Základní metabolismus (bazální metabolismus). Metabolismus a energie na různých úrovních funkční aktivity těla

Metabolismus je soubor procesů vstupujících do těla živin, jejich využití tělem k syntéze buněčných struktur a produkci energie, jakož i uvolňování konečných produktů do životního prostředí. Metabolismus probíhá ve třech fázích: 1) vstup látek do těla (zajišťuje trávicí soustava); 2) využití látek buňkami těla a 3) uvolňování produktů rozkladu do životního prostředí prostřednictvím dýchacího a vylučovacího systému.

Výživa je soubor živin a toho, jak vstupují do těla. Živiny jsou produkty hydrolýzy tuků, bílkovin a sacharidů (monomery0 - plast a energetická hmota, dále voda, minerální soli a vitamíny, což jsou pouze plasty.

Asimilace je soubor procesů, které zajišťují přísun živin do vnitřního prostředí těla a jejich využití pro syntézu buněčných struktur a buněčných sekretů.

Trávení je první fází asimilace (štěpení bílkovin, tuků a sacharidů potravy hydrolýzou). Konečnými produkty hydrolýzy bílkovin jsou aminokyseliny a nukleotidy; sacharidy – monosacharidy; tuky – mastné kyseliny, monoglyceridy.

Anabolismus je poslední částí asimilace, souboru intracelulárních procesů, které zajišťují syntézu struktur a sekrecí buněk těla. Počáteční produkty anabolismu jsou: monomery (aminokyseliny, monosacharidy, mastné kyseliny, monoglyceridy, nukleotidy), dále voda, minerální soli a vitamíny; poslední jsou polymery: specifické bílkoviny, tuky, sacharidy, nukleové kyseliny. Anabolismus zajišťuje obnovu buněčných struktur, které se rozpadly během procesu disimilace, obnovení energetického potenciálu a růstu vyvíjejícího se organismu.

Disimilace je proces rozkladu buněčných struktur na monomery a jiné sloučeniny bez uvolnění energie. Počátečními produkty disimilace jsou bílkoviny, tuky a sacharidy tělesných buněk, konečnými produkty jsou aminokyseliny, monosacharidy, mastné kyseliny, nukleotidy obsahující energii.

Katabolismus je proces rozkladu monomerů a dalších sloučenin vstupujících do buňky z krve na konečné produkty (voda, oxid uhličitý a amoniak) za uvolnění energie.

Základní energetický metabolismus

Množství energie vynaložené tělem na vykonávání životních funkcí se nazývá bazální metabolismus. Jedná se o výdej energie na udržení stálé tělesné teploty, fungování vnitřních orgánů, nervového systému a žláz. Bazální metabolismus se měří metodami přímé a nepřímé kalorimetrie za základních podmínek, tzn. vleže s uvolněnými svaly, při příjemné teplotě, na lačný žaludek. Podle povrchového zákona, formulovaného v 19. století Rubnerem a Richetem, je množství bazálního metabolismu přímo úměrné povrchu těla. Je to dáno tím, že největší množství energie je vynaloženo na udržení stálé tělesné teploty. Kromě toho je množství bazálního metabolismu ovlivněno pohlavím, věkem, podmínkami prostředí, výživou, stavem žláz s vnitřní sekrecí a nervovým systémem. U mužů je bazální metabolismus o 10 % vyšší než u žen. U dětí je jeho hodnota v poměru k tělesné hmotnosti větší než v dospělosti, ale u seniorů je naopak menší. V chladném klimatu nebo v zimě se zvyšuje a v létě snižuje. Při hypertyreóze se výrazně zvyšuje a při hypotyreóze klesá. V průměru je bazální metabolismus u mužů 1700 kcal / den a u žen - 1550.

Obecný energetický metabolismus

Obecný energetický metabolismus je souhrnem bazálního metabolismu, pracovního metabolismu a energie specifického dynamického působení potravy. Pracovní editace je energetický výdej na fyzickou a duševní práci. Podle charakteru výrobních činností a spotřeby energie se rozlišují tyto skupiny pracovníků:

1. Osoby duševní práce (učitelé, studenti, lékaři atd.). Jejich energetická spotřeba je 2200-3300 kcal/den.

2. Dělníci zabývající se mechanizovanou prací (montéři na dopravním pásu). 2350-3500 kcal/den.

3. Osoby vykonávající částečně mechanizovanou práci (řidiči). 2500-3700 kcal/den.

4. Ti, kteří se zabývají těžkou nemechanizovanou prací (nakladače). 2900-4200 kcal/den.

Specifickým dynamickým efektem potravy je spotřeba energie na vstřebávání živin. Tento efekt je nejvýraznější u bílkovin, méně pak u tuků a sacharidů. Zejména bílkoviny zvyšují energetický metabolismus o 30 %, tuky a sacharidy o 15 %.

