مبادله اساسی: روش های ارزیابی; عوامل موثر بر متابولیسم پایه؛ اهمیت بالینی عوامل موثر بر متابولیسم پایه و غیره

BX.

مفاهیم و تعاریف اساسی فیزیولوژی متابولیسم و ​​انرژی.

ارزش انرژی مواد غذایی

ارزش انرژی مواد مغذی با استفاده از دستگاه های ویژه - oxicalorimeters تخمین زده می شود. مشخص شده است که با اکسیداسیون کامل 1 گرم کربوهیدرات، 4.1 کیلو کالری (1 کیلو کالری = 4187 ژول)، 1 گرم چربی - 9.45 کیلو کالری، 1 گرم پروتئین - 5.65 کیلو کالری آزاد می شود. باید اضافه کرد که بخشی از مواد مغذی ورودی به بدن جذب نمی شود. به عنوان مثال، به طور متوسط ​​حدود 2 درصد از کربوهیدرات ها، 5 درصد از چربی ها و تا 8 درصد از پروتئین ها هضم نمی شوند. علاوه بر این، تمام مواد مغذی در بدن به محصولات نهایی - دی اکسید کربن (دی اکسید کربن) و آب - تجزیه نمی شوند. به عنوان مثال، بخشی از محصولات حاصل از تجزیه ناقص پروتئین ها به شکل اوره از طریق ادرار دفع می شود.

با توجه به موارد فوق، می توان اشاره کرد که ارزش انرژی واقعی مواد مغذی تا حدودی کمتر از آن چیزی است که در شرایط تجربی ایجاد شده است. ارزش انرژی واقعی 1 گرم کربوهیدرات 4.0 کیلو کالری، 1 گرم چربی - 9.0 کیلو کالری، 1 گرم پروتئین - 4.0 کیلو کالری است.

مشخصه جدایی ناپذیر (کلی) متابولیسم انرژی بدن انسان کل انرژی مصرفی یا مصرف ناخالص انرژی است.

صرف انرژی ناخالص بدن- کل انرژی مصرفی بدن در طول روز در شرایط وجود طبیعی (طبیعی) آن. مصرف ناخالص انرژی شامل سه جزء است: متابولیسم پایه، عمل دینامیکی خاص غذا و افزایش کار. مصرف ناخالص انرژی بر حسب kJ/kg/day یا kcal/kg/day (1 kJ=0.239 kcal) برآورد می شود.

مطالعه متابولیسم پایه با کار بیدر و اشمیت، دانشمندان دانشگاه تارتو آغاز شد (بیدر و اشمیت، 1852).

BX- حداقل سطح مصرف انرژی لازم برای حفظ فعالیت حیاتی بدن.

مفهوم متابولیسم پایه به عنوان حداقل سطح مصرف انرژی بدن نیز تعدادی الزامات را در شرایطی که این شاخص باید ارزیابی شود، تحمیل می کند.

شرایطی که تحت آن متابولیسم پایه باید ارزیابی شود:

1) حالت استراحت کامل جسمی و روحی (ترجیحاً در وضعیت مستعد).

2) دمای محیط (18-20 درجه سانتیگراد)؛

3) 10 تا 12 ساعت پس از آخرین وعده غذایی، برای جلوگیری از افزایش متابولیسم انرژی مرتبط با مصرف غذا.

متابولیسم پایه به سن، قد، وزن بدن و جنسیت بستگی دارد.

نفوذ سنبرای صرافی اصلی

بالاترین تعویض پایه از نظر 1 کیلوگرم. وزن بدن در نوزادان (50-54 کیلو کالری / کیلوگرم / روز)، کمترین در افراد مسن (پس از 70 سال، متابولیسم اصلی به طور متوسط ​​30 کیلو کالری / کیلوگرم در روز است). متابولیسم پایه در زمان بلوغ در سن 12-14 سالگی به سطح ثابتی می رسد و تا سن 30-35 سالگی (حدود 40 کیلو کالری / کیلوگرم در روز) ثابت می ماند.



نفوذ قد و وزنبدن برای متابولیسم پایه

یک رابطه تقریبا خطی و مستقیم بین وزن بدن و متابولیسم پایه وجود دارد - هر چه وزن بدن بیشتر باشد، سطح متابولیسم پایه نیز بیشتر است. با این حال، این وابستگی مطلق نیست. با افزایش وزن بدن به دلیل بافت عضلانی، این وابستگی تقریباً خطی است، اما اگر افزایش وزن بدن با افزایش مقدار بافت چربی همراه باشد، این وابستگی غیرخطی می شود.

از آنجایی که وزن بدن، ceteris paribus، به رشد بستگی دارد (هرچه رشد بیشتر باشد، وزن بدن بیشتر است)، رابطه مستقیمی بین رشد و متابولیسم پایه وجود دارد - هر چه رشد بیشتر باشد، متابولیسم پایه بیشتر است.

با توجه به این واقعیت که قد و وزن بدن بر کل سطح بدن تأثیر می گذارد، M. Rubner قانونی را تدوین کرد که بر اساس آن متابولیسم پایه به ناحیه بدن بستگی دارد: هر چه ناحیه بدن بزرگتر باشد، متابولیسم پایه بیشتر است. با این حال، این قانون عملاً در شرایطی که دمای محیط برابر با دمای بدن است، از کار می افتد. علاوه بر این، موهای ناهموار پوست تبادل حرارتی بین بدن و محیط را به میزان قابل توجهی تغییر می دهد و بنابراین قانون رابنر نیز در این شرایط محدودیت هایی دارد.

