Bioenergetika tijela. Metode određivanja energetskog metabolizma

BX- minimalna količina energije potrebna za osiguranje normalnog života u uvjetima relativnog tjelesnog i psihičkog odmora. Ta se energija troši na procese staničnog metabolizma, cirkulaciju krvi, disanje, izlučivanje, održavanje tjelesne temperature, funkcioniranje vitalnih živčanih središta mozga te stalno lučenje endokrinih žlijezda.

Jetra troši 27% bazalne metaboličke energije;

Mozak - 19%;

Mišići - 18%;

Bubrezi - 10%;

Srce - 7%;

Ostali organi i tkiva - 19%.

Bilo koji posao- fizički ili mentalni, kao i unos hrane, fluktuacije temperature okoline i drugi vanjski ili unutarnji čimbenici koji mijenjaju razinu metaboličkih procesa, povlače za sobom povećanje troškova energije.

Određuje se bazalni metabolizam u strogo kontroliranim, umjetno stvorenim uvjetima:

ujutro, na prazan želudac (12-14 sati nakon posljednjeg obroka);

u ležećem položaju, s potpunim opuštanjem mišića, u stanju mirne budnosti;

u uvjetima toplinske udobnosti (18–20 ° C);

3 dana prije studije, proteinska hrana je isključena iz tijela;

Bazalni metabolizam izražava se količinom potrošnje energije brzinom od 1 kcal po 1 kg tjelesne težine na sat.

Čimbenici koji utječu na vrijednost glavne razmjene:

· dob;

· tjelesna masa;

spol osobe.

Najintenzivniji bazalni metabolizam opažen je kod djece (u novorođenčadi - 53 kcal / kg dnevno, u djece prve godine života - 42 kcal / kg dnevno).
Prosječna bazalna metabolička stopa kod odraslih zdravih muškaraca je 1300-1600 kcal/dan, kod žena te vrijednosti su 10% niže. To je zbog činjenice da žene imaju manju masu i tjelesnu površinu.
S godinama se stopa bazalnog metabolizma stalno smanjuje. Prosječna bazalna metabolička stopa u zdrave osobe je približno 1 kcal/(kg×h).

Rubnerov površinski zakon.
Troškovi energije toplokrvnog organizma proporcionalni su površini tijela.
Ovisnost intenziteta bazalnog metabolizma o površini tijela pokazao je njemački fiziolog Rubner za razne životinje. Prema ovom pravilu, intenzitet bazalnog metabolizma usko je povezan s veličinom tjelesne površine:

Kod toplokrvnih organizama različite veličine tijela ista se količina topline odvodi s 1 m 2 površine.

Dakle, rezimirajmo. Bazalni metabolizam je potrošnja energije tijela u stanju potpunog mirovanja, osiguravanje funkcija svih organa i sustava i održavanje tjelesne temperature. Dnevna potreba čovjeka za energijom ovisi o dnevnom utrošku energije koji se sastoji od potrošnje energije za: 1) bazalni metabolizam; 2) probava hrane; 3) tjelesna (neuromuskularna) aktivnost. Želite znati svoju dnevnu potrošnju energije? Zatim razmotrite:

Izračun dnevne potrošnje energije (Harris-Benedictova jednadžba):

· Za žene = 655 + + –

· Za muškarce = 65 + + –

Bruto razmjena: metode procjene, faktori koji utječu na bruto razmjenu; klinički značaj.

Bruto (ukupni) metabolizam tvari i energije. Zakoni održanja materije i energije poslužili su kao teorijska osnova za razvoj najvažnije metode za proučavanje metabolizma i energije - uspostavljanje 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 tvari potrebne su dovoljno točne kemijske metode i poznavanje načina izlučivanja raznih tvari iz organizma. Poznato je da su glavne hranjive tvari proteini, lipidi i ugljikohidrati. U pravilu, za procjenu sadržaja bjelančevina u hrani i proizvodima raspadanja, dovoljno je odrediti količinu dušika, jer. gotovo sav dušik iz hrane nalazi se u proteinima, uklj. u nukleoproteinima; neznatna količina dušika, koji je dio nekih lipida i ugljikohidrata, može se zanemariti u pokusima za određivanje bilance dušika. Određivanje lipida i ugljikohidrata u prehrambenim proizvodima zahtijeva specifične metode, ali što se tiče krajnjih proizvoda metabolizma lipida i ugljikohidrata, to su gotovo isključivo CO2 i voda.

