Bioenergetika organizma. Metode za određivanje energetskog metabolizma
BX- minimalnu količinu energije koja je neophodna da se obezbedi normalan život u uslovima relativnog fizičkog i psihičkog odmora. Ova energija se troši na procese staničnog metabolizma, cirkulacije krvi, disanja, izlučivanja, održavanja tjelesne temperature, funkcioniranja vitalnih nervnih centara mozga i stalnog lučenja endokrinih žlijezda.
Jetra troši 27% bazalne metaboličke energije;
Mozak - 19%;
Mišići - 18%;
Bubrezi - 10%;
Srce - 7%;
Ostali organi i tkiva - 19%.
Bilo kakav posao- fizički ili psihički, kao i unos hrane, fluktuacije temperature okoline i drugi vanjski ili unutrašnji faktori koji mijenjaju nivo metaboličkih procesa, povlače za sobom povećanje troškova energije.
Određuje se bazalni metabolizam pod strogo kontrolisanim, veštački stvorenim uslovima:
ujutro, na prazan želudac (12-14 sati nakon posljednjeg obroka);
u ležećem položaju, uz potpuno opuštanje mišića, u stanju mirne budnosti;
u uslovima toplotnog komfora (18–20 °S);
3 dana prije studije, proteinska hrana se isključuje iz tijela;
Bazalni metabolizam se izražava kao količina utrošene energije brzinom od 1 kcal na 1 kg tjelesne težine na sat
Faktori koji utiču na vrijednost glavne razmjene:
· Dob;
· tjelesna masa;
spol osobe.
Najintenzivniji bazalni metabolizam se opaža kod djece (kod novorođenčadi - 53 kcal / kg dnevno, kod djece prve godine života - 42 kcal / kg dnevno).
Prosječna bazalna stopa metabolizma kod odraslih zdravih muškaraca je 1300-1600 kcal/dan, kod žena ove vrijednosti su 10% niže. To je zbog činjenice da žene imaju manju masu i tjelesnu površinu.
S godinama bazalni metabolizam se stalno smanjuje. Prosječna bazalna stopa metabolizma kod zdrave osobe je približno 1 kcal/(kg×h).
Rubnerov površinski zakon.
Troškovi energije toplokrvnog organizma proporcionalni su površini tijela.
Zavisnost intenziteta bazalnog metabolizma od površine tijela pokazao je njemački fiziolog Rubner za različite životinje. Prema ovom pravilu, intenzitet bazalnog metabolizma usko je povezan s veličinom tjelesne površine:
Kod toplokrvnih organizama s različitim veličinama tijela, ista količina topline se rasipa sa 1 m 2 površine.
Pa hajde da sumiramo. Bazalni metabolizam je potrošnja energije organizma u stanju potpunog mirovanja, obezbeđivanje funkcija svih organa i sistema i održavanje telesne temperature. Dnevna potreba čovjeka za energijom zavisi od dnevnog utroška energije, koji se sastoji od potrošnje energije za: 1) bazalni metabolizam; 2) varenje hrane; 3) fizička (nervno-mišićna) aktivnost. Želite znati svoju dnevnu potrošnju energije? Zatim razmotrite:
Izračun dnevne potrošnje energije (Harris-Benedictova jednačina):
· Za ženu = 655 + + –
· Za muškarce = 65 + + –
Bruto razmjena: metode procjene, faktori koji utiču na bruto razmjenu; klinički značaj.