نفوذ جنسیتبه سطح پایه

در مردان، میزان متابولیسم پایه 5-6 درصد بیشتر از زنان است. این به دلیل نسبت متفاوت چربی و بافت ماهیچه ای به ازای هر 1 کیلوگرم وزن بدن و همچنین سطوح مختلف متابولیسم به دلیل تفاوت در ساختار شیمیایی هورمون های جنسی و اثرات فیزیولوژیکی آنها است.

در فرآیند متابولیسم، انرژی دائماً در حال تبدیل است: انرژی پتانسیل ترکیبات آلی پیچیده که با غذا می آید به انرژی حرارتی، مکانیکی و الکتریکی تبدیل می شود. گرمای آزاد شده مستقیماً از اکسیداسیون مواد مغذی را گرمای اولیه می نامند. انرژی انباشته شده در ATP بیشتر برای کارهای مکانیکی، شیمیایی، حمل و نقل، فرآیندهای الکتریکی استفاده می شود و در نهایت به گرما تبدیل می شود که به عنوان گرمای ثانویه نامیده می شود. تمام انرژی تولید شده در بدن را می توان بر حسب واحد گرما - کالری یا ژول بیان کرد.

برای تعیین میزان تولید انرژی در بدن از کالری سنجی مستقیم، کالری سنجی غیرمستقیم و مطالعه متابولیسم ناخالص استفاده می شود.

روش های تحقیق تبادل انرژی

کالری سنجی مستقیم

کالری سنجی مستقیم بر اساس ثبت مستقیم مقدار گرمای آزاد شده توسط بدن در بیوکالریمترها است. بیو کالریمتر یک محفظه مهر و موم شده است که به خوبی از محیط خارجی عایق شده است. آب از طریق لوله های داخل محفظه به گردش در می آید. گرمای تولید شده توسط شخص یا حیوان در محفظه، آب در حال گردش را گرم می کند. مقدار گرمای آزاد شده توسط بدن از مقدار آب جاری و تغییر دمای آن محاسبه می شود.

روش های کالری سنجی مستقیم بسیار دست و پا گیر و پیچیده هستند. با توجه به اینکه تولید گرما در بدن بر اساس فرآیندهای اکسیداتیو است که در آن O2 مصرف می شود و CO2 تشکیل می شود، می توان با در نظر گرفتن مقدار تولید گرما در بدن را از طریق تبادل گاز آن به طور غیرمستقیم، غیر مستقیم و تعیین کرد. O2 مصرفی و CO2 آزاد شده و به دنبال آن تولید گرمای بدن محاسبه می شود.

برای مطالعات طولانی مدت تبادل گاز، از اتاقک های تنفسی ویژه (روش های بسته کالریمتری غیرمستقیم) استفاده می شود. تعیین کوتاه مدت تبادل گاز در شرایط موسسات پزشکی و تولید با روش های غیر محفظه ای ساده تر (روش های کالریمتری باز) انجام می شود.

متداول ترین روش روش داگلاس هالدان است که در آن هوای بازدمی به مدت 10-15 دقیقه در کیسه ای از پارچه هوابند (کیسه داگلاس) که در پشت سوژه ثابت می شود جمع آوری می شود.

مقدار حرارت آزاد شده پس از مصرف 1 لیتر O2 توسط بدن را معادل کالری اکسیژن می گویند. با دانستن مقدار کل O2 مورد استفاده بدن، می توان هزینه های انرژی را تنها در صورتی محاسبه کرد که مشخص شود کدام مواد - پروتئین ها، چربی ها یا کربوهیدرات ها - اکسید شده اند. ضریب تنفسی می تواند به عنوان یک شاخص برای این عمل باشد.

ضریب تنفسی (RC) نسبت حجم CO2 آزاد شده به حجم O2 جذب شده است. DC در اکسیداسیون پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها متفاوت است.



هنگامی که چربی ها اکسید می شوند، DC 0.7 است

در طول اکسیداسیون پروتئین در بدن، DC 0.8 است. با غذای مخلوط در انسان، DC معمولاً 0.85-0.89 است. DC معین مربوط به یک معادل کالری مشخصی از اکسیژن است.

روش آنالیز ناقص گاز به دلیل سادگی بسیار رواج یافته است.

BX

شدت فرآیندهای اکسیداتیو و تبدیل انرژی به ویژگی های فردی بدن (جنس، سن، وزن و قد، شرایط و ماهیت تغذیه، کار عضلات، وضعیت غدد درون ریز، سیستم عصبی و اندام های داخلی بستگی دارد. کبد، کلیه ها، دستگاه گوارش، و غیره)، و همچنین در شرایط محیطی (دما، فشار هوا، رطوبت و ترکیب هوا، قرار گرفتن در معرض انرژی تابشی، و غیره).

برای تعیین سطح فرآیندهای اکسیداتیو و هزینه های انرژی ذاتی در یک ارگانیسم خاص، مطالعه ای تحت شرایط استاندارد خاصی انجام می شود. مصرف انرژی بدن در چنین شرایط استانداردی متابولیسم پایه نامیده می شود.

