Ihmisen energianvaihto

"Ihmiskeho on" kone ", joka voi vapauttaa elintarvikkeiden" polttoaineeseen "liittyvää kemiallista energiaa; nämä "polttoaineet" ovat hiilihydraatit, rasvat, proteiinit ja alkoholi "(WHO).

Minkä tahansa luetellun lähteen ensisijainen käyttö on erilainen ominaisuuksiltaan energian aineenvaihdunnan suuruus ja siihen liittyvät metaboliset muutokset.

Elintarvikeenergian erilaisten aineenlähteiden ominaisuudet

Indikaattorit	Glukoosi	Palmitat	Proteiini
Lämmön vapautuminen, kcal:
1 moolia hapetettuna	673	2398	475
1 g hapettu	3,74	9,30	5.40
Hapen kulutus:
Mooli	66.0	23.0	5,1
L	134	515	114
Hiilidioksidituotanto:
Mooli	66.0	16.0	4.1
L	134	358	92
ATP: n, moolin tuotanto:	36	129	23
ATP-tuotteiden kustannukset:
A / d	18,7	18.3	20.7
In / of	3,72	3.99	4.96
C / d	3,72	2,77	4,00
Hengitysnopeus	1,00	0.70	0,81
Energiakvivalentti litrassa käytettyä happea kohden	5,02	4,66	4.17

[1], [2], [3]

Energian vaihdon vaiheet

Vaikka proteiinien, rasvojen ja hiilihydraattien rakenteiden dissimilaatiolla ja synteesillä on ominaispiirteitä ja erityisiä muotoja, näiden erilaisten aineiden transformoinnissa on kuitenkin useita olennaisesti yleisiä vaiheita ja säännöllisyyttä. Mitä tulee aineenvaihduntaan vapautuvaan energiaan, energian aineenvaihdunta tulee jakaa kolmeen päävaiheeseen.

Ruoansulatuskanavan ensimmäisessä vaiheessa ravintoaineiden suuret molekyylit jaetaan pieniksi. 3 on muodostettu hiilihydraatteja heksooseja (glukoosi, galaktoosi, fruktoosi), proteiinit - 20 aminohappoa, rasva (triglyseridit) - glyseroli ja rasvahappojen sekä harvinaisempi sokereita (esim., Pentooseja et ai.). On laskettu, että keskimäärin ihmiskehon elämänsä aikana ulottuu hiilihydraatti - 17,5 m, proteiini - 2,5 m, rasvaa -. 1,3 m numero julkaistiin energian I vaiheessa vain hieman, kun se vapautuu lämpönä. Siten, että pilkkominen polysakkaridien ja proteiinien vapautti noin 0,6% rasvaa - 0,14% kokonaisenergiasta, joka on tuotettu niiden koko hajoaminen aineenvaihdunnan lopputuotteiksi. Siksi ensimmäisen vaiheen kemiallisten reaktioiden merkitys koostuu pääasiassa ravintoaineiden valmistamisesta energian todellisen vapautumisen kannalta.

Toisessa vaiheessa nämä aineet jakaantuvat edelleen epätäydelliseen palamiseen. Näiden prosessien tulos - epätäydellinen palaminen - näyttää odottamattomalta. Alkaen 25-30 aineet on muodostettu, lukuun ottamatta CO2 ja H2O, vain kolme lopputuotteet: α-keto-, Oksaalietikkahappoa ja etikkahappoa, kuten atsetilkoenzima A. Kvantitatiivisesti siten vallitsee asetyylikoentsyymi A-vaiheen aikana II vapautuu noin 30%: n sisältämästä energiasta ravinteiden aineita.

Kolmannessa vaiheessa ns. Krebs-trikarboksyylihapposykli, vaiheen II kolme lopullista tuotetta poltetaan hiilidioksidiksi ja vedeksi. Samalla 60-70% ravinteiden energiasta vapautuu. Krebs-sykli on yhteinen päätepiste hiilihydraattien, proteiinien ja rasvojen pilkkoutumiselle. Tämä on muuten avainasemassa vaihtoehdossa, jossa eri rakenteiden lähentyminen lähenee ja synteettisten reaktioiden keskinäinen siirtyminen on mahdollista.