Bruto (ukupni) metabolizam materije i energije. Zakoni održanja materije i energije poslužili su kao teorijska osnova za razvoj najvažnije metode za proučavanje metabolizma i energije – uspostavljanja ravnoteže, tj. određivanje količine energije i tvari koje ulaze u tijelo i izlaze iz njega u obliku topline i krajnjih proizvoda metabolizma. Za određivanje ravnoteže supstanci neophodne su dovoljno precizne hemijske metode i poznavanje načina na koje se različite supstance izlučuju iz organizma. Poznato je da su glavni nutrijenti proteini, lipidi i ugljikohidrati. U pravilu, za procjenu sadržaja proteina u hrani i u produktima raspadanja dovoljno je odrediti količinu dušika, jer. skoro sav azot u hrani nalazi se u proteinima, uklj. u nukleoproteinima; neznatna količina dušika, koji je dio nekih lipida i ugljikohidrata, može se zanemariti u eksperimentima za utvrđivanje ravnoteže dušika. Određivanje lipida i ugljikohidrata u prehrambenim proizvodima zahtijeva posebne metode, ali što se tiče krajnjih proizvoda metabolizma lipida i ugljikohidrata, to su gotovo isključivo CO2 i voda.
Prilikom analize krajnjih produkata metabolizma potrebno je voditi računa o načinima njihovog izlučivanja iz organizma. Azot se izlučuje uglavnom urinom, ali i izmetom iu malim količinama kroz kožu, kosu, nokte (vidi Metabolizam azota). Ugljik se izlučuje gotovo isključivo u obliku CO2 kroz pluća, ali nešto se izlučuje urinom i izmetom. Vodonik se izlučuje kao H2O prvenstveno u urinu i kroz pluća (vodena para), ali i kroz kožu i izmet.
Energetski bilans se utvrđuje na osnovu kalorijskog sadržaja unesenih nutrijenata i količine oslobođene toplote, koja se može meriti ili izračunati. U tom slučaju treba uzeti u obzir da se kalorijska vrijednost dobivena sagorijevanjem tvari u kalorimetrijskoj bombi može razlikovati od fiziološke kalorijske vrijednosti, jer neke tvari u tijelu ne sagorevaju u potpunosti, već stvaraju krajnje produkte metabolizma koji su sposobni za daljnju oksidaciju. Prije svega, to se odnosi na proteine čiji se dušik izlučuje iz tijela uglavnom u obliku uree, koja zadržava određenu potencijalnu zalihu kalorija. Važna vrijednost koja karakterizira karakteristike metabolizma pojedinih tvari je respiratorni koeficijent (RC), koji je brojčano jednak omjeru volumena izdahnutog CO2 i zapremine apsorbiranog O2. Kalorijska vrijednost, DC i količina proizvodnje topline izračunata po 1 litru potrošenog O2 različiti su za različite tvari. Fiziološka kalorijska vrijednost (u kcal/g) za ugljikohidrate je 4,1; lipidi - 9,3; proteini - 4,1; vrijednost proizvodnje topline (u kcal po 1 litri utrošenog O2) za ugljikohidrate - 5,05; lipidi - 4,69; proteini - 4,49.
BX.
Osnovni pojmovi i definicije fiziologije metabolizma i energije.
Energetska vrijednost prehrambenih supstanci.
Energetska vrijednost nutrijenata procjenjuje se pomoću posebnih uređaja - oksikalorimetara. Utvrđeno je da se potpunom oksidacijom 1 g ugljikohidrata oslobađa 4,1 kcal (1 kcal = 4187 J.), 1 g masti - 9,45 kcal, 1 g proteina - 5,65 kcal. Treba dodati da se dio nutrijenata koji ulaze u tijelo ne apsorbira. Na primjer, u prosjeku se ne vari oko 2% ugljikohidrata, 5% masti i do 8% proteina. Osim toga, ne razlažu se svi nutrijenti u tijelu u finalne proizvode - ugljični dioksid (ugljični dioksid) i vodu. Na primjer, dio proizvoda nepotpune razgradnje proteina u obliku uree izlučuje se urinom.
S obzirom na navedeno, može se primijetiti da je stvarna energetska vrijednost nutrijenata nešto niža od one utvrđene u eksperimentalnim uvjetima. Prava energetska vrijednost 1 g ugljikohidrata je 4,0 kcal, 1 g masti - 9,0 kcal, 1 g proteina - 4,0 kcal.
