http://medicinelib.ru/biology/Obmen_veschestv_i_pitanie/
Обмен веществ и питание
Пищевым веществом можно назвать любое потребляемое организмом вещество, которое может быть использовано для получения энергии, для построения и восстановления тканей или для регулирования физиологических процессов. К этой обширной группе веществ относятся углеводы, жиры, белки, вода, минеральные соли и витамины. Первые три группы доставляют организму энергию; три последние, не являясь источниками энергии, тем не менее в равной степени важны для поддержания жизни.
Поступив в организм, пищевые вещества участвуют в разнообразных химических реакциях; эти реакции, а также другие химические проявления жизнедеятельности носят общее название обмена веществ, или метаболизма. Наличие процессов обмена, как вы помните, является одной из важнейших особенностей живых организмов. Всосавшись в кишечнике, пищевые вещества либо включаются в состав новых тканевых элементов, либо окисляются, доставляя организму энергию. Часть этой энергии используется для построения новых тканей, часть потребляется в процессе функционирования клеток (при передаче нервных импульсов, сокращении мышц, выделении ферментов и т. д.), часть освобождается в виде тепла.
Есть много способов подразделения всей совокупности процессов обмена. Мы можем изучать метаболизм отдельной ткани, например печени, или исследовать химические реакции, которым подвергается определенный вид пищевых веществ. Углеводный обмен, например, включает химические превращения, которым подвергаются крахмалы и сахара тотчас же после поступления их в организм и позже, когда, переварившись и всосавшись, эти вещества сохраняются в теле, превращаются в другие соединения или окисляются для получения энергии и, наконец, выходят из организма в виде углекислоты и воды.
Человек в отличие от многих других животных может приспосабливаться к весьма различным пищевым рационам. Наш организм способен функционировать при потреблении пищи, состоящей главным образом из белка лишь с небольшими количествами жиров и углеводов, при рационе, включающем преимущественно углеводы с небольшим количеством белков и жиров, и даже при потреблении главным образом жиров с небольшими добавками других веществ. Примером рациона последнего типа служит пища эскимосов.
Хотя организм может удовлетворить большую часть своей потребности в энергии за счет каждого из этих трех видов «топлива», эффективность их неодинакова; окисление 1 г углеводов или белка в организме дает около 4 ккал, а окисление 1 г жира — около 9 ккал. Вот почему такие продукты, как сбитые сливки, майонез или сливочное масло, больше способствуют отложению жира, чем фрукты, мясо и хлеб. В среднем пищевом рационе примерно половину ежедневно потребляемой энергии доставляют углеводы, одну треть — жиры и одну шестую часть — белки.
Основной обмен
Суточный расход энергии у разных людей весьма различен — он зависит от их деятельности, возраста, пола, веса и телосложения. Для того чтобы врачи могли сравнивать интенсивность обмена у разных людей и выявлять его ненормальное понижение или повышение, условия измерения должны быть стандартизированы. Если человек лежит в полном покое спустя по меньшей мере 12 час после приема пищи, то используемая в каждый данный момент энергия отчасти расходуется на работу сердца и дыхательные движения, большая же часть ее идет на поддержание температуры тела. Количество энергии, расходуемой только на поддержание жизни, когда не происходит никакого переваривания пищи и не производится никакой мышечной работы, называется уровнем основного обмена. У молодых мужчин основной обмен составляет около 1600 ккал в сутки; у женщин он примерно на 5% ниже. Иначе говоря, если молодой взрослый мужчина в течение суток остается в постели, не принимая пищи и не двигаясь, он расходует около 1600 ккал на поддержание жизни. На основании тысяч определений основного обмена у различных людей были составлены таблицы нормальных величин этого показателя в зависимости от возраста, пола и общей поверхности тела. Основной обмен пропорционален поверхности тела, которую можно вычислить, исходя из роста и веса. Здоровый молодой человек расходует 40 ккал на 1 м2 поверхности тела за 1 час.
Поскольку при более высоких температурах химические реакции протекают быстрее, основной обмен повышается примерно на 5% при каждом повышении температуры тела на 1°. Это главная причина потери веса при заболеваниях, сопровождающихся лихорадкой.
Уровень основного обмена можно определить путем прямого измерения отдачи тепла организмом. Человека помещают в изолированную камеру, окруженную водой, и измеряют повышение температуры воздуха в камере и окружающей воды. Более простой метод, применяемый в клинике, состоит в измерении потребления кислорода за короткий промежуток времени. Так как освобождение энергии и образование тепла зависят от соединения кислорода с глюкозой и другими пищевыми веществами, то количество образовавшегося тепла можно рассчитать на основании количества потребленного кислорода.
Потребность в энергии. Если человек в течение суток остается в постели и получает пищу, он расходует около 1800 ккал: дополнительная затрата 200 ккал необходима для сокращения мускулатуры пищеварительного тракта и для секреции пищеварительных соков. Человек, ведущий сидячий образ жизни, использует около 2500 ккал в сутки; добавочные 700 ккал доставляют энергию для сокращения мышц тела и для дополнительной работы сердца, так как оно бьется быстрее. При тяжелой физической работе ежедневный расход энергии может достигать 6000 ккал.
Когда количество энергии, получаемой с пищей, точно уравновешивает количество затраченной энергии, вес тела не изменяется. У большинства людей достигается это равновесие между потреблением и расходованием калорий, и вес тела остается у них поразительно постоянным на протяжении ряда лет. В среднем возрасте у людей обнаруживается склонность прибавлять в весе, так как физическая активность с годами уменьшается, аппетит же остается прежним.
огда число получаемых с пищей калорий не покрывает суточной потребности в энергии, организму приходится расходовать свои запасные материалы. Первыми используются углеводы, сохраняемые в виде гликогена в печени и мышцах. Затем для получения энергии расходуется жир, извлекаемый из жировых отложений тела. У взрослого мужчины имеется в среднем около 9 кг, а у взрослой женщины — около 11 кг резервного жира (соответственно около 15 и 21 % от общего веса тела). Калории запасного жира могут доставлять энергию для поддержания жизни в течение 5—7 недель. Наконец, когда резервы углеводов и жиров оказываются израсходованными, организм начинает потреблять материал, из которого он построен, т. е. белки; сначала расходуются белки менее важных органов, затем — более важных (головного мозга, сердца и других внутренних органов), и, наконец, наступает смерть.