برای تعیین متابولیسم پایه، آزمودنی باید: 1) در حالت استراحت عضلانی (وضعیت دراز کشیدن با عضلات شل) باشد، در معرض محرک هایی که باعث استرس عاطفی می شوند قرار نگیرد. 2) با معده خالی، یعنی. 12-16 ساعت بعد از غذا؛ 3) در دمای خارجی "راحتی" (18-20 درجه سانتیگراد)، که باعث احساس سرما یا گرما نمی شود.

متابولیسم پایه در حالت بیداری تعیین می شود. مقادیر عادی مبادله اساسی فرد. نرخ متابولیسم پایه معمولاً به صورت مقدار گرما بر حسب کیلوژول (کیلو کالری) به ازای هر 1 کیلوگرم وزن بدن یا به ازای هر 1 متر مربع از سطح بدن در 1 ساعت یا 1 روز بیان می شود.



برای یک مرد میانسال (تقریباً 35 سال)، با قد متوسط ​​(تقریباً 165 سانتی متر) و با وزن متوسط ​​بدن (تقریباً 70 کیلوگرم)، میزان متابولیسم پایه 4.19 کیلوژول (I کیلو کالری) به ازای هر 1 کیلوگرم وزن بدن است. در ساعت یا 7117 کیلوژول (1700 کیلو کالری) در روز. در زنان هم وزن حدود 10 درصد کمتر است.

فرمول ها و جداول متابولیسم پایه نشان دهنده داده های متوسط ​​به دست آمده از تعداد زیادی از مطالعات افراد سالم با جنس، سن، وزن و قد مختلف است.

اهمیت بالینی تعریف متابولیسم پایه، طبق این جداول، در افراد سالم با فیزیک طبیعی مقادیر تقریباً صحیح (8٪ خطا) مصرف انرژی را ارائه می دهد. داده های نامتناسب بالا برای وزن، قد، سن و سطح بدن مشخص از میزان متابولیسم پایه با عملکرد بیش از حد تیروئید مشاهده می شود. کاهش متابولیسم پایه با نارسایی غده تیروئید (میکسدم)، غده هیپوفیز و غدد جنسی رخ می دهد.

سطح فرآیندهای اکسیداتیو نه چندان با انتقال حرارت از سطح بدن، بلکه با تولید گرما تعیین می شود که به ویژگی های بیولوژیکی گونه های جانوری و وضعیت بدن بستگی دارد که به دلیل فعالیت بدن است. سیستم های عصبی، غدد درون ریز و سایر سیستم ها.

تبادل کار، هزینه های انرژی بدن در طول انواع مختلف کار. چک کاری به طور خاص - عمل پویا غذا. توزیع جمعیت بر اساس گروه‌ها بسته به مصرف انرژی.

تبادل انرژی در طول کار فیزیکی

کار عضلانی مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد، بنابراین مصرف انرژی روزانه یک فرد سالم که بخشی از روز را در حرکت و کار فیزیکی می گذراند به طور قابل توجهی از ارزش متابولیسم پایه فراتر می رود. این افزایش در مصرف انرژی باعث افزایش کار می شود، که بیشتر است، هر چه کار عضلانی شدیدتر باشد.

در حین کار عضلانی، انرژی حرارتی و مکانیکی آزاد می شود. نسبت انرژی مکانیکی به تمام انرژی صرف شده برای کار، که به صورت درصد بیان می شود، راندمان نامیده می شود. با کار بدنی یک فرد، راندمان از 16 تا 25 درصد و به طور متوسط ​​20 درصد متغیر است، اما در برخی موارد می تواند بیشتر باشد.

ضریب کارایی بسته به تعدادی شرایط متفاوت است. پس در افراد آموزش ندیده نسبت به افراد آموزش دیده کمتر است و با آموزش افزایش می یابد.

هرچه شدت کار عضلانی توسط بدن بیشتر باشد، انرژی بیشتری مصرف می کند. میزان مصرف انرژی در طول فعالیت های مختلف بدنی توسط ضریب فعالیت بدنی (CFA) تعیین می شود، که نسبت کل انرژی مصرف شده برای تمام فعالیت ها در روز به مقدار متابولیسم اصلی است.

تفاوت قابل توجهی در مورد نیاز انرژی در گروه ها به جنسیت (بیشتر برای مردان)، سن (کاهش پس از 40 سال)، درجه فعالیت تفریحی و سطح خدمات عمومی بستگی دارد.

مصرف انرژی روزانه کودکان و نوجوانان به سن بستگی دارد (جدول 9.5).

در سنین بالا مصرف انرژی کاهش می یابد و در سن 80 سالگی 8373-9211 کیلوژول (2000-2200 کیلو کالری) می شود.

تبادل انرژی در حین کار ذهنی

با کار ذهنی، مصرف انرژی بسیار کمتر از کار فیزیکی است.

محاسبات دشوار ریاضی، کار با کتاب و سایر اشکال کار ذهنی، اگر همراه با حرکت نباشد، باعث افزایش ناچیز (3-2٪) هزینه انرژی نسبت به استراحت کامل می شود. با این حال، در اغلب موارد، انواع مختلف کار ذهنی با فعالیت عضلانی همراه است، به ویژه زمانی که کارگر از نظر عاطفی برانگیخته می شود (مدرس، هنرمند، نویسنده، سخنران و غیره) و بنابراین مصرف انرژی می تواند نسبتاً زیاد باشد. برانگیختگی عاطفی تجربه شده می تواند باعث افزایش متابولیسم 11 تا 19 درصد در چند روز آینده شود.

