Физра состав пищи и суточный расход энергии. Суточный расход энергии у детей и подростков в зависимости от возраста. Специфическое динамическое действие пищи

Количественная сторона питания определяется энер­гией, которая высвобождается из пищевых веществ в процессе биологического окисления и выражается в килокалориях.

Экви­валенты доступной энергии, выделяющейся при расщеплении усвояемой части пищи, составляют следующие величины: 1 грамм белка — 4,0 ккал., 1 грамм жира — 9,0 ккал., 1 грамм угле­водов -4,0 ккал., 1 грамм спирта — 7,0 ккал., 1 грамм органиче­ских кислот — 3,0 ккал.

Суточная энергетическая потребность связана с энергоза­тратами организма. Энергозатраты человека зависят от физиче­ской нагрузки, пола и возраста.
В соответствии с размерами энергозатрат выделяется 5 групп трудоспособного населения. В основу деления по группам частично закладываются определен­ные профессии. Градация по группам осуществляется по вели­чине основного обмена с учетом коэффициента физической ак­тивности.

Величина основного обмена — это минимальное количество энергии, необходимое для осуществления жизненных процес­сов, то есть затраты энергии на выполнение всех физиологиче­ских, биохимических процессов, на функционирование органов и систем организма в состоянии температурного комфорта (20° С), полного физического и психического покоя нато­щак. Величина основного обмена отражает энергию, расходуе­мую организмом на метаболические процессы, поддержание кровотока и дыхания в состоянии покоя.

Для человека опреде­ленного пола, возраста и массы тела основной обмен имеет по­стоянный показатель. При этом рост человека не играет особой роли.

Величины основного обмена для взрослого человека (ккал./сутки):

Масса тела в кг	ВОЗРАСТ (лет)
				Старше 60 лет
МУЖЧИНЫ (расход энергии в ккалориях)
			1280	1180
60
			1620
ЖЕНЩИНЫ (Расход энергии в ккалориях)

Отношение энергозатрат к величине основного обмена опре­деляется как коэффициент физической активности и составляет:

для 1 группы — 1,4 (руководители предприятий, инженерно- технические работники, врачи, педагоги, воспитатели, секрета­ри, работники науки, диспетчеры, работники пультов управле­ния и др.);

для 2-й группы — 1,6 (работники, занятые на автоматизиро­ванных линиях, в радиоэлектронной промышленности, специа­листы сельского хозяйства, медсестры, санитарки, продавцы промтоваров, работники связи, сферы обслуживания, водители городского общественного транспорта, швейники, тренеры и др);

для 3-й группы — 1,9 (станочники, слесари, хирурги, химики, водители экскаваторов, бульдозеров, железнодорожники, тек­стильщики, буровики, металлурги-доменщики, работники пи­щевой промышленности, общественного питания, продавцы продовольственных товаров и др.);

Для 4-й группы — 2,2 (строители, сельскохозяйственные рабо­чие и механизаторы, работники нефтяной и газовой промыш­ленности, металлурги, литейщики и др.);

для 5-й группы — 2,5 (шахтеры, сталевары, каменщики, валь­щики леса, землекопы, грузчики, оленеводы и др.)

Как рассчитать свои суточные энергозатраты

Пример: Вы женщина 35 лет, ваш вес 58 кг, по профессии Вы бухгалтер. Находим в первой таблице столбец 30-39 лет и строку 55 кг (до 60 не хватает 2 кг, поэтому нужно брать от меньшей цифры), таким образом Ваш уровень основного обмена составляет 1260 ккал/сут. Профессия бухгалтер наиболее удовлетворяет первой группе, значит коэффициент Вашей физической активности будет 1,4.

Рассчитываем суточные энергозатраты: 1260 ¤ 1,4 = 1764 ккал/сут

Кроме деления населения по энергозатратам в каждой из пяти групп выделяют три категории по возрасту.

У мужчин, особенно молодого возраста, потребности в энергии и основных пищевых веществах наиболее высокие.

Для беременных и кор­мящих женщин предусмотрено дополнение к норме соответст­вующей группы женщин в связи с дополнительной потребно­стью в энергии и пищевых веществах.

Для лиц, занимающихся активными формами отдыха и про­живающих в местности с менее развитым коммунальным об­служиванием, прибавления к нормам энергетических потребно­стей не предусмотрены.

Нормы потребления энергии для детей

Нормы потребления энергии для детского населения разра­ботаны с учетом интенсивных пластических процессов в орга­низме и высокой активности детей.

В период интенсивного рос­та у детей после 10 лет происходит значительное увеличение тощей (без жира) массы тела (1.5-2 раза), что требует дополнительной энергии.

С 11 лет, когда происходит значительное увеличение тощей массы тела, дети подразделяются по полу и нормы по­требления энергии и основных пищевых веществ у них разли­чаются.

По нормам питания 2008 года детское население подразделяется та­ким образом:

1. Ранний возраст:

0-12 месяцев — грудной;

0-3 лет — преддошкольный.

2. Дошкольный возраст: 3-7 лет

3. Школьный:

— младший 7-11 лет;

Средний 11-14 лет (мальчики и девочки).

4. Подростковый 14-18 лет (юноши и девушки).

Некоторые особенности потребления энергии и количественной стороны питания

У лиц пенсионного возраста идет потеря массы тела, обменные процессы замедляются, снижается потребность в энергии и пищевых веществах. Соответственно для лиц старше 60 лет предлагаются более низкие цифры этих показателей.

В ряде обстоятельств уровень потребления энергии оказы­вается выше или ниже фактической потребности.

Люди с низкой физической активностью подвержены риску переедания и по­вышенного потребления калорий. Избыточное потребление ка­лорий ведет к ожирению и снижению функции сердечно­сосудистой и дыхательной систем, иммунитета.

Лица тяжелого физического труда часто недополучают нужное количество ка­лорий с пищей и относятся к группе риска с физической актив­ностью на пределе физических возможностей. Потребление не­достаточного количества пищи для покрытия расходуемой энер­гии ведет к ограничению физической активности, снижению подвижности у детей и работоспособности у взрослых.

Самостоятельная активность

Кроме профессиональной физической активности существует физическая активность, связанная со свободным временем. Это так называемая самостоятельная активность. В самостоятель­ную активность включают:

— социальную активность (участие в общественных собрани­ях, митингах, фестивалях, посещение мест богослужения, теат­ров, кино);

— активность во время занятий спортом, физкультурой;

— необязательная активность (ремонт и благоустройство до­ма, работы в саду и огороде).

Каждому виду деятельности соответствуют определенные энергозатраты, в виде коэффициентов по отношению к величине основного обмена.

Проведя хронометраж деятельности человека за сутки можно рассчитать фактические энергозатраты каждого человека в отдельности, взяв за основу его основной обмен.

Суточный расход энергии у здорового человека значительно превышает величину основного обмена и складывается из следующих компонентов: основного обмена; рабочей прибавки , т.е. энергозатрат, связанных с выполнением той или иной работы и специфического динамического действия пищи. Совокупность компонентов суточного расхода энергии составляет рабочий обмен. Мышечная работа существенно изменяет интенсивность обмена. Чем интенсивнее выполняемая работа, тем выше затраты энергии. Степень энергетических затрат при различной физической активности определяется коэффициентом физической активности - отношением общих энергозатрат на все виды деятельности в сутки к величине основного обмена. По этому принципу все население делится на 5 групп.

У тренированных спортсменов при кратковременных интенсивных упражнениях величина рабочего обмена может в 20 раз превосходить основной обмен. Потребление кислорода при физической нагрузке не отражает общего расхода энергии, так как часть ее тратится на гликолиз (анаэробный) и не требует затраты кислорода. Разность между потребностью в кислороде и его потреблением составляет энергию, получаемую в результате анаэробного распада, и называется кислородным долгом. Потребление кислорода и после окончания мышечной работы остается высоким, так как в это время происходит возвращение кислородного долга.

Таблица 1.1

Суточный расход энергии людей разных профессиональных групп

	Особенности профессии	Коэффициент физической активности	Суточный расход кДж (ккал)
	Умственный труд
	Легкий физический труд
	Физический труд средней тяжести
Четвертая	Тяжелый физический труд
	Особо тяжелый физический труд

Таблица 1.2

Средние количественные показатели затрат энергии на 1кг веса тела в час

Вид деятельности	Энергозатраты,
1. В условиях основного обмена
2. В положении сидя
3. В положении стоя
4. При легкой физической работе (канцелярские служащие, портные, учителя)
5. При работе, связанной с ходьбой
6. При физическом труде средней тяжести (маляры, столяры, уборщики)
7. При тяжелом физическом труде (строители, дровосеки, пахари)

Таблица 1.3

Затраты энергии на занятия спортом

Кислород затрачивается на превращение главного побочного продукта анаэробного метаболизма - молочной кислоты в пировиноградную, на фосфорилирование энергетических соединений (креатинфосфат) и восстановление запасов кислорода в мышечном миоглобине.

