От чего зависит величина основного обмена кратко

Обновлено: 04.07.2024

Свободная энергия поступает с пищей. Она аккумулирована в химических связях белков, жиров и углеводов. Для высвобождения этой энергии питательные вещества сначала подвергаются гидролизу, затем окислению в анаэробных или аэробных условиях.

Как называется процесс, обеспечивающий высвобождение энергии в организме?

Диссимиляция (катаболизм), т. е. распад химических соединений в организме. При этом образуются продукты распада и выделяется энергия.

Какие питательные вещества служат источником энергии в организме?

Углеводы, жиры, белки.

Охарактеризуйте этапы высвобождения свободной энергии в организме.

1 этап высвобождения – реализуется в процессе гидролиза пищи в ЖКТ, при этом высвобождается незначительная часть свободной энергии – 0,5-1%. Она не может быть использована для биоэнергетики, т. к. не аккумулируется в макроэргах (АТФ). Она превращается лишь в тепловую энергию (первичная теплота), которая используется для согревания организма.

2 этап высвобождения – процесс анаэробного окисления, при этом высвобождается примерно 5% всей свободной энергии при окислении глюкозы до молочной кислоты. Эта энергия аккумулируется в виде АТФ и используется для совершения полезной работы, превращаясь в конечном итоге также в тепловую энергию (вторичная теплота).

3 этап высвобождения (основной) – примерно 94% всей энергии, которая высвобождается в организме в рамках цикла Крепса. В нем происходит окисление пировиноградной кислоты (продукт окисления глюкозы) и ацетилкоэнзима А (продукт окисления амино– и жирных кислот). В ходе аэробного окисления большая часть свободной энергии (50-55%) аккумулируется в АТФ. Остальная часть теряется в виде теплоты (первичная теплота). Свободная энергия аккумулированная в АТФ, используется для совершения полезной работы, превращаясь в итоге в тепловую энергию (вторичная теплота).

Как в принципе можно оценить интенсивность образования энергии в организме человека?

Так как вся свободная энергия, высвобождаемая в организме при окислении питательных веществ, в конечном итоге превращается в тепловую энергию был сделан вывод о том, что для параметризации интенсивности образования энергии следует измерять количество тепловой энергии в ккал (4,2 кДж), которое вырабатывается организмом в единицу времени.

Назовите виды энергетического обмена у человека.

1. Основной обмен. 2. Общий, или рабочий, обмен.

Что такое основной обмен?

Основной, или стандартный, обмен – это минимальный уровень производства энергии у бодрствующего человека. Для определения величины основного обмена требуется соблюдение определенного стандарта условий, формирующих такой функциональный статус бодрствующего человека, при котором его энерготраты становятся минимальными, при этом производство энергии у человека также становится минимальным.

Охарактеризуйте стандарт условий, обеспечивающих выведение энергозатрат человека на минимально допустимый уровень.

Минимальный уровень энерготрат у бодрствующего человека отмечается утром после сна лежа в постели, в условиях физического и психического покоя, температурного комфорта, натощак, спустя 10-12 часов после последнего приема пищи. Следовательно, определение основного обмена у человека проводится утром после сна лежа в постели, в условиях физического и психического покоя, температурного комфорта, натощак, спустя 10-12 часов после последнего приема пищи. Часто при определении величины основного обмена за 48 часов до аппаратного измерения человека переводят на безбелковую диету.

На что расходуется энергия основного обмена?

На обеспечение жизнедеятельности в условиях физиологического покоя. При этом на обеспечение работы печени тратится – 27% энергии, мозга – 19%, сердца – 7%, почек – 10%, мышц – 18%, прочих органов – 19%. Всего – 100%.

Чему равна величина основного обмена?

В среднем 1700 ккал/сутки – в качестве временной единицы при оценке параметров энергетического обмена у человека по сложившейся традиции используются сутки. Величина основного обмена у каждого человека – практически постоянна, т.е. это некая индивидуальная константа.

От чего зависит величина основного обмена?

От пола (у мужчин основной обмен больше, у женщин – на 10-15% меньше), от возраста (чем больше возраст, тем меньше величина основного обмена), от роста и массы тела, т. е. от площади поверхности тела. Чем больше площадь поверхности тела, тем интенсивнее теплоотдача, тем больше производится энергии для поддержания стабильной температуры внутренней среды организма, тем больше величина основного обмена.

С какой целью определяется величина основного обмена в клинике?

Для оценки функционального состояния щитовидной железы. При гиперфункции щитовидной железы (чрезмерная продукция гормонов Т₃, Т₄) величина основного обмена существенно возрастает, при гипофункции – она уменьшается. Поэтому, если нет возможности определить уровень гормонов щитовидной железы в крови, определяется величина основного обмена.

Величина основного обмена – ориентир при расчетах величины оптимальной физической нагрузки при производственной, спортивной и прочих видах деятельности конкретного человека.

Что такое должный основной обмен?

Что такое общий, или рабочий, обмен?

Это энергозатраты организма в реальной жизни, обычно связанной с выполнением какой-то фоновой поведенческой активности, профессиональной трудовой активности.

Из каких компонентов состоит общий (рабочий) обмен?

Из величины основного обмена (1), рабочей прибавки (2), отражающей увеличение производства энергии у человека, связанной с необходимостью энергетического обеспечения конкретной трудовой, т. е. рабочей активности, а также специфически динамического действия пищи (3), отражающего увеличение производства энергии в организме после принятия пищи.

На сколько процентов увеличивается производство энергии в организме после приема белковой и смешанной пищи (специфически динамическое действие пищи) ?

После приема белковой пищи – на 20-30%, смешанной пищи – 10-12%.

От чего зависит величина рабочей прибавки, составляющей значительную часть общего (рабочего) обмена?

Зависит от вида трудовой (рабочей) деятельности. Для лиц, занимающихся умственной работой, величина рабочей прибавки к основному обмену (1700 ккал/сутки) составляет величину порядка 600-800 ккал/сутки. Для лиц, занимающихся легкой физической работой рабочая прибавка к основному обмену составляет примерно1600 ккал/сутки, для лиц, занимающихся физической работой средней тяжести рабочая прибавка составляет примерно 2300 ккал/сутки, для лиц, занимающихся тяжелой физической нагрузкой, рабочая прибавка может составить величину 3000 и более ккал/сутки.

Средние суточные энергозатраты у студентов медвузов составляют около 3000 ккал/сутки, у лиц, занимающихся легкой физической работой – около 3500 ккал/сутки, занимающихся физической работой средней тяжести – около 4000 ккал/сутки, занимающихся тяжелой физической работой – 4500 и более ккал/сутки.

Каким образом в организм поступает свободная энергия, т. е. энергия, которая может быть использована в организме для выполнения работы?

Как называется процесс, обеспечивающий высвобождение энергии в организме?

Какие питательные вещества служат источником энергии в организме?

Углеводы, жиры, белки.

Охарактеризуйте этапы высвобождения свободной энергии в организме.

Как в принципе можно оценить интенсивность образования энергии в организме человека?

Назовите виды энергетического обмена у человека.

1. Основной обмен. 2. Общий, или рабочий, обмен.

Что такое основной обмен?

На что расходуется энергия основного обмена?

Чему равна величина основного обмена?

От чего зависит величина основного обмена?

С какой целью определяется величина основного обмена в клинике?

Что такое должный основной обмен?

Что такое общий, или рабочий, обмен?

Из каких компонентов состоит общий (рабочий) обмен?

После приема белковой пищи – на 20-30%, смешанной пищи – 10-12%.

От чего зависит величина рабочей прибавки, составляющей значительную часть общего (рабочего) обмена?

Также к энергорасходам относятся, во-первых, специфическое динамическое действие пищи (это энергозатраты, которые приходятся на переваривание и усвоение пищи, а потом — на выведение продуктов ее метаболизма), во-вторых, энергообеспечение физической и умственной активности.

Уровень базового обмена при оптимальных показателях здоровья (антропометрических, таких как отсутствие лишней жировой массы, достаток активной клеточной массы, и лабораторных) будет вариантом персональной нормы. При тех или иных жалобах на состояние здоровья или эстетические данные УОО (уровень основного обмена) может быть индикатором нарушения адекватной работы гормональной системы по регуляции обменных процессов.

От чего зависит основной обмен?

сильный продолжительный стресс;
длительная перетренированность;
экстремально низкокалорийное питание;
длительное голодание;
расстройства пищевого поведения;
многолетние проблемы с качеством сна;
тяжелые физические зависимости (алкоголизм).

Мы со своей стороны можем повлиять на объем стресса, качество питания, можем контролировать свои физические нагрузки и отчасти — качество сна. С нарушениями в гормональной системе работают врачи, это обратимые или компенсируемые изменения.

Положительное влияние на УОО тоже может быть, и это особенно важно в тех случаях, если генетически УОО достаточно низкий — человек с такими показателями больше предрасположен к лишнему весу. Среди факторов с положительным действием — здоровая беременность относительно здоровой матери, рациональное вскармливание в младенчестве и раннем детстве, достаточный уровень физической активности в течение жизни, парциальное и интервальное голодание и в целом все то, что противоположно факторам в первой группе.

Намеренно корректировать УОО, если мы говорим о здоровом человеке, без фармакологических вмешательств невозможно. Если же УОО был замедлен в процессе жизни, то ускорить его возможно. Степень ускорения и стабильность результата зависят от причин, по которым возникли нарушения.

Заниматься вопросом активации основного обмена нужно при таких проблемах, как лишняя жировая масса, субъективное ощущение дефицита энергии для бытовой и трудовой деятельности, восстановление после голода, тяжелых травм и заболеваний.

Обратить внимание следует на то, что опасно активировать основной обмен в пожилом возрасте (50-65 лет) и при наличии в анамнезе онкологических заболеваний.

Как рассчитать уровень основного обмена?

Для расчета УОО важно отдавать предпочтение точным методам измерения этого показателя. По степени убывания точности это:

калориметрия (метод с использованием анализа состава вдыхаемого и выдыхаемого воздуха и известных данных выхода энергии при катаболизме белков, жиров и углеводов до конечных продуктов — их можно измерить в выдыхаемой человеком газовой смеси);
биоимпедансометрия (метод основан на проведении через два контура верхних и нижних конечностей тела человека тока низкой интенсивности и высокой частоты, на основе разницы удельного сопротивления рассчитывается процентное соотношение разных тканей в организме и примерный УОО, исходя из состава тела);
математический расчет по унифицированным формулам, в которых переменными являются возраст, рост и пол (данный метод наименее достоверный).

Зная примерную величину УОО (отметим, что ни один метод его определения не дает абсолютно точных данных), можно модифицировать образ жизни под конкретные цели, сохранение оптимального здоровья и активного долголетия. Это позволит избежать действия экстремальных изменений питания и физических нагрузок на энергетический обмен.

Основной обмен и дефицит калорий: что учесть?

Все мы знаем главный принцип достижения прогресса в спорте. 40% тренировки, 20% сон, и 40% питание. Но, как правильно рассчитывать питание для достижения тех или иных целей? Конечно, для этого составляется план, в котором учитывается физические и умственные потребности и расходы. Но из всей этой формулы выпадает один единственный фактор, который и будет рассмотрен в следующем материале – основной обмен веществ.

Что это такое

Основной обмен веществ – один из показателей интенсивности метаболизма и энергии в организме человека. Определяется количеством тощаковой энергии в оптимальных температурных условиях, которая необходима для поддержания состояния в полном физическом и психическом покое.

Т.е., базальный метаболизм показывает, сколько энергии тратит организм для поддержания постоянной деятельности внутренних органов, мышц.

Энергия, которую получает вследствие таких реакций организм, идет на обеспечение постоянства температуры тела (источник – Учебник “Физиология обмена веществ и эндокринной системы”, Теппермен).

Благодаря полноценности базального метаболизма обеспечиваются:

Синтез основных гормонов.
Синтез основных ферментов.
Обеспечение базовой когнитивной функции.
Переваривание пищи.
Сон.
Поддержание работоспособности иммунитета.
Поддержание соотношения анаболических процессов по отношению к катаболическим.
Поддержание дыхательных функций.
Транспортировка кровью основных энергетических элементов.
Поддержание постоянной температуры тела по закону Рубнера.

И это далеко не полный список происходящего в нашем организме. В частности, даже когда человек спит, большая часть из процессов, пускай и в замедленном порядке, помогают синтезировать новые строительные элементы, и проводят расщепление гликогена на глюкозу. Все это требует постоянного притока калорийности, которую человек получает из пищи. В частности, этот базовый расход и является ежедневной минимальной нормой того, сколько калорий нужно для поддержания основных функций организма.

Поверхность Рубнера

Как ни странно, но иногда обмен веществ определяется не только биохимическими процессами, но и простыми физическими законами.

Ученый Рубнер выявил зависимость, связывающую общую поверхность с количеством затрачиваемых калорий.

Как это работает на самом деле? Есть 2 основных фактора, из-за которых его предположение оказалось верным.

Следовательно, из этого всего можно сделать вывод:

Плотные люди, действительно тратят больше энергии во время основного обмена веществ. Высокие люди, чаще всего худые из-за дефицита калорийности, вызванного увеличенным базальным метаболизмом и тратами на сохранение температуры для большей площади тела.

Факторы, определяющие базальный метаболизм

Исходная интенсивность базального метаболизма у мужчин с массой тела около 70 кг в среднем равна 1700 ккал. Для женщин такие параметры на 10% меньше (источник – “Википедия”).

Если рассматривать уровень базального метаболизма, как динамическую систему, подвижную, то есть факторы, которые определяют базовый фон, и количество распределяемой энергии:

Количество поступающей энергии. Чем фривольней человек относится к своему питанию (постоянный переизбыток калорийности, частые перекусы, разгон метаболизма), тем активнее тратит организм их даже в пассивном режиме. Все это приводит к постоянному гормональному фону и общему увеличению нагрузки на организм, и, как следствие, более быстрый выход отдельных систем из строя.
Наличие искусственных стимуляторов скорости метаболизма. Например, люди, употребляющие кофеин имеют более низкий базальный метаболизм в случае отказа от кофеина. В то же время, их гормональная система начинает давать сбой.
Общая подвижность человека. Так, во время сна, организм транспортирует глюкозу из печени в мышцы, синтезирует новые аминокислотные цепочки, и синтезирует ферменты. Количество (а, значит, и ресурсы), которые тратятся на эти процессы, напрямую зависят от общей нагрузки на организм.
Изменение базовой скорости метаболизма. Если человек, вывел себя из баланса (естественной скорости), то организм будет тратить дополнительную энергию на восстановление и стабилизацию всех процессов. Причем это касается как ускорения, так и замедления.
Наличие внешних факторов. Изменение температуры, заставит усиленно выделять тепло кожными покровами для поддержания общей температуры, что может изменить динамический фактор, влияющий на общий уровень базального метаболизма.
Соотношение усваиваемых и выводимых нутриентов. При постоянном переизбытке калорийности, организм может просто отказаться от лишних нутриентов, в этом случае, базальные растраты увеличатся на процесс превращения полезных нутриентов в транспортировочный шлак.

Кроме этого стоит выделить и основные конечные продукты обмена веществ, которые выводятся из организма вне зависимости от его скорости.

Чем регулируется?

Теперь нужно определить, не только на что тратится основная энергия при общем обмене веществ, но и чем регулируется количество затрачиваемой энергии.

Во-первых, это изначальная скорость метаболизма, которая определяется как соотношение общей подвижности к наличию избытка энергии.
Во-вторых, базальный метаболизм регулируется изначальным уровнем гормонов в крови. Например, для диабетиков или для людей, страдающих проблемами с ЖКТ – общий метаболизм будет отличаться по скорости и соответственно по затратам от среднестатистического.
В третьих, возраст. С взрослением, базальный метаболизм замедляется, это связано с оптимизацией ресурсов организма, в попытках на дольше растянуть срок службы основных систем. Сюда также можно отнести рост и исходную массу тела, так как базальный метаболизм зависим от этих параметров.
Достатком кислорода. Без окисления сложных полисахаридов до уровня простых моносахаридов, выделение энергии невозможно. Точнее изменяется механизм её вычленения. При большом количестве кислорода, скорость выделения увеличивается, что увеличивает и затраты базового метаболизма. В тоже время, в условиях недостатка кислорода, организм может перейти на топление жировых тканей, что кардинально отличается по скорости и по затратности.
Сезонность. Доказано, что весной и ранним летом основной обмен повышен, а зимой и поздней осенью обменные процессы замедляются.
Характер питания. Еда и ее последующее переваривание усиливают основной обмен, особенно если в рационе превалирую белки. Указанное влияние пищи на скорость базального метаболизма называется “специфическим динамическим действием пищи”. Ограничение питания или его избыток, концентрация различных питательных веществ в рационе питания непосредственно влияет на скорость основного обмена (источник – Учебник “Физиология обмена веществ и эндокринной системы”, Теппермен).

Продолжая проводить аналогии с машинами, это уменьшение скорости для того, чтобы уменьшить расход масла в двигателе, и, соответственно, уменьшить общий износ двигателя, тем самым продлив жизнь отдельной запчасти.

Нарушение баланса

Расчет основного обмена веществ происходит с учетом динамических стрессов. Так, например, занятия спортом выводят организм из баланса, заставляя его постепенно ускорять обмен веществ, и полностью перестраиваться под новые условия. Это, в свою очередь, вызывает противодействие (которое характеризуется большой потерей питательного потенциала, и, возможно, на некоторое время выведением из штатного режима большинство систем организма).

Кроме того, для регуляции последствий стресса, увеличиваются расходы на поддержание эмоционального фона. Ну, и плюс, если равновесие выведено окончательно, организм начинает полностью перестраиваться под новый режим с новой скоростью метаболизма.

Так, например, резкое изменение в питании, с последующим замедлением метаболизма тоже является достаточным фактором для изменения уровня базового расхода. При выведении системы из баланса она будет стремиться к нему. Это определяет текущий уровень ферментов и гормонов.

Формулы для расчёта базовых потребностей

Формула расчета основного обмена веществ является несовершенной. Она не учитывает такие факторы как:

Индивидуальная скорость метаболизма.
Соотношение подкожного и глубинного жира.
Наличие гликогенового депо.
Внешнюю температуру.

Однако для общей прикидки, подойдет и такая формула. Перед таблицей вставим разъяснения:

МТ – масса тела. Для наиболее точного расчета, лучше использовать чистую массу (без учета жировой ткани).
Р – рост. В формуле используется из-за теоремы Рубнера. Является одним из самых неточных коэффициентов.
Свободный коэффициент – волшебная цифра, подгоняющая ваш результат под нормы, еще раз доказывающая, что без такого коэффициента (индивидуального для каждого случая), получить адекватный расчет базального метаболизма не получится.

Уравнение

Важно понимать, что формула расчёта не учитывает неравномерность растрат калорийности в течение дня. Так, например, днем во время приема пищи или после тренировки, разогнанный метаболизм заставляет организм потреблять больше энергии, пускай и использует её не так рационально. В то время, как во сне процессы метаболизма оптимизируются максимально, что позволяет достичь оптимального результата в поставленных целях.

Общий метаболизм

Естественно, что основные этапы и процессы, происходящие в организме во время основного обмена веществ, – это не единственные траты. При создании плана питания, скажем, для похудения, нужно воспринимать базальный метаболизм не как константу (посчитанную по формуле), а как динамическую систему, любое изменение в которой приводит к изменению в расчётах.

Во-первых, для расхода полной калорийности питания, нужно включить в список растраты калорийности на все производимые действия.

Во-вторых, изменение скорости метаболизма, возникающее как раз в ходе двигательной активности, или её отсутствия. В частности, возникновение белкового и углеводного окна после тренировок, стимулирует не только ускорение метаболизма, но и изменение трат организма на пищеварение. В это время, базальный метаболизм усиливается на 15-20%, пускай и в краткосрочном периоде, не считая остальных потребностей.

Расчет базального метаболизма для атлета, конечно, не является нужным и определяющим фактором для достижения оптимального роста. Несовершенство формул, изменение постоянных процессов, требует регулярной коррекции. Однако при первичном подсчете расхода калорий для создания избытка или дефицита, базальный метаболизм поможет понять, как корректировать получившиеся цифры.

Это особенно важно для тех, кто привык не самостоятельно составлять план питания, а пользоваться готовыми диетами. Все мы понимаем принципы похудения, а, следовательно, любую диету нужно подстраивать под себя. И, что для 90 килограммового толстяка похудение, то для 50 килограммовой фитоняшки, может оказаться вредным и избыточным.

