Όλοι γνωρίζουμε την κύρια αρχή της επίτευξης προόδου στον αθλητισμό. 40% προπόνηση, 20% ύπνος και 40% διατροφή. Αλλά πώς να υπολογίσετε σωστά τη διατροφή για να επιτύχετε ορισμένους στόχους; Φυσικά, καταρτίζεται σχέδιο για αυτό, που λαμβάνει υπόψη τις σωματικές και ψυχικές ανάγκες και έξοδα. Αλλά από ολόκληρη αυτή τη φόρμουλα, ένας μόνο παράγοντας πέφτει, ο οποίος θα συζητηθεί στο επόμενο υλικό - ο βασικός μεταβολισμός.

Τι είναι

Ο βασικός μεταβολισμός είναι ένας από τους δείκτες της έντασης του μεταβολισμού και της ενέργειας στο ανθρώπινο σώμα. Καθορίζεται από την ποσότητα της ενέργειας νηστείας σε βέλτιστες συνθήκες θερμοκρασίας, η οποία είναι απαραίτητη για τη διατήρηση μιας κατάστασης πλήρους σωματικής και ψυχικής γαλήνης.

Δηλαδή, ο βασικός μεταβολισμός δείχνει πόση ενέργεια ξοδεύει το σώμα για να διατηρήσει τη συνεχή δραστηριότητα των εσωτερικών οργάνων και των μυών.

Η ενέργεια που λαμβάνει το σώμα ως αποτέλεσμα τέτοιων αντιδράσεων χρησιμοποιείται για τη διασφάλιση της σταθερότητας της θερμοκρασίας του σώματος (Εγχειρίδιο «Φυσιολογία του Μεταβολισμού και το Ενδοκρινικό Σύστημα», Tepperman).

Χάρη στην πληρότητα του βασικού μεταβολισμού, διασφαλίζονται τα ακόλουθα:

• Σύνθεση βασικών ορμονών.
• Σύνθεση βασικών ενζύμων.
• Παροχή βασικής γνωστικής λειτουργίας.
• Πέψη της τροφής.
• Διατήρηση της λειτουργίας του ανοσοποιητικού.
• Διατήρηση της αναλογίας σε σχέση με τον καταβολικό.
• Διατήρηση αναπνευστικών λειτουργιών.
• Μεταφορά βασικών ενεργειακών στοιχείων με αίμα.
• Διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας σώματος σύμφωνα με το νόμο του Rubner.

Και αυτή δεν είναι μια πλήρης λίστα με το τι συμβαίνει στο σώμα μας. Συγκεκριμένα, ακόμη και όταν ένα άτομο κοιμάται, οι περισσότερες διεργασίες, αν και με αργό τρόπο, βοηθούν στη σύνθεση νέων δομικών στοιχείων και στη διάσπαση του γλυκογόνου σε γλυκόζη. Όλα αυτά απαιτούν μια συνεχή παροχή θερμίδων, τις οποίες ο άνθρωπος παίρνει από το φαγητό.Συγκεκριμένα, αυτή η βασική κατανάλωση είναι ο ημερήσιος ελάχιστος κανόνας για το πόσες θερμίδες χρειάζονται για τη διατήρηση των βασικών λειτουργιών του σώματος.

Επιφάνεια Rubner

Παραδόξως, μερικές φορές ο μεταβολισμός καθορίζεται όχι μόνο από βιοχημικές διεργασίες, αλλά και από απλούς φυσικούς νόμους.

Ο επιστήμονας Rubner ανακάλυψε μια σχέση που συνδέει τη συνολική επιφάνεια με τον αριθμό των θερμίδων που δαπανήθηκαν.

Πώς λειτουργεί πραγματικά; Υπάρχουν 2 βασικοί παράγοντες εξαιτίας των οποίων η υπόθεση του αποδείχθηκε σωστή.

• 1ον – το μέγεθος του οργανισμού.Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια του σώματος, τόσο μεγαλύτερα είναι τα όργανα και τόσο μεγαλύτερη είναι η μόχλευση σε οποιαδήποτε ενέργεια, η οποία οδηγεί μια μεγαλύτερη «μηχανή» που καταναλώνει «περισσότερο καύσιμο».
• 2ον – διατήρηση της θερμοκρασίας.Για την κανονική λειτουργία του σώματος, συμβαίνουν μεταβολικές διεργασίες με την απελευθέρωση θερμότητας. Συγκεκριμένα, για ένα άτομο είναι 36,6. Επιπλέον, η θερμοκρασία (με σπάνιες εξαιρέσεις) κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλο το σώμα. Έτσι, για να θερμάνετε μια μεγαλύτερη περιοχή, χρειάζεστε περισσότερη ενέργεια. Όλα έχουν να κάνουν με τη θερμοδυναμική.

Επομένως, από όλα αυτά μπορούμε να συμπεράνουμε:

Οι παχύσαρκοι άνθρωποι ξοδεύουν πραγματικά περισσότερη ενέργεια κατά τη διάρκεια του βασικού μεταβολικού τους ρυθμού. Οι ψηλοί άνθρωποι είναι συχνά αδύνατοι λόγω του θερμιδικού ελλείμματος που προκαλείται από τον αυξημένο βασικό μεταβολισμό και τις δαπάνες για τη διατήρηση της θερμοκρασίας σε μια μεγαλύτερη περιοχή του σώματος.

Η αρχική ένταση του βασικού μεταβολισμού σε άνδρες που ζυγίζουν περίπου 70 κιλά είναι κατά μέσο όρο 1700 kcal. Για τις γυναίκες, αυτές οι παράμετροι είναι 10% λιγότερες (—Wikipedia).

Εάν θεωρήσουμε το επίπεδο του βασικού μεταβολισμού ως ένα δυναμικό σύστημα, κινητό, τότε υπάρχουν παράγοντες που καθορίζουν το βασικό υπόβαθρο και την ποσότητα της ενέργειας που κατανέμεται:

• Ποσότητα εισερχόμενης ενέργειας.Όσο πιο επιπόλαιος είναι ένας άνθρωπος με τη διατροφή του (συνεχής περίσσεια θερμίδων, συχνά σνακ), τόσο πιο ενεργά το σώμα τις ξοδεύει ακόμα και σε παθητική λειτουργία. Όλα αυτά οδηγούν σε σταθερά ορμονικά επίπεδα και γενική αύξηση του φορτίου στο σώμα και, ως αποτέλεσμα, ταχύτερη αποτυχία μεμονωμένων συστημάτων.
• Η παρουσία τεχνητών διεγερτικών του μεταβολικού ρυθμού.Για παράδειγμα, οι άνθρωποι που πίνουν καφεΐνη έχουν χαμηλότερο βασικό μεταβολικό ρυθμό όταν κόβουν την καφεΐνη. Ταυτόχρονα, το ορμονικό τους σύστημα αρχίζει να αποτυγχάνει.
• Γενική ανθρώπινη κινητικότητα.Έτσι, κατά τη διάρκεια του ύπνου, το σώμα μεταφέρει γλυκόζη από το συκώτι στους μύες, συνθέτει νέες αλυσίδες αμινοξέων και συνθέτει ένζυμα. Το ποσό (και, επομένως, οι πόροι) που δαπανάται σε αυτές τις διαδικασίες εξαρτάται άμεσα από το συνολικό φορτίο στο σώμα.
• Αλλαγή στο βασικό μεταβολικό ρυθμό.Εάν ένα άτομο έχει φέρει τον εαυτό του εκτός ισορροπίας (φυσική ταχύτητα), τότε το σώμα θα ξοδέψει επιπλέον ενέργεια για την αποκατάσταση και τη σταθεροποίηση όλων των διεργασιών. Επιπλέον, αυτό ισχύει τόσο για την επιτάχυνση όσο και για την επιβράδυνση.
• Παρουσία εξωτερικών παραγόντων.Μια αλλαγή στη θερμοκρασία θα αναγκάσει το δέρμα να απελευθερώσει εντατικά θερμότητα για να διατηρήσει τη συνολική θερμοκρασία, η οποία μπορεί να αλλάξει τον δυναμικό παράγοντα που επηρεάζει το συνολικό επίπεδο του βασικού μεταβολισμού.
• Η αναλογία απορροφούμενων και εκκρινόμενων θρεπτικών ουσιών.Με μια σταθερή περίσσεια θερμίδων, το σώμα μπορεί απλά να αρνηθεί επιπλέον θρεπτικά συστατικά, σε αυτή την περίπτωση, τα βασικά απόβλητα θα αυξηθούν λόγω της διαδικασίας μετατροπής χρήσιμων θρεπτικών συστατικών σε σκωρία μεταφοράς.

Επιπλέον, αξίζει να επισημανθούν τα κύρια τελικά προϊόντα του μεταβολισμού, τα οποία αποβάλλονται από τον οργανισμό ανεξάρτητα από την ταχύτητά του.




Από τι ρυθμίζεται;

Τώρα πρέπει να προσδιορίσουμε όχι μόνο σε τι ξοδεύεται η κύρια ενέργεια κατά τη διάρκεια του γενικού μεταβολισμού, αλλά και πώς ρυθμίζεται η ποσότητα της ενέργειας που δαπανάται.

• Πρώτον, υπάρχει ο αρχικός μεταβολικός ρυθμός, ο οποίος ορίζεται ως ο λόγος της συνολικής κινητικότητας προς την παρουσία περίσσειας ενέργειας.
• Δεύτερον, ο βασικός μεταβολισμός ρυθμίζεται από το αρχικό επίπεδο των ορμονών στο αίμα. Για παράδειγμα, για διαβητικούς ή για άτομα που υποφέρουν από γαστρεντερικά προβλήματα, ο συνολικός μεταβολισμός θα διαφέρει σε ταχύτητα και, κατά συνέπεια, σε κόστος από τον μέσο όρο.
• Τρίτον, η ηλικία. Καθώς μεγαλώνουμε, ο βασικός μεταβολισμός μας επιβραδύνεται καθώς βελτιστοποιούμε τους πόρους του σώματός μας σε μια προσπάθεια να παρατείνουμε περισσότερο τη διάρκεια ζωής των βασικών μας συστημάτων. Αυτό περιλαμβάνει επίσης το ύψος και το αρχικό σωματικό βάρος, καθώς ο βασικός μεταβολισμός εξαρτάται από αυτές τις παραμέτρους.
• Άφθονο οξυγόνο. Χωρίς την οξείδωση πολύπλοκων πολυσακχαριτών στο επίπεδο των απλών μονοσακχαριτών, η απελευθέρωση ενέργειας είναι αδύνατη. Πιο συγκεκριμένα, αλλάζει ο μηχανισμός απομόνωσής του. Με μεγάλη ποσότητα οξυγόνου, ο ρυθμός απέκκρισης αυξάνεται, γεγονός που αυξάνει και το κόστος του βασικού μεταβολισμού. Ταυτόχρονα, σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου, ο οργανισμός μπορεί να στραφεί σε καύση λιπώδους ιστού, ο οποίος διαφέρει ριζικά σε ταχύτητα και κόστος.
• Εποχικότητα. Έχει αποδειχθεί ότι την άνοιξη και τις αρχές του καλοκαιριού ο βασικός μεταβολισμός είναι αυξημένος και το χειμώνα και το τέλος του φθινοπώρου οι μεταβολικές διεργασίες επιβραδύνονται.
• Φύση της διατροφής. Το φαγητό και η επακόλουθη πέψη του αυξάνουν τον βασικό μεταβολισμό, ειδικά αν κυριαρχούν οι πρωτεΐνες στη διατροφή. Αυτή η επίδραση της τροφής στον βασικό μεταβολικό ρυθμό ονομάζεται «ειδική δυναμική επίδραση της τροφής». Ο περιορισμός της διατροφής ή η περίσσευσή της, η συγκέντρωση διαφόρων θρεπτικών συστατικών στη διατροφή επηρεάζει άμεσα τον ρυθμό του βασικού μεταβολισμού (Εγχειρίδιο «Φυσιολογία του Μεταβολισμού και το Ενδοκρινικό Σύστημα», Tepperman).

Συνεχίζοντας την αναλογία με τα αυτοκίνητα, πρόκειται για μείωση της ταχύτητας προκειμένου να μειωθεί η κατανάλωση λαδιού στον κινητήρα και, κατά συνέπεια, να μειωθεί η συνολική φθορά του κινητήρα, επεκτείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής ενός μεμονωμένου ανταλλακτικού.

Διαταραχή της ισορροπίας

Ο υπολογισμός του βασικού μεταβολισμού λαμβάνει υπόψη το δυναμικό στρες. Για παράδειγμα, ο αθλητισμός βγάζει το σώμα εκτός ισορροπίας, αναγκάζοντάς το να επιταχύνει σταδιακά το μεταβολισμό του και να προσαρμοστεί πλήρως στις νέες συνθήκες. Αυτό, με τη σειρά του, προκαλεί αντεπίδραση (η οποία χαρακτηρίζεται από μεγάλη απώλεια θρεπτικών δυνατοτήτων και, πιθανώς, αφαίρεση των περισσότερων συστημάτων του σώματος από την κανονική λειτουργία για κάποιο χρονικό διάστημα).

Επιπλέον, για τη ρύθμιση των επιπτώσεων του στρες αυξάνεται το κόστος διατήρησης του συναισθηματικού υποβάθρου. Λοιπόν, συν, εάν η ισορροπία αποκατασταθεί πλήρως, το σώμα αρχίζει να προσαρμόζεται πλήρως στο νέο καθεστώς με νέο μεταβολικό ρυθμό.

Για παράδειγμα, μια ξαφνική αλλαγή στη διατροφή, ακολουθούμενη από επιβράδυνση του μεταβολισμού, είναι επίσης επαρκής παράγοντας για την αλλαγή του επιπέδου της βασικής κατανάλωσης. Όταν το σύστημα βγει εκτός ισορροπίας, θα τείνει προς αυτό. Αυτό καθορίζει τα τρέχοντα επίπεδα ενζύμων και ορμονών.




Φόρμουλες για τον υπολογισμό των βασικών αναγκών

Ο τύπος για τον υπολογισμό του βασικού μεταβολικού ρυθμού είναι ατελής. Δεν λαμβάνει υπόψη παράγοντες όπως:

• Μεμονωμένος μεταβολικός ρυθμός.
• Η αναλογία υποδόριου και εν τω βάθει λίπους.
• Παρουσία αποθήκης γλυκογόνου.
• Εξωτερική θερμοκρασία.

Ωστόσο, για μια γενική εκτίμηση, αυτός ο τύπος ισχύει. Πριν από τον πίνακα εισάγουμε διευκρινίσεις:

• BW – σωματικό βάρος. Για τον πιο ακριβή υπολογισμό, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε καθαρό βάρος (εξαιρουμένου του λιπώδους ιστού).
• R – ύψος. Χρησιμοποιείται στον τύπο λόγω του θεωρήματος του Rubner. Είναι ένας από τους πιο ανακριβείς συντελεστές.
• Ο ελεύθερος συντελεστής είναι ένας μαγικός αριθμός που προσαρμόζει το αποτέλεσμά σας στον κανόνα, αποδεικνύοντας για άλλη μια φορά ότι χωρίς έναν τέτοιο συντελεστή (ατομικό για κάθε περίπτωση), δεν θα είναι δυνατός ο επαρκής υπολογισμός του βασικού μεταβολισμού.

