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बुनियादी विनिमय: मूल्यांकन के तरीके; बेसल चयापचय को प्रभावित करने वाले कारक; नैदानिक महत्व। बेसल चयापचय और etp . को प्रभावित करने वाले कारक

बीएक्स।

चयापचय और ऊर्जा के शरीर विज्ञान की बुनियादी अवधारणाएँ और परिभाषाएँ।

खाद्य पदार्थों का ऊर्जा मूल्य।

विशेष उपकरणों - ऑक्सीकोरिमीटर का उपयोग करके पोषक तत्वों के ऊर्जा मूल्य का अनुमान लगाया जाता है। यह स्थापित किया गया है कि 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट के पूर्ण ऑक्सीकरण के साथ, 4.1 किलो कैलोरी (1 किलो कैलोरी = 4187 जे।), 1 ग्राम वसा - 9.45 किलो कैलोरी, 1 ग्राम प्रोटीन - 5.65 किलो कैलोरी निकलती है। यह जोड़ा जाना चाहिए कि शरीर में प्रवेश करने वाले पोषक तत्वों का हिस्सा अवशोषित नहीं होता है। उदाहरण के लिए, औसतन लगभग 2% कार्बोहाइड्रेट, 5% वसा और 8% तक प्रोटीन पचता नहीं है। इसके अलावा, शरीर में सभी पोषक तत्व अंतिम उत्पादों - कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड) और पानी में टूट नहीं जाते हैं। उदाहरण के लिए, यूरिया के रूप में प्रोटीन के अधूरे टूटने के उत्पादों का हिस्सा मूत्र में उत्सर्जित होता है।

पूर्वगामी को देखते हुए, यह ध्यान दिया जा सकता है कि पोषक तत्वों का वास्तविक ऊर्जा मूल्य प्रायोगिक स्थितियों के तहत स्थापित की तुलना में कुछ कम है। 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट का वास्तविक ऊर्जा मूल्य 4.0 किलो कैलोरी, 1 ग्राम वसा - 9.0 किलो कैलोरी, 1 ग्राम प्रोटीन - 4.0 किलो कैलोरी है।

मानव शरीर के ऊर्जा चयापचय की अभिन्न (सामान्य) विशेषता कुल ऊर्जा व्यय या सकल ऊर्जा व्यय है।

शरीर का सकल ऊर्जा व्यय- अपने सामान्य (प्राकृतिक) अस्तित्व की स्थितियों में दिन के दौरान शरीर का कुल ऊर्जा व्यय। सकल ऊर्जा व्यय में तीन घटक शामिल हैं: बेसल चयापचय, भोजन की विशिष्ट गतिशील क्रिया, और कार्य लाभ। सकल ऊर्जा व्यय kJ/kg/दिन या kcal/kg/दिन (1 kJ=0.239 kcal) में अनुमानित है।

बेसल मेटाबॉलिज्म का अध्ययन टार्टू विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों बिडर और श्मिट के काम से शुरू हुआ (बोली लगाने वाला और श्मिट, 1852)।

बीएक्स- शरीर की महत्वपूर्ण गतिविधि को बनाए रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा व्यय का न्यूनतम स्तर।

शरीर के ऊर्जा व्यय के न्यूनतम स्तर के रूप में बेसल चयापचय की अवधारणा भी उन शर्तों पर कई आवश्यकताओं को लागू करती है जिनके तहत इस सूचक का मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

जिन शर्तों के तहत बेसल चयापचय का मूल्यांकन किया जाना चाहिए:

1) पूर्ण शारीरिक और मानसिक आराम की स्थिति (अधिमानतः एक प्रवण स्थिति में);

2) परिवेश आराम तापमान (18-20 डिग्री सेल्सियस);

3) अंतिम भोजन के 10-12 घंटे बाद, भोजन के सेवन से जुड़े ऊर्जा चयापचय में वृद्धि से बचने के लिए।

बेसल चयापचय उम्र, ऊंचाई, शरीर के वजन और लिंग पर निर्भर करता है।

प्रभाव आयुमुख्य विनिमय के लिए।

1 किलो के मामले में उच्चतम बुनियादी विनिमय। नवजात शिशुओं में शरीर का वजन (50-54 किलो कैलोरी / किग्रा / दिन), बुजुर्गों में सबसे कम (70 साल के बाद, मुख्य चयापचय औसत 30 किलो कैलोरी / किग्रा / दिन)। 12-14 वर्ष की आयु तक यौवन के समय तक बेसल चयापचय एक स्थिर स्तर तक पहुंच जाता है और 30-35 वर्ष (लगभग 40 किलो कैलोरी / किग्रा / दिन) तक स्थिर रहता है।

प्रभाव ऊंचाई और वजनबेसल चयापचय के लिए शरीर।

शरीर के वजन और बेसल चयापचय के बीच लगभग एक रैखिक, सीधा संबंध है - शरीर का वजन जितना अधिक होगा, बेसल चयापचय का स्तर उतना ही अधिक होगा। हालाँकि, यह निर्भरता पूर्ण नहीं है। मांसपेशियों के ऊतकों के कारण शरीर के वजन में वृद्धि के साथ, यह निर्भरता लगभग रैखिक होती है, हालांकि, यदि शरीर के वजन में वृद्धि वसा ऊतक की मात्रा में वृद्धि के साथ जुड़ी होती है, तो यह निर्भरता गैर-रैखिक हो जाती है।

चूंकि शरीर का वजन, ceteris paribus, वृद्धि पर निर्भर करता है (अधिक से अधिक वृद्धि, शरीर का वजन जितना अधिक होता है), विकास और बेसल चयापचय के बीच एक सीधा संबंध होता है - अधिक से अधिक वृद्धि, अधिक से अधिक बेसल चयापचय।