Прием пищи усиливает энергетический обмен (специфическое динамическое действие пищи). Белковая пища повышает интенсивность обмена на 25-30 %, а углеводы и жиры - на 10 % или меньше. Во время сна интенсивность метаболизма почти на 10 % ниже основного обмена. Разница между бодрствованием в состоянии покоя и сном объясняется тем, что во время сна мышцы расслаблены. При умственном труде энерготраты значительно ниже, чем при физическом. Даже очень интенсивный умственный труд, если он не сопровождается движениями, вызывает повышение затрат энергии лишь на 2 – 3 % по сравнению с полным покоем. Однако если умственная активность сопровождается эмоциональным возбуждением, энерготраты могут быть заметно большими. Пережитое эмоциональное возбуждение может вызывать в течение нескольких последующих дней повышение обмена на 11-19 %.

Энергетические затраты состоят из регулируемых волей человека расходов энергии и нерегулируемых расходов энергии. К нерегулируемым видам энергетических затрат относится расход энергии на специфическое динамическое действие (СДД) и основной обмен. Уровень основного обмена для человека с массой тела 70 кг составляет в среднем 4,1868 кДж на 1 кг в час, или 7117,56 кДж/сут (1 ккал равна 4,1868 кДж). Величина основного обмена зависит от возраста и пола человека. Основной обмен у человека снижается с возрастом. У мужчин основной обмен выше на 5-10%, чем у женщин.

Благодаря приему пищи, которая обуславливает усиление окислительных процессов в организме, расход энергии у человека повышается. Основной обмен увеличивается при смешанном питании на 10-15% в сутки. Наибольшее повышение обмена (на 30-40%) вызывается приемом белков, при приеме жиров обмен возрастает на 4-14%, а при приеме углеводов на 4-7%.

Регулируемые затраты энергии определяются ее расходом при выполнении мышечной работы.

Расход энергии человека на проделанную работу в течение дня зависит от характера производственной деятельности, объема домашней работы, режима труда и отдыха, а так же от особенностей использования свободного от труда времени. Физическое напряжение сопровождается более значительным увеличением энерготрат по сравнению с умственной работой. Были проведены многочисленные исследования с привлечением больших контингентов испытуемых, в результате были определены средние величины энерготрат при различных видах физической и умственной деятельности. На основании проведенных исследований были составлены специальные таблицы расхода энергии при различных видах деятельности человека.

Для расчета энерготрат сначала нужно провести хронометраж суточной деятельности человека с четкой фиксированностью времени, которое расходуется на тот или иной вид работы. И затем используется таблица расхода энергии при различных видах деятельности.

Для определения потребности в основных пищевых веществах и энергии, необходима точность рекомендуемого уровня потребления энергии, при этом обязательно исключается возможность диспропорций между уровнями поступления энергии с пищей и ее расходом. Возможность возникновения такой диспропорции бывает связана с систематическим снижением энергоемкости трудовой деятельности и расхода энергии в быту, которые опережают изменения в сложившемся образе питания и являются причиной распространенной избыточности массы тела. Данные расчетов потребностей в энергии должны показать величины, которые нужны для поддержания желательной массы тела и обеспечения оптимального уровня социальной и физической активности, и, следовательно, здорового образа жизни.

В современной литературе представлены гигиенические нормативы суточных энергозатрат для лиц, имеющих различные профессии.

I группа – работники умственного труда . К ним относятся: руководители предприятий, педагоги, научные работники, медики (кроме хирургов), писатели, журналисты, работники печатной отрасли, студенты. Суточный расход энергии составляет для мужчин 2550-2800 ккал, для женщин 2200-2400 ккал, т. е. в среднем 40 ккал/кг массы тела.

II группа – работники легкого физического труда . К ним относятся: рабочие автоматизированных линий, швейники, ветеринары, агрономы, медсестры, продавцы промтоваров, инструкторы по физической культуре, тренеры. Суточный расход энергии составляет 3000-3200 ккал для мужчин и 2550-2700 ккал для женщин, т.е. в среднем 43 ккал/кг массы тела.

III группа – работники среднего по тяжести труда . К ним относятся: хирурги, водители, работники пищевой промышленности, работники водного транспорта, продавцы продовольственных товаров. Суточный расход энергии составляет 3200-3650 ккал для мужчин и 2600-2800 ккал для женщин, в среднем на 1 кг массы 46 ккал/кг массы тела.

IV группа – работники тяжелого физического труда . К ним относятся: строители, металлурги, механизаторы, сельхозрабочие, спортсмены. Суточный расход энергии составляет 3700-4250 ккал для мужчин и 3150-2900 ккал для женщины, в среднем 53 ккал/кг массы.

V группа – лица особо тяжелого физического труда . К ним относятся: сталевары, шахтеры, лесорубы, грузчики. Суточный расход энергии составляет 3900-4300 ккал для мужчин, в среднем 61 ккал/кг. Для женщин этот расход не нормируется.

Вышеперечисленные энергозатраты рассчитаны на мужчин (70 кг) и женщин (60 кг) среднего веса. В каждой вышеперечисленной группе необходимо соблюдать три возрастные категории: 18 – 29 лет, 30 – 39 лет и 40 – 59 лет. Для лиц 60 – 74 лет среднесуточный расход энергии составляет для мужчин 2300 ккал, для женщин — 2100 ккал. Для лиц старше 75 лет среднесуточный расход энергии составляет для мужчин 2000 ккал и для женщин — 1900 ккал. Для работающих лиц пенсионного возраста расход энергии увеличивается на 5-10%. Рекомендуемый среднесуточный энергорасход необходимо корректировать с поправкой на район проживания:
север – плюс 10-15%;
юг – минус 5%.

Кроме того, для определения энерготрат, согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения, введен и используется объективный физиологический критерий, который определяет адекватное количество энергии для конкретных групп. Таким критерием стало соотношение общих энерготрат на все виды жизнедеятельности с величиной основного обмена, т.е. расходом энергии в состоянии покоя. Расход энергии в состоянии покоя зависит от пола, массы тела и возраста. Определяется величина коэффициента физической активности соотношением общих энерготрат с величиной основного обмена. Например: если энерготраты на все виды жизнедеятельности в два раза больше величины основного обмена для соответствующей группы по возрасту и полу, то это значит, что для данной группы коэффициент физической активности равен двум.

Используемые материалы:
Шилов В.Н., Мицьо В.П. «Здоровое питание»

Суточные энергозатраты складываются из 3-х основных позиций: 1) основного обмена; 2) специфически динамического действия пищевых веществ (повышение основного обмена при утилизации рациона на 1О-15%) и 3) затрат энергии на выполнение различных видов деятельности человека во время работы и отдыха.

Оценить суточные энергозатраты можно лабораторными (прямая и непрямая калориметрия и др.), а также расчетным методами. Наиболее доступным является расчетный метод, позволяющий ориентировочно определить суточные энергозатраты, пользуясь специальными таблицами, в которых указаны средние величины расхода энергии в килокалориях (ккал) за 1 минуту на 1 кг массы тела с учетом основного обмена.

Технология расчета состоит из четырех этапов.

Первый этап - составление детального хронометража деятельности человека за одни сутки (24 часа). Хронометраж должен отражать все виды деятельности человека и их продолжительность в минутах за указанные сутки, включая сон.

Пример составления хронометража :

24.00 – 7.30: сон - 450 мин.

7.30 – 8.00: утренняя зарядка - 30 мин.

________________________________________

Итого: 1440 мин. (24 часа)

Второй этап - расчет величин расхода энергии (энергозатрат) в килокалориях на 1 кг массы тела человека на каждый вид деятельности с использованием таблиц.

Пример расчета :

Всего: (например) 36,18 ккал/кг

Третий этап - расчет величины общих энергозатрат с учетом массы тела.

Допустим, масса тела данного человека - 68 кг. Общие энергозатраты будут составлять:

36,18 ккал/кг умножить на 68 кг = 2460,24 ккал.

Четвертый этап - расчет фактических (валовых) суточных энергозатрат (ккал/сутки) с учетом специфически динамического действия пищевых веществ, которое повышает общие энергозатраты в среднем на 10 %.

В данном примере:

2460,24 + 246,02 = 2706,26 ккал/сутки

Определение индивидуальной потребности в пищевых

Веществах

Известно (физиологически обосновано), что за счет белков рациона должно быть обеспечено 14% всех суточных энергозатрат, за счет жиров - 30%, а за счет углеводов - 56%.

Технология расчета необходимого организму количества белков, жиров и углеводов состоит из двух этапов:

первый этап - расчет количества энергии в ккал, которая должна выделиться при утилизации в организме: а) белков; б) жиров; в) углеводов.

второй этап - расчет необходимого организму количества белков, жиров и углеводов в граммах.

Пример расчета:

Первый этап. Допустим, суточные энергозатраты данного человека составляют 2185 ккал. Из них:

На долю белков должно приходиться 14 %

2185 ккал - 100 % Х = ккал

На долю жиров должно приходиться 30% . Составляем и решаем пропорцию:

2185 ккал - 100 %

Х - 30 % Х = ккал

На долю углеводов должно приходиться 56 % . Составляем и решаем пропорцию:

2185 ккал - 100 %

Х - 56 % Х = ккал

Второй этап. Зная количество калорий, которые должны выделиться при утилизации организмом белков, и учитывая, что при сгорании 1 грамма белка выделяется 4 ккал , находим индивидуальную потребность организма в белках:

305,9 ккал: 4 = 76,475 г белков

Зная количество калорий, которые должны выделиться при утилизации организмом жиров, и учитывая, что 1 грамм жиров при сгорании выделяет 9 ккал , находим индивидуальную потребность организма в жирах:

655,5 ккал: 9 = 72,83 г жиров

Зная количество калорий, которые должны выделиться при утилизации организмом углеводов, и учитывая, что при сгорании 1 грамм углеводов выделяет 4 ккал , находим индивидуальную потребность организма в углеводах:

1223,6 ккал: 4 = 305,9 г углеводов

Таким образом, для того, чтобы организм получил с рационом 2185 ккал, в его состав должно входить 76,475 г белков, 72,83 г жиров и 305,9 г углеводов, при этом соотношение белков, жиров и углеводов будет составлять 1: 0,95: 4 , т.е. отвечать физиологическим потребностям организма.

На практическом занятии студент должен:

Составить детальный хронометраж своего рабочего дня за предыдущие сутки и внести его данные в таблицу;

Составить заключение о величине суточных энергозатрат в соответствии с существующей классификацией тяжести труда населения с учетом возраста и пола;

ПРОТОКОЛ

самостоятельной работы студента

1. Расчет фактических (валовых) энергозатрат студента:

Виды деятельности	Продолжительность нагрузки, мин	Энергозатраты, ккал/мин/кг	Итого, Ккал/мин/кг
1. Сон		0,0155
2. Утренняя зарядка		0,0646
3. Одевание, раздевание		0,0281
4. Личная гигиена		0,0329
5. Домашняя работа		0,0530
6. Приготовление пищи		0,0343
7. Прием пищи		0,0236
8. Ходьба		0,0540
9. Бег		0,1780
10. Езда в транспорте сидя		0,0252
11. Езда в транспорте стоя		0,0267
12. Конспектирование лекции		0,0289
13. Практические занятия стоя		0,0360
14. Практические занятия сидя		0,0309
15. Ответ у доски		0,0372
16. Работа в операционной		0,0316
17. Уход за взрослыми больными		0,0330
18. Уход за больным ребенком		0,0310
19. Работа на ПЭВМ		0,0289
20. Вождение автомашины		0,0363
21. Занятие спортом (в среднем)		0,2086
22. Чтение про себя		0,0209
23. Чтение вслух		0,0250
24. Отдых лежа, без сна		0,0183
25. Отдых сидя		0,0229
26. Подготовка к занятиям		0,0309
27.
28.

Всего: минут = ккал =

Масса тела (МТ) - ______ кг

Общие энергозатраты (ОЭ) = _________ ккал умножить на (МТ) _____кг =________ ккал

Повышение основного обмена (ПОО) на 1О % составляет _________ ккал

Валовые энергозатраты равны (ОЭ)_________+(ПОО)_________= ____________ккал/сутки

2. Расчёт необходимого количества белков, жиров и углеводов в граммах (см. первый этап):

белков__________________________________________г;

жиров___________________________________________г;

углеводов________________________________________г.

