Сущность основного и рабочего обмена, факторы и законы, определяющие их уровень

Интенсивность обменных процессов зависит:

• · от индивидуальных особенностей организма (пол, возраст, вес, рост, мышечная работа и др.);
• · от условий внешней среды (температура, давление, влажность воздуха).

Поэтому, чтобы определить интенсивность окислительных процессов исследование проводят в стандартных условиях, стараются исключить факторы, которые влияют на интенсивность окислительных процессов (мышечная работа, прием пищи, время суток) Поэтому для сравнения энергетических затрат у разных людей и у одного и того же человека в разное время была введена условная стандартная величина — основной обмен. Основной обмен — это минимальные для бодрствующего организма затраты энергии, определенные в строгих стандартных условиях:

• · в положении лежа, при полном мышечном и эмоциональном покое (т.к. мышечное и эмоциональное напряжение значительно повышают энерготраты);
• · натощак, через 12−16 часов после последнего приема пищи (чтобы исключить специфическое-динамическое действие пищи);
• · при внешней температуре комфорта — 18−20 градусов тепла (температура выше или ниже этих цифр может значительно изменить — увеличить или уменьшить — энерготраты);
• · исключение в течение 3 суток перед исследованием приема белковой пищи;
• · в состоянии бодрствования, так как во время сна затраты энергии ниже на 10%.

На основании многочисленных экспериментальных исследований основного обмена у здоровых людей разного пола, веса тела, роста и возраста статистическим путем были составлены таблицы, по которым можно рассчитать величину основного обмена, которая должна быть у данного человека в соответствии с его полом, возрастом, весом тела и ростом. Затем у этого же человека одним из методов калориметрии определяют величину истинного основного обмена и сравнивают эти величины.

Таблица расчета основного обмена.

Закон поверхности тела

Энергетические затраты в расчете на 1 кг массы тела могут колебаться в больших пределах. Интенсивность основного обмена более тесно связана с размерами поверхности тела, что обусловлено прямой зависимостью величины отдачи тепла от площади поверхности тела. Еще в прошлом столетии немецкий физиолог М. Рубнер показал, что у теплокровных организмов, имеющих разные размеры тела, с 1 м² поверхности тела в окружающую среду рассеивается одинаковое количество тепла.

На этом основании М. Рубнер сформулировал закон поверхности тела, который гласит: «энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны величине поверхности тела».

Энергия в условиях основного обмена идет на то, чтобы клетки поддерживали необходимый для жизни минимальный уровень окислительно-восстановительных процессов, чтобы работали постоянно сердце, почки, печень, дыхательные мышцы, нужно поддерживать мышечный тонус.

Величина основного обмена зависит от многих факторов, но особенно сильно она изменяется при некоторых эндокринных заболеваниях. Например, резкое повышение величины основного обмена наблюдается при гиперфункции щитовидной железы, а при гипофункции этой железы, он понижен. К снижению величины основного обмена приводит недостаточность функции гипофиза и половых желез.

Величина основного обмена в среднем составляет 1 ккал/ в 1 ч/ на 1 кг массы тела. У мужчин в сутки основной обмен равен 1700 ккал, у женщин — на 10% ниже.

Суточный расход энергии у здорового человека значительно превышает величину основного обмена и складывается из следующих компонентов:

• · основного обмена;
• · рабочей прибавки, т. е. энергозатрат, связанных с движением и с выполнением той или иной работы;
• · специфического-динамического действия пищи — увеличения интенсивности обмена веществ и энергозатрат, связанных с приемом пищи, процессами пищеварения и всасывания.

Так прием белковой пищи увеличивает обмен на 30−40%, а при питании жирами и углеводами обмен увеличивается на 4−15%.

Совокупность компонентов суточного расхода энергии составляет рабочий обмен.

Нормальная жизнедеятельность организма может, осуществляться только в том случае, если происходит адекватное приспособление процессов обмена веществ и энергии к изменяющимся условиям. Такое приспособление организма обеспечивается процессами саморегуляции.

Энергозатраты при физических нагрузках.

Интенсивность обменных процессов в организме значительно возрастает в условиях физической нагрузки. Прямая зависимость величины энергозатрат от тяжести нагрузки позволяет использовать уровень энергозатрат в качестве одного из показателей интенсивности выполняемой работы.

В качестве еще одного критерия для определения интенсивности физической работы, выполняемой организмом, может быть принята скорость потребления кислорода. Однако, этот показатель при тяжелой физической нагрузке не отражает точного расхода энергии, так как часть энергии организм получает за счет анаэробных процессов гликолиза, идущих без затраты кислорода.