Pri analizi krajnjih produkata metabolizma potrebno je voditi računa o načinima njihovog izlučivanja iz organizma. Dušik se izlučuje uglavnom urinom, ali i izmetom te u malim količinama kroz kožu, kosu, nokte (vidi Metabolizam dušika). Ugljik se izlučuje gotovo isključivo u obliku CO2 kroz pluća, no dio se izlučuje urinom i izmetom. Vodik se izlučuje kao H2O prvenstveno urinom i kroz pluća (vodena para), ali i kroz kožu i izmet.

Energetska bilanca se utvrđuje na temelju kalorijskog sadržaja unesenih nutrijenata i količine oslobođene topline, koja se može mjeriti ili izračunati. U ovom slučaju treba uzeti u obzir da se kalorijska vrijednost dobivena spaljivanjem tvari u kalorimetrijskoj bombi može razlikovati od fiziološke kalorijske vrijednosti, jer neke tvari u tijelu ne izgaraju u potpunosti, već stvaraju krajnje produkte metabolizma sposobne za daljnju oksidaciju. Prije svega, to se odnosi na bjelančevine, čiji se dušik izlučuje iz tijela uglavnom u obliku uree, koja zadržava određenu potencijalnu zalihu kalorija. Važna vrijednost koja karakterizira značajke metabolizma pojedinih tvari je respiratorni koeficijent (RC), koji je numerički jednak omjeru volumena izdahnutog CO2 prema volumenu apsorbiranog O2. Kalorijska vrijednost, DC i količina proizvedene topline izračunata po 1 litri utrošenog O2 različiti su za različite tvari. Fiziološka kalorijska vrijednost (u kcal/g) za ugljikohidrate je 4,1; lipidi - 9,3; bjelančevine - 4,1; vrijednost proizvodnje topline (u kcal po 1 litri potrošenog O2) za ugljikohidrate - 5,05; lipidi - 4,69; bjelančevine - 4,49.

BX.

Osnovni pojmovi i definicije fiziologije metabolizma i energije.

Energetska vrijednost prehrambenih tvari.

Energetska vrijednost hranjivih tvari procjenjuje se pomoću posebnih uređaja - oksikalirimetara. 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 bjelančevina - 5,65 kcal. Treba dodati da se dio hranjivih tvari koje ulaze u tijelo ne apsorbira. Na primjer, u prosjeku se ne probavlja oko 2% ugljikohidrata, 5% masti i do 8% bjelančevina. Osim toga, ne razlažu se sve hranjive tvari u tijelu na konačne produkte – ugljični dioksid (ugljični dioksid) i vodu. Na primjer, dio produkata nepotpune razgradnje bjelančevina u obliku uree izlučuje se urinom.

S obzirom na navedeno, može se primijetiti da je stvarna energetska vrijednost hranjivih tvari 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 bjelančevina - 4,0 kcal.

Integralna (opća) karakteristika energetskog metabolizma ljudskog tijela je ukupni utrošak energije ili bruto utrošak energije.

Bruto utrošak energije tijela- ukupni energetski utrošak tijela tijekom dana u uvjetima njegovog normalnog (prirodnog) postojanja. Bruto utrošak energije uključuje tri komponente: bazalni metabolizam, specifično dinamičko djelovanje hrane i radni dobitak. Bruto potrošnja energije procjenjuje se u kJ/kg/dan ili kcal/kg/dan (1 kJ=0,239 kcal).

Proučavanje bazalnog metabolizma započelo je radom Biddera i Schmidta, znanstvenika sa Sveučilišta u Tartuu (Bidder i Schmidt, 1852.).

BX- minimalna razina potrošnje energije potrebna za održavanje vitalne aktivnosti tijela.

Koncept bazalnog metabolizma kao minimalne razine tjelesne potrošnje energije također nameće niz zahtjeva za uvjete pod kojima treba procijeniti ovaj pokazatelj.

Uvjeti pod kojima treba procijeniti bazalni metabolizam:

1) stanje potpunog fizičkog i mentalnog odmora (po mogućnosti u ležećem položaju);

2) ugodna temperatura okoline (18-20 stupnjeva Celzijusa);

3) 10 - 12 sati nakon zadnjeg obroka, kako bi se izbjeglo povećanje energetskog metabolizma povezanog s unosom hrane.

Bazalni metabolizam ovisi o dobi, visini, tjelesnoj težini i spolu.

Utjecaj dob za glavnu mjenjačnicu.

Najveća osnovna razmjena u odnosu na 1 kg. Tjelesna težina u novorođenčadi (50-54 kcal / kg / dan), najmanja u starijih (nakon 70 godina, glavni metabolizam u prosjeku 30 kcal / kg / dan). Bazalni metabolizam doseže konstantnu razinu do puberteta u dobi od 12-14 godina i ostaje stabilan do dobi od 30-35 godina (oko 40 kcal / kg / dan).

Utjecaj visina i težina tijelo za bazalni metabolizam.

Postoji gotovo linearan, izravan odnos između tjelesne težine i bazalnog metabolizma – što je veća tjelesna težina, to je veća razina bazalnog metabolizma. Međutim, ova ovisnost nije apsolutna. S povećanjem tjelesne težine zbog mišićnog tkiva ta je ovisnost gotovo linearna, međutim ako je povećanje tjelesne težine povezano s povećanjem količine masnog tkiva, ta ovisnost postaje nelinearna.

Budući da tjelesna težina, ceteris paribus, ovisi o rastu (što je rast veći, to je veća tjelesna težina), postoji izravna veza između rasta i bazalnog metabolizma – što je rast veći, to je bazalni metabolizam veći.

S obzirom na to da visina i tjelesna težina utječu na ukupnu tjelesnu površinu, M. Rubner je formulirao zakon prema kojem bazalni metabolizam ovisi o tjelesnoj površini: što je veća tjelesna površina, to je veći bazalni metabolizam. Međutim, ovaj zakon praktički prestaje djelovati u uvjetima kada je temperatura okoline jednaka temperaturi tijela. Osim toga, neravnomjerna dlakavost kože značajno mijenja izmjenu topline između tijela i okoline, pa Rubnerov zakon također ima ograničenja u ovim uvjetima.

Utjecaj spol do bazalne razine.

U muškaraca bazalni metabolizam je 5-6% veći nego u žena. To je zbog različitog omjera masnog i mišićnog tkiva na 1 kg tjelesne težine, kao i različite razine metabolizma zbog razlika u kemijskoj strukturi spolnih hormona i njihovog fiziološkog djelovanja.

BX

Bazalni metabolizam - minimalna količina energije potrebna za osiguranje normalnog života u uvjetima relativnog tjelesnog i psihičkog odmora. Ta se energija troši na procese staničnog metabolizma, cirkulaciju krvi, disanje, izlučivanje, održavanje tjelesne temperature, funkcioniranje vitalnih živčanih središta mozga i stalno lučenje 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 unutarnji čimbenici koji mijenjaju razinu metaboličkih procesa, povlače za sobom povećanje troškova energije.

Stoga se glavni metabolizam utvrđuje u strogo kontroliranim, umjetno stvorenim uvjetima: ujutro, na prazan želudac (12-14 sati nakon zadnjeg obroka), u ležećem položaju, uz potpunu relaksaciju mišića, u stanju mirne budnosti. , u uvjetima toplinske udobnosti (18- 20 °C). 3 dana prije studije, proteinska hrana je isključena iz prehrane. Glavna izmjena količine utrošene energije izražava se brzinom od 1 kcal po 1 kg tjelesne težine na sat.

Čimbenici koji određuju količinu bazalnog metabolizma. Osnovni metabolizam ovisi o dobi, visini, tjelesnoj masi, spolu osobe. Najintenzivniji bazalni metabolizam po 1 kg tjelesne težine opažen je kod djece (u novorođenčadi - 53 kcal / kg dnevno, u djece prve godine života - 42 kcal / kg). Prosječna bazalna metabolička stopa 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 (krivulja "miš-slon"; sl. 13.2). Prema tom pravilu intenzitet bazalnog metabolizma usko je povezan s veličinom tjelesne površine: kod toplokrvnih organizama različite veličine tijela ista se količina topline odvodi s 1 m2 površine.