Πάτωμα	Ηλικία	Η εξίσωση
Μ	10-18	16,6 mt + 119Р + 572
ΚΑΙ	10-18	7,4 MT + 482R + 217
Μ	18-30	15,4 MT + 27R + 717
ΚΑΙ	18-30	13,3 MT + 334R + 35
Μ	30-60	11,3 mt + 16Р + 901
ΚΑΙ	30-60	8,7 MT + 25R + 865
Μ	>60	8,8 MT + 1128R - 1071
ΚΑΙ	>60	9,2 MT + 637R - 302

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι ο τύπος υπολογισμού δεν λαμβάνει υπόψη την ανομοιομορφία της δαπάνης θερμίδων κατά τη διάρκεια της ημέρας.Έτσι, για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της ημέρας κατά τη διάρκεια ενός γεύματος ή μετά από μια προπόνηση, ο επιταχυνόμενος μεταβολισμός αναγκάζει το σώμα να καταναλώνει περισσότερη ενέργεια, ακόμα κι αν δεν τη χρησιμοποιεί τόσο ορθολογικά. Κατά τη διάρκεια του ύπνου, οι μεταβολικές διεργασίες βελτιστοποιούνται στο μέγιστο, γεγονός που σας επιτρέπει να επιτύχετε τα βέλτιστα αποτελέσματα στους στόχους σας.

Γενικός μεταβολισμός

Φυσικά, τα κύρια στάδια και διεργασίες που συμβαίνουν στο σώμα κατά τη διάρκεια του βασικού μεταβολισμού δεν είναι τα μόνα έξοδα. Κατά τη δημιουργία ενός διατροφικού σχεδίου, ας πούμε, για απώλεια βάρους, πρέπει να αντιλαμβάνεστε τον βασικό μεταβολισμό όχι ως σταθερά (υπολογισμένο χρησιμοποιώντας τύπο), αλλά ως ένα δυναμικό σύστημα, κάθε αλλαγή στο οποίο οδηγεί σε αλλαγή στους υπολογισμούς.

Πρώτον, για να καταναλώσετε την πλήρη πρόσληψη θερμίδων, πρέπει να συμπεριλάβετε στη λίστα των θερμιδικών δαπανών για όλες τις ενέργειες που εκτελούνται.

Σημείωση: Ο υπολογισμός των κινητικών και ψυχικών αναγκών ενός ατόμου συζητήθηκε λεπτομερέστερα στο άρθρο "".

Δεύτερον, μια αλλαγή στο μεταβολικό ρυθμό που συμβαίνει ακριβώς κατά τη διάρκεια της σωματικής δραστηριότητας ή έλλειψη αυτής. Συγκεκριμένα, η εμφάνιση ενός παραθύρου πρωτεϊνών και υδατανθράκων μετά την προπόνηση διεγείρει όχι μόνο την επιτάχυνση του μεταβολισμού, αλλά και μια αλλαγή στις δαπάνες του σώματος για την πέψη. Αυτή τη στιγμή, ο βασικός μεταβολισμός αυξάνεται κατά 15-20%, αν και βραχυπρόθεσμα, χωρίς να υπολογίζονται άλλες ανάγκες.

Συμπέρασμα

Ο υπολογισμός του βασικού μεταβολικού ρυθμού ενός αθλητή, φυσικά, δεν είναι απαραίτητος ή καθοριστικός παράγοντας για την επίτευξη της βέλτιστης ανάπτυξης. Οι ατελείς φόρμουλες και οι αλλαγές σε συνεχείς διαδικασίες απαιτούν τακτική διόρθωση. Ωστόσο, κατά τον αρχικό υπολογισμό της δαπάνης θερμίδων για να δημιουργήσετε ένα πλεόνασμα ή έλλειμμα, ο βασικός μεταβολισμός θα σας βοηθήσει να κατανοήσετε πώς να προσαρμόσετε τους αριθμούς που προκύπτουν.

Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για όσους έχουν συνηθίσει να χρησιμοποιούν έτοιμες δίαιτες αντί να καταρτίζουν μόνοι τους ένα πρόγραμμα γευμάτων. Όλοι καταλαβαίνουμε τις αρχές της απώλειας βάρους και, ως εκ τούτου, κάθε δίαιτα πρέπει να προσαρμόζεται ώστε να ταιριάζει στον εαυτό μας. Και ενώ η απώλεια βάρους για έναν παχύ άνδρα 90 κιλών μπορεί να αποδειχθεί επιβλαβής και υπερβολική για έναν άντρα 50 κιλών.

Θέμα: Φυσιολογία και Παθοφυσιολογία του Μεταβολισμού

Ερωτήσεις αυτομελέτης:

Η έννοια του μεταβολισμού. Αναβολικές και καταβολικές διεργασίες.

Βασικός και γενικός μεταβολισμός.

Μεταβολισμός πρωτεϊνών και ρύθμισή του.

Ο μεταβολισμός του λίπους και η ρύθμισή του.

Ο μεταβολισμός των υδατανθράκων και η ρύθμισή του.

Ανταλλαγή νερού και μετάλλων.

Διαταραχές του μεταβολισμού των πρωτεϊνών.

Παραβίαση του μεταβολισμού του λίπους.

Διαταραχές του μεταβολισμού των υδατανθράκων.

Παραβίαση της ανταλλαγής νερού και μεταλλικών αλάτων.

Εργασία αυτοδιδακτικής:

– σύνταξη περίληψης για το θέμα (είναι δυνατή η χρήση των παρακάτω υλικών + αναγνώστης).

– εκτέλεση εργαστηριακών εργασιών που δίνονται στο εργαστηριακό μάθημα 3 (στην εργαστηριακή εργασία Νο. 2, ολοκληρώστε μόνο την εργασία του προσδιορισμού της ημερήσιας πρόσληψης θερμίδων).

Ελεγχος:

έλεγχος των σημειώσεων για το θέμα.

έλεγχος του πρωτοκόλλου εργαστηριακής συνεδρίας 3.

Βιβλιογραφία

Ανθρώπινη φυσιολογία: εγχειρίδιο. εγχειρίδιο για φοιτητές της ειδικότητας «Γενική Ιατρική» φορέων που παρέχουν εκπαίδευση. ειδικός. εκπαίδευσης / Α.Α. Semenovich [και άλλοι]? επεξεργάστηκε από A. A. Semenovich. – 3η έκδ., αναθ. – Μινσκ: Vysh. σχολείο, 2009. – 544 σελ. (σελ. 413–450).

Ερώτηση 1. Η έννοια του μεταβολισμού. Αναβολικές και καταβολικές διεργασίες.

Μεταβολισμός - ένα σύνολο αλλαγών που υφίστανται οι ουσίες από τη στιγμή που εισέρχονται στον πεπτικό σωλήνα μέχρι το σχηματισμό των τελικών προϊόντων διάσπασης που αποβάλλονται από τον οργανισμό.

Ο μεταβολισμός είναι η βάση της ζωής.

Οι ουσίες που είναι απαραίτητες για τη διατήρηση της ζωής περιλαμβάνουν πρωτεΐνες, λίπη, υδατάνθρακες, βιταμίνες, μέταλλα, οξυγόνο και νερό.

Κατά τη διαδικασία ανάπτυξης, η ανανέωση των κυττάρων του σώματος είναι δυνατή μόνο όταν το σώμα λαμβάνει συνεχώς Ο2 και θρεπτικά συστατικά, τα οποία είναι τα δομικά υλικά από τα οποία είναι χτισμένο το σώμα. Αλλά για την κατασκευή νέων κυττάρων του σώματος, τη συνεχή ανανέωσή τους, καθώς και για να εκτελέσει ένα άτομο κάποιο είδος εργασίας, χρειάζεται ενέργεια. Το ανθρώπινο σώμα λαμβάνει αυτή την ενέργεια μέσω της αποσύνθεσης και της οξείδωσης στις μεταβολικές διεργασίες (μεταβολισμός). Επιπλέον, οι μεταβολικές διεργασίες (αναβολισμός και καταβολισμός) συντονίζονται καλά μεταξύ τους και συμβαίνουν με μια συγκεκριμένη σειρά.

Αναβολισμός – η διαδικασία απορρόφησης ουσιών από το σώμα, κατά την οποία καταναλώνεται ενέργεια (δηλαδή, ένα σύνολο αντιδράσεων σύνθεσης).

Καταβολισμός – η διαδικασία αποσύνθεσης πολύπλοκων οργανικών ενώσεων, που συμβαίνει με την απελευθέρωση ενέργειας π.χ. ένα σύνολο αντιδράσεων αποσύνθεσης.

Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι και οι δύο αυτές διαδικασίες συνδέονται συνεχώς. Οι καταβολικές διεργασίες παρέχουν αναβολισμό με ενέργεια και αρχικές ουσίες, και οι αναβολικές διεργασίες παρέχουν τη σύνθεση δομών, το σχηματισμό νέων ιστών σε σχέση με τις διαδικασίες ανάπτυξης του σώματος, τη σύνθεση ορμονών και ενζύμων που είναι απαραίτητα για τη ζωή.

Οι διαδικασίες του αναβολισμού και του καταβολισμού βρίσκονται σε δυναμική ισορροπία. Η επικράτηση των αναβολικών διεργασιών έναντι των καταβολικών οδηγεί σε ανάπτυξη και συσσώρευση μάζας ιστού και η κυριαρχία των καταβολικών διεργασιών οδηγεί σε μερική καταστροφή των δομών των ιστών και στην απελευθέρωση ενέργειας.

Έχει διαπιστωθεί ότι ο αναβολισμός κυριαρχεί στην παιδική ηλικία, ενώ ο καταβολισμός στην τρίτη ηλικία.

Ερώτηση 2. Βασικός μεταβολισμός και γενικός μεταβολισμός ενέργειας.

BX - την ελάχιστη ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη διασφάλιση της κανονικής λειτουργίας του σώματος σε ηρεμία υπό τυπικές συνθήκες.

Οι τυπικές συνθήκες απαιτούν τον καθορισμό του βασικού μεταβολικού ρυθμού το πρωί με άδειο στομάχι (12-14 ώρες μετά το τελευταίο γεύμα), με τον ασθενή ξαπλωμένο ανάσκελα, με πλήρη μυϊκή χαλάρωση, σε συνθήκες άνεσης θερμοκρασίας (18-20 ° C) .

Βασικός μεταβολικός ρυθμός - αυτή είναι η ποσότητα ενέργειας που θα χρειαζόταν το σώμα για να παραμείνει σε συνθήκες βασικού μεταβολισμού όλη την ημέρα, εκφραζόμενη σε kcal/ημέρα ή kJ/ημέρα.

μέση αξίαΟ βασικός μεταβολικός ρυθμός είναι περίπου 1700 kcal/ημέρα.

Η βασική μεταβολική ενέργεια ξοδεύεται :

1) Σύνθεση ATP και αναβολικές διαδικασίες που διασφαλίζουν την ανανέωση και την ανάπτυξη των ιστών.

2) μηχανική εργασία που εκτελείται από καρδιακούς και αναπνευστικούς μύες, λείους μύες εσωτερικών οργάνων.

3) μεταφορά ουσιών μέσω μεμβρανών, δημιουργία βιοδυναμικών, εκκριτικές διεργασίες στο σώμα.

Η φυσιολογική τιμή του βασικού μεταβολικού ρυθμού είναι ένας από τους δείκτες ευεξίας στο σώμα. Σε έναν ενήλικα, ο βασικός μεταβολικός ρυθμός προσεγγίζει το 1 kcal ανά 1 kg σωματικού βάρους ανά 1 ώρα.

Στα παιδιά είναι μεγαλύτερη και σε ηλικιωμένους είναι μικρότερη από τη δεδομένη τιμή.

Υπό συνθήκες βασικού μεταβολισμού, η ενεργειακή δαπάνη ανά μονάδα μάζας είναι ιδιαίτερα έντονη στους ιστούς του εγκεφαλικού φλοιού, του ήπατος και των νεφρών. Υπό τις ίδιες συνθήκες, η χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας παρατηρείται στον λιπώδη ιστό. Επομένως, οι αδύνατοι άνθρωποι ξοδεύουν ελαφρώς περισσότερη βασική μεταβολική ενέργεια ανά μονάδα μάζας από ό,τι οι παχύσαρκοι.

Ο βασικός μεταβολικός ρυθμός εξαρτάται από

ηλικία,

• επιφάνεια του σώματος.

Με βάση αυτά τα δεδομένα, υπολογίζεται ο δείκτης το σωστό μέγεθος των θεμελίων ανταλλαγή - ατομικός κανόνας για ένα συγκεκριμένο άτομο.

Για τέτοιους υπολογισμούς, χρησιμοποιούνται πίνακες και τύποι. Τα τραπέζια Harris-Benedict είναι πολύ συνηθισμένα.

Αλλά η αξία του βασικού μεταβολισμού συσχετίζεται ιδιαίτερα έντονα με την επιφάνεια του σώματος. Αυτό το μοτίβο αντανακλάται σε

κανόνας Rubnera : το ποσό της ενεργειακής δαπάνης του σώματος υπό συνθήκες Η φυσιολογική ανάπαυση είναι ευθέως ανάλογη με την επιφάνεια του σώματος.

Αυτή η συσχέτιση δεν βρίσκεται μόνο για τους ανθρώπους, αλλά ισχύει και για όλα τα θερμόαιμα ζώα. Έτσι, ένα ποντίκι και ένας ελέφαντας έχουν περίπου την ίδια ενεργειακή δαπάνη ανά μονάδα επιφάνειας σώματος.

Στους άνδρες, ο βασικός μεταβολισμός ανά μονάδα σωματικού βάρους είναι περίπου 10% υψηλότερος από ό,τι στις γυναίκες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ανδρικές ορμόνες του φύλου διεγείρουν τις μεταβολικές διεργασίες, καθώς και στο γεγονός ότι οι άνδρες έχουν χαμηλότερη σχετική μάζα λίπους και υψηλότερη σχετική μάζα μυϊκού ιστού.

Ο προσδιορισμός των βασικών μεταβολικών ρυθμών χρησιμοποιείται για τη διάγνωση στην κλινική πράξη. Τα δεδομένα για το επίπεδο του βασικού μεταβολισμού είναι ιδιαίτερα πολύτιμα για τη διάγνωση της δυσλειτουργίας του θυρεοειδούς. Με την υπερλειτουργία του, ο βασικός μεταβολικός ρυθμός αυξάνεται περισσότερο από 20% σε σχέση με το φυσιολογικό. Ο βασικός μεταβολικός ρυθμός αυξάνεται επίσης με τη φυματίωση, την ελονοσία και με την ανάπτυξη πυρετού.

Γενικός μεταβολισμός ενέργειας .

Γενικός μεταβολισμός ενέργειας που ονομάζεται ενεργειακή δαπάνη του σώματος σε συνθήκες εκδήλωσης φυσιολογικού δραστηριότητα ζωής.

Έτσι, η ένταση της ενεργειακής δαπάνης στο σώμα αυξάνεται μετά το φαγητό. Λέγεται συγκεκριμένη δυναμική επίδραση της τροφής (ενεργειακή δαπάνη για πέψη, απορρόφηση, μεταφορά και αφομοίωση θρεπτικών ουσιών σε κυτταρικό επίπεδο).

Η κατανάλωση τροφών πλούσιων σε υδατάνθρακες αυξάνει την ενεργειακή δαπάνη του οργανισμού κατά 5-10%, ενώ η κατανάλωση τροφών πλούσιων σε πρωτεΐνες αυξάνει την ενεργειακή δαπάνη του οργανισμού έως και 30%.

Η γενική ανταλλαγή ενέργειας περιλαμβάνει επίσης αύξηση της εργασίας , δηλ. κόστος ενέργειας για την εκτέλεση της εργασίας, η ποσότητα της οποίας εξαρτάται από τον τύπο και την ένταση της εργασίας.

Η διανοητική εργασία απαιτεί σχετικά μικρή αύξηση του ενεργειακού κόστους (5-15%). Παρά την ελαφρά αύξηση της συνολικής ενεργειακής δαπάνης του σώματος, κατά τη διάρκεια του ψυχικού στρες η ένταση των μεταβολικών διεργασιών σε μεμονωμένες τοπικές περιοχές του εγκεφάλου μπορεί να αυξηθεί σημαντικά. Μια τέτοια εργασία περιλαμβάνει την κατανάλωση ορισμένων βιολογικά δραστικών ουσιών και, παρουσία υπερβολικής εργασίας, μπορεί να προκαλέσει μια σειρά από δυσμενείς αλλαγές στο σώμα.

Η ένταση της ενεργειακής δαπάνης αυξάνεται ανάλογα με την αύξηση της μυϊκής εργασίας και μπορεί να είναι δεκάδες φορές μεγαλύτερη από ό,τι σε κατάσταση φυσικής ανάπαυσης.

Εάν πάρουμε τον γενικό μεταβολισμό ως 100%, και τον κύριο ως το 60% του συνολικού μεταβολισμού, τότε σε ένα παιδί το 15% της ενέργειας δαπανάται για την ανάπτυξη και την εναπόθεση ουσιών, το 0,5% για τη συγκεκριμένη δυναμική επίδραση της τροφής, 15% στη μυϊκή εργασία και 5-10% για απώλεια περιττωμάτων. Σε έναν ενήλικα, δεν υπάρχει ενεργειακή δαπάνη για ανάπτυξη και εναπόθεση ουσιών· η ειδική δυναμική επίδραση της τροφής αντιστοιχεί στο 10%, στη μυϊκή εργασία - 25%, στην απώλεια με τα περιττώματα - 5%. Ο υπόλοιπος μεταβολισμός σε παιδιά και ενήλικες συμβαίνει στα εσωτερικά όργανα.

Με βάση τον προσδιορισμό του επιπέδου της συνολικής ενεργειακής δαπάνης του οργανισμού, έχουν αναπτυχθεί κριτήρια για τη διαίρεση του πληθυσμού σε ηλικία εργασίας σε ομάδες. Κάθε μία από αυτές τις ομάδες έχει τα δικά της διατροφικά πρότυπα, τις ιδιαιτερότητες του δελτίου της εργάσιμης ημέρας, τη συχνότητα ανάπαυσης και τις διακοπές.

Η βιβλιογραφία παρέχει πρότυπα υγιεινής για την καθημερινή κατανάλωση ενέργειας για άτομα διαφορετικού επαγγελματικού υπόβαθρου:

Ομάδα Ι - εργαζόμενοι γνώσης : επικεφαλής επιχειρήσεων, γιατροί (εκτός χειρουργών), δάσκαλοι, επιστήμονες, συγγραφείς, εργαζόμενοι στον κλάδο της εκτύπωσης, δημοσιογράφοι, φοιτητές. Η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας είναι 2550-2800 kcal για τους άνδρες, 2200-2400 kcal για τις γυναίκες, δηλαδή κατά μέσο όρο 40 kcal/kg σωματικού βάρους.

Ομάδα II - εργάτες ελαφριάς σωματικής εργασίας (αυτοματοποιημένοι εργάτες γραμμής, εργάτες ένδυσης, γεωπόνοι, κτηνίατροι, νοσηλευτές, πωλητές βιομηχανικών προϊόντων, εκπαιδευτές, εκπαιδευτές φυσικής αγωγής). Η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας είναι 3000-3200 kcal για τους άνδρες και 2550-2700 kcal για τις γυναίκες. κατά μέσο όρο 43 kcal.

Ομάδα III - εργαζόμενοι με μέσο φόρτο εργασίας (οδηγοί, χειρουργοί, εργαζόμενοι στη βιομηχανία τροφίμων, πωλητές τροφίμων, εργαζόμενοι στις θαλάσσιες μεταφορές). Η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας είναι 3200-3650 kcal (άνδρες) και 2600-2800 kcal (γυναίκες), κατά μέσο όρο 46 kcal ανά 1 kg βάρους.

Ομάδα IV - βαρείς σωματικοί εργαζόμενοι εργατικό δυναμικό (οικοδόμοι, αγροτικοί εργάτες, χειριστές μηχανών, μεταλλουργοί, αθλητές). Η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας είναι 3700-4250 kcal (άνδρες) και 3150-2900 kcal (γυναίκες), 53 kcal/kg σωματικού βάρους.

Ομάδα V - άτομα με ιδιαίτερα βαριά σωματική εργασία (χαλυβουργοί, ξυλοκόποι, ανθρακωρύχοι, φορτωτές). Η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας είναι 3900-4300 kcal για τους άνδρες (61 kcal/kg). για τις γυναίκες αυτή η κατανάλωση δεν είναι τυποποιημένη. Τα παραπάνω στοιχεία κατανάλωσης ενέργειας απευθύνονται σε άνδρες και γυναίκες με μέσο βάρος (70 κιλά και 60 κιλά, αντίστοιχα).

Κάθε ομάδα που αναφέρεται θα πρέπει διακρίνουν τρεις ηλικιακές κατηγορίες: 18-29, 30-39 και 40-59 ετών . Για άτομα 60-74 ετών, η μέση ημερήσια κατανάλωση ενέργειας είναι 2300 kcal (άνδρες), 2100 kcal (γυναίκες). άνω των 75 ετών - 2000 kcal (άνδρες) και 1900 kcal (γυναίκες).

Εάν εργάζονται άτομα σε ηλικία συνταξιοδότησης, η κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται κατά 5-10%.

Για τα άτομα που ασχολούνται επαγγελματικά με τον αθλητισμό, υπάρχουν άλλες τυπικές τιμές ημερήσιας ενεργειακής δαπάνης, που καθορίζονται ανά είδος αθλήματος.

Τι είναι ο ενεργειακός μεταβολισμός;

Ποιες ουσίες, κατά τη γνώμη σας, παρέχουν περισσότερη ενέργεια - λίπη, πρωτεΐνες ή υδατάνθρακες;

Ο ενεργειακός μεταβολισμός (καταβολισμός, αφομοίωση) είναι ένα σύνολο αντιδράσεων διάσπασης οργανικών ουσιών, που συνοδεύονται από την απελευθέρωση ενέργειας.

Όταν διασπάται 1 γραμμάριο πρωτεϊνών, απελευθερώνονται 17,6 kJ (κιλοτζούλια) ενέργειας.

Όταν διασπάται 1 γραμμάριο υδατανθράκων, απελευθερώνονται 17,6 kJ (κιλοτζούλια) ενέργειας. Όταν διασπάται 1 γραμμάριο λιπιδίων, απελευθερώνονται 39,1 kJ ή 38,9 kJ (κιλοτζούλια) ενέργειας. Αντίστοιχα, τα λίπη παρέχουν περισσότερη ενέργεια.

1. Τι είναι ο βασικός μεταβολισμός; Γιατί είναι λιγότερο κοινό;

Με τον όρο βασικό μεταβολισμό εννοούμε την ενεργειακή δαπάνη υπό τυπικές συνθήκες: σε ένα άτομο που βρίσκεται ήσυχα, αλλά δεν κοιμάται, το πρωί με άδειο στομάχι. Εκτός από τον κύριο μεταβολισμό, ο γενικός μεταβολισμός περιλαμβάνει επίσης προμήθειες ενέργειας για όλους τους άλλους τύπους δραστηριότητας, για παράδειγμα, μυϊκή εργασία.

2. Πώς μπορούμε να εξηγήσουμε ότι οι έφηβοι έχουν υψηλότερο βασικό μεταβολικό ρυθμό από τους ενήλικες;

Ο βασικός μεταβολικός ρυθμός μειώνεται καθώς το σώμα γερνάει. Ένας έφηβος είναι ακόμα παιδί. Στα παιδιά, ο βασικός μεταβολικός ρυθμός είναι υψηλότερος από ό,τι στους ενήλικες, επειδή οι μεταβολικές αντιδράσεις συμβαίνουν ταχύτερα και οι κινητικές διεργασίες είναι μεγαλύτερες, καθώς και οι ορμόνες.

3. Γιατί το ενεργειακό περιεχόμενο των τροφίμων πρέπει να είναι ελαφρώς υψηλότερο από την ενεργειακή δαπάνη;

Επειδή η τροφή που απορροφούμε δεν απορροφάται πλήρως, και χρησιμοποιείται όχι μόνο για ενέργεια, αλλά και για την αντικατάσταση των νεκρών κυττάρων.

4. Αρκεί να λαμβάνεται υπόψη μόνο η θερμιδική περιεκτικότητα των τροφίμων κατά την προετοιμασία μιας δίαιτας; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

Ο Γερμανός επιστήμονας Max Rubner καθιέρωσε ένα σημαντικό πρότυπο. Οι πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες και τα λίπη είναι εναλλάξιμα από άποψη ενέργειας. Έτσι, 1 g υδατανθράκων ή 1 g πρωτεϊνών κατά την οξείδωση δίνει 17,17 kJ και 1 g λίπους - 38,97 kJ. Αυτό σημαίνει ότι για να δημιουργήσετε σωστά μια δίαιτα, πρέπει να γνωρίζετε πόσα kilojoules ξοδέψατε και πόση τροφή πρέπει να φάτε για να αντισταθμίσετε την ενέργεια που καταναλώθηκε, δηλαδή πρέπει να γνωρίζετε την ενεργειακή δαπάνη ενός ατόμου και την ενεργειακή ένταση (θερμίδες περιεχόμενο) των τροφίμων. Η τελευταία τιμή δείχνει πόση ενέργεια μπορεί να απελευθερωθεί κατά την οξείδωσή του.

5. Πώς καθορίζονται τα διατροφικά πρότυπα;

Κατά την κατάρτιση των διατροφικών προτύπων, λαμβάνονται υπόψη η μέση ενεργειακή δαπάνη ανά εβδομάδα και τα εφάπαξ φορτία.

6. Κάντε ένα πείραμα κρατώντας την αναπνοή σας πριν και μετά την άσκηση. Χρησιμοποιώντας τον Πίνακα 5, καθορίστε σε ποια κατηγορία ατόμων θα κατατάσσατε τον εαυτό σας. Απάντησε στις ερωτήσεις.

Γιατί είναι δυνατόν να κρατάτε την αναπνοή σας για λιγότερο χρόνο μετά την εκτέλεση σωματικής εργασίας από πριν;

Γιατί τα εκπαιδευμένα άτομα έχουν λιγότερη διαφορά μεταξύ του χρόνου που κρατούν την αναπνοή τους πριν και μετά τη δουλειά;

Κατά την εκτέλεση σωματικής εργασίας, το ανθρώπινο σώμα προσαρμόζεται σε μια συγκεκριμένη λειτουργία αναπνοής (αναρροφήστε γρήγορα αέρα, εξάγετε γρήγορα οξυγόνο από αυτόν κ.λπ., προκειμένου να τροφοδοτήσει γρήγορα τα όργανα και τους ιστούς με οξυγόνο). Όσο πιο έντονη είναι η δουλειά, τόσο περισσότερο αυτό εκδηλώνεται. Και χρειάζεται λίγος χρόνος για να προσαρμοστείτε σε μια κατάσταση ανάπαυσης και πιο ομοιόμορφη αναπνοή προτού μπορέσετε να μεγιστοποιήσετε την εισπνοή σας. Σε εκπαιδευμένα άτομα, το σώμα είναι ήδη συνηθισμένο στα φορτία και εξοικονομεί ενέργεια. Και το σώμα ενός συνηθισμένου ανθρώπου, σε μια ακραία κατάσταση, ξοδεύει πολλή ενέργεια.

Η κύρια κατανάλωση μεταβολικής ενέργειας σχετίζεται με τη διατήρηση του ελάχιστου επιπέδου οξειδωτικών διεργασιών που είναι απαραίτητες για τη ζωή των κυττάρων και με τη δραστηριότητα των οργάνων και συστημάτων που λειτουργούν συνεχώς - αναπνευστικοί μύες, καρδιά, νεφρά, ήπαρ. Μέρος της ενεργειακής δαπάνης υπό βασικές μεταβολικές συνθήκες σχετίζεται με τη διατήρηση του μυϊκού τόνου. Η απελευθέρωση θερμικής ενέργειας κατά τη διάρκεια όλων αυτών των διεργασιών παρέχει την παραγωγή θερμότητας που είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος σε σταθερό επίπεδο, συνήθως υπερβαίνοντας τη θερμοκρασία του εξωτερικού περιβάλλοντος.

Συνθήκες για τον προσδιορισμό του βασικού μεταβολικού ρυθμού: το υποκείμενο πρέπει να είναι

1) σε κατάσταση μυϊκής ανάπαυσης (ξαπλωτή θέση με χαλαρούς μύες), χωρίς να εκτίθεται σε ερεθισμούς που προκαλούν συναισθηματικό στρες.

2) με άδειο στομάχι, δηλαδή 12-16 ώρες μετά το φαγητό.

3) σε εξωτερική θερμοκρασία «άνεσης» (18-20 ° C), η οποία δεν προκαλεί αίσθηση κρύου ή ζέστης.

Ο βασικός μεταβολισμός προσδιορίζεται σε κατάσταση εγρήγορσης. Κατά τη διάρκεια του ύπνου, το επίπεδο των οξειδωτικών διεργασιών και, επομένως, η ενεργειακή δαπάνη του σώματος είναι 8-10% χαμηλότερη από ό,τι σε κατάσταση ηρεμίας όταν είναι ξύπνιος.

Μέθοδοι για τον προσδιορισμό του βασικού μεταβολισμού:

Άμεση, έμμεση θερμιδομετρία;

Σύμφωνα με εξισώσεις λαμβάνοντας υπόψη το φύλο, την ηλικία, το ύψος, το σωματικό βάρος χρησιμοποιώντας ειδικούς πίνακες.

Φυσιολογικές τιμές του ανθρώπινου βασικού μεταβολικού ρυθμού. Η τιμή του βασικού μεταβολισμού εκφράζεται συνήθως ως η ποσότητα θερμότητας σε kilojoules (χιλοθερμίδες) ανά 1 kg σωματικού βάρους ή ανά 1 m2 επιφάνειας σώματος ανά 1 ώρα ή ανά ημέρα.

Για έναν άνδρα μέσης ηλικίας (περίπου 35 ετών), μέσου ύψους (περίπου 165 cm) και μέσου σωματικού βάρους (περίπου 70 kg), ο βασικός μεταβολικός ρυθμός είναι 4,19 kJ (1 kcal) ανά 1 kg σωματικού βάρους ανά ώρα, ή 7117 kJ (1700 kcal) την ημέρα, για τις γυναίκες περίπου 15OO kcal/ημέρα. Στις γυναίκες είναι 5-10% χαμηλότερο από ότι στους άνδρες. Υψηλότερο στα παιδιά παρά στους ενήλικες. Σε ηλικιωμένους είναι 10-15% χαμηλότερο. .

3. Δυνατότητα δράσης και οι φάσεις του. Ιονικοί μηχανισμοί διέγερσης, Αλλαγές στη διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης κατά τη διέγερση.

Δυνατότητα δράσης - Αυτή είναι μια βραχυπρόθεσμη αλλαγή στη διαφορά δυναμικού μεταξύ της εξωτερικής και της εσωτερικής επιφάνειας της μεμβράνης (ή μεταξύ δύο σημείων ιστού) που συμβαίνει τη στιγμή της διέγερσης. Κατά την καταγραφή ενός δυναμικού δράσης χρησιμοποιώντας τεχνολογία μικροηλεκτροδίων, παρατηρείται ένα τυπικό δυναμικό σχήματος κορυφής. Περιλαμβάνει τις ακόλουθες φάσεις ή συστατικά:

Η τοπική απόκριση είναι το αρχικό στάδιο της εκπόλωσης.

Η φάση εκπόλωσης είναι μια ταχεία μείωση του δυναμικού της μεμβράνης στο μηδέν και επαναφόρτιση της μεμβράνης (αναστροφή ή υπέρβαση).

Φάση επαναπόλωσης - αποκατάσταση του αρχικού επιπέδου του δυναμικού της μεμβράνης. κάνει διάκριση μεταξύ μιας φάσης γρήγορης επαναπόλωσης και μιας φάσης αργής επαναπόλωσης, με τη σειρά της, η φάση αργής επαναπόλωσης αντιπροσωπεύεται από διεργασίες ιχνών (δυνατότητες): αρνητικότητα ίχνους (αποπόλωση ίχνους) και θετικότητα ίχνους (υπερπόλωση ίχνους). Τα χαρακτηριστικά πλάτους-χρόνου του δυναμικού δράσης ενός νεύρου και του σκελετικού μυός είναι τα εξής: πλάτος δυναμικού δράσης 140-150 mV. η διάρκεια της κορυφής του δυναμικού δράσης (φάση αποπόλωσης + φάση επαναπόλωσης) είναι 1-2 ms, η διάρκεια των δυναμικών ιχνών είναι 10-50 ms. Το σχήμα του δυναμικού δράσης (με ενδοκυτταρική απαγωγή) εξαρτάται από τον τύπο του διεγέρσιμου ιστού: στον άξονα ενός νευρώνα, σκελετικός μυς - δυναμικά σε σχήμα κορυφής, σε λείους μύες σε ορισμένες περιπτώσεις σε σχήμα κορυφής, σε άλλες - σε σχήμα πλατό (για παράδειγμα, το δυναμικό δράσης των λείων μυών της μήτρας μιας εγκύου γυναίκας έχει σχήμα πλατό και η διάρκειά του είναι σχεδόν 1 λεπτό). Στον καρδιακό μυ, το δυναμικό δράσης έχει σχήμα οροπέδιο.

Στο εξωκυττάριο υγρό υπάρχει υψηλή συγκέντρωση ιόντων νατρίου και χλωρίου, στο ενδοκυτταρικό υγρό υπάρχει υψηλή συγκέντρωση ιόντων καλίου και οργανικών ενώσεων. Σε κατάσταση σχετικής φυσιολογικής ανάπαυσης κυτταρική μεμβράνηκαλά διαπερατό από κατιόντα καλίου, ελαφρώς λιγότερο διαπερατό από ανιόντα χλωρίου, πρακτικά αδιαπέρατο από κατιόντα νατρίου και εντελώς αδιαπέρατο από ανιόντα οργανικών ενώσεων. Σε ηρεμία, τα ιόντα καλίου, χωρίς ενεργειακή δαπάνη, μετακινούνται σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης (στην εξωτερική επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης), φέρνοντας μαζί τους ένα θετικό φορτίο.

Τα ιόντα χλωρίου διεισδύουν στο κύτταρο, μεταφέροντας αρνητικό φορτίο. Τα ιόντα νατρίου συνεχίζουν να παραμένουν στην εξωτερική επιφάνεια της μεμβράνης, αυξάνοντας περαιτέρω το θετικό φορτίο.

Μηχανισμός ιοντικής διέγερσης:

Το δυναμικό δράσης βασίζεται σε αλλαγές στην ιοντική διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης που αναπτύσσονται διαδοχικά με την πάροδο του χρόνου. Όταν ένα κύτταρο εκτίθεται σε ένα ερεθιστικό, η διαπερατότητα της μεμβράνης στα ιόντα Na+ αυξάνεται απότομα λόγω της ενεργοποίησης των καναλιών νατρίου. Σε αυτή την περίπτωση, τα ιόντα Na+ κινούνται έντονα κατά μήκος της βαθμίδας συγκέντρωσης από το εξωτερικό στον ενδοκυτταρικό χώρο. Η είσοδος ιόντων Na+ στο κύτταρο διευκολύνεται επίσης από την ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση. Ως αποτέλεσμα, η διαπερατότητα της μεμβράνης για το Na+ γίνεται 20 φορές μεγαλύτερη από τη διαπερατότητα για τα ιόντα K+.

Δεδομένου ότι η ροή του Na+ στο κύτταρο αρχίζει να υπερβαίνει το ρεύμα καλίου από το κύτταρο, εμφανίζεται σταδιακή μείωση του δυναμικού ηρεμίας, που οδηγεί σε αναστροφή - αλλαγή στο πρόσημο του δυναμικού της μεμβράνης. Σε αυτή την περίπτωση, η εσωτερική επιφάνεια της μεμβράνης γίνεται θετική σε σχέση με την εξωτερική της επιφάνεια. Αυτές οι αλλαγές στο δυναμικό της μεμβράνης αντιστοιχούν στην ανιούσα φάση του δυναμικού δράσης (φάση αποπόλωσης). Η μεμβράνη χαρακτηρίζεται από αυξημένη διαπερατότητα σε ιόντα Na+ μόνο για πολύ μικρό χρονικό διάστημα, 0,2 - 0,5 ms. Μετά από αυτό, η διαπερατότητα της μεμβράνης για τα ιόντα Na+ μειώνεται ξανά και για το K+ αυξάνεται. Ως αποτέλεσμα, η ροή Na+ στο κύτταρο εξασθενεί απότομα και η ροή K+ έξω από το κύτταρο αυξάνεται. Κατά τη διάρκεια ενός δυναμικού δράσης, μια σημαντική ποσότητα Na+ εισέρχεται στο κύτταρο και τα ιόντα Κ+ εγκαταλείπουν το κύτταρο. Η αποκατάσταση της κυτταρικής ιοντικής ισορροπίας πραγματοποιείται χάρη στο έργο της αντλίας Na+, K+ - ATPase, η δραστηριότητα της οποίας αυξάνεται με την αύξηση της εσωτερικής συγκέντρωσης των ιόντων Na+ και την αύξηση της εξωτερικής συγκέντρωσης των ιόντων K+.

Χάρη στη λειτουργία της αντλίας ιόντων και στην αλλαγή της διαπερατότητας της μεμβράνης για Na+ και K+, η αρχική τους συγκέντρωση στον ενδο- και εξωκυτταρικό χώρο αποκαθίσταται σταδιακά. Το αποτέλεσμα αυτών των διεργασιών είναι η επαναπόλωση της μεμβράνης: το εσωτερικό περιεχόμενο του κύτταρο αποκτά πάλι αρνητικό φορτίο σε σχέση με την εξωτερική επιφάνεια της μεμβράνης.

ΕΙΣΙΤΗΡΙΟ 24

Όλες οι τροφικές ουσίες έχουν μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας. Το σώμα ονομάζεται ενεργειακός μετασχηματιστής, επειδή συμβαίνουν συνεχώς συγκεκριμένες μετατροπές θρεπτικών συστατικών σε αυτό, οδηγώντας στην απελευθέρωση ενέργειας και τη μετάβασή της από τον έναν τύπο στον άλλο. Η σχέση μεταξύ της ποσότητας ενέργειας που λαμβάνεται από την τροφή και της ποσότητας ενέργειας που δαπανάται ονομάζεται ενεργειακή ισορροπία του σώματος. Για τη μελέτη του, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η ενεργειακή αξία των τροφίμων.

Μελέτες έχουν δείξει ότι κάθε γραμμάριο πολυσακχαριτών και πρωτεϊνών παρέχει 17,2 kJ. Όταν ένα γραμμάριο λίπους διασπάται, απελευθερώνονται 38,96 kJ. Επομένως, η ενεργειακή αξία των διαφορετικών προϊόντων διατροφής δεν είναι η ίδια και εξαρτάται από τα θρεπτικά συστατικά που περιέχει το προϊόν. Έτσι, για παράδειγμα, η ενεργειακή αξία των ξηρών καρπών αποδεικνύεται ότι είναι ίση με 2723,5 kJ, το βούτυρο - 3322,2 kJ, κ.λπ. Η ενεργειακή αξία των θρεπτικών συστατικών δεν συμπίπτει πάντα με τη φυσιολογική τους αξία, επειδή η τελευταία εξακολουθεί να καθορίζεται από την ικανότητα αφομοιώνω. Τα θρεπτικά συστατικά ζωικής προέλευσης απορροφώνται καλύτερα από αυτά φυτικής προέλευσης.

Η ποσότητα της ενέργειας που απελευθερώνεται στο σώμα εξαρτάται από τους χημικούς μετασχηματισμούς των ουσιών σε αυτό, δηλαδή από τις μεταβολικές διεργασίες. Από αυτό προκύπτει ότι η ποσότητα της θερμότητας που παράγεται από το σώμα μπορεί να χρησιμεύσει ως δείκτης του μεταβολισμού. Ο προσδιορισμός της ποσότητας θερμότητας, δηλαδή του αριθμού των θερμίδων που απελευθερώνονται από το σώμα, δίνει ολόκληρη την ποσότητα των μετασχηματισμών ενέργειας με τη μορφή του τελικού θερμικού αποτελέσματος. Αυτή η μέθοδος προσδιορισμού της ενέργειας ονομάζεται άμεση θερμιδομετρία. Ο προσδιορισμός του αριθμού των θερμίδων με άμεση θερμιδομετρία πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας θερμιδομετρικό θάλαμο ή θερμιδόμετρο.

Όλοι αυτοί οι προσδιορισμοί μπορούν να γίνουν πολύ πιο απλά μελετώντας την ανταλλαγή αερίων. Ο προσδιορισμός της ποσότητας ενέργειας που απελευθερώνεται από το σώμα μελετώντας την ανταλλαγή αερίων ονομάζεται έμμεση θερμιδομετρία. Γνωρίζοντας ότι ολόκληρη η ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται στο σώμα είναι αποτέλεσμα της διάσπασης πρωτεϊνών, λιπών και υδατανθράκων, γνωρίζοντας επίσης πόση ενέργεια απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση αυτών των ουσιών και πόση από αυτές έχει υποστεί διάσπαση σε μια ορισμένη περίοδο του χρόνου, μπορούμε να υπολογίσουμε την ποσότητα της ενέργειας που απελευθερώνεται.

Γίνεται διάκριση μεταξύ γενικού μεταβολισμού και βασικού μεταβολισμού. Βασική ανταλλαγήείναι η ενεργειακή δαπάνη του σώματος σε συνθήκες ηρεμίας που σχετίζεται με τη διατήρηση του ελάχιστου επιπέδου μεταβολικών διεργασιών που είναι απαραίτητες για τη λειτουργία των κυττάρων. Ο βασικός μεταβολισμός προσδιορίζεται σε κατάσταση μυϊκής ανάπαυσης - ξαπλωμένη, 12 - 16 ώρες μετά το φαγητό σε θερμοκρασία 18 - 20°C. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, η ενέργεια ξοδεύεται για τη λειτουργία της καρδιάς, την αναπνοή, τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος κ.λπ. Αλλά αυτή η ενεργειακή δαπάνη είναι μικρή. Το κύριο κόστος για τον προσδιορισμό του βασικού μεταβολισμού σχετίζεται με βιοχημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα πάντα στα ζωντανά κύτταρα. Ο βασικός μεταβολικός ρυθμός κυμαίνεται από 4.200 έως 8.400 kJ την ημέρα για τους άνδρες και από 4.200 έως 7.140 kJ για τις γυναίκες. Κατά μέσο όρο, σε ένα άτομο μέσης ηλικίας, ο βασικός μεταβολισμός είναι 4187 J ανά 1 κιλό βάρους ανά ώρα ή 7140 - 7560 χιλιάδες J την ημέρα. Στα παιδιά 8-9 ετών, ο βασικός μεταβολισμός είναι 2-2,5 φορές υψηλότερος από ό,τι σε έναν ενήλικα.

Όσο πιο μικρό είναι το παιδί, τόσο περισσότερη ενέργεια ξοδεύεται για την ανάπτυξή του. Έτσι, στην ηλικία των 3 μηνών η κατανάλωση ενέργειας είναι 36%, στους 6 μήνες – 26%, 10 μήνες – 21% της συνολικής ενεργειακής αξίας των τροφίμων.

Στην προσχολική και δημοτική ηλικία, υπάρχει μια αντιστοιχία μεταξύ της έντασης της μείωσης του βασικού μεταβολισμού και της δυναμικής των διαδικασιών ανάπτυξης: όσο μεγαλύτερος είναι ο ρυθμός σχετικής ανάπτυξης, τόσο πιο σημαντικές είναι οι αλλαγές στον μεταβολισμό ηρεμίας.

Ο βασικός μεταβολικός ρυθμός στα κορίτσια είναι ελαφρώς χαμηλότερος από ότι στα αγόρια. Αυτή η διαφορά αρχίζει να εμφανίζεται στο δεύτερο μισό του πρώτου έτους της ζωής.

Το δεύτερο συστατικό της ενεργειακής δαπάνης του οργανισμού μετά τον κύριο μεταβολισμό είναι τα λεγόμενα ρυθμιζόμενο ενεργειακό κόστος. Αντιστοιχούν στην ανάγκη για ενέργεια που χρησιμοποιείται για εργασία πάνω από τον βασικό μεταβολισμό. Οποιοσδήποτε τύπος μυϊκής δραστηριότητας, ακόμη και η αλλαγή της θέσης του σώματος (από ξαπλωτή σε καθιστή θέση), αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας του σώματος. Η αλλαγή στην κατανάλωση ενέργειας καθορίζεται από τη διάρκεια, την ένταση και τη φύση της μυϊκής εργασίας. Όσο πιο έντονο είναι το μυϊκό φορτίο, τόσο πιο σημαντική είναι η αύξηση του μεταβολισμού. Από αυτή την άποψη, οι εργαζόμενοι διαφορετικών επαγγελμάτων ξοδεύουν διαφορετικές ποσότητες ενέργειας την ημέρα (από 12.600 έως 21.000 kJ). Η διανοητική εργασία προκαλεί μια ελαφρά αύξηση του μεταβολισμού: μόνο 2 - 3%. Οποιοσδήποτε συναισθηματικός ενθουσιασμός οδηγεί αναπόφευκτα σε αύξηση του μεταβολισμού. Ο μεταβολισμός αλλάζει επίσης υπό την επίδραση της πρόσληψης τροφής. Μετά το φαγητό, ο μεταβολισμός αυξάνεται κατά 10-40%. Η επίδραση της τροφής στον μεταβολισμό δεν εξαρτάται από τη δραστηριότητα της γαστρεντερικής οδού· οφείλεται στην ειδική επίδραση της τροφής στον μεταβολισμό. Από αυτή την άποψη, συνηθίζεται να μιλάμε για τη συγκεκριμένη δυναμική επίδραση του φαγητού στον μεταβολισμό, που σημαίνει με αυτό την αύξηση μετά το φαγητό.