Fyzikální základy výživy. Režimy napájení.

V závislosti na věku, pohlaví, profesi by měla být spotřeba bílkovin, tuků, sacharidů: pro muže skupiny I-IV (1: 1: 4)

· Belkov – 96-108 g.

· Tuk – 90-120 g.

· Sacharidy – 382-552 g.

u žen ve skupinách I-IV (1:1:4)

· Belkov – 82-92 let.

· Tuk – 77-102 g.

· Sacharidy – 303-444 g.

V minulém století Rubner formuloval zákon izodynamiky, podle kterého lze potravinové látky zaměňovat ve své energetické hodnotě. Má však relativní význam, protože proteiny, které plní plastickou roli, nelze syntetizovat z jiných látek. Totéž platí pro esenciální mastné kyseliny. Proto je nutná strava vyvážená ve všech živinách. Kromě toho je nutné vzít v úvahu stravitelnost potravin. To je poměr živin absorbovaných a vyloučených stolicí. Nejsnáze stravitelné jsou živočišné produkty. Živočišné bílkoviny by proto měly tvořit alespoň 50 % denní bílkovinné stravy a tuky by neměly přesáhnout 70 % tuku.

Dietou rozumíme frekvenci příjmu potravy a rozložení jejího obsahu kalorií pro každé jídlo. Při třech jídlech denně by snídaně měla tvořit 30 % denního příjmu kalorií, oběd 50 %, večeře 20 %. Při více fyziologii čtyři jídla denně, snídaně 30 %, oběd 40 %, odpolední svačina 10 %, večeře 20 %. Interval mezi snídaní a obědem není delší než 5 hodin a večeře by měla být alespoň 3 hodiny před spaním. Doba jídla by měla být konstantní.

Mnoho lidí věří, že metabolismus a rychlost trávení potravy jsou synonyma, ale to je špatně. Uvádíme správnou definici metabolismu a chápeme, na čem závisí jeho rychlost a k jakým problémům a selháním mohou vést.

Metabolismus (také nazývaný metabolismus) je základem životně důležitých procesů probíhajících v těle. Metabolismus se týká všech biochemických procesů probíhajících uvnitř buněk. Tělo se o sebe neustále stará, využívá (nebo ukládá do rezervních zásob) přijaté živiny, vitamíny, minerály a stopové prvky k zajištění všech tělesných funkcí.

Pro metabolismus, který je řízen mimo jiné endokrinologickým a nervovým systémem, mají velký význam hormony a enzymy. Tradičně jsou játra považována za nejdůležitější orgán v metabolismu.

Aby tělo mohlo plnit všechny své funkce, potřebuje energii, kterou čerpá z bílkovin, tuků a sacharidů získaných potravou. Proto lze proces asimilace potravy považovat za jednu z nezbytných podmínek metabolismu.

Metabolismus probíhá automaticky. Právě to umožňuje buňkám, orgánům a tkáním samostatné zotavení po vlivu určitých vnějších faktorů nebo vnitřních selhání.

Co je podstatou metabolismu?

Metabolismus je změna, přeměna, zpracování chemických látek a také energie. Tento proces se skládá ze 2 hlavních vzájemně propojených fází:

Katabolismus (z řeckého slova pro „zničení“). Katabolismus zahrnuje rozklad složitých organických látek vstupujících do těla na jednodušší. Jedná se o speciální výměnu energie, ke které dochází při oxidaci nebo rozkladu určité chemické nebo organické látky. V důsledku toho se v těle uvolňuje energie (většina se rozptýlí ve formě tepla, zbytek se později využije při anabolických reakcích a při tvorbě ATP);
Anabolismus (z řeckého slova pro „vzestup“). Během této fáze se tvoří pro tělo důležité látky – aminokyseliny, cukr a bílkoviny. Tato výměna plastů vyžaduje velké množství energie.

Jednoduše řečeno, katabolismus a anabolismus jsou dva stejné procesy v metabolismu, které se postupně a cyklicky nahrazují.

Co ovlivňuje rychlost metabolických procesů

Jednou z možných příčin pomalého metabolismu je genetická vada. Existuje předpoklad, že rychlost procesu spalování energie závisí nejen na věku (probereme níže) a tělesné stavbě, ale také na přítomnosti určitého individuálního genu.