Dakle, zakon o površini tijela kaže: troškovi energije toplokrvnog organizma proporcionalni su površini tijela.

S godinama se stopa bazalnog metabolizma stalno smanjuje. Prosječna bazalna metabolička stopa u zdrave osobe je približno 1 kcal/(kg-h).

Metode određivanja glavne razmjene

Obračun glavne valute ali tablice. Posebne tablice omogućuju određivanje prosječne razine bazalnog metabolizma osobe prema visini, dobi i tjelesnoj težini. Usporedbom ovih vrijednosti s rezultatima dobivenim proučavanjem izmjene rada uz pomoć instrumenata, moguće je izračunati razliku ekvivalentnu troškovima energije za obavljanje rada.

Izračun bazalnog metabolizma hemodinamskim parametrima (Reedova formula). Izračun se temelji na odnosu između krvnog tlaka, pulsa i proizvodnje tjelesne topline. Formula omogućuje izračunavanje postotka odstupanja bazalnog metabolizma od norme. Odstupanje od ±10% smatra se prihvatljivim,

ON = 0,75 (HR + PD 0,74) - 72,

gdje je PO postotak odstupanja; HR - otkucaji srca (puls); PD - pulsni tlak.

Da bi se utvrdila usklađenost glavne razmjene s normativnim podacima o hemodinamskim parametrima, postoje posebni nomogrami.

Potrošnja energije u mirovanju kod različitih tkiva u tijelu nije ista. Unutarnji organi aktivnije troše energiju, mišićno tkivo manje aktivno. Intenzitet bazalnog metabolizma u masnom tkivu je 3 puta manji nego u ostatku stanične mase tijela. Osobe s malom tjelesnom težinom proizvode više topline po 1 kg tjelesne težine od onih s velikom tjelesnom težinom. Ako računamo 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 vrijednosti bazalnog metabolizma - njegov porast u proljeće i pad zimi. Na veličinu bazalnog metabolizma utječe prethodni mišićni rad, stanje endokrinih žlijezda.

Razmjena rada je energija koju tijelo troši na obavljanje fizičkih i mentalnih aktivnosti tijekom dana.

Opravdati osnovne principe obroka hrane. Analizirati prehranu kao osnovu za nadoknadu energetskih i plastičnih potreba. Opišite plastičnu i energetsku vrijednost hranjivih tvari.

Načela obroka hrane

Prehrana mora točno zadovoljiti potrebe organizma u plastičnim tvarima i energiji, mineralnim solima, vitaminima i vodi, osigurati normalan život, dobro zdravlje, visoku radnu sposobnost, otpornost na infekcije, rast i razvoj organizma. Prilikom sastavljanja prehrane (tj. količine i sastava hrane koju osoba treba dnevno) treba se pridržavati niza načela.

1. Sadržaj kalorija u prehrani trebao bi odgovarati energetskim troškovima tijela, koji su određeni vrstom radne aktivnosti.

2. Uzima se u obzir kalorijska vrijednost hranjivih tvari, 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 hranjivih tvari, odnosno zamjenjivosti bjelančevina, masti i ugljikohidrata, na temelju njihove energetske vrijednosti. Na primjer, 1 g masti (9,3 kcal) može se zamijeniti s 2,3 g proteina ili ugljikohidrata. Međutim, takva je zamjena moguća samo kratko vrijeme, budući da hranjive tvari obavljaju ne samo energetsku, već i plastičnu funkciju.

4. Prehrana treba sadržavati optimalnu količinu bjelančevina, masti i ugljikohidrata za ovu skupinu radnika, npr. za radnike 1. skupine dnevna prehrana treba sadržavati 80-120 g bjelančevina, 80-100 g masti, 400-600 g ugljikohidrata.

5. Omjer bjelančevina, masti i ugljikohidrata u prehrani treba biti 1:1,2:4.

6. Prehrana treba u potpunosti zadovoljiti potrebe organizma za vitaminima, mineralnim solima i vodom, te sadržavati sve esencijalne aminokiseline (potpune bjelančevine).

7. Najmanje jednu trećinu dnevnog unosa bjelančevina i masti treba unijeti u obliku namirnica životinjskog podrijetla.

8. Potrebno je voditi računa o pravilnoj raspodjeli kalorijskog sadržaja prehrane za pojedine obroke. Prvi doručak treba sadržavati otprilike 25-30% ukupne dnevne prehrane, drugi doručak - 10-15%, ručak 40-45% i večera - 15-20%.

Polazni materijal za stvaranje živog tkiva i njegovu stalnu obnovu te jedini izvor energije za ljude i životinje je hrana. Stoga je racionalna prehrana najvažniji čimbenik u osiguranju zdravlja čovjeka. Prehrana je proces unosa, probave, apsorpcije i asimilacije hranjivih tvari (nutrijenata) u organizmu. Za održavanje vitalnih procesa prehrana mora osigurati sve plastične i energetske potrebe tijela. S hranom tijelo dobiva tvari potrebne za biosintezu, obnovu bioloških struktura. Energija hranjivih tvari koja ulazi u tijelo pretvara se i koristi za sintezu komponenti staničnih membrana i staničnih organela, za obavljanje mehaničkog, kemijskog, osmotskog i električnog rada. Biološka i energetska vrijednost prehrambenih proizvoda određena je sadržajem hranjivih tvari u njima: bjelančevina, masti, ugljikohidrata, vitamina, mineralnih soli, organskih kiselina, vode, aromatičnih i aromatičnih tvari. Važna svojstva hranjivih tvari, kao što su njihova probavljivost i asimilacija.

Potrebe organizma za plastičnim tvarima mogu se zadovoljiti minimalnom razinom njihovog unosa hranom, čime će se uravnotežiti gubitak strukturnih proteina, lipida i ugljikohidrata uz održavanje energetske ravnoteže. Te su potrebe individualne i ovise o čimbenicima kao što su dob osobe, zdravstveno stanje, intenzitet i vrsta posla.

Proteini se u tijelu prvenstveno koriste kao plastični materijali. Potreba za proteinima određena je minimalnom količinom koja će uravnotežiti njihov gubitak u tijelu. Proteini su u stanju kontinuirane izmjene i obnavljanja.

Lipidi imaju energetsku i plastičnu ulogu u tijelu. Oksidacijom masti osigurava se oko 50% energetskih potreba organizma odraslog čovjeka. Masti služe kao rezerva prehrane za tijelo, njihove rezerve kod čovjeka u prosjeku iznose 10-20% tjelesne težine.

Ugljikohidrati su glavni izvor energije, a također obavljaju plastične funkcije u tijelu; tijekom oksidacije glukoze nastaju međuprodukti - pentoze, koje su dio nukleotida i nukleinskih kiselina.

Komponente dnevne potrošnje energije tijela:

Dnevna ljudska potrošnja energije uključuje 3 komponente: bazalni metabolizam, specifično dinamičko djelovanje hranjivih tvari (SDA) i potrošnju energije za različite aktivnosti.

Utrošak energije za osnovni metabolizam i specifično dinamičko djelovanje hrane treba pripisati utrošku energije koji nije reguliran voljom čovjeka, te utrošku energije u procesu rada, kućanstva i kućnog ponašanja, tijekom bavljenja sportom i drugim aktivnostima, klasificira se kao regulirana potrošnja energije.
Pod, ispod glavna mjenjačnica treba razumjeti razmjenu energije potrebnu za održavanje fizioloških funkcija (respiratornih mišića, srca, jetre, bubrega itd.), podržavajući vitalnu aktivnost tijela u stanju potpunog mišićnog i živčanog 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 učinak) naziva se povećanje metabolizma energije pri jelu. Tu energiju tijelo troši na procese probave, apsorpcije, transporta, metabolizma i skladištenja probavljene hrane. Razlikuje se slab specifični dinamički učinak hrane (povećanje energetskog metabolizma za 10%), dostatan (povećanje od 10% do 20%) i dobro izražen (više od 20%). Proteini imaju najveći DDS (u prosjeku 26,8%), ugljikohidrati najmanji (2,8%), a masti (8,9%) su u sredini. Kod uzimanja miješanog obroka SDD iznosi 10-15% bazalnog metabolizma.

Bruto razmjena- ukupna količina energije koju tijelo potroši po danu.

bruto razmjena = OO + RP + SDDP.

Osnovni metabolizam, faktori koji određuju vrijednost RO:

OO- minimalna razina potrošnje energije tijela u stanju tjelesnog. i emocionalni mir.

TOE stanje: ujutro, natašte, ležeći na leđima, stanje mirne budnosti, t u sobi 18-22.

Čimbenici koji određuju OO Ključne riječi: genotip, dob, spol, težina, visina, prehrambene karakteristike, zdravstveno stanje. i endokrinog sustava.

Pravilo površine tijela: razina potrošnje energije izravno je proporcionalna površini tijela.

Ovo pravilo vrijedi za izračunavanje OO.

Specifično dinamičko djelovanje hrane (SPDA)6

Specifično dinamičko djelovanje hrane- povećanje intenziteta metabolizma pod utjecajem unosa hrane i povećanje energetskih troškova tijela u odnosu na razine metabolizma i energetskih troškova koji su se dogodili prije obroka.

Specifično-dinamički učinak hrane posljedica je utroška energije na:

1. Probava hrane,

2. Apsorpcija hranjivih tvari iz probavnog trakta u krv i limfu,

3. Resinteza proteina, složenih lipida i drugih molekula;

4. Utjecaj na metabolizam biološki aktivnih tvari koje ulaze u tijelo kao dio hrane (osobito proteina) i formiraju se u njemu tijekom probave

Seličin energetski metabolizam u pet glavnih. profesionalne skupine ljudi:

Razmjena poslova (RO)- vrijednost energije. troškovi za pojedinu vrstu radne aktivnosti.

Radni porast. RP=RO-OO.

1) mentalni rad - 2500-2800

2) potpuno mehanizirana fizička. rad - 2800-3500

3) djelomično mehanizirani rad - 3500-4000

4) nemehanizirani rad - 4000-5000

5) vrlo težak. fizički rad - 5000-7000.

Metode proučavanja energetskog metabolizma kod ljudi:

2. Indirektna kalorimetrija: zatvorena (u Regnault-Shaternikovom aparatu, po Kroghu), otvorena (Douglas-Haldaneova vrećica).

Osnove izravne i neizravne kalorimetrije:

Izravna kalorimetrija temelji se na uzimanju u obzir u biokalorimetrima količine topline koju oslobađa tijelo. Biokalorimetar: zatvorena i toplinski izolirana komora. Voda cirkulira kroz cijevi u komori. Toplina koju stvara osoba zagrijava vodu. Količina topline koju tijelo oslobađa izračunava se iz količine vode koja teče i promjene njezine temperature.

Indirektna kalorimetrija: određivanje stvaranja topline u tijelu njegovom izmjenom plinova - obračunavanje količine utrošenog O2 i otpuštenog CO2, nakon čega slijedi izračun proizvodnje topline tijela.

Za dugotrajna istraživanja izmjene plinova koriste se posebne respiratorne komore (zatvorene metode neizravne kalorimetrije). Kratkotrajno određivanje izmjene plinova provodi se jednostavnijim metodama (otvorene metode kalorimetrije).

Najčešća je Douglas-Haldane metoda, pri kojoj se izdahnuti zrak skuplja u Douglasovu vrećicu. Kada se vrećica napuni, mjeri se volumen izdahnutog zraka u kojem se utvrđuje količina O2 i CO2.

Kalorijski ekvivalent kisika je količina topline koja se oslobodi nakon što tijelo potroši 1 litru O2.

Respiracijski kvocijent (RC) i njegov značaj u proučavanju metabolizma i energije:

Respiracijski koeficijent (RC) - omjer volumena ugljičnog dioksida oslobođenog kroz pluća i volumena kisika apsorbiranog tijekom istog vremena; Vrijednost D. tijekom boravka ispitivanih u mirovanju ovisi o vrsti prehrambenih tvari oksidiranih u organizmu.

DC za ugljikohidrate=1, za proteine=0,8, za masti=0,7.

DC srednja vrijednost=0,85.

Količina kisika koju tijelo troši određuje se pomoću različitih spirografa.

DC raste tijekom rada i u većini slučajeva približava se jedinici. To je zato što je glavni izvor energije tijekom naporne mišićne aktivnosti oksidacija ugljikohidrata.

Regulacija energetskog metabolizma:

Razina energetskog metabolizma ovisi o tjelesnoj aktivnosti, emocionalnom stresu, prirodi prehrane, stupnju napetosti termoregulacije i nizu drugih čimbenika.

Potrošnja O2 i energetski metabolizam mogu promijeniti uvjetni refleks. Svaki podražaj povezan s vremenom mišićne aktivnosti može poslužiti kao signal za povećanje metabolizma i energije (za sportaša prije starta)

Hipotalamus ima posebnu ulogu u regulaciji energetskog metabolizma. Ovdje nastaju regulacijski utjecaji koji se ostvaruju autonomnim živcima ili humoralnom vezom povećanjem lučenja niza endokrinih žlijezda. Hormoni štitnjače - tiroksin i trijodtironin, te hormon srži nadbubrežne žlijezde adrenalin posebno pojačavaju razmjenu energije.



Bazalni metabolizam (RO) je broj kalorija koje tijelo treba dnevno za održavanje minimalne vitalne aktivnosti - disanje i otkucaje srca (fizički i psihički stres nisu uzeti u obzir). Drugim riječima, to je količina energije koju će tijelo potrošiti ako ležite u krevetu i ne razmišljate ni o čemu.

Osnovni metabolizam jedan je od najvažnijih čimbenika koji određuju intenzitet metabolizma općenito. Ovaj pokazatelj nam govori koliko kalorija tijelo treba da bi održalo, izgubilo ili dobilo na težini. Stopa bazalnog metabolizma određena je kombinacijom genetskih (unutarnjih) i vanjskih čimbenika, kao što su:

Genetika. Neki ljudi rođeni su s bržim metabolizmom, drugi sa sporijim.

Kat. Muškarci imaju više mišićne mase i manje tjelesne masti. To znači da imaju višu bazalnu stopu metabolizma.

Dob. Kako starimo, naš bazalni metabolizam se usporava. Nakon 20. godine svakih deset godina ta se brojka u prosjeku smanjuje za 2%.

Težina. Što je veća težina osobe, veći je RO.

površina tijela . Ovo je vaš omjer visine i težine. Što je veća ukupna površina vašeg tijela, to je veća vaša RH. Ako usporedimo visoku i nisku osobu iste težine, koje za održavanje tjelesne težine troše isti broj kalorija, možemo uočiti da će nakon godinu dana težina više osobe ostati ista, a niže osobe može povećati za oko 7 kg.

Postotak tjelesne masti. Što je manji, to je OP veći. Upravo je niži postotak tjelesne masnoće 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 mršavljenje može dovesti do 20% smanjenja povrata ulaganja.

Tjelesna temperatura . S povećanjem unutarnje temperature tijela za pola stupnja, RO se povećava za oko 7%. Što je viša tjelesna temperatura, brže su kemijske reakcije u tijelu. Stoga će se RR bolesnika s temperaturom od 42°C povećati za približno 50%.

Vanjska temperatura. Temperatura okoline također utječe na bazalni metabolizam. Izloženost niskim temperaturama dovodi do povećanja HR-a, jer tijelo treba oslobađati više topline kako bi održalo potrebnu unutarnju tjelesnu temperaturu. Kratkotrajno izlaganje visokim temperaturama slabo utječe na metabolizam, npr temperatura se kompenzira povećanim prijenosom topline. Ali produljena izloženost toplini također može povećati RO.

Hormoni. Tiroksin (proizveden u štitnjači) jedan je od ključnih regulatora RO. Ubrzava metaboličku aktivnost tijela. Što se više tiroksina proizvodi, to je RO veći. Ako ga tijelo proizvodi previše (ovo stanje je poznato kao tireotoksikoza), ROI se može udvostručiti. Ako je premalen (miksedem), RO se može smanjiti za 30-40% u odnosu na normu. Kao i tiroksin, epinefrin također povećava RO, ali u manjoj mjeri.

Vježbe. Vježbanje ne utječe samo na težinu sagorijevanjem kalorija, već također pomaže povećati bazalni metabolizam povećanjem mišićne mase.