Arbeitsstoffwechsel, Energieverbrauch des Körpers bei verschiedenen Arten von Wehen. Funktionskontrolle

In völliger Ruhe verbraucht ein Mensch eine gewisse Menge Energie. Dieser Aufwand ist darauf zurückzuführen, dass in unserem Körper ein kontinuierlicher Energieaufwand besteht

mit seiner Lebensaktivität. Es wird viel Energie aufgewendet, die bei der Kontraktion erhebliche Arbeit leistet, die Nieren, wo der Prozess der Urinbildung kontinuierlich abläuft, die Atemmuskulatur, die sich regelmäßig zusammenzieht, die Leber, wo die Prozesse der Gallenbildung stattfinden, und alle anderen Organe und Gewebe eines lebenden Organismus.

Die Energiemenge, die der Körper in völliger Ruhe, auf nüchternen Magen, also 12–16 Stunden nach dem Essen und bei einer Temperatur von 18–20° verbraucht, wird als Grundumsatz bezeichnet.

Der Grundstoffwechsel wird durch die Methode der indirekten Kalorimetrie, also der Untersuchung des Gasaustausches, bestimmt.

Der durchschnittliche Grundumsatz eines erwachsenen gesunden Menschen beträgt 1 große Kalorie pro 1 kg Gewicht für 1 Stunde.

Bei einem 70 kg schweren Menschen beträgt der Grundumsatz 70×24 = 1680 große Kalorien. Dabei handelt es sich um die Energiemenge, die aufgewendet wird, um die lebenswichtigen Funktionen des Körpers sicherzustellen. Der Grundstoffwechsel hängt vom Geschlecht, Alter, Größe und Gewicht einer Person ab. Männer haben bei gleichem Gewicht einen höheren Grundumsatz als Frauen.

Der Grundumsatz pro 1 kg Körpergewicht ist bei Kindern höher als bei Erwachsenen, die Wärmeerzeugung nimmt jedoch mit zunehmendem Alter ab. Der Rückgang der Wärmeerzeugung hält bis zu 20 Jahre an. Von 20 bis 40 Jahren ändert sich die Wärmeerzeugung nicht und nach 40 Jahren nimmt sie wieder ab.

Studien haben gezeigt, dass der Wert des Grundumsatzes, berechnet pro 1 kg Gewicht, bei verschiedenen Tieren recht stark schwankt: Je kleiner das Tier, desto größer ist der Grundumsatz pro 1 kg Gewicht. 1 kg Gewicht. Bei der Berechnung nicht nach Gewicht, sondern nach Körperoberflächeneinheit stellte sich heraus, dass bei fast allen Tieren der Energieaufwand pro 1 m 2 Körperoberfläche ungefähr gleich ist oder in unbedeutenden Grenzen schwankt. Dies ist ab Mog 10 zu sehen.

TISCH Grundstoffwechsel, berechnet pro 1 m 2 Körperoberfläche und pro 1 kg Körpergewicht bei verschiedenen Tieren und Menschen

Dieses Muster wird als Oberflächengesetz bezeichnet, ist jedoch nicht absolut. Dieses Gesetz ermöglicht es jedoch, das bequemste Vergleichsmaß für den Grundumsatz zu ermitteln: die Anzahl der Kalorien, die pro Einheit Körperoberfläche und Tag zugeführt werden.

Veränderungen im Grundstoffwechsel werden beobachtet, wenn die Aktivität der endokrinen Drüsen gestört ist. Beispielsweise führt eine erhöhte Schilddrüsenfunktion zu einem Anstieg des Grundstoffwechsels, der häufig zu diagnostischen Zwecken gemessen wird.

Energieverbrauch im Betrieb

Der Grundumsatz eines gesunden Erwachsenen beträgt durchschnittlich 1.700 Kalorien. Bei Muskelarbeit steigt der Energieverbrauch rapide an: Je härter die Muskelarbeit, desto mehr Energie verbraucht ein Mensch.

Beim Arbeiten ist es wichtig, den Wirkungsgrad zu berechnen, also das Verhältnis der geleisteten Arbeit zur aufgewendeten Energiemenge. Die Studie zeigte, dass die Effizienzrate beim Menschen durchschnittlich 20 % beträgt; Während des Trainings steigt sie an und erreicht 25-35 %.

Anhand des Energieaufwands lassen sich Menschen unterschiedlicher Berufe in mehrere Gruppen einteilen.

Erste Gruppe. Arbeiten Sie in sitzender Position, die keine großen Muskelbewegungen erfordert: Büroangestellte, Lithografen usw., -2200-2400 große Kalorien.

TISCHEnergieverbrauch pro Tag von Personen verschiedener Berufe

Berufe	Energieverbrauch pro Tag in großen Kalorien
Metal-Dreher und Instrumentals Boxen	3300
Schmiede	3700 — 4000
Arbeiter in rollenden Werkstätten	3500 — 4100
Gießereiarbeiter	4000 — 4500
Tischler	4500
Ziegelträger	5400
Maurer, Maurer	6000
Traktorfahrer	3000
Pahari….	4700 — 5000
Mäher:
Handmähen	7200
Maschine	3600
Garbenstrickerinnen	5300-6500
Medizinstudenten	2800-3000
Schüler im Alter von 8 bis 11 Jahren	1900
12-14	2400

Zweite Gruppe. Arbeiten im Sitzen – Schneider, Mechaniker für heikle Arbeiten – 2600 2800 große Kalorien.

Dritte Gruppe. Mäßige Muskelarbeit: StiefelSpitznamen, Postboten, Ärzte, Laboranten – 3000 große Kalorien.

Vierte Gruppe. Intensive Muskelarbeit: Metallarbeiter, Maler, Tischler – 3400–3600 große Kalorien.

Fünfte Gruppe. Schwere körperliche Arbeit – 4000 große Kalorien oder mehr.

Sechste Gruppe. Sehr harte Arbeit – 5000 große Kalorien oder mehr.

Geistige Arbeit verbraucht sehr wenig Energie. Wenn geistige Arbeit mit Bewegung und Muskelbelastung kombiniert wird, beispielsweise bei einem Künstler oder Redner, steigt der Energieverbrauch.

In den letzten Jahren wurde der Energieverbrauch von Menschen verschiedener Berufe eingehend untersucht. Diese Daten werden in bereitgestellt Tisch

REGULIERUNG DES STOFFWECHSELS UND DER ENERGIE

Bei der Untersuchung der Wirkung der Stärkung des Herznervs und . P. Pavlov zeigte, dass der Verstärkungsnerv eine trophische Wirkung auf den Herzmuskel hat, das heißt, er verändert die Intensität des darin stattfindenden Stoffwechsels.

Die Lehre von der trophischen Funktion des Nervensystems wurde von der sowjetischen Physiologie weit verbreitet. Die Rolle des autonomen Nervensystems bei der Regulierung von Stoffwechsel und Energie wird aufgezeigt. Diese Wirkung wird durch den Einfluss des Nervensystems auf die Energie sowohl direkt als auch durch physiologisch aktive Hormone ausgeführt.

Die Energie wird von verschiedenen Teilen des Nervensystems beeinflusst. Wenn einem Tier eine Injektion in den unteren Teil des vierten Ventrikels der Medulla oblongata erfolgt, kommt es zu einem starken Anstieg des Blutzuckers und die Ausscheidung von Zucker beginnt mit dem Urin. Die Aktivität des Zwischenhirns ist mit dem Proteinstoffwechsel verbunden.

Die Energie wird durch die Gehirnhälften beeinflusst. Im Labor von K. M. Bykov durchgeführte Experimente zeigten einen engen Zusammenhang zwischen der Aktivität der Großhirnrinde und dem Stoffwechsel und der Energie.

Bei Beobachtungen von Arbeitern wurde festgestellt, dass, wenn ein Arbeiter ruhig auf einem Stuhl in der Werkstatt sitzt und andere Mitglieder seines Teams arbeiten, auch der Stoffwechsel und der Energieverbrauch des sitzenden Arbeiters stark ansteigen. Es ist klar, dass dies nur unter dem Einfluss der Großhirnrinde geschehen kann.