इस तथ्य को देखते हुए कि ऊंचाई और शरीर का वजन कुल शरीर क्षेत्र को प्रभावित करता है, एम। रूबनेर ने कानून तैयार किया जिसके अनुसार बेसल चयापचय शरीर के क्षेत्र पर निर्भर करता है: शरीर का क्षेत्र जितना बड़ा होगा, बेसल चयापचय उतना ही अधिक होगा। हालांकि, यह कानून व्यावहारिक रूप से उन परिस्थितियों में काम करना बंद कर देता है जब परिवेश का तापमान शरीर के तापमान के बराबर होता है। इसके अलावा, त्वचा के असमान बालों से शरीर और पर्यावरण के बीच गर्मी के आदान-प्रदान में काफी बदलाव आता है, और इसलिए इन स्थितियों के तहत रूबनर के नियम की भी सीमाएँ हैं।

प्रभाव लिंगबेसल स्तर तक।

पुरुषों में, बेसल चयापचय दर महिलाओं की तुलना में 5-6% अधिक होती है। यह शरीर के वजन के प्रति 1 किलो वसा और मांसपेशियों के ऊतकों के विभिन्न अनुपात के साथ-साथ सेक्स हार्मोन की रासायनिक संरचना और उनके शारीरिक प्रभावों में अंतर के कारण चयापचय के विभिन्न स्तरों के कारण है।

चयापचय की प्रक्रिया में, ऊर्जा लगातार परिवर्तित हो रही है: भोजन के साथ आने वाले जटिल कार्बनिक यौगिकों की संभावित ऊर्जा थर्मल, यांत्रिक और विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। पोषक तत्वों के ऑक्सीकरण से सीधे निकलने वाली ऊष्मा को प्राथमिक ऊष्मा कहते हैं। एटीपी में संचित ऊर्जा आगे यांत्रिक कार्य, रसायन, परिवहन, विद्युत प्रक्रियाओं के लिए उपयोग की जाती है और अंततः, गर्मी में भी बदल जाती है, जिसे द्वितीयक गर्मी के रूप में नामित किया जाता है। शरीर में उत्पन्न सभी ऊर्जा को ऊष्मा की इकाइयों में व्यक्त किया जा सकता है - कैलोरी या जूल।

शरीर में ऊर्जा उत्पादन को निर्धारित करने के लिए, प्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री, अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री और सकल चयापचय के अध्ययन का उपयोग किया जाता है।

ऊर्जा विनिमय अनुसंधान के तरीके

प्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री

प्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री बायोकैलोरीमीटर में शरीर द्वारा जारी गर्मी की मात्रा की प्रत्यक्ष रिकॉर्डिंग पर आधारित है। बायोकैलोरीमीटर एक सीलबंद कक्ष है जो बाहरी वातावरण से अच्छी तरह से अछूता रहता है। चैम्बर में ट्यूबों के माध्यम से पानी का संचार होता है। कक्ष में व्यक्ति या जानवर द्वारा उत्पन्न गर्मी परिसंचारी पानी को गर्म करती है। शरीर द्वारा छोड़ी गई गर्मी की मात्रा की गणना बहते पानी की मात्रा और उसके तापमान में बदलाव से की जाती है।

प्रत्यक्ष कैलोरीमिति के तरीके बहुत बोझिल और जटिल हैं। यह देखते हुए कि शरीर में गर्मी का उत्पादन ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं पर आधारित होता है, जिसमें O2 की खपत होती है और CO2 बनता है, इसके गैस विनिमय द्वारा शरीर में एक अप्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष, गर्मी उत्पादन का निर्धारण करना संभव है - मात्रा को ध्यान में रखते हुए खपत O2 और जारी CO2 की, इसके बाद शरीर के ताप उत्पादन की गणना की जाती है।

गैस विनिमय के दीर्घकालिक अध्ययन के लिए, विशेष श्वसन कक्षों का उपयोग किया जाता है (अप्रत्यक्ष कैलोरीमीटर के बंद तरीके)। चिकित्सा संस्थानों और उत्पादन की स्थितियों में गैस विनिमय का अल्पकालिक निर्धारण सरल गैर-कक्ष विधियों (खुली कैलोरीमीटर विधियों) द्वारा किया जाता है।

सबसे आम तरीका डगलस-हल्दाने विधि है, जिसमें साँस छोड़ने वाली हवा को 10-15 मिनट के लिए एयरटाइट कपड़े (डगलस बैग) के एक बैग में एकत्र किया जाता है, जो विषय के पीछे तय होता है।

शरीर द्वारा 1 लीटर O2 की खपत के बाद जारी गर्मी की मात्रा को ऑक्सीजन के कैलोरी समकक्ष कहा जाता है। शरीर द्वारा उपयोग किए जाने वाले O2 की कुल मात्रा को जानकर, ऊर्जा लागत की गणना तभी संभव है जब यह ज्ञात हो कि कौन से पदार्थ - प्रोटीन, वसा या कार्बोहाइड्रेट - ऑक्सीकृत हुए हैं। श्वसन गुणांक इसके संकेतक के रूप में काम कर सकता है।

श्वसन गुणांक (RC) अवशोषित CO2 के आयतन और अवशोषित O2 के आयतन का अनुपात है। डीसी प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकरण में भिन्न होता है।

जब वसा का ऑक्सीकरण होता है, तो DC 0.7 . होता है

शरीर में प्रोटीन ऑक्सीकरण के दौरान, DC 0.8 होता है। मनुष्यों में मिश्रित भोजन के साथ, डीसी आमतौर पर 0.85-0.89 होता है। एक निश्चित डीसी ऑक्सीजन के एक निश्चित कैलोरी समकक्ष से मेल खाती है।

अधूरे गैस विश्लेषण की विधि इसकी सादगी के कारण व्यापक हो गई है।

बीएक्स

ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं और ऊर्जा रूपांतरण की तीव्रता शरीर की व्यक्तिगत विशेषताओं (लिंग, आयु, शरीर के वजन और ऊंचाई, पोषण की स्थिति और प्रकृति, मांसपेशियों के काम, अंतःस्रावी ग्रंथियों की स्थिति, तंत्रिका तंत्र और आंतरिक अंगों पर निर्भर करती है। जिगर, गुर्दे, पाचन तंत्र, आदि), साथ ही पर्यावरणीय परिस्थितियों (तापमान, बैरोमीटर का दबाव, वायु आर्द्रता और संरचना, उज्ज्वल ऊर्जा के संपर्क, आदि) पर।

किसी दिए गए जीव में निहित ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं और ऊर्जा लागतों के स्तर को निर्धारित करने के लिए, कुछ मानक शर्तों के तहत एक अध्ययन किया जाता है। ऐसी मानक परिस्थितियों में शरीर के ऊर्जा व्यय को बेसल चयापचय कहा जाता है।

बेसल चयापचय का निर्धारण करने के लिए, विषय होना चाहिए: 1) मांसपेशियों के आराम की स्थिति में (आराम की मांसपेशियों के साथ लेटने की स्थिति), भावनात्मक तनाव का कारण बनने वाली उत्तेजनाओं के संपर्क में नहीं; 2) खाली पेट पर, यानी। भोजन के 12-16 घंटे बाद; 3) "आराम" (18-20 डिग्री सेल्सियस) के बाहरी तापमान पर, जो ठंड या गर्मी की भावना का कारण नहीं बनता है।

बेसल चयापचय जाग्रत अवस्था में निर्धारित होता है। व्यक्ति के मूल विनिमय के सामान्य मूल्य। बेसल चयापचय दर आमतौर पर किलोजूल (किलोकैलोरी) में प्रति 1 किलो शरीर के वजन या 1 घंटे या 1 दिन में शरीर की सतह के प्रति 1 एम 2 में गर्मी की मात्रा के रूप में व्यक्त की जाती है।

एक मध्यम आयु वर्ग के व्यक्ति (लगभग 35 वर्ष) के लिए, औसत ऊंचाई (लगभग 165 सेमी) और औसत शरीर के वजन (लगभग 70 किलो) के साथ, शरीर के वजन के प्रति 1 किलो के लिए बेसल चयापचय दर 4.19 kJ (I kcal) है। प्रति घंटा, या 7117 kJ (1700 kcal) प्रति दिन। समान वजन वाली महिलाओं में, यह लगभग 10% कम है।

बेसल चयापचय सूत्र और टेबल विभिन्न लिंग, आयु, शरीर के वजन और ऊंचाई के स्वस्थ लोगों के बड़ी संख्या में अध्ययनों से प्राप्त औसत डेटा का प्रतिनिधित्व करते हैं।

नैदानिक महत्व। बेसल मेटाबॉलिज्म की परिभाषा, इन तालिकाओं के अनुसार, सामान्य शरीर के स्वस्थ लोगों में ऊर्जा व्यय का लगभग सही (8% त्रुटि) मान दिया जाता है। एक निश्चित शरीर के वजन, ऊंचाई, उम्र और बेसल चयापचय दर के शरीर की सतह के लिए अनुपातहीन रूप से उच्च डेटा अत्यधिक थायराइड समारोह के साथ मनाया जाता है। बेसल चयापचय में कमी थायरॉयड ग्रंथि (मायक्सेडेमा), पिट्यूटरी ग्रंथि और सेक्स ग्रंथियों की अपर्याप्तता के साथ होती है।

ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं का स्तर शरीर की सतह से गर्मी हस्तांतरण द्वारा नहीं, बल्कि गर्मी उत्पादन द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो कि जानवरों की प्रजातियों की जैविक विशेषताओं और शरीर की स्थिति पर निर्भर करता है, जो कि गतिविधि के कारण होता है। तंत्रिका, अंतःस्रावी और अन्य प्रणालियाँ।

विभिन्न प्रकार के श्रम के दौरान कार्य विनिमय, शरीर की ऊर्जा लागत। काम की जाँच। विशेष रूप से - भोजन की गतिशील क्रिया। ऊर्जा खपत के आधार पर समूहों द्वारा जनसंख्या का वितरण।

शारीरिक श्रम के दौरान ऊर्जा विनिमय

मांसपेशियों के काम से ऊर्जा की खपत में काफी वृद्धि होती है, इसलिए एक स्वस्थ व्यक्ति की दैनिक ऊर्जा खपत जो दिन का कुछ हिस्सा गति और शारीरिक कार्य में बिताती है, बेसल चयापचय के मूल्य से काफी अधिक है। ऊर्जा व्यय में यह वृद्धि एक कामकाजी वृद्धि का गठन करती है, जो अधिक से अधिक, मांसपेशियों का काम जितना अधिक तीव्र होता है।

पेशीय कार्य के दौरान, तापीय और यांत्रिक ऊर्जा निकलती है। कार्य पर खर्च की गई सभी ऊर्जा के लिए यांत्रिक ऊर्जा का अनुपात, प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है, दक्षता कहलाता है। एक व्यक्ति के शारीरिक श्रम के साथ, दक्षता 16 से 25% और औसत 20% तक भिन्न होती है, लेकिन कुछ मामलों में यह अधिक हो सकती है।

दक्षता कारक कई स्थितियों के आधार पर भिन्न होता है। इसलिए अप्रशिक्षित लोगों में यह प्रशिक्षित लोगों की तुलना में कम होता है और प्रशिक्षण के साथ बढ़ता है।

शरीर द्वारा जितना अधिक तीव्र पेशी कार्य किया जाता है, ऊर्जा व्यय उतना ही अधिक होता है। विभिन्न शारीरिक गतिविधियों के दौरान ऊर्जा व्यय की डिग्री शारीरिक गतिविधि (सीएफए) के गुणांक द्वारा निर्धारित की जाती है, जो मुख्य चयापचय के मूल्य के लिए प्रति दिन सभी गतिविधियों के लिए कुल ऊर्जा व्यय का अनुपात है।

समूहों में ऊर्जा आवश्यकताओं में महत्वपूर्ण अंतर लिंग (पुरुषों के लिए अधिक), आयु (40 वर्ष के बाद कमी), मनोरंजक गतिविधि की डिग्री और सार्वजनिक सेवाओं के स्तर पर निर्भर करता है।

बच्चों और किशोरों का दैनिक ऊर्जा व्यय उम्र पर निर्भर करता है (सारणी 9.5)।

वृद्धावस्था में ऊर्जा की खपत कम हो जाती है और 80 वर्ष की आयु तक 8373-9211 kJ (2000-2200 kcal) हो जाती है।

मानसिक कार्य के दौरान ऊर्जा विनिमय

मानसिक श्रम के साथ, शारीरिक श्रम की तुलना में ऊर्जा की खपत बहुत कम होती है।

कठिन गणितीय गणना, एक पुस्तक के साथ काम करना और मानसिक कार्य के अन्य रूप, यदि वे आंदोलन के साथ नहीं हैं, तो पूर्ण आराम की तुलना में ऊर्जा लागत में एक महत्वहीन (2-3%) वृद्धि होती है। हालांकि, ज्यादातर मामलों में, विभिन्न प्रकार के मानसिक श्रम मांसपेशियों की गतिविधि के साथ होते हैं, खासकर जब कार्यकर्ता भावनात्मक रूप से उत्तेजित होता है (व्याख्याता, कलाकार, लेखक, वक्ता, आदि), और इसलिए ऊर्जा की खपत अपेक्षाकृत बड़ी हो सकती है। अनुभवी भावनात्मक उत्तेजना अगले कुछ दिनों में चयापचय में 11 - 19% की वृद्धि कर सकती है।

खाने के बाद, चयापचय की तीव्रता और शरीर की ऊर्जा लागत बेसल चयापचय की स्थितियों के तहत उनके स्तर की तुलना में बढ़ जाती है। चयापचय और ऊर्जा में वृद्धि 1 घंटे के बाद शुरू होती है, अंतर्ग्रहण के बाद अधिकतम 3 घंटे तक पहुंचती है, और कई घंटों तक बनी रहती है। भोजन के सेवन का प्रभाव, जो चयापचय और ऊर्जा लागत को बढ़ाता है, भोजन की विशिष्ट गतिशील क्रिया कहलाती है।

प्रोटीन भोजन के साथ, यह सबसे बड़ा है: विनिमय औसतन 30% बढ़ता है। वसा और कार्बोहाइड्रेट खाने से व्यक्ति का चयापचय 14-15% बढ़ जाता है।

कार्य में वृद्धि। मुख्य एक से अधिक ऊर्जा चयापचय में वृद्धि को कार्यशील वृद्धि कहा जाता है। ऊर्जा व्यय में वृद्धि करने वाले कारक हैं: भोजन का सेवन, कम या उच्च (30 सी से ऊपर) बाहरी टी और मांसपेशियों का काम।

स्वच्छता से गतिविधि समूहों का वितरण लें। मैं यहां लेबल कॉपी नहीं कर सकता।

व्याख्यान 14 विषय: शरीर का ऊर्जा संतुलन थर्मोरेग्यूलेशन। ऊर्जा विनिमय की सामान्य अवधारणाएँ। बेसल चयापचय और इसके मूल्य को प्रभावित करने वाले कारक। मानव शरीर का तापमान। गर्मी उत्पादन और गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रियाएं। भौतिक और रासायनिक थर्मोरेग्यूलेशन।

एक जीवित जीव निरंतर चयापचय, अर्थात् सेवन, आत्मसात, परिवर्तन और उत्सर्जन की विशेषता है। इस मामले में, पोषक तत्वों की संभावित ऊर्जा गतिज ऊर्जा (यांत्रिक, थर्मल, विद्युत) में परिवर्तित हो जाती है।

शरीर में प्रोटीन एक प्लास्टिक और ऊर्जा भूमिका (4.1 किलो कैलोरी) करते हैं। प्रोटीन जमा नहीं होते हैं (नाइट्रोजन संतुलन), 3 दिनों के लिए लिए गए प्रोटीन का 30% उत्सर्जित होता है। नाइट्रोजन संतुलन का निर्धारण करके प्रोटीन की स्वीकृत और नष्ट मात्रा को ध्यान में रखा जाता है। प्रोटीन में 16% नाइट्रोजन होता है। प्रोटीन प्रजाति विशिष्ट हैं ...

शरीर में लिपिड एक ऊर्जा (9.3 किलो कैलोरी) और प्लास्टिक की भूमिका निभाते हैं। शरीर में लिपिड (10-20%) कोशिकाओं के साथ-साथ वसा ऊतकों में भी पाए जाते हैं। वसा लसीका में प्रवेश करते हैं, प्रजातियों की विशिष्टता रखते हैं, और कार्बोहाइड्रेट से बन सकते हैं। आवश्यक और गैर-आवश्यक वसा के बीच भेद करें, जो बाहर से आना चाहिए।

कार्बोहाइड्रेट (4.1 किलो कैलोरी) शरीर में मुख्य ऊर्जा कार्य करते हैं। रक्त में ग्लूकोज की मात्रा स्थिर एमएल जीआर होती है। % और यह ग्लूकोज स्थिरता बनाए रखने के लिए कार्यात्मक प्रणाली द्वारा निरंतर स्तर पर बनाए रखा जाता है। हाइपोग्लाइसीमिया, हाइपरग्लाइसेमिया (ग्लूकोसुरिया के साथ) है।

शरीर के लिए ऊर्जा भोजन से आती है, यह प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट के जटिल रासायनिक बंधनों में जमा होती है। इस ऊर्जा की रिहाई हाइड्रोलिसिस, ऑक्सीकरण द्वारा चरणों में होती है। हाइड्रोलिसिस 0.5% ऊर्जा जारी करता है, अवायवीय ऑक्सीकरण 5% ऊर्जा जारी करता है, और 94% ऊर्जा क्रेब्स चक्र में एरोबिक ऑक्सीकरण द्वारा जारी की जाती है।

