Energická výměna člověka

"Lidské tělo je" stroj ", který může uvolňovat chemickou energii spojenou s" palivem "potravin; tyto "pohonné hmoty" jsou uhlohydráty, tuky, bílkoviny a alkohol "(WHO).

Primární použití některého z uvedených zdrojů má různé vlastnosti, pokud jde o velikost energetického metabolismu a související metabolické posuny.

Vlastnosti různých metabolických zdrojů zásobování potravinovou energií

Indikátory	Glukóza	Palmitát	Protein
Uvolňování tepla, kcal:
Pro 1 mol oxidovaný	673	2398	475
1 g oxidované	3.74	9.30	5.40
Spotřeba kyslíku:
Mol	66,0	23,0	5.1
L	134	515	114
Výroba oxidu uhličitého:
Mol	66,0	16,0	4.1
L	134	358	92
Výroba ATP, mol:	36	129	23
Náklady na produkty ATP:
A / d	18.7	18.3	20.7
V / z	3.72	3.99	4,96
C / d	3.72	2,77	4.00
Respirační frekvence	1.00	0,70	0,81
Energetický ekvivalent na 1 litr použitého kyslíku	5.02	4,66	4.17

[1], [2], [3]

Etapy výměny energie

Ačkoli disimilace a syntéza struktur bílkovin, tuků a sacharidů má charakteristické rysy a specifické formy, nicméně při transformaci těchto různých látek existuje řada zásadně běžných fází a pravidelností. S ohledem na energii uvolněnou metabolismem by měl být energetický metabolismus rozdělen na tři hlavní etapy.

V první fázi v gastrointestinálním traktu jsou velké molekuly živin rozděleny na malé. 3 jsou vytvořeny ze sacharidů hexózy (glukóza, galaktóza, fruktóza), proteiny - 20 aminokyselin, tuků (triglyceridů) - (., Například, pentózy a kol), glycerolu a mastných kyselin, jakož i vzácnějších cukrů. Bylo vypočteno, že v průměru lidského těla v průběhu jeho životnosti se rozkládá sacharidů - 17,5 m, protein - 2,5 m, tuku -. 1,3 m Počet uvolněné energie ve fázi jen nepatrně I, přičemž se uvolní ve formě tepla. Tak, v štěpení polysacharidů a proteinů uvolní přibližně 0,6% tuku - 0,14% z celkové energie, která se vyrábí s jejich plnou rozpadu na konečné produkty metabolismu. Proto význam chemických reakcí první fáze spočívá především v přípravě živin pro skutečné uvolňování energie.

Ve druhé fázi dochází k dalšímu rozdělení těchto látek při neúplném spalování. Výsledek těchto procesů - neúplné spalování - se zdá být neočekávaný. Z 25-30 jsou vytvořeny látky, kromě CO2 a H2O, pouze tři konečné produkty: α-ketoglutarové, kyseliny oxaloctové, kyseliny octové, jako je atsetilkoenzima A. Kvantitativně tak převládá acetylkoenzymu A. V průběhu fáze II se uvolní asi 30% energie obsažené v živiny látek.

Ve třetím stupni, takzvaný cyklus trikarboxylových kyselin Krebs, jsou tři finální produkty fáze II spáleny na oxid uhličitý a vodu. Současně se uvolňuje 60-70% energie živin. Krebsův cyklus je běžnou cestou pro štěpení jak sacharidů, tak bílkovin a tuků. Jedná se o klíčový bod ve výměně, kde konverguje konvergence různých struktur a je možný vzájemný přechod syntetických reakcí.

Na rozdíl od stupně I - stupně hydrolýzy v gastrointestinálním traktu - ve II. A III. Stupni štěpení látek dochází nejen k uvolnění energie, ale také ke zvláštnímu druhu akumulace.

Reakce výměny energie

Úspora energie se provádí přeměnou energie štěpení potravin na speciální formu chemických sloučenin nazvaných makroergas. Nosiči této chemické energie v těle jsou různé sloučeniny fosforu, ve kterých je vazba zbytku kyseliny fosforečné makroergickou vazbou.

Hlavní místo v energetickém metabolismu patří pyrofosfátové vazbě se strukturou adenosintrifosfátu. Ve formě této sloučeniny v těle se používá 60 až 70% veškeré energie uvolněné během rozkladu bílkovin, tuků a uhlohydrátů. Použití energie (oxidace ve formě ATP) má velký biologický význam, protože tímto mechanismem je možné oddělit místo a čas uvolňování energie a její skutečnou spotřebu v procesu fungování orgánů. Odhaduje se, že po 24 hodinách vznikne množství ATP a rozdělení v těle se přibližně rovná hmotnosti těla. Převedení ATP na ADP uvolňuje hodnotu 41,84-50,2 kJ nebo 10-12 kcal.

Výsledný metabolická energie se vydává na hlavní ústředně, t. E. Zachování života ve stavu klidu při okolní teplotě 20 ° C, růst (plast metabolismus), svalová práce a trávení a vstřebávání potravy (specificky-dynamický akční potraviny). Existují rozdíly ve výdajích na energii vyplývající z výměny u dospělých a dětí.

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

Základní výměna

Dítě, stejně jako všechny nezralé savce, má počáteční zvýšení bazálního metabolismu na 1 1/2 roku, které se pak v absolutním vyjádření stále zvyšuje a je také pravidelně sníženo na jednotku tělesné hmotnosti.

Často se používají výpočetní metody pro výpočet bazálního metabolismu. Vzorce se obvykle zaměřují na ukazatele buď délky nebo tělesné hmotnosti.

Výpočet bazálního metabolismu pomocí tělesné hmotnosti (kcal / den). Doporučení FAO / BO3

Věk	Chlapci	Dívky
0-2 roky	60,9 P-54	61 P - 51
3-9 let	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

Celková energie získaná z potravin je distribuována tak, aby poskytovala základní metabolismus, specifický dynamický účinek potravy, ztráty tepla spojené s vylučováním, fyzickou (motorickou) aktivitou a růstem. Ve struktuře distribuce energie, to jest, výměna energie je rozlišována:

• Přijatá energie (z potravin) = uložená energie + použitá energie.
• Absorbovaná energie = přijatá energie - vyloučená energie.
• Energie metabolizovaná = přijatá energie - dodávka energie (život) a aktivita nebo "základní náklady".
• Energie základních nákladů se rovná součtu:
  • bazální metabolismus;
  • termoregulace;
  • oteplovací účinek potravin (SDDP);
  • náklady na činnost;
  • náklady na syntézu nových tkání.
• Energie depozice je energie vynaložená na ukládání bílkovin a tuků. Glykogen se nepovažuje, protože jeho ukládání (1%) je nevýznamné.
• Energie depozice = Energie metabolizovaná - Energie základních nákladů.
• Energetické náklady růstu = Energie syntézy nových tkání + Energie uložená v nové tkáni.

Hlavní věkové rozdíly jsou vztah mezi náklady růstu a v menší míře i aktivitou.

Věkové charakteristiky rozložení denních energetických výdajů (kcal / kg)

Věk	Základní výměna	SDDP	Ztráty při vylučování	Aktivita	Výška	Celkem
Předčasné	60	7.	20	15. Místo	50	152
8 týdnů	55	7.	11	17. Místo	20	110
10 měsíců	55	7.	11	17. Místo	20	110
4 roky	40	6.	8.	25	8-10	87-89
14 let	35	6.	6.	20	14. Místo	81
Dospělí	25	6.	6.	10	0	47

Jak je vidět, náklady na růst jsou velmi významné pro malé novorozence a během prvního roku života. Samozřejmě, že u dospělého člověka prostě chybí. Fyzická aktivita vytváří významné výdaje na energii, a to i u novorozence a kojence, kde výrazem je sání prsu, úzkost, plakání a křik.

S dětskou úzkostí se spotřeba energie zvyšuje o 20-60% a při křiku - 2-3krát. Nemoci dělají své požadavky na náklady na energii. Zvlášť se zvyšují se zvýšením tělesné teploty (o 1 ° C zvýšení metabolismu je 10-16%).

Na rozdíl od dospělého, děti mají spoustu energie na růst (plastový metabolismus). Nyní bylo zjištěno, že pro akumulaci 1 g tělesné hmotnosti, tj. Nové tkáně, je nutné vynaložit přibližně 29,3 kJ nebo 7 kcal. Následující odhad je přesnější:

• Energetická "cena" růstu = Energie syntézy + Energie ukládání do nové tkáně.

U předčasného dítěte je syntetická energie 1,3 až 5 kJ (0,3 až 1,2 kcal) na gram, která se přidává k tělesné hmotnosti. Při termínu - 1,3 kJ (0,3 kcal) na 1 g nové tělesné hmotnosti.

Celkové náklady na růst energie:

• do 1 roku = 21 kJ (5 kcal) na 1 g nové tkáně,
• po 1 roce = 36,5-50,4 kJ (8,7-12 kcal) na 1 g nové tkáně nebo asi 1% celkové energie z množství živin.

Vzhledem k tomu, že tempo růstu u dětí se mění v různých obdobích, je rozdíl plastického metabolismu v celkových výdajích na energii odlišný. Největší nárůst je v intrauterinním období vývoje, kdy se hmotnost lidského embrya zvyšuje o 1 miliardu 20 milionů krát (1,02 × 10 9). Tempo růstu je i nadále v prvních měsících života poměrně vysoké. Důkazem toho je značné zvýšení tělesné hmotnosti. Z tohoto důvodu u dětí první 3 měsíce se podíl „plastické“ výměny energetického výdeje je 46%, pak v prvním roce se sníží, ale s 4 roky, a to zejména v prepubertal období, zvýšení tempa růstu, což opět se projevuje jako zvýšení v plastovém výměnou. V průměru se u dětí ve věku od 6 do 12 let věnuje na růst 12% energetických potřeb.

Energetické náklady na růst

Věk	Tělesná hmotnost, kg	Zvýšení tělesné hmotnosti, g / den	Náklady na energii , kcal / den	Energetická cena, kcal / (kg-den)	Jako procento základní výměny
1 měsíc	3.9	30	146	37	71
3 »	5.8	28	136	23	41
6 »	8.0	20	126	16	28
1 rok	10.4	10	63	6.	11
5 let	17.6	5	32	2	4
14 let, holky	47,5	18.	113	2	8.
16 let, chlapci	54,0	18.	113	2	7.

[9], [10]

Spotřeba energie pro ztráty z důvodu vysoké náročnosti

Pro těžké tvořily ztráty zahrnují ztráty z trusu tuku trávicích šťáv a tajemství, vytvořené ve stěně trávicího traktu a žláz, se odlupujících epitelové buňky z odpadnutí přikrytí buněk kůže, vlasů, nehtů, potu a nástupu puberty u dívek - s menstruační krví. Bohužel tento problém nebyl u dětí zkoumán. To je věřil, že u dětí starších než jeden rok to je asi 8% nákladů na energii.

[11]

Spotřeba energie pro činnost a udržování konstantní tělesné teploty

Podíl výdajů na energii na aktivitu a udržování tělesné teploty se mění s věkem dítěte (po pěti letech je to zahrnuto v konceptu svalové práce). Během prvních 30 minut po narození se teplota těla novorozence sníží o téměř 2 ° C, což způsobí významné výdaje na energii. U kojenců udržovat stálou tělesnou teplotu při teplotě pod kritickou hodnotu (28 ... 32 ° C) a činnosti těla dítěte je nucen strávit 200,8-418,4 kJ / kg (• den) nebo 48-100 kcal / (kg • den). Proto s věkem se zvyšuje absolutní výdaj energie na udržení stálosti tělesné teploty a aktivity.

Podíl spotřeby energie na udržení stálosti tělesné teploty u dětí prvního roku života je však nižší, čím menší je dítě. Poté dochází opět k poklesu spotřeby energie, protože povrch těla, vztažený na 1 kg tělesné hmotnosti, opět klesá. Současně se zvyšuje spotřeba energie pro činnost (svalová práce) u dětí ve věku vyšší než je věk roku, kdy dítě začíná chůze, běh, cvičení nebo sport.

Energetická cena fyzické aktivity

Typ pohybu	Cal / min
Cyklotrasa při nízké rychlosti	4,5
Cyklotrasa s průměrnou rychlostí	7.0
Cyklistika vysokou rychlostí	11.1
Tanec	3,3-7,7
Fotbal	8.9
Gymnastické cvičení na skořápkách	3.5
Běh sprintu	13.3-16.8
Běží na dlouhé vzdálenosti	10.6
Bruslení	11.5
Běh na lyžích při mírné rychlosti	10.8-15.9
Běh na lyžích při maximální rychlosti	18.6
Koupání	11,0-14,0

U dětí ve věku 6-12 let je podíl energie vynaložené na fyzickou aktivitu přibližně 25% energetické náročnosti a u dospělých - 1/3.

[12], [13]

Specifické a dynamické působení jídla

Specifický dynamický účinek jídla se liší podle povahy potravy. Silnější je vyjádřeno s potravinami bohatými na bílkoviny, méně - s příjmem tuků a sacharidů. U dětí ve druhém roce života je specifický dynamický účinek jídla 7-8%, u dětí ve vyšším věku - nad 5%.

Výdaje na realizaci a zvládnutí stresu

To je přirozený směr běžného života a výdajů na energii. Proces života a sociální adaptace, trénink a sport, vytváření mezilidských vztahů - to vše může být doprovázeno stresem a dodatečnými náklady na energii. V průměru se jedná o dalších 10% denních energetických "přídělů". Při akutních a těžkých nemocech nebo traumatech se však úroveň stresových nákladů může velmi významně zvýšit, a to vyžaduje zohlednění při výpočtu stravy.

Údaje o zvýšení energetických nároků na stres jsou uvedeny níže.

Státy	Změna poptávky po energii
Popáleniny závisí na procentu spáleného povrchu těla	+ 30 ... 70%
Vícenásobné zranění s ventilací	+ 20 ... 30%
Závažné infekce a mnohočetná trauma	+ 10 ... 20%
Pooperační období, drobné infekce, zlomeniny kostí	0 ... + 10%

Přetrvávající nerovnováha energie (nadbytek nebo nedostatek) způsobuje změnu v tělesné hmotnosti a délce těla se všemi vývojovými indexy a biologickým věkem. Dokonce i mírná podvýživa (4-5%) může zpomalit vývoj dítěte. Potravinová bezpečnost se proto stává jednou z nejdůležitějších podmínek pro přiměřenost růstu a rozvoje. Výpočet této jistoty je nutné provést pravidelně. Ve většině dětí mohou být pokyny pro analýzu doporučení ohledně celkové energie denní dávky, u některých dětí se zvláštními zdravotními či životními podmínkami je nutný individuální výpočet součtu všech složek spotřebovávajících energii. Příkladem používání bezpečnostních standardů ve věku běžného věku a možností některých individuálních úprav těchto norem mohou být následující metody výpočtu nákladů na energii.

Výpočtová metoda pro stanovení bazálního metabolismu

Až 3 roky	3-10 let	10-18 let
Chlapci
X = 0,249 kg-0,127	X = 0,095 kg + 2,110	X = 0,074 kg + 2,754
Dívky
X = 0,244 kg-0,130	X = 0,085 kg + 2,033	X = 0,056 kg + 2,898

[14], [15],

Dodatečné náklady

Náhrada škody - násobí se hlavní výměna: u malých operací o 1,2; u kosterního traumatu - na 1,35; při sepse - na 1,6; s popáleninami - o 2.1.

Specifické a dynamické působení potravy: + 10% základního metabolismu.

Fyzická aktivita: odpočinek v posteli + 10% základního metabolismu; sedí v křesle + 20% bazálního metabolismu; pacientův režim pacienta + 30% základní výměny.

Výdaje na horečku: na 1 ° Při průměrném denním nárůstu teploty těla + 10-12% od základní výměny.

Zvýšení tělesné hmotnosti: až 1 kg / týden + 1260 kJ (300 kcal) denně.

Je obvyklé stanovit určité standardy zásobování obyvatelstva související s věkem. Mnoho zemí má takové předpisy. Na jejich základě jsou rozvíjeny všechny potravinové dávky organizovaných kolektivů. Jednotlivé diety jsou také s nimi kontrolovány.

Doporučení týkající se energetické hodnoty výživy pro malé děti a až do 11 let

	0-2 měsíců	3-5 měsíců	6-11 měsíců	1-3 roky	3-7 let	7-10 let
Energie, celkem, kcal	-	-	-	1540	1970	2300
Energie, kcal / kg	115	115	110	-	-	-

Doporučení pro regulaci energie (kcal / (kg • den))

Věk, měsíc	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

Výpočet a korekce energetického metabolismu jsou zaměřeny na eliminaci deficitu základních nosičů energie, tj. E. Uhlohydráty a paní příkop. Nicméně, používání stanoveným účelem médií je možné pouze s přihlédnutím k bezpečnosti a opravit mnoho základních potřeb spojených s stopových prvků. Tak to je zvláště důležité je jmenování fosforečnan draselný, vitamínů skupiny B, zejména thiaminu a riboflavinu, někdy karnitinu, antioxidantů a dalších. Pokud tak neučiníte, může dojít k neslučitelná se stavem života, které vznikají právě když je energeticky náročné výživě, zvláště parenterální.