Metabolisme konsept. Grunnleggende og generell utveksling. Grunnstoffskifte Energimetabolisme grunnleggende og generell stoffskifte

Metabolisme konsept. Grunnleggende og generell metabolisme

Parameternavn	Betydning
Artikkel emne:	Metabolisme konsept. Grunnleggende og generell metabolisme
Rubrikk (tematisk kategori)	utdanning

Metabolisme og energi- er et sett med fysiske, kjemiske og fysiologiske prosesser for absorpsjon av næringsstoffer i kroppen med frigjøring av energi. I metabolisme (metabolisme) er det to innbyrdes beslektede, men multidireksjonelle prosesser - anabolisme og katabolisme. Anabolisme er et sett med prosesser for biosyntese av organiske forbindelser, komponenter av celler, organer og vev fra absorberte næringsstoffer. Katabolisme- dette er prosessene for å bryte ned komplekse komponenter til enkle stoffer som gir kroppens energi- og plastbehov. Kroppens vitale aktivitet er levert av energi pga anaerob Og aerobic katabolisme av proteiner, fett og karbohydrater som følger med maten.

Grunnleggende utveksling Det er vanlig å kalle mengden energi som kroppen bruker på fullstendig muskelhvile, 12-14 timer etter å ha spist og ved en omgivelsestemperatur på 20-22 ° C. Grunnstoffskiftet opprettholder kroppens liv på det laveste aktivitetsnivået til nervesystemet, hjertet, åndedrettsapparatet, fordøyelsen, endokrine kjertler, utskillelsesprosesser og resten av skjelettmuskulaturen. Selv under forhold med fullstendig hvile, stopper ikke metabolismen i celler og vev - grunnlaget for kroppens liv. Indikatoren for basal metabolisme er varmeproduksjon i kcal per 1 time per 1 kg kroppsvekt og er lik 1 kcal.

Den ledende rollen i metabolisme tilhører nervesystemets funksjonelle tilstand, dets regulering av nivået av metabolisme i organer og vev, opprettholder den relative konstanten av sammensetningen av proteiner, den kjemiske sammensetningen av blod, temperatur, etc., relativt uavhengig. av endringer i det ytre miljø, under ulike levekår. Aktiviteten til de endokrine kjertlene påvirker også basalmetabolismen betydelig. For eksempel øker basalmetabolismen med en økning i funksjonen til skjoldbruskkjertelen, og tvert imot reduseres med en reduksjon i funksjonene og hypofysen. Med en økning i kroppstemperaturen med 1 °C øker basalmetabolismen i gjennomsnitt med 10 %. I kaldt klima øker basalstoffskiftet, og i varmt klima avtar det med 10-20%. Under søvn, som et resultat av avslapning av skjelettmuskulaturen, reduseres den til 13%. Under faste avtar basalstoffskiftet. Fra 20 til 40 år opprettholdes basalmetabolismen på omtrent samme nivå, og avtar deretter gradvis: hos menn til 7% og hos kvinner til 17%.

Generell metabolisme- skjer under normale levekår. Det er betydelig høyere enn basalmetabolismen og avhenger hovedsakelig av aktiviteten til skjelettmuskulaturen, samt en økning i aktiviteten til indre organer. Kilokaloriene som brukes utover basalmetabolismen kalles motorkalorier. Jo mer intens muskelaktiviteten er, jo flere motoriske kalorier og jo høyere er den totale metabolismen. Under mentalt arbeid øker den totale metabolismen litt - med 2-3%, og hvis mentalt arbeid er ledsaget av muskelaktivitet - med 10-20%.

En stor økning i stoffskiftet skjer også under fordøyelsen av mat, som omtales som dens spesifikke dynamiske handling. Siden fordøyelsen av proteiner krever et spesielt stort energiforbruk, er den spesifikke dynamiske effekten av proteiner spesielt stor. I gjennomsnitt, etter å ha spist proteinmat, øker basalmetabolismen med 30-37%, og etter å ha spist fett og karbohydrater med 4-6%.

Metabolisme konsept. Grunnleggende og generell utveksling - konsept og typer. Klassifisering og trekk ved kategorien "Begrepet metabolisme. Grunnleggende og generell metabolisme" 2017, 2018.

Kapittel 14

TERMOREGULERINGSPROSESS

Energiutveksling i kroppen

Termoregulering

Generelle egenskaper ved energiutveksling. BX

Kroppen trenger energi for å fungere. Den finnes i den i fire hovedformer: kjemisk, mekanisk, elektrisk og termisk. Den sentrale plassen blant disse formene tilhører kjemisk energi (ATP), som irreversibelt kan omdannes til alle andre typer energi. Dermed, energiutveksling- dette er et sett med prosesser for å konvertere ulike former for energi seg imellom, samt akkumulering og bruk av høyenergiforbindelser. Makroerge (høyenergiske) forbindelser kalles biologisk aktive organiske forbindelser som har en svak kjemisk binding, hvis nedbrytning frigjør en tilstrekkelig mengde fri energi til å utføre nyttig arbeid i cellen: syntese av kjemiske forbindelser, transport av stoffer mot deres konsentrasjonsgradient, muskelsammentrekning, etc.

Energi brukes på cellesynteseprosesser, på ulike fysiologiske funksjoner, på eksternt arbeid, opprettholdelse av kroppstemperatur, etc. Fortsettelse av livet er bare mulig med konstant påfyll av energireserver, som skjer gjennom matinntak. Når 1 g fett er oksidert, frigjøres 9,3 kcal i kroppen, 1 g protein og karbohydrater frigjøres - henholdsvis 4,1 kcal.

Kilokalori (kcal) er mengden varme (energi) som kreves for å øke temperaturen på 1 kg vann med 1°C. Den største delen av energien som frigjøres i kroppen blir til termisk energi og bare en femtedel (20%) blir til mekanisk energi. En liten del av den frigjorte energien omdannes til elektrisitet. Til syvende og sist frigjøres alle typer energi til miljøet hovedsakelig i form av termisk energi.

Forholdet mellom mengden energi som tilføres av mat og energien som brukes av kroppen kalles energibalanse. Det kan være positivt, balansert og negativt. Med overskuddsnæring som overstiger det faktiske energiforbruket, er energibalansen positiv, og energireservene akkumuleres på grunn av en økning i massen av fettvev. Under forhold med utilstrekkelig ernæring er energibalansen negativ, og reservene av energirike stoffer reduseres. For å ha en ide om mengden energi som forbrukes av kroppen, er det nok å måle mengden varme som slippes ut i det ytre miljøet.

Menneskets energimetabolisme, eller den såkalte generelle metabolismen, består av basalstoffskiftet og arbeidsøkningen. Basalmetabolisme er minimumsnivået av metabolisme og energiforbruk for en våken person i en tilstand av muskulær og mental hvile, på tom mage og ved en omgivelsestemperatur på 18-20°C. En arbeidsgevinst er en økning i kroppens energiforbruk under muskelarbeid. For menn med gjennomsnittsalder (ca. 35 år), gjennomsnittlig høyde (ca. 170 cm) og med gjennomsnittlig kroppsvekt (ca. 70 kg), er basalstoffskiftet 1 kcal per 1 kg kroppsvekt per time, eller 1700 kcal per dag . Hos kvinner med samme vekt er den omtrent 5-10 % lavere. Det er høyere hos barn enn hos voksne. I høy alder avtar basalstoffskiftet. Under basale metabolske forhold brukes energi på å opprettholde kroppens vitale funksjoner, funksjonen til indre organer og opprettholde kroppstemperaturen.

Ved febersykdommer (malaria, tyfoidfeber, tuberkulose, etc.), hyperfunksjon av skjoldbruskkjertelen, kan basalstoffskiftet øke opp til 150%. Med hypofunksjon av hypofysen, skjoldbruskkjertelen og gonader, reduseres basalmetabolismen og fettavsetningen øker.

Etter å ha spist øker kroppens metabolske hastighet og energiforbruk sammenlignet med nivået under basale metabolske forhold. Denne effekten av matinntak på metabolisme og energiforbruk kalles den spesifikke dynamiske effekten av mat. Når du spiser proteinmat, øker stoffskiftet med gjennomsnittlig 30%, når du spiser fett og karbohydrater - med 15%.

tekstfelter

arrow_upward

Under basal metabolisme(OO) forstå minimumsnivået energiforbruk, nødvendig for å opprettholde kroppens vitale funksjoner under forhold med relativt fullstendig fysisk og følelsesmessig hvile.

I en tilstand av relativ hvile brukes energi på funksjonene til nervesystemet, den konstant pågående syntesen av stoffer, driften av ionepumper, opprettholdelsen av kroppstemperaturen, arbeidet med åndedrettsmusklene til glatte muskler, arbeidet med hjertet og nyrene.

Kroppens energiforbruk øker ved fysisk og psykisk arbeid, psyko-emosjonelt stress, etter å ha spist, og når temperaturen synker.

