Обмін енергії

обмін енергії між організмом і навколишнім середовищем здійснюється за законами термодинаміки. Організм всередині себе постійно створює негентропії (тобто підтримує структурність елементів, розпадаючись здатні виділяти енергію). Для цього перш за все використовується енергія, накопичена в продуктах навколишнього середовища (у вигляді макроскопічних сполук, що надходять з їжею). Навколо себе організм створює ентропію, виділяючи енергію у вигляді тепла. Ентропія - це втрата структурності з виділенням енергії.

Співвідношення між енергією, що надходить в організм і кількістю енергії, що виділяється їм, називається енергетичним балансом. Якщо цей баланс буде позитивним - то енергоносії затримуються в організмі і навпаки.

Виділяють два рівня обміну енергії: основний обмін (00), або той рівень обмінних процесів в організмі, який необхідний для його функціонування в умовах фізіологічного спокою. Цей обмін об`єднує витрати енергії на біосинтез, на підтримку концентраційних градієнтів різних іонів на оболонках клітин і на діяльність внутрішніх органів (мозку, серця, дихальних м`язів, печінки, нирок і ін.) .. Рівень основного обміну залежить від віку, статі, маси тіла і зростання людини і, виходячи з цих параметрів, визначається за відомими в фізіології таблицями Харріса-Бенедикта. Згідно з цими таблицями загальний рівень основного обміну (00) розраховують в залежності від статі людини як суму енергетичних витрат виходячи з маси тіла (визначається по табл. А) і віку і росту людини (визначається по табл. Б Харріса-Бенедикта). Наприклад, дівчина у віці 17 років, маса тіла якої становить 46 кг, а зріст 156 см має 00 = 1095 +201 = 1296 ккал. При відсутності таблиць Гарріса-Бенедикта величину основного обміну (00) можна розраховувати за допомогою рівнянь, наведених у табл. 5.

У дітей рівень основного обміну на одиницю маси тіла значно більше, ніж у дорослих людей, що пояснюється більш інтенсивними процесами біосинтезу в дитячому віці. Відомо, наприклад, щоб "вмонтувати" одну амінокислоту в ланцюг білкової молекули потрібна енергія двох молекул АТФ (аденозітріфосфорноі кислоти).

У дітей до 5 років за одну годину на 1 кг маси тіла витрачається приблизно 14 - 15 кДж (3,45 ккал) енергії, в 10 років приблизно 9 - 10 кДж (2,26 ккал), в 15 років - 5,3 - 6,0 кДж (1,33 ккал) і у дорослих людей - 4,2 кДж (1 ккал) на 1 кг маси тіла в годину. У дівчат (жінок) основний обмін приблизно на 5% нижче, ніж у юнаків (чоловіків). Середні вікові зміни рівня основного обміну наведені в табл. 6.

Динаміка основного обміну з віком щільно пов`язана з енергетичними затратами на зростання організму. Чим менше вік дитини, тим відносні витрати енергії на зростання більше (рис. ЗО). Наприклад, витрати енергії на зростання у віці 3 місяці складають 36%, у віці 6 місяців - 26%, 10-12 місяців - 21% загальної енергетичної цінності їжі.

додатково до основному обміну організм витрачає енергію на будь-які функції, і на зовнішню роботу. Витрати енергії при повній життєдіяльності називаються загальним обміном.

За даними А. П. Матвєєва (2003) вживання білкової їжі підвищує рівень обміну на 30% - жирної і вуглеводної їжі - на 15%, а звичайної змішаної їжі на 30-35%. Виконання неважко роботи в побуті підвищує рівень обміну на 30-60%. Фізична помірна робота і звичайні спортивні тренування можуть підвищувати рівень обміну в 20-25 разів, тобто більше ніж на 2000%. Розумова праця, яка не супроводжується м`язовими зусиллями і емоційною напругою підвищує енергетичні витрати всього на 2-3%. Якщо до розумової праці додається емоційне напруження, то енергетичні витрати можуть зростати на 40-90%.