при окислении различных веществ в организме
| Вещество, окисляющееся в организме | Количество тепла, освобождающееся при окислении 1 г вещества, кДж (ккал) | Количество потребляемого О2, л | Количество освобождающейся при окислении 1 л О2 энергии, кДж (ккал) |
| Белки Жиры Углеводы | 17,17 (4,1) 38,94 (9,3) 17,17 (4,1) | 0,966 2,019 0,830 | 19,26 (4,60) 21,14 (5,05) 19,64 (4,69) |
При окислении глюкозы число молекул образовавшегося CО2 равно числу молекул затраченного (поглощенного) О2. Равное количество молекул газа при одной и той же температуре и одном том же давлении занимает один и тот же объем (закон Авогадро-Жерара). Следовательно, дыхательный коэффициент (отношение СО2/О2) при окислении глюкозы и других углеводов равен единице.
При окислении жиров и белков дыхательный коэффициент будет ниже единицы. При окислении жиров дыхательный коэффициент равен 0,7.
Дыхательный коэффициент для белков равен 0,8. При смешанной пище у человека дыхательный коэффициент обычно равен 0,85-089. Определенному дыхательному коэффициенту соответствует определенный калорический эквивалент кислорода и на основании этих данных можно определить расход энергии.
Основной обмен
Уровень окислительных процессов и энергозатраты зависят от индивидуальных особенностей организма (пол, возраст, масса тела и рост, условия и характер питания, мышечная работа, состояние эндокринных желез, нервной системы и внутренних органов — печени, почек, пищеварительного тракта и др.), a также от условий внешней среды (температура, барометрическое давление, влажность воздуха и его состав и т.д.).
Для определения уровня энергетических затрат проводят исследование в определенных стандартных условиях. При этом стремятся исключить влияние факторов, которые существенно сказываются на интенсивности энергетических затрат, а именно мышечную работу, прием пищи, влияние температуры окружающей среды. Энерготраты организма в таких стандартных условиях получили название основного обмена.
Основной обмен связан с поддержанием минимально необходимого для жизни клеток уровня окислительных процессов и с деятельностью постоянно работающих органов и систем — дыхательной мускулатуры, сердца, почек, печени. Некоторая часть энерготрат в условиях основного обмена связана с поддержанием мышечного тонуса в состоянии покоя. Освобождение в ходе этих процессов тепловой энергии обеспечивает ту теплопродукцию, которая необходима для поддержания температуры тела на постоянном уровне, как правило, превышающем температуру внешней среды.
Для определения основного обмена обследуемый должен находиться:
1) в состоянии мышечного и эмоционального покоя;
2) натощак, не раньше 12-16 ч после приема пищи;
3) при внешней температуре «комфорта» (18-20°С). Основной обмен определяют в состоянии бодрствования. Во время сна уровень окислительных процессов и, энергетических затрат организма на 8-10% ниже, чем в состоянии покоя при бодрствовании.
Величину основного обмена обычно выражают количеством тепла в килоджоулях (килокалориях) на 1 кг массы тела или на 1 м² поверхности тела за 1 ч или за одни сутки. Для мужчины среднего возраста (примерно 35 лет), среднего роста (примерно 165 см) и со средней массой тела (примерно 70 кг) основной обмен равен 4,19 кДж (1 ккал) на 1 кг массы за 1 час, или 7117 кДж (1700 ккал) в сутки. У женщин той же массы он примерно на 10% ниже. Интенсивность основного обмена у детей в расчете на 1 кг массы значительно выше, чем у взрослых. Величина основного обмена человека в возрасте 20-40 лет сохраняется на довольно постоянном уровне. В пожилом возрасте основной обмен снижается.
Примерную суточную величину основного обмена в килокалориях (Н) можно определить по таблицам: по массе тела (с учетом, что на 1 кг массы тела расходуется 1 ккал за 1 час), т.е. массу тела надо умножить на 24 (суточная величина основного обмена); по поверхности (умножив поверхность тела на коэффициент и на 24 часа ― поверхность находят по номограмме, а коэффициент по таблицам); по массе, возрасту и росту (определяется по соответствующим таблицам) Формулы и таблицы основного обмена представляют средние данные, выведенные из большого числа исследований здоровых людей разного пола, возраста, массы тела и роста.
Определение основного обмена, согласно этим таблицам, у здоровых людей нормального телосложения дают приблизительно верные (ошибка 5-8%) величины затраты энергии. Несоразмерно высокие данные для определенной массы тела, роста, возраста и поверхности тела величины основного обмена наблюдаются при избыточной функции щитовидной железы. Понижение основного обмена встречается при недостаточности щитовидной железы (микседема), гипофиза, половых желез.
Правило поверхности
Если пересчитать интенсивность основного обмена на 1 кг массы тела, то окажется, что у теплокровных животных разных видов и у людей с разной массой тела и ростом она весьма различна. Если же произвести перерасчет интенсивности основного обмена на 1 м² поверхности тела, полученные у разных животных и людей величины различаются не столь резко.