Bestemmelse av basal metabolisme

tekstfelter

arrow_upward

For å utelukke påvirkningen av de oppførte faktorene på mengden energiforbruk, utføres bestemmelsen av OO under standard, strengt kontrollerte forhold:

1. Om morgenen, i liggende stilling, med maksimal muskelavslapping,

2. I en tilstand av våkenhet, under forhold med temperaturkomfort (ca. 22°C),

3. På tom mage (12-14 timer etter å ha spist).

OO-verdiene oppnådd under slike forhold karakteriserer initialen "basal" nivået på kroppens energiforbruk.

For en voksen er gjennomsnittsverdien av OO 1 kcal/kg/time. Herfra

for en mann som veier 70 kg, er mengden energiforbruk OO ca 1700 kcal/dag,
for kvinner - ca 1500 kcal/dag.

Kroppsoverflateloven

tekstfelter

arrow_upward

Energikostnadene per 1 kg kroppsvekt kan variere mye. Intensiteten til den basale metabolske hastigheten er nærmere relatert til størrelsen på kroppsoverflaten, noe som skyldes den direkte avhengigheten av mengden varmeoverføring på kroppsoverflaten. Allerede i forrige århundre viste den tyske fysiologen M. Rubner at i varmblodige organismer med ulik kroppsstørrelse spres samme mengde varme fra 1 m 2 kroppsoverflate til miljøet.

På dette grunnlaget formulerte Rubner Kroppsoverflateloven , Hvorved Energiforbruket til en varmblodig organisme er proporsjonal med størrelsen på kroppsoverflaten.

Beregning av basal metabolsk hastighet

tekstfelter

arrow_upward

Verdiene av grunnleggende metabolisme bestemmes og beregnes også ved hjelp av ligninger som tar hensyn til kjønn, alder, høyde og kroppsvekt (tabell 10.4).

Gulv	Alder (år)	Ligninger for beregning av OO (kcal/dag)
M	10 — 18	16,6 meter + 119Р + 572
OG		7,4 MT + 482R + 217
M	18 — 30	15,4 meter - 27Р + 717
OG		13,3 MT + 334R + 35
M	30 — 60	11,3 meter + 16Р + 901
OG		8,7 meter - 25Р + 865
M	> 60	8,8 MT + 1128Р — 1071
OG		9,2 MT + 637R – 302
mt - kroppsvekt (kg), P - høyde (m)

Verdien av OO avhenger av forholdet mellom prosessene for anabolisme og katabolisme i kroppen.

Overvekt av anabole prosesser i metabolisme i barndommen fremfor katabolske prosesser bestemmer høyere verdier av OO hos barn (1,8 kcal/kg/t og 1,3 kcal/kg/t hos henholdsvis barn 7 og 12 år) sammenlignet med voksne (1 kcal/kg/t), hvor prosessene med anabolisme og katabolisme er balansert i deres helsetilstand.

For hver aldersgruppe av mennesker er BMR-verdier blitt etablert og akseptert som standarder. Dette gjør det mulig, om nødvendig, å måle verdien av en persons OO og sammenligne indikatorene hentet fra ham med de normative. Et avvik av RO-verdien fra standardverdien med ikke mer enn ±10 % anses innenfor normalområdet. Mer alvorlige avvik i OO kan tjene som diagnostiske tegn på slike kroppstilstander som dysfunksjon av skjoldbruskkjertelen; utvinning etter alvorlige og langvarige sykdommer, ledsaget av aktivering av metabolske prosesser: rus og sjokk, ledsaget av hemming av metabolisme.

tekstfelter

arrow_upward

Kroppens energiforbruk under fysisk aktivitet. Intensiteten av metabolske prosesser i kroppen øker betydelig under forhold fysisk aktivitet. Den direkte avhengigheten av mengden energiforbruk på belastningens alvorlighetsgrad gjør det mulig å bruke nivået av energiforbruk som en av indikatorene på intensiteten av arbeidet som utføres (tabell 10.5).

Som et annet kriterium for å bestemme intensiteten av fysisk arbeid utført av kroppen, kan hastigheten på oksygenforbruket tas. Under tung fysisk aktivitet gjenspeiler imidlertid ikke denne indikatoren det nøyaktige energiforbruket, siden kroppen mottar en del av energien gjennom anaerobe glykolyseprosesser, som skjer uten oksygenforbruk.

Arbeidsøkning

tekstfelter

arrow_upward

Forskjellen mellom kroppens energiforbruk for å utføre ulike typer arbeid og energiforbruk for basal metabolisme er den s.k.arbeid øke .