V roce 2013 byla provedena studie, která zjistila, že příčinou pomalého metabolismu může být mutace KSR2, genu odpovědného za metabolismus. Pokud je v ní vada, pak její nositel či nositel pocítí nejen zvýšenou chuť k jídlu, ale také pomalejší (ve srovnání se zdravými lidmi) bazální metabolismus ( Cca. red.: bazálním metabolismem rozumíme minimální množství energie, které tělo potřebuje ráno pro normální fungování vleže i v bdělém stavu před prvním jídlem). Vzhledem k tomu, že tuto genetickou vadu má méně než 1 % dospělých a méně než 2 % dětí s nadváhou, lze však tuto hypotézu jen stěží označit za jedinou správnou.

S mnohem větší jistotou vědci tvrdí, že rychlost metabolismu závisí na pohlaví člověka.

Nizozemští vědci tedy zjistili, že muži mají skutečně aktivnější metabolismus než ženy. Tento jev si vysvětlují tím, že muži mají většinou více svalové hmoty, těžší kosti a nižší procento tělesného tuku, protože v klidu (mluvíme o bazálním metabolismu) a při pohybu spotřebovávají více energie.

S věkem se také zpomaluje metabolismus a mohou za to hormony. Čím je žena starší, tím méně estrogenu její tělo produkuje: to způsobuje vznik (nebo nárůst existujících) tukových usazenin v oblasti břicha. U mužů klesá hladina testosteronu, což vede k úbytku svalové hmoty. Navíc – a tentokrát mluvíme o lidech obou pohlaví – tělo postupem času začne produkovat stále méně růstového hormonu somatotropinu, který má také stimulovat odbourávání tuků.

Odpovězte na 5 otázek a zjistěte, jak rychlý máte metabolismus!

Je vám často horko? Lidé s dobrým metabolismem mají tendenci pociťovat horko častěji než lidé se špatným (pomalým) metabolismem a je jim mnohem méně zima. Pokud jste nevstoupili do premenopauzálního období, pak lze kladnou odpověď na tuto otázku považovat za jeden z příznaků, že váš metabolismus je v pořádku.

Jak rychle se zotavujete? Pokud máte sklony k rychlému přibírání na váze, pak se dá předpokládat, že váš metabolismus nefunguje zcela správně. Při správném metabolismu je výsledná energie spotřebována téměř okamžitě a neukládá se jako tuk v depu.

Cítíte se často veselí a plní energie? Lidé s pomalým metabolismem se často cítí unavení a přetížení.

Trávíte jídlo rychle? Lidé s dobrým metabolismem se obvykle chlubí dobrým trávením. Častá zácpa je často signálem, že s vaším metabolismem není něco v pořádku.

Jak často a kolik jíš? Máte často hlad a hodně jíte? Dobrá chuť k jídlu obvykle naznačuje, že tělo rychle absorbuje jídlo, což je známkou rychlého metabolismu. Ale to samozřejmě není důvod, proč se vzdát správné výživy a aktivního životního stylu.

Všimněte si, že příliš rychlý metabolismus, o kterém mnoho lidí sní, je také plný problémů: může vést k nespavosti, nervozitě, hubnutí a dokonce problémům se srdcem a krevními cévami.

Jak navázat výměny pomocí výživy?

Existuje poměrně mnoho potravin, které mohou mít příznivý vliv na metabolismus, například:

zelenina bohatá na hrubou vlákninu (řepa, celer, zelí, mrkev);
libové maso (kuřecí řízek bez kůže, telecí);
zelený čaj, citrusové plody, zázvor;
ryby bohaté na fosfor (zejména mořské ryby);
exotické ovoce (avokádo, kokosové ořechy, banány);
zelenina (kopr, petržel, bazalka).

Zkontrolujte, zda neděláte nějaké chyby ve stravování, kvůli kterým se váš metabolismus zbytečně nezpomaluje!

Chyba #1. Ve vaší stravě je příliš málo zdravých tuků

Zajímají vás produkty s označením light? Ujistěte se, že konzumujete dostatek nenasycených mastných kyselin, které se nacházejí v lososu nebo avokádu. Pomáhají také udržovat hladinu inzulínu v normálních mezích a zabraňují zpomalení vašeho metabolismu.

Chyba #2. Váš jídelníček obsahuje spoustu polotovarů a hotových jídel

Pozorně si prostudujte etikety, s největší pravděpodobností zjistíte, že cukr obsahují i ty výrobky, kde by neměl být vůbec. Je to on, kdo je zodpovědný za nárůst hladiny glukózy v krvi. Nepokládejte své tělo na horskou dráhu s jídlem. Tělo totiž takové změny považuje za signál, že je čas ukládat více tuku.\

Chyba #3. Často ignorujete návaly hladu a vynecháváte jídlo

Důležité je nejen to, co jíte, ale také kdy to jíte (je třeba jíst pravidelně a ve stejnou dobu). Každý, kdo čeká, až se jeho žaludek začne svírat hladovými křečemi (nebo zcela ignoruje signály těla), riskuje negativní ovlivnění rychlosti metabolismu. V tomto případě nelze očekávat nic dobrého. Alespoň večerní brutální záchvaty hladu, kterým se nelze vyhnout, rozhodně do kategorie „dobré“ nespadají.