एरोबिक ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में, ऊर्जा धीरे-धीरे निकलती है और इस ऊर्जा का अधिकांश (55%) मैक्रोर्ज (एटीपी) ऊर्जा में जमा होता है, जो अंततः थर्मल ऊर्जा में बदल जाता है। इस प्रकार, पोषक तत्वों के ऑक्सीकरण के दौरान मुक्त होने वाली सभी मुक्त ऊर्जा तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

ऊर्जा विनिमय -1 ऊर्जा संतुलन: शिक्षा ई। \u003d ई। काम + ई। गर्मी की कमी + ई। रिजर्व। सेल ऊर्जा विनिमय की तीव्रता के स्तर: 1) सेल अखंडता के रखरखाव का स्तर - 15% 2) सेल की कार्यात्मक तत्परता का स्तर - 50% 3) सेल की कार्यात्मक गतिविधि का स्तर - 100%

ऊर्जा विनिमय -2 हेल्महोल्ट्ज़, थॉमसन और क्लासियस के थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम: "यदि गर्मी को काम में परिवर्तित किया जाता है, तो सिस्टम द्वारा उत्पादित कार्य की मात्रा अवशोषित गर्मी की मात्रा के बराबर होती है" हेस का नियम: "एक प्रक्रिया का गर्मी प्रभाव कई क्रमिक चरणों के माध्यम से विकसित होना, रासायनिक प्रतिक्रिया के प्रारंभिक और अंतिम उत्पादों की गर्मी सामग्री पर निर्भर करता है, लेकिन उनके रासायनिक परिवर्तनों के पथ पर निर्भर नहीं करता है"

ऊर्जा चयापचय - 3 C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6H 2 O + 6CO kcal एरोबिक क्षय: 65% ऊर्जा का उपयोग करता है ग्लाइकोलाइसिस: 5% ऊर्जा का उपयोग करता है एरोबिक जीव या प्रक्रियाएं अवायवीय की तुलना में 13 गुना कम ग्लूकोज की खपत करती हैं, अर्थात्। जीवन 13 गुना सस्ता है

संग्रहीत ऊर्जा 1 ग्लूकोज अणु 38 एटीपी अणु देता है: - पीवीसी को ग्लाइकोलाइसिस के दौरान - 8 एटीपी अणु - ऑक्सीकरण के दौरान - 30 एटीपी अणु 1 मोल पामिटिक एसिड 140 एटीपी अणु देता है एक वयस्क के शरीर में लगभग 70 किलोग्राम एटीपी बनता और विघटित होता है। हर दिन

शरीर से निकलने वाली तापीय ऊर्जा की मात्रा का निर्धारण शरीर द्वारा खर्च की गई ऊर्जा की मात्रा को दर्शाता है। चयापचय की तीव्रता ओ 2 की खपत और सीओ 2 की रिहाई में परिलक्षित होती है, क्योंकि। कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप, सीओ 2 और एच 2 ओ बनते हैं। इस प्रकार, शरीर द्वारा खपत ओ 2 की मात्रा और सीओ 2 की मात्रा जारी गर्मी और ऊर्जा की मात्रा को दर्शाती है।

5 मिनट में ओ 2 खपत और सीओ 2 की मात्रा निर्धारित करने के बाद, यह निर्धारित करना संभव है कि डीसी (सीओ 2 / ओ 2) की गणना के आधार पर, ऑक्सीकरण (कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, वसा) क्या है, और इस तरह निर्धारित करें ओ 2 के कैलोरी समकक्ष और, इसके आधार पर, जारी ऊर्जा की मात्रा की गणना करें। इन विधियों को जैव कैलोरीमिति की प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष विधियाँ कहा जाता है।

बेसल चयापचय - शारीरिक और भावनात्मक आराम की स्थिति में शरीर की महत्वपूर्ण गतिविधि को बनाए रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा खपत का न्यूनतम (बुनियादी) स्तर बेसल चयापचय के लिए शर्तें: सुबह, झूठ बोलने की स्थिति, जागने, मांसपेशियों को खाली पेट पर आराम मिलता है। पर्यावरणीय तापमान बेसल चयापचय के सशर्त मानदंडों के बारे में है: मध्यम आयु वर्ग के पुरुष - 1 किलो कैलोरी / किग्रा / घंटा; मध्यम आयु वर्ग की महिलाएं - 0.9 किलो कैलोरी / किग्रा / घंटा; 7 साल के बच्चे - 1.8 किलो कैलोरी / किग्रा / घंटा; 12 वर्ष - बुजुर्गों के लिए 1.3 किलो कैलोरी / किग्रा / घंटा - 0.7 किलो कैलोरी / किग्रा / घंटा

किसी पदार्थ का ऊर्जा मान या कैलोरी गुणांक शुद्ध ऑक्सीजन के वातावरण में किसी पदार्थ के 1 ग्राम के दहन के दौरान उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा है: FAT - 9.3 kcal; प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट - 4.1 किलो कैलोरी ऑक्सीजन के बराबर कैलोरी - 1 लीटर ऑक्सीजन की खपत करते समय किसी पदार्थ के 1 ग्राम के दहन से शरीर में निकलने वाली गर्मी की मात्रा: FATS - 4.69; प्रोटीन - 4.46; कार्बोहाइड्रेट - 5.05 किलो कैलोरी/ली

वास्तविक जीवन में, ऊर्जा की खपत विभिन्न घटकों से बनी होती है। सभी प्रकार की गतिविधियों में ऊर्जा की खपत एक निश्चित संख्या में बुनियादी चयापचय से अधिक होती है और परिणामस्वरूप, 2500 किलो कैलोरी / दिन (काम में वृद्धि - आरपी) - 30%, कार्बोहाइड्रेट -10%, वसा -15% होती है। कार्यशील ऊर्जा की खपत लगभग पल्स रेट (HR) 0.2xCHP - 11.3 / 2 द्वारा निर्धारित की जा सकती है।

चयापचय के परिणामस्वरूप उत्पन्न तापीय ऊर्जा का उपयोग शरीर को गर्म करने के लिए किया जाता है। किसी व्यक्ति की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता (शरीर को 1 ° C तक गर्म करने के लिए ऊष्मा की मात्रा) औसतन 0.83 kcal / kg होती है। शरीर के 1 o को गर्म करने के लिए औसतन 58.1 kcal (0.83x70) की आवश्यकता होती है। आराम करने पर, शरीर 72 किलो कैलोरी गर्मी छोड़ता है। यह गर्मी गर्मी हस्तांतरण द्वारा जारी की जाती है। उस। शरीर में गर्मी उत्पादन और गर्मी हस्तांतरण का संतुलन होता है।

पोइकिलोथर्मिक और होमोथर्मिक जानवर हैं। स्तनधारी और मनुष्य होमियोथर्मिक होते हैं, जिसमें इज़ोटेरिया शरीर का एक स्थिर तापमान होता है और यह सापेक्ष (2-2.5 डिग्री सेल्सियस) होता है। सामान्य तौर पर, शरीर के बारे में औसत टी 37 सी के बारे में है, जो गर्मी उत्पादन और गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रियाओं से निर्धारित होता है। आराम की स्थिति (27-32 डिग्री सेल्सियस) में, गर्मी उत्पादन और गर्मी हस्तांतरण के बीच संतुलन होता है। ठंड की स्थिति में, गर्मी का उत्पादन बढ़ जाता है, और गर्मी में, गर्मी हस्तांतरण बढ़ जाता है, लेकिन शरीर के बारे में टी एक स्थिर स्तर पर रहता है।

शरीर के बारे में टी की स्थिरता ट्रैकिंग या बेमेल मोड में थर्मोरेग्यूलेशन के विशेष तंत्र द्वारा की जाती है। थर्मोरेग्यूलेशन केंद्र थर्मोरेसेप्टर्स से जानकारी प्राप्त करता है और कमांड उत्पन्न करता है, जिसके कारण गर्मी उत्पादन और गर्मी हस्तांतरण के अंगों की गतिविधि बदल जाती है, जिसके परिणामस्वरूप शरीर के बारे में टी एक स्थिर स्तर पर रहता है।

थर्मोरेगुलेशन सीमा की ऊपरी सीमा - अतिताप की सीमा - गर्मी से मृत्यु सी सीमा की निचली सीमा - हाइपोथर्मिया की सीमा - ठंड से मृत्यु: प्राकृतिक सी कृत्रिम सी थर्मल तटस्थ क्षेत्र - बिना बोधगम्य पसीना और नियामक गर्मी उत्पादन सी

थर्मोजेनेसिस (गर्मी उत्पादन) 1) आधार 2) नियामक: सिकुड़ा हुआ-मस्कुलोस्केलेटल टोन-टोन-गैर-विलुप्त होने के संक्षिप्त रूप-ऑक्सीकरण का सक्रियण-ऑक्सीकरण और फास्फोरिलीकरण की अवज्ञा गर्मी हस्तांतरण का थर्मोरेग्यूलेशन-ढेलेदार (वाष्पीकरण)-प्राथमिकता-अपरिहार्य-सूखा -ट्यूटोरियल -ट्यूशन हीट कन्वेंशन - कन्वेक्शन: ए) प्राकृतिक, बी) मजबूर

थर्मोरेसेप्टर्स सभी अंगों में स्थित होते हैं। कुल मिलाकर 0.17 मिमी की गहराई पर ठंडा, और कुल मिलाकर 0.3 मिमी की गहराई पर थर्मल। रीढ़ की हड्डी के माध्यम से थर्मोरेसेप्टर्स से सूचना थैलेमस, हाइपोथैलेमस, लिम्बिक सिस्टम और प्रांतस्था के नाभिक में प्रवेश करती है। थर्मोरेग्यूलेशन में मुख्य भूमिका हाइपोथैलेमस के नाभिक द्वारा निभाई जाती है - गर्मी हस्तांतरण और गर्मी उत्पादन का केंद्र (सी। बर्नार्ड का थर्मल इंजेक्शन)। ऊर्जा खपत द्वारा श्रमिकों के समूह 1. श्रमिक, मुख्य रूप से मानसिक श्रम: इंजीनियर, डॉक्टर (सर्जन को छोड़कर), विज्ञान और कला में श्रमिक, साहित्य, प्रबंधक, आदि। kcal / दिन 2. हल्के शारीरिक श्रम के श्रमिक: इंजीनियरिंग और तकनीकी कर्मचारी, संचार कार्यकर्ता, रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उद्योग, नर्स, नर्स, आदि किलो कैलोरी / दिन 3. मध्यम श्रम के श्रमिक: टर्नर, ताला बनाने वाले, रेलवे कर्मचारी, सर्जन, मोटर परिवहन चालक, खाद्य विक्रेता, जल श्रमिक किलो कैलोरी / दिन 4. भारी श्रमिक शारीरिक श्रम: निर्माण श्रमिक, धातुकर्मी और फाउंड्री श्रमिक, मशीन ऑपरेटर, बढ़ई, तेल और गैस श्रमिक, कृषि श्रमिक किलो कैलोरी / दिन

इस तथ्य के कारण कि HEO या ETP किसी व्यक्ति के ऊर्जा व्यय का बहुमत (60-75%) बनाता है, HEO को प्रभावित करने वाले सभी कारक, उसी सीमा और दिशा में, किसी व्यक्ति की कुल ऊर्जा मांग या कुल ऊर्जा खपत को प्रभावित करते हैं। एसबीआई को व्यक्तिगत विशेषताओं की विशेषता है। समान वजन और शरीर संरचना वाले लोगों में, बीएमआर की परिवर्तनशीलता का गुणांक 8 से 13% तक होता है। अलग-अलग भौतिक भार और ऊर्जा खपत के विभिन्न स्तरों पर एक ही व्यक्ति में एसवीआर के मापन से पता चला है कि एसवीआर की परिवर्तनशीलता का गुणांक 5% से अधिक नहीं है, औसतन 2.5%। एसबीआई को प्रभावित करने वाले कारक तालिका 5.2 में प्रस्तुत किए गए हैं।