Эксперт проекта. диагностика, лечение, первичная, вторичная профилактика заболеваний почек, суставов, сердечно-сосудистой системы; дифференциальная диагностика заболеваний различных органов и систем; рекомендации по диетическому питанию, физическим нагрузкам, лечебной физкультуре, подбор индивидуальной схемы питания.

Что это такое
Поверхность Рубнера
Факторы, определяющие базальный метаболизм
Чем регулируется?
Нарушение баланса
Формулы для расчёта базовых потребностей
Общий метаболизм
Итог

Австралийский кроссфит-атлет Брэндон Сван рассказал, как не забросить спорт с появлением детей в семье

Энергия пищи измеряется калориями. Больше всего энергии тратит наш организм на основной обмен.

Основной обмен

Основной обмен выражается в количестве килокалорий на 1 кг массы тела в час (ккал/кг/ч) или в общем количестве энергии в сутки для конкректного человека (ккал/сут).

В различных органах и тканях организма расходуется неодинаковое количество энергии.
Из общей величины основного обмена

Печень потребляет 29%;

Головной мозг – 19%;

Сердце – 10%;

Почки – 7%;

Скелетная мускулатура (в покое) – 18%;

Большая часть энергии, потребляемая печенью, расходуется на биосинтез глюкозы и кетоновых тел, необходимых для получения энергии в головном мозге. 20% энергии от основного обмена уходит на биосинтез белка. Что бы синтезировать 1г белка, расходуется 4 ккал.

Основной обмен составляет 60-75% всех энергозатрат человека. Он характеризуется индивидуальными особенностями.

Поговорим о факторах, изменяющих основной обмен.

Научно доказано, что у одного и того же человека при изменении калорийности питания и интенсивности физических нагрузок, показатели основного обмена меняются не превышая 5%, в среднем на 2,5%.

Основной обмен – довольно постоянное значение для каждого человека, и зависит от массы тела.

Массу человека можно разделить на две составляющие:

Активная масса – в нее входят мышцы и внутренние органы;
Инертная масса – она состоит из жиров и костных тканей.

Чем ниже доля жира, тем выше основной обмен. Если сравнить двух людей с одинаковой массой тела, то основной обмен у физически тренированного выше, соответственно у малоактивного ниже. Эта разница составляет 5%.

В течение всей нашей жизни с нашим основным обменом происходят изменения. С момента рождения и до 2-х лет он повышается. В период новорожденности 12-15% энергии пищи расходуется на рост тканей. После 2 лет это значение составляет всего лишь 1%. Основной обмен у детей с возрастом снижается, конечно же, если его рассчитывать на единицу массы тела, а не как абсолютную величину. Очень сильно основной обмен увеличивается в подростковом периоде. Этот временной отрезок характеризуется максимальной потребностью в энергии.

У взрослых основной обмен довольно постоянная величина в течение многих лет, но отмечается постепенное снижение к старости: после 40 лет – на 2-3% каждые 10 лет.

Основной обмен выше у мужчин, чем у женщин того же роста и массы тела на 5-10%.

Величина основного обмена зависит от уровня гормонов щитовидной железы и надпочечников. Так при снижении функции щитовидной железы (гипотериозе) основной обмен может быть снижен на 30%, а при повышении функции (тиреотоксикозе) повышен на 50-75%. Адреналин (гормон надпочечников), вырабатывается при эмоциональном стрессе, как позитивном, так и негативном, вызывает повышение основного обмена, значение которого выравнивается к норме через 2-3 часа.

У женщин основной обмен еще и зависит от периода менструального цикла: он выше во второй половине цикла, минимальное значение – за неделю до овуляции (14 день цикла), максимальное значение – непосредственно перед менструацией.

Длительное ограничение в питании может привести к снижению основного обмена на 20%, происходит это за счет адаптации организма к недоеданию, способ экономии энергии.
При повышении температуры на 1°C основной обмен повышается на 13-15%.

При температуре окружающей среды 26°C отмечаются минимальные энергетические затраты. При повышении или снижении температуры основной обмен повышается.

Свое влияние на основной обмен оказывает и беременность. На ранних сроках он несколько снижается. Далее с ростом плода отмечается его повышение. В третьем триместре основной обмен увеличивается на 20%. Выше он и во время кормления грудью.

Читайте также: