Energetska razmjena čovjeka

"Ljudsko tijelo je" stroj "koji može osloboditi kemijsku energiju povezanu s" gorivom "prehrambenih proizvoda; ta "goriva" su ugljikohidrati, masti, proteini i alkohol "(WHO).

Primarna upotreba bilo kojeg od navedenih izvora ima različite karakteristike u smislu veličine energetskog metabolizma i povezanih metaboličkih pomaka.

Značajke raznih metaboličkih izvora opskrbe energijom hrane

Pokazatelji	Glukoza	Palmitat	Protein
Otpuštanje topline, kcal:
Za 1 mol oxidized	673	2398	475
1 g oksidirano	3.74	9.30	5.40
Potrošnja kisika:
Krtica	66,0	23,0	5.1
L	134	515	114
Proizvodnja ugljičnog dioksida:
Krtica	66,0	16,0	4.1
L	134	358	92
Proizvodnja ATP, mol:	36	129	23
Trošak ATP proizvoda:
A / d	18.7	18.3	20.7
U /	3.72	3.99	4.96
C / d	3.72	2.77	4.00
Brzina dišnog sustava	1.00	0.70	0,81
Ekvivalent energije po 1 litru korištenog kisika	5.02	4.66	4.17

[1], [2], [3]

Faze razmjene energije

Iako disimilacija i sinteza struktura proteina, masti i ugljikohidrata imaju karakteristične osobine i specifične oblike, međutim, u transformaciji tih različitih tvari postoji niz temeljno uobičajenih stupnjeva i regularnosti. S obzirom na energiju koja se oslobađa metabolizmom, metabolizam energije treba podijeliti u tri glavne faze.

U prvoj fazi gastrointestinalnog trakta velike molekule hranjivih tvari podijeljene su u male. 3 nastaju iz ugljikohidrata heksoza (glukoza, galaktoza, fruktoza), proteina - 20 aminokiselina, masti (triglicerida) - (, na primjer, pentoze i suradnici), glicerol i masne kiseline, kao i rijetkih šećera. To je izračunao da prosječno ljudsko tijelo tijekom svog života proteže ugljikohidrata - 17,5 m, proteina - 2,5 m, masti -. 1,3 m Broj Oslobođena energija u fazi sam samo malo, dok je izdana kao toplinu. Tako se tijekom odcjepljenja polisaharida i proteina otpušta oko 0,6%, masnoća - 0,14% ukupne energije koja nastaje kada se potpuno raspadaju do konačnih produkata metabolizma. Stoga je važnost kemijskih reakcija prve faze uglavnom u pripremi hranjivih tvari za stvarni oslobađanje energije.

U drugoj fazi, te supstance podliježu daljnjem cijepanju nepotpunim sagorijevanjem. Rezultat tih procesa - nepotpuno sagorijevanje - izgleda neočekivano. Od 25-30 nastaju tvari, osim CO2 i H2O, samo tri krajnji proizvodi: α-ketoglutarne, oksal kiselina i octena kiselina, kao što atsetilkoenzima A. Kvantitativno time prevlada acetil koenzima A. Tijekom faze II oslobađa oko 30% energije sadržane u hranjivim tvarima tvari.

U trećoj fazi, takozvani ciklus Krebs trikarboksilne kiseline, tri konačna produkta faze II spaljuju se u ugljični dioksid i vodu. Istodobno se oslobađa 60-70% energije hranjivih tvari. Krebsov ciklus je zajednički kraj puta za cijepanje ugljikohidrata, proteina i masti. To je, kako bilo, ključna točka u razmjeni, gdje se konvergencije različitih struktura konvergiraju i moguće je međusobno prijelaz sintetskih reakcija.

Za razliku od faze I - faze hidrolize u gastrointestinalnom traktu - u fazi II i III cijepanja tvari, ne pojavljuje se samo oslobađanje energije nego i posebna vrsta akumulacije.

Reakcije izmjene energije

Očuvanje energije provodi se pretvaranjem energije razdvajanja prehrambenih proizvoda u poseban oblik kemijskih spojeva nazvanih makroergama. Nositelji ove kemijske energije u tijelu su različiti fosforni spojevi u kojima je veza ostatka fosfatne kiseline makroergonska veza.