In einer anderen Beobachtung wurde der Grundumsatz eines Arbeiters bestimmt und der Arbeitslärm aus der Werkstatt gelangte in den Raum, in dem diese Bestimmung durchgeführt wurde. Unter diesen Bedingungen erhöhte sich der Grundstoffwechsel um 15–30 %. An einem arbeitsfreien Tag war ein solcher Anstieg nicht zu beobachten.

Wie bereits erwähnt, wird der Stoffwechsel durch Hormone der endokrinen Drüsen beeinflusst. Das Nebennierenhormon Adrenalin und das Pankreashormon Insulin wirken sich auf den Kohlenhydratstoffwechsel aus. Der Stoffwechsel von Fetten und Proteinen wird durch die Hormone der Schilddrüse, der Hypophyse und der Keimdrüsen beeinflusst.

Die Ausschüttung von Hormonen wird durch das Nervensystem reguliert, sodass Hormone in einem gesunden Körper in die gleiche Richtung wirken wie im Moment. Nervöse und hormonelle Einflüsse stellen einen einzigen Mechanismus dar.

Verschiedene Stoffwechselstörungen, die entstehen, wenn die Aktivität der einen oder anderen endokrinen Drüse gestört ist, werden im Kapitel über die endokrinen Drüsen ausführlich besprochen.

Artikel zum Thema Grundstoffwechsel beim Menschen

Wie erhält der Körper freie Energie, also Energie, die im Körper für die Arbeit genutzt werden kann?

Freie Energie kommt aus der Nahrung. Es reichert sich in den chemischen Bindungen von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten an. Um diese Energie freizusetzen, werden Nährstoffe zunächst einer Hydrolyse und anschließend einer Oxidation unter anaeroben oder aeroben Bedingungen unterzogen.

Wie heißt der Prozess, der im Körper Energie freisetzt?

Dissimilation (Katabolismus), also der Abbau chemischer Verbindungen im Körper. Dabei entstehen Zerfallsprodukte und es wird Energie freigesetzt.

Welche Nährstoffe liefern Energie im Körper?

Kohlenhydrate, Fette, Proteine.

Beschreiben Sie die Phasen der Freisetzung freier Energie im Körper.

Veröffentlichung der ersten Stufe– entsteht im Prozess der Hydrolyse der Nahrung im Magen-Darm-Trakt, wobei ein kleiner Teil der freien Energie freigesetzt wird – 0,5-1 %. Es kann nicht zur Bioenergiegewinnung genutzt werden, da es nicht in Makroergen (ATP) akkumuliert wird. Es wird nur in Wärmeenergie umgewandelt ( Primärwärme), das zur Erwärmung des Körpers verwendet wird.

Veröffentlichung der Stufe 2– der Prozess der anaeroben Oxidation, bei dem etwa 5 % der gesamten freien Energie bei der Oxidation von Glucose zu Milchsäure freigesetzt werden. Diese Energie wird in Form von ATP akkumuliert und zur Verrichtung nützlicher Arbeit verwendet, letztendlich wird sie auch in Wärmeenergie umgewandelt ( Sekundärwärme).

Veröffentlichung der Stufe 3(grundlegend) – etwa 94 % der gesamten Energie, die im Körper im Rahmen des Kreps-Zyklus freigesetzt wird. Es oxidiert Brenztraubensäure (das Oxidationsprodukt von Glukose) und Acetyl-Coenzym A (das Oxidationsprodukt von Amino- und Fettsäuren). Bei der aeroben Oxidation wird der größte Teil der freien Energie (50–55 %) in ATP akkumuliert. Der Rest geht als Wärme verloren ( Primärwärme). In ATP angesammelte freie Energie wird zur Verrichtung nützlicher Arbeit verwendet und letztendlich in Wärmeenergie umgewandelt ( Sekundärwärme).

Wie kann man grundsätzlich die Intensität der Energieproduktion im menschlichen Körper beurteilen?

