Energi utbyte av mannen

"Människokroppen är en" maskin "som kan frigöra kemisk energi i samband med" bränsle "av livsmedelsprodukter. Dessa "bränslen" är kolhydrater, fetter, proteiner och alkohol "(WHO).

Den primära användningen av någon av de listade källorna har olika egenskaper när det gäller storleken på energimetabolismen och de därmed sammanhängande metaboliska skiftningarna.

Funktioner av olika metaboliska källor för mat energiförsörjning

Indikatorer	Glukos	Palmitat	Protein
Värmefrisättning, kcal:
För 1 mol oxiderad	673	2398	475
1 g oxiderades	3,74	9,30	5,40
Syreförbrukning:
Mol	66,0	23,0	5,1
L	134	515	114
Koldioxidproduktion:
Mol	66,0	16,0	4,1
L	134	358	92
Produktion av ATP, mol:	36	129	23
Kostnad för ATP-produkter:
A / d	18,7	18,3	20,7
I / av	3,72	3,99	4,96
C / d	3,72	2,77	4,00
Andningsfrekvens	1,00	0,70	0,81
Energiekvivalent per 1 liter använt syre	5,02	4,66	4,17

[1], [2], [3]

Stages of energy exchange

Även om dissimileringen och syntesen av strukturerna av proteiner, fetter och kolhydrater har karakteristiska särdrag och specifika former, men vid omvandlingen av dessa olika substanser finns det ett antal fundamentellt gemensamma steg och regelbundenheter. Med avseende på den energi som frigörs av metabolismen bör energimetabolismen delas in i tre huvudfaser.

Vid första etappen i mag-tarmkanalen delas stora molekyler av näringsämnen i små. 3 är bildade av kolhydrater hexoser (glukos, galaktos, fruktos), proteiner av - 20 aminosyror, fett (triglycerider) - (. T ex pentoser et al) glycerol och fettsyror, såväl som mer sällsynta sockerarter. Det beräknas att ett genomsnitt av den mänskliga kroppen under dess livstid sträcker kolhydrat - 17,5 m, protein - 2,5 m, fett -. 1,3 m Antal den frigjorda energin i fas I endast något, medan den frigörs som värme. Under klyvningen av polysackarider och proteiner frigörs sålunda 0,6%, fett - 0,14% av den totala energin, som bildas när de fullständigt sönderdelas till slutprodukten av metabolism. Därför består betydelsen av de första fasens kemiska reaktioner huvudsakligen i beredningen av näringsämnen för den faktiska frisättningen av energi.

I andra etappen genomgår dessa ämnen ytterligare splittring genom ofullständig förbränning. Resultatet av dessa processer - ofullständig förbränning - verkar oväntat. Från 25-30 substanser bildas, förutom CO2 och H2O, endast tre slutprodukter: α-ketoglutarsyra, oxalättiksyra och ättiksyra, såsom atsetilkoenzima A. Kvantitativt sålunda råder acetylkoenzym A. Under fas II frigörs ca 30% av den energi som finns i närings ämnen.

I det tredje steget bränns den så kallade Krebs-tricarboxylsyracykeln, de tre slutprodukterna från fas II till koldioxid och vatten. Samtidigt släpps 60-70% av näringsämnenergin. Krebs-cykeln är den gemensamma ändbanan för klyvning av både kolhydrater, proteiner och fetter. Detta är som den viktigaste punkten i utbytet, där konvergenser av olika strukturer konvergerar och den ömsesidiga övergången av syntetiska reaktioner är möjlig.

I motsats till stadium I - stadierna av hydrolys i mag-tarmkanalen - i II och III-faserna av klyvning av ämnen uppstår inte enbart utsläpp av energi utan också en speciell typ av ackumulering.

Energi utbytesreaktioner

Energibesparandet genomförs genom att omvandla energin i splittringen av livsmedelsprodukter till en speciell form av kemiska föreningar som kallas makergaser. Bärare av denna kemiska energi i kroppen är olika fosforföreningar, i vilka bindningen av fosforsyrarest är en makroergisk bindning.

Huvudplatsen i energimetabolismen hör till pyrofosfatbindningen med strukturen av adenosintrifosfat. I form av denna förening i kroppen används 60 till 70% av all energi som frigörs vid nedbrytningen av proteiner, fetter, kolhydrater. Användningen av energi (oxidation i form av ATP) har stor biologisk betydelse, därför att på grund av denna mekanism är det möjligt att separera plats och tid för energifrisättning och dess faktiska konsumtion vid organfunktion. Det beräknas att inom 24 timmar är mängden ATP som bildas och splittras i kroppen ungefär lika med kroppens massa. Omvandlingen av ATP till ADP frigör 41,84-50,2 kJ eller 10-12 kcal.