پس از خوردن غذا، شدت متابولیسم و ​​هزینه های انرژی بدن نسبت به سطح آنها در شرایط متابولیسم پایه افزایش می یابد. افزایش متابولیسم و ​​انرژی پس از 1 ساعت شروع می شود و حداکثر 3 ساعت پس از مصرف می رسد و تا چند ساعت ادامه می یابد. اثر مصرف غذا که باعث افزایش متابولیسم و ​​هزینه های انرژی می شود، عمل دینامیکی خاص غذا نامیده می شود.

با غذای پروتئینی، بزرگترین است: تبادل به طور متوسط ​​30٪ افزایش می یابد. هنگام خوردن چربی ها و کربوهیدرات ها، متابولیسم در انسان 14-15٪ افزایش می یابد.

افزایش کار. افزایش متابولیسم انرژی بیش از حد اصلی را افزایش کار می گویند. عواملی که مصرف انرژی را افزایش می دهند عبارتند از: مصرف غذا، کم یا زیاد (بالای 30 درجه سانتیگراد) تی خارجی و کار عضلانی.

توزیع گروه های فعالیت را از بهداشت بگیرید. من نمی توانم برچسب را در اینجا کپی کنم.

موضوع سخنرانی 14: تعادل انرژی بدن تنظیم حرارت. مفاهیم کلی تبادل انرژی متابولیسم پایه و عوامل موثر بر ارزش آن دمای بدن انسان. فرآیندهای تولید گرما و انتقال حرارت. تنظیم حرارت فیزیکی و شیمیایی




یک موجود زنده با متابولیسم ثابت، یعنی جذب، جذب، تغییر و دفع مشخص می شود. در این حالت انرژی پتانسیل مواد مغذی به انرژی جنبشی (مکانیکی، حرارتی، الکتریکی) تبدیل می شود.








پروتئین ها در بدن نقش پلاستیک و انرژی (4.1 کیلو کالری) دارند. پروتئین ها ته نشین نمی شوند (تعادل نیتروژن)، به مدت 3 روز 30 درصد پروتئین گرفته شده دفع می شود. مقادیر پذیرفته شده و از بین رفته پروتئین ها با تعیین تعادل نیتروژن در نظر گرفته می شود. پروتئین حاوی 16 درصد نیتروژن است. پروتئین ها گونه های خاص هستند ...


لیپیدها در بدن نقش انرژی (9.3 کیلو کالری) و پلاستیک دارند. در بدن، لیپیدها (10-20٪) در سلول ها و همچنین در بافت چربی یافت می شوند. چربی ها وارد لنف می شوند، خاصیت گونه ای دارند و می توانند از کربوهیدرات ها تشکیل شوند. بین چربی های ضروری و غیر ضروری که باید از خارج تهیه شوند، تفاوت قائل شوید.


کربوهیدرات ها (4.1 کیلو کالری) عملکرد اصلی انرژی را در بدن انجام می دهند. در خون مقدار گلوکز ثابت میلی لیتر گرم است. % و توسط سیستم عملکردی برای حفظ ثبات گلوکز در سطح ثابتی حفظ می شود. هیپوگلیسمی، هیپرگلیسمی (با گلوکوزوری) وجود دارد.


انرژی برای بدن از غذا می آید، در پیوندهای شیمیایی پیچیده پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها انباشته می شود. آزاد شدن این انرژی طی مراحلی با هیدرولیز، اکسیداسیون صورت می گیرد. هیدرولیز 0.5٪ انرژی را آزاد می کند، اکسیداسیون بی هوازی 5٪ انرژی را آزاد می کند و بخش عمده ای از انرژی 94٪ توسط اکسیداسیون هوازی در چرخه کربس آزاد می شود.


در فرآیند اکسیداسیون هوازی، انرژی به تدریج آزاد می شود و بیشتر این انرژی (55%) در انرژی ماکرو ارگ (ATP) انباشته می شود که در نهایت به انرژی حرارتی تبدیل می شود. بنابراین، تمام انرژی آزاد که در طی اکسیداسیون مواد مغذی آزاد می شود، به انرژی حرارتی تبدیل می شود.


تبادل انرژی -1 تعادل انرژی: آموزش E. \u003d E. کار + E. اتلاف حرارت + E. ذخیره. سطوح شدت تبادل انرژی سلول: 1) سطح حفظ یکپارچگی سلول - 15٪ 2) سطح آمادگی عملکردی سلول - 50٪ 3) سطح فعالیت عملکردی سلول - 100٪


تبادل انرژی -2 قانون اول ترمودینامیک هلمهولتز، تامسون و کلاسیوس: "اگر گرما به کار تبدیل شود، مقدار کار تولید شده توسط سیستم معادل مقدار گرمای جذب شده است" قانون هس: "اثر حرارتی یک فرآیند". توسعه طی تعدادی از مراحل متوالی، به محتوای حرارتی محصولات اولیه و نهایی یک واکنش شیمیایی بستگی دارد، اما به مسیرهای تبدیل شیمیایی آنها بستگی ندارد.


