Energie-uitwisseling van de mens

"Het menselijk lichaam is een" machine "die chemische energie kan afgeven die wordt geassocieerd met de" brandstof "van voedingsproducten; deze "brandstoffen" zijn koolhydraten, vetten, eiwitten en alcohol "(WHO).

Het primaire gebruik van een van de vermelde bronnen heeft verschillende kenmerken in termen van de omvang van het energiemetabolisme en de bijbehorende metabole verschuivingen.

Kenmerken van verschillende metabole bronnen van voedsel energievoorziening

Indicatoren	Glucose	Palmitat	Eiwit
Warmtevrijgave, kcal:
Voor 1 mol geoxideerd	673	2398	475
1 g geoxideerd	3.74	9.30	5.40
Zuurstofverbruik:
Mol	66.0	23.0	5.1
L	134	515	114
Kooldioxide productie:
Mol	66.0	16.0	4.1
L	134	358	92
Productie van ATP, mol:	36	129	23
Kosten van ATP-producten:
A / d	18.7	18.3	20.7
In / van	3.72	3.99	4.96
C / d	3.72	2.77	4.00
Ademhalingsfrequentie	1.00	0.70	0,81
Energie-equivalent per 1 liter gebruikte zuurstof	5.02	4.66	4.17

[1], [2], [3]

Fasen van energie-uitwisseling

Hoewel de dissimilatie en synthese van de structuren van eiwitten, vetten en koolhydraten kenmerkende kenmerken en specifieke vormen hebben, zijn er bij de transformatie van deze verschillende stoffen een aantal fundamenteel gemeenschappelijke fasen en regelmatigheden. Met betrekking tot de energie die vrijkomt bij het metabolisme, moet het energiemetabolisme worden onderverdeeld in drie hoofdfasen.

In de eerste fase van het maagdarmkanaal worden grote moleculen van voedingsstoffen in kleine moleculen gesplitst. 3 gevormd uit koolhydraten hexosen (glucose, galactose, fructose), eiwitten of - 20 aminozuren, vetten (triglyceriden) - (. Bijvoorbeeld pentosen et al) glycerol en vetzuren, maar ook zeldzame suikers. Is berekend dat gemiddeld het menselijk lichaam tijdens de levensduur verlengt koolhydraat - 17,5 m, eiwit - 2,5 m, vet -. 1,3 m Nummer van de afgegeven energie in fase I slechts licht, terwijl ze worden vrijgegeven als warmte. Dus in de splitsing van polysacchariden en eiwitten die ongeveer 0,6% vet - 0,14% van de totale energie die wordt geproduceerd met hun volledige verval eindproducten van de stofwisseling. Daarom bestaat het belang van de chemische reacties van de eerste fase voornamelijk uit de bereiding van voedingsstoffen voor de feitelijke afgifte van energie.

In de tweede fase ondergaan deze stoffen verdere splitsing door onvolledige verbranding. Het resultaat van deze processen - onvolledige verbranding - lijkt onverwacht. Van 25-30 stoffen worden gevormd, met uitzondering van CO2 en H2O, slechts drie eindproducten: α-ketoglutaarzuur, oxaalazijnzuur en azijnzuur als atsetilkoenzima A. Kwantitatief heerst dus acetyl coenzyme A. Tijdens fase II wordt afgegeven ongeveer 30% van de energie in de voedingsoplossing stoffen.

In de derde fase, de zogenaamde Krebs-tricarbonzuurcyclus, worden de drie eindproducten van fase II tot koolstofdioxide en water verbrand. Tegelijkertijd komt 60-70% van de energie van voedingsstoffen vrij. De Krebs-cyclus is de gemeenschappelijke eindroute voor de splitsing van zowel koolhydraten, eiwitten als vetten. Dit is als het ware het belangrijkste punt in de uitwisseling, waar convergenties van verschillende structuren samenkomen en de wederzijdse overgang van synthetische reacties mogelijk is.

In tegenstelling tot stadium I - de stadia van hydrolyse in het maagdarmkanaal - in de II- en III-fasen van de splitsing van stoffen, vindt niet alleen het vrijkomen van energie plaats, maar ook een speciale soort accumulatie.

Energie-uitwisselingsreacties

Het behoud van energie wordt uitgevoerd door de energie van het splitsen van voedselproducten om te zetten in een speciale vorm van chemische verbindingen die macro-gassen worden genoemd. Dragers van deze chemische energie in het lichaam zijn verschillende fosforverbindingen waarin de binding van de fosforzuurrest een macro-actieve binding is.

De belangrijkste plaats in het energiemetabolisme is de pyrofosfaatbinding met de structuur van adenosinetrifosfaat. In de vorm van deze stof in het lichaam wordt 60 tot 70% van alle energie die vrijkomt bij de afbraak van eiwitten, vetten en koolhydraten gebruikt. Het gebruik van energie (oxidatie in de vorm van ATP) is van groot biologisch belang, omdat door dit mechanisme het mogelijk is om de plaats en tijd van energievrijgave en het werkelijke verbruik ervan in het functioneringsproces van de organen te scheiden. Er wordt geschat dat in 24 uur de hoeveelheid gevormd ATP en splijten in het lichaam ongeveer gelijk is aan de massa van het lichaam. De conversie van ATP naar ADP releases 41.84-50.2 kJ, of 10-12 kcal.

De resulterende metabole energie wordt besteed aan de hoofdcentrale, t. E. De instandhouding van het leven in een rusttoestand bij een omgevingstemperatuur van 20 ° C, groei (plastic metabolisme), spieroefening en vertering en absorptie van voedsel (specifiek werking die voedsel). Er zijn verschillen in de energie-uitgaven die het gevolg zijn van de uitwisseling, bij een volwassene en een kind.

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

Basic uitwisseling

Het kind heeft, net als alle zoogdieren die onvolgroeid zijn geboren, een initiële toename van het basaal metabolisme tot 1 1/2 jaar, dat vervolgens in absolute termen gestaag toeneemt en ook regelmatig wordt verlaagd per lichaamsgewicht per eenheid.

Vaak worden computationele methoden voor het berekenen van het basaal metabolisme gebruikt. Formules zijn meestal gericht op indicatoren van lengte of lichaamsgewicht.

Berekening van basaal metabolisme via lichaamsgewicht (kcal / dag). FAO / BO3-aanbevelingen

Leeftijd	Boys	Meisjes
0-2 jaar	60,9 P-54	61 P - 51
3-9 jaar	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

De totale energie die van voedsel wordt ontvangen, wordt verdeeld om het basismetabolisme, het specifieke dynamische effect van voedsel, warmteverliezen in verband met uitscheiding, fysieke (motorische) activiteit en groei te verschaffen. In de structuur van energiedistributie, dat wil zeggen, wordt energie-uitwisseling onderscheiden:

• Energie ontvangen (uit voedsel) = energie gedeponeerd + gebruikte energie.
• Energie geabsorbeerd = Energie ontvangen - Energie uitgescheiden.
• Gemetaboliseerde energie = ontvangen energie - energievoorziening (levensduur) en activiteit, of "basiskosten".
• De energie van de basiskosten is gelijk aan de som:
  • basaal metabolisme;
  • thermoregulatie;
  • opwarmingseffect van voedsel (SDDP);
  • activiteitskosten;
  • kosten voor de synthese van nieuwe weefsels.
• De energie van depositie is de energie die wordt besteed aan de depositie van eiwitten en vet. Glycogeen wordt niet overwogen, omdat de depositie (1%) onbeduidend is.
• Energie van depositie = Energie gemetaboliseerd - Energie van basiskosten.
• Energiekosten van groei = Energie van synthese van nieuwe weefsels + Energie gedeponeerd in nieuw weefsel.

De belangrijkste verschillen in leeftijd zijn de relatie tussen de kosten van groei en, in mindere mate, de activiteit.

Leeftijdskenmerken van de verdeling van het dagelijkse energieverbruik (kcal / kg)

Leeftijd	Basic uitwisseling	SDDP	Verliezen bij uitscheiding	Activiteit	Groei	Alleen
Voorbarig	60	7	20	15	50	152
8 weken	55	7	11	17	20	110
10 maanden	55	7	11	17	20	110
4 jaar	40	6	8	25	8-10	87-89
14 jaar oud	35	6	6	20	14	81
Volwassen	25	6	6	10	0	47

Zoals te zien is, zijn de kosten van groei zeer significant voor een kleine pasgeborene en gedurende het eerste levensjaar. Natuurlijk zijn ze bij een volwassene gewoon afwezig. Lichamelijke activiteit zorgt voor een aanzienlijk energieverbruik, zelfs bij een pasgeborene en een baby, waar borstzuigen, angst, huilen en schreeuwen de uitdrukking zijn.

Met de angst van het kind stijgt het energieverbruik met 20-60% en bij schreeuwen - 2-3 keer. Ziekten stellen hun eisen aan energiekosten. In het bijzonder nemen deze toe met een toename van de lichaamstemperatuur (met 1 ° C is een toename in de toename van het metabolisme 10-16%).

In tegenstelling tot een volwassene, hebben kinderen veel energie uitgegeven aan groei (plastic metabolisme). Er is nu vastgesteld dat voor de ophoping van 1 g lichaamsgewicht, d.w.z. Een nieuw weefsel, het noodzakelijk is om ongeveer 29,3 kJ of 7 kcal te spenderen. De volgende schatting is nauwkeuriger:

• Energie "kosten" van groei = energie van synthese + energie van depositie in nieuw weefsel.

Bij een te vroeg geboren baby is de synthese-energie 1,3 tot 5 kJ (0,3 tot 1,2 kcal) per gram, toegevoegd aan het lichaamsgewicht. Op termijn - 1,3 kJ (0,3 kcal) per 1 g nieuw lichaamsgewicht.

Totale energiekost van de groei:

• tot 1 jaar = 21 kJ (5 kcal) per 1 g nieuw weefsel,
• na 1 jaar = 36,5-50,4 kJ (8,7-12 kcal) per 1 g nieuw weefsel, of ongeveer 1% van de totale energie van de hoeveelheid voedingsstoffen.

Omdat de groeisnelheid bij kinderen varieert in verschillende perioden, is het aandeel van het plastic metabolisme in het totale energieverbruik verschillend. De meest intensieve groei is in de intra-uteriene periode van ontwikkeling, wanneer de massa van het menselijke embryo met 1 miljard 20 miljoen keer (1,02 x 109) toeneemt. De groeisnelheid blijft vrij hoog in de eerste maanden van het leven. Dit wordt aangetoond door een aanzienlijke toename van het lichaamsgewicht. Daarom, bij kinderen de eerste 3 maanden het percentage "plastic" uitwisseling energieverbruik is 46%, dan in het eerste jaar wordt echter verminderd met 4 jaar, en vooral in de prepuberale periode, een toename van het groeitempo, die weer wordt gereflecteerd als een toename in plastic ruil. Gemiddeld wordt bij kinderen van 6 tot 12 jaar 12% van de energiebehoeften besteed aan groei.

Energiekosten voor groei

Leeftijd	Lichaamsgewicht, kg	Gewichtstoename, g / dag	Energiekosten , kcal / dag	Energiekosten , kcal / (kg-dag)	Als een percentage van basisuitwisseling
1 maand	3.9	30	146	37	71
3 »	5.8	28	136	23	41
6 »	8.0	20	126	16	28
1 jaar	10.4	10	63	6	11
5 jaar	17.6	5	32	2	4
14 jaar oud, meisjes	47.5	18	113	2	8
16 jaar oud, jongens	54,0	18	113	2	7

[9], [10]

Energieverbruik voor hard-to-accountverliezen

Voor moeilijk goed verliezen omvatten verliezen uit faeces vet, spijsverteringssappen en geheimen, gegenereerd in de wand van het spijsverteringskanaal en in de klieren, met afgeschilferde epitheelcellen van wegvallen van de afdekking van de huidcellen, haar, nagels, zweet, en het begin van de puberteit bij meisjes - met menstruatiebloed. Helaas is dit probleem niet onderzocht bij kinderen. Er wordt aangenomen dat bij kinderen ouder dan een jaar het ongeveer 8% van de energiekosten is.

[11]

Energieverbruik voor activiteit en het handhaven van een constante lichaamstemperatuur

Het aandeel van het energieverbruik in activiteit en onderhoud van lichaamstemperatuur varieert met de leeftijd van het kind (na 5 jaar is dit opgenomen in het concept van spierarbeid). In de eerste 30 minuten na de geboorte neemt de lichaamstemperatuur van de pasgeborene met bijna 2 ° C af, wat een aanzienlijk energieverbruik veroorzaakt. Bij jonge kinderen, om een constante lichaamstemperatuur te handhaven bij een omgevingstemperatuur onder de kritische temperatuur (28 ... 32 ° C) en de activiteit van het lichaam van het kind wordt gedwongen 200,8-418,4 kJ / (kg-dag) of 48-100 kcal te spenderen / (kg • dag). Daarom neemt, met de leeftijd, de absolute uitgave van energie voor het handhaven van de constantheid van lichaamstemperatuur en activiteit toe.

Het aandeel van het energieverbruik in het behoud van de constantheid van de lichaamstemperatuur bij kinderen van het eerste levensjaar is echter lager, hoe kleiner het kind. Aan de andere kant is er een daling van het energieverbruik, omdat het oppervlak van het lichaam, dat verwijst naar 1 kg lichaamsgewicht, opnieuw afneemt. Tegelijkertijd neemt het energieverbruik voor activiteit (spierarbeid) toe bij kinderen ouder dan een jaar, wanneer het kind begint te lopen, rennen, sporten of sporten.

De energiekosten van fysieke activiteit

Bewegingstype	Cal / min
Fietsen op lage snelheid	4.5
Fietsen op een gemiddelde snelheid	7.0
Fietsen op hoge snelheid	11.1
Dansen	3,3-7,7
Voetbal	8.9
Gymnastiekoefeningen op shells	3.5
Running sprint	13,3-16,8
Lopen voor lange afstanden	10.6
Het schaatsen	11.5
Langlaufen met gematigde snelheid	10,8-15,9
Rennen op ski's op topsnelheid	18.6
Zwemmen	11,0-14,0

Bij kinderen in de leeftijd van 6-12 jaar is het aandeel energie dat wordt uitgegeven aan lichaamsbeweging ongeveer 25% van de energiebehoefte, en bij volwassenen - 1/3.

[12], [13]

Specifiek-dynamische actie van voedsel

Het specifieke dynamische effect van voedsel varieert afhankelijk van de aard van het voedsel. Sterker wordt het uitgedrukt met eiwitrijk voedsel, minder - met de inname van vetten en koolhydraten. Bij kinderen van het tweede levensjaar is het specifieke dynamische effect van voedsel 7-8% bij kinderen van oudere leeftijd - meer dan 5%.

Uitgaven voor implementatie en omgaan met stress

Dit is de natuurlijke richting van normaal leven en energieverbruik. Het proces van leven en sociale aanpassing, training en sport, de vorming van intermenselijke relaties - dit alles kan gepaard gaan met stress en extra energiekosten. Gemiddeld is dit een extra 10% van de dagelijkse energie "rantsoenen". Bij acute en ernstige ziekten of trauma's kan het niveau van stresskosten echter aanzienlijk stijgen, en dit vereist overweging bij het berekenen van het dieet.

Gegevens over de toename van de energiebehoefte voor stress worden hieronder gegeven.

Staten	Veranderen van energie behoeften
Verbrandt afhankelijk van het percentage verbrand lichaamsoppervlak	+ 30 ... 70%
Meerdere verwondingen met hardwareventilatie	+ 20 ... 30%
Ernstige infecties en meervoudig trauma	+ 10 ... 20%
Postoperatieve periode, kleine infecties, botbreuken	0 ... + 10%

Een aanhoudende energieonbalans (overmaat of tekort) veroorzaakt een verandering in lichaamsgewicht en lichaamslengte met alle ontwikkelingsindices en biologische leeftijd. Zelfs een matige ondervoeding (4-5%) kan een vertraging in de ontwikkeling van het kind veroorzaken. Daarom wordt voedselzekerheid voor energie een van de belangrijkste voorwaarden voor de adequaatheid van groei en ontwikkeling. Berekening van deze beveiliging is noodzakelijk om regelmatig uit te voeren. In de meeste kinderen kunnen richtlijnen voor analyse aanbevelingen zijn voor de totale energie van het dagrantsoen, voor sommige kinderen met speciale gezondheids- of leefomstandigheden is een individuele berekening vereist voor de som van alle energieverbruikende componenten. Een voorbeeld van het gebruik van beveiligingsnormen voor algemene leeftijd en de mogelijkheid van een individuele correctie van deze normen kunnen de volgende methoden zijn voor het berekenen van energiekosten.

Berekeningsmethode voor het bepalen van het basaal metabolisme

Tot 3 jaar	3-10 jaar	10-18 jaar oud
Boys
X = 0,249 kg-0,127	X = 0,095 kg + 2,110	X = 0,074 kg + 2,754
Meisjes
X = 0,244 kg-0,130	X = 0,085 kg + 2,033	X = 0,056 kg + 2,898

[14], [15],

Bijkomende kosten

Compensatie voor schade - de hoofdruil wordt vermenigvuldigd: voor kleine chirurgie, met 1,2; bij een skelettrauma - op 1,35; bij een sepsis - op 1,6; met brandwonden - door 2.1.

Specifiek-dynamische actie van voedsel: + 10% van het basismetabolisme.

Lichamelijke activiteit: bedrust + 10% basismetabolisme; zit in de stoel + 20% van het basale metabolisme; patiëntregime + 30% van de basisuitwisseling.

Uitgaven voor koorts: op 1 ° Met een gemiddelde dagelijkse temperatuurstijging van een lichaam + 10-12% van de basisuitwisseling.

Gewichtstoename: tot 1 kg / week + 1260 kJ (300 kcal) per dag.

Het is gebruikelijk om bepaalde normen voor leeftijdgerelateerde energievoorziening voor de bevolking te formuleren. Veel landen hebben dergelijke voorschriften. Op basis daarvan worden alle voedselrantsoenen van georganiseerde collectieven ontwikkeld. Individuele diëten worden ook met hen gecontroleerd.

Aanbevelingen over de energetische waarde van voeding voor jonge kinderen en tot 11 jaar

	0-2 maanden	3-5 maanden	6-11 maanden	1-3 jaar	3-7 jaar	7-10 jaar oud
Energie, totaal, kcal	-	-	-	1540	1970	2300
Energie, kcal / kg	115	115	110	-	-	-

Aanbevelingen voor energieregulatie (kcal / (kg • dag))

Leeftijd, maand	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

Berekening en correctie van energiemetabolisme zijn gericht op het elimineren van tekortkomingen van basische energiedragers, bijv. E. Primair koolhydraten en mevrouw gracht. Echter, het gebruik van het opgegeven doel van de media is alleen mogelijk met inachtneming van de veiligheid en corrigeren veel van de fundamentele behoeften in verband met micronutriënten. Het is dus bijzonder belangrijk is de benoeming van kaliumfosfaat, B-vitaminen, met name thiamine en riboflavine, soms carnitine, anti-oxidanten en anderen. Als u dit niet doet, kan onverenigbaar zijn met de staat van het leven dat juist ontstaan voor wanneer de energie-intensieve voeding, in het bijzonder parenterale.