpočet a korekcia energetického metabolizmu sú zamerané na elimináciu deficitu základných nosičov energie, tj. E. Uhľohydráty a pani priekopa. Avšak, používanie stanoveným účelom médií je možné len s prihliadnutím na bezpečnosti a opraviť mnoho základných potrieb spojených s stopových prvkov. Tak to je obzvlášť dôležité je vymenovanie fosforečnan draselný, vitamínov skupiny B, najmä tiamínu a riboflavínu, niekedy karnitínu, antioxidantov a ďalších. Ak tak neurobíte, môže dôjsť k nezlučiteľná so stavom života, ktoré vznikajú práve keď je energeticky náročné výžive, zvlášť parenterálnej.