Příčiny a důsledky metabolických poruch

Mezi důvody selhání metabolických procesů patří patologické změny ve fungování nadledvin, hypofýzy a štítné žlázy.

Mezi předpoklady neúspěchu navíc patří nedodržování diety (suchá strava, časté přejídání, chorobná posedlost přísnými dietami), ale i špatná dědičnost.

Existuje řada vnějších znaků, pomocí kterých se můžete samostatně naučit rozpoznávat problémy katabolismu a anabolismu:

podváha nebo nadváha;
somatická únava a otoky horních a dolních končetin;
oslabené nehtové ploténky a lámavé vlasy;
kožní vyrážky, pupínky, olupování, bledost nebo zarudnutí kůže.

Pokud je váš metabolismus výborný, pak bude vaše tělo štíhlé, vaše vlasy a nehty pevné, pleť bez kosmetických vad a zdraví.

V podmínkách úplného odpočinku člověk vydává určité množství energie. Tento výdaj je způsoben tím, že v našem těle je spojen nepřetržitý výdej energie

se svou životní činností. Vynakládá se velké množství energie, která při kontrakci odvádí významnou práci, ledviny, kde nepřetržitě probíhá proces tvorby moči, dýchací svaly, které se pravidelně stahují, játra, kde probíhají procesy tvorby žluči a všechny ostatní orgány a tkáně živého organismu.

Množství energie, které tělo vydá v úplném klidu, nalačno, tedy 12-16 hodin po jídle a při teplotě 18-20°, se nazývá bazální metabolismus.

Základní metabolismus se zjišťuje metodou nepřímé kalorimetrie, tedy studiem výměny plynů.

Průměrný bazální metabolismus pro dospělého zdravého člověka je 1 velká kalorie na 1 kg hmotnosti po dobu 1 hodiny.

Pro člověka vážícího 70 kg bude bazální metabolismus 70×24 = 1680 velkých kalorií. Jedná se o množství energie, které je vynaloženo na zajištění životních funkcí těla. Bazální metabolismus závisí na pohlaví, věku, výšce a váze člověka. Muži mají vyšší bazální metabolismus než ženy stejné hmotnosti.

Množství bazálního metabolismu na 1 kg tělesné hmotnosti je u dětí větší než u dospělých, ale tvorba tepla s věkem klesá. Pokles výroby tepla pokračuje až 20 let. Od 20 do 40 let se tvorba tepla nemění a po 40 letech opět klesá.

Studie ukázaly, že u různých zvířat hodnota bazálního metabolismu, přepočtená na 1 kg hmotnosti, značně kolísá: čím menší zvíře, tím vyšší je bazální metabolismus na 1 kg hmotnosti. 1 kg hmotnosti. Mezitím při výpočtu nikoli na hmotnost, ale na jednotku tělesného povrchu se ukázalo, že téměř u všech zvířat je množství energie vynaložené na 1 m 2 tělesného povrchu přibližně stejné nebo se pohybuje v nevýznamných mezích. To je vidět z mogu 10.

STŮL Základní metabolismus při přepočtu na 1 m2 tělesného povrchu a na 1 kg tělesné hmotnosti u různých zvířat a lidí

Tento vzorec se nazývá povrchový zákon, ale není absolutní. Tento zákon však umožňuje stanovit nejvhodnější míru bazálního metabolismu pro srovnání: počet kalorií na jednotku tělesného povrchu za den.

Změny bazálního metabolismu jsou pozorovány při narušení činnosti žláz s vnitřní sekrecí. Například zvýšená funkce štítné žlázy vede ke zvýšení bazálního metabolismu, který se často měří pro diagnostické účely.

Spotřeba energie během provozu

Bazální metabolismus pro zdravého dospělého člověka je v průměru 1700 kalorií. Při svalové práci se spotřeba energie rychle zvyšuje: čím těžší je svalová práce, tím více energie člověk vydává.

Při práci je důležité vypočítat faktor účinnosti, tedy poměr vykonané práce k množství vynaložené energie. Studie ukázala, že míra účinnosti u lidí je v průměru 20 %; během tréninku se zvyšuje a dosahuje 25-35%.

Podle množství vynaložené energie lze lidi různých profesí rozdělit do několika skupin.

První skupina. Práce v sedě, která nevyžaduje velké pohyby svalů: administrativní pracovníci, litografové atd., -2200-2400 velkých kalorií.

STŮLSpotřeba energie za den osob různých profesí

Profese	Spotřeba energie za den ve velkých kaloriích
Kovové soustruhy a instrumentálky krabice	3300
Kováři	3700 — 4000
Pracovníci válcovny	3500 — 4100
Slévárenští dělníci	4000 — 4500
Tesaři	4500
Nosiče cihel	5400
Zedníci, zedníci	6000
Řidiči traktorů	3000
Pahari….	4700 — 5000
Sekačky:
Ruční sekání	7200
Stroj	3600
Pletařky svazků	5300-6500
Studenti medicíny	2800-3000
Studenti 8-11 let	1900
12-14	2400

Druhá skupina. Práce v sedě - krejčí, mechanik pro jemnou práci - 2600 2800 velkých kalorií.

Třetí skupina. Střední svalová práce: botapřezdívky, pošťáci, lékaři, laboratorní pracovníci - 3000 velkých kalorií.

Čtvrtá skupina. Intenzivní svalová práce: kovodělníci, malíři, tesaři - 3400-3600 velkých kalorií.

Pátá skupina. Těžká fyzická práce - 4000 velkých kalorií nebo více.

Šestá skupina. Velmi tvrdá práce - 5000 velkých kalorií nebo více.

Duševní práce spotřebovává velmi málo energie. V případě, kdy je duševní práce kombinována s pohybem a svalovou zátěží, například u umělce nebo řečníka, spotřeba energie stoupá.

V posledních letech byl podrobně studován energetický výdej u lidí různých profesí. Tyto údaje jsou poskytovány v stůl

REGULACE METABOLISMU A ENERGIE

Při studiu účinku posílení nervu srdce And . P. Pavlov ukázal, že výztužný nerv má trofický účinek na srdeční sval, to znamená, že mění intenzitu metabolismu, který se v něm vyskytuje.

Doktrína trofické funkce nervového systému byla široce rozvinuta sovětskou fyziologií. Je ukázána role autonomního nervového systému v regulaci metabolismu a energie. Toto působení se uskutečňuje vlivem nervového systému na energii, a to jak přímo, tak prostřednictvím fyziologicky aktivních hormonů.

Energii ovlivňují různé části nervového systému. Pokud je zvíře vstříknuto do spodní části čtvrté komory prodloužené míchy, dojde k prudkému zvýšení krevního cukru a cukr se začne vylučovat močí. Aktivita diencephalonu je spojena s metabolismem bílkovin.

Energii ovlivňují mozkové hemisféry. Pokusy provedené v laboratoři K. M. Bykova prokázaly úzkou souvislost mezi činností mozkové kůry a metabolismem a energií.

Při pozorováních pracovníků bylo zjištěno, že pokud pracovník sedí tiše na židli v dílně a ostatní členové jeho týmu pracují, prudce se zvyšuje i metabolismus a spotřeba energie sedícího pracovníka. Je jasné, že k tomu může dojít pouze pod vlivem mozkové kůry.

V dalším pozorování byl stanoven bazální metabolismus pracovníka a pracovní hluk z dílny se dostal do místnosti, kde bylo toto stanovení provedeno. Za těchto podmínek se bazální metabolismus zvýšil o 15–30 %. V den pracovního klidu nebyl takový nárůst pozorován.

Jak již bylo řečeno, metabolismus ovlivňují hormony žláz s vnitřní sekrecí. Na metabolismus sacharidů má vliv hormon nadledvin - adrenalin a hormon slinivky břišní - inzulin. Metabolismus tuků a bílkovin ovlivňují hormony štítné žlázy, hypofýzy a pohlavních žláz.

Uvolňování hormonů je regulováno nervovým systémem, takže hormony ve zdravém těle působí stejným směrem jako v tuto chvíli. Nervové a hormonální vlivy představují jediný mechanismus.

Různým metabolickým poruchám, které vznikají při narušení činnosti té či oné žlázy s vnitřní sekrecí, se budeme podrobně věnovat v kapitole o žlázách s vnitřní sekrecí.

Článek na téma Základní metabolismus u člověka

Obsah tématu "Metabolismus a energie. Výživa. Základní metabolismus.":
1. Metabolismus a energie. Výživa. Anabolismus. Katabolismus.
2. Bílkoviny a jejich role v organismu. Koeficient opotřebení pryže. Pozitivní dusíková bilance. Negativní dusíková bilance.
3. Lipidy a jejich role v organismu. Tuky. Buněčné lipidy. Fosfolipidy. Cholesterol.
4. Hnědý tuk. Hnědá tuková tkáň. Lipidy krevní plazmy. Lipoproteiny. LDL. HDL. VLDL.
5. Sacharidy a jejich role v organismu. Glukóza. Glykogen.

8. Role metabolismu při uspokojování energetických potřeb organismu. Fosforylační koeficient. Kalorický ekvivalent kyslíku.
9. Metody hodnocení energetického výdeje organismu. Přímá kalorimetrie. Nepřímá kalorimetrie.

Pod bazálního metabolismu rozumět minimální úrovni energetického výdeje nezbytného k udržení životních funkcí těla v podmínkách relativně úplného fyzického, emocionálního a duševního odpočinku. Ve stavu relativního klidu se energie vynakládá na funkce nervové soustavy, neustále probíhající syntézu látek, činnost iontových pump, udržování tělesné teploty, činnost dýchacích svalů, hladké svaly, práci srdce a ledviny.

Energetická spotřeba těla zvýšení během fyzické a duševní práce, psycho-emocionálního stresu, po jídle a při poklesu okolní teploty. Aby se vyloučil vliv uvedených faktorů na výši energetického výdeje, je stanovení bazálního metabolismu prováděno za standardních, přísně kontrolovaných podmínek: ráno, vleže, s maximálním uvolněním svalů, za bdělého stavu, v podmínky teplotního komfortu (asi 22 °C), nalačno (12-14 hodin po jídle). Hodnoty bazálního metabolismu získané za takových podmínek charakterizují počáteční „bazální“ úroveň energetického výdeje těla.

Pro dospělého je průměrná hodnota bazální rychlost metabolismu rovná se 1 kcal/kg/h (4,19 kJ). V důsledku toho je pro dospělého muže vážícího 70 kg spotřeba energie asi 1700 kcal/den (7117 kJ), pro ženy - asi 1500 kcal/den. Intenzita bazálního metabolismu úzce souvisí s velikostí tělesného povrchu, což je dáno přímou závislostí množství předávaného tepla na ploše tělesného povrchu. U teplokrevných organismů s různou velikostí těla se stejné množství tepla odvádí z 1 m2 povrchu těla do prostředí. Na tomto základě byl formulován zákon o povrchu těla, podle kterého je energetický výdej teplokrevného organismu úměrný velikosti tělesného povrchu.

Tabulka 12.4. Rovnice pro výpočet bazálního metabolismu.

Hodnoty bazálního metabolismu stanovuje se metodami přímé nebo nepřímé kalorimetrie. Jeho správné hodnoty lze vypočítat pomocí rovnic s přihlédnutím k pohlaví, věku, výšce a tělesné hmotnosti (tabulka 12.4).

Normální hodnoty bazálního metabolismu u dospělého lze také vypočítat pomocí Dreyerova vzorce:

H = W/K A,

kde W je tělesná hmotnost (g), A je věk, K je konstanta (0,1015 pro muže a 0,1129 pro ženy).

Bazální metabolismus závisí na poměru anabolických a katabolických procesů v těle. Převaha anabolických metabolických procesů nad katabolickými procesy v dětství určuje vyšší hodnoty bazálního metabolismu u dětí (1,8 resp. 1,3 kcal/kg/h u dětí ve věku 7 a 12 let) ve srovnání s dospělými (1 kcal/kg/h). h), ve kterých jsou procesy anabolismu a katabolismu ve svém zdravotním stavu vyváženy.

Vzhledem k tomu, že ukazatele produkce tepla, krevního tlaku a pulsu spolu souvisí, je možné počítat bazální rychlost metabolismu a jeho odchylky od normy podle následujícího vzorce:

PO = 0,75 (HR + PP 0,74) - 72,

kde PO je procento odchylky od normy, HR je srdeční frekvence, PP je pulzní tlak.

Pro každou věkovou skupinu lidí, zavedené a akceptované jako standardy bazálního metabolismu. To umožňuje v případě potřeby změřit jeho hodnotu u člověka a porovnat od něj získané ukazatele s normativními. Odchylka bazálního metabolismu od standardní hodnoty nejvýše o +10 % se považuje za normální. Významnější odchylky v bazálním metabolismu mohou sloužit jako diagnostické příznaky takových tělesných stavů, jako je dysfunkce štítné žlázy; zotavení po těžkých a dlouhodobých onemocněních, doprovázené aktivací metabolických procesů; intoxikace a šok, doprovázené inhibicí metabolismu.

Bazální metabolismus se liší v různých orgánech a tkáních. S poklesem energetického výdeje v klidu je lze uspořádat v následujícím pořadí: vnitřní orgány-svaly-tuková tkáň.

Úroveň metabolismu v přirozeném životě člověka se nazývá generální výměna. Při provádění fyzické a duševní práce, změně držení těla, emocí a po konzumaci jídla se metabolické procesy zintenzivňují. Svaly nejvíce zapojené do tohoto procesu se stahují. Stav kosterního svalstva navíc ovlivňuje především intenzitu metabolismu v některých dalších fyziologických stavech. I při řešení matematické úlohy se tedy zvyšuje tonické napětí kosterních svalů. Přitom v samotných buňkách centrálního nervového systému se aktivita metabolických procesů mění, ale ne do takové míry, aby výrazně ovlivnila úroveň energetické spotřeby celého organismu. Zároveň, pokud je duševní práce doprovázena emočním stresem, dochází k aktivaci výměny ve větší míře. To je způsobeno zvýšenou tvorbou řady hormonů, které zlepšují metabolické procesy.

Specifické dynamické působení potravin

Zvýšení metabolismu je pozorováno po poměrně dlouhou dobu (až 10-12 hodin) po jídle. Energie se v tomto případě vynakládá nejen na vlastní proces trávení, sekrece, pohyblivost, vstřebávání). Ukazuje se tzv specificky dynamické působení potravin. Je to způsobeno především aktivací metabolických procesů trávicími produkty. Tento účinek je největší, když jsou dodávány bílkoviny. Již po 1 hodině a během dalších 3-12 hodin (doba trvání závisí na množství zkonzumované potravy) se aktivita procesů tvorby energie zvyšuje na 30 % úrovně bazálního metabolismu. Při příjmu sacharidů a tuků tento nárůst není větší než 15 %.

Vliv teploty

Intenzita metabolických procesů se také zvyšuje, když se okolní teplota odchyluje od příjemné úrovně. K největším změnám v rychlosti metabolismu dochází s klesající teplotou, protože za účelem udržení konstantní tělesné teploty se energie jiných typů přeměňuje na teplo.

Výměna energie při práci

Největší nárůst spotřeby energie je způsoben kosterními svaly s krátkou životností. Proto za normálních podmínek existence závisí úroveň metabolických procesů především na fyzické aktivitě člověka. Dospělou populaci lze rozdělit do pěti skupin podle úrovně obecného metabolismu. Klasifikace vychází z intenzity fyzické práce, nervového napětí vznikajícího při porodních procesech, jednotlivých operací a řady dalších znaků. Vzhledem k tomu, že se zavádějí a rozšiřují nové druhy a formy pracovní činnosti související s technologickým pokrokem, je třeba přezkoumat, upřesnit a doplnit skupiny pracovní náročnosti. Bylo identifikováno pět skupin pracovníků:

1-a - převážně mentálně vymazatelné;

2-a - lehká fyzická práce;

3. - střední fyzická práce;

4-a - těžká fyzická práce;

5-a - zvláště těžká fyzická práce.

Potřeba energie je zvýšená u jedinců, jejichž práce je charakterizována nejen fyzickým, ale i neuropsychickým stresem. Navíc v moderních podmínkách jeho význam ve všech pracovních procesech stále roste.

U žen je vzhledem k nižší intenzitě metabolických procesů a nižší svalové hmotě potřeba energie přibližně o 15 % nižší než u mužů.

Při stanovení energetických potřeb dospělé populace v produktivním věku se považuje za vhodné provést všechny výpočty pro tři věkové kategorie: 18-29, 30-39, 40-59 let. Základem toho byly některé metabolické vlastnosti související s věkem. Ve věku 18-29 let tedy stále probíhají procesy růstu a fyzického vývoje. Od 40 let a zejména po 50 letech začíná převažovat katabolismus nad anabolismem.

Při vývoji kritérií pro energetické požadavky pro populaci ve věku 18 až 60 let byla podmíněně stanovena ideální tělesná hmotnost: pro muže je to 70 kg, pro ženy - 60 kg. Energetickou potřebu lze vypočítat na 1 kg průměrné ideální tělesné hmotnosti. Energetická potřeba na 1 kg ideální hmotnosti pro muže a ženy je téměř stejná a činí: pro 1. skupinu náročnosti práce - 167,4 kJ (40 kcal), pro 2. - 179,9 kJ (43 kcal), pro 3. 1. - 192,5 kJ (46 kcal), pro 4. - 221,7 kJ (53 kcal), pro 5. - 255,2 kJ (61 kcal).

Regulace energetického metabolismu

Tělo musí neustále koordinovat metabolické potřeby celého organismu s potřebami jeho jednotlivých orgánů a buněk. Toho je dosaženo distribucí absorbovaných živin mezi nimi a také redistribucí látek z vlastních zásob těla nebo látek vytvořených v procesech biosyntézy.

Na úrovni jednotlivých buněk a částí orgánů je možné identifikovat přítomnost lokálních mechanismů pro regulaci procesu tvorby energie. Při výkonu svalové práce tak začátek svalové kontrakce spouští procesy resyntézy použitého ATP (viz část 1 – „Kosterní svaly“).

Regulaci procesů produkce energie v těle jako celku provádí autonomní nervový a endokrinní systém, přičemž endokrinní systém převládá. Hlavní regulátory - hormony štítné žlázy - tyroxin a G3, stejně jako A nadledvinky, stimulující tyto procesy. Navíc vlivem těchto hormonů dochází také k redistribuci metabolitů, které se využívají k tvorbě energie. Takže během fyzické aktivity se glukóza a mastné kyseliny dostávají do krve z jater a tukových zásob, které se využívají ve svalech.

Zvláštní roli v regulaci hraje hypotalamus, jehož prostřednictvím se realizují neuroreflexní (autonomní nervy) a endokrinní mechanismy. S jejich pomocí je zajištěna účast vyšších částí centrálního nervového systému na regulaci metabolických procesů. Můžete dokonce detekovat podmíněné reflexní zvýšení úrovně produkce energie. Tedy u sportovce před startem, u dělníka před provedením porodního procesu je výměna aktivována. Hypnotická sugesce provádění těžké svalové práce může vést ke zvýšení úrovně metabolických procesů.

Hormony hypotalamu, hypofýzy, slinivky břišní a dalších žláz s vnitřní sekrecí ovlivňují jak růst, reprodukci, vývoj těla, tak poměr procesů anabolismu a katabolismu. V těle je činnost těchto procesů ve stavu dynamické rovnováhy, ale v určitých momentech reálného života pravděpodobně jeden z nich převládne. (Tyto procesy jsou podrobněji diskutovány v kurzu biochemie.)

Metody výzkumu

Metody hodnocení energetické bilance organismu jsou založeny na dvou hlavních principech: přímé měření množství uvolněného tepla (přímá kalorimetrie) a nepřímé měření - stanovení množství absorbovaného kyslíku a uvolněného oxidu uhličitého (nepřímá kalorimetrie).

Nejčastěji používané metody nepřímé kalorimetrie. V tomto případě se nejprve stanoví množství absorbovaného kyslíku a uvolněného oxidu uhličitého. Při znalosti jejich objemů je možné určit respirační koeficient (RC): poměr uvolněného CO2 k absorbovanému 02:

Na základě hodnoty DC lze nepřímo odhadnout (existují odpovídající tabulky) oxidaci produktu, protože v závislosti na tom se uvolňuje různá množství tepla. Při oxidaci glukózy se tak uvolní 4 kcal1g tepla, tuky -9,0 kcal1g, bílkoviny -4,0 kcal1g (tyto hodnoty charakterizují energetickou hodnotu odpovídajících živin). Závislost DC na oxidaci produktu je dána tím, že při oxidaci glukózy se na každou molekulu CO2 spotřebuje stejný počet molekul 02 (DC = 1,0). Vzhledem k tomu, že ve struktuře mastných kyselin připadá na atom CO2 méně 02 atomů než v sacharidech, je při jejich oxidaci DC 0,7. Při konzumaci proteinových potravin je DC 0,8.

Při použití metody nepřímé kalorimetrie je však nutné počítat s tím, že v podmínkách reálného života člověka zpravidla dochází k oxidaci směsných složek. Pro praktické použití byly vyvinuty speciální tabulky, s jejichž pomocí lze množství uvolněné energie, tedy intenzitu metabolických procesů, určit množstvím kyslíku absorbovaného za jednotku času a hodnotou DC.

Věková a genderová charakteristika energetického metabolismu

V období ontogenetického vývoje procházejí metabolické procesy výraznými změnami. Do konce puberty (tab. 15) převažují anabolické procesy.

Tabulka 15. Změny v obecném a bazálním metabolismu související s věkem

Stáří	Všeobecné výměna, kcal1dobu	BX
Stáří	Všeobecné výměna, kcal1dobu	kcal1dobu	kcal1m 1dobu	kcal1kg1dobu
1 den
1 měsíc
1 rok
3 roky
5 let
10 let
14 let
Dospělí

Vzhledem k tomu, že k zajištění vývoje souvisejícího s věkem je spotřebováno velké množství energie, úroveň bazálního metabolismu, počítaná jak na jednotku hmotnosti, tak na tělesný povrch, se prudce zvyšuje. Nejvyšší míry jsou v prvních letech života, kdy je bazální metabolismus zvýšen 2-2,5krát ve srovnání s dospělými. Se stárnutím převažují katabolické procesy, které jsou doprovázeny postupným snižováním bazálního metabolismu. Navíc ve všech věkových obdobích je bazální metabolismus u žen nižší než u mužů. Například u mužů ve věku 40 let je jeho průměrná hodnota 36,3 kcal1m21 roku, u mužů ve věku 70 - 33 kcal1m21 roku; u žen je to 34,9 a 31,7 kcal/m21rok, resp.