Integralna (opća) karakteristika energetskog metabolizma ljudskog tijela je ukupni utrošak energije ili bruto energetski utrošak.
Bruto energetski utrošak tijela- ukupni energetski utrošak organizma u toku dana u uslovima njegovog normalnog (prirodnog) postojanja. Bruto potrošnja energije uključuje tri komponente: bazalni metabolizam, specifično dinamičko djelovanje hrane i radni dobitak. Bruto potrošnja energije se procjenjuje u kJ/kg/dan ili kcal/kg/dan (1 kJ=0,239 kcal).
Proučavanje bazalnog metabolizma počelo je radom Biddera i Schmidta, naučnika sa Univerziteta u Tartuu (Bidder i Schmidt, 1852).
BX- minimalni nivo potrošnje energije potreban za održavanje vitalne aktivnosti tijela.
Koncept bazalnog metabolizma kao minimalnog nivoa energetske potrošnje tijela također nameće niz zahtjeva u pogledu uslova pod kojima se ovaj pokazatelj treba vrednovati.
Uslovi pod kojima treba procijeniti bazalni metabolizam:
1) stanje potpunog fizičkog i psihičkog odmora (po mogućnosti u ležećem položaju);
2) ugodna temperatura okoline (18-20 stepeni Celzijusa);
3) 10 - 12 sati nakon posljednjeg obroka, kako bi se izbjeglo povećanje energetskog metabolizma povezanog s unosom hrane.
Bazalni metabolizam zavisi od starosti, visine, telesne težine i pola.
Uticaj Dob za glavnu razmjenu.
Najviša osnovna razmjena u iznosu od 1 kg. Tjelesna težina novorođenčadi (50-54 kcal/kg/dan), najmanja je kod starijih osoba (nakon 70 godina, glavni metabolizam u prosjeku iznosi 30 kcal/kg/dan). Bazalni metabolizam dostiže konstantan nivo do puberteta do 12-14 godine i ostaje stabilan do 30-35 godine (oko 40 kcal/kg/dan).
Uticaj visina i težina tijela za bazalni metabolizam.
Postoji gotovo linearna, direktna veza između tjelesne težine i bazalnog metabolizma – što je tjelesna težina veća, to je veći nivo bazalnog metabolizma. Međutim, ova zavisnost nije apsolutna. S povećanjem tjelesne težine zbog mišićnog tkiva ova ovisnost je gotovo linearna, međutim, ako je povećanje tjelesne težine povezano s povećanjem količine masnog tkiva, ova ovisnost postaje nelinearna.
Budući da tjelesna težina, ceteris paribus, ovisi o rastu (što je veći rast, veća je tjelesna težina), postoji direktna veza između rasta i bazalnog metabolizma – što je veći rast, to je veći bazalni metabolizam.
S obzirom na činjenicu da visina i tjelesna težina utiču na ukupnu površinu tijela, M. Rubner je formulirao zakon prema kojem bazalni metabolizam ovisi o površini tijela: što je veća površina tijela, to je veći bazalni metabolizam. Međutim, ovaj zakon praktično prestaje da funkcioniše u uslovima kada je temperatura okoline jednaka temperaturi tela. Osim toga, neravnomjerna dlakavost kože značajno mijenja razmjenu topline između tijela i okoline, te stoga Rubnerov zakon također ima ograničenja u ovim uvjetima.
Uticaj spol do bazalnog nivoa.
Kod muškaraca bazalni metabolizam je 5-6% veći nego kod žena. To je zbog različitog omjera masnog i mišićnog tkiva na 1 kg tjelesne težine, kao i različitog nivoa metabolizma zbog razlika u hemijskoj strukturi polnih hormona i njihovog fiziološkog djelovanja.
BX
Bazalni metabolizam - minimalna količina energije potrebna za normalan život u uslovima relativnog fizičkog i mentalnog odmora. Ova energija se troši na procese staničnog metabolizma, cirkulacije krvi, disanja, izlučivanja, održavanja tjelesne temperature, funkcioniranja vitalnih nervnih centara mozga i stalnog lučenja endokrinih žlijezda.