Glavno mjesto u energetskom metabolizmu pripada pirofosfatnoj vezi s strukturom adenozin trifosfata. U obliku ovog spoja u tijelu, koristi se 60 do 70% ukupne energije koja se oslobađa tijekom raspada proteina, masti, ugljikohidrata. Korištenje energije (oksidacija u obliku ATP) ima veliku biološku važnost, jer je ovim mehanizmom moguće razdvojiti mjesto i vrijeme otpuštanja energije i njegovu stvarnu potrošnju u procesu funkcioniranja organa. Procjenjuje se da je u 24 sata količina formiranog ATP-a i podjela u tijelu približno jednaka masi tijela. Pretvorba ATP-a u ADP oslobađa 41,84-50,2 kJ, ili 10-12 kcal.

Dobivena metabolička energija troši na glavnom razmjene, t, E. Održavanje života u stanju mirovanja pri sobnoj temperaturi od 20 ° C, porast (plastika metabolizam), mišićni rad i probave i apsorpcije hrane (specifično aktivna radnja hrana). Postoje razlike u potrošnji energije koji nastaje zbog razmjene, kod odrasle osobe i djeteta.

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

Osnovna razmjena

Dijete, kao i svi sisavci koji su rođeni nezreli, imaju početno povećanje bazalnog metabolizma na 1 1/2 godine, a zatim se nastavlja stabilno povećavati u apsolutnim vrijednostima, a redovito se smanjuje po jediničnoj tjelesnoj težini.

Često se koriste računalne metode za izračunavanje bazalnog metabolizma. Formule se obično fokusiraju na pokazatelje duljine ili tjelesne težine.

Izračunavanje bazalnog metabolizma kroz tjelesnu težinu (kcal / dan). Preporuke FAO / BO3

Godine	Dječaci	Djevojke
0-2 godine	60,9 P-54	61 P - 51
3-9 godina	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

Ukupna energija dobivena iz hrane se distribuira kako bi se osigurao osnovni metabolizam, specifičan dinamički učinak hrane, gubitke topline povezane s izlučivanjem, fizička (motorička) aktivnost i rast. U strukturi distribucije energije, tj. Energetskoj razmjeni razlikuje se:

• Primljena energija (iz hrane) = Deponirana energija + Korištena energija.
• Apsorbirana energija = Primljena energija - Energija se izlučuje.
• Energija metabolizirana = primljena energija - opskrba energijom (život) i aktivnost, ili "osnovni troškovi".
• Energija osnovnih troškova jednaka je zbroju:
  • bazalni metabolizam;
  • termoregulacija;
  • zagrijavanje učinka hrane (SDDP);
  • troškovi aktivnosti;
  • troškovi za sintezu novih tkiva.
• Energija odlaganja je energija potrošena na taloženje proteina i masti. Glikogen se ne uzima u obzir, budući da je njegovo taloženje (1%) beznačajno.
• Energija taloženja = Energija metabolizirana - Energija osnovnih troškova.
• Energetski trošak rasta = Energija sinteze novih tkiva + Energija pohranjena u novo tkivo.

Glavne dobne razlike su odnos između troškova rasta i, u manjoj mjeri, aktivnosti.

Dobna obilježja distribucije dnevnih energetskih izdataka (kcal / kg)

Godine	Osnovna razmjena	SDDP	Gubici na izlučivanju	Djelatnost	Rast	Samo
Preuranjen	60	7	20	15	50	152
8 tjedana	55	7	11	17	20	110
10 mjeseci	55	7	11	17	20	110
4 godine	40	6	8	25	8-10	87-89
14 godina	35	6	6	20	14	81
Odrasla osoba	25	6	6	10	0	47

Kao što se može vidjeti, trošak rasta je vrlo značajan za malu novorođenčad i tijekom prve godine života. Naravno, u odrasloj osobi jednostavno su odsutni. Tjelesna aktivnost stvara značajne izdatke za energiju, čak i kod novorođenčadi i dojenčeta, gdje su izraz dojki, anksioznosti, plač i vrištanje.

Uz djetetovu anksioznost, potrošnja energije povećava se za 20-60%, a kad se vikne - 2-3 puta. Bolesti zahtijevaju energetske troškove. Posebno se povećavaju s povećanjem tjelesne temperature (povećanjem od 1 ° C u porastu metabolizma je 10-16%).

Za razliku od odrasle osobe, djeca imaju puno energije potrošenih na rast (plastični metabolizam). Sada je utvrđeno da za nakupljanje 1 g tjelesne težine, tj. Novo tkivo, potrebno je potrošiti približno 29,3 kJ ili 7 kcal. Sljedeća je procjena točnija:

• Energetski "rast" rasta = Energija sinteze + Energija taloženja u novom tkivu.

U preuranjenoj bebi, energija sinteze je 1,3 do 5 kJ (0,3 do 1,2 kcal) po gramu, dodano tjelesnoj težini. U terminima - 1,3 kJ (0,3 kcal) po 1 g nove tjelesne težine.

