مفهوم التمثيل الغذائي التمثيل الغذائي الأساسي والعامة. BX. معادلات لحساب قيمة البورصة الرئيسية. قانون سطح الجسم. تحقق مما إذا كنت ترتكب أخطاء في الأكل تؤدي إلى تباطؤ غير ضروري في عملية التمثيل الغذائي.

تبلغ نسبة الماء في الأنسجة البشرية حوالي 65-70٪. لكن طوال الحياة ، هذا الرقم ليس ثابتًا.

يحتوي جنين بشري يبلغ من العمر 4 أشهر على الماء - 94٪
في الأطفال حديثي الولادة - 74٪
في شخص بالغ - حوالي 65.

مع تقدم العمر ، تقل كمية الماء. يعتقد العديد من العلماء أن أحد أسباب شيخوخة الإنسان هو انخفاض قدرة الغرويات ، وخاصة البروتينات ، على الارتباط كميات كبيرةماء.

توزيع الماء في جسم الإنسان غير متساوٍ.

أقل كميةأنه يحتوي على:
العظام - 45٪ و
الأنسجة الدهنية - 29٪ ،
أكبر:
البول - 83٪
الدم - 92٪ ،
عرق - 97٪
اللعاب - 99٪.

في الجلد - 72٪
B من النسيج الضام -80٪
في الكلى - 82٪

استهلاك المياه اليومي

يبلغ استهلاك الإنسان اليومي من الماء حوالي 2.5 لتر.

1. يشرب 1.2 لتر
2. يحصل على 1 لتر من الطعام.
3. يتلقى 0.3 لتر أثناء أكسدة العناصر الغذائية.

مع توازن الماء الطبيعي ، يتم إخراج نفس الكمية من الماء (حوالي 2.5 لتر) من الجسم:

1. 1-1.5 لتر تفرز عن طريق الكلى
2. حوالي 0.5 لتر تفرز مع العرق
3. حوالي 0.4 لتر تفرز عن طريق الرئتين عن طريق التنفس
4. 0.05 - 0.2 لتر تفرز مع البراز

وظيفة النقلماء

يلعب الماء في تكوين الدم أو اللمف أو البول أو العرق دور النقل.

بمساعدة الدم ، تدخل العناصر الغذائية اللازمة للتوليف إلى مواقع التوليف. يتم توصيل الأكسجين المتضمن في تفاعلات الأكسدة الدم الشريانيمن الرئتين إلى كل خلية من خلايا الجسم. على العكس من ذلك ، يتم التخلص من منتجات التسوس غير الضرورية الدم الوريديوبعد ذلك تفرز من الجسم في البول والعرق.

المياه داخل الخلايا هي الوسيلة التي تحدث فيها عمليات التمثيل الغذائي. في هذه الحالة ، هو وسيط بين المواد المتفاعلة. أي أنه يوفر هذا التفاعل وبالتالي يحتفظ بوظائف النقل الخاصة به.

نتيجة لذلك ، يشارك الماء بشكل مباشر في تكوين الهياكل الخلوية ، وإلى حد كبير ، يحدد نشاطها. وبالتالي ، فإن شدة عمليات الفسفرة المؤكسدة التي تحدث فيها (إحدى مراحل تخليق ATP) تعتمد على درجة تورم الميتوكوندريا ، ويعتمد نشاط التخليق الحيوي للبروتين على تشبع الريبوسومات بالماء. فقط عند درجة معينة من الماء ، تظهر البروتينات والأحماض النووية نشاطها البيولوجي بشكل كامل.

العناصر المعدنية

تتواجد العناصر المعدنية في الجسم على شكل أملاح تتفتت إلى أيونات. يسمى دوران هذه العناصر في الجسم التمثيل الغذائي للملح.

الكائنات الحية تحتوي على أيونات Na + ، K + ، Ca ++ ، Mg ++ ، Cl- ، كبريتات ، فوسفات ، بيكربونات ؛يحددون طبيعة العمليات الفيزيائية والكيميائية في الأنسجة.

ذات أهمية خاصة العناصر المعدنيةفي عمل الجهاز الأنزيمي لأي كائن حي.

كثير التفاعلات الأنزيميةتحدث فقط في وجود أيونات معينة.

ذات أهمية خاصة بين المعادنيملك

تشمل المغذيات الدقيقة ما يلي: V، Mn، Zn، Si، Mo، Co، Ni، Li، Se، I، CI، Br وبعض العناصر الأخرى.