Toisin kuin vaihe I - hydrolyysin vaiheet ruoansulatuskanavassa - aineiden pilkkoutumisen II ja III vaiheissa ei pelkästään vapautu energiaa vaan myös erityinen kerääntyminen.

Energianvaihtoreaktiot

Energian säästö toteutetaan muuntamalla elintarvikkeiden jakamisen energia erityisiksi kemiallisiksi yhdisteiksi, joita kutsutaan makrogeereiksi. Tämän kemiallisen energian kannattajat elimistössä ovat erilaisia fosforiyhdisteitä, joissa fosforihappotähteen sidos on makroerginen sidos.

Energia-aineenvaihdunnan tärkein paikka kuuluu pyrofosfaattisidokselle adenosiinitrifosfaatin rakenteen kanssa. Tämän yhdisteen muodossa elimistössä käytetään 60-70% kaikesta proteiinien, rasvojen ja hiilihydraattien hajoamisen aikana vapautuvasta energiasta. Käyttää energiaa (hapetus muodossa ATP) on suuri biologinen merkitys, koska tämän vuoksi mekanismi voi irrottaa ja sijoittaa energian vapautuminen ajan ja sen todellinen käyttö prosessissa elinten toimintaa. On arvioitu, että 24 tunnin aikana muodostuneen ATP: n määrä ja jakautuminen kehoon on suunnilleen yhtä suuri kuin kehon massa. ATP: n muuntaminen ADP: lle vapauttaa 41,84-50,2 kJ, tai 10-12 kcal.

Tuloksena metabolisen energian kuluu pääkeskuksen, t. E. Ylläpito elämän lepotilassa, kun ympäristön lämpötila on 20 ° C: ssa, kasvu (muovi aineenvaihdunta), lihasten työtä ja ruoansulatus ja imeytyminen ruokaa (erityisesti dynaaminen toiminta ruokaa). Vaihtoon, aikuisiin ja lapseen liittyvistä energiamenoista on eroja.

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

Perusvaihto

Lapsella, kuten kaikkien synnyttävien nisäkkäiden, perusmateriaalin aineenvaihdunta on alkanut nousta 1 1/2 vuoteen, joka jatkuu edelleen vakaana absoluuttisesti ja on myös säännöllisesti pienempi yksikköpainoa kohti.

Usein käytetään laskentamenetelmiä basaalisen aineenvaihdunnan laskemiseksi. Kaavoissa keskitytään yleensä pituuden tai painon indikaattoreihin.

Basalmetabolian laskeminen kehon painon mukaan (kcal / päivä). FAO / BO3-suositukset

Ikä	Pojat	Tytöt
0-2 vuotta	60,9 P-54	61 P - 51
3-9 vuotta	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

Ravinnosta saatava kokonaisenergia jakautuu perustavanlaatuisen aineenvaihdunnan, ruoan spesifisen dynaamisen vaikutuksen, erittymisen, fyysisen (motorisen) aktiivisuuden ja kasvun aiheuttamien lämpöhäviöiden tuottamiseen. Energianjakelun rakenteessa, eli energianvaihdossa, erotetaan:

• Vastaanotettu energia (elintarvikkeesta) = Energiapoltto + Käytetty energia.
• Energia absorboitu = vastaanotettu energia - energia erittyy.
• Energia metaboloitu = vastaanotettu energia - energian tarjonta (elämä) ja toiminta, tai "peruskustannukset".
• Peruskustannusten energia on yhtä suuri kuin summa:
  • perusaineenvaihdunta;
  • lämmönsäätely;
  • elintarvikkeiden lämpövaikutus (SDDP);
  • toimintakustannukset;
  • kustannukset uusien kudosten synteesiin.
• Laskeutumisen energia on energia, jota käytetään proteiinin ja rasvan kerrostumiseen. Glykogeenia ei oteta huomioon, koska sen kerrostuminen (1%) on merkityksetön.
• Laskeutumisen energia = Energian metaboloitu - Peruskustannusten energia.
• Kasvun energiakustannukset = uusien kudosten synteesin energia + uusi kudoksiin tallennettu energia.

Keskeiset ikäerot ovat kasvun kustannusten ja vähemmässä määrin toiminnan välinen suhde.

Päivittäisten energiamäärien jakauman ikäominaisuudet (kcal / kg)

Ikä	Tärkeimmät vaihto	SDDP	Menetykset erittymisestä	Aktiviteetti	Kasvu	Vain
Ennenaikainen	60	7	20	15	50	152
8 viikkoa	55	7	11	17	20	110
10 kuukautta	55	7	11	17	20	110
4 vuotta	40	6	8	25	8-10	87-89
14 vuotta vanha	35	6	6	20	14	81
Aikuinen	25	6	6	10	0	47

Kuten nähdään, kasvun kustannukset ovat hyvin merkittäviä pienelle vastasyntyneelle ja ensimmäisenä elinvuotena. Luonnollisesti aikuisilla he yksinkertaisesti puuttuvat. Fyysinen toiminta luo merkittäviä energiamenoja myös vastasyntyneillä ja lapsilla, joissa ilme on rintojen imeminen, ahdistus, itku ja huutaminen.

Lapsen ahdistuksella energiankulutus kasvaa 20-60%, ja kun huutaa - 2-3 kertaa. Taudit vaativat energiakustannuksia. Erityisesti ne kasvavat ruumiinlämpöä lisäämällä (1 ° C: n lisäys aineenvaihdunnan lisääntymisessä on 10-16%).

Aikuisista poiketen lapsilla on runsaasti energiaa kasvulle (muovinen aineenvaihdunta). Nyt on todettu, että 1 g: n ruumiinpainon, ts. Uuden kudoksen, kertymiseen on tarpeen käyttää noin 29,3 kJ tai 7 kcal. Seuraava arvio on tarkempi:

• Kasvun energia "kustannukset" = Synteesin energia + Laskeutumisen energia uudessa kudoksessa.

Ennenaikainen vauva synteesienergia on 1,3 - 5 kJ (0,3 - 1,2 kcal) grammaa kohden, joka on lisätty ruumiinpainoon. Kesto - 1,3 kJ (0,3 kcal) per 1 g uutta painoa.

Kasvun kokonaiskustannukset:

• enintään 1 vuosi = 21 kJ (5 kcal) per 1 g uutta kudosta,
• 1 vuoden kuluttua = 36,5-50,4 kJ (8,7-12 kcal) per 1 g uutta kudosta tai noin 1% ravintoaineiden kokonaismäärästä.

Koska lasten kasvuvauhti vaihtelee eri aikoina, muovisen aineenvaihdunnan osuus energian kokonaiskustannuksista on erilainen. Intensiivisimmän kasvun kohdistuvat kohdunsisäiseen kehitysaikaan, kun ihmisalkion massaa kasvatetaan 1 miljardilla 20 miljoonalla kertaa (1,02 x 10 9). Kasvuvauhti on edelleen varsin korkea ensimmäisten kuukausien aikana. Tämä todistaa merkittävä painon nousu. Siksi lapsilla 3 ensimmäisen osuuden "muovi" vaihto energiankulutus on 46%, niin ensimmäisenä vuonna se pienenee kuitenkin 4 vuotta, ja varsinkin ennen murrosikää kauden nousu kasvu, mikä puolestaan näkyy lisäyksenä muovista vaihtoon. Keskimäärin 6-12-vuotiailla lapsilla 12 prosenttia energian tarpeista käytetään kasvuun.

Kasvun energiakustannukset

Ikä	Ruumiinpaino, kg	Painonnousu, g / vrk	Energiankulutus , kcal / päivä	Energiakustannus , kcal / (kg-päivä)	Prosentteina perusvaihto-osuudesta
1 kuukausi	3,9	30	146	37	71
3 »	5.8	28	136	23	41
6 »	8.0	20	126	16	28
1 vuosi	10,4	10	63	6	11
5 vuotta	17.6	5	32	2	4
14 vuotta vanha, tytöt	47.5	18	113	2	8
16-vuotias, pojat	54.0	18	113	2	7

[9], [10]

Energiankulutus vaikeisiin tappioihin

Vaikeisiin osuus tappiot sisältävät tappiot ulosteista rasvasta, ruoansulatuskanavan mehut ja salaisuuksia, syntyy seinän ruoansulatuskanavan ja rauhaset, jossa hilseillyttä epiteelisolujen putoamasta pois peittäminen ihosolujen, hiukset, kynnet, hikeä ja murrosikään tytöillä - kuukautisveren kanssa. Valitettavasti tätä ongelmaa ei ole tutkittu lapsilla. Uskotaan, että alle yhdellä vuodella lapsilla on noin 8% energiakustannuksista.

[11]

Aktiivisen energiankulutus ja vakaan kehon lämpötilan ylläpito

Energiankulutuksen osuus kehon lämpötilan aktiviteetista ja ylläpitämisestä vaihtelee lapsen iän (viiden vuoden kuluttua tämä kuuluu lihaskuntoon). Ensimmäisten 30 minuutin kuluttua syntymän jälkeen vastasyntyneen kehon lämpötila laskee lähes 2 ° C, mikä aiheuttaa merkittäviä energiamenoja. Vauvoilla ylläpitämiseksi vakiona kehon lämpötilan ympäröivässä lämpötilassa alle kriittisen arvon (28 ... 32 ° C), ja aktiivisuus lapsen keho joutuu viettää 200,8-418,4 kJ / (kg • päivä) tai 48-100 kcal / (kg • päivä). Siksi iän myötä energian absoluuttiset kulut ruumiinlämmön ja aktiivisuuden pysyvyyden ylläpitämiseksi lisääntyvät.

Kuitenkin energiankulutuksen osuus ruumiinlämmön pysyvyyden ylläpitämisestä ensimmäisenä elinvuotena olevilla lapsilla on pienempi, sitä pienempi on lapsi. Sitten taas energiankulutuksen lasku on vähentynyt, koska kehon pinta, johon viitattiin 1 kg kehon painoa, laskee jälleen. Samanaikaisesti aktiivisuuden energiankulutus (lihaskunto) lisääntyy yli vuoden iässä olevilla lapsilla, kun lapsi alkaa kävellä, juosta, harrastaa tai harrastaa urheilua.

Liikunnan energiakustannukset

Liikkeen tyyppi	K / min
Pyöräily matalalla nopeudella	4.5
Pyöräile keskimääräisellä nopeudella	7,0
Pyöräillen suurella nopeudella	11.1
Tanssi	3,3-7,7
Jalkapallo	8,9
Kuntosaliharjoitukset kuorineen	3.5
Juoksu sprintti	13,3-16,8
Juoksevat pitkiä matkoja	10,6
Luistelu	11.5
Murtomaahiihtoa kohtuullisella nopeudella	10,8-15,9
Juoksu suksilla huippunopeudella	18,6
Uinti	11,0-14,0

6-12-vuotiailla lapsilla liikunnan osuus energiankulutuksesta on noin 25% energiatarpeesta ja aikuis - 1/3.

[12], [13]

Elintarvikkeiden erityinen dynaaminen toiminta

Elintarvikkeen erityinen dynaaminen vaikutus vaihtelee elintarvikkeen luonteesta riippuen. Vahvempi ilmaistaan proteiinipitoisilla elintarvikkeilla, vähemmän - rasva- ja hiilihydraattien saannilla. Toisen elinvuoden lapsilla ruuan erityinen dynaaminen vaikutus on 7-8% vanhemmassa iässä oleville lapsille - yli 5%.

Toteuttamisen kustannukset ja selviytyminen stressistä

Tämä on normaalin elämän ja energiankulutuksen luonnollinen suunta. Elämänprosessi ja sosiaalinen sopeutuminen, koulutus ja urheilu, ihmisten välisten suhteiden muodostuminen - kaikki tämä voi liittyä stressiin ja ylimääräisiin energiakustannuksiin. Keskimäärin tämä on 10% päivittäisistä energia-annoksista. Kuitenkin akuuteissa ja vakavissa sairauksissa tai traumoissa stressitekijöiden taso voi kasvaa hyvin merkittävästi, ja tämä vaatii ruokavalion laskemista.

Seuraavassa on tietoja stressin energiatarpeiden kasvusta.

Valtiot	Energian kysynnän muutos
Palovammoja riippuen polttokelpoisen kehon pinnasta	+ 30 ... 70%
Useita vammoja laitteiston ilmanvaihdossa	+ 20 ... 30%
Vaikea infektio ja moninkertainen trauma	+ 10 ... 20%
Postoperatiivinen aika, pienet infektiot, luiden murtumat	0 ... + 10%

Jatkuva energian epätasapaino (liiallinen tai puutteellinen) aiheuttaa ruumiinpainon ja kehonpituuden muutoksen kaikkien kehitysindeksien ja biologisen iän mukaan. Jopa kohtalainen aliravitsemus (4-5%) voi aiheuttaa viivästymisen lapsen kehityksessä. Siksi ruoan energiaturvallisuus on yksi tärkeimmistä kasvun ja kehityksen riittävyydestä. Tämän turvallisuuden laskeminen on välttämätöntä säännöllisesti. Useimmissa lapsissa analyysia koskevat ohjeet voivat olla suosituksia päivittäisen annoksen kokonaisenergiasta, joillekin lapsille, joilla on erityisiä terveyttä tai elinoloja, kaikkien energiaa kuluttavien osien summa edellyttää yksittäistä laskentaa. Esimerkki yleisten ikästandardien käytöstä ja näiden standardien jonkin yksittäisen korjauksen mahdollisuudesta voi toimia seuraavina menetelminä energiakustannusten laskemiseksi.

Laskentamenetelmä basaalisen aineenvaihdunnan määrittämiseksi

Enintään 3 vuotta	3-10 vuotta	10-18 vuotta vanha
Pojat
X = 0,249 kg-0,127	X = 0,095 kg + 2,110	X = 0,074 kg + 2,754
Tytöt
X = 0,244 kg-0,130	X = 0,085 kg + 2,033	X = 0,056 kg + 2,898

[14], [15],

Lisäkustannukset

Vahingonkorvaus - päävaluutta kerrotaan: pienemmälle leikkaukselle 1,2; luuston traumassa - 1,35; at sepsis - on 1,6; palovammoja - 2.1.

Elintarvikkeiden erityinen dynaaminen toiminta: + 10% perusaineenvaihdosta.

Liikunta: lepoaika + 10% perusmetaboliaa; istuu tuolissa + 20% perusmetaboliaa; potilaan potilaan hoito + 30% perusvaihdosta.

Kuolleet kulut: 1 °: ssa Keskimääräinen päivittäinen lämpötilan nousu kehossa + 10-12% perusvaihdosta.

Painonnousu: enintään 1 kg / viikko + 1260 kJ (300 kcal) päivässä.

On tavallista laatia tiettyjä väestön ikääntymiseen liittyvää energiahuoltoa koskevia standardeja. Monissa maissa on tällaisia määräyksiä. Niiden pohjalta kehitetään kaikkia järjestäytyneiden kollektiivien ruokaa. Myös yksilölliset ruokavalot tarkistetaan heidän kanssaan.

Suositukset pienten lasten ravitsemusarvosta ja jopa 11 vuotta

	0-2 kuukautta	3-5 kuukautta	6-11 kuukautta	1-3 vuotta	3-7 vuotta	7-10 vuotta vanha
Energia, yhteensä, kcal	-	-	-	1540	1970	2300
Energia, kcal / kg	115	115	110	-	-	-

Energian säätelyä koskevat suositukset (kcal / (kg • päivä))

Ikä, kuukausi	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

Laskenta ja korjaaminen energia-aineenvaihdunnan tavoitteena on poistaa alijäämät perusenergian kantajia, eli. E. Ensisijaisesti hiilihydraatteja ja Ms vallihauta. Kuitenkin käyttää määritellyn tarkoituksen media on mahdollista vain ottamalla huomioon turvallisuus ja korjaa monia perustavanlaatuisia liittyvät tarpeet mikroravinteilla. Joten on erityisen tärkeää, on nimittäminen kaliumfosfaatti, B-vitamiineja, erityisesti tiamiinia ja riboflaviinia, joskus karnitiini, antioksidantteja ja muita. Muuten seurauksena voi olla ristiriidassa valtion elämän, joita syntyy juuri kun energiaintensiivinen ravitsemukseen, etenkin parenteraalisen.