متابولیسم انرژی - 3 C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6H 2 O + 6CO کیلو کالری فروپاشی هوازی: از 65 درصد انرژی استفاده می کند گلیکولیز: از 5 درصد انرژی استفاده می کند موجودات یا فرآیندهای هوازی 13 برابر کمتر از بی هوازی گلوکز مصرف می کنند. زندگی 13 برابر ارزان تر است


انرژی ذخیره شده 1 مولکول گلوکز 38 مولکول ATP می دهد: - در طی گلیکولیز به PVC - 8 مولکول ATP - در طول اکسیداسیون - 30 مولکول ATP 1 مول اسید پالمیتیک 140 مولکول ATP می دهد. در روز


تعیین مقدار انرژی حرارتی آزاد شده از بدن نشان دهنده میزان انرژی مصرف شده توسط بدن است. شدت متابولیسم در مصرف O 2 و انتشار CO 2 منعکس می شود، زیرا. در نتیجه اکسیداسیون کربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی ها، CO 2 و H 2 O تشکیل می شود.بنابراین، مقدار O 2 مصرف شده توسط بدن و مقدار CO 2 آزاد شده منعکس کننده میزان گرما و انرژی آزاد شده است.


با تعیین حجم O 2 مصرف شده و CO 2 آزاد شده در 5 دقیقه، می توان بر اساس محاسبه DC (CO 2 / O 2)، آنچه اکسید می شود (کربوهیدرات ها، پروتئین ها، چربی ها) و از این طریق تعیین کرد. معادل کالری O 2 و بر اساس آن مقدار انرژی آزاد شده را محاسبه کنید. این روشها را روشهای بیوکالریمتری مستقیم و غیرمستقیم می نامند.










متابولیسم پایه - حداقل (پایه) سطح مصرف انرژی لازم برای حفظ فعالیت حیاتی بدن در شرایط استراحت فیزیکی و عاطفی شرایط متابولیسم پایه: صبح، وضعیت دراز کشیدن، بیداری، عضلات آرام، با معده خالی. دمای محیط حدود هنجارهای شرطی متابولیسم پایه است: مردان میانسال - 1 کیلو کالری / کیلوگرم در ساعت؛ زنان میانسال - 0.9 کیلو کالری / کیلوگرم در ساعت؛ کودکان 7 ساله - 1.8 کیلو کالری / کیلوگرم در ساعت؛ 12 سال - 1.3 کیلو کالری / کیلوگرم در ساعت برای افراد مسن - 0.7 کیلو کالری / کیلوگرم در ساعت


ارزش انرژی یا ضریب کالری یک ماده مقدار گرمای تولید شده در طی احتراق 1 گرم از یک ماده در فضایی از اکسیژن خالص است: FAT - 9.3 کیلو کالری. پروتئین ها و کربوهیدرات ها - 4.1 کیلو کالری معادل کالری اکسیژن - مقدار گرمای آزاد شده در بدن از احتراق 1 گرم از یک ماده هنگام مصرف 1 لیتر اکسیژن: چربی ها - 4.69. پروتئین ها - 4.46؛ کربوهیدرات ها - 5.05 کیلو کالری در لیتر




در زندگی واقعی، هزینه های انرژی از اجزای مختلفی تشکیل شده است. مصرف انرژی در همه انواع فعالیت ها به تعداد معینی از متابولیسم پایه فراتر می رود و در نتیجه 2500 کیلو کالری در روز است (افزایش کار - RP) - 30٪، کربوهیدرات ها - 10٪، چربی ها - 15٪. مصرف انرژی کار را می توان تقریباً با نرخ پالس (HR) 0.2xCHP - 11.3 / 2 تعیین کرد.


انرژی حرارتی تولید شده در نتیجه متابولیسم برای گرم کردن بدن استفاده می شود. ظرفیت گرمایی ویژه یک فرد (میزان گرما برای گرم کردن بدن به میزان 1 درجه سانتیگراد) به طور متوسط ​​0.83 کیلو کالری بر کیلوگرم است. به طور متوسط، 58.1 کیلو کالری (0.83x70) برای گرم کردن 1 درجه از بدن مورد نیاز است. در حالت استراحت، بدن 72 کیلوکالری گرما آزاد می کند. این گرما با انتقال حرارت آزاد می شود. که در بدن تعادل تولید گرما و انتقال حرارت وجود دارد.






حیوانات پویکیلوترمیک و هومیوترمیک وجود دارد. پستانداران و انسان ها همیوترمی هستند که در آنها ایزوترمی یک دمای ثابت بدن و نسبی (2-2.5 درجه سانتیگراد) است. به طور کلی، میانگین t در مورد بدن 37 در مورد C است که توسط فرآیندهای تولید گرما و انتقال حرارت تعیین می شود. در شرایط آسایش (27-32 درجه سانتیگراد)، بین تولید گرما و انتقال حرارت تعادل وجود دارد. در شرایط سرد، تولید گرما افزایش می یابد و در گرما، انتقال حرارت افزایش می یابد، اما t در مورد بدن در یک سطح ثابت باقی می ماند.









ثبات t در مورد بدن توسط مکانیسم های تخصصی تنظیم حرارت در حالت ردیابی یا عدم تطابق انجام می شود. مرکز تنظیم حرارت اطلاعات را از گیرنده های حرارتی دریافت می کند و دستوراتی را تولید می کند که به دلیل آن فعالیت اندام های تولید گرما و انتقال حرارت تغییر می کند و در نتیجه t در مورد بدن در سطح ثابتی باقی می ماند.