Ukupni troškovi energije rasta:

• do 1 godine = 21 kJ (5 kcal) po 1 g novog tkiva,
• nakon 1 godine = 36,5-50,4 kJ (8,7-12 kcal) po 1 g novog tkiva, ili oko 1% ukupne energije količine hranjivih tvari.

Budući da se stopa rasta kod djece razlikuje u različitim razdobljima, udio plastičnog metabolizma u ukupnim potrošnjama energije je različit. Najintenzivniji je rast u intrauterini razdoblju razvoja, kada se masa ljudskog embrija povećava za milijardu 20 milijuna puta (1,02 × 10 9). Stopa rasta i dalje je prilično visoka u prvim mjesecima života. To se očituje značajnim povećanjem tjelesne težine. Dakle, u djece prva 3 mjeseca udio „plastični” razmjeni energije izdacima 46%, onda u prvoj godini je smanjen, međutim, s 4 godine, a posebno u puberteta, povećanje stope rasta, što je opet se ogleda kao povećanje plastične zamjenu. U prosjeku, kod djece od 6 do 12 godina, 12% energetskih potreba potrošeno je na rast.

Troškovi energije za rast

Godine	Tjelesna težina, kg	Dobitak težine, g / dan	Cijena energije , kcal / dan	Cijena energije , kcal / (kg dan)	Kao postotak osnovne razmjene
1 mjesec	3.9	30	146	37	71
3 »	5.8	28	136	23	41
6 »	8.0	20	126	16	28
1 godina	10.4	10	63	6	11
5 godina	17.6	5	32	2	4
14 godina, djevojke	47.5	18	113	2	8
16 godina, momci	54,0	18	113	2	7

[9], [10]

Potrošnja energije za teško izgubljene gubitke

Za teško obračunava gubici uključuju gubitke od separator masti, probavni sokovi i tajne, generirana u zidu probavnog trakta te u žlijezdama, s odljuštenim epitelnih stanica od pada daleko pokrivanje stanica kože, kose, noktiju, znoja i početka puberteta kod djevojčica - s menstruacijskom krvlju. Nažalost, ovo pitanje nije proučavano kod djece. Vjeruje se da je kod djece starije od godinu dana oko 8% troškova energije.

[11]

Potrošnja energije za aktivnost i održavanje konstantne tjelesne temperature

Udio potrošnje energije na aktivnost i održavanje tjelesne temperature varira s dobi djeteta (nakon 5 godina to je uključeno u koncept mišićnog rada). Prvih 30 minuta nakon rođenja, temperatura tijela novorođenčeta smanjuje se za gotovo 2 ° C, što uzrokuje znatan trošak energije. U dojenčadi održavati stalnu temperaturu tijela na sobnoj temperaturi ispod kritične vrijednosti (28 ... 32 ° C) i aktivnosti tijelo djeteta je prisiljen provesti 200,8-418,4 kJ / (kg • dan) ili 48-100 kcal / (kg • dan). Stoga, s dobi, povećava se apsolutni trošak energije na održavanju konstantnosti tjelesne temperature i aktivnosti.

Međutim, udio potrošnje energije za održavanje konstanta tjelesne temperature u djece prve godine života je niži, to je manji dijete. Ponovno se smanjuje potrošnja energije, budući da se površina tijela, koja se odnosi na 1 kg tjelesne težine, ponovno smanjuje. U isto vrijeme, potrošnja energije za aktivnost (mišićni rad) povećava se kod djece u dobi godine kada dijete počinje hodati, trčati, vježbati ili igrati se sportom.

Trošak energije tjelesne aktivnosti

Vrsta pokreta	Cal / min
Vožnja biciklom na maloj brzini	4.5
Vožnja biciklom u prosječnoj brzini	7.0
Vožnja biciklom pri velikoj brzini	11.1
Igranje	3,3-7,7
Nogomet	8.9
Gimnastičke vježbe na školjkama	3.5
Trčanje sprinta	13,3-16,8
Trčanje za velike udaljenosti	10.6
Klizanje	11.5
Skijaško trčanje na umjerenoj brzini	10,8-15,9
Trčanje na skijama pri najvećoj brzini	18.6
Plivanje	11,0-14,0

U djece u dobi od 6 do 12 godina, udio energije potrošenih na tjelesnu aktivnost iznosi približno 25% energetske potrebe, au odrasloj osobi - 1/3.

[12], [13]

Specifično dinamičko djelovanje hrane

Specifičan dinamički učinak hrane varira ovisno o prirodi hrane. Jače se izražava hranom bogatom proteinom, manje - uz unos masti i ugljikohidrata. U djece druge godine života specifični dinamički učinak hrane iznosi 7-8%, kod djece starijih godina - iznad 5%.

Troškovi za provedbu i suočavanje sa stresom

Ovo je prirodni smjer normalnog života i potrošnje energije. Proces životnog i društvenog prilagođavanja, obrazovanja i športa, formiranje međuljudskih odnosa - sve to može biti praćeno stresom i dodatnim troškovima energije. U prosjeku, to je dodatnih 10% dnevnih energetskih "obroka". Međutim, u akutnim i teškim bolestima ili traumama, razina troškova stresa može se vrlo značajno povećati, a to zahtijeva razmatranje pri izračunavanju prehrane.

Dati su podaci o povećanju energetskih zahtjeva za stresom.

Države	Promjena energetske potrebe
Opekline ovisi o postotku spaljenog tijela	+ 30 ... 70%
Više ozljeda s hardverskom ventilacijom	+ 20 ... 30%
Teške infekcije i višestruka trauma	+ 10 ... 20%
Postoperativno razdoblje, manje infekcije, frakture kostiju	0 ... + 10%

Trajna neravnoteža energije (višak ili nedostatak) uzrokuje promjenu tjelesne težine i duljine tijela sa svim razvojnim indeksima i biološkim dobima. Čak i umjerena neishranjenost (4-5%) može uzrokovati kašnjenje u razvoju djeteta. Stoga, sigurnost energetske sigurnosti postaje jedan od najvažnijih uvjeta za adekvatnost rasta i razvoja. Izračunavanje ove sigurnosti je neophodno za redovito obavljanje. U većini djece smjernice za analizu mogu biti preporuke o ukupnoj energiji dnevnog obroka, za neke djece s posebnim zdravstvenim ili životnim uvjetima, potreban je pojedinačni izračun za zbroj svih komponenti koje troše energiju. Primjer upotrebe uobičajenih dobnih standarda sigurnosti i mogućnosti određene korekcije tih standarda mogu biti sljedeće metode za izračunavanje troškova energije.

Metoda proračuna za određivanje bazalnog metabolizma

Do 3 godine	3-10 godina	10-18 godina
Dječaci
X = 0,249 kg-0,127	X = 0,095 kg + 2,110	X = 0,074 kg + 2,754
Djevojke
X = 0,244 kg-0,130	X = 0,085 kg + 2,033	X = 0,056 kg + 2,898

[14], [15],

Dodatni troškovi

Naknada štete - glavna razmjena se množi: za manje operacije, za 1,2; na skeletnoj traumi - na 1,35; u sepsi - na 1,6; s opeklinama - do 2.1.

Specifično-dinamičko djelovanje hrane: + 10% osnovnog metabolizma.

Tjelesna aktivnost: ležaj u krevetu + 10% osnovnog metabolizma; sjedi u stolici + 20% osnovnog metabolizma; pacijentov režim + 30% osnovne razmjene.

Troškovi groznice: na 1 ° s prosječnim dnevnim porastom temperature tijela + 10-12% od osnovne razmjene.

Dobitak težine: do 1 kg / tjedan + 1260 kJ (300 kcal) dnevno.

Uobičajeno je formulirati određene standarde dobne energije za stanovništvo. Mnoge zemlje imaju takve propise. Na temelju njih razvijaju se svi oblici hrane organiziranih kolektiva. Pojedinačna dijeta također se provjerava s njima.

Preporuke o energetskoj vrijednosti prehrane za malu djecu i do 11 godina

	0-2 mjeseci	3-5 mjeseci	6-11 mjeseci	1-3 godina	3-7 godina	7-10 godina
Energija, ukupno, kcal	-	-	-	1540	1970	2300
Energija, kcal / kg	115	115	110	-	-	-

Preporuke za regulaciju energije (kcal / (kg • dan))

Dob, mjesec	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

Obračun i ispravak metabolizam energije usmjerene su na uklanjanje deficita osnovnih nositeljima energije, tj. E. Prvenstveno ugljikohidrata i gđa jarak. Međutim, korištenje određene svrhe medija moguće je samo uzimajući u obzir sigurnost i ispraviti mnoge od osnovnih potreba povezanih s mikronutrijenata. Stoga je posebno važno je imenovanje kalijevog fosfata, vitamina B, posebno tiamina i riboflavina, ponekad karnitin, antioksidansi i drugi. Ukoliko to ne učini, može doći nespojivo sa stanjem života koji nastaje upravo kad je energetski intenzivan prehrana, posebno parenteralna.