Проект «Российский Физиом»

Основной обмен

Основной обмен является одним из базовых концепций физиологии. В рамках этой концепции принято считать, что даже в состоянии полного покоя в живом организме будут расходоваться вещества и энергия, необходимые для поддержания некоторого минимального уровня обмена веществ и энергии с окружающей средой. Данная концепция имеет экспериментальные подтверждения.

Поэтому моделирование основного обмена должно быть важной частью математического физиома, а сам принцип основного обмена должен учитываться в качестве одного из основополагающих принципов живых систем, в той же мере, в какой принцип сохранения вещества и энергии является основополагающим для естественных систем вообще.

Общие сведения

Основной обмен

В обмене веществ (метаболизме) выделяют два взаимосвязанных, но разнонаправленных процесса — анаболизм и катаболизм. Анаболизм — это совокупность процессов биосинтеза органических соединений, компонентов клеток, органов и тканей из поглощенных питательных веществ. Катаболизм — это процессы расщепления сложных компонентов до простых веществ, обеспечивающих энергетические и пластические потребности организма. Жизнедеятельность организма обеспечивается энергией за счет анаэробного и аэробного катаболизма поступающих с пищей белков, жиров и углеводов.

Основным обменом называется количество энергии, которое тратит организм при полном мышечном покое, через 12—14 часов после приема пищи и при окружающей температуре 20—22 °С. Основной обмен поддерживает жизнь организма на самом низком уровне деятельности нервной системы, сердца, дыхательного аппарата, пищеварения, желез внутренней секреции, выделительных процессов, покоя скелетных мышц. Даже в условиях полного покоя в клетках и тканях не прекращается обмен веществ — основа жизни организма. Показателем основного обмена является теплопроизводство в ккал в 1 ч на 1 кг веса тела и у здорового человека равен приблизительно 1 ккал/(кг×ч). Средние величины основного обмена у взрослых здоровых мужчин составляют 1300–1600 ккал/сут (54–67 ккал/ч при соответствующем весе); у женщин эти величины на 10% ниже, поскольку у женщин меньше масса и поверхность тела.

Самый интенсивный основной обмен отмечается у детей: у новорожденных — 53 ккал/кг в сутки (2,2 ккал/(кг×ч)), а у детей первого года жизни — 42 ккал/кг в сутки (1,75 ккал/(кг×ч)). Считается, что с 20 до 40 лет основной обмен поддерживается примерно на одинаковом уровне, а затем постепенно понижается: у мужчин до 7%, а у женщин до 17%. Вместе с этой общей возрастной тенденцией уровень основного обмена зависит и от многих частных факторов, важнейшими из которых можно указать следующие.

Уровень обмена веществ зависит от функционального состояния нервной системы, поскольку именно нервной системе принадлежит важнейшая роль в регулированию уровня обмена веществ в органах и тканях, поддержании условного постоянства состава белков, химического состава крови, температуры и т. д. Существенно влияет на основной обмен также деятельность желез внутренней секреции. Например, основной обмен возрастает при повышении активности щитовидной железы.

При повышении температуры тела на 1 °С уровень основного обмена в среднем увеличивается на 10%; вместе с тем, в холодном климате он возрастает, а в жарком снижается на 10–20%. Во время сна в результате расслабления скелетных мышц он уменьшается до 13%. Снижается уровень основного обмена и при голодании.

Общий обмен

Общим обменом веществ принято обозначать тот, что осуществляется в обычных условиях жизни. Он значительно выше основного обмена и зависит главным образом от деятельности скелетных мышц, а также увеличения деятельности внутренних органов. При умственном труде общий обмен веществ может также значительно увеличиваться.

Следует учитывать, что значительное увеличение обмена веществ происходит также при переваривании пищи, что обозначается как ее специфически-динамическое действие. Так как для переваривания белков требуется особенно большая затрата энергии, то специфически-динамическое действие белков особенно велико. В среднем, после употребления белковой пищи основной обмен увеличивается на 30—37%, а после жиров и углеводов на 4—6%.

Специфически-динамическое действие белков, а также постоянство азотистого баланса являются теми факторами, багодаря которым при использовании белковой диеты можно добиться снижения веса.

Методы расчёта

Скоро будет...

Расчет суточной затраты энергии (уравнение Гарриса–Бенедикта):

• Для женщин = 655 + [9,6 × Вес(кг)] + [1,8 × Рост(см)] – [4,7 × Возраст(годы)]
• Для мужчин = 65 + [13,7 × Вес(кг)] + [5 × Рост(см)] – [6,8 × Возраст(годы)]

Ещё

Скоро будет... На 1ю стр...