Какво е общ метаболизъм. Какво е метаболизъм с прости думи: определение и описание. Краткосрочни фактори, влияещи върху цялостния метаболизъм

Разбира се, метаболизмът е огромна тема, което включва неизброим брой сложни химични процеси.

На тази страница само накратко ще засегнем няколко аспекта от него, които са свързани с тематиката на сайта. Ще говорим накратко за:

общ метаболизъм,
енергиен обмен,
водно-солев обмен.

Енергийният обмен и водно-солевият обмен са избрани, защото потоотделянето взема най-активно участие в тях. А разбирането на процесите на общия метаболизъм е ключът към всичко останало.

Общ метаболизъм.

Всеки ден с храната в тялото ни влизат различни хранителни вещества. Но в същото време тялото ни не се състои от моркови, зеле или пиле по киевски. Състои се от протеини, мазнини, въглехидрати и много други вещества, синтезирани от самия организъм в процеса на метаболизма.

Метаболизъм (метаболизъм) - набор от химични реакции, които протичат в живия организъм за поддържане на живота.

Благодарение на тези химични реакции хранителните вещества, които влизат в тялото ни, се превръщат в съставни части на клетките на този организъм и продуктите на разпадане се отстраняват от него.

катаболизъм и анаболизъм

химична реакцияв тялото се извършват в две противоположни посоки.

От една страна, това е разделянето на сложни съединения на по-прости ( катаболизъм или дисимилация).

От друга страна, това е синтез на сложни съединения от по-прости. Комбинацията от тези реакции се нарича анаболизъм или асимилация.

В тялото процесите на катаболизъм и анаболизъм са в състояние на динамично равновесие.

Преобладаването на анаболните процеси ще доведе до растеж, до увеличаване на тъканната маса.

Преобладаването на процесите на катаболизъм ще доведе до загуба на тегло и унищожаване първо на мазнините, а след това и на останалите тъкани на нашето тяло.

Когато скоростите на тези процеси са еднакви, растежът на организма спира и метаболизмът преминава в състояние, близко до стационарното.

В детството и юношеството анаболните реакции преобладават в човек. В напреднала възраст - катаболен.

Четири етапа на процеса

Метаболизмът може да бъде разделен на няколко етапа:

Първият етап (дисимилация) – започва в стомашно-чревния тракт. На този етап се извършва ензимното разграждане на сложни органични вещества, които влизат в тялото под формата на храна. В резултат на това разделяне се образуват прости молекули от сложни молекули, някои от които впоследствие ще служат като изходен материал за бъдещ синтез.
На този етап продуктите от разцепването се абсорбират през чревната стена в кръвта и се транспортират по кръвен път през съдовете и капилярите до всяка клетка на нашето тяло, до местата за бъдещ синтез.
Процесите на катаболно разцепване продължават в клетките, но успоредно с тях протичат процеси на анаболен синтез, в резултат на което сложните вещества се изграждат от прости вещества, които вече са присъщи на самото тяло: протеини, липиди (мазнини), въглехидрати, захари , нуклеинова киселинаи много други.
На този етап тялото се освобождава от продуктите на разпадане, т.е. неща, от които вече няма нужда.

Основната част от отпадъчните вещества се изхвърлят през отделителната система и стомашно-чревния тракт. Другата част е през кожата под формата на пот. Въглеродът (под формата на въглероден диоксид CO2) и водородът (под формата на пари) се отделят през белите дробове.

Обмен на енергия

Всички процеси, описани по-горе, изискват енергия.

Проблемът с осигуряването на тялото ни с енергия се решава по същия начин, както проблемът с осигуряването му на вещества за синтез.

Тук частично повтаряме съдържанието на предишния раздел.

Източник на енергия, както и източник на суровини за синтеза на всички вещества в организма, е храната.

Когато храната попадне в тялото ни, тя се разгражда. По време на разделянето се освобождава енергия. Част от тази енергия се разсейва, повишавайки телесната температура. Другата част ще се използва в реакции на синтез.

За разлика от катаболните реакции, които отделят топлина, анаболните реакции, напротив, изискват енергия за протичане. Тази необходима енергия ще бъде получена от тях в резултат на катаболни реакции на разцепване.

АТФ е универсален източник на енергия

Енергията, освободена при разграждането на органичните вещества, не се използва веднага от клетката, а първо се съхранява под формата на специални съединения, обикновено аденозин трифосфат (АТФ).

На първо място, това съединение е известно като универсален източник на енергия за всички биохимични процесивъзникващи в живите системи

. АТФ се синтезира в клетките по време на катаболни реакции.

АТФ е вид акумулатор на енергия в клетката.

По време на синтеза на АТФ, тази батерия, образно казано, се „зарежда“ с енергията, която възниква по време на разграждане на веществатакойто дойде с храна.

По-късно самият АТФ претърпява разцепване. Батерията ще се разреди.

Този разряд се адаптира към нуждите на синтеза и осигурява непрекъснатост на доставките. Когато е необходимо, АТФ се разгражда и осигурява енергия за реакциите на синтез на протеини, мазнини, въглехидрати и всички други жизненоважни функции на клетките.

Кръговрат на енергия и материя

Протеиновите молекули функционират в тялото от няколко часа до няколко дни. През този период в тях се натрупват смущения и протеините стават неподходящи за изпълнение на функциите си. Те се заменят с новосинтезирани, а старите се разделят с освобождаване на енергия. Част от енергията отново се разсейва, повишавайки телесната температура. Но другата част от него отново се използва за синтеза на АТФ и така в кръг, докато сме живи.

Това е циркулацията на материя и енергия.

ВОДНО-СОЛЕВ МЕТАБОЛИЗЪМ

- набор от процеси на консумация на вода и соли (електролити), тяхното усвояване, разпределение в вътрешни средии изхвърляне от тялото.

Вода в човешката тъкан

Процентното съдържание на вода в човешките тъкани е приблизително 65-70%. Но през целия живот това число не е постоянно.

4-месечен човешки ембрион съдържа вода - 94%
при новородено дете - 74%
при възрастен - около 65.

С възрастта количеството вода става още по-малко. Много учени смятат, че една от причините за стареенето на човека е намаляването на способността на колоидите, особено протеините, да се свързват големи количествавода.

Разпределението на водата в човешкото тяло е неравномерно.

Най-малко количество от него съдържа:
кости - 45% и
мастна тъкан - 29%,
Най-голям:
урина - 83%
кръв - 92%,
пот - 97%,
слюнка - 99%.

В кожата - 72%
B от съединителната тъкан -80%
В бъбреците - 82%

По-голямата част от водата в тялото (до 2/3 при човека) е вътреклетъчна вода; по-малка част (при хората около 1/3) е извънклетъчна вода.

Дневна консумациявода

Дневната консумация на вода от човека е около 2,5 литра.

Изпива 1,2л
Той получава 1 литър от храната.
По време на окисляването на хранителните вещества той получава 0,3 l.

Под нормалното воден баланссъщото количество вода (около 2,5 литра) се отделя от тялото:

1-1,5 l се екскретират чрез бъбреците
около 0,5 l се отделят с потта
около 0,4 l се отделят от белите дробове чрез дишане
С изпражненията се отделят 0,05 - 0,2 l

транспортна функциявода

Водата в състава на кръвта, лимфата, урината или потта играе ролята на транспорт.

С помощта на кръвта необходимите за синтеза хранителни вещества влизат в местата на синтеза. Доставя се кислород, участващ в окислителните реакции артериална кръвот белите дробове до всяка клетка на тялото. Ненужните продукти на гниене, напротив, се отвеждат венозна кръви впоследствие се отделят от тялото в състава на урината и потта.

Вътреклетъчната вода е средата, в която протичат метаболитните процеси. В този случай той е посредник между взаимодействащите вещества. Тоест осигурява това взаимодействие и по този начин запазва транспортните си функции.

Поради това водата участва пряко в образуването на клетъчните структури и до голяма степен определя тяхната дейност. По този начин интензивността на протичащите в тях процеси на окислително фосфорилиране (един от етапите на синтеза на АТФ) зависи от степента на набъбване на митохондриите, а активността на протеиновата биосинтеза зависи от насищането на рибозомите с вода. Само при определена степен на хидратация протеините и нуклеиновите киселини напълно проявяват своята биологична активност.

минерални елементи

Минералните елементи са в тялото под формата на соли, които се разпадат на йони. Циркулацията на тези елементи в тялото се нарича метаболизъм на солта.

Организмите съдържат йони Na+, K+, Ca++, Mg++, Cl-, сулфати, фосфати, бикарбонати;те определят характера на физикохимичните процеси в тъканите.

От особено значение минерални елементивъв функционирането на ензимния апарат на всеки жив организъм.

Много ензимни реакции протичат само в присъствието на определени йони.

От особено значение сред минералиимат

микроелементи. Те са част от живите организми в много малки количества - въпреки това са изключително необходими, тъй като липсата им води до сериозни метаболитни нарушения. Това се обяснява с факта, че микроелементите активират много ензимни процеси (като част от самите ензими или техните активатори), а също така са необходими за образуването на определени витамини и хормони.

Микроелементите включват: V, Mn, Zn, Si, Mo, Co, Ni, Li, Se, I, CI, Br и някои други елементи.

Поддържане на концентрациите на разтворени вещества - важно условиеживот.

Концентрациите на веществата, разтворени в тялото, трябва да останат постоянни в сравнително тесни граници, тъй като за оптимален поток метаболитни процесинеобходим е идеално определен и относително непроменлив състав на телесните течности.

Значителни отклонения от нормалния състав обикновено са несъвместими с живота. Предизвикателството за живия организъм е да поддържа подходящи концентрации на разтворени вещества в телесните течности, въпреки че хранителният прием на тези вещества може да варира значително.

Едно средство за поддържане на постоянна концентрация е осмозата.

Осмоза

Осмозата е процес на еднопосочна дифузия през полупропусклива мембрана на молекули на разтворителя в посока на по-висока концентрация на разтвореното вещество (по-ниска концентрация на разтворителя).

В нашия случай полупропускливата мембрана е клетъчната стена.

Клетката е пълна с вътреклетъчна течност. Самите клетки са заобиколени от междуклетъчна течност. Ако концентрациите на някое вещество в клетката и извън нея не са еднакви, тогава ще възникне поток от течност (разтворител), който се стреми да изравни концентрациите (движение от зона с по-висока концентрация към по-ниска концентрация).

Взаимосвързаност на обмена на вода и сол

Ако говорим за поддържане на постоянна концентрация на разтворени вещества в тялото ни, тогава метаболизмът на водата и солта са тясно свързани помежду си.

Тоест, концентрацията на дадено вещество в тялото може да се увеличи, от една страна,

С увеличаване на приема му в състава на храната,

от друга страна,

Чрез намаляване на количеството вода в кръвта ни.

Това може да се случи в случай на липса на вода или поради някакво заболяване, водещо до дехидратация. В същото време обемът на потреблението на това вещество ще остане непроменен.

В никакъв случай не казваме, че тези ситуации са идентични. Искаме само да подчертаем взаимосвързаността на обмена на вода и сол.

Регламент водно-солевия метаболизъм

За поддържане на постоянна концентрация различни веществав метаболитните процеси нашето тяло е оборудвано с различни регулаторни системи.

При регулирането на водния метаболизъм при хората и животните импулсите от специални рецептори, които осмотично реагират на промените в концентрацията, са от първостепенно значение. активни вещества, обем на течността и йонен състав. Тези данни се предават на централната нервна система, в резултат на което отделянето на вода и соли от тялото и тяхното потребление от организма съответно се променят - появяват се чувство на жажда и т. нар. солен апетит.

Хипофизните хормони оказват значително влияние върху водния баланс. Диуретичният хормон на предната хипофизна жлеза осигурява отделянето на вода, а неговият антагонист вазопресин (хормон на задната хипофизна жлеза) задържа вода, осигурявайки нейната реабсорбция в бъбречните тубули.

При хората и животните при нормални условия на съществуване се нарича общ метаболизъм.

Средно аритметично общ обменмного по-високи при хората, отколкото при животните. За 1 kg телесно тегло възрастен изразходва до 3 300 000 kJ през живота си, кон - 685 000, куче - 690 000, крава - 592 000 kJ. От това количество kJ човек използва около 5% за възстановяване на телесното тегло, кон и крава - 33%, куче - 35% (M. Rubner). Следователно, човек изразходва около 2 900 000 kJ за работа и генериране на топлина за всеки килограм маса през живота си, което е няколко пъти повече, отколкото при животните.

Метаболизмът при строго определени условия, което позволява да се сравнява метаболизма при различни животни, се нарича основен.

Основен обмен - изключително ниско нивометаболизъм, който осигурява живота на човек с мускулна и психическа почивка, на празен стомах, сутрин, не по-малко от 12-14 часа след хранене, с нормална температурателесна и околна температура около 20-22 градуса.

За всеки човек основната скорост на метаболизма е относително постоянна стойност. Базалният обмен зависи от функционално състояние нервна система, възраст, пол, височина и телесна повърхност, физиологично състояниеорганизъм, сезон, а при животните и вид и порода.

При животните основният метаболизъм се определя от следните условия: 1) в състояние на относителна почивка, 2) при температура, оптимална за даден вид животно, 3) с относително свободен от храна храносмилателен канал.

За да се сравни основният метаболизъм в различни животински организми, се взема предвид производството на топлина в килоджаули за 1 час на 1 kg телесно тегло.

Базалният метаболизъм е най-ниското ниво на разход на енергия за поддържане на основните жизнени процеси в клетките, тъканите и органите, за съкращенията на дихателната мускулатура, сърцето и дейността на жлезите. При определяне на основния метаболизъм трябва да се има предвид, че по-голямата част от топлинната енергия се освобождава при окислителните процеси в мускулите.

Средният основен метаболизъм при здрав човек на средна възраст е приблизително 4,2 kJ за 1 час на 1 kg телесно тегло.

Слабите хора произвеждат 50% повече топлина на 1 кг тегло от пълните. Тази разлика обаче почти изчезва, ако изчислението се прави за 1 m 2 от повърхността на тялото. Това позволява да се приеме, че основният метаболизъм е приблизително пропорционален на повърхността на тялото и не зависи от размера на тялото (правилото на Rubner). Този модел не е потвърден. Оказа се, че метаболизмът зависи не само от повърхността, но и от размера на тялото на животното, например при кон основният метаболизъм на 1 m 2 е почти 2 пъти по-голям, отколкото при плъх.

Интензивността на метаболизма се определя главно от активността на цитоплазмата, особено мускулната активност, а не от размера на външната повърхност, например през първата година от живота теглото на детето се увеличава 3 пъти, а размерът на външната му повърхност рязко намалява (В. Н. Никитин, 1963).

Водещата роля в регулирането на нивото на основния метаболизъм в съответствие с условията на съществуване принадлежи на нервната система.

Възрастови, денонощни, климатични и други промени в основния метаболизъм

Основният метаболизъм намалява с възрастта. Във всички възрасти мъжете имат по-висока базална скорост на метаболизма от жените.

По време на сън основната скорост на метаболизма пада до 13% поради пълната релаксация. скелетни мускули. При повишаване на телесната температура с 1 ° C, основният метаболизъм се увеличава средно с 10%. В горещ климат основният метаболизъм е с 10-20% по-нисък и, обратно, той е много по-висок в студен климат. Основният метаболизъм зависи и от дейността на жлезите с вътрешна секреция, например с повишаване на функцията щитовидната жлезанараства значително, а при намаляване на функцията на хипофизата и щитовидната жлеза рязко намалява.

Специфичният динамичен ефект на храната е, че след хранене метаболизмът се засилва. Следователно основният обмен се определя преди приема на храна.

Особено голям е специфичният динамичен ефект. Когато протеините постъпват в тялото, основният метаболизъм се увеличава средно с 30%, и - средно с 4%. Специфичното динамично действие на хранителните вещества зависи от интензифицирането на окислителните процеси от продуктите на междинния метаболизъм. Незначителна роля играе увеличаването на активността на храносмилателния канал след постъпване на храна в него. Тъй като метаболизмът се регулира от нервната система, специфичното динамично действие зависи от функциите на нервната система и се регулира от безусловни рефлекси.

При децата специфичното динамично действие на хранителните вещества е по-слабо изразено, отколкото при възрастните.

Храненето засилва метаболизма по условнорефлекторен начин.

Консумация на енергия по време на работа

Работният обмен през деня е много по-висок от основния обмен. По-голямата част от увеличението на енергийния разход е резултат от мускулната работа, по-малка част е резултат.

Разходва се за мускулна работа над основния метаболизъм. Този разход е толкова по-голям, колкото по-интензивен е физическият труд.

Консумация на енергия на човек на ден с малка физически трудравно на 9211-11732 kJ, по време на физически труд умерено 11723-15073 kJ, с тежък физически труд 150773-18841-30146 kJ. Енергийният разход на учениците по физическо възпитание е средно 16748 kJ.

Средна консумация на енергия в kJ на 1 kg телесно тегло по време на (при - 3,9, лежане буден - 4,63, четене на глас - 6,3, писане - 8,4, домашна работа - 7,55-12,6, спокойно бягане по равен път - 25,2, бързо бягане 100 м - 189, ски със скорост 12 км в час - 50,5, гребане - 10,5-25,2, колоездене - 14,7-37,8.

При човек консумацията на енергия по време на умствена работа е по-висока от основния метаболизъм с 2-3%, а ако умствената работа е придружена от мускулна дейност с емоции (лектор, оратор, артист и др.), Тогава консумацията на енергия се увеличава с 10- 20% за няколко дни.

В условията на пълна почивка човек изразходва определено количество енергия. Тази консумация се дължи на факта, че в нашето тяло има непрекъснат разход на енергия, свързана с това

с живота си. Голям бройизразходва енергия, която, докато се свива, произвежда значителна работа, бъбреците, където непрекъснато има процесуриниране, дихателни мускули, които се свиват редовно, черен дроб, където протичат процесите на образуване на жлъчка, и всички други органи и тъкани на живия организъм.

Количеството енергия, което тялото изразходва при пълна почивка, на празен стомах, тоест 12-16 часа след хранене и при температура 18-20 °, се нарича основен метаболизъм.

Основният обмен се определя чрез метода на индиректната калориметрия, т.е. изследването на обмена на газ.

Основният метаболизъм е средно равен при възрастен здрав човек на 1 голяма калория на 1 kg телесно тегло за 1 час.

Човек с тегло 70 kg ще има основен метаболизъм от 70 x 24 = 1680 големи калории. Това е количеството енергия, което се изразходва за осигуряване на жизнената дейност на тялото. Основният метаболизъм зависи от пола, възрастта, височината и теглото на човека. Мъжете имат по-висока базална скорост на метаболизма от жените със същото тегло.

Стойността на основния метаболизъм на 1 kg телесно тегло при деца е по-голяма, отколкото при възрастен, но генерирането на топлина намалява с възрастта. Намаляването на генерирането на топлина продължава до 20 години. От 20 до 40 години производството на топлина не се променя, а след 40 години отново намалява.

Проучванията показват, че при различни животни основният метаболизъм, изчислен на 1 kg тегло, варира доста рязко: колкото по-малко е животното, толкова по-голям е основният метаболизъм на 1 кг тегло. Междувременно, когато се изчислява не по тегло, а на единица площ от телесната повърхност, се оказа, че при почти всички животни количеството енергия, изразходвано на 1 m 2 телесна повърхност, е приблизително същото или варира в незначителни граници. Това може да се види от може 10.

ТАБЛИЦА Основната размяна при изчисляване за 1 m 2 според телесна повърхност и на 1 kg телесно тегло при различни животни и при хора

Този модел се нарича закон на повърхността, но той не е абсолютен. Въпреки това, този закон позволява да се установи най-удобната мярка за основния метаболизъм за сравнение: броят на калориите, дадени на единица телесна повърхност на ден.

Промени в основния метаболизъм се наблюдават при нарушаване на дейността на ендокринните жлези. Например, повишаването на функцията на щитовидната жлеза води до повишаване на основния метаболизъм, чието измерване често се извършва за диагностични цели.

Консумация на енергия по време на работа

Основната скорост на метаболизма за здрав възрастен е средно 1700 калории. По време на мускулна работа консумацията на енергия се увеличава бързо: колкото по-трудна е мускулната работа, толкова повече енергия изразходва човек.

Когато работите, е важно да изчислите коефициента полезно действие, т.е. съотношението на извършената работа към количеството изразходвана енергия. Проучването показа, че ефективността на човек е равна средно на 20%; по време на тренировка се повишава и достига 25-35%.

Според количеството изразходвана енергия хората от различни професии могат да бъдат разделени на няколко групи.

Първа група. Работа в седнало положение, която не изисква големи мускулни движения: чиновници, литографи и др. - 2200-2400 големи калории.

ТАБЛИЦАКонсумация на енергия на ден на хора от различни професии

Професии	Енергиен разход на ден с високо съдържание на калории
Металостругари и инструментикутии	3300
Ковачи	3700 — 4000
Работници в валцов цех	3500 — 4100
Колелца	4000 — 4500
Дърводелци	4500
тухлени носители	5400
Зидари, зидари	6000
Шофьори на трактори	3000
Орачите….	4700 — 5000
Косачки:
ръчно косене	7200
машина	3600
Плетачи на снопове	5300-6500
Студенти по медицина	2800-3000
Ученици 8-11 години	1900
12-14	2400

Втора група. Работа в седнало положение - шивачи, механици за фина работа - 2600 2800 големи калории.

Трета група. Умерена мускулна работа: ботушпрякори, пощальони, лекари, лаборанти - 3000 големи калории.

Четвърта група. Интензивна мускулна работа: металори, бояджии, дърводелци - 3400-3600 големи калории.

Пета група. Тежък физически труд - 4000 големи калории или повече.

Шеста група. Много тежка работа - 5000 големи калории или повече.

По време на умствена работа се изразходва много малко енергия. В случай, че умствената работа се комбинира с движение, мускулно натоварване, например, художник или говорител, цената на енергията се увеличава.

През последните години енергоемкостта на хора от различни професии е изследвана подробно. Тези данни са предоставени в раздел.

РЕГУЛИРАНЕ НА МЕТАБОЛИЗМА И ЕНЕРГИЯТА

При изследване на действието на подсилване на сърдечния нерв . П. Павлов показа, че подсилващият нерв има трофичен ефект върху сърдечния мускул, т.е. променя интензивността на протичащия в него метаболизъм.

Учението за трофичната функция на нервната система е широко разработено от съветската физиология. Показана е ролята на автономната нервна система в регулацията на метаболизма и енергията. Това действие се осъществява чрез въздействието на нервната система върху и енергия както директно, така и чрез физиологично активни хормони.

Енергията се влияе от различни части на нервната система. Ако животно се инжектира във фундуса на IV вентрикула продълговатия мозък, има рязко повишаване на кръвната захар и захарта започва да се отделя с урината. Дейността на диенцефалона е свързана с протеиновия метаболизъм.

Енергията се влияе от мозъчните полукълба. Експериментите, проведени в лабораторията на К. М. Биков, показват тясна връзка между дейността на мозъчната кора и метаболизма и енергията.

При наблюдения на работници е установено, че ако работник седи тихо на стол в цеха, докато други членове на екипа му работят, метаболизмът и консумацията на енергия на седналия работник също рязко се увеличават. Ясно е, че това може да стане само под въздействието на кората на главния мозък.

При друго наблюдение беше определен основният метаболизъм на работника и работният шум от работилницата достигна стаята, където беше направено това определяне. При тези условия основният метаболизъм се повишава с 15-30%. В неработен ден такова увеличение не се наблюдава.

Както вече споменахме, хормоните на жлезите с вътрешна секреция влияят на метаболизма. Хормонът на надбъбречната жлеза - адреналинът и хормонът на панкреаса - инсулинът, оказват влияние върху метаболизма на въглехидратите. Метаболизмът на мазнините и протеините се влияе от хормоните на щитовидната жлеза, хипофизата, половите жлези.

Секрецията на хормони се регулира от нервната система, така че хормоните в здраво тялодействат в същата посока като този момент. Нервен и хормонални влиянияса един механизъм.

Различните метаболитни нарушения, възникващи при нарушаване на дейността на една или друга ендокринна жлеза, ще бъдат разгледани подробно в главата за ендокринните жлези.

Статия по темата Основен метаболизъм при човека

един от показателите за интензивността на метаболизма и енергията в организма; Изразява се с количеството енергия, необходимо за поддържане на живота в състояние на пълен физически и психически покой, на празен стомах, в условия на топлинен комфорт. О. о. отразява енергийния разход на тялото, осигурявайки постоянната дейност на сърцето, бъбреците, черния дроб, дихателната мускулатура и някои други органи и тъкани. Топлинната енергия, отделена по време на метаболизма, се използва за поддържане на постоянна телесна температура.

Определете в състояние на будност (по време на сън нивото на О. на езерото намалява с 8-10%). Определението на О. за. провежда се в условия на мускулна почивка; поне 12-16 чслед последна срещахрана, с изключване на протеини от диетата 2-3 дни преди определянето на O. o.; при външна комфортна температура, не сензационностудено или горещо (18-20°).

Размер О. около. обикновено се изразява като количеството топлина в килокалории ( ккал) или в килоджаули ( kJ) на 1 килограмателесно тегло или 1 м 2телесна повърхност за 1 чили за 1 ден. Стойността или нивото O. o. варира при различните хора и зависи от възрастта, теглото (масата) на тялото, пола и някои други фактори. Средната основна метаболитна скорост при мъж с тегло 70 килограмае около 1700 ккална ден (1 ккалза 1 килограматежести в 1 ч). При жените интензивността на О. около. по-малко с около 10-15%. При новородени размерът на О. е около. е 46-54 ккалза 1 килограмателесно тегло на ден и нараства през първите месеци от живота, като достига максимум в края на първата - началото на втората година. В същото време интензивността на О. на ез. детето надвишава О. около. възрастен с 1,5-2 пъти. Тогава интензитетът на O. o. започва постепенно да намалява, стабилизирайки се на възраст 20-40 години. При възрастни хора О. около. намалява.

Ако изчисляването на интензитета на O. o. да се произвежда не на единица тегло, а на единица площ, се оказва, че индивидуалните различия в размера на О. о. по-малко значими. Въз основа на фактите, показващи наличието на закономерна връзка между интензивността на метаболизма и размера на повърхността, немският физиолог Rubner (M. Rubner) формулира "", според който енергийните разходи на топлокръвните животни са пропорционални на размера на повърхността на тялото. В същото време е установено, че този закон има относителна важност и позволява само приблизителни изчисления на освобождаването на енергия в тялото. Срещу абсолютния смисъл на „повърхностния закон“ свидетелства и фактът, че интензивността на метаболизма може да се различава значително при два индивида с еднаква телесна повърхност. По този начин се определя нивото на окислителните процеси. не толкова чрез пренос на топлина от повърхността на тялото, а чрез производство на топлина на тъканите и зависи от биологични особеностивидове животни и състоянието на тялото, което се дължи на дейността на нервната и ендокринната система.

Дори в случай, че се спазват всички стандартни условия за определяне на O. o, интензивността на метаболитните процеси е подложена на ежедневни колебания: тя се увеличава сутрин и намалява през нощен период(виж Биологични ритми). Отбелязват се сезонни промени на О. ез. при хората: увеличаването му през пролетта и началото на лятото и намаляването му през късната есен и зимата. Сезонните промени са свързани не толкова с температурни фактори, колкото с промяна двигателна активност, колебания в хормоналната активност и др. Консумация хранителни веществаи последващото им смилане повишават интензивността на метаболитните процеси, особено ако хранителните вещества са от протеинов характер. Този ефект на храната върху нивото на метаболизма и енергията се нарича специфично динамично действие на храната. За промяна на нивото на О. около. също водят до продължително ограничаване на храната, прекомерен прием на храна, повишено или недостатъчно съдържание в диетата на определени хранителни вещества.

Температурата на околната среда също влияе върху интензивността на процесите на O. o: изместванията към охлаждане водят до по-голямо увеличение на метаболизма, отколкото съответните измествания към повишаване на температурата (при спад на температурата на въздуха с 10 °, нивото на O. o се повишава с 2,5%).

Определението на О. за. е от голямо значение при диагностицирането на някои заболявания. Въз основа на резултатите от проучване на голям брой здрави хораустановена средна О. о. - така нареченото дължимо O. o. Дължим се О. о. (В ккалза 24 ч) се приема за 100% при изчисленията. Действителен О. о. изразява се като процент на отклонение от дължимото нагоре със знак плюс, надолу - със знак минус

Допустимото отклонение от дължимата стойност е от +10 до +15%. Отклоненията от +15% до +30% се считат за съмнителни, изискват контрол и наблюдение; от + 30% до + 50% се класифицират като отклонения с умерена тежест; от + 50% до + 70% - до тежки и над + 70% - до много тежки. Намаляването на метаболизма с 10% все още не може да се счита за патология.При намаление с 30-40% е необходимо основното заболяване.

За определение О. около. с помощта на методи на директна и индиректна калориметрия. Необходимо е да се вземе предвид възможността за несъответствие между данните от директната и непряката калориметрия, което е свързано с кратката продължителност на определяне на консумацията на кислород. За по-дълги определяния (около 24 ч), резултатите от двата метода очевидно трябва да съвпадат. Изкривяване на представянето за О. около. може да се дължи на факта, че калорийната стойност на кислорода е различна в зависимост от естеството на субстратите (, мазнини или), предимно окислени в тялото в процеса на газообмен а. Размер О. около. може да се определи условно с помощта на специални клинични формули (например формули на Рийд, Гейл и др.). Според формулата на Рийд, процентът на отклонение O. o. е равно на: 75 пъти плюс разликата между систолното и диастолното кръвно налягане, умножено по 0,74-72. Според формулата на Gale процентът на отклонение O. o. е равен на: пулс плюс разликата между систолното и диастоличното минус 111. Общите предпоставки за това са следните: броенето на пулса, измерването на кръвното налягане винаги трябва да се извършва само при стандартни условия на O. o; клиничните формули не са приложими при пациенти с декомпенсирани заболявания на сърцето, бъбреците и черния дроб, хипертония, предсърдно мъждене, пароксизмална тахикардия, недостатъчност на аортната клапа и някои други сериозни заболявания и състояния.

Патологични.Според сегашните представи, цялостен организъмсе състои от първична и вторична топлина. Първичната топлина е резултат от разсейването на енергията на окисление на субстратите в електронната транспортна верига, вторичната топлина е следствие от използването на макроергични съединения, образувани по време на тъканното дишане за определена клетъчна функция. Основните клетъчни механизми на нарушения на О. е. се свеждат до промяна в интензивността на образуване на първична или вторична топлина или и на двата вида заедно. Промяната във всеки от тези процеси е придружена от промяна в консумацията на кислород, най-честият критерий за стойността на O. В случай на повишена консумация на високоенергийни съединения за различни видове клетъчна работа, дихателният контрол в митохондриите влиза в сила, чиято същност е, че продуктът на дефосфорилиране е мощен стимулатор на тъканното дишане (виж Тъканно дишане). При отслабване или пълно премахване на контрола на дишането ("разхлабено" свързване или разединяване на окислителното фосфорилиране) обикновено се регистрира повишена консумация на кислород.

Патологията на нервната система може да предизвика промяна на езерото на О. както в резултат на пряко нарушение на образуването на първична топлина, така и в резултат на промяна в интензивността на функциониране на един или друг орган или тъкан. Пример за първия механизъм е, очевидно, лезии на диенцефални вегетативни центрове (тумори, кръвоизливи и др.), Възпроизведени в експеримента чрез "термични инжекции" в подкоркови образувания. Вторият механизъм причинява намаляване на О. ез. с парализа и увеличаването й с повишена функция на дихателната система, кръвообращението, мускулите и др. вероятно черния дроб. Значение на промените в дейността различни телаза възникване на промени в О. на ез. не същото. И така, интензивната дейност на мозъка или бъбреците има сравнително малък ефект върху общия топлинен баланс на тялото, докато, както и работата на сърцето и дихателните органи, играят решаваща роля в общото производство на топлина в тялото.

Значително влияние върху О. около. въздейства на автономната (предимно симпатикова) нервна система, т.к. произвежданите от него участват пряко в терморегулацията (терморегулацията). хромафинна тъкан (виж Хромафинома) секретиращи и норепинефрин, са придружени рязко покачванеО. о. Отстраняване на симпатикови ганглии и медуланадбъбречните жлези, напротив, могат да намалят О. е. Освен че засяга функцията вътрешни органи, тези вещества, очевидно, също могат да действат върху процесите на образуване на първична топлина, но механизмът на този ефект все още не е напълно ясен.

Причината за промените O. o. при различни видове ендокринна патология заболяванията на щитовидната жлеза най-често са придружени от повишена или намалена секреция на тиреоидни хормони, които играят специфична роля в организма като регулатори на интензивността на тъканното дишане и енергийния метаболизъм. Увеличаване на О. около. служи най-много постоянен знакхипертиреоидизъм, който придружава такива ендокринни заболявания, като токсичен, тиреотоксичен аденом и др. (виж Тиреотоксикоза). Намаляването на функцията на щитовидната жлеза (виж Хипотиреоидизъм) причинява намаляване на основния метаболизъм.

Изразените промени на О. около. наблюдавани при патологията на предната хипофизна жлеза, например, намаляване на O. o. с хипопитуитаризъм (виж Хипоталамо-хипофизна недостатъчност) или отстраняване на хипофизната жлеза. Ролята на други хормони в генезиса на механизмите на нарушение на O. o. недостатъчно проучени. обикновено се придружава от намаляване на O. o., но при пациенти с болест на Адисън намаляването му е непостоянен симптом. панкреаса намалява О. е. поради инхибиращия си ефект върху катаболните процеси. Способността на този хормон да намалява производството на топлина се използва при експериментална хибернация. Отстраняването на панкреаса, както и захарта, водят до повишаване на O. o., което вероятно се дължи не само на загубата на директния ефект на инсулина върху производството на топлина, но и на метаболитни промени, по-специално увеличение в нивото на свободните мастни киселини и кетонните киселини, които във високи концентрации могат да инхибират процесите на окислително фосфорилиране.

О. промени около. често се наблюдава при различни интоксикации, инфекциозни и фебрилни заболявания. В същото време беше разкрита независимостта на стимулирането на окислителните процеси от самия факт на наличието на треска. Най-изследвано е действието на 2,4-α-динитрофенол, който се счита за класически разединител на окислителното фосфорилиране. Увеличаване на О. около. по време на интоксикация с динитрофенол, както и под действието на хормони на щитовидната жлеза, се характеризира с голямо увеличение на производството на топлина, непропорционално на консумацията на кислород. Други могат да повишат О. около. или поради разединяване на окислителното фосфорилиране (дифтерия, стафилококови и стрептококови токсини, салицилати), или поради други, не напълно изяснени причини (например ендотоксини). Има доказателства, че увеличаването на езерото на О., причинено от инфекциозно-токсични агенти, е свързано с действието на хормоните на щитовидната жлеза.

Увеличаване на О. около. характеристика на късни етапиразвитие злокачествени тумории особено левкемия. Причините за това не са напълно установени, но очевидно самият клетъчен процес, като процес, придружен от повишено разпадане на високоенергийни съединения с увеличаване на образуването на вторична топлина, не изчерпва механизмите за увеличаване на производството на топлина в тези случаи.

Хипоксията обикновено се характеризира с увеличаване на О. е. чрез повишаване на интензивността на дейността на дихателната и кръвоносната системи, както и натрупването на токсични продукти от интерстициалния метаболизъм. Въпреки това, много тежки степени на хипоксия са придружени от намаляване на О. е. Когато се анализира ефектът от хипоксията, е необходимо да се вземе предвид честата й комбинация с хиперкапния, тъй като значителният излишък на въглероден диоксид потиска производството на топлина. обикновено протича с увеличаване на О. езерото, в генезиса на който могат да играят роля токсичните продукти на метаболизма. Факторът, причиняващ промяна на O. е., е дълъг, при който се включват механизми за рязко ограничаване на консумацията на енергия, което води до намаляване на O. е.

Библиография: Drzhevetskaya I.A. Основи на физиологията на метаболизма и, М., 1977; McMurray U. вещества при хора, . от англ., М., 1980; Tepperman J. и Tepperman X. метаболизъм и ендокринна система, прев. от англ., М., 1989; Физиология на човека, изд. Р. Шмид и Г. Тевс, прев. от английски, том 4, М., 1986.

1. Малка медицинска енциклопедия. - М.: Медицинска енциклопедия. 1991-96 2. Първа помощ. - М.: Велика руска енциклопедия. 1994 3. Енциклопедичен речник медицински термини. - М.: Съветска енциклопедия. - 1982-1984 г.

Вижте какво е "Basic Exchange" в други речници:

Количеството енергия, изразходвано от животно или човек в пълен покой, на празен стомах и при комфортна температура (за човек 18 20C). Изразено в kJ (kcal) за 1 час (или 1 ден) на 1 kg телесно тегло или 1 m2 телесна повърхност. Основната борса ...... Голям енциклопедичен речник

Количеството енергия, изразходвано от животно или човек в пълна почивка, на празен стомах и при комфортна температура (за човек 18 20 ° C). Изразено в kJ (kcal) за 1 час (или 1 ден) на 1 kg телесно тегло или 1 m2 телесна повърхност. Основната борса ...... енциклопедичен речник

Съвкупността от метаболитни и енергийни процеси, протичащи в човешкото или животинското тяло в будно състояние, в покой, на празен стомах, при оптимална (удобна) температура. Количеството енергия, използвано от тялото за... Велика съветска енциклопедия

BX- rus базален метаболизъм (m) eng основен метаболизъм, основна скорост на метаболизма fra métabolisme (m) de base, métabolisme (m) basal deu Grundumsatz (m) spa metabolismo (m) basal … Безопасност и здраве при работа. Превод на английски, френски, немски, испански

Количеството енергия, изразходвано от животно или човек в пълен покой, на празен стомах и при комфортна температура (за човек 18-20 °C). Изразено в kJ (kcal) за 1 час (или 1 ден) на 1 kg телесно тегло или 1 m2 телесна повърхност. О. о. определено на ... ... Естествени науки. енциклопедичен речник

BX- - минималното количество енергия, необходимо за нормалното функциониране на тялото в състояние на пълна почивка, с изключване на всички вътрешни и външни влияния; изразено като количество енергия за единица време, kJ/kg/ден; определи сутринта ... ... Речник на термините по физиология на селскостопанските животни

текстови_полета

стрелка_нагоре

Под основна борса(OO) разберете минималното ниво консумация на енергия,необходими за поддържане на жизнената дейност на организма в условия на относително пълна физическа и емоционална почивка.

В състояние на относителна почивка енергията се изразходва за изпълнението на функциите на нервната система, непрекъснато протичащия синтез на вещества, работата на йонните помпи, поддържането на телесната температура, работата на дихателните мускули на гладките мускули, работата на сърцето и бъбреците.

Потреблението на енергия на тялото се увеличава по време на физическа и умствена работа, психо-емоционален стрес, след хранене, с понижаване на температурата.

Определение за основен метаболизъм

текстови_полета

стрелка_нагоре

За да се изключи влиянието на изброените фактори върху количеството на потреблението на енергия, определянето на RO се извършва при стандартни строго контролирани условия:

1. Сутрин, в легнало положение, с максимална мускулна релаксация,

2. В състояние на будност, в условия на топлинен комфорт (около 22 ° C),

3. На гладно (12-14 часа след хранене).

Стойностите на RO, получени при такива условия, характеризират първоначалните "базален"нивото на енергийна консумация на тялото.

За възрастен средната стойност на RO е 1 kcal/kg/час. Оттук

за мъж с тегло 70 kg количеството енергийна консумация на OO е около 1700 kcal / ден,
за жени - около 1500 kcal / ден.

закон за повърхността на тялото

текстови_полета

стрелка_нагоре

Енергийните разходи за 1 kg телесно тегло могат да варират в широки граници. Интензивността на основния метаболизъм е по-тясно свързана с размера на телесната повърхност, което се дължи на пряката зависимост на количеството топлообмен от повърхността на тялото. Още през миналия век немският физиолог М. Рубнер показа, че при топлокръвните организми, които имат различни размеритяло, с 1 m 2 телесна повърхност в заобикаляща средаразсейват същото количество топлина.

На тази основа Rubner формулира закон за повърхността на тялото , Чрез което Енергийните разходи на топлокръвен организъм са пропорционални на размера на повърхността на тялото.

Изчисляване на основния обмен

текстови_полета

стрелка_нагоре

Стойностите на основния метаболизъм се определят и също така се изчисляват съгласно уравненията, като се вземат предвид пол, възраст, височина и телесно тегло (Таблица 10.4).

Етаж	Възраст (години)	Уравнения за изчисляване на RO (kcal / ден)
М	10 — 18	16,6 mt + 119R + 572
И		7,4 mt + 482R + 217
М	18 — 30	15,4 mt - 27Р + 717
И		13,3 mt + 334R + 35
М	30 — 60	11,3 mt + 16R + 901
И		8,7 mt - 25R + 865
М	> 60	8,8 mt + 1128R - 1071
И		9,2 mt + 637R - 302
mt - телесно тегло (kg), P - височина (m)

Стойността на RO зависи от съотношението на процесите на анаболизъм и катаболизъм в организма.

Преобладаване в детствопроцесите на анаболна ориентация в метаболизма над процесите на катаболна ориентация причинява повече високи стойности RO стойности при деца (1,8 kcal/kg/h и 1,3 kcal/kg/h при деца на 7 и 12 години, съответно) в сравнение с възрастни (1 kcal/kg/h), които са балансирани в здравословните процеси на анаболизъм и катаболизъм.

За всеки възрастова групахората са установени и приети като стандарти за стойността на основния метаболизъм. Това дава възможност, ако е необходимо, да се измери стойността на RO в дадено лице и да се сравнят получените от него показатели с нормативните. Отклонението на стойността на RO от стандарта с не повече от ± 10% се счита за нормален диапазон. По-резките отклонения на RO могат да служат като диагностични признаци на такива състояния на тялото като нарушена функция на щитовидната жлеза; възстановяване след тежко и продължително заболяване, придружено от активиране на метаболитните процеси: интоксикация и шок, придружени от инхибиране на метаболизма.

текстови_полета

стрелка_нагоре

Енергийните разходи на тялото в условията на физическа активност. Интензивността на метаболитните процеси в организма се увеличава значително при условия физическа дейност.Пряката зависимост на количеството потребление на енергия от тежестта на натоварването дава възможност да се използва нивото на потребление на енергия като един от показателите за интензивността на извършената работа (Таблица 10.5).

Като друг критерий за определяне на интензивността физическа работаизвършвани от тялото, може да се вземе скоростта на консумация на кислород. Тази цифра обаче е тежка физическа дейностне отразява точната консумация на енергия, тъй като тялото получава част от енергията поради процесите на анаеробна гликолиза, които протичат без консумация на кислород.

Работно увеличение

текстови_полета

стрелка_нагоре

Разликата между стойностите на енергийния разход на тялото за изпълнение различни видоверабота и разход на енергия за основния обмен е т.нарработно увеличение .

Максимално допустимата по тежест работа, извършвана в продължение на няколко години, не трябва да превишава по отношение на енергоемкостта нивото на основната обмяна на дадено лице повече от три пъти.

Умственият труд не изисква толкова енергия, колкото физическият. Разходът на енергия на тялото се увеличава по време на умствена работа средно само с 2-3%. Умствената работа, придружена от лека мускулна активност, психо-емоционален стрес, води до увеличаване на разходите за енергия с 11-19% или повече.

Специфично динамично действие на храната

текстови_полета

стрелка_нагоре

Специфично динамично действие на храната- повишаване на интензивността на метаболизма под влияние на приема на храна и увеличаване на енергийните разходи на тялото спрямо нивата на метаболизма и енергийните разходи, настъпили преди хранене.

Специфично-динамичният ефект на храната се дължи на изразходването на енергия за:

1. Смилане на храната,

2. Усвояване на хранителните вещества от стомашно-чревния тракт в кръвта и лимфата,

3. Ресинтез на протеинови, сложни липидни и други молекули;

4. Влияние върху метаболизма на биологично активни вещества, влизащи в тялото като част от храната (особено протеини) и образувани в него по време на храносмилането (виж също глава 9).

Увеличаването на енергийната консумация на тялото над нивото, което се е случило преди хранене, се проявява приблизително един час след хранене, достига максимум след три часа, което се дължи на развитието до този момент на висока интензивност на процесите на смилане, усвояване и ресинтез на вещества, влизащи в тялото. Специфичното динамично действие на храната може да продължи 12-18 часа. Той е най-силно изразен при прием на протеинова храна, която повишава скоростта на метаболизма до 30%, и по-слабо изразен при прием на смесена храна, която повишава скоростта на метаболизма с 6-15%.

Нивото на общия разход на енергия, подобно на основния метаболизъм, зависи от възрастта:

Дневната консумация на енергия се увеличава при деца от 800 kcal (6 месеца -1 година) до 2850 kcal (11-14 години).

Рязко увеличение на потреблението на енергия се наблюдава при подрастващите момчета на възраст 14-17 години (3150 kcal).

След 40 години консумацията на енергия намалява и до 80-годишна възраст е около 2000-2200 kcal / ден.

В ежедневието нивото на потребление на енергия при възрастен зависи не само от характеристиките на извършваната работа, но и от общо нивофизическа активност, характер на почивка и социални условия на живот.