Denn die gesamte freie Energie, die im Körper bei der Oxidation von Nährstoffen freigesetzt wird, wird letztlich in umgewandelt Wärmeenergie wurde gemacht Abschluss dass man die Intensität der Energieerzeugung parametrisieren sollte Messen Sie die Menge an Wärmeenergie in kcal (4,2 kJ), die der Körper pro Zeiteinheit produziert.

Nennen Sie die Arten des Energiestoffwechsels beim Menschen.

1. Grundstoffwechsel. 2. Allgemeiner oder Arbeitsaustausch.

Was ist der Grundumsatz?

Main, oder Standard Der Stoffwechsel ist das Mindestmaß an Energieproduktion bei einem wachen Menschen. Um den Wert des Grundumsatzes zu ermitteln, ist die Einhaltung eines bestimmten Werts erforderlich normale Bedingungen, Es entsteht ein solcher Funktionszustand eines wachen Menschen, in dem sein Energieverbrauch minimal wird, während die Energieproduktion des Menschen ebenfalls minimal wird.

Beschreiben Sie die Standardbedingungen, die sicherstellen, dass der Energieverbrauch einer Person auf das minimal akzeptable Niveau gesenkt wird.

Der minimale Energieverbrauch einer wachen Person wird eingehalten Daher wird die Bestimmung des Grundumsatzes einer Person durchgeführt morgens nach dem Schlafen, im Bett liegend, bei körperlicher und geistiger Ruhe, angenehme Temperatur, auf nüchternen Magen, 10-12 Stunden nach der letzten Mahlzeit. Häufig bei der Bestimmung des Grundumsatzes 48 Stunden vor der Hardware-Messung wird die Person auf eine proteinfreie Diät umgestellt.

Wozu dient die Grundumsatzenergie?

Um die Lebensaktivität unter physiologischen Ruhebedingungen sicherzustellen. Gleichzeitig werden 27 % der Energie für die Funktionsfähigkeit von Leber, Gehirn – 19 %, Herz – 7 %, Nieren – 10 %, Muskeln – 18 %, anderen Organen – 19 % aufgewendet. Insgesamt – 100 %.

Wie hoch ist der Grundumsatz?

Im Durchschnitt 1700 kcal/Tag – nach alter Tradition wird sie als Zeiteinheit bei der Beurteilung der Parameter des Energiestoffwechsels beim Menschen verwendet Tag. Der Grundumsatz für jeden Menschen beträgt nahezu Konstante diese. Das sind einige individuelle Konstante.

Was bestimmt den Grundumsatz?

Vom Boden(Bei Männern ist der Grundumsatz höher, bei Frauen 10-15 % niedriger), nach Alter(je älter das Alter, desto niedriger der Grundumsatz), auf Größe und Körpergewicht, also auf der Körperoberfläche. Je größer die Körperoberfläche, desto intensiver die Wärmeübertragung, desto mehr Energie wird erzeugt, um eine stabile Temperatur der inneren Körperumgebung aufrechtzuerhalten, desto höher ist der Grundumsatz.

Zu welchem ​​Zweck wird in der Klinik der Grundumsatz ermittelt?

Zur Beurteilung des Funktionszustandes der Schilddrüse. Bei einer Überfunktion der Schilddrüse (übermäßige Produktion der Hormone T 3, T 4) steigt der Grundumsatz deutlich an, bei Unterfunktion sinkt er. Wenn es daher nicht möglich ist, den Spiegel der Schilddrüsenhormone im Blut zu bestimmen, wird der Wert des Grundstoffwechsels bestimmt.

Der Wert des Grundumsatzes ist ein Richtwert bei der Berechnung des Umfangs der optimalen körperlichen Aktivität bei Arbeits-, Sport- und anderen Aktivitäten einer bestimmten Person.

Was ist der richtige Grundumsatz?

Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der Wert des Grundumsatzes bei jedem Menschen „unterschiedlich“ ist, je nach Geschlecht, Alter und Körperoberfläche, stellt sich die Frage, wie man den Wert des Grundumsatzes einer bestimmten Person wann einschätzen kann Durchführung von Hardware-(Instrumenten-)Messungen. Berechnen Sie in diesem Fall vor der Messung Verwendung spezieller Tabellen Größe richtiger Grundstoffwechsel, reflektierend fällig Parameter des Grundstoffwechsels eines Menschen unter Berücksichtigung seines Geschlechts, seines Alters und seiner Körperoberfläche. Gehen wir davon aus, dass der aus den Tabellen errechnete benötigte Grundumsatz 1800 kcal/Tag beträgt. Unter Berücksichtigung der 10 %-Abweichungsregel liegt der Normalwert des Grundumsatzes eines Menschen bei 1800 + 180 kcal/Tag. Wir führen eine Hardwaremessung durch und erhalten das Ergebnis: Der Grundstoffwechsel eines Menschen beträgt 1700 kcal/Tag. Es ist ersichtlich, dass das erhaltene Ergebnis im Bereich der zulässigen Abweichungen des aus den Tabellen berechneten Werts des richtigen Grundstoffwechsels (1620-1980 kcal/Tag) liegt. Fazit: Der erhaltene Wert des Grundstoffwechsels mit einer Hardwaremessung von 1700 kcal spiegelt das normale Niveau der menschlichen Bioenergie unter den Bedingungen des Standards zur Messung des Grundstoffwechsels wider.

Was ist ein allgemeiner oder funktionierender Austausch?

Hierbei handelt es sich um den Energieverbrauch des Körpers im wirklichen Leben, der normalerweise mit der Ausführung einer Hintergrundverhaltensaktivität, einer beruflichen Arbeitsaktivität, verbunden ist.

Aus welchen Bestandteilen besteht der allgemeine (Arbeits-)Austausch?

Von der Größe Grundumsatz (1), Arbeitssteigerung(2), was einen Anstieg der menschlichen Energieproduktion widerspiegelt, der mit der Notwendigkeit verbunden ist, Energie für bestimmte Arbeitskräfte, d. h. Arbeitstätigkeiten, bereitzustellen spezifische dynamische Wirkung von Lebensmitteln(3), was einen Anstieg der Energieproduktion im Körper nach dem Essen widerspiegelt.

Um wie viel Prozent steigt die Energieproduktion im Körper nach dem Verzehr von Eiweiß und Mischkost (spezifische dynamische Wirkung der Nahrung)?

Nach dem Verzehr von proteinhaltigen Lebensmitteln - um 20-30 %, gemischten Lebensmitteln - 10-12 %.

Was bestimmt die Größe des Arbeitszuwachses, der einen erheblichen Teil des gesamten (Arbeits-)Austauschs ausmacht?

Hängt von der Art der Arbeitstätigkeit ab. Für beteiligte Personen geistige Arbeit Die Höhe der Arbeitssteigerung des Grundstoffwechsels (1700 kcal/Tag) beträgt etwa 600-800 kcal/Tag. Bei Personen mit leichter körperlicher Arbeit beträgt die arbeitsbedingte Steigerung des Grundumsatzes ca. 1600 kcal/Tag; bei Personen mit mäßiger körperlicher Arbeit liegt die arbeitsbedingte Steigerung bei ca. 2300 kcal/Tag; bei Personen mit schwerer körperlicher Aktivität beträgt die Der Arbeitszuwachs kann 3000 und mehr als kcal/Tag betragen.

Der durchschnittliche tägliche Energieverbrauch von Medizinstudenten beträgt etwa 3000 kcal/Tag, für diejenigen, die leichte körperliche Arbeit verrichten, etwa 3500 kcal/Tag, für diejenigen, die mäßige körperliche Arbeit verrichten, etwa 4000 kcal/Tag, für diejenigen, die schwere körperliche Arbeit verrichten Arbeit - 4500 oder mehr kcal/Tag.

