Анатомія, фізіологія дітей з основами гігієни та фізкультури - Антонік В.І. - Обмін енергії.

Обмін енергії між організмом і навколишнім середовищем здійснюється за законами термодинаміки. Організм всередині себе постійно створює негентропію (тобто підтримує структурність елементів, які розпадаючись здатні виділяти енергію). Для цього перш за все використовується енергія, що накопичена у продуктах навколишнього середовища (у вигляді макроскопічних сполук, що надходять з їжею). Навколо себе організм створює ентропію, виділяючи енергію у вигляді тепла. Ентропія — це втрата структурності з виділенням енергії.

Співвідношення між енергією, що надходить в організм і кількістю енергії, що виділяється ним, називається енергетичним балансом. Якщо цей баланс буде позитивним — то енергоносії затримуються в організмі і навпаки.

Виділяють два рівня обміну енергії: основний обмін (00), або той рівень обмінних процесів в організмі, який необхідний для його функціонування в умовах фізіологічного спокою. Цей обмін об'єднує витрати енергії на біосинтез, на підтримку концентраційних градієнтів різних іонів на оболонках клітин та на діяльність внутрішніх органів (мозку, серця, дихальних м'язів, печінки, нирок та ін.). Рівень основного обміну залежить від віку, статі, маси тіла та росту людини і, виходячи з цих параметрів, визначається за відомими у фізіології таблицями ГаррІса-Бенедікта (див. додаток 1 і 2). Згідно цих таблиць загальний рівень основного обміну (00) розраховують в залежності від статі людини як суму енергетичних витрат виходячи з маси тіла (визначається за табл. А) та віку і росту людини (визначається за табл. Б Гарріса-Бенедікта). Наприклад, дівчина у віці 17 років, маса тіла якої становить 46 кг, а зріст 156 см має 00= 1095 +201 = 1296 ккал. При відсутності таблиць Гарріса-Бенедікта величину основного обміну (00) можна розраховувати за допомогою рівнянь, наведених у табл. 5.

У дітей рівень основного обміну на одиницю маси тіла значно більший, ніж у дорослих людей, що пояснюється більш інтенсивними процесами біосинтезу в дитячому віці. Відомо, наприклад, щоб "вмонтувати" одну амінокислоту в ланцюг білкової молекули потрібна енергія двох молекул АТФ (аденозітрифосфорної кислоти).

У дітей до 5 років за одну годину на 1 кг маси тіла витрачається приблизно 14 — 15 кДж (3,45 ккал) енергії, у 10 років приблизно 9 — 10 кДж (2,26 ккал), у 15 років — 5,3 — 6,0 кДж (1,33 ккал) і у дорослих людей — 4,2 кДж (1 ккал) на 1 кг маси тіла за годину. У дівчат (жінок) основний обмін приблизно на 5 % нижчий, ніж у хлопців (чоловіків). Середні вікові зміни рівня основного обміну наведені у табл. 6.

Динаміка основного обміну з віком щільно пов'язана з енергетичними витратами на ріст організму. Чим менше вік дитини, тим відносні витрати енергії на ріст більші (рис. ЗО). Наприклад, витрати енергії на ріст у віці 3 місяці становлять 36 %, у віці 6 місяців — 26 %, 10-12 місяців — 21 % загальної енергетичної цінності їжі.

Додатково до основного обміну організм витрачає енергію на будь-які функції, та на зовнішню роботу. Затрати енергії при повній життєдіяльності називаються загальним обміном.

За даними А. П. Матвеева (2003) вживання білкової їжі підвищує рівень обміну на 30 %; жирної і вуглеводної їжі — на 15 %, а звичайної змішаної їжі на 30-35 %. Виконання неважкої роботи у побуті підвищує рівень обміну на 30-60 %. Фізична помірна робота та звичайні спортивні тренування можуть підвищувати рівень обміну у 20-25 разів, тобто більше ніж на 2000 %. Розумова праця, яка не супроводжується м'язовими зусиллями і емоційною напругою підвищує енергетичні витрати всього на 2-3 %. Якщо до розумової праці додається емоційна напруга, то енергетичні витрати можуть зростати на 40-90 %.