Jetra troši 27% bazalne metaboličke energije, mozak - 19%, mišići - 18%, bubrezi - 10%, srce - 7%, svi ostali organi i tkiva - 19%.
Svaki rad - fizički ili mentalni, kao i unos hrane, fluktuacije temperature okoline i drugi vanjski i unutrašnji faktori koji mijenjaju nivo metaboličkih procesa, povlači za sobom povećanje troškova energije.
Stoga se glavni metabolizam određuje u strogo kontroliranim, umjetno stvorenim uslovima: ujutro, na prazan želudac (12-14 sati nakon posljednjeg obroka), u ležećem položaju, uz potpunu relaksaciju mišića, u stanju mirne budnosti. , u uslovima toplotnog komfora (18-20 °C). 3 dana prije studije, proteinska hrana se isključuje iz prehrane. Glavna razmjena količine potrošnje energije izražena je brzinom od 1 kcal po 1 kg tjelesne težine na sat.
Faktori koji određuju količinu bazalnog metabolizma. Osnovni metabolizam zavisi od starosti, visine, telesne težine, pola osobe. Najintenzivniji bazalni metabolizam na 1 kg tjelesne težine opažen je kod djece (kod novorođenčadi - 53 kcal / kg dnevno, kod djece prve godine života - 42 kcal / kg). Prosječna bazalna stopa metabolizma kod odraslih zdravih muškaraca je 1300-1600 kcal/dan; kod žena su ove vrijednosti 10% niže. To je zbog činjenice da žene imaju manju masu i tjelesnu površinu.
Rubnerov zakon površine tijela. Ovisnost intenziteta glavnog metabolizma o površini tijela pokazao je njemački fiziolog Rubner za različite životinje (kriva "miš-slon"; slika 13.2). Prema ovom pravilu, intenzitet bazalnog metabolizma usko je povezan s veličinom tjelesne površine: kod toplokrvnih organizama različitih veličina tijela, ista količina topline se odvodi sa 1 m2 površine.
Dakle, zakon površine tijela kaže: troškovi energije toplokrvnog organizma proporcionalni su površini tijela.
S godinama bazalni metabolizam se stalno smanjuje. Prosječna bazalna stopa metabolizma kod zdrave osobe je približno 1 kcal/(kg-h).
Metode za određivanje glavne razmene
Obračun glavne razmjene ali tabele. Posebne tablice omogućavaju određivanje prosječnog nivoa bazalnog metabolizma osobe prema visini, dobi i tjelesnoj težini. Upoređujući ove vrijednosti sa rezultatima dobijenim u proučavanju razmjene rada uz pomoć instrumenata, moguće je izračunati razliku koja je ekvivalentna troškovima energije za obavljanje posla.
Proračun bazalnog metabolizma po hemodinamskim parametrima (Reedova formula). Proračun se temelji na odnosu između krvnog tlaka, pulsa i proizvodnje tjelesne topline. Formula omogućava izračunavanje postotka odstupanja bazalnog metabolizma od norme. Odstupanje od ±10% se smatra prihvatljivim,
UKLJUČENO = 0,75 (HR + PD 0,74) - 72,
gdje je PO postotak odstupanja; HR - broj otkucaja srca (puls); PD - pulsni pritisak.
Da bi se utvrdila usklađenost glavne razmjene s normativnim podacima o hemodinamskim parametrima, postoje posebni nomogrami.
Potrošnja energije u mirovanju u različitim tkivima tijela nije ista. Unutrašnji organi aktivnije troše energiju, a mišićno tkivo manje aktivno. Intenzitet bazalnog metabolizma u masnom tkivu je 3 puta manji nego u ostatku ćelijske mase tijela. Ljudi sa malom telesnom težinom proizvode više toplote na 1 kg telesne težine od onih sa velikom telesnom težinom. Ako izračunamo oslobađanje energije po 1 m2 površine tijela, ta razlika gotovo nestaje. Prema drugom Rubnerovom pravilu, bazalni metabolizam je približno proporcionalan površini tijela za različite vrste životinja i ljudi.