تنظیم حرارت حد بالایی محدوده - حد گرما - مرگ گرما C حد پایین محدوده - حد هیپوترمی - مرگ سرما: طبیعی C مصنوعی C منطقه خنثی حرارتی - بدون تعریق محسوس و تولید گرمای تنظیمی C


گرمازایی (تولید گرما) تاخیر (تبخیر) -- قابل تحمل -- غیر قابل نفوذ - خشک -- تابش حرارتی -- قرارداد گرما - همرفت: الف) طبیعی، ب) اجباری


گیرنده های حرارتی در همه اندام ها قرار دارند. سرما در عمق 0.17 میلی متر در مجموع و حرارت در عمق 0.3 میلی متر در مجموع اطلاعات از گیرنده های حرارتی از طریق نخاع وارد هسته های تالاموس، هیپوتالاموس، سیستم لیمبیک و قشر می شود. نقش اصلی در تنظیم حرارت توسط هسته های هیپوتالاموس - مرکز انتقال حرارت و تولید گرما (تزریق حرارتی C. Bernard) ایفا می شود. گروه کارگران بر اساس مصرف انرژی 1. کارگران، عمدتاً کار ذهنی: مهندسان، پزشکان (به جز جراحان)، کارگران در علم و هنر، ادبیات، مدیران، و غیره. کیلوکالری / روز 2. کارگران سبک وزن: کارکنان مهندسی و فنی، کارگران ارتباطات، صنعت رادیو الکترونیک، پرستاران، پرستاران، و غیره kcal/day 3. کارگران متوسط: تراشکاری، قفل ساز، کارگران راه آهن، جراحان، رانندگان حمل و نقل موتوری، فروشندگان مواد غذایی، کارگران آب کیلوکالری در روز 4. کارگران سنگین وزن کار فیزیکی: کارگران ساختمانی، متالورژیست ها و کارگران ریخته گری، اپراتور ماشین آلات، نجاران، کارگران نفت و گاز، کارگران کشاورزی کیلو کالری در روز

با توجه به اینکه HEO یا ETP اکثریت (60 تا 75 درصد) انرژی مصرفی یک فرد را تشکیل می دهد، همه عوامل موثر بر HEO به همان میزان و جهت، بر تقاضای کل انرژی یا مصرف کل انرژی یک فرد تأثیر می گذارد. SBI با ویژگی های فردی مشخص می شود. در افراد با وزن و ترکیب بدنی یکسان، ضریب تغییرپذیری BMR بین 8 تا 13 درصد است. اندازه گیری SVR در افراد یکسان در بارهای فیزیکی مختلف و در سطوح مختلف مصرف انرژی نشان داد که ضریب تغییرپذیری SVR از 5٪ تجاوز نمی کند، به طور متوسط ​​​​2.5٪. عوامل مؤثر بر SBI در جدول 5.2 ارائه شده است.

مصرف انرژی اندام ها و بافت های یک فرد بالغ اندام ها و بافت ها درصد انرژی مصرف شده در حالت استراحت کبد 29 مغز 19 قلب 10 کلیه ها 7 ماهیچه های اسکلتی (در حالت استراحت) 18 سایر 17 افزایش دمای بدن تجمع چربی با کاهش عضلات افزایش عملکرد تیروئید کاهش عملکرد تیروئید افزایش یافته است. آدرنالین سوء تغذیه و هدر رفتن

ابعاد بدنههمانطور که مقدار ضریب تغییر نشان می دهد، BVR یک مقدار نسبتاً ثابت برای یک فرد خاص است و در درجه اول به وزن بدن بستگی دارد. تفاوت 10 کیلوگرمی در وزن بدن منجر به تفاوت 120 کیلوکالری در ETP یا اختلاف 200 کیلوکالری در روز در کل انرژی مصرفی افراد کم تحرک می شود.

ترکیب بدنی.وزن بدن انسان با دو جزء نشان داده می شود - توده بدون چربی فعال متابولیکی، از جمله عضلات و اندام های داخلی، و همچنین بافت های چربی و استخوان از نظر متابولیکی بی اثر. BMR عمدتاً با مقدار توده بدن متابولیک فعال بدون چربی تعیین می شود. انرژی مورد نیاز به ازای واحد وزن کل بدن در فردی که توده عضلانی بیشتری دارد بیشتر از فردی است که بافت چربی یا استخوان غالب است. هر چه نسبت چربی بدن کمتر باشد، میزان متابولیسم پایه برای همان وزن کل بدن بالاتر است. افرادی که از نظر بدنی مناسب تر هستند، میزان متابولیسم پایه بالاتری نسبت به افراد غیرفعال با وزن کل بدن دارند. ورزشکارانی که به خوبی آموزش دیده اند BVR 5 درصد بالاتر از افراد عادی دارند. ورزش سبک باعث افزایش قابل توجهی در توده بدون چربی بدن و BMR نمی شود. با این حال، فعالیت بدنی متوسط ​​و سنگین طولانی مدت می تواند BMR را 8-14٪ به دلیل افزایش توده بدون چربی بدن افزایش دهد.

سن. SVR در کودکان از بدو تولد تا 2 سالگی افزایش می یابد. در طول دوره نوزادی، 12-15٪ از انرژی مصرف شده با غذا صرف تشکیل بافت های جدید می شود. روی رشد بدن BMR در کودکان با افزایش سن (به معنای هر واحد وزن بدن) تا زمان بلوغ به تدریج کاهش می یابد. در کودکان بزرگتر از 2 سال، حدود 1٪ از انرژی مصرف شده با غذا صرف فرآیندهای رشد می شود. در طول دوره مرحله رشد فعال در نوجوانان، SVR به طور قابل توجهی افزایش می یابد. دوره رشد سریع در دوران نوجوانی با حداکثر نیاز به انرژی مشخص می شود. برای صرف انرژی برای افزایش وزن در طول دوره رشد کودکان و نوجوانان 5 کیلو کالری در گرم وزن اضافه شده است. در بزرگسالان، BMR برای روزها، ماه‌ها و حتی سال‌ها نسبتا ثابت می‌ماند، اما به تدریج با افزایش سن کاهش می‌یابد که به دلیل کاهش نسبت توده بدون چربی بدن با افزایش سن و افزایش نسبی توده بافت چربی است. بعد از 40 سالگی، BMR هر 10 سال حدود 2-3٪ کاهش می یابد. کاهش BMR با افزایش سن باعث کاهش مصرف انرژی و نیاز به انرژی می شود که باعث افزایش وزن بدن و افزایش شیوع اضافه وزن و چاقی می شود. حفظ توده بدون چربی بدن و حفظ BMR بالا به فعالیت بدنی - تربیت بدنی و کار بدنی در میانسالی و پیری کمک می کند.

کف.ارزش توده بدنی بدون چربی متابولیک فعال به دلیل بافت ماهیچه ای در مردان بیشتر از زنان است. این در تفاوت در SVR منعکس می شود که در مردان 5 تا 10 درصد بیشتر از زنان با قد و وزن یکسان است.

هورمون ها. هورمون های غده تیروئید و غدد فوق کلیوی بیشترین اثر تحریک کننده را بر روی SVR دارند. اعتقاد بر این است که تفاوت بین SVR محاسبه شده و آنهایی که به صورت تجربی به دست آمده اند به دلیل سطوح مختلف فعالیت تیروئید است. BVR را می توان در کم کاری تیروئید تا 30 درصد کاهش داد. برعکس، با تیروتوکسیکوز، BVR می تواند 50-75٪ افزایش یابد. ترشح آدرنالین در هنگام استرس عاطفی باعث افزایش کوتاه مدت BMR می شود که بعد از 2-3 ساعت به حالت عادی برمی گردد.BMR زنان بستگی به دوره سیکل قاعدگی دارد. حداقل SVR یک هفته قبل از تخمک گذاری در روز چهاردهم چرخه و حداکثر - بلافاصله قبل از شروع قاعدگی مشاهده می شود. تفاوت BEO در این نقاط 360 کیلوکالری در روز است. به طور متوسط، مصرف انرژی HEO در هر 150 کیلو کالری در روز. در نیمه دوم چرخه بالاتر است.

وضعیت تغذیه قبلی. در نتیجه سوء تغذیه طولانی مدت، BMR را می توان تا 20٪ کمتر از مقدار محاسبه شده کاهش داد. این با مکانیسم سازگاری ارگانیسم به سوء تغذیه توضیح داده می شود که در تمایل به حفظ انرژی بیان می شود. دمای بدن. شناخته شده است که گرما یک کاتالیزور برای واکنش های بیوشیمیایی است. BVR با دمای بدن افزایش می یابد. افزایش دمای بدن به میزان 1 درجه سانتیگراد با افزایش 13 تا 15 درصدی BRO همراه است. این بدان معناست که بیماران مبتلا به تب نیاز بیشتری به انرژی دارند. دمای محیط. حداقل HEO و ETP در دمای محیط 26 درجه سانتیگراد مشاهده می شود. در دماهای پایین تر و بالاتر، HEO و ETP افزایش می یابد. کاهش کوتاه مدت دمای محیط در شرایطی که فرد با لباس محافظت نمی شود باعث لرزش عضلانی و گرمازایی موقت ناشی از سرما می شود. تولید گرما، افزایش HEO و هزینه کل انرژی. نوزاد تازه متولد شده به دلیل وجود بافت چربی قهوه ای رنگ، قادر به تولید گرما برای حفظ دمای بدن بدون لرزش عضلانی است. میزان افزایش BRO در آب و هوای سرد به اثر عایق بافت چربی و لباس بستگی دارد. در شرایط عایق بندی خوب با لباس، HRO اندکی افزایش می یابد، اما مصرف کل انرژی به دلیل نیاز به پوشیدن لباس های سنگین و گرم کردن هوای استنشاقی افزایش می یابد. در آب و هوای گرمسیری، ETP 5 تا 20 درصد بیشتر از دمای محیط راحت است. افزایش تعریق یکی از دلایل افزایش BMR در آب و هوای گرم است. اگر HRO در شرایط دمایی و رطوبت استاندارد اندازه گیری شود، در شرایط مختلف آب و هوایی تغییر قابل توجهی نمی کند. اما برای محاسبه مصرف انرژی استراحت و مصرف کل انرژی باید تاثیر دما و شرایط اقلیمی را در نظر گرفت. بارداری.

در مراحل اولیه بارداری، BMR اندکی کاهش می یابد. با افزایش طول مدت بارداری، BVR به دلیل افزایش وزن بدن زن باردار به دلیل رشد جنین، افزایش رحم و جفت افزایش می یابد. در سه ماهه سوم بارداری، BMR 20 درصد بیشتر از مقدار قبل از بارداری است، حتی در واحد وزن بدن. این به دلیل سطح بالای فرآیندهای متابولیک در بافت های جنین و جفت و همچنین افزایش سرعت متابولیک در بافت های مادر است، به عنوان مثال، به دلیل افزایش کار قلب مادر. هزینه های انرژی برای متابولیسم پایه تحت تاثیر عوامل داخلی و خارجی است. با این حال، برای اکثر افراد، BMR یا ETP، محاسبه شده با در نظر گرفتن وزن بدن، کاملاً نیاز به انرژی را منعکس می کند و پارامترهای اساسی برای ارزیابی کل انرژی مصرفی بدن هستند.