Den resulterande metaboliska energi går åt till huvud utbyte, t. E. Den upprätthållande av liv i ett tillstånd av vila vid en omgivningstemperatur på 20 ° C, tillväxt (plast metabolism), muskelarbete och matsmältning och absorption av mat (specifikt-dynamisk aktion mat). Det finns skillnader i utgifterna för energi som följer av utbytet, hos en vuxen och ett barn.

[4], [5], [6], [7], [8]

Grundutbyte

Barnet, som alla unga födda däggdjur, har en initial ökning av basalmetabolism till 1 1/2 år, vilket fortsätter att öka stadigt i absoluta termer och minskas också regelbundet per kroppsvikt.

Beräkningsmetoder för beräkning av basalmetabolism används ofta. Formler är vanligtvis fokuserade på indikatorer av antingen längd eller kroppsvikt.

Beräkning av basal metabolism genom kroppsvikt (kcal / dag). FAO / BO3-rekommendationer

ålder	Boys	Flickor
0-2 år	60,9 P-54	61 P-51
3-9 år	22,7 P + 495	22,5 P + 499
10-17 »	17,5 P +651	12,2 P +746
17-30 »	15,3 P +679	14,7 P + 496

Den totala energi som tas emot från mat distribueras för att ge grundläggande metabolism, livsmedlets specifika dynamiska effekt, värmeförluster som hör samman med utsöndring, fysisk (motorisk) aktivitet och tillväxt. I strukturen av energifördelningen är det att energiutbyte skiljer sig åt:

• Energi mottagen (från mat) = Energi deponerad + Energi som används.
• Energi absorberad = Energi mottagen - Utsläppad energi.
• Energi metaboliserad = Energi mottagen - Energiförsörjning (liv) och aktivitet, eller "grundläggande kostnader".
• Grundkostnadernas energi är lika med summan:
  • basal metabolism;
  • termoreglering;
  • uppvärmningseffekt av mat (SDDP);
  • verksamhetskostnader
  • kostnader för syntes av nya vävnader.
• Energin av deponering är den energi som spenderas på avsättning av protein och fett. Glykogen beaktas inte eftersom dess avsättning (1%) är obetydlig.
• Energi av deponering = Energimetaboliserad - Energi av grundläggande kostnader.
• Energikostnad för tillväxt = Syntesens syntes av nya vävnader + Energi deponeras i ny vävnad.

Huvudålderskillnaderna är förhållandet mellan kostnaderna för tillväxt och i mindre utsträckning aktiviteten.

Åldersdrag i fördelningen av dagliga energikostnader (kcal / kg)

ålder	Huvud utbyte	SDDP	Förlust vid utsöndring	Aktivitet	Tillväxt	Bara
Prematur	60	7	20	15	50	152
8 veckor	55	7	11	17	20	110
10 månader	55	7	11	17	20	110
4 år	40	6	8	25	8-10	87-89
14 år gammal	35	6	6	20	14	81
Vuxen	25	6	6	10	0	47

Såsom kan ses är kostnaden för tillväxt väldigt stor för en liten nyfödd och under det första året av livet. Naturligtvis är de helt enkelt frånvarande hos en vuxen. Fysisk aktivitet skapar betydande energikostnader, även hos nyfödda och barn, där bröst suger, ångest, gråt och skrik är uttrycket.

Med barnets ångest ökar energiförbrukningen med 20-60%, och när man skriker - 2-3 gånger. Sjukdomar ställer krav på energikostnader. Speciellt ökar de med en ökning av kroppstemperaturen (vid 1 ° C ökning av ökningen av metabolism är 10-16%).

Till skillnad från en vuxen har barn mycket energi på tillväxt (plastmetabolism). Det har nu etablerats att för ackumulering av 1 g kroppsvikt, dvs en ny vävnad, är det nödvändigt att spendera ungefär 29,3 kJ eller 7 kcal. Följande uppskattning är mer exakt:

• Energi "kostnad" för tillväxt = Syntesens energi + Avsättningens energi i ny vävnad.

I en för tidig baby är syntesenergin 1,3 till 5 kJ (0,3-1,2 kcal) per gram, tillsatt till kroppsvikt. Vid termen - 1,3 kJ (0,3 kcal) per 1 g ny kroppsvikt.