एक वयस्क के अंगों और ऊतकों की ऊर्जा खपत आराम से ऊर्जा व्यय का प्रतिशत जिगर 29 मस्तिष्क 19 हृदय 10 गुर्दे 7 कंकाल की मांसपेशियां (आराम पर) 18 अन्य 17 शरीर के तापमान में वृद्धि कम मांसपेशियों के साथ वसा का संचय थायराइड समारोह में वृद्धि थायराइड समारोह में कमी एड्रेनालाईन कुपोषण और बर्बादी

शरीर के आयाम।जैसा कि परिवर्तनशीलता के गुणांक के मूल्य से पता चलता है, बीवीआर किसी विशेष व्यक्ति के लिए काफी स्थिर मूल्य है और मुख्य रूप से शरीर के वजन पर निर्भर करता है। 10 किलो के शरीर के वजन में अंतर से 120 किलो कैलोरी के ईटीपी में अंतर होता है, या 200 किलो कैलोरी / दिन के गतिहीन व्यक्तियों के लिए कुल ऊर्जा व्यय में अंतर होता है।

शरीर की संरचना।मानव शरीर के वजन को दो घटकों द्वारा दर्शाया जाता है - मांसपेशियों और आंतरिक अंगों के साथ-साथ चयापचय रूप से निष्क्रिय वसा और हड्डी के ऊतकों सहित चयापचय रूप से सक्रिय दुबला द्रव्यमान। बीएमआर मुख्य रूप से दुबला चयापचय सक्रिय शरीर द्रव्यमान की मात्रा से निर्धारित होता है। कुल शरीर के वजन की प्रति यूनिट ऊर्जा की आवश्यकता उस व्यक्ति में अधिक होती है, जिसके पास वसा या हड्डी के ऊतकों की प्रबलता वाले व्यक्ति की तुलना में अधिक मांसपेशी द्रव्यमान होता है। शरीर में वसा का अनुपात जितना कम होगा, शरीर के कुल वजन के लिए बेसल चयापचय दर उतनी ही अधिक होगी। एक अधिक शारीरिक रूप से फिट व्यक्ति के शरीर के कुल वजन के साथ एक निष्क्रिय व्यक्ति की तुलना में अधिक बेसल चयापचय दर होती है। अच्छी तरह से प्रशिक्षित एथलीटों का बीवीआर औसत व्यक्ति से 5% अधिक होता है। हल्के व्यायाम से दुबले शरीर के द्रव्यमान और बीएमआर में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती है। हालांकि, लंबे समय तक मध्यम और भारी शारीरिक गतिविधि दुबले शरीर के द्रव्यमान में वृद्धि के कारण बीएमआर को 8-14% तक बढ़ा सकती है।

आयु।जन्म से 2 वर्ष की आयु तक के बच्चों में एसवीआर बढ़ता है। नवजात अवधि के दौरान, भोजन के साथ खपत ऊर्जा का 12-15% नए ऊतकों के निर्माण पर खर्च किया जाता है, अर्थात। शरीर के विकास पर। बच्चों में बीएमआर धीरे-धीरे उम्र के साथ (शरीर के वजन की प्रति यूनिट) यौवन तक कम हो जाता है। 2 वर्ष से अधिक उम्र के बच्चों में, भोजन के साथ खपत ऊर्जा का लगभग 1% विकास प्रक्रियाओं पर खर्च किया जाता है। किशोरों में सक्रिय विकास चरण की अवधि के दौरान, एसवीआर काफी बढ़ जाता है। किशोरावस्था के दौरान तेजी से विकास की अवधि ऊर्जा की अधिकतम आवश्यकता की विशेषता है। बच्चों और किशोरों के विकास की अवधि के दौरान वजन बढ़ाने के लिए ऊर्जा व्यय के लिए 5 किलो कैलोरी / ग्राम अतिरिक्त वजन है। वयस्कों में, बीएमआर दिनों, महीनों और वर्षों तक काफी स्थिर रहता है, लेकिन उम्र के साथ धीरे-धीरे कम हो जाता है, जो उम्र के साथ दुबले शरीर के अनुपात में कमी और वसा ऊतक द्रव्यमान में सापेक्ष वृद्धि के कारण होता है। 40 साल की उम्र के बाद बीएमआर हर 10 साल में लगभग 2-3% कम हो जाता है। उम्र के साथ बीएमआर में कमी ऊर्जा व्यय और ऊर्जा आवश्यकताओं में कमी का कारण है, जो शरीर के वजन में वृद्धि और अधिक वजन और मोटापे के प्रसार में वृद्धि का कारण बनती है। दुबला शरीर द्रव्यमान बनाए रखना और उच्च बीएमआर बनाए रखना शारीरिक गतिविधि में योगदान देता है - मध्यम और वृद्धावस्था में शारीरिक शिक्षा और शारीरिक श्रम।

फ़र्श।मांसपेशियों के ऊतकों के कारण दुबले चयापचय रूप से सक्रिय शरीर द्रव्यमान का मूल्य महिलाओं की तुलना में पुरुषों में अधिक होता है। यह एसवीआर में अंतर में परिलक्षित होता है, जो समान ऊंचाई और शरीर के वजन की महिलाओं की तुलना में पुरुषों में 5-10% अधिक है।

हार्मोन. थायरॉयड ग्रंथि और अधिवृक्क ग्रंथियों के हार्मोन का एसवीआर पर सबसे अधिक उत्तेजक प्रभाव पड़ता है। यह माना जाता है कि गणना किए गए एसवीआर और प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त लोगों के बीच अंतर थायराइड गतिविधि के विभिन्न स्तरों के कारण होता है। हाइपोथायरायडिज्म में बीवीआर को 30% तक कम किया जा सकता है। इसके विपरीत, थायरोटॉक्सिकोसिस के साथ, बीवीआर 50--75% तक बढ़ सकता है। भावनात्मक तनाव के दौरान एड्रेनालाईन का स्राव बीएमआर में अल्पकालिक वृद्धि का कारण बनता है, जो 2-3 घंटे के बाद सामान्य हो जाता है।महिलाओं का बीएमआर मासिक धर्म की अवधि पर निर्भर करता है। चक्र के 14 वें दिन ओव्यूलेशन से एक सप्ताह पहले न्यूनतम एसवीआर मनाया जाता है, और अधिकतम - मासिक धर्म की शुरुआत से तुरंत पहले। इन बिंदुओं पर बीईओ में अंतर 360 किलो कैलोरी/दिन है। औसतन, HEO की ऊर्जा खपत प्रति 150 किलो कैलोरी/दिन। चक्र के दूसरे भाग में अधिक।

पिछली पोषण स्थिति. लंबे समय तक कुपोषण के परिणामस्वरूप, बीएमआर को परिकलित मूल्य से 20% कम किया जा सकता है। यह ऊर्जा संरक्षण की इच्छा में व्यक्त कुपोषण के लिए शरीर के अनुकूलन के तंत्र के कारण है। शरीर का तापमान. यह ज्ञात है कि गर्मी जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक है। शरीर के तापमान के साथ बीवीआर बढ़ता है। शरीर के तापमान में 1 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के साथ बीआरओ में 13-15% की वृद्धि होती है। इसका मतलब है कि बुखार के रोगियों को ऊर्जा की अधिक आवश्यकता होती है। परिवेश का तापमान। न्यूनतम HEO और ETP 26 डिग्री सेल्सियस के परिवेश के तापमान पर देखे जाते हैं। कम और उच्च तापमान पर, HEO और ETP बढ़ जाते हैं। परिस्थितियों में परिवेश के तापमान में एक अल्पकालिक कमी जब किसी व्यक्ति को कपड़ों से सुरक्षित नहीं किया जाता है, तो मांसपेशियों में कंपन और अस्थायी ठंड से प्रेरित थर्मोजेनेसिस होता है, अर्थात। गर्मी उत्पादन, HEO में वृद्धि और कुल ऊर्जा लागत। तथाकथित भूरे रंग के वसा ऊतक की उपस्थिति के कारण, नवजात शिशु मांसपेशियों को कांपने के बिना शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए गर्मी उत्पन्न करने में सक्षम होता है। ठंडी जलवायु में बीआरओ में वृद्धि की मात्रा वसा ऊतक और कपड़ों के इन्सुलेट प्रभाव पर निर्भर करती है। कपड़ों के साथ अच्छे इन्सुलेशन की स्थिति में, एचआरओ थोड़ा बढ़ जाता है, लेकिन भारी कपड़े पहनने और साँस की हवा को गर्म करने की आवश्यकता के कारण कुल ऊर्जा खपत बढ़ जाती है। एक गर्म उष्णकटिबंधीय जलवायु में, ईटीपी एक आरामदायक परिवेश के तापमान की तुलना में 5–20% अधिक होता है। गर्म मौसम में बीएमआर बढ़ने का एक कारण पसीना भी बढ़ जाता है। यदि एचआरओ को मानक तापमान स्थितियों और आर्द्रता के तहत मापा जाता है, तो यह विभिन्न जलवायु परिस्थितियों में महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलता है। हालांकि, बाकी ऊर्जा खपत और कुल ऊर्जा खपत की गणना करने के लिए, तापमान और जलवायु परिस्थितियों के प्रभाव को ध्यान में रखा जाना चाहिए। गर्भावस्था।

गर्भावस्था के शुरुआती चरणों में बीएमआर थोड़ा कम हो जाता है। गर्भावस्था की अवधि में वृद्धि के साथ, भ्रूण की वृद्धि, गर्भाशय और प्लेसेंटा में वृद्धि के कारण गर्भवती महिला के शरीर के वजन में वृद्धि के कारण बीवीआर बढ़ता है। गर्भावस्था के तीसरे तिमाही में, बीएमआर गर्भावस्था से पहले के मूल्य से 20% अधिक है, यहां तक कि प्रति यूनिट शरीर के वजन से भी। यह भ्रूण और प्लेसेंटा के ऊतकों में चयापचय प्रक्रियाओं के उच्च स्तर के साथ-साथ मातृ ऊतकों में चयापचय दर में वृद्धि के कारण होता है, उदाहरण के लिए, मां के दिल के काम में वृद्धि के कारण। बेसल चयापचय के लिए ऊर्जा लागत आंतरिक और बाहरी दोनों कारकों से प्रभावित होती है। हालांकि, अधिकांश लोगों के लिए, शरीर के वजन को ध्यान में रखते हुए गणना की गई बीएमआर या ईटीपी, ऊर्जा की आवश्यकता को पर्याप्त रूप से दर्शाती है और शरीर के कुल ऊर्जा व्यय का आकलन करने के लिए बुनियादी पैरामीटर हैं।

जैव रसायन विभाग के शिक्षकों द्वारा आपके साथ आयोजित किए जाने वाले व्याख्यानों और कक्षाओं में आप इन प्रक्रियाओं पर अधिक विस्तार से विचार करेंगे।

खाद्य पदार्थों का ऊर्जा मूल्य।

2. चयापचय और ऊर्जा के शरीर विज्ञान की बुनियादी अवधारणाएँ और परिभाषाएँ।

सकल ऊर्जा व्यय जीव- अपने सामान्य (प्राकृतिक) अस्तित्व की स्थितियों में दिन के दौरान शरीर का कुल ऊर्जा व्यय। सकल ऊर्जा व्यय में तीन घटक शामिल हैं: बेसल चयापचय, भोजन की विशिष्ट गतिशील क्रिया, और कार्य लाभ। सकल ऊर्जा व्यय kJ/kg/दिन या kcal/kg/दिन (1 kJ=0.239 kcal) में अनुमानित है।