חילופי אנרגיה של האדם

"גוף האדם הוא" מכונה "שיכולה לשחרר אנרגיה כימית הקשורה" דלק "של מוצרי מזון; אלה "דלקים" הם פחמימות, שומנים, חלבונים ואלכוהול "(WHO).

לשימוש העיקרי של כל אחד מהמקורות המפורטים יש מאפיינים שונים במונחים של גודל המטבוליזם האנרגטי והמשמרות המטבוליות הקשורות אליו.

תכונות של מקורות מטבוליים שונים של אספקת מזון

אינדיקטורים	גלוקוז	Palmitate	חלבון
שחרור חום, קק"ל:
עבור 1 חפרן חמצון	673	2398	475
1 גרם חמצון	3.74	9.30	5.40
צריכת חמצן:
השומה	66.0	23.0	5.1
L	134	515	114
הפקת פחמן דו חמצני:
השומה	66.0	16.0	4.1
L	134	358	92
ייצור ATP, mol:	36	129	23
עלות מוצרי ה- ATP:
א	18.7	18.3	20.7
In / of	3.72	3.99	4.96
C / d	3.72	2.77	4.00
קצב הנשימה	1.00	0.70	0.81
שווה אנרגיה לכל 1 ליטר של חמצן משומש	5.02	4.66	4.17

[1], [2], [3]

שלבי החלפת אנרגיה

למרות הפיזור והסינתזה של מבנים של חלבונים, שומנים ופחמימות יש תכונות אופייניות וצורות ספציפיות, עם זאת, בהפיכתם של חומרים שונים אלה ישנם מספר שלבים נפוצים ביסודו וסדירויות. לגבי האנרגיה המשתחררת על ידי חילוף החומרים, חילוף החומרים באנרגיה צריך להיות מחולק לשלושה שלבים עיקריים.

בשלב הראשון של מערכת העיכול מולקולות גדולות של חומרים מזינים מחולקים אלה קטנים. 3 נוצרים מפחמימות hexoses (גלוקוז, גלקטוז, פרוקטוז), חלבונים של - 20 חומצות אמינו, שומן (טריגליצרידים) - (. לדוגמה, pentoses ואח) חומצות גליצרול ו שומן, כמו גם סוכרים נדירים. הוא חישב ומצא כי ממוצע של גוף האדם במהלך חייו מרחיב פחמימות - 17.5 מ ', חלבון - 2.5 מ', שומן -. 1.3 מ 'מספר של האנרגיה המשתחררת בשלב שאני רק במעט, תוך שהוא משתחרר בצורת חום. לפיכך, על המחשוף של סוכרים וחלבונים שוחררו כ 0.6% שומן - 0.14% מכלל האנרגיה כי הוא מיוצר עם הריקבון המלא שלהם לסיים תוצרי חילוף חומרים. לכן, את החשיבות של תגובות כימיות של השלב הראשון מורכב בעיקר בהכנת חומרים מזינים עבור שחרור בפועל של אנרגיה.

בשלב השני, חומרים אלה מתעכלים נוספים משרפה לא מושלמת. התוצאה של תהליכים אלה - המשרפה לא מושלמת - נראה בלתי צפויה. מ 25-30 חומרים נוצרים, למעט CO2 ו H2O, רק שלושה מוצרי קצה: α-ketoglutaric, אוקסלואצטט וחומצה אצטית, כמו א atsetilkoenzima כמותית ולכן שוררת א-אנזים אצטיל בשלב II משתחרר על 30% מן האנרגיה כלולה המזין חומרים.

בשלב השלישי, מה שנקרא קראבס tricarboxylic חומצה מחזור, שלושת המוצרים הסופיים של שלב II נשרפים פחמן דו חמצני ומים. במקביל, 60-70% מהאנרגיה של חומרים מזינים הוא שוחרר. מחזור קרבס הוא מסלול הסיום המשותף לחיתוך של פחמימות, חלבונים ושומנים. זהו, כביכול, נקודת המפתח בבורסה, שבה נפגשים התכנסויות של מבנים שונים, וההעברה ההדדית של תגובות סינתטיות היא אפשרית.

בניגוד לשלב I - שלבי ההידרוליזה במערכת העיכול - בשלב II ו- III של מחשוף של חומרים, לא רק שחרור של אנרגיה מתרחשת, אלא גם סוג מיוחד של הצטברות.