Uočene su sezonske fluktuacije u vrijednosti bazalnog metabolizma - njegovo povećanje u proljeće i smanjenje zimi. Na veličinu bazalnog metabolizma utiče prethodni rad mišića, stanje endokrinih žlezda.
Razmjena rada je energija koju tijelo troši na obavljanje fizičkih i mentalnih aktivnosti tokom dana.
Obrazložite osnovne principe obroka hrane. Analizirajte ishranu kao osnovu za kompenzaciju energetskih i plastičnih potreba. Opišite plastičnu i energetsku vrijednost hranjivih tvari.
Principi obroka hrane
Ishrana mora tačno da zadovolji potrebe organizma u plastičnim materijama i energiji, mineralnim solima, vitaminima i vodi, da obezbedi normalan život, dobro zdravlje, visoke performanse, otpornost na infekcije, rast i razvoj organizma. Prilikom sastavljanja dijete (tj. količine i sastava hrane koja je osoba potrebna dnevno) treba se pridržavati niza principa.
1. Kalorijski sadržaj prehrane trebao bi odgovarati energetskim troškovima tijela, koji su određeni vrstom radne aktivnosti.
2. Uzima se u obzir kalorijska vrijednost nutrijenata, za to se koriste posebne tablice koje pokazuju postotak proteina, masti i ugljikohidrata u proizvodima i kalorijski sadržaj 100 g proizvoda.
3. Koristi se zakon izodinamike nutrijenata, odnosno zamjenjivosti proteina, masti i ugljikohidrata, na osnovu njihove energetske vrijednosti. Na primjer, 1 g masti (9,3 kcal) može se zamijeniti sa 2,3 g proteina ili ugljikohidrata. Međutim, takva zamjena je moguća samo za kratko vrijeme, jer hranjive tvari obavljaju ne samo energetsku, već i plastičnu funkciju.
4. Ishrana treba da sadrži optimalnu količinu proteina, masti i ugljenih hidrata za ovu grupu radnika, npr. za radnike 1. grupe dnevna ishrana treba da sadrži 80-120 g proteina, 80-100 g masti, 400-600 g ugljenih hidrata.
5. Odnos proteina, masti i ugljenih hidrata u ishrani treba da bude 1:1,2:4.
6. Ishrana treba u potpunosti da zadovolji potrebe organizma za vitaminima, mineralnim solima i vodom, kao i da sadrži sve esencijalne aminokiseline (kompletne proteine).
7. Najmanje jednu trećinu dnevnog unosa proteina i masti treba unositi u obliku životinjskih proizvoda.
8. Potrebno je voditi računa o pravilnoj distribuciji kalorijskog sadržaja ishrane za pojedinačne obroke. Prvi doručak treba da sadrži približno 25 - 30% ukupne dnevne ishrane, drugi doručak - 10 -15%, ručak 40 -45% i večera - 15 - 20%.
Početni materijal za stvaranje živog tkiva i njegovo stalno obnavljanje, kao i jedini izvor energije za ljude i životinje je hrana. Stoga je racionalna prehrana najvažniji faktor u osiguranju zdravlja ljudi. Ishrana je proces unosa, varenja, apsorpcije i asimilacije nutrijenata (nutrijenata) u organizmu. Da bi se održali vitalni procesi, ishrana mora osigurati sve plastične i energetske potrebe organizma. Uz hranu tijelo prima tvari potrebne za biosintezu, obnovu bioloških struktura. Energija hranljivih materija koja ulazi u organizam pretvara se i koristi za sintezu komponenti ćelijskih membrana i ćelijskih organela, za obavljanje mehaničkog, hemijskog, osmotskog i električnog rada. Biološka i energetska vrijednost prehrambenih proizvoda određena je sadržajem hranjivih tvari u njima: proteina, masti, ugljikohidrata, vitamina, mineralnih soli, organskih kiselina, vode, aromatičnih i aromatičnih tvari. Važna svojstva nutrijenata, kao što su njihova svarljivost i asimilacija.
Potrebe tijela za plastičnim tvarima mogu se zadovoljiti minimalnim nivoom njihovog unosa hranom, čime će se uravnotežiti gubitak strukturnih proteina, lipida i ugljikohidrata uz održavanje energetske ravnoteže. Ove potrebe su individualne i zavise od faktora kao što su starost osobe, zdravstveno stanje, intenzitet i vrsta posla.
Proteini se u tijelu koriste prvenstveno kao plastični materijali. Potreba za proteinima određena je minimalnom količinom koja će uravnotežiti njihov gubitak u tijelu. Proteini su u stanju kontinuirane razmjene i obnavljanja.
Lipidi igraju energetsku i plastičnu ulogu u tijelu. Zbog oksidacije masti, osigurava se oko 50% energetskih potreba odraslog organizma. Masti služe kao rezerva ishrane za telo, njihove rezerve kod ljudi u proseku iznose 10-20% telesne težine.
Ugljikohidrati su glavni izvor energije, a obavljaju i plastične funkcije u tijelu; tijekom oksidacije glukoze nastaju intermedijarni proizvodi - pentoze, koje su dio nukleotida i nukleinskih kiselina.
Komponente dnevne potrošnje energije tijela:
Dnevni utrošak energije čovjeka uključuje 3 komponente: bazalni metabolizam, specifično dinamičko djelovanje nutrijenata (SDA) i utrošak energije za različite aktivnosti.
Potrošnja energije za osnovni metabolizam i specifično dinamičko dejstvo hrane treba pripisati utrošku energije koji nije regulisan voljom čoveka, te potrošnji energije u procesu rada, u domaćinstvu i ponašanju u kući, pri bavljenju sportom i drugim aktivnostima, klasificira se kao regulirana potrošnja energije.
Ispod glavna razmena treba razumjeti razmjenu energije neophodnu za održavanje fizioloških funkcija (respiratorni mišići, srce, jetra, bubrezi itd.), podržavanje vitalne aktivnosti tijela u stanju potpunog mišićnog i nervnog odmora, uz isključenje svih endo- i egzogeni utjecaji (na prazan želudac ili nakon 12-16 sati nakon obroka, na ugodnoj temperaturi zraka od 18-20°C).
Specifično dinamičko djelovanje hrane(termogeni efekat) se naziva povećanje metabolizma energije prilikom jela. Ovu energiju tijelo troši na procese probave, apsorpcije, transporta, metabolizma i skladištenja probavljene hrane. Razlikuje se slabo specifično dinamičko dejstvo hrane (povećanje energetskog metabolizma za 10%), dovoljno (povećanje od 10% do 20%) i dobro izraženo (više od 20%). Proteini imaju najveći DDS (u prosjeku 26,8%), ugljikohidrati imaju najmanji (2,8%), a masti (8,9%) su u sredini. Prilikom uzimanja mješovitog obroka, SDD iznosi 10-15% bazalnog metabolizma.
Bruto razmjena- ukupna količina energije koju tijelo troši dnevno.
bruto razmjena = OO + RP + SDDP.
Osnovni metabolizam, faktori koji određuju vrijednost RO:
OO- minimalni nivo potrošnje energije organizma u stanju fizičke. i emocionalni mir.
TOE stanje: ujutro, na prazan stomak, ležeći na leđima, stanje mirne budnosti, t u sobi 18-22.
Faktori koji određuju OO Ključne riječi: genotip, starost, pol, težina, visina, nutritivne karakteristike, zdravstveno stanje. i endokrinog sistema.
Pravilo o površini tijela: nivo potrošnje energije direktno je proporcionalan površini tijela.
Ovo pravilo vrijedi za izračunavanje OO.
Specifično dinamičko djelovanje hrane (SPDA)6
Specifično dinamičko djelovanje hrane- povećanje intenziteta metabolizma pod uticajem unosa hrane i povećanje energetskih troškova organizma u odnosu na nivoe metabolizma i energetskih troškova koji su nastali pre obroka.
Specifično-dinamički efekat hrane je posledica trošenja energije na:
1. Varenje hrane,
2. Apsorpcija nutrijenata iz gastrointestinalnog trakta u krv i limfu,
3. Resinteza proteina, kompleksnih lipida i drugih molekula;
4. Uticaj na metabolizam biološki aktivnih supstanci koje ulaze u organizam kao deo hrane (posebno proteina) i formiraju se u njemu tokom varenja
Selihin energetski metabolizam u pet glavnih. profesionalne grupe ljudi:
berza rada (RO)- vrijednost energije. troškovi za određenu vrstu radne aktivnosti.
Radni porast. RP=RO-OO.
1) mentalni rad - 2500-2800
2) potpuno mehanizovana fizička. radna snaga - 2800-3500
3) djelimično mehanizovan rad - 3500-4000
4) nemehanizovana radna snaga - 4000-5000
5) veoma težak. fizički radna snaga - 5000-7000.
Metode za proučavanje energetskog metabolizma kod ljudi:
2. Indirektna kalorimetrija: zatvorena (u aparatu Regnault-Shaternikov, prema Kroghu), otvorena (Douglas-Haldane vrećica).
Osnove direktne i indirektne kalorimetrije:
Direktna kalorimetrija se temelji na uzimanju u obzir u biokalorimetrima količine topline koju tijelo oslobađa. Biokalorimetar: zatvorena i termički izolirana komora. Voda cirkuliše kroz cijevi u komori. Toplota koju proizvodi osoba zagrijava vodu. Količina topline koju tijelo oslobađa izračunava se iz količine tekuće vode i promjene njene temperature.
Indirektna kalorimetrija: određivanje stvaranja topline u tijelu njegovom izmjenom plinova – računajući količinu potrošenog O2 i oslobođenog CO2, nakon čega slijedi proračun proizvodnje topline tijela.
Za dugotrajne studije izmjene plinova koriste se posebne respiratorne komore (zatvorene metode indirektne kalorimetrije). Kratkoročno određivanje izmjene plina provodi se jednostavnijim metodama (otvorene metode kalorimetrije).
Najčešća je Douglas-Haldaneova metoda, u kojoj se izdahnuti zrak skuplja u Douglas vrećicu. Kada se vreća napuni, mjeri se volumen izdahnutog zraka u kojem se utvrđuje količina O2 i CO2.
Kalorijski ekvivalent kiseonika je količina toplote koja se oslobađa nakon što telo potroši 1 litar O2.
Respiratorni kvocijent (RC) i njegov značaj u proučavanju metabolizma i energije:
Respiratorni koeficijent (RC) - omjer volumena ugljičnog dioksida koji se oslobađa kroz pluća i volumena kisika apsorbiranog u isto vrijeme; Vrijednost D. za vrijeme boravka istraživanog u mirovanju ovisi o vrsti prehrambenih tvari koje se oksidiraju u organizmu.
DC za ugljene hidrate=1, za proteine=0,8, za masti=0,7.
DC srednja vrijednost=0,85.
Količina kisika koju tijelo troši se određuje pomoću različitih spirografa.
DC se povećava tokom rada i u većini slučajeva se približava jedinici. To je zato što je glavni izvor energije tokom naporne mišićne aktivnosti oksidacija ugljikohidrata.
Regulacija energetskog metabolizma:
Nivo energetskog metabolizma zavisi od fizičke aktivnosti, emocionalnog stresa, prirode ishrane, stepena termoregulacione napetosti i niza drugih faktora.
