3. Основной обмен

Даже в условиях полного покоя человек расходует некоторое количество энергии. В организме непрерывно тратится энергия на физиологические процессы, которые не останавливаются ни на минуту.

Основной обмен — минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности в условиях относительного физического и психического покоя. Эта энергия расходуется на процессы клеточного метаболизма, кровообращение, дыхание, выделение, поддержание температуры тела, функционирование жизненно важных нервных центров мозга, постоянную секрецию эндокринных желез.

Печень потребляет 27 % энергии основного обмена, мозг — 19 %, мышцы — 18 %, почки — 10 %, сердце — 7 %, все остальные органы и ткани — 19 %.

Любая работа — физическая или умственная, а также прием пищи, колебания температуры окружающей среды и другие внешние и внутренние факторы, изменяющие уровень обменных процессов, влекут за собой увеличение энерготрат.

Для того, чтобы соответствующие измерения интенсивности основного обмена были сопоставимы, установлена специальные условия, которые соблюдают при определении основного обмена.

Основной обмен определяют в строго контролируемых, искусственно создаваемых условиях: утром, натощак (через 12—14 ч после последнего приема пищи), в положении лежа на спине, при полном расслаблении мышц, в состоянии спокойного бодрствования, в условиях температурного комфорта (18—20°С). За 3 суток до исследования из рациона исключают белковую пищу.

Факторы, влияющие на энергетический обмен:

1. Интенсивность процессов обмена подвергается суточным колебаниям. Она возрастает утром и снижается в ночной период.

2. В условиях физической и умственной нагрузки интенсивность обменных процессов возрастает. Это связано с увеличением числа мышечных клеток участвующих в работе. При умственной работе происходит рефлекторное увеличение мышечного тонуса.

3. Потребление питательных веществ. Связано со специфически-динамическим действием пищи. Увеличение интенсивности обмена веществ после принятия пищи может продолжаться в течении 12 ч, а после потребления белка этот период может достигать 18 ч. После приема пищи, особенно белковой, отмечено повышение энергообмена и теплопродукции, При употреблении смешанной пищи энергообмен возрастает примерно на 6%; при белковом питании повышение может достигнуть 30-40% общей энергетической ценности всего введенного в организм белка. Повышение энергообмена начинается через 1-2 часа, достигает максимума через 3 ч и продолжается в течении 7-8 ч после приема пищи. Возможно это связано с тем, что синтез АТФ из аминокислот требует больших энергетически затрат, чем синтез ее из жирных кислот и моносахаридов.

4. Температура “комфорта” (18-20^оС), не вызывающая ощущения холода и жары.

Величину основного обмена обычно выражают количеством тепла в кДж (ккал) на 1 кг массы тела или на 1 м² поверхности тела за 1 час [1 ккал/(кг • ч)], или за одни сутки.

Факторы, определяющие величину основного обмена.

Основной обмен зависит от возраста, роста, массы тела, пола человека. Самый интенсивный основной обмен в расчете на 1 кг массы тела отмечается у детей (у новорожденных — 53 ккал/кг в сутки, у детей первого года жизни — 42 ккал/кг). Средние величины основного обмена у взрослых здоровых мужчин составляют 1300—1600 ккал/сут или 7117 кДж в сутки; у женщин эти величины на 10 % ниже. Это связано с тем, что у женщин меньше масса и поверхность тела. С возрастом величина основного обмена неуклонно снижается. Средняя величина основного обмена у здорового человека равна приблизительно 1 ккал/(кг·ч).

Закон поверхности тела Рубнера. Зависимость интенсивности основного обмена от площади поверхности тела была показана немецким физиологом Рубнером для различных животных (кривая «мышь—слон»).

Согласно этому правилу, интенсивность основного обмена тесно связана с размерами поверхности тела: у теплокровных организмов, имеющих разные размеры тела, с 1 м² поверхности рассеивается одинаковое количество тепла.

Таким образом, закон поверхности тела гласит: «Энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны площади поверхности тела».

Для определения поверхности тела R применяется формула:

R = K·m²/³

где R- поверхность тела;

К-коэффициент=12,3;

m- масса тела.

Правило поверхности не абсолютно. Если следовать этому правилу, то у слона энергозатраты должны быть больше, чем у мыши. Однако это не так, у мыши энергозатраты выше, чем у слона. Для точного расчета зависимости энергозатрат от поверхности тела необходимо учитывать массу органов, продуцирующих тепло в организме:

Энергозатраты= поверхность тела/ масса органов, продуцирующих тепло

Таким образом, энергозатраты зависят не от абсолютной поверхности тела, а от относительной. У людей имеющих одинаковую поверхность тела, бывают разные энергозатраты, что может быть связано, не только с теплоотдачей поверхностью тела, но и с теплопродукцией, которая зависит от особенностей обмена веществ у данного человека.

Ежедневная продукция тепла на 1 м² поверхности тела у человека равно 3559 — 5234 кДж (850—1250 ккал), средняя цифра для мужчин — 3969 кДж (948 ккал).

Отмечены сезонные колебания величины основного обмена — повышение его весной и снижение зимой. На величину основного обмена влияют предшествующая мышечная работа, состояние желез внутренней секреции.