4. Обмен энергии и питание

Обмен веществ и энергии по существу единый процесс. В итоге сложных превращений, со­вершающихся в организме, образуется тепло.

Количество энергии, выделяемой организмом за определенный промежуток времени, выражают в единицах тепла — джоулях. Определить количество освобождающейся в организме энергии можно методами прямой и непрямой калориметрии.

Прямую калориметрию производят с помощью специальных аппаратов — калориметрических камер. В камере стенки не проводят тепло. Животное на определен­ное время помещают в такую камеру. Тепло, выделяемое организ­мом, нагревает воду в системе трубок. Измеряют температуру по­ступающей и вытекающей из камеры воды; определяют разность температур и количество протекшей воды. Это дает возможность получить данные о количестве энергии, выделенной организмом в единицу времени.

Показатели, полученные методом прямой калориметрии, точ­ные. Но метод этот весьма сложен, громоздок, а главное — не дает возможности измерять энергетические затраты организма при раз­личных видах деятельности человека (езда на велосипеде, работа у доменной печи и др.).

Метод непрямой калориметрии – это расчеты расхода энергии, по количеству потребленного кислорода (или выделившегося углекислого газа) в единицу времени.

По количеству потребленного кислорода и выделенного угле­кислого газа определяют дыхательный коэффициент. Затем по таблицам устанавливают количество тепла, образующегося при поглощении 1 л кислорода (или при выделении 1 л углекислого газа) при данном дыхательном коэффициенте. Полученную вели­чину умножают на количество литров поглощенного кислорода. Таким образом, определяют количество энергии, отданной челове­ком за определенное время.

Минимальный для организма уровень обмена веществ и энер­гетических затрат называют основным обменом.

Основной обмен определяют у человека в состоянии мышеч­ного покоя лежа, натощак при температуре окружающей среды 18—20° С (температура «комфор­та»). У человека среднего возраста основной обмен составляет 4186 дж на 1 кг массы в 1 ч. В среднем это 7 140 000—7 560 000 дж в сутки.

Питание

Для пополнения энергетических запасов в организме, построения и восстановления тканей тела необходимо поступление в организм питательных веществ. Пи­тательные вещества: относят белки, жиры, углеводы, минераль­ные соли, витамины и вода.

Для энергетического баланса организма важно знать не только количество тепла, выделяемое организмом в процессе жизнедеятель­ности, но и энергию пищевых веществ.

Энергия пищевых веществ эквивалентна теплоте их сгорания. Определить ее можно с помощью калориметрической бомбы. Бом­ба представляет собой герметически закрывающийся стальной стакан, внутрь которого введена платиновая проволока. В стакан помещают 1 г жира, белка или углеводов, заполняют его кислоро­дом и опускают в сосуд с водой; через платиновую проволоку про­пускают электрический ток. Пищевое вещество сгорает. При этом освобождается тепло, которое нагревает воду, окружающую бомбу.

По изменению температуры воды в калориметре судят о количе­стве тепла, освобождающегося при сгорании 1 г вещества.

При сжигании в бомбе жиров и углеводов тепла образуется столько же, сколько при распаде этих веществ в организме.

• Энергетическая ценность 1 г углеводов равна 17 220 дж,

• 1 г жира — 39 060 дж,

- 1 г яичного бел­ка 23 940 дж.

Зная энергетическую ценность принятых с пищей белков, жиров и углеводов, можно рассчитать калорийность пищевого рацио­на человека, что важно при организации полноценного питания.

При составлении пищевого рациона обычно учитывают калорийность принимаемой пищи. Однако этого недо­статочно , для организма важно, чтобы в пище были все необходимые пищевые вещества (бел­ки, жиры, углеводы, минеральные соли и витамины). Важно и соотношение пищевых веществ в рационе.

Потребность в белках для взрослого человека в сутки состав­ляет 100—110 г. При тяжелом физическом труде норма белков в пищевом рационе должна составлять 150—160 г.

Суточное количество жиров в пище взрослого человека 60 г. Суточное количество углеводов в пище человека должно со­ставлять 400—500 г.