Potrošnja O2 i metabolizam energije mogu promijeniti uslovni refleks. Svaki stimulans povezan s mišićnom aktivnošću može poslužiti kao signal za povećanje metabolizma i energije (za sportaša prije starta)
Hipotalamus ima posebnu ulogu u regulaciji energetskog metabolizma. Tu se formiraju regulatorni uticaji koji se realizuju autonomnim nervima ili humoralnom karicom pojačavanjem lučenja niza endokrinih žlezda. Tiroidni hormoni - tiroksin i trijodtironin, te hormon adrenalin medule nadbubrežne žlijezde posebno povećavaju razmjenu energije.
Bazalni metabolizam (RO) je broj kalorija koje su tijelu potrebne dnevno za održavanje minimalne vitalne aktivnosti – disanja i rada srca (fizički i mentalni stres se ne uzimaju u obzir). Drugim riječima, ovo je količina energije koju će tijelo potrošiti ako ležite u krevetu i ne razmišljate ni o čemu.
Osnovni metabolizam je jedan od najvažnijih faktora koji određuju intenzitet metabolizma općenito. Ovaj pokazatelj nam govori koliko kalorija je tijelu potrebno da bi održalo težinu, izgubilo je ili je dobilo. Bazalna stopa metabolizma određena je kombinacijom genetskih (unutrašnjih) i vanjskih faktora, kao što su:
Genetika. Neki ljudi se rađaju sa bržim metabolizmom, drugi sa sporijim.
Kat. Muškarci imaju više mišićne mase i manje tjelesne masti. To znači da imaju veći bazalni metabolizam.
Dob. Kako starimo, naš bazalni metabolizam se usporava. Nakon 20. godine, svakih deset godina ova brojka se smanjuje u prosjeku za 2%.
Težina. Što je veća težina osobe, veći je RO.
površina tela . Ovo je vaš odnos visine i težine. Što je veća ukupna površina vašeg tijela, veća je vaša RH. Ako uporedimo visoku i nisku osobu iste težine, koja troši isti broj kalorija za održavanje težine, možemo primijetiti da će nakon godinu dana težina više osobe ostati ista, ali težina niže osobe može porasti za oko 7 kg.
Procenat telesne masti. Što je manji, to je više OP. Upravo je manji procenat telesne masti kod muškaraca razlog zašto je intenzitet njihovog bazalnog metabolizma veći nego kod žena.
Dijeta. Gladovanje ili drastično smanjenje broja unesenih kalorija može smanjiti bazalni metabolizam za 30%. Niskokalorična dijeta za gubitak težine može dovesti do 20% smanjenja povrata ulaganja.
Tjelesna temperatura . Sa povećanjem unutrašnje temperature tijela za pola stepena, RO se povećava za oko 7%. Što je viša tjelesna temperatura, to su brže hemijske reakcije u tijelu. Stoga će se RR pacijenta s temperaturom od 42°C povećati za približno 50%.
Vanjska temperatura. Temperatura okoline takođe utiče na bazalni metabolizam. Izlaganje niskim temperaturama dovodi do povećanja HR-a, jer tijelo treba osloboditi više topline kako bi održalo potrebnu unutrašnju tjelesnu temperaturu. Kratko izlaganje visokim temperaturama malo utiče na metabolizam, npr temperatura se kompenzira povećanim prijenosom topline. Ali produženo izlaganje toploti takođe može povećati RO.
Hormoni. Tiroksin (proizveden u štitnoj žlijezdi) je jedan od ključnih regulatora RO. Ubrzava metaboličku aktivnost organizma. Što se više tiroksina proizvodi, veći je RO. Ako ga tijelo proizvodi previše (ovo stanje je poznato kao tireotoksikoza), ROI se može udvostručiti. Ako je premali (miksedem), RO se može smanjiti za 30-40% u odnosu na normu. Kao i tiroksin, epinefrin također povećava RO, ali u manjoj mjeri.
Vježbe. Vježba ne samo da utiče na težinu sagorijevanjem kalorija, već također pomaže u povećanju bazalnog metabolizma povećanjem mišićne mase.