التمثيل الغذائي الرئيسي - ترتبط تكاليف الطاقة بالحفاظ على الحد الأدنى من عمليات الأكسدة اللازمة لحياة الخلية وبنشاط الأجهزة والأنظمة العاملة باستمرار - عضلات الجهاز التنفسي والقلب والكلى والكبد. يرتبط جزء من استهلاك الطاقة من حيث التمثيل الغذائي الأساسي بالحفاظ على قوة العضلات. يوفر إطلاق الطاقة الحرارية خلال كل هذه العمليات إنتاج الحرارة اللازمة للحفاظ على درجة حرارة الجسم عند مستوى ثابت ، وعادة ما تكون أعلى من درجة حرارة البيئة الخارجية.

شروط تحديد التمثيل الغذائي الأساسي: يجب أن يكون الموضوع

1) في حالة من الراحة العضلية (وضع الاستلقاء مع استرخاء العضلات) ، دون التعرض للتهيج الذي يسبب الإجهاد العاطفي ؛

2) على معدة فارغة ، أي 12-16 ساعة بعد الوجبة ؛

3) عند درجة حرارة خارجية "راحة" (18-20 درجة مئوية) ، والتي لا تسبب الشعور بالبرودة أو الحرارة.

يتم تحديد التمثيل الغذائي الأساسي في حالة اليقظة. أثناء النوم ، يقل مستوى العمليات المؤكسدة وبالتالي تكاليف طاقة الجسم بنسبة 8-10٪ عن حالة الراحة أثناء اليقظة.

طرق تحديد البورصة الرئيسية:

المسعرات المباشرة وغير المباشرة ؛

بالمعادلات مع مراعاة الجنس والعمر والطول ووزن الجسم باستخدام جداول خاصة.

القيم الطبيعية للتبادل الأساسي للشخص. عادة ما يتم التعبير عن معدل الأيض الأساسي كمقدار الحرارة بالكيلو جول (كيلو كالوري) لكل 1 كجم من وزن الجسم أو لكل 1 متر مربع من سطح الجسم في الساعة أو في اليوم.

بالنسبة لرجل في منتصف العمر (حوالي 35 عامًا) ، متوسط ​​الطول (حوالي 165 سم) ومتوسط ​​وزن الجسم (حوالي 70 كجم) ، فإن معدل الأيض الأساسي هو 4.19 كيلو جول (1 كيلو كالوري) لكل 1 كجم من وزن الجسم في الساعة ، أو 7117 كيلوجول (1700 كيلو كالوري) في اليوم ، للنساء حوالي 1500 كيلو كالوري في اليوم. في النساء ، يكون أقل بنسبة 5-10 ٪ منه عند الرجال. الأطفال أعلى من البالغين. كبار السن 10-15٪ أقل. .

3. إمكانات العمل ومراحله. آليات الإثارة الأيونية ، تغييرات في نفاذية غشاء الخلية أثناء الإثارة.

إمكانات العمل - هذا تغيير قصير المدى في فرق الجهد بين الأسطح الخارجية والداخلية للغشاء (أو بين نقطتين في النسيج) ، والذي يحدث في لحظة الإثارة. عند تسجيل جهد الفعل باستخدام تقنية القطب الكهربائي الدقيق ، يتم ملاحظة إمكانات نموذجية على شكل ذروة. يحتوي على المراحل أو المكونات التالية:

استجابة محلية - المرحلة الأولىنزع الاستقطاب.

مرحلة إزالة الاستقطاب - انخفاض سريعالغشاء المحتمل إلى الصفر وإعادة شحن الغشاء (الارتداد أو التجاوز).

مرحلة عودة الاستقطاب - الانتعاش حدودغشاء المحتملة؛ في ذلك ، يتم تمييز مرحلة عودة الاستقطاب السريع ومرحلة عودة الاستقطاب البطيء ، بدورها ، يتم تمثيل مرحلة عودة الاستقطاب البطيء من خلال عمليات التتبع (الإمكانات): تتبع السلبية (تتبع الاستقطاب) وإيجابية التتبع (تتبع فرط الاستقطاب). خصائص السعة والوقت لإمكانات عمل العصب والعضلات الهيكلية هي كما يلي: سعة جهد الفعل 140-150 مللي فولت ؛ مدة ذروة الفعل المحتملة (مرحلة نزع الاستقطاب + مرحلة عودة الاستقطاب) هي 1-2 مللي ثانية ، ومدة إمكانات التتبع هي 10-50 مللي ثانية. يعتمد شكل جهد الفعل (مع التخصيص داخل الخلايا) على النوع نسيج مهتاج: في محور عصبي ، عضلة هيكلية - إمكانات شبيهة بالذروة ، في العضلات الملساء في بعض الحالات تشبه الذروة ، في حالات أخرى - تشبه الهضبة (على سبيل المثال ، جهد الفعل عضلات ملساءرحم المرأة الحامل على شكل هضبة ومدته دقيقة واحدة تقريبًا). في عضلة القلب ، يكون لإمكانات الفعل شكل هضبة.

في السائل خارج الخلية ، يكون تركيز أيونات الصوديوم والكلور مرتفعًا ، في السائل داخل الخلايا - أيونات البوتاسيوم والمركبات العضوية. في حالة راحة فسيولوجية نسبية غشاء الخليةإنه جيد النفاذية لكاتيونات البوتاسيوم ، وهو أسوأ قليلاً بالنسبة لأنيونات الكلور ، غير منفذة عمليًا لكاتيونات الصوديوم وغير منفذة تمامًا لأنيونات المركبات العضوية. في حالة الراحة ، تذهب أيونات البوتاسيوم ، دون إنفاق الطاقة ، إلى منطقة تركيز النفخ (على السطح الخارجي غشاء الخلية) تحمل شحنة موجبة.

تخترق أيونات الكلور الخلية وتحمل شحنة سالبة. تستمر أيونات الصوديوم في البقاء على السطح الخارجي للغشاء ، مما يعزز الشحنة الموجبة.

آلية الإثارة الأيونية:

تعتمد إمكانات العمل على تغييرات متسلسلة في التطور في النفاذية الأيونية لغشاء الخلية. تحت تأثير مادة مهيجة على الخلية ، تزداد نفاذية غشاء أيونات الصوديوم بشكل حاد بسبب تنشيط قنوات الصوديوم. في الوقت نفسه ، تتحرك أيونات الصوديوم بشكل مكثف على طول تدرج التركيز من الخارج إلى الفضاء داخل الخلايا. يتم أيضًا تسهيل دخول أيونات الصوديوم إلى الخلية عن طريق التفاعل الكهروستاتيكي. نتيجة لذلك ، تصبح نفاذية غشاء Na 20 مرة أكبر من نفاذية أيونات K +.

نظرًا لأن تدفق Na + إلى الخلية يبدأ في تجاوز تيار البوتاسيوم من الخلية ، يحدث انخفاض تدريجي في إمكانات الراحة ، مما يؤدي إلى ارتداد - تغيير في علامة إمكانات الغشاء. في هذه الحالة ، يصبح السطح الداخلي للغشاء موجبًا فيما يتعلق بسطحه الخارجي. تتوافق هذه التغييرات في إمكانات الغشاء مع المرحلة الصاعدة من جهد الفعل (مرحلة إزالة الاستقطاب). يتميز الغشاء بزيادة نفاذية أيونات الصوديوم فقط لفترة قصيرة جدًا من 0.2 - 0.5 مللي ثانية. بعد ذلك ، تنخفض نفاذية غشاء أيونات الصوديوم مرة أخرى ، ويزيد K +. نتيجة لذلك ، يتم إضعاف تدفق Na + إلى الخلية بشكل حاد ، بينما يزداد تدفق K + خارج الخلية. أثناء جهد الفعل ، تدخل كمية كبيرة من Na + الخلية ، وتغادر أيونات K + الخلية. تتم استعادة التوازن الأيوني الخلوي بسبب عمل مضخة Na +، K + - ATPase ، التي يزداد نشاطها مع زيادة التركيز الداخلي لأيونات الصوديوم وزيادة التركيز الخارجي لأيونات البوتاسيوم.

بسبب تشغيل مضخة الأيونات والتغيير في نفاذية الغشاء لـ Na + و K + ، يتم استعادة تركيزها الأولي في الفضاء داخل وخارج الخلية تدريجياً. ونتيجة هذه العمليات هي إعادة استقطاب الغشاء: المحتويات الداخلية لـ تكتسب الخلية مرة أخرى شحنة سالبة فيما يتعلق بالسطح الخارجي للغشاء.

التذكرة 24

يسمى مستوى التبادل في ظروف الحياة البشرية الطبيعية التبادل العام.عند أداء العمل البدني والعقلي ، وتغيير الموقف ، والعواطف ، بعد تناول الطعام ، تصبح عمليات التمثيل الغذائي أكثر كثافة. الأهم من ذلك كله ، يتم تقليل العضلات المشاركة في هذه العملية. والدولة الهيكل العظمي والعضلاتيؤثر بشكل رئيسي على شدة التمثيل الغذائي وفي بعض الظروف الفسيولوجية الأخرى. لذلك ، حتى عند حل مشكلة رياضية ، يزداد توتر العضلات الهيكلية. في الوقت نفسه ، على الرغم من أن نشاط عمليات التمثيل الغذائي في خلايا الجهاز العصبي المركزي نفسه يتغير ، فإنه لا يتغير إلى حد يؤثر بشكل كبير على مستوى استهلاك الطاقة للكائن الحي بأكمله. ومع ذلك ، إذا كان العمل العقلي مصحوبًا بضغط عاطفي ، يتم تنشيط التبادل إلى حد أكبر. ويرجع ذلك إلى زيادة تكوين عدد من الهرمونات التي تعزز عمليات التمثيل الغذائي.

عمل ديناميكي على وجه التحديد للغذاء

لوحظ زيادة في التمثيل الغذائي لفترة طويلة بما فيه الكفاية (تصل إلى 10-12 ساعة) بعد تناول الطعام. في هذه الحالة ، يتم إنفاق الطاقة ليس فقط على العملية الفعلية للهضم والإفراز والحركة والامتصاص). اتضح أن ما يسمى ب عمل ديناميكي محدد للغذاء.ويرجع ذلك أساسًا إلى تنشيط عمليات التمثيل الغذائي بواسطة منتجات الهضم. يكون هذا التأثير أكبر مع تناول البروتينات. بالفعل بعد ساعة واحدة وعلى مدى 3-12 ساعة القادمة (تعتمد المدة على كمية الطعام المستهلكة) ، يزداد نشاط عمليات تكوين الطاقة إلى 30٪ من مستوى التمثيل الغذائي الأساسي. مع تناول الكربوهيدرات والدهون لا تزيد هذه الزيادة عن 15٪.

تأثير درجة الحرارة

تزداد شدة عمليات التمثيل الغذائي أيضًا عندما تنحرف درجة الحرارة المحيطة عن المستوى المريح. أهم التحولات في شدة التمثيل الغذائي مع انخفاض درجة الحرارة ، لأنه من أجل الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم ، يتم تحويل طاقة الأنواع الأخرى إلى حرارة.

تبادل الطاقة في نشاط العمل

تعود أكبر زيادة في استهلاك الطاقة إلى العضلات الهيكلية العابرة. لذلك ، في الظروف الطبيعيةالوجود ، يعتمد مستوى عمليات التمثيل الغذائي في المقام الأول على النشاط البدنيشخص. السكان البالغينحسب مستوى التبادل العام يمكن تقسيمها إلى خمس مجموعات. يعتمد التصنيف على شدة العمل البدني والتوتر العصبي الناشئ عن أداء عمليات العمل والعمليات الفردية وعدد من الميزات الأخرى. مع إدخال وانتشار أنواع وأشكال جديدة من النشاط العمالي المرتبط تطور تقني، يجب مراجعة مجموعات كثافة اليد العاملة وتحديدها واستكمالها. هناك خمس مجموعات من العمال:

1-أ - يمكن محوه ذهنيًا في الغالب ؛

2-أ - جسدية الرئةتَعَب؛

ثالثا - العمل البدني درجة متوسطةجاذبية؛

4-أ - العمل البدني الشاق ؛

5-أ - العمل البدني الشاق خاصة.

تزداد الحاجة إلى الطاقة لدى الأشخاص الذين يتسم عملهم ليس فقط بالإجهاد البدني ، ولكن أيضًا بالإجهاد العصبي النفسي. و في الظروف الحديثةتتزايد أهميتها في جميع عمليات العمل أكثر فأكثر.

في النساء ، من خلال كثافة أقل لعمليات التمثيل الغذائي ، أقل كتلة العضلاتمتطلبات الطاقة أقل بحوالي 15٪ من الرجال.

عند تحديد احتياجات الطاقة للسكان البالغين في سن العمل ، من المناسب إجراء جميع الحسابات لثلاث فئات عمرية: 18-29 ، 30-39 ، 40-59 سنة. كان هذا على أساس بعض ميزات العمرالاسْتِقْلاب. لذلك ، في سن 18-29 ، كانت عمليات النمو و التطور البدني. من سن 40 ، وخاصة بعد 50 ، يبدأ الهدم في الغلبة على الابتنائية.

عند وضع معايير لاحتياجات الطاقة للسكان الذين تتراوح أعمارهم بين 18 و 60 عامًا ، تم تحديد وزن الجسم المثالي بشروط: للرجال 70 كجم ، للنساء - 60 كجم. يمكن حساب متطلبات الطاقة بناءً على 1 كجم من متوسط ​​وزن الجسم المثالي. إن متطلبات الطاقة لكل 1 كجم من الوزن المثالي للرجال والنساء هي نفسها تقريبًا وهي: للمجموعة الأولى من كثافة اليد العاملة - 167.4 كيلو جول (40 كيلو كالوري) ، وللثانية - 179.9 كيلو جول (43 كيلو كالوري) ، وللثالث - 192.5 كيلو جول (46 كيلو كالوري) ، للرابع - 221.7 كيلو جول (53 كيلو كالوري) ، وللأجهزة الخامسة - 255.2 كيلو جول (61 كيلو كالوري).

تنظيم تبادل الطاقة

في الجسم ، يجب تنسيق الاحتياجات الأيضية للكائن الحي بشكل دائم مع احتياجات أعضائه وخلاياه الفردية. يتم تحقيق ذلك من خلال توزيع العناصر الغذائية فيما بينها ، وكذلك إعادة توزيع المواد من مستودعات الجسم نفسه أو تلك التي تتشكل في عمليات التخليق الحيوي.

على مستوى الخلايا الفردية وقطع الأعضاء ، من الممكن الكشف عن وجود آليات محلية لتنظيم عملية إنتاج الطاقة. لذلك ، أثناء أداء العمل العضلي ، تؤدي بداية تقلص العضلات إلى عمليات إعادة بناء الـ ATP المستخدمة (انظر القسم 1 - "عضلات الهيكل العظمي").

يتم تنظيم عمليات إنتاج الطاقة في الجسم ككل عن طريق الجهاز العصبي اللاإرادي و أنظمة الغدد الصماءمع الغلبة الأخيرة. المنظمين الرئيسيين - هرمونات الغدة الدرقية - هرمون الغدة الدرقيةو G3 وكذلك أالغدد الكظرية التي تحفز هذه العمليات. علاوة على ذلك ، تحت تأثير هذه الهرمونات يتم إعادة توزيع المستقلبات المستخدمة لتوليد الطاقة. نعم خلال النشاط البدنيمن الكبد ، تدخل مستودعات الدهون والجلوكوز والأحماض الدهنية التي تستخدم في العضلات إلى مجرى الدم.

يلعب الوطاء دورًا خاصًا في التنظيم ، والذي يتم من خلاله تحقيق المنعكس العصبي (الأعصاب الخضرية) وآليات الغدد الصماء. بمساعدتهم ، يتم ضمان مشاركة الأقسام العليا للجهاز العصبي المركزي في تنظيم عمليات التمثيل الغذائي. يمكنك حتى اكتشاف زيادة منعكسة مشروطة في مستوى إنتاج الطاقة. لذلك ، بالنسبة للرياضي قبل البداية ، بالنسبة للعامل ، قبل إجراء عملية العمل ، يتم تنشيط التبادل. يمكن أن يؤدي اقتراح المنوم لأداء عمل عضلي ثقيل إلى زيادة مستوى عمليات التمثيل الغذائي.

تؤثر هرمونات ما تحت المهاد والغدة النخامية والبنكرياس والغدد الصماء الأخرى على كل من النمو والتكاثر وتطور الجسم ونسبة عمليات الابتنائية والتقويض. في الجسم ، يكون نشاط هذه العمليات في حالة توازن ديناميكي ، ولكن في لحظات معينة الحياه الحقيقيهربما انتشار واحد منهم. (تتم مناقشة هذه العمليات بمزيد من التفصيل في مقرر الكيمياء الحيوية.)

طرق البحث

تعتمد طرق تقييم توازن الطاقة في الجسم على مبدأين رئيسيين: القياس المباشركمية الحرارة المنبعثة (المسعر المباشر) ، والقياس غير المباشر - عن طريق تحديد كمية الأكسجين الممتص وثاني أكسيد الكربون المنطلق (قياس المسعر غير المباشر).

غالبا ما تستخدم طرق القياس غير المباشر.في هذه الحالة ، يتم أولاً تحديد كمية الأكسجين الممتص والمطلق لثاني أكسيد الكربون ، والذي يتم إطلاقه. بمعرفة أحجامها ، من الممكن تحديد معامل التنفس (RC): نسبة ثاني أكسيد الكربون المنطلق إلى ثاني أكسيد الكربون الممتص:

وفقًا لقيمة DC ، من الممكن إجراء تقييم غير مباشر (هناك جداول مقابلة) أكسدة المنتج ، لأنه ، بناءً على هذا ، كمية مختلفةحرارة. وهكذا ، أثناء أكسدة الجلوكوز ، يتم إطلاق 4 كيلو كالوري / غرام من الحرارة ، الدهون - 9.0 كيلو كالوري / غرام ، البروتينات - 4.0 كيلو كالوري / غرام (هذه القيم تميز قيمة الطاقة للعناصر الغذائية المقابلة). يتأكسد اعتماد DC على المنتج ، ويتم تحديده من خلال حقيقة أنه أثناء أكسدة الجلوكوز ، يتم استخدام نفس عدد جزيئات O2 لتكوين كل جزيء CO2 (DR = 1.0). يرجع ذلك إلى حقيقة أنه في الهيكل أحماض دهنيةيوجد 02 ذرة لكل ذرة CO2 أقل من الكربوهيدرات ؛ أثناء الأكسدة ، DC هو 0.7. مع استهلاك الأطعمة البروتينية ، يكون التيار المستمر 0.8.

ومع ذلك ، عند تطبيق طريقة القياس غير المباشر ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار ذلك في ظروف حقيقيةعادة ما تكون حياة الإنسان مؤكسدة للمكونات المختلطة. ل تطبيق عمليتم تطوير جداول خاصة ، بمساعدة كمية الأكسجين الممتصة لكل وحدة زمنية وقيمة التيار المستمر ، يمكن للمرء تحديد كمية الطاقة المنبعثة ، أي شدة عمليات التمثيل الغذائي.

العمر والجنس خصائص التمثيل الغذائي للطاقة

أثناء التطور الجيني ، تخضع عمليات التمثيل الغذائي لتغييرات كبيرة. حتى نهاية سن البلوغ (الجدول 15) ، تسود عمليات الابتنائية.

الجدول 15 يتغير العمرالتمثيل الغذائي العام والقاعدية

لأن لضمان تطور العمريتم استهلاك كمية كبيرة من الطاقة ، ويزداد بشكل حاد مستوى التمثيل الغذائي الأساسي من حيث كل من وحدة الكتلة وسطح الجسم. معظم أداء عاليخلال السنوات الأولى من العمر ، عندما يزداد التمثيل الغذائي القاعدي مقارنةً بالبالغين بمقدار 2-2.5 مرة. أثناء الشيخوخة ، تسود عمليات تقويضية ، مصحوبة الانخفاض التدريجيالتبادل الرئيسي. علاوة على ذلك ، في جميع الفترات العمرية ، يكون التمثيل الغذائي الأساسي عند النساء أقل منه عند الرجال. على سبيل المثال ، عند الرجال في سن الأربعين ، يبلغ متوسط ​​قيمتها 36.3 كيلو كالوري / م 21 ، وعند 70 عامًا تكون 33 كيلو كالوري / م 21 ؛ لدى النساء 34.9 و 31.7 كيلو كالوري / م 21 على التوالي.

في ظروف الراحة الكاملة ، ينفق الشخص قدرًا معينًا من الطاقة. يرجع هذا الاستهلاك إلى حقيقة أنه يوجد في أجسامنا إنفاق مستمر للطاقة المصاحبة

مع حياته. عدد كبير منتنفق الطاقة ، والتي ، عند الانقباض ، تقوم بعمل كبير ، والكلى ، حيث تستمر عملية التبول باستمرار ، وعضلات الجهاز التنفسي ، التي يتم التعاقد عليها بانتظام ، والكبد ، حيث تجري عمليات تكوين الصفراء ، وجميع الأعضاء الأخرى و أنسجة كائن حي.

كمية الطاقة التي ينفقها الجسم في حالة الراحة التامة ، على معدة فارغة ، أي بعد 12-16 ساعة من تناول الطعام ، وعند درجة حرارة 18-20 درجة ، تسمى التمثيل الغذائي الأساسي.

يتم تحديد التبادل الرئيسي بواسطة طريقة القياس غير المباشر ، أي دراسة تبادل الغازات.

معدل الأيض الأساسي في المتوسط ​​متساوٍ عند البالغين الشخص السليم 1 سعرة حرارية كبيرة لكل 1 كجم من وزن الجسم لمدة ساعة.

الشخص الذي يزن 70 كجم سيكون لديه معدل الأيض الأساسي 70 × 24 = 1680 سعرة حرارية كبيرة. هذا هو مقدار الطاقة التي يتم إنفاقها لضمان النشاط الحيوي للجسم. يعتمد التمثيل الغذائي الأساسي على الجنس والعمر والطول والوزن للشخص. الرجال لديهم معدل الأيض الأساسي أعلى من النساء من نفس الوزن.

تكون قيمة التمثيل الغذائي الأساسي لكل 1 كجم من وزن الجسم عند الأطفال أكبر منها عند البالغين ، ولكن توليد الحرارة يتناقص مع تقدم العمر. يستمر الانخفاض في توليد الحرارة لمدة تصل إلى 20 عامًا. من 20 إلى 40 عامًا ، لا يتغير توليد الحرارة ، وبعد 40 عامًا يتناقص مرة أخرى.

أظهرت الدراسات أنه في الحيوانات المختلفة ، الأيض الأساسي ، المحسوب لكل 1 كجم من الوزن ، يتقلب بشكل حاد للغاية: كلما كان الحيوان أصغر ، زاد التمثيل الغذائي الأساسي لكل 1 الوزن كجم. وفي الوقت نفسه ، عند الحساب ليس بالوزن ، ولكن لكل وحدة مساحة من سطح الجسم ، اتضح أنه في جميع الحيوانات تقريبًا ، تكون كمية الطاقة المنفقة لكل 1 م 2 من سطح الجسم متماثلة تقريبًا أو تختلف في حدود ضئيلة. يمكن رؤية هذا من يمكن 10.

طاولة التبادل الرئيسي عند حساب 1 م 2 وفقًا لـ سطح الجسم ولكل 1 كجم من وزن الجسم في الحيوانات المختلفة والبشر

يسمى هذا النمط بقانون السطح ، لكنه ليس مطلقًا. ومع ذلك ، فإن هذا القانون يجعل من الممكن تحديد المقياس الأكثر ملاءمة لعملية التمثيل الغذائي الأساسي للمقارنة: عدد السعرات الحرارية المعطاة لكل وحدة من سطح الجسم في اليوم.

لوحظ حدوث تغييرات في التمثيل الغذائي القاعدي في انتهاك لنشاط الغدد إفراز داخلي. على سبيل المثال ، تؤدي زيادة وظيفة الغدة الدرقية إلى زيادة التمثيل الغذائي الأساسي ، والذي يتم إجراء قياسه غالبًا لأغراض التشخيص.

استهلاك الطاقة أثناء التشغيل

معدل الأيض الأساسي للبالغين الأصحاء هو 1700 سعرة حرارية في المتوسط. أثناء العمل العضلي ، يزداد استهلاك الطاقة بسرعة: فكلما زادت صعوبة العمل العضلي ، زادت الطاقة التي يبذلها الشخص.

عند العمل ، من المهم حساب الكفاءة ، أي نسبة العمل المنجز إلى كمية الطاقة المنفقة. وأظهرت الدراسة أن كفاءة الإنسان تساوي في المتوسط ​​20٪. أثناء التدريب ترتفع وتصل إلى 25-35٪.

وفقًا لكمية الطاقة المنفقة ، يمكن تقسيم الأشخاص من مختلف المهن إلى عدة مجموعات.

المجموعة الأولى. اعمل في وضعية جلوس لا تتطلب حركات عضلية كبيرة: العمال الكتابيون ، المصممون على الطباعة الحجرية ، وما إلى ذلك - 2200-2400 سعرة حرارية كبيرة.