Заключение

Подпись Подпись

студента преподавателя

Место для расчетов и заметок

Контрольные вопросы

1. Что понимают под термином “энергозатраты человека”?

2. Какие Вы знаете методы определения затрат энергии человеком?

3. Какой из существующих методов определения суточных энергозатрат человека наиболее часто применяется на практике?

4. Из чего складываются суточные энергозатраты человека?

5. Что такое “специфически-динамическое действие пищи (или пищевых веществ)”?

6. Какова величина “специфически-динамического действия пищи”?

7. Что такое “основной обмен”?

8. Какова в среднем величина “основного обмена” у женщины, у мужчины?

9. Какие факторы оказывают влияние на величину “основного обмена”?

10. Как отражается на величине “основного обмена” возраст человека?

11. Как отражается на величине “основного обмена” пол человека?

12. Как отражается на величине “основного обмена” температура окружающей среды?

13. Как отражается на величине “основного обмена” состояние здоровья человека?

14. Какие гормоны повышают величину “основного обмена”?

15. Какие гормоны понижают величину “основного обмена”?

16. В каких единицах оценивается величина “основного обмена”?

17. Что Вы понимаете под термином “нерегулируемые” энергозатраты?

18. Что Вы понимаете под термином “регулируемые” энергозатраты?

19. Как отражается на потребности человека в энергии его деятельность?

20. Что такое “энергетический баланс”?

21. Какова технология расчета фактических (валовых) суточных энергозатрат человека?

22. Сколько энергии выделяется при утилизации организмом одного грамма белка?

23. Сколько энергии выделяется при утилизации организмом одного грамма жира?

24. Сколько энергии выделяется при утилизации организмом одного грамма углеводов?

25. Каков процент суточных энергозатрат человека должен компенсироваться за счет потребления белков?

26. Каков процент суточных энергозатрат человека должен компенсироваться за счет потребления жиров?

27. Каков процент суточных энергозатрат человека должен компенсироваться за счет потребления углеводов?

28. В каких единицах оценивается энергетическая ценность белков, жиров, углеводов?

29. Как, зная суточные энергозатраты человека, можно рассчитать необходимое количество белков, жиров, углеводов для компенсации данных энергозатрат?

30. На какие группы делится население в существующей классификации труда по степени его тяжести?

31. Какие принципы заложены в существующую классификацию населения по степени тяжести труда?

32. Представители каких профессий составляют первую группу в классификации населения по степени тяжести труда?

33. Представители каких профессий составляют вторую группу в классификации населения по степени тяжести труда?

34. Представители каких профессий составляют третью группу в классификации населения по степени тяжести труда?

35. Представители каких профессий составляют четвертую группу в классификации населения по степени тяжести труда?

36. Представители каких профессий составляют пятую группу в классификации населения по степени тяжести труда?

37. На какие возрастные группы разделено взрослое трудоспособное население в классификации труда по степени его тяжести в зависимости от половой принадлежности?

38. Каковы энергозатраты студентов мужчин и женщин?

Суточный расход энергии у здорового человека значи­тельно превышает величину основного обмена и складывается из следующих компонентов: основного обмена; рабочей прибавки, т.е. энергозатрат, связанных с выполнением той или иной работы; специфически-динамического действия пищи (белковая пища по­вышает интенсивность обмена на 25-30%, а углеводы и жи­ры - на 10% или меньше).

Совокупность компонентов суточного расхода энер­гии составляет рабочий обмен . Степень энер­гетических затрат при различной физической активности оп­ределяется коэффициентом физической активности - отно­шением общих энергозатрат на все виды деятельности в су­тки к величине основного обмена. По этому принципу все население разделено на 5 групп (таблица).

Группы работников по энерготратам

Для людей, выполняющих легкую работу сидя, нужно примерно 2400-2600 ккал в сутки; работающих с большей мышечной нагрузкой требуется 3400-3600 ккал; выполняю­щих тяжелую мышечную работу - 4000-5000 ккал и выше. У тренированных спортсменов при кратковременных интен­сивных упражнениях величина рабочего обмена может в 20 раз превосходить основной обмен.

Потребление кисло­рода при физической нагрузке не отражает общего расхода энергии, так как часть ее тратится на гликолиз (анаэробный) и не требует затраты кислорода. Разность между потребностью в О 2 и его потреблением составляет энергию, получае­мую в результате анаэробного распада, и называется кисло­родным долгом . Потребление О 2 и после окончания мышеч­ной работы остается высоким, так как в это время происхо­дит возвращение кислородного долга. Кислород затрачивает­ся на превращение главного побочного продукта анаэробно­го метаболизма - молочной кислоты в пировиноградную, на фосфорилирование энергетических соединений (креатин-фосфат) и восстановление запасов О 2 в мышечном миоглобине.

При умственном труде также происходят энерготраты, особенно, если умственная активность сопровож­дается эмоциональным возбуждением. Так, пережитое эмоциональное возбуж­дение может вызывать в течение нескольких последующих дней повышение обмена на 11-19%.

Обмен веществ

Обмен веществ начинается с поступления питательных веществ в желудочно-кишечный тракт и воздуха в легкие. Осуществляется в несколько этапов:

1) фермента­тивные процессы расщепления белков, жиров и углеводов до растворимых в воде аминокислот, моно- и дисахаридов, гли­церина, жирных кислот и других соединений, происходящие в различных отделах желудочно-кишечного тракта, а также всасывание этих веществ в кровь и лимфу.

2) транспорт питатель­ных веществ и кислорода кровью к тканям и те сложные хи­мические превращения веществ, которые происходят в клет­ках. В них одновременно осуществляется расщепление пита­тельных веществ до конечных продуктов метаболизма, син­тез ферментов, гормонов, составных частей цитоплазмы. Расщепление веществ сопровождается выделением энергии, которая используется для процессов синтеза и обеспечения работы каждого органа и организма в целом.

3) удаление конечных продуктов распада из клеток, их транспорт и выделение почками, лег­кими, потовыми железами и кишечником.

Превращение белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и воды происходит в тесном взаимодействии друг с другом. В метаболизме каждого из них имеются свои осо­бенности, а физиологическое значение их различно, поэтому обмен каждого из этих веществ принято рассматривать от­дельно.

Обмен белков

Белки используются в организме в первую очередь в качестве пластических материалов. Потребность в белке оп­ределяется тем его минимальным количеством, которое бу­дет уравновешивать его потери организмом. Белки находятся в состоянии непрерывного обмена и обновления. Из аминокислот, полученных в процессе пищеварения, синтезируются специфические для данного вида организма и для каждого органа белки. Де­сять аминокислот из 20 (валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, аргинин и гис-тидин) в случае их недостаточного поступления с пищей не могут быть синтезированы в организме и называются неза­менимыми. Другие десять аминокислот (заменимые) могут синтезироваться в организме. Часть аминокислот используется как энергетический материал, т.е. подвергаются расщеплению.

О количестве белка, подвергшегося распаду за сутки, судят по количеству азота, выводимого из организма человека. В 100 г белка содержится 16 г азота. Таким обра­зом, выделение организмом 1 г азота соответствует распаду 6,25 г белка. За сутки из организма взрослого человека выде­ляется около 3,7 г азота, т.е. масса разрушившегося белка со­ставляет 3,7 х 6,25 = 23 г, или 0,028-0,075 г азота на 1 кг мас­сы тела в сутки (коэффициент изнашивания Рубнера). Е сли количество азота, поступающего в организм с пищей, равно количеству азота, выводимого из организма, то организм находится в состоянии азотистого равновесия. Если в организм поступает азота больше, чем выделяется, то это свидетельствует о положительном азотистом балансе . Он возникает при увеличении массы мы­шечной ткани (интенсивные физические нагрузки), в период роста организма, беременности, во время выздоровления по­сле тяжелого заболевания. Состояние, при котором количе­ство выводимого из организма азота превышает его поступ­ление в организм, называют отрицательным азотистым ба­лансом. Оно возникает при питании неполноценными белка­ми, когда в организм не поступают какие-либо из незамени­мых аминокислот, при белковом или полном голодании.

Необходимо потребление не менее 0,75 г белка на 1 кг массы тела в сутки, что для взрослого здорового человека массой 70 кг составляет не менее 52,5 г полноценного белка. Для надежной стабильности азотистого баланса рекоменду­ется принимать с пищей 85-90 г белка в сутки. У детей, беременных и кормящих женщин эти нормы должны быть выше.

Обмен липидов

Липиды являются сложными эфирами глицерина и высших жирных кислот. Липиды играют в организме энергетическую и пластическую роль. За счет окисления жиров обеспечивается около 50% потребности в энергии взрослого организма. Жиры служат резервом питания организма, их запасы у человека в среднем составляют 10-20% массы тела. Из них около половины находятся в подкожной жировой клетчатке, значительное количество откладывается в боль­шом сальнике, околопочечной клетчатке и между мышцами. В состоянии голода, при действии на организм холода, при физической или психоэмоциональной нагрузке происходит интенсивное расщепление запасенных жиров. В условиях покоя после приема пищи происходит ресинтез и отложение липидов в депо. Главную энергетическую роль играют нейтральные жиры - триглицериды, а пластическую - осущест­вляют фосфолипиды, холестерин и жирные кислоты, кото­рые выполняют функции структурных компонентов клеточ­ных мембран, входят в состав липопротеидов, являются предшественниками стероидных гормонов, желчных кислот и простагландинов.

Липидные молекулы, всосавшиеся из кишечника, упа­ковываются в эпителиоцитах в транспортные частицы (хиломикроны), которые через лимфатические сосуды поступа­ют в кровоток. Липидные молекулы могут также синтезироваться в организме, за исключением ненасыщен­ных линолевой, линоленовой и арахидоновой жирных ки­слот, которые должны поступать с пищей. Эти незаменимые кислоты . Отсутствие или недостаточ­ное поступление в организм незаменимых жирных кислот приводит к задержке роста, нарушению функции почек, за­болеваниям кожи, бесплодию.

Так как холестерин и триглицериды являются гидро­фобными соединениями, нерастворимыми в плазме крови, в печени, для их транспорта формируются липопротеиды (жи­ровые вещества, связанные с белками), которые отличаются друг от друга по своему размеру, составу и физико-хими­ческим свойствам. Различают три основных группы липопротеидов: липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) и липопротеиды высокой плотности (ЛПВП).

ЛПВП - маленькие частицы, которые содержат много фосфолипидов и белков, их функция заключается в удалении избытка холестерина из сосудистой стенки и других тканей. После насыщения холе­стерином они возвращаются в печень, где холестерин и его эфиры превращаются в желчные кислоты и выводятся с жел­чью. ЛПВП снижают образование окисленных форм и счи­таются единственным антиатерогенным (т.е. препятствую­щим развитию атеросклероза) классом липопротеидов. Кро­ме того, эфиры холестерина липопротеидов высокой плотно­сти используются для синтеза стероидных гормонов в надпо­чечниках.

Обмен углеводов

Углеводы являются основным источником энергии, а также выполняют в организме пластические функции, в ходе окисления глюкозы образуются промежуточные продукты - пентозы, которые входят в состав нуклеотидов и нуклеино­вых кислот. Глюкоза необходима для синтеза некоторых аминокислот, синтеза и окисления липидов, полисахаридов.

Организм человека получает углеводы главным образом в виде растительного полисахарида крахмала и в небольшом количестве в виде животного полисахарида гликогена. В же­лудочно-кишечном тракте осуществляется их расщепление до уровня моносахаридов (глюкозы, фруктозы, лактозы, га­лактозы). Моносахариды, основным из которых является глюкоза, всасываются в кровь и через воротную вену посту­пают в печень. Здесь фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу. Внутриклеточная концентрация глюкозы в гепатоцитах близка к ее концентрации в крови. При избыточном поступлении в печень глюкозы она пре­вращается в резервную форму ее хранения - гликоген. Коли­чество гликогена может составлять у взрослого человека 150-200 г. В случае ограничения потребления пищи, при снижении уровня глюкозы в крови происходит расщепление гликогена и поступление глюкозы в кровь. В течение первых 12 ч и более после приема пищи поддержание концентрации глюкозы крови обеспечивается за счет распада гликогена в печени. После истощения запасов гликогена усиливается синтез ферментов, обеспечивающих реакции глюконеогенеза - синтеза глюкозы из лактата или аминокислот. В среднем за сутки человек потребляет 400-500 г углеводов, из которых обычно 350-100 г составляет крахмал, а 50-100 г - моно-и дисахариды. Избыток углеводов депонируется в виде жира.