Geben Sie ihre Größe und Definition beim Menschen an. Erklären Sie die Rolle der Schilddrüsenhormone bei der Regulierung des Grundstoffwechsels

Fast die Hälfte der gesamten durch den Katabolismus erzeugten Energie geht bei der Bildung von ATP-Molekülen als Wärme verloren. Die Muskelkontraktion ist ein noch weniger effizienter Prozess. Etwa 80 % der bei der Muskelkontraktion aufgewendeten Energie gehen als Wärme verloren und nur 20 % werden in mechanische Arbeit (Muskelkontraktion) umgewandelt. Wenn eine Person keine Arbeit verrichtet, geht fast die gesamte von ihr erzeugte Energie in Form von Wärme verloren (z. B. eine Person, die im Bett liegt). Folglich ist die Menge der Wärmeproduktion ein exakter Ausdruck des Umfangs des Stoffwechsels im menschlichen Körper.

Um die vom Körper verbrauchte Energiemenge zu bestimmen, werden direkte und indirekte Kalorimetrie eingesetzt. Die ersten direkten Messungen des Energiestoffwechsels wurden 1788 von Lavoisier und Laplace durchgeführt.

Bei der direkten Kalorimetrie wird die vom Körper erzeugte Wärme direkt gemessen. Dazu wird ein Tier oder eine Person in eine spezielle versiegelte Kammer gebracht, durch die Wasser durch durchströmte Rohre fließt. Zur Berechnung der Wärmeproduktion werden Daten über die Wärmekapazität der Flüssigkeit, ihr pro Zeiteinheit durch die Kammer fließendes Volumen und die Temperaturdifferenz zwischen der in die Kammer eintretenden und der ausströmenden Flüssigkeit verwendet.

Die indirekte Kalorimetrie basiert auf der Tatsache, dass die Energiequelle im Körper oxidative Prozesse sind, bei denen Sauerstoff verbraucht und Kohlendioxid freigesetzt wird. Daher kann der Energiestoffwechsel durch die Untersuchung des Gasaustauschs beurteilt werden. Die gebräuchlichste Methode ist die Douglas-Haldane-Methode, bei der die Ausatemluft der untersuchten Person für 10-15 Minuten in einem Beutel aus luftdichtem Stoff (Douglas-Beutel) gesammelt wird. Anschließend werden das Volumen der ausgeatmeten Luft und der Anteil an O2 und CO2 darin bestimmt.

Anhand des Verhältnisses zwischen der Menge an freigesetztem Kohlendioxid und der über einen bestimmten Zeitraum verbrauchten Menge an Sauerstoff – dem Atmungskoeffizienten (RK) – lässt sich ermitteln, welche Stoffe im Körper oxidiert werden. DC für die Oxidation von Proteinen beträgt 0,8, für die Oxidation von Fetten 0,7 und für Kohlenhydrate 1,0. Jeder DC-Wert entspricht einem bestimmten cholerischen Sauerstoffäquivalent, d.h. die Wärmemenge, die bei der Oxidation eines Stoffes pro Liter aufgenommenem Sauerstoff freigesetzt wird. Die Energiemenge pro verbrauchter O2-Einheit hängt von der Art der im Körper oxidierten Stoffe ab. Das Kalorienäquivalent von Sauerstoff bei der Oxidation von Kohlenhydraten beträgt 21 kJ pro 1 Liter O2 (5 kcal/l), Proteine ​​– 18,7 kJ (4,5 kcal), Fette – 19,8 kJ (4,74 kcal).

Mehrere physiologische Parameter im Zusammenhang mit dem Sauerstoffverbrauch können zur indirekten Bestimmung der Stoffwechselrate herangezogen werden: Atemfrequenz und Beatmungsvolumen, Herzfrequenz und Minutenvolumen des Blutflusses spiegeln alle den Energieverbrauch wider. Allerdings sind diese Indikatoren nicht genau genug.

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Die Intensität des Energiestoffwechsels variiert stark und hängt von vielen Faktoren ab. Um die Energiekosten verschiedener Menschen vergleichen zu können, wurde daher ein bedingter Standardwert eingeführt – der Grundumsatz. Der Grundumsatz ist der minimale Energieaufwand eines wachen Körpers, der unter streng kontrollierten Standardbedingungen ermittelt wird:

• 1) bei einer angenehmen Temperatur (18-20 Grad Celsius);
• 2) in liegender Position (aber die Person sollte nicht schlafen);
• 3) in einem Zustand emotionalen Friedens, da Stress den Stoffwechsel anregt;
• 4) auf nüchternen Magen, d.h. 12-16 Stunden nach der letzten Mahlzeit.

