Pertukaran tenaga manusia

"Tubuh manusia adalah" mesin "yang boleh melepaskan tenaga kimia yang berkaitan dengan" bahan bakar "produk makanan; "bahan api" ini adalah karbohidrat, lemak, protein dan alkohol "(WHO).

Penggunaan utama mana-mana sumber yang disenaraikan mempunyai ciri-ciri yang berbeza dari segi magnitud metabolisme tenaga dan peralihan metabolik yang berkaitan.

Ciri-ciri pelbagai sumber metabolik bekalan tenaga makanan

Petunjuk	Glukosa	Palmitate	Protein
Pembebasan haba, kcal:
Untuk 1 mole teroksida	673	2398	475
1 g teroksida	3.74	9.30	5.40
Penggunaan oksigen:
Tahi lalat	66.0	23.0	5.1
L	134	515	114
Pengeluaran karbon dioksida:
Tahi lalat	66.0	16.0	4.1
L	134	358	92
Pengeluaran ATP, mol:	36	129	23
Kos produk ATP:
A / d	18.7	18.3	20.7
In / of	3.72	3.99	4.96
C / d	3.72	2.77	4.00
Kadar pernafasan	1.00	0.70	0.81
Bersamaan tenaga setiap 1 liter oksigen yang digunakan	5.02	4.66	4.17

[1], [2], [3]

Tahap pertukaran tenaga

Walaupun penyisihan dan sintesis struktur protein, lemak dan karbohidrat mempunyai ciri-ciri dan ciri-ciri tertentu, bagaimanapun, dalam transformasi berbagai bahan ini terdapat beberapa tahap dan keteraturan yang sama. Berhubung dengan tenaga yang dikeluarkan oleh metabolisme, metabolisme tenaga perlu dibahagikan kepada tiga peringkat utama.

Pada peringkat pertama dalam saluran pencernaan molekul besar nutrien dipecah menjadi yang kecil. 3 terbentuk daripada karbohidrat hexoses (glukosa, galaktosa, fruktosa), protein - 20 asid amino, lemak (triglycerides) - (. Contohnya, pentoses et al) gliserol dan asid lemak, dan juga gula jarang. Ia dikira bahawa secara purata, karbohidrat melepasi tubuh manusia sepanjang hayatnya - 17.5 tan, protein - 2.5 tan, lemak - 1.3 tan. Jumlah tenaga yang dikeluarkan dalam fasa I adalah tidak penting, sementara ia dilepaskan sebagai haba. Oleh itu, semasa pembelahan polysaccharides dan protein, kira-kira 0.6% dilepaskan, lemak - 0.14% daripada jumlah tenaga, yang terbentuk apabila mereka benar-benar mengurai kepada produk akhir metabolisme. Oleh itu, kepentingan reaksi kimia fasa pertama terdiri terutamanya dalam penyediaan nutrien untuk pembebasan tenaga sebenar.

Pada peringkat kedua, bahan-bahan ini terus membelah lagi dengan pembakaran yang tidak lengkap. Hasil proses ini - pembakaran tidak lengkap - kelihatan tidak dijangka. Dari 25-30 bahan terbentuk, kecuali CO2 dan H2O, hanya tiga produk akhir: α-ketoglutaric, asid oxaloacetic dan asid asetik, kerana atsetilkoenzima A. Kuantitatif dengan itu wujud koenzim acetyl A. Semasa fasa II dilepaskan kira-kira 30% daripada tenaga yang terkandung dalam nutrien bahan.

Di peringkat ketiga, kitaran asid trikarboksil yang dipanggil Krebs, ketiga-tiga produk akhir fasa II dibakar ke karbon dioksida dan air. Pada masa yang sama, 60-70% tenaga nutrien dibebaskan. Kitaran Krebs adalah laluan akhir biasa bagi pembelahan karbohidrat, protein dan lemak. Inilah titik utama pertukaran, di mana konvergensi pelbagai struktur berkumpul dan peralihan bersama reaksi sintetik adalah mungkin.

Tidak seperti Fasa I - peringkat hidrolisis dalam saluran gastrousus - semasa fasa II dan III pelepasan bahan belahan bukan sahaja tenaga, tetapi juga jenis khas pengumpulan.

Reaksi pertukaran tenaga

Pemuliharaan tenaga dilakukan dengan menukar tenaga pemisahan produk makanan ke dalam bentuk khas sebatian kimia yang dipanggil macroergas. Pengangkut tenaga kimia ini dalam badan adalah pelbagai sebatian fosforus di mana ikatan residu asid fosforik adalah ikatan makroergik.

Tempat utama dalam metabolisme tenaga tergolong dalam ikatan pyrophosphate dengan struktur adenosine trifosfat. Dalam bentuk sebatian ini dalam tubuh, 60 hingga 70% dari semua tenaga yang dikeluarkan semasa pecahan protein, lemak, karbohidrat digunakan. Penggunaan tenaga (pengoksidaan dalam bentuk ATP) adalah kepentingan biologi yang sangat besar, oleh kerana mekanisme ini adalah mungkin untuk memisahkan tempat dan masa pembebasan tenaga dan penggunaannya yang sebenar dalam proses berfungsi organ-organ. Dianggarkan bahawa dalam 24 jam jumlah ATP yang terbentuk dan membelah dalam badan adalah lebih kurang sama dengan jisim badan. Penukaran ATP ke ADP melepaskan 41.84-50.2 kJ, atau 10-12 kcal.

Tenaga metabolik yang terhasil dibelanjakan di bursa utama, t. E. Penyelenggaraan hidup dalam keadaan rehat pada suhu ambien 20 ° C, pertumbuhan (metabolisme plastik), bekerja otot dan penghadaman dan penyerapan makanan (tindakan khusus dinamik makanan). Terdapat perbezaan dalam perbelanjaan tenaga yang terhasil daripada pertukaran, dalam orang dewasa dan kanak-kanak.

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

Pertukaran asas

Kanak-kanak, seperti semua mamalia yang dilahirkan tidak matang, mempunyai peningkatan awal dalam metabolisme basal hingga 1 1/2 tahun, yang kemudiannya terus meningkat secara mutlak dan juga kerap dikurangkan per unit berat badan.

Selalunya, kaedah pengiraan untuk mengira metabolisme basal digunakan. Rumus biasanya tertumpu kepada petunjuk sama ada panjang atau berat badan.

Pengiraan metabolisme basal melalui berat badan (kcal / hari). Cadangan FAO / BO3

Umur	Boys	Kanak perempuan
0-2 tahun	60.9 P-54	61 P - 51
3-9 tahun	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

Jumlah tenaga yang diterima daripada makanan diagihkan untuk menyediakan metabolisme asas, kesan dinamik khusus makanan, kehilangan haba yang berkaitan dengan perkumuhan, aktiviti fizikal (motor) dan pertumbuhan. Dalam struktur pengagihan tenaga, iaitu pertukaran tenaga dibezakan:

• Tenaga diterima (dari makanan) = Tenaga dideposit + Tenaga yang digunakan.
• Tenaga diserap = Tenaga diterima - Tenaga dikeluarkan.
• Metabolisme tenaga = Tenaga diterima - Bekalan tenaga (hidup) dan aktiviti, atau "kos asas".
• Tenaga kos asas adalah sama dengan jumlah:
  • metabolisme basal;
  • thermoregulation;
  • kesan pemanasan makanan (SDDP);
  • kos aktiviti;
  • kos untuk sintesis tisu baru.
• Tenaga pemendapan adalah tenaga yang dibelanjakan untuk pemendapan protein dan lemak. Glikogen tidak dianggap, kerana pemendapan (1%) tidak penting.
• Tenaga pemendapan = Tenaga dimetabolisme - Tenaga kos asas.
• Kos pertumbuhan tenaga = Tenaga sintesis tisu baru + Tenaga didepositkan dalam tisu baru.

Perbezaan umur utama adalah hubungan antara kos pertumbuhan dan, ke tahap yang lebih rendah, aktiviti tersebut.

Ciri-ciri umur pengagihan perbelanjaan tenaga harian (kcal / kg)

Umur	Pertukaran asas	SDDP	Kerugian ekskresi	Aktiviti	Ketinggian	Jumlah
Dini	60	7th	20	15th	50	152
8 minggu	55	7th	11th	17hb	20	110
10 bulan	55	7th	11th	17hb	20	110
4 tahun	40	6th	8hb	25	8-10	87-89
14 tahun	35	6th	6th	20	14th	81
Dewasa	25	6th	6th	10	0	47

Seperti yang dapat dilihat, kos pertumbuhan sangat penting untuk bayi baru lahir dan semasa tahun pertama kehidupan. Sememangnya, dalam dewasa mereka tidak hadir. Aktiviti fizikal menghasilkan perbelanjaan tenaga yang ketara, walaupun dalam bayi baru lahir dan bayi, di mana payudara menghisap, kebimbangan, menangis dan menjerit adalah ekspresi.

Dengan kecemasan kanak-kanak, penggunaan tenaga meningkat sebanyak 20-60%, dan apabila menjerit - dalam 2-3 kali. Penyakit membuat tuntutan mereka terhadap kos tenaga. Terutamanya mereka meningkat dengan peningkatan suhu badan (oleh kenaikan 1 ° C dalam peningkatan metabolisme adalah 10-16%).

Tidak seperti orang dewasa, kanak-kanak mempunyai banyak tenaga yang dibelanjakan untuk pertumbuhan (metabolisme plastik). Ia kini ditubuhkan bahawa pengumpulan 1 g berat badan, iaitu. E. Tisu baru, ia adalah perlu untuk membelanjakan kira-kira 29.3 kJ atau 7 kcal. Anggaran berikut lebih tepat:

• Tenaga "kos" pertumbuhan = Tenaga sintesis + Tenaga pemendapan dalam tisu baru.

Dalam bayi yang pramatang, tenaga sintesis adalah 1.3 hingga 5 kJ (0.3 hingga 1.2 kcal) setiap gram, ditambah kepada berat badan. Pada jangka masa - 1.3 kJ (0.3 kcal) setiap 1 g berat badan baru.

Jumlah kos tenaga pertumbuhan:

• sehingga 1 tahun = 21 kJ (5 kcal) setiap 1 g tisu baru,
• selepas 1 tahun = 36,5-50,4 kJ (8,7-12 kcal) setiap 1 g tisu baru, atau kira-kira 1% daripada jumlah tenaga nutrien.

Oleh kerana kadar pertumbuhan pada kanak-kanak berbeza dalam tempoh yang berlainan, bahagian metabolisme plastik dalam jumlah tenaga adalah berbeza. Pertumbuhan paling intensif adalah dalam tempoh perkembangan intrauterin, apabila jisim embrio manusia meningkat sebanyak 1 bilion 20 juta kali (1.02 × 10 9). Kadar pertumbuhan terus menjadi cukup tinggi pada bulan-bulan pertama kehidupan. Ini terbukti dengan peningkatan berat badan yang ketara. Oleh itu, kanak-kanak 3 bulan pertama bahagian "plastik" pertukaran penggunaan tenaga adalah 46%, maka pada tahun pertama ia dikurangkan, bagaimanapun, dengan 4 tahun, dan terutamanya dalam tempoh prepubertal, peningkatan dalam kadar pertumbuhan, yang sekali lagi ditunjukkan sebagai peningkatan dalam pertukaran plastik. Secara purata, pada kanak-kanak berumur 6-12 tahun, 12% keperluan tenaga dibelanjakan untuk pertumbuhan.

Kos tenaga untuk pertumbuhan

Umur	Berat badan, kg	Berat badan, g / hari	Kos tenaga , kcal / hari	Kos tenaga , kcal / (kg-hari)	Sebagai peratusan pertukaran asas
1 bulan	3.9	30	146	37	71
3 »	5.8	28	136	23	41
6 »	8.0	20	126	16	28
1 tahun	10.4	10	63	6th	11th
5 tahun	17.6	5	32	2	4
14 tahun, perempuan	47.5	18th	113	2	8hb
16 tahun, lelaki	54.0	18th	113	2	7th

[9], [10]

Penggunaan tenaga untuk kerugian sulit untuk akaun

Untuk sukar menyumbang kerugian termasuk kerugian dari najis lemak, jus penghadaman dan rahsia, dijana dalam dinding saluran pencernaan dan kelenjar, dengan sel-sel epitelium terkelupas daripada jatuh jauh tudung sel-sel kulit, rambut, kuku, peluh, dan permulaan akil baligh kanak-kanak perempuan - dengan darah haid. Malangnya, isu ini belum dipelajari dalam kanak-kanak. Adalah dipercayai bahawa pada kanak-kanak lebih tua daripada setahun ia adalah sekitar 8% daripada kos tenaga.

[11]

Penggunaan tenaga untuk aktiviti dan mengekalkan suhu badan yang berterusan

Bahagian perbelanjaan tenaga ke atas aktiviti dan penyelenggaraan suhu badan bervariasi dengan usia kanak-kanak (selepas 5 tahun ini dimasukkan dalam konsep kerja otot). Dalam 30 minit pertama selepas kelahiran, suhu badan bayi yang baru lahir berkurangan hampir 2 ° C, yang menyebabkan perbelanjaan tenaga yang ketara. Dalam kanak-kanak kecil, untuk mengekalkan suhu badan yang berterusan pada suhu ambien di bawah suhu kritikal (28 ... 32 ° C) dan aktiviti badan kanak-kanak terpaksa membelanjakan 200.8-418.4 kJ / (kg-hari), atau 48-100 kkal / (kg • hari). Oleh itu, dengan usia, perbelanjaan tenaga mutlak untuk mengekalkan kesinambungan suhu badan dan peningkatan aktiviti.

Walau bagaimanapun, perkadaran penggunaan tenaga untuk mengekalkan kesinambungan suhu badan pada kanak-kanak tahun pertama kehidupan adalah yang lebih rendah, lebih kecil kanak-kanak itu. Sekali lagi, terdapat pengurangan penggunaan tenaga, kerana permukaan badan, yang disebut 1 kg berat badan, sekali lagi berkurangan. Pada masa yang sama, penggunaan tenaga untuk aktiviti (kerja berotot) meningkat pada kanak-kanak di atas umur tahun, apabila kanak-kanak itu mula berjalan, berlari, bersenam, atau bermain sukan.

Kos tenaga aktiviti fizikal

Jenis pergerakan	Cal / min
Berbasikal dengan kelajuan rendah	4,5
Bersepeda pada kelajuan purata	7.0
Bersepeda pada kelajuan tinggi	11.1
Menari	3.3-7.7
Bola sepak	8.9
Latihan gimnastik pada cangkang	3.5
Running sprint	13.3-16.8
Berjalan untuk jarak jauh	10.6
Skating	11.5
Ski lintas negara pada kelajuan sederhana	10.8-15.9
Berjalan dengan ski pada kelajuan tinggi	18.6
Berenang	11.0-14.0

Pada kanak-kanak berusia 6-12 tahun, bahagian tenaga yang dibelanjakan untuk aktiviti fizikal adalah kira-kira 25% daripada keperluan tenaga, dan pada orang dewasa - 1/3.

[12], [13]

Tindakan dinamik dinamik makanan

Kesan dinamik khusus makanan berbeza-beza bergantung pada jenis makanan. Lebih kuat ia dinyatakan dengan makanan kaya protein, kurang - dengan pengambilan lemak dan karbohidrat. Pada kanak-kanak tahun kedua kehidupan, kesan dinamik khusus makanan adalah 7-8%, pada kanak-kanak yang lebih tua - di atas 5%.

Perbelanjaan untuk pelaksanaan dan menangani tekanan

Ini adalah hala tuju kehidupan normal dan perbelanjaan tenaga. Proses kehidupan dan penyesuaian sosial, pendidikan dan sukan, pembentukan hubungan antara manusia - semua ini boleh disertai dengan tekanan dan kos tenaga tambahan. Rata-rata, ini adalah tambahan 10% daripada tenaga harian "catuan". Walau bagaimanapun, dalam penyakit atau trauma akut dan teruk, tahap kos tekanan boleh meningkat dengan ketara, dan ini memerlukan pertimbangan dalam mengira diet.

Data mengenai kenaikan keperluan tenaga untuk tekanan diberikan di bawah.

Negeri	Perubahan dalam permintaan tenaga
Terbakar bergantung kepada peratusan permukaan badan yang terbakar	+ 30 ... 70%
Berbagai kecederaan dengan pengudaraan perkakasan	+ 20 ... 30%
Jangkitan teruk dan pelbagai trauma	+ 10 ... 20%
Tempoh selepas operasi, jangkitan kecil, patah tulang	0 ... + 10%

Ketidakseimbangan tenaga yang berterusan (kelebihan atau kekurangan) menyebabkan perubahan dalam berat badan dan panjang badan dengan semua indeks perkembangan dan usia biologi. Malah kekurangan zat makanan yang sederhana (4-5%) boleh menyebabkan kelewatan dalam perkembangan kanak-kanak. Oleh itu, keselamatan tenaga makanan menjadi salah satu syarat yang paling penting untuk kecukupan pertumbuhan dan pembangunan. Pengiraan keselamatan ini diperlukan untuk dijalankan secara teratur. Di kebanyakan garis panduan kanak-kanak untuk analisa boleh menjadi cadangan mengenai jumlah keseluruhan tenaga harian, untuk sesetengah kanak-kanak dengan keadaan kesihatan atau kehidupan yang istimewa, pengiraan individu diperlukan untuk jumlah semua komponen yang memakan tenaga. Satu contoh menggunakan piawaian keselamatan umum dan kemungkinan beberapa pembetulan individu piawaian ini boleh menjadi kaedah berikut untuk mengira kos tenaga.

Kaedah pengiraan untuk menentukan metabolisme basal

Sehingga 3 tahun	3-10 tahun	10-18 tahun
Boys
X = 0.249 kg-0.127	X = 0.095 kg + 2.110	X = 0.074 kg + 2,754
Kanak perempuan
X = 0.244 kg-0.130	X = 0.085 kg + 2,033	X = 0.056 kg + 2.898

[14], [15],

Kos tambahan

Pampasan untuk kerosakan - pertukaran utama didarabkan: untuk pembedahan kecil, sebanyak 1.2; pada trauma rangka - pada 1,35; pada sepsis - pada 1,6; dengan luka bakar - oleh 2.1.

Tindakan dinamik dinamik makanan: + 10% daripada metabolisme asas.

Aktiviti fizikal: rehat tidur + 10% metabolisme asas; duduk di kerusi + 20% daripada metabolisme dasar; rejim pesakit + 30% daripada pertukaran asas.

Perbelanjaan untuk demam: pada 1 ° Dengan kenaikan purata harian dalam suhu badan + 10-12% dari pertukaran asas.

Berat badan: sehingga 1 kg / minggu + 1260 kJ (300 kcal) sehari.

Adalah lazim untuk merumuskan standard tertentu bekalan tenaga yang berkaitan dengan usia untuk penduduk. Banyak negara mempunyai peraturan sedemikian. Atas dasarnya, semua ransum makanan kolektif teratur dikembangkan. Diet individu juga diperiksa dengan mereka.

Cadangan mengenai nilai tenaga nutrisi untuk kanak-kanak kecil dan sehingga 11 tahun

	0-2 bulan	3-5 bulan	6-11 bulan	1-3 tahun	3-7 tahun	7-10 tahun
Tenaga, jumlah, kcal	-	-	-	1540	1970	2300
Tenaga, kcal / kg	115	115	110	-	-	-

Cadangan untuk peraturan tenaga (kcal / (kg • hari))

Umur, bulan	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

Pengiraan dan pembetulan metabolisme tenaga memberi tumpuan kepada menghapuskan defisit pembawa tenaga asas, iaitu. E. Terutamanya karbohidrat dan Cik parit. Walau bagaimanapun, penggunaan maksud yang dinyatakan media hanya boleh dilakukan dengan mengambil kira keselamatan dan membetulkan banyak keperluan asas yang berkaitan dengan mikronutrien. Jadi ia amat penting ialah pelantikan fosfat kalium, vitamin B, terutamanya thiamine dan riboflavin, kadang-kadang carnitine, antioksidan dan lain-lain. Kegagalan untuk berbuat demikian boleh menyebabkan tidak serasi dengan keadaan hidup yang timbul dengan tepat apabila pemakanan tenaga intensif, terutama parenteral.