طاولةاستهلاك الطاقة في اليوم للأشخاص من مختلف المهن

المجموعة الثانية. العمل في وضعية الجلوس - الخياطين والميكانيكيين للعمل الجيد - 2600 2800 سعرة حرارية كبيرة.

المجموعة الثالثة. العمل العضلي المعتدل: التمهيدالألقاب وسعاة البريد والأطباء وعمال المختبرات - 3000 سعرة حرارية كبيرة.

المجموعة الرابعة. العمل العضلي المكثف: عمال المعادن والرسامين والنجارين - 3400-3600 سعرة حرارية كبيرة.

المجموعة الخامسة. العمل البدني الشاق - 4000 سعرة حرارية كبيرة أو أكثر.

المجموعة السادسة. عمل شاق للغاية - 5000 سعرة حرارية كبيرة أو أكثر.

أثناء العمل العقلي ، يتم إنفاق كمية صغيرة جدًا من الطاقة. في حالة الجمع بين العمل العقلي والحركة ، وحمل العضلات ، على سبيل المثال ، في الفنان أو المتحدث ، يزداد استهلاك الطاقة.

في السنوات الاخيرةتمت دراسة إنفاق الطاقة في الأشخاص من مختلف المهن بالتفصيل. يتم توفير هذه البيانات في فاتورة غير مدفوعة.

تنظيم الأيض والطاقة

عند دراسة عمل تقوية عصب القلب . أظهر P. Pavlov أن العصب المقوي له تأثير تغذوي على عضلة القلب ، أي أنه يغير شدة التمثيل الغذائي الذي يحدث فيه.

تم تطوير عقيدة الوظيفة الغذائية للجهاز العصبي على نطاق واسع من قبل علم وظائف الأعضاء السوفيتي. يظهر دور الجهاز العصبي اللاإرادي في تنظيم التمثيل الغذائي والطاقة. يتم تنفيذ هذا الإجراء من خلال تأثير الجهاز العصبي على الطاقة بشكل مباشر ومن خلال الهرمونات النشطة من الناحية الفسيولوجية.

تتأثر الطاقة بأجزاء مختلفة من الجهاز العصبي. إذا تم حقن حيوان في قاع البطين الرابع النخاع المستطيلهناك ارتفاع حاد في نسبة السكر في الدم ويبدأ السكر في الإخراج في البول. يرتبط نشاط الدماغ البيني بعملية التمثيل الغذائي للبروتين.

تتأثر الطاقة بنصفي الكرة المخية. أظهرت التجارب التي أجريت في مختبر K.M. Bykov ارتباطًا وثيقًا بين نشاط القشرة الدماغية والتمثيل الغذائي والطاقة.

في ملاحظات العمال ، وجد أنه إذا جلس العامل بهدوء على كرسي في المتجر ، بينما يعمل أعضاء آخرون في فريقه ، فإن التمثيل الغذائي واستهلاك الطاقة للعامل الجالس يزيد أيضًا بشكل حاد. من الواضح أن هذا يمكن أن يحدث فقط تحت تأثير القشرة الدماغية.

في ملاحظة أخرى ، تم تحديد التمثيل الغذائي الأساسي للعامل ، ووصلت ضوضاء العمل من ورشة العمل إلى الغرفة التي تم فيها هذا التحديد. في ظل هذه الظروف ، زاد التمثيل الغذائي الأساسي بنسبة 15-30٪. في يوم عطلة ، لم يتم ملاحظة هذه الزيادة.

كما ذكرنا سابقًا ، تؤثر هرمونات الغدد الصماء على عملية التمثيل الغذائي. يؤثر هرمون الغدة الكظرية - الأدرينالين وهرمون البنكرياس - الأنسولين على استقلاب الكربوهيدرات. يتأثر استقلاب الدهون والبروتينات بهرمونات الغدة الدرقية والغدة النخامية والغدد التناسلية.

يتم تنظيم إطلاق الهرمون الجهاز العصبيلذلك الهرمونات جسم صحيتعمل في نفس اتجاه هذه اللحظة. تعتبر التأثيرات العصبية والهرمونية آلية واحدة.

ستتم مناقشة الاضطرابات الأيضية المختلفة التي تحدث عند اضطراب نشاط إحدى الغدد الصماء بالتفصيل في الفصل الخاص بالغدد الصماء.

مقال حول موضوع التمثيل الغذائي الأساسي في البشر