Der Grundumsatz hängt vom Geschlecht, Alter, der Größe und dem Körpergewicht einer Person ab. Der durchschnittliche Grundumsatz beträgt 1 kcal pro 1 Stunde und 1 kg Körpergewicht. Bei Männern beträgt der Grundumsatz pro Tag etwa 1700 kcal, bei Frauen ist der Grundumsatz pro 1 kg Körpergewicht etwa 10 % geringer als bei Männern, bei Kindern ist er größer als bei Erwachsenen und nimmt mit zunehmendem Alter allmählich ab.

Der tägliche Energieaufwand eines gesunden Menschen übersteigt den Wert des Grundumsatzes deutlich und setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen: Grundumsatz; Arbeitssteigerung, d.h. Energiekosten im Zusammenhang mit der Ausführung einer bestimmten Arbeit; spezifische dynamische Wirkung von Lebensmitteln. Die Gesamtheit der Komponenten des täglichen Energieverbrauchs bildet den funktionierenden Stoffwechsel. Muskelarbeit verändert die Stoffwechselrate erheblich. Je intensiver die geleistete Arbeit ist, desto höher ist der Energieverbrauch. Die Höhe des Energieverbrauchs bei verschiedenen körperlichen Aktivitäten wird durch den körperlichen Aktivitätskoeffizienten bestimmt – das Verhältnis des gesamten Energieverbrauchs aller Aktivitätsarten pro Tag zum Wert des Grundumsatzes. Nach diesem Prinzip wird die gesamte Bevölkerung in 5 Gruppen eingeteilt.

Wer im Sitzen leichte Arbeit verrichtet, benötigt 2400 – 2600 kcal pro Tag, wer mit größerer Muskelbelastung arbeitet, benötigt 3400 – 3600 kcal, wer schwere Muskelarbeit verrichtet – 4000 – 5000 kcal und mehr. Bei trainierten Sportlern kann bei kurzzeitigem, intensivem Training die Menge des Arbeitsstoffwechsels 20-mal höher sein als der Grundstoffwechsel. Der Sauerstoffverbrauch bei körperlicher Aktivität spiegelt nicht den gesamten Energieverbrauch wider, da ein Teil davon für die Glykolyse (anaerob) aufgewendet wird und keinen Sauerstoffverbrauch erfordert.

Die Differenz zwischen dem Bedarf an 02 und seinem Verbrauch ist die durch den anaeroben Abbau gewonnene Energie und wird Sauerstoffschuld genannt. Der Sauerstoffverbrauch bleibt auch nach Beendigung der Muskelarbeit hoch, da zu diesem Zeitpunkt die Sauerstoffschuld zurückgezahlt wird. Sauerstoff wird für die Umwandlung des Hauptnebenprodukts des anaeroben Stoffwechsels – Milchsäure in Brenztraubensäure –, für die Phosphorylierung von Energieverbindungen (Kreatinphosphat) und die Wiederherstellung der O2-Reserven im Muskelmyoglobin aufgewendet.

Essen steigert den Energiestoffwechsel (die spezifische dynamische Wirkung der Nahrung). Eiweißnahrungsmittel erhöhen den Stoffwechsel um 25–30 %, Kohlenhydrate und Fette um 10 % oder weniger. Im Schlaf ist der Stoffwechsel fast 10 % niedriger als der Grundumsatz. Der Unterschied zwischen Wachzustand im Ruhezustand und Schlafzustand liegt darin begründet, dass im Schlaf die Muskulatur entspannt ist. Bei einer Überfunktion der Schilddrüse steigt der Grundstoffwechsel, bei einer Unterfunktion nimmt er ab. Eine Abnahme des Grundstoffwechsels tritt auf, wenn die Funktionen der Keimdrüsen und der Hypophyse unzureichend sind.

Bei geistiger Arbeit ist der Energieverbrauch deutlich geringer als bei körperlicher Arbeit. Selbst sehr intensive geistige Arbeit, wenn sie nicht von Bewegungen begleitet wird, führt zu einem Anstieg des Energieverbrauchs um nur 2-3 % im Vergleich zu völliger Ruhe. Wenn geistige Aktivität jedoch mit emotionaler Erregung einhergeht, kann der Energieverbrauch spürbar höher sein. Die erlebte emotionale Erregung kann in den nächsten Tagen zu einer Steigerung des Stoffwechsels um 11-19 % führen.

In erster Näherung ist der Arbeitsaustausch zwei- bis dreimal höher als der Hauptaustausch. Für Menschen in bestimmten Berufen gibt es empirisch ermittelte Durchschnittswerte des täglichen Energieverbrauchs. Beispielsweise verbraucht ein junger Mann von durchschnittlicher Größe und Gewicht, der geistige Arbeit und Fitness vereint, etwa 3000 kcal pro Tag. Eine solche ungefähre Einschätzung sagt jedoch nichts aus: Zwei ähnliche Menschen können völlig unterschiedlich viel Energie für dieselbe Arbeit aufwenden. Deshalb verliert eine Person in einer Trainingswoche so viele zusätzliche Pfunde, wie eine andere Person in einem Monat bei gleicher Belastung nicht verlieren kann.

Die Schilddrüse (lat. Glandula thyroidea) ist eine endokrine Drüse bei Wirbeltieren und Menschen, die Hormone produziert, die an der Regulierung des Stoffwechsels beteiligt sind – Thyroxin, Trijodthyronin, Thyrocalcitonin. Diese Hormone enthalten Jod, daher ist dieses Element für die normale Funktion der Drüse notwendig.

Bei einem Erwachsenen befindet sich die Schilddrüse vorne am Hals, vor dem Kehlkopf und oben in der Luftröhre.

Die Schilddrüse produziert eine Reihe von Hormonen, die an der Regulierung der Prozesse des Wachstums, der Entwicklung und der Gewebedifferenzierung beteiligt sind. Sie erhöhen die Stoffwechselrate und den Sauerstoffverbrauch von Organen und Geweben.

Mittlerweile weiß man, dass die Schilddrüse aus zwei Lappen besteht, die durch einen schmalen Isthmus verbunden sind. Dies ist die größte endokrine Drüse. Bei einem Erwachsenen beträgt seine Masse 25-60 Gramm.

Schilddrüsenerkrankungen

Myxödem

Kretinismus

Hashimotos Kropf

Thyreotoxikose

Hypothyreose

Schilddrüsenkrebs

Morbus Basedow

Die Nebenschilddrüsen und Nebenschilddrüsen befinden sich auf der Rückseite der Schilddrüse. Es gibt vier dieser Drüsen, sie sind sehr, sehr klein, ihre Gesamtmasse beträgt nur 0,1-0,13 g. Das Hormon dieser Drüsen reguliert den Gehalt an Salzen, Kalzium und Phosphor im Blut; bei einem Mangel dieses Hormons das Wachstum Die Funktion von Knochen und Zähnen wird beeinträchtigt und die Erregbarkeit des Nervensystems nimmt zu.

Inhaltsverzeichnis zum Thema „Stoffwechsel und Energie. Ernährung. Grundstoffwechsel.“:
1. Stoffwechsel und Energie. Ernährung. Anabolismus. Katabolismus.
2. Proteine ​​und ihre Rolle im Körper. Rubner-Verschleißkoeffizient. Positive Stickstoffbilanz. Negative Stickstoffbilanz.
3. Lipide und ihre Rolle im Körper. Fette. Zelllipide. Phospholipide. Cholesterin.
4. Braunes Fett. Braunes Fettgewebe. Blutplasmalipide. Lipoproteine. LDL. HDL. VLDL.
5. Kohlenhydrate und ihre Rolle im Körper. Glucose. Glykogen.


8. Die Rolle des Stoffwechsels bei der Deckung des Energiebedarfs des Körpers. Phosphorