人的能量交換
最近審查:23.04.2024
“人體是一種”機器“,可釋放與食品”燃料“相關的化學能; 這些“燃料”是碳水化合物,脂肪,蛋白質和酒精“(WHO)。
所列出的任何來源的主要用途在能量代謝的量級和相關的代謝變化方面具有不同的特徵。
各種食物能源供應代謝來源的特點
指標 |
葡萄糖 |
棕櫚 |
蛋白質 |
熱量釋放,千卡: | |||
對於1摩爾被氧化 |
673 |
2398 |
475 |
1克氧化 |
3.74 |
9.30 |
5.40 |
耗氧量: | |||
痣 |
66.0 |
23.0 |
5.1 |
升 |
134 |
515 |
114 |
二氧化碳生產: | |||
痣 |
66.0 |
16.0 |
4.1 |
升 |
134 |
358 |
92 |
ATP產量,mol: |
36 |
129 |
23 |
ATP產品的成本: | |||
A / d |
18.7 |
18.3 |
20.7 |
In / of |
3.72 |
3.99 |
4.96 |
C / d |
3.72 |
2.77 |
4.00 |
呼吸頻率 |
1.00 |
0.70 |
0.81 |
每1升使用氧氣的能量當量 |
5.02 |
4.66 |
4.17 |
能量交換階段
儘管蛋白質,脂肪和碳水化合物結構的異化和合成具有特徵性和特定形式,但是在這些不同物質的轉化中存在許多基本共同的階段和規律。就代謝釋放的能量而言,能量代謝應該分為三個主要階段。
在胃腸道的第一階段,營養素的大分子被分裂成小分子。20個氨基酸,脂肪(甘油三酸酯) - - 3從碳水化合物己糖(葡萄糖,半乳糖,果糖),蛋白質形成(例如,戊糖等)甘油和脂肪酸,以及罕見糖。據計算,人體在其壽命期間的平均延伸碳水化合物 - 17.5米,蛋白質 - 2.5M,脂肪 - 1.3米的相釋放的能量的數量我僅輕微,而它被釋放為熱量。因此,在多醣和蛋白質分解過程中,釋放大約0.6%的脂肪 - 總能量的0.14%,這是在它們完全分解為最終代謝產物時形成的。因此,第一階段的化學反應的重要性主要在於為實際釋放能量準備營養素。
在第二階段,這些物質會因不完全燃燒而進一步分裂。這些過程的結果 - 不完全燃燒 - 似乎意外。從25-30的物質形成,除了CO 2和H 2 O,只有三個終產物:α酮戊二,草酰乙酸和乙酸,如atsetilkoenzima A.定量從而盛行乙酰輔酶A.在第二階段被釋放包含在養分的能量的約30%物質。
在第三階段,所謂的Krebs三羧酸循環,第三階段的三種最終產物被燃燒成二氧化碳和水。同時,營養物質的60-70%的能量被釋放。三羧酸循環是碳水化合物,蛋白質和脂肪分解的共同末端途徑。事實上,這是交易所中的關鍵點,各種結構的匯合匯聚並且合成反應的相互轉換是可能的。
與階段I相反 - 胃腸道中的水解階段 - 在物質切割的II和III階段,不僅釋放能量,而且還有一種特殊的積累。
能量交換反應
能量守恆是通過將食物分裂的能量轉換成一種特殊形式的稱為macroergas的化合物來實現的。體內這種化學能的載體是各種磷化合物,其中磷酸殘基的鍵是一種宏能鍵。
能量代謝的主要場所屬於三磷酸腺苷結構的焦磷酸鍵。在身體中這種化合物的形式中,使用蛋白質,脂肪,碳水化合物分解過程中釋放的全部能量的60%至70%。能量(ATP形式的氧化)的使用具有重要的生物學重要性,因為通過這種機制,可以將能量釋放的位置和時間與其在器官功能過程中的實際消耗分開。據估計,在24小時內,體內ATP形成和分裂的量大約等於身體的質量。ATP向ADP的轉化釋放41.84-50.2千焦或10-12千卡。
將所得的代謝能量被用在主交換,T。E.生活在靜止的狀態在20℃,生長(塑料代謝),肌肉工作和食物的消化和吸收的環境溫度維持(具體動態作用食品)。交換所產生的能量消耗在成人和兒童中存在差異。
基本交流
孩子,像所有的哺乳動物,是天生的不成熟,存在一個初始增加基礎代謝率,以1年半,然後繼續在絕對數量穩步上升,每個單位體重為自然會下降。
通常使用計算基礎代謝的計算方法。公式通常集中在長度或體重指標上。
通過體重計算基礎代謝量(千卡/天)。FAO / BO3建議
年齡 |
男孩 |
女孩 |
0-2歲 |
60.9 P-54 |
61 P - 51 |
3-9年 |
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 |
從食物中獲得的總能量被分配以提供基本的新陳代謝,食物的特定動態效應,與排泄相關的熱損失,物理(運動)活動和增長。在能量分配結構中,即能量交換是有區別的:
- 從食物中獲得的能量=沉積的能量+使用的能量。
- 吸收的能量=收到的能量 - 排泄的能量。
- 能量代謝=收到的能量 - 能量供應(生命)和活動,或“基本成本”。
- 基本成本的能量等於總和:
- 基礎代謝;
- 體溫調節;
- 食物變暖效應(SDDP);
- 活動成本;
- 合成新組織的成本。
- 沉積的能量是花費在蛋白質和脂肪沉積上的能量。不考慮糖原,因為它的沉積(1%)是微不足道的。
- 沉積能量=能量代謝 - 基本成本的能量。
- 增長的能量成本=新組織的合成能量+儲存在新組織中的能量。
主要的年齡差異是增長成本與活動程度之間的關係。
日常能量消耗分佈的年齡特徵(千卡/千克)
年齡 |
基本 |
SDDP |
排泄損失 |
活動 |
發展 |
只 |
過早 |
60 |
7 |
20 |
15 |
50 |
152 |
8週 |
55 |
7 |
11 |
17 |
20 |
110 |
10個月 |
55 |
7 |
11 |
17 |
20 |
110 |
4年 |
40 |
6 |
8 |
25 |
8-10 |
87-89 |
14歲 |
35 |
6 |
6 |
20 |
14 |
81 |
成人 |
25 |
6 |
6 |
10 |
0 |
47 |
可以看出,對於一個小的新生兒和生命的第一年來說,增長的成本是非常重要的。當然,在成人中他們根本不在。即使在新生兒和嬰兒中,身體活動也會產生巨大的能量消耗,在這種情況下,乳房吸吮,焦慮,哭泣和尖叫是表達。
隨著孩子的焦慮,能量消耗增加20-60%,並且在吶喊時 - 增加2-3倍。疾病對能源成本提出了要求。尤其是它們隨著體溫的升高而增加(新陳代謝增加1℃增加10-16%)。
與成人不同,兒童在生長(塑性代謝)方面花費了大量精力。現在已經確定,為了累積1g體重,即新組織,需要花費約29.3kJ或7kcal。以下估算更準確:
- 增長的能量“成本”=合成能量+新組織中的沉積能量。
在早產兒中,合成能量為每克1.3至5千焦耳(0.3至1.2千卡),加至體重。在任期 - 每1克新體重1.3千焦(0.3千卡)。
增長的總能源成本:
- 最多1年=每1克新紙巾21千焦(5千卡)
- 1年後每1克新組織需要36.5-50.4千焦(8.7-12千卡),或約1%的營養物質總能量。
由於兒童的生長速度在不同時期有所不同,因此塑料新陳代謝在總能量消耗中所佔的比例是不同的。在人類胚胎的質量增加10億2千萬倍(1.02×10 9)的情況下,宮內發育時期的增長最為強烈。在生命的頭幾個月,增長率仍然很高。這體現在體重顯著增加。因此,在孩子們的頭3個月的能量消耗的“塑料”交換的份額為46%,那麼在第一年然而降低,4年來,特別是在青春期前,增長的速度增長,這再次反映為增加塑料的交流。平均而言,在6-12歲的兒童中,12%的能源需求用於增長。
增長的能源成本
年齡 |
體重,千克 |
體重增加,克/天 |
能源 |
能源 |
作為基本交換的一個百分比 |
1個月 |
3.9 |
三十 |
146 |
37 |
71 |
3» |
5.8 |
28 |
136 |
23 |
41 |
6» |
8 |
20 |
126 |
16 |
28 |
1年 |
10.4 |
10 |
63 |
6 |
11 |
5年 |
17.6 |
五 |
32 |
2 |
4 |
14歲,女孩 |
47.5 |
18 |
113 |
2 |
8 |
16歲,男生 |
54.0 |
18 |
113 |
2 |
7 |
能源消耗為難以計量的損失
對於困難的佔損失包括脫落的皮膚細胞,毛髮,指甲,汗液和女孩青春期開始的覆蓋了從糞便中的脂肪,消化液和秘密的損失,在消化道壁和腺體產生的,與脫落上皮細胞 - 與經血。不幸的是,這個問題還沒有在兒童中進行過研究。據信,在一歲以上的兒童中,能源成本約為8%。
[11]
活動的能量消耗和維持恆定的體溫
能量消耗在活動和維持體溫方面的份額隨著孩子的年齡而變化(5年後,這包括在肌肉勞動的概念中)。在出生後的頭30分鐘內,新生兒身體的體溫下降了將近2°C,這導致了大量的能量消耗。在嬰兒中,以保持恆定的體溫在低於臨界值(28 ... 32℃)和兒童的身體的活動的環境溫度被強制花200,8-418,4千焦耳/(千克•天)或48-100千卡/(千克•日)。因此,隨著年齡增長,維持體溫和活動恆定的能量絕對支出增加。
然而,維持生命第一年兒童體溫恆定的能量消耗比例越低,兒童越小。再次,能量消耗減少,因為身體表面,即1kg體重,再次下降。與此同時,一歲以上的兒童,當孩子開始步行,跑步,鍛煉身體或進行體育運動時,活動的能量消耗會增加(肌肉勞動)。
體力活動的能量成本
運動類型 |
Cal / min |
低速騎車 |
4.5 |
平均速度騎自行車 |
7 |
高速騎車 |
11.1 |
跳舞 |
3,3-7,7 |
足球 |
8.9 |
貝殼體操 |
3.5 |
跑步衝刺 |
13,3-16,8 |
跑遠距離 |
10.6 |
滑冰 |
11.5 |
越野滑雪以中等速度進行 |
10,8-15,9 |
以最高速度在滑雪板上跑步 |
18.6 |
泳 |
11,0-14,0 |
在6-12歲的兒童中,身體活動消耗的能量份額約為能量需求的25%,而成人則為1/3。
食物的具體動態行為
食物的具體動態效應取決於食物的性質。用富含蛋白質的食物來表達更強,更少 - 攝入脂肪和碳水化合物。對於第二年的兒童,食物的特定動態效應為7-8%,對於年齡較大的兒童 - 5%以上。
實施和應對壓力的費用
這是正常生活和能量消耗的自然方向。生活和社會適應的過程,培訓和運動,人際關係的形成 - 所有這些都可能伴隨著壓力和額外的能源成本。平均而言,這是每日能量“口糧”額外的10%。然而,在急性和嚴重疾病或創傷中,壓力成本的水平可能會非常顯著增加,這需要考慮計算飲食。
以下是關於壓力能量需求增加的數據。
美國 |
|
根據燒傷的身體表面百分比燒傷 |
+ 30 ... 70% |
硬件通風造成多處傷害 |
+ 20 ... 30% |
嚴重感染和多處創傷 |
+ 10 ... 20% |
術後時期,輕微感染,骨折 |
0 ... + 10% |
持續的能量失衡(過量或不足)會導致體重和身體長度隨著所有發育指標和生物年齡的變化。即使是中等營養不良(4-5%)也會導致兒童發育遲緩。因此,糧食能源安全正在成為增長和發展充足的最重要條件之一。這種安全性的計算對於定期執行是必要的。在大多數兒童中,分析指導可以是關於日常口糧總能量的建議,對於某些有特殊健康或生活條件的兒童,所有耗能組分的總和需要單獨計算。使用普通年齡標準的安全標準和個別修正這些標準的可能性的例子可以是以下用於計算能源成本的方法。
確定基礎代謝的計算方法
長達3年 |
3 - 10年 |
10-18歲 |
男孩 |
||
X = 0.249kg-0.127 |
X = 0.095kg + 2.110 |
X = 0.074kg + 2,754 |
女孩 |
||
X = 0.244kg-0.130 |
X = 0.085kg + 2,033 |
X = 0.056kg + 2.898 |
額外費用
賠償損失 - 主要交換倍增:對於小手術,增加1.2; 在骨骼創傷 - 在1,35; 在一次敗血症 - 在1,6; 與燒傷 - 2.1。
食物的特定動力作用:+ 10%的基本代謝。
體育鍛煉:臥床休息+基礎代謝10%; 坐在椅子上+ 20%的基礎代謝; 病人的病人政權+ 30%的基本交換。
發燒的費用:1°每天平均體溫上升+基本交換10-12%。
體重增加:高達1公斤/週+每天1260千焦(300千卡)。
習慣上為人口制定與年齡有關的能源供應的某些標準。許多國家都有這樣的規定。在他們的基礎上,有組織的集體所有口糧都得到了發展。個別飲食也與他們核對。
關於幼兒營養能量價值和長達11年的建議
0-2個月 |
3-5個月 |
6-11個月 |
1 - 3年 |
3-7年 |
7-10歲 |
|
能量,總量,千卡 |
- |
- |
- |
1540 |
1970年 |
2300 |
能量,千卡/千克 |
115 |
115 |
110 |
- |
- |
- |
能源監管建議(千卡/(千克•日))
年齡,月份 |
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 |
計算和能量代謝的修正主要集中在消除基本能源載體的赤字,即E.主要是碳水化合物和女士護城河。然而,使用的媒體的指定目的,才可能考慮到安全性,糾正了許多與微量營養素有關的基本需求。所以這是特別重要的是磷酸鉀,維生素B,特別是硫胺素和核黃素,有時肉鹼,抗氧化劑和其他人的任命。否則可能會導致與生活中出現的正是狀態不符時,能量密集的營養,尤其是腸道。