אנרגיה חילופי התגובות

שימור האנרגיה מתבצע על ידי המרת האנרגיה של פיצול של מוצרי מזון לתוך צורה מיוחדת של תרכובות כימיות הנקרא מקרוגז. נשאים של אנרגיה כימית זו בגוף הם תרכובות זרחן שונות בהם הקשר של שאריות חומצה זרחתית הוא קשר מאקרוגי.

המקום העיקרי של מטבוליזם האנרגיה שייך לקשר pyrophosphate עם המבנה של טריפוספט אדנוזין. בצורה של המתחם הזה בגוף, 60-70% מכלל האנרגיה שפורסמו במהלך התמוטטות של חלבונים, שומנים, פחמימות משמש. השימוש באנרגיה (חמצון בצורת ATP) הוא בעל חשיבות ביולוגית גדולה, שכן במנגנון זה ניתן להפריד בין מקום וזמן שחרור האנרגיה לבין הצריכה בפועל בתהליך תפקוד האיברים. ההערכה היא כי בתוך 24 שעות את כמות ה- ATP נוצר ו פיצול בגוף שווה בערך את המסה של הגוף. ההמרה של ה- ATP ל- ADP משחררת 41.84-50.2 kJ, או 10-12 קלוריות.

האנרגיה המטבולית המתקבלת הוא בילה בבורסה הראשית, t. E. התחזוקה של חיים במצב של מנוחה בבית טמפרטורת סביבה של 20 מעלות צלזיוס, צמיחה (המטבוליזם פלסטיק), עבודת שרירית עיכול וספיגה של מזון (פעולה ספציפית-דינמית מזון). ישנם הבדלים בהוצאות האנרגיה הנובעות מהחלפה, אצל מבוגר וילד.

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

חילופי בסיסי

הילד, כמו כל היונקים שנולדו בבגרות, הוא בעליה ראשונית בחילוף החומרים הבסיסי ל- 1/2 שנים, אשר ממשיך לגדול בהתמדה במונחים מוחלטים, והוא גם מופחת באופן קבוע לכל משקל גוף יחידה.

לעתים קרובות, שיטות חישוביות לחישוב חילוף החומרים הבסיסי משמשים. נוסחאות מתמקדות בדרך כלל באינדיקטורים של אורך או משקל גוף.

חישוב המטבוליזם הבסיסי באמצעות משקל הגוף (קק"ל / יום). המלצות FAO / BO3

גיל	בנים	בנות
0-2 שנים	60.9 P-54	61 P - 51
3-9 שנים	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

האנרגיה הכוללת המתקבלת מהאוכל מופצת על מנת לספק את חילוף החומרים הבסיסי, את ההשפעה הדינמית הספציפית של המזון, הפסדי חום הקשורים בהפרשה, פעילות גופנית (מוטורית) וצמיחה. במבנה של חלוקת האנרגיה, כלומר, חילופי אנרגיה נבדלת:

• אנרגיה שהתקבלה (מאוכל) = אנרגיה שהופקדה + אנרגיה בשימוש.
• אנרגיה נספגת = אנרגיה שהתקבלה - אנרגיה מופרשת.
• אנרגיה metabolized = אנרגיה קיבל - אספקת אנרגיה (חיים) ופעילות, או "עלויות בסיסיות".
• האנרגיה של העלויות הבסיסיות שווה לסכום:
  • מטבוליזם בסיסי;
  • Thermoregulation;
  • אפקט ההתחממות של מזון (SDDP);
  • עלויות פעילות;
  • עלויות עבור סינתזה של רקמות חדשות.
• האנרגיה של בתצהיר היא האנרגיה שהוצאה על התצהיר של חלבון ושומן. גליקוגן אינו נחשב, שכן התצהיר שלה (1%) הוא חסר משמעות.
• אנרגיה של בתצהיר = אנרגיה metabolized - אנרגיה של עלויות בסיסיות.
• עלות האנרגיה של צמיחה = אנרגיה של סינתזה של רקמות חדשות + אנרגיה שהופקדו ברקמה חדשה.

הבדלי הגיל העיקריים הם היחס בין עלויות הצמיחה, ובמידה פחותה יותר את הפעילות.