Totala energikostnader för tillväxt:

• upp till 1 år = 21 kJ (5 kcal) per 1 g ny vävnad,
• efter 1 år = 36,5-50,4 kJ (8,7-12 kcal) per 1 g ny vävnad, eller ca 1% av den totala energin i mängden näringsämnen.

Eftersom tillväxten hos barn varierar i olika perioder, är andelen plastmetabolism i den totala energiförbrukningen annorlunda. Den mest intensiva tillväxten ligger inom den intrauterin utvecklingsperioden, när det mänskliga embryotets massa ökar med 1 miljard 20 miljoner gånger (1,02 × 10 9). Tillväxten fortsätter att vara ganska hög under de första månaderna av livet. Detta framgår av en signifikant ökning av kroppsvikt. Därför barn de första 3 månaderna andelen "plast" utbyte av energiförbrukningen är 46%, sedan i det första året minskar dock med 4 år, och särskilt i prepubertala, en ökning av tillväxttakten, vilket i sin tur återspeglas som en ökning i plast utbyte. I genomsnitt spenderas 12% av energibehovet hos barn 6-12 år på tillväxt.

Energikostnader för tillväxt

ålder	Kroppsvikt, kg	Viktökning, g / dag	Energikostnad , kcal / dag	Energikostnad , kcal / (kg-dag)	Som en procentandel av basutbytet
1 månad	3,9	30	146	37	71
3 »	5,8	28	136	23	41
6 »	8,0	20	126	16	28
1 år	10,4	10	63	6	11
5 år	17,6	5	32	2	4
14 år, tjejer	47,5	18	113	2	8
16 år gammal, pojkar	54,0	18	113	2	7

[9], [10]

Energiförbrukning för svåra förluster

För svårt stod förluster inkluderar förluster från avföring fett, magsafter och hemligheter, som alstras i väggen i mag-tarmkanalen och i körtlar, med exfolierad epitelceller från att falla bort täckningen av hudceller, hår, naglar, svett och början av puberteten hos flickor - med menstruationsblod. Tyvärr har denna fråga inte studerats hos barn. Man tror att hos barn äldre än ett år är det cirka 8% av energikostnaderna.

[11]

Energiförbrukning för aktivitet och upprätthållande av en konstant kroppstemperatur

Andelen energiutgifter för aktivitet och underhåll av kroppstemperatur varierar med barnets ålder (efter 5 år ingår detta i begreppet muskulärt arbete). Under de första 30 minuterna efter födseln sjunker den nyfödda kroppens temperatur med nästan 2 ° C vilket medför en betydande energiförbrukning. Hos spädbarn för att bibehålla konstant kroppstemperatur vid en omgivande temperatur under det kritiska värdet (28 ... 32 ° C) och aktiviteten hos barnets kropp tvingas att tillbringa 200,8-418,4 kJ / (kg • dag) eller 48 till 100 kcal / (kg • dag). Därför, med ålder, ökar de absoluta utgifterna för energi för att upprätthålla konstantiteten hos kroppstemperatur och aktivitet.

Andelen energiförbrukning för att upprätthålla kroppstemperaturens konstantitet hos barn i det första levnadsåret är desto lägre är ju mindre barnet är. Sedan är det en minskning av energiförbrukningen, eftersom kroppsytan, som refereras till 1 kg kroppsvikt, minskar igen. Samtidigt ökar energiförbrukningen för aktivitet (muskulärarbete) hos barn över årets ålder, när barnet börjar gå, springa, träna eller spela sport.

Energikostnaden för fysisk aktivitet

Rörelse typ	Cal / min
Cykling vid låg hastighet	4,5
Cykling i en genomsnittlig hastighet	7,0
Cykling i hög hastighet	11,1
Dans	3,3-7,7
Fotboll	8,9
Gymnastiska övningar på skal	3,5
Running sprint	13,3-16,8
Kör för långa sträckor	10,6
Skating	11,5
Längdskidåkning med måttlig fart	10,8-15,9
Kör på skidor med högsta hastighet	18,6
Simning	11,0-14,0

Hos barn i åldrarna 6-12 år är andelen energi som utgår från fysisk aktivitet cirka 25% av energibehovet och hos vuxna - 1/3.

[12], [13]

Specifik dynamisk verkan av mat

Den specifika dynamiska effekten av mat varierar beroende på livsmedlets natur. Starkare det uttrycks med proteinrika livsmedel, mindre - med intag av fetter och kolhydrater. För barn i andra livets år är den specifika dynamiska effekten av mat 7-8%, hos barn i äldre ålder - över 5%.

Kostnader för genomförande och hantering av stress

Det här är den naturliga riktningen för normal livs- och energiförbrukning. Livsprocessen och social anpassning, träning och sport, bildandet av mänskliga relationer - allt detta kan åtföljas av stress och extra energikostnader. I genomsnitt är detta ytterligare 10% av de dagliga energibehovet. Men vid akuta och allvarliga sjukdomar eller traumer kan nivån på stresskostnaderna öka väldigt signifikant, och detta kräver hänsyn vid beräkningen av kosten.

Uppgifter om ökningen av energikraven för stress ges nedan.

Stater	Ändra energi behov
Bränner beroende på andelen bränd kroppsyta	+ 30 ... 70%
Flera skador med maskinventilation	+ 20 ... 30%
Svåra infektioner och multipelt trauma	+ 10 ... 20%
Postoperativ period, mindre infektioner, benskrubbningar	0 ... + 10%

En ihållande obalans i energi (överskott eller brist) orsakar en förändring i kroppsvikt och kroppslängd med alla utvecklingsindex och biologisk ålder. Även en måttlig undernäring (4-5%) kan orsaka en försening i barnets utveckling. Därför blir energisäkerhet för livsmedel ett av de viktigaste förutsättningarna för att tillväxt och utveckling är tillräcklig. Beräkning av denna säkerhet är nödvändig för att regelbundet genomföra. I de flesta barn kan riktlinjer för analys vara rekommendationer om den totala energin i den dagliga rationen, för vissa barn med speciell hälsa eller levnadsförhållanden krävs en individuell beräkning för summan av alla energikrävande komponenter. Ett exempel på att använda vanliga åldersstandarder för säkerhet och möjligheten till individuell korrigering av dessa standarder kan vara följande metoder för beräkning av energikostnader.

Beräkningsmetod för bestämning av basal metabolism

Upp till 3 år	3-10 år	10-18 år gammal
Boys
X = 0,249 kg-0,127	X = 0,095 kg + 2,110	X = 0,074 kg + 2,754
Flickor
X = 0,244 kg-0,130	X = 0,085 kg + 2,033	X = 0,056 kg + 2,898

[14], [15],

Ytterligare kostnader

Kompensation för skada - huvudutbytet multipliceras: för mindre operation, med 1,2; vid ett skelett-trauma - på 1,35; vid en sepsis - på 1,6; med brännskador - med 2,1.

Specifik dynamisk effekt av mat: + 10% av basmetaboliken.

Fysisk aktivitet: bäddstöd + 10% av grundläggande metabolism; sitter i stolen + 20% av basalmetabolismen; patientens patientregim + 30% av basutbytet.

Kostnader för feber: på 1 ° Med en genomsnittlig daglig ökning av temperaturen på en kropp + 10-12% från basutbytet.

Viktökning: upp till 1 kg / vecka + 1260 kJ (300 kcal) per dag.

Det är vanligt att formulera vissa standarder för åldersrelaterad energiförsörjning för befolkningen. Många länder har sådana regler. På grundval av dem utvecklas alla matranteringar av organiserade kollektiv. Individuella dieter kontrolleras också med dem.

Rekommendationer om energivärdet av näring för små barn och upp till 11 år

	0-2 månader	3-5 månader	6-11 månader	1-3 år	3-7 år	7-10 år gammal
Energi, totalt, kcal	-	-	-	1540	1970	2300
Energi, kcal / kg	115	115	110	-	-	-

Rekommendationer för energiregulering (kcal / (kg • dag))

Ålder, månad	FAO / VOZ (1985)	OON (1996)
0-1	124	107
1-2	116	109
2-3	109	111
3 ^	103	101
4-10	95-99	100
10-12	100-104	109
12-24	105	90

Beräkning och korrigering av energiomsättningen är inriktade på att eliminera underskott grundläggande energibärare, det vill säga. E. Främst kolhydrater och Ms vallgrav. Dock är endast möjligt att använda den angivna syftet med media med hänsyn till säkerhet och korrigera många av de grundläggande behoven i samband med mikronäringsämnen. Så det är särskilt viktigt är utnämningen av kaliumfosfat, B-vitaminer, särskilt tiamin och riboflavin, ibland karnitin, antioxidanter och andra. Underlåtenhet att göra detta kan leda till oförenliga med tillståndet i livet som uppstår just när den energiintensiva näring, speciellt parenteral.