Maksimal tillatt alvorlighetsgrad av arbeid utført over flere år bør ikke overstige energiforbruket til basalstoffskiftet for et gitt individ med mer enn tre ganger.

Mentalt arbeid krever ikke like mye energi som fysisk arbeid. Kroppens energiforbruk øker under mentalt arbeid med i gjennomsnitt kun 2-3 %. Mentalt arbeid, ledsaget av lett muskelaktivitet og psyko-emosjonelt stress, fører til en økning i energikostnadene med 11-19 % eller mer.

Spesifikk dynamisk effekt av mat

tekstfelter

arrow_upward

Spesifikk dynamisk effekt av mat- økt metabolisme under påvirkning av matinntak og en økning i kroppens energiforbruk i forhold til nivåene av metabolisme og energiforbruk som skjedde før måltidet.

Den spesifikke dynamiske effekten av mat bestemmes av energiforbruket på:

1. Fordøyelse av mat,

2. Absorpsjon av næringsstoffer fra mage-tarmkanalen til blod og lymfe,

3. Resyntese av protein, kompleks lipid og andre molekyler;

4. Påvirkning på metabolismen av biologisk aktive stoffer som kommer inn i kroppen som en del av maten (spesielt protein) og dannes i den under fordøyelsen (se også kapittel 9).

En økning i kroppens energiforbruk over nivået som skjedde før et måltid vises omtrent en time etter et måltid, og når et maksimum etter tre timer, noe som skyldes utviklingen på dette tidspunktet av en høy intensitet av prosessene med fordøyelse, absorpsjon og resyntese av stoffer som kommer inn i kroppen. Den spesifikke dynamiske effekten av mat kan vare 12-18 timer. Det er mest uttalt når du tar proteinmat, noe som øker stoffskiftet med opptil 30 %, og mindre betydelig når du tar blandet mat, noe som øker stoffskiftet med 6-15 %.

Nivået på det totale energiforbruket, så vel som grunnleggende metabolisme, avhenger av alder:

Daglig energiforbruk øker hos barn fra 800 kcal (6 måneder -1 år) til 2850 kcal (11-14 år).

En kraftig økning i energiforbruket skjer hos unge gutter i alderen 14-17 år (3150 kcal).

Etter 40 år synker energiforbruket og etter 80 år er det ca 2000-2200 kcal/dag.

I hverdagen avhenger nivået av energiforbruk hos en voksen ikke bare av egenskapene til arbeidet som utføres, men også av det generelle nivået av fysisk aktivitet, naturen til hvile og sosiale levekår.

Generell energimetabolisme er summen av basalmetabolisme, arbeidsøkning og energien til matens spesifikke dynamiske handling. Arbeidsgevinst er energiforbruk på fysisk og psykisk arbeid. Basert på arten av produksjonsaktiviteter og energiforbruk skilles følgende befolkningsgrupper ut:

1. Personer med psykisk arbeid (lærere, studenter, leger, etc.). Deres energiforbruk er 2200-3300 kcal/dag.

2. Arbeidere som er engasjert i mekanisert arbeid (montører på et transportbånd). 2350-3500 kcal/dag.

3. Personer som er engasjert i delvis mekanisert arbeidskraft (sjåfører, dreiere, mekanikere). 2500-3700 kcal/dag.

4. De som driver tungt ikke-mekanisert arbeid (lastere). 2900-4200 kcal/dag.

Den spesifikke dynamiske effekten av mat er energiforbruk for absorpsjon av næringsstoffer. Det er mest uttalt i proteiner. Mindre fett og karbohydrater. Spesielt øker proteiner energiomsetningen med 30 %, og fett og karbohydrater med 15 %.

Fysiologisk grunnlag for ernæring. Strømmoduser

Avhengig av alder, kjønn og yrke bør forbruket av proteiner, fett og karbohydrater være:

I forrige århundre formulerte Rubner loven om isodynamikk, ifølge hvilken matstoffer kan byttes ut i deres energiverdi. Det er imidlertid av relativ betydning, siden proteiner som spiller en plastisk rolle ikke kan syntetiseres fra andre stoffer. Det samme gjelder essensielle fettsyrer. Derfor er det nødvendig med et balansert kosthold av alle stoffer. I tillegg er det nødvendig å ta hensyn til matens fordøyelighet. Dette er forholdet mellom næringsstoffer som absorberes og skilles ut i avføring. Animalske produkter er lettest å fordøye. Derfor bør animalsk protein utgjøre minst 50 % av den daglige proteindietten, men fett bør ikke overstige 70 % av fettet.

Med kosthold mener vi hyppigheten av måltider og fordelingen av kaloriinnholdet for hvert måltid. Med tre måltider om dagen bør frokost utgjøre 30 % av det daglige kaloriinntaket, lunsj 50 %, middag 20 %. Intervallet mellom frokost og lunsj bør ikke overstige 5 timer. Middag bør være minst 3 timer før leggetid. Måltider bør være konstante.

Utveksling av vann og mineraler

Vanninnholdet i kroppen er i gjennomsnitt 73 %. Kroppens vannbalanse opprettholdes ved å utjevne vannet som forbrukes og skilles ut. Det daglige behovet for det er 20-40 ml/kg vekt. Omtrent 1200 ml vann kommer med væsker, 900 ml med mat og 300 ml dannes under oksidering av næringsstoffer. Minimum vannbehov 1700 ml. Med mangel på vann oppstår dehydrering og hvis mengden i kroppen minker med 20%, oppstår døden. Overflødig vann er ledsaget av vannforgiftning med sentralnervesystemstimulering og kramper.

Natrium, kalium, kalsium, magnesium, klor er nødvendig for normal funksjon av alle celler. Spesielt gir de mekanismer for forekomst av membranpotensial, aksjonspotensialer, regulering av transmembranmetabolisme etc. Dagsbehovet for natrium og kalium er 2-3 g, kalsium 0,8 g, klor 3-5 g. Kalsium er nødvendig for dannelsen av beinskjelettet . I tillegg er det nødvendig for blodpropp, regulering av cellulær metabolisme, generering av aksjonspotensialer og muskelkontraksjon osv. Hovedtyngden av fosfor er også konsentrert i beinene. Samtidig er det en del av fosfolipidene i membraner og deltar i metabolske prosesser. Dagsbehovet for det er 0,8 g. Det meste av jernet finnes i hemoglobin og myoglobin. Jern sørger for binding av oksygen. Fluor er en del av tannemaljen. Svovel i proteiner og vitaminer. Sink er en komponent i en rekke enzymer og insulin. Kobolt og kobber er avgjørende for erytropoese. Behovet for alle disse mikroelementene varierer fra titalls til hundrevis av mg per dag.

Grunnleggende utveksling er mengden energi som kroppen bruker på fullstendig muskelhvile, 12-14 timer etter å ha spist og ved en omgivelsestemperatur på 20-22 °C. Grunnstoffskiftet opprettholder kroppens liv på det laveste aktivitetsnivået til nervesystemet, hjertet, åndedrettsapparatet, fordøyelsen, endokrine kjertler, utskillelsesprosesser og resten av skjelettmuskulaturen. Selv under forhold med fullstendig hvile, stopper ikke metabolismen i celler og vev - grunnlaget for kroppens liv. Indikatoren for basal metabolisme er varmeproduksjon i kcal per 1 time per 1 kg kroppsvekt og er lik 1 kcal.

Den ledende rollen i metabolisme tilhører nervesystemets funksjonelle tilstand, dets regulering av nivået av metabolisme i organer og vev, opprettholder den relative konstanten av sammensetningen av proteiner, den kjemiske sammensetningen av blod, temperatur, etc., relativt uavhengig. av endringer i det ytre miljø, under ulike levekår. Aktiviteten til de endokrine kjertlene påvirker også basalmetabolismen betydelig. For eksempel øker basalmetabolismen med økt skjoldbruskkjertelfunksjon og avtar omvendt med nedsatt funksjon av skjoldbruskkjertelen og hypofysen. Med en økning i kroppstemperaturen med 1 °C øker basalmetabolismen i gjennomsnitt med 10 %. I kaldt klima øker basalstoffskiftet, og i varmt klima avtar det med 10-20%. Under søvn, som et resultat av avslapning av skjelettmuskulaturen, reduseres den til 13%. Under faste avtar basalstoffskiftet. Fra 20 til 40 år opprettholdes basalmetabolismen på omtrent samme nivå, og avtar deretter gradvis: hos menn til 7% og hos kvinner til 17%.

En betydelig økning i metabolismen skjer også under fordøyelsen av mat, som omtales som dens spesifikke dynamiske handling. Siden fordøyelsen av proteiner krever et spesielt stort energiforbruk, er den spesifikke dynamiske effekten av proteiner spesielt stor. I gjennomsnitt, etter å ha spist proteinmat, øker basalmetabolismen med 30-37%, og etter å ha spist fett og karbohydrater med 4-6%.