Energetska izmenjava človeka

"Človeško telo je" stroj ", ki lahko sprosti kemično energijo, povezano z" gorivom "živilskih proizvodov; ti "gorivi" so ogljikovi hidrati, maščobe, beljakovine in alkohol "(WHO).

Primarna uporaba katerega koli od navedenih virov ima različne značilnosti v smislu velikosti energetskega presnovka in s tem povezanih metabolnih premikov.

Značilnosti različnih metabolnih virov oskrbe z živili

Kazalniki	Glukoza	Palmitat	Beljakovine
Izpust toplote, kcal:
Za 1 mol oksidiran	673	2398	475
1 g oksidira	3.74	9.30	5.40
Poraba kisika:
Mol	66.0	23.0	5.1
L	134	515	114
Proizvodnja ogljikovega dioksida:
Mol	66.0	16.0	4.1
L	134	358	92
Proizvodnja ATP, mol:	36	129	23
Stroški izdelkov ATP:
A / d	18.7	18.3	20.7
V / od	3.72	3.99	4.96
C / d	3.72	2.77	4.00
Stopnja dihanja	1.00	0,70	0,81
Energijski ekvivalent za 1 liter uporabljenega kisika	5.02	4.66	4.17

[1], [2], [3]

Faze izmenjave energije

Čeprav razkroj in sinteza struktur beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov imajo značilne lastnosti in posebne oblike, pa pri preoblikovanju teh različnih snovi obstajajo številne bistveno pogoste faze in pravilnosti. Glede energije, ki se sprosti s presnovo, je treba presnovo energije razdeliti na tri glavne faze.

Na prvi stopnji gastrointestinalnega trakta so velike molekule hranilnih snovi razdeljene na majhne. 3 so izdelani iz ogljikovih hidratov heksoz (glukoza, galaktoza, fruktoza), proteinov - 20 aminokislin, maščob (trigliceridov) - (. Npr pentoz sod) glicerola in maščobnih kislin, kot tudi redke sladkorjev. To je, da povprečno človeškega telesa v času svojega življenja podaljšuje ogljikovih hidratov - 17,5 m, beljakovin - 2,5 m, maščob -. 1,3 m Število sproščene energije v fazi sem samo malo, pa se sprosti v obliki toplote. Tako je v cepitvijo polisaharidov in proteinov sprosti približno 0,6% maščobe - 0,14% celotne energije, ki se proizvaja z njihovim polnim propadanja konec proizvodov presnove. Zato je pomembnost kemijskih reakcij prve faze predvsem v pripravi hranil za dejansko sproščanje energije.

Na drugi stopnji se te snovi podvržejo nadaljnjemu deljenju z nepopolnim zgorevanjem. Rezultat teh procesov - nepopolno izgorevanje - se zdi nepričakovan. Od 25-30 so oblikovane snovi, razen CO2 in H2O, le trije končni proizvodi: α-ketoglutarjeve, oksaloacetat kisline in ocetne kisline, kot atsetilkoenzima A. Kvantitativno zato prevladuje acetil koencim A. V fazi II se sprosti približno 30% energije, vsebovane v hranilne snovi.

Na tretji stopnji, tako imenovani cikel trikarboksilne kisline Krebs, trije končni proizvodi iz faze II se spali v ogljikov dioksid in vodo. Istočasno se sprosti 60-70% energije hranilnih snovi. Krebsov cikel je skupna končna pot za cepitev obeh ogljikovih hidratov, beljakovin in maščob. To je tako kot ključna točka izmenjave, kjer se zbližajo konvergence različnih struktur in je možen medsebojni prehod sintetičnih reakcij.

V nasprotju s stopnjo I - faze hidrolize v prebavnem traktu - v fazah II in III cepitve snovi pride do ne samo sproščanja energije, temveč tudi posebne vrste kopičenja.

Reakcije izmenjave energije

Ohranjanje energije poteka s pretvorbo energije razcepitve živil v posebno obliko kemičnih spojin, imenovanih makroergi. Nosilci te kemične energije v telesu so različne fosforne spojine, v katerih je vez ostankov fosforne kisline makroergična vez.

Glavno mesto v energetskem presnovi pripada pirofosfatni vezi s strukturo adenozin trifosfata. V obliki te spojine v telesu se uporablja 60 do 70% vse energije, ki se sprosti med razgradnjo beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov. Uporaba energije (oksidacija v obliki ATP) je velikega biološkega pomena, saj je s tem mehanizmom mogoče ločiti kraj in čas sproščanja energije ter njegovo dejansko porabo v procesu delovanja organov. Ocenjuje se, da je v 24 urah količina nastanka ATP in cepitev v telesu približno enaka masi telesa. Pretvorba ATP v ADP sprošča 41,84-50,2 kJ ali 10-12 kcal.

Nastalo metabolična energija se porabi v glavnem izmenjavi, t. E. Vzdrževanje življenja v stanju mirovanja pri sobni temperaturi 20 ° C, rast (plastika presnove), mišična dela in prebavi in absorpciji hrane (specifično-Dinamična hrano). Razlike v odhodkih energije, ki izhajajo iz izmenjave, so pri odraslih in otroku.

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

Osnovna izmenjava

Otrok, kot vsi sesalci, se rodi nezrel, da je začetna povečanje bazalni metabolizem do 1 1/2 let, ki pa še naprej vztrajno narašča v absolutnem smislu in kot naravno zmanjša na enoto telesne teže.

Pogosto se uporabljajo računske metode za izračun baznega metabolizma. Formule so običajno osredotočene na indikatorje dolžine ali telesne mase.

Izračun baznega metabolizma skozi telesno maso (kcal / dan). Priporočila FAO / BO3

Starost	Fantje	Dekleta
0-2 let	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

Celotna energija, prejeta iz hrane, se porazdeli, da bi zagotovil osnovno presnovo, specifični dinamični učinek hrane, toplotne izgube, povezane z izločanjem, fizično (motorno) aktivnostjo in rastjo. V strukturi porazdelitve energije, to je izmenjave energije, razlikujemo:

• Prejeta energija (iz hrane) = Odlagana energija + Uporabljena energija.
• Energija absorbirana = Prejeta energija - Energija izločena.
• Energija, ki se presnavlja = Prejeta energija - Oskrba z energijo (življenjska doba) in dejavnost ali "osnovni stroški".
• Energija osnovnih stroškov je enaka vsoti:
  • bazalni metabolizem;
  • termoregulacija;
  • segrevanje učinek hrane (SDDP);
  • stroški dejavnosti;
  • stroške sinteze novih tkiv.
• Energija usedanja je energija, porabljena za odlaganje beljakovin in maščob. Glikogen se ne upošteva, saj je odlaganje (1%) zanemarljivo.
• Energija usedanja = Energija, ki se presnavlja - Energija osnovnih stroškov.
• Energijski stroški rasti = Energija sinteze novih tkiv + Energija, deponirana v novem tkivu.

Glavne starostne razlike so razmerje med stroški rasti in, v manjši meri, dejavnostmi.

Starostne značilnosti porazdelitve dnevnih izdatkov za energijo (kcal / kg)

Starost	Osnovna izmenjava	SDDP	Izgube pri izločanju	Dejavnost	Višina	Skupaj
Predčasno	60	7	20	15	50	152
8 tednov	55	7	11	17	20	110
10 mesecev	55	7	11	17	20	110
4 leta	40	6	8. Mesto	25	8-10	87-89
14 let	35	6	6	20	14	81
Adult	25	6	6	10	0	47

Kot je razvidno, so stroški rasti zelo pomembni za majhne novorojenčke in v prvem letu življenja. Seveda, pri odraslih so preprosto odsotni. Fizična aktivnost ustvarja znatne izdatke za energijo, tudi pri novorojenčku in dojenčku, kjer so sesanje dojk, anksioznost, jok in kriki izraz.

Z otrokovo anksioznostjo se poraba energije povečuje za 20-60%, in ko kriči, se poveča za 2-3 krat. Bolezni zahtevajo stroške energije. Še posebej se povečajo s povečanjem telesne temperature (za 1 ° C povečanje povečanja presnove je 10-16%).

V nasprotju z odraslo osebo imajo otroci veliko energije za rast (plastični metabolizem). Zdaj je bilo ugotovljeno, da je za kopičenje 1 g telesne mase, to je novo tkivo, potrebno porabiti približno 29,3 kJ ali 7 kcal. Naslednja ocena je natančnejša:

• Energija "stroški" rasti = Energija sinteze + Energija usedanja v novem tkivu.

Pri prezgodnjem dojenčku je sintezna energija 1,3 do 5 kJ (0,3 do 1,2 kcal) na gram, dodana telesni teži. Ob trajanju - 1,3 kJ (0,3 kcal) na 1 g nove telesne mase.

Skupni stroški energije za rast:

• do 1 leta = 21 kJ (5 kcal) na 1 g novega tkiva,
• po 1 letu = 36,5-50,4 kJ (8,7-12 kcal) na 1 g novega tkiva ali približno 1% celotne energije količine hranil.

Ker se stopnja rasti pri otrocih razlikuje v različnih obdobjih, je delež plastičnih presnovkov v skupnih izdatkih za energijo drugačen. Najintenzivnejša rast je v intrauterinem obdobju razvoja, ko se masa človeškega zarodka poveča za 1 milijardo 20 milijonov krat (1,02 × 10 9). Stopnja rasti je v prvih mesecih življenja še naprej precej visoka. To dokazujejo znatno povečanje telesne mase. Zato je pri otrocih, prve 3 mesece je delež "plastično" izmenjavo porabo energije je 46%, nato pa v prvem letu se je zmanjšal, vendar pa s 4 letih, zlasti v pred puberteto obdobju, povečanje stopnje rasti, ki se ponovno odraža kot povečanje plastično zameno. V povprečju pri otrocih, starih od 6 do 12 let, 12% potreb po energiji porabi za rast.

Stroški energije za rast

Starost	Telesna masa, kg	Povečanje telesne mase, g / dan	Stroški energije , kcal / dan	Stroški energije , kcal / (kg-dan)	Kot odstotek osnovne izmenjave
1 mesec	3.9	30	146	37	71
3 »	5.8	28	136	23	41
6 »	8.0	20	126	16	28
1 leto	10.4	10	63	6	11
5 let	17.6	5	32	2	4
14 let, dekleta	47.5	18	113	2	8. Mesto
16 let, fantje	54.0	18	113	2	7

[9], [10]

Poraba energije zaradi težkih izgub pri računu

Za težko predstavljali izgube vključujejo izgube iz iztrebkov maščobe, prebavnih sokov in skrivnosti, ki nastajajo v steni prebavnega trakta in žlez, s razplastenega epitelnih celic iz odpad pokritje celice kože, las, nohtov, znoj, in puberteta pri dekletih - z menstrualno kri. Na žalost ta problem ni bil raziskan pri otrocih. Menijo, da pri otrocih, starejših od enega leta, znaša približno 8% stroškov energije.

[11]

Poraba energije za aktivnost in ohranjanje stalne telesne temperature

Delež porabe energije za delovanje in vzdrževanje telesne temperature se razlikuje glede na starost otroka (po 5 letih je to vključeno v koncept mišičnega dela). V prvih 30 minutah po rojstvu se telesna temperatura novorojenčka zmanjša za skoraj 2 ° C, kar povzroča znatne porabe energije. Pri dojenčkih, da vzdržujejo stalno telesno temperaturo pri sobni temperaturi pod kritično vrednostjo (28 ... 32 ° C) in dejavnosti otrokovega telesa, je prisiljena preživeti 200,8-418,4 kJ / (kg • dan) ali 48-100 kcal / (kg • dan). Zato se s starostjo poveča absolutni odhodek energije za vzdrževanje stalnosti telesne temperature in aktivnosti.

Vendar pa je delež porabe energije za vzdrževanje stalnosti telesne temperature pri otrocih prvega leta življenja nižji, manjši je otrok. Potem se ponovno zmanjša poraba energije, saj se površina telesa, ki se nanaša na 1 kg telesne mase, znova zmanjša. Istočasno se poraba energije za aktivnosti (mišično delo) povečuje pri otrocih v starosti leta, ko otrok začne hoditi, teči, vaditi ali igrati šport.

Energijski stroški fizične aktivnosti

Vrsta gibanja	Cal / min
Kolesarjenje pri nizki hitrosti	4,5
Kolesarjenje s povprečno hitrostjo	7.0
Kolesarjenje pri visoki hitrosti	11.1
Ples	3.3-7.7
Nogomet	8.9
Gimnastične vaje na lupinah	3.5
Tekoči sprint	13.3-16.8
Tek za velike razdalje	10.6
Drsanje	11.5
Tek na smučeh z zmerno hitrostjo	10.8-15.9
Tek na smučeh pri najvišji hitrosti	18.6
Plavanje	11.0-14.0

Pri otrocih, starih od 6 do 12 let, je delež energije, porabljene za telesno dejavnost, približno 25% energijske porabe, pri odraslih pa 1/3.

[12], [13]

Posebno dinamično delovanje hrane

Poseben dinamični učinek hrane je odvisen od narave živila. Močnejša je izražena s hrano bogato beljakovinami, manj - z vnosom maščob in ogljikovih hidratov. Pri otrocih drugega leta življenja je specifični dinamični učinek hrane 7-8%, pri otrocih starejših pa nad 5%.

Stroški izvajanja in obvladovanje stresa

To je naravna smer normalne porabe energije in energije. Proces življenja in socialne prilagoditve, izobraževanja in športa, oblikovanja medčloveških odnosov - vse to lahko spremljajo stres in dodatni stroški energije. V povprečju je to dodatnih 10% dnevnih energijskih "obrokov". Vendar se pri akutnih in hudih boleznih ali travmah lahko raven stroškov stresa zelo poveča, kar zahteva upoštevanje pri izračunu prehrane.

Spodaj so navedeni podatki o povečanju potreb po energiji za stres.

Države	Spreminjanje energetske potrebe
Opekline so odvisne od odstotka izgorele telesne površine	+ 30 ... 70%
Večje poškodbe s prezračevanjem strojne opreme	+ 20 ... 30%
Hude okužbe in večkratna travma	+ 10 ... 20%
Postoperativno obdobje, manjše okužbe, zlomi kosti	0 ... + 10%

Stalno neravnovesje v energiji (presežek ali pomanjkanje) povzroča spremembo telesne teže in telesne dolžine z vsemi razvojnimi indeksi in biološko starostjo. Tudi zmerna podhranjenost (4-5%) lahko povzroči zamudo pri razvoju otroka. Zato je varnost preskrbe s hrano postala eden od najpomembnejših pogojev za ustreznost rasti in razvoja. Izračun te varščine je potreben za redno izvajanje. Pri večini otrok so lahko smernice za analizo priporočila o skupni energiji dnevnega obroka, za nekatere otroke s posebnimi zdravstvenimi ali življenjskimi razmerami pa je potreben individualen izračun za vsoto vseh energijskih porabnikov. Primer uporabe skupnih starostnih standardov varnosti in možnost posamezne korekcije teh standardov so lahko naslednji načini za izračun stroškov energije.

Metoda izračuna za določanje baznega metabolizma

Do 3 leta	3-10 let	10-18 let
Fantje
X = 0,249 kg-0,127	X = 0,095 kg + 2,110	X = 0,074 kg + 2,754
Dekleta
X = 0,244 kg-0,130	X = 0,085 kg + 2,033	X = 0,056 kg + 2,898

[14], [15],

Dodatni stroški

Nadomestilo za škodo - glavna menjava se pomnoži: za manjše operacije, za 1,2; pri okvari skeleta - na 1,35; pri sepsi - na 1,6; z opeklinami - za 2,1.

Specifično dinamično delovanje hrane: + 10% osnovnega metabolizma.

Fizična dejavnost: postelji + 10% osnovnega metabolizma; sedi na stolu + 20% osnovnega metabolizma; bolnikovega bolnikovega režima + 30% osnovne izmenjave.

Stroški vročine: na 1 ° S povprečnim dnevnim zvišanjem temperature telesa + 10-12% od osnovne izmenjave.

Povečanje telesne mase: do 1 kg / teden + 1260 kJ (300 kcal) na dan.

Običajno je oblikovati določene standarde starostne oskrbe z energijo za prebivalstvo. Veliko držav ima takšne predpise. Na njihovi podlagi se razvijejo vsi prehranski obrati organiziranih kolektivov. Z njimi se preverja tudi individualna prehrana.

Priporočila o energetski vrednosti prehrane za majhne otroke in do 11 let

	0-2 mesecev	3-5 mesecev	6-11 mesecev	1-3 leta	3-7 let	7-10 let
Energija, skupaj, kcal	-	-	-	1540	1970	2300
Energija, kcal / kg	115	115	110	-	-	-

Priporočila za regulacijo energije (kcal / (kg • dan))

Starost, mesec	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

Izračun in korekcija presnovi energije so usmerjeni v odpravo primanjkljajev osnovnih nosilcev energije, tj. E. Predvsem ogljikove hidrate in gospa jarek. Vendar pa je uporaba določenega namena medijev je mogoče le ob upoštevanju varnosti in odpraviti mnoge temeljnih potreb, povezanih z mikrohranil. Zato je še posebej pomembno se imenovanje kalijevega fosfata, vitaminov skupine B, zlasti tiamina in riboflavina, včasih karnitin, antioksidanti in drugi. Če tega ne sme povzročiti združljiva s stanjem življenja, ki nastanejo ravno ko energetsko intenzivno hranilne vrednosti, zlasti parenteralno.