در سخنرانی ها و کلاس هایی که توسط معلمان گروه بیوشیمی با شما برگزار می شود، این فرآیندها را با جزئیات بیشتری در نظر خواهید گرفت.

ارزش انرژی مواد غذایی

ارزش انرژی مواد مغذی با استفاده از دستگاه های ویژه - oxicalorimeters تخمین زده می شود. مشخص شده است که با اکسیداسیون کامل 1 گرم کربوهیدرات، 4.1 کیلو کالری (1 کیلو کالری = 4187 ژول)، 1 گرم چربی - 9.45 کیلو کالری، 1 گرم پروتئین - 5.65 کیلو کالری آزاد می شود. باید اضافه کرد که بخشی از مواد مغذی ورودی به بدن جذب نمی شود. به عنوان مثال، به طور متوسط ​​حدود 2 درصد از کربوهیدرات ها، 5 درصد از چربی ها و تا 8 درصد از پروتئین ها هضم نمی شوند. علاوه بر این، تمام مواد مغذی در بدن به محصولات نهایی - دی اکسید کربن (دی اکسید کربن) و آب - تجزیه نمی شوند. به عنوان مثال، بخشی از محصولات حاصل از تجزیه ناقص پروتئین ها به شکل اوره از طریق ادرار دفع می شود.

با توجه به موارد فوق، می توان اشاره کرد که ارزش انرژی واقعی مواد مغذی تا حدودی کمتر از آن چیزی است که در شرایط تجربی ایجاد شده است. ارزش انرژی واقعی 1 گرم کربوهیدرات 4.0 کیلو کالری، 1 گرم چربی - 9.0 کیلو کالری، 1 گرم پروتئین - 4.0 کیلو کالری است.

2. مفاهیم و تعاریف اساسی فیزیولوژی متابولیسم و ​​انرژی.

مشخصه جدایی ناپذیر (کلی) متابولیسم انرژی بدن انسان کل انرژی مصرفی یا مصرف ناخالص انرژی است.

هزینه ناخالص انرژی ارگانیسم- کل انرژی مصرفی بدن در طول روز در شرایط وجود طبیعی (طبیعی) آن. مصرف ناخالص انرژی شامل سه جزء است: متابولیسم پایه، عمل دینامیکی خاص غذا و افزایش کار. مصرف ناخالص انرژی بر حسب kJ/kg/day یا kcal/kg/day (1 kJ=0.239 kcal) برآورد می شود.

BX.

مطالعه متابولیسم پایه با کار بیدر و اشمیت، دانشمندان دانشگاه تارتو آغاز شد (بیدر و اشمیت، 1852).

BX- حداقل سطح مصرف انرژی لازم برای حفظ فعالیت حیاتی بدن.

مفهوم متابولیسم پایه به عنوان حداقل سطح مصرف انرژی بدن نیز تعدادی الزامات را در شرایطی که این شاخص باید ارزیابی شود، تحمیل می کند.

شرایطی که تحت آن متابولیسم پایه باید ارزیابی شود:

1) حالت استراحت کامل جسمی و روحی (ترجیحاً در وضعیت مستعد).

2) دمای محیط (18-20 درجه سانتیگراد)؛

3) 10 تا 12 ساعت پس از آخرین وعده غذایی، برای جلوگیری از افزایش متابولیسم انرژی مرتبط با مصرف غذا.

عوامل موثر بر متابولیسم پایه

متابولیسم پایه به سن، قد، وزن بدن و جنسیت بستگی دارد.

نفوذ سنبرای صرافی اصلی

بالاترین تعویض پایه از نظر 1 کیلوگرم. وزن بدن در نوزادان (50-54 کیلو کالری / کیلوگرم / روز)، کمترین در افراد مسن (پس از 70 سال، متابولیسم اصلی به طور متوسط ​​30 کیلو کالری / کیلوگرم در روز است). متابولیسم پایه در زمان بلوغ در سن 12-14 سالگی به سطح ثابتی می رسد و تا سن 30-35 سالگی (حدود 40 کیلو کالری / کیلوگرم در روز) ثابت می ماند.

نفوذ قد و وزنبدن برای متابولیسم پایه

یک رابطه تقریبا خطی و مستقیم بین وزن بدن و متابولیسم پایه وجود دارد - هر چه وزن بدن بیشتر باشد، سطح متابولیسم پایه نیز بیشتر است. با این حال، این وابستگی مطلق نیست. با افزایش وزن بدن به دلیل بافت عضلانی، این وابستگی تقریباً خطی است، اما اگر افزایش وزن بدن با افزایش مقدار بافت چربی همراه باشد، این وابستگی غیرخطی می شود.

از آنجایی که وزن بدن، ceteris paribus، به رشد بستگی دارد (هرچه رشد بیشتر باشد، وزن بدن بیشتر است)، رابطه مستقیمی بین رشد و متابولیسم پایه وجود دارد - هر چه رشد بیشتر باشد، متابولیسم پایه بیشتر است.


بالا