תכונות גיל של התפלגות הוצאות האנרגיה היומית (קק"ל / ק"ג)

גיל	חילופי בסיסי	SDDP	הפסדים על הפרשות	פעילות	גובה	סך הכל
מוקדם מדי	60	7	20	15	50	152
8 שבועות	55	7	11	17	20	110
10 חודשים	55	7	11	17	20	110
4 שנים	40	6	8	25	8-10	87-89
בן 14	35	6	6	20	14	81
למבוגרים בלבד	25	6	6	10	0	47

כפי שניתן לראות, עלות הצמיחה היא משמעותית מאוד עבור תינוק קטן במהלך השנה הראשונה של החיים. מטבע הדברים, אצל מבוגר הם פשוט נעדרים. הפעילות הגופנית יוצרת הוצאות אנרגיה משמעותיות, אפילו בתינוק ובתינוקות, שבהם מציצה, חרדה, בכי וצעקה הם הביטוי.

עם החרדה של הילד, צריכת האנרגיה עולה ב 20-60%, וכאשר צועקים - ב 2-3 פעמים. מחלות להפוך את דרישותיהם על עלויות האנרגיה. במיוחד הם גדלים עם עלייה בטמפרטורת הגוף (על ידי עלייה של 1 ° C עלייה בחילוף החומרים הוא 10-16%).

שלא כמו מבוגר, לילדים יש הרבה אנרגיה השקיע על צמיחה (מטבוליזם של פלסטיק). זה כבר עכשיו נקבע כי עבור הצטברות של 1 גרם של משקל הגוף, כלומר רקמה חדשה, יש צורך להוציא כ 29.3 KJ, או 7 קק"ל. האומדן הבא מדויק יותר:

• אנרגיה "עלות" של צמיחה = אנרגיה של סינתזה + אנרגיה של בתצהיר ברקמה חדשה.

בשנת התינוק מוקדמת, האנרגיה סינתזה היא 1.3 עד 5 ק"ג (0.3 ל 1.2 קק"ל) לגרם, הוסיף משקל הגוף. בטווח - 1.3 ק"ג (0.3 קק"ל) לכל 1 גרם של משקל גוף חדש.

עלות האנרגיה הכוללת של הצמיחה:

• עד 1 שנה = 21 kJ (5 קק"ל) לכל 1 גרם של רקמה חדשה,
• לאחר שנה אחת = 36.5-50.4 kJ (8.7-12 קק"ל) לכל 1 גרם של רקמה חדשה, או על 1% מכלל האנרגיה של כמות החומרים המזינים.

מאחר ששיעור הגידול בילדים משתנה בתקופות שונות, חלקם של מטבוליזם הפלסטיק בהוצאות האנרגיה הוא שונה. הגידול האינטנסיבי ביותר בתקופה תוך רחמית של התפתחות, כאשר המסה של העובר האנושי הוא גדל ב 1 מיליארד 20 מיליון פעמים (1.02 × 10 9). קצב הצמיחה ממשיך להיות גבוה למדי בחודשים הראשונים לחיים. עדות לכך היא עלייה משמעותית במשקל הגוף. לכן, אצל ילדים 3 החודשים הראשונים חלקו של "פלסטיק" חילופי ההוצאה האנרגטית הוא 46%, אז בשנה הראשונה זה מצטמצם, אולם, עם 4 שנים, ובמיוחד בתקופה לפני גיל הבגרות המינית, עלייה בקצב הצמיחה, אשר שוב משתקפת כמו גידול בתמורה פלסטיק. בממוצע, אצל ילדים בגילאי 6-12 שנים, 12% מצריכת האנרגיה מוציאים על צמיחה.

עלויות האנרגיה לצמיחה

גיל	משקל גוף, ק"ג	עלייה במשקל, g / day	עלות אנרגיה , קק"ל / יום	עלות אנרגיה , קק"ל / (kg-day)	כאחוז מהחלפה בסיסית
1 חודש	3.9	30	146	37	71
3 »	5.8	28	136	23	41
6	8.0	20	126	16	28
1 שנה	10.4	10	63	6	11
5 שנים	17.6	5	32	2	4
בת 14, בנות	47.5	18	113	2	8
16 שנים, בנים	54.0	18	113	2	7

[9], [10]

צריכת אנרגיה עבור הפסדים קשה לחשבון

עבור קשה היווה הפסדים כוללים הפסדים משומנים צואה, מיצי עיכול וסודות, שנוצרו בקיר של מערכת עיכול ועל הבלוטות, עם תאי אפיתל שנשרו מן הנופל רחוק הכיסוי של תאי עור, שיער, ציפורניים, זיעה, ואת תחילת גיל התבגרות אצל בנות - עם דם הווסת. למרבה הצער, בעיה זו לא נחקרה אצל ילדים. הוא האמין כי ילדים מעל גיל שנה הוא כ 8% מעלויות האנרגיה.

[11]

צריכת אנרגיה לפעילות ושמירה על טמפרטורת גוף קבועה

חלקו של הוצאות האנרגיה על פעילות ותחזוקת טמפרטורת הגוף משתנה עם הגיל של הילד (לאחר 5 שנים זה נכלל במושג עבודה שרירים). ב 30 הדקות הראשונות לאחר הלידה, הטמפרטורה של הגוף של היילוד פוחתת על ידי כמעט 2 מעלות צלזיוס, אשר גורם להוצאות אנרגיה משמעותית. אצל ילדים צעירים, כדי לשמור על טמפרטורת גוף קבועה בטמפרטורת הסביבה מתחת לטמפרטורה הקריטית (28 ... 32 ° C) ופעילות הגוף של הילד נאלצת להוציא 200.8-418.4 kJ / (kg-day), או 48-100 קק"ל / (ק"ג ביום). לכן, עם הגיל, את ההוצאות המוחלטות של אנרגיה על שמירה על הקביעות של טמפרטורת הגוף ואת הפעילות עולה.

עם זאת, חלקם של צריכת האנרגיה לשמירה על הקביעות של טמפרטורת הגוף אצל ילדים של השנה הראשונה של החיים הוא נמוך יותר, קטן יותר את הילד. ואז שוב, יש ירידה בצריכת האנרגיה, שכן פני השטח של הגוף, המכונה 1 ק"ג של משקל הגוף, שוב פוחתת. במקביל, צריכת האנרגיה לפעילות (שרירים) עולה בילדים מעל גיל השנה, כאשר הילד מתחיל ללכת, ריצה, פעילות גופנית או משחק ספורט.

עלות האנרגיה של הפעילות הגופנית

סוג תנועה	Cal / min
רכיבה על אופניים במהירות נמוכה	4,5
רכיבה על אופניים במהירות ממוצעת	7.0
רכיבה על אופניים במהירות גבוהה	11.1
רוקדים	3.3-7.7
כדורגל	8.9
תרגילי התעמלות על קונכיות	3.5
רץ ספרינט	13.3-16.8
ריצה למרחקים ארוכים	10.6
החלקה	11.5
סקי קרוס קאנטרי במהירות מתונה	10.8-15.9
פועל על מגלשים במהירות גבוהה	18.6
שחיה	11.0-14.0

אצל ילדים בגילאי 6-12 שנים, חלק האנרגיה המופק על פעילות גופנית הוא כ -25% מדרישות האנרגיה, ובבוגר - 1/3.

[12], [13]

פעולה דינמית ספציפית של מזון

האפקט הדינמי הספציפי של המזון משתנה בהתאם לאופי המזון. חזק יותר הוא בא לידי ביטוי עם מזון עשיר בחלבון, פחות - עם צריכת שומנים ופחמימות. אצל ילדים של שנת החיים השנייה, ההשפעה הדינמית הספציפית של מזון היא 7-8%, אצל ילדים בגיל מבוגר - מעל 5%.

הוצאות ליישום והתמודדות עם לחץ

זהו הכיוון הטבעי של חיים נורמליים והוצאות אנרגיה. תהליך החיים וההסתגלות החברתית, החינוך והספורט, יצירת יחסי אנוש - כל זה יכול להיות מלווה בלחץ ובעלויות אנרגיה נוספות. בממוצע, זה 10% נוספים של אנרגיה "מנות" היומי. עם זאת, במחלות או טראומות חריפות וחמורות, רמת העומס עלולה לעלות במידה ניכרת, והדבר מחייב התחשבות בחישוב התזונה.

להלן נתונים על הגידול בדרישות האנרגיה למתח.

מדינות	שינוי בביקוש לאנרגיה
כוויות בהתאם לאחוז משטח הגוף השרוף	+ 30 ... 70%
פציעות מרובות עם אוורור החומרה	+ 20 ... 30%
זיהומים חמורים וטראומה מרובים	+ 10 ... 20%
לאחר הניתוח, זיהומים קלים, שברים בעצמות	0 ... + 10%

חוסר איזון מתמשך של אנרגיה (עודף או חסר) גורם לשינוי במשקל הגוף ובאורך הגוף עם כל המדדים ההתפתחותיים והביולוגיים. אפילו תת-תזונה מתונה (4-5%) עלולה לגרום לעיכוב בהתפתחות הילד. לכן, ביטחון האנרגיה המזון הופך לאחד התנאים החשובים ביותר עבור הלימות של צמיחה ופיתוח. חישוב אבטחה זו יש צורך לבצע באופן קבוע. ברוב הילדים הנחיות לניתוח יכולות להיות המלצות על האנרגיה הכוללת של המנה היומית, עבור חלק מהילדים עם תנאי בריאות או חיים מיוחדים, נדרש חישוב אינדיבידואלי עבור סך כל המרכיבים הנצרכים באנרגיה. דוגמה לשימוש בתקנים של גיל משותף של ביטחון והאפשרות של תיקון אינדיבידואלי של תקנים אלה יכולה להיות השיטות הבאות לחישוב עלויות האנרגיה.

שיטת חישוב לקביעת מטבוליזם בסיסי

עד 3 שנים	3-10 שנים	10-18 שנים
בנים
X = 0.249 kg-0.127	X = 0.095 ק"ג + 2.110	X = 0.074 ק"ג + 2,754
בנות
X = 0.244 kg-0.130	X = 0.085 ק"ג + 2,033	X = 0.056 ק"ג + 2.898

[14], [15],

עלויות נוספות

פיצוי לנזק - עיקר חילופי כפול: עבור ניתוח קטן, על ידי 1.2; בטראומה שלד - ב -1,35; ב אלח דם - על 1,6; עם כוויות - 2.1.

פעולה ספציפית-דינמית של מזון: + 10% ממטבוליזם בסיסי.

פעילות גופנית: מנוחה במיטה + 10% ממטבוליזם בסיסי; יושב על הכיסא + 20% של מטבוליזם הבסיס; משטר החולה של המטופלת + 30% מההחלפה הבסיסית.

הוצאות עבור חום: על 1 ° עם עלייה יומיומית ממוצעת בטמפרטורה של הגוף + 10-12% מן החליפין הבסיסי.

עלייה במשקל: עד 1 ק"ג / שבוע + 1260 ק"ג (300 קק"ל) ליום.

נהוג לנסח סטנדרטים מסוימים של אספקת אנרגיה הקשורות לגיל לאוכלוסייה. במדינות רבות יש תקנות כאלה. על בסיס שלהם, כל מנות המזון של קולקטיבים מאורגנים מפותחים. דיאטות בודדות נבדקות גם עם אותם.

המלצות על ערך האנרגיה של תזונה לילדים צעירים ועד 11 שנים

	0-2 חודשים	3-5 חודשים	6-11 חודשים	1-3 שנים	3-7 שנים	7-10 שנים
אנרגיה, סך הכל, קק"ל	-	-	-	1540	1970	2300
אנרגיה, קק"ל / ק"ג	115	115	110	-	-	-

המלצות לרגולציה של אנרגיה (קק"ל / (ק"ג ביום))

גיל, חודש	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

חישוב ותיקון של החלפת אנרגיה מכוונים לחסל את הליקויים של נושאות האנרגיה העיקריים, כלומר, בעיקר פחמימות ושומנים. יחד עם זאת, השימוש של ספקים אלה למטרות מוגדרות אפשרי רק כאשר חשבונאות ותיקונם של אספקת רבים מיסודות הזנה הדרושים ביסודו של דבר. אז זה חשוב במיוחד הוא מינוי פוספט אשלגן, ויטמינים מקבוצת B, במיוחד תיאמין ריבופלבין, לפעמים קרניטין, נוגדי חמצון ועוד. אם לא תעשו זאת, עלולה להיוצר אינה תואם את המצב של חיים שעולים בדיוק כאשר התזונה עתירת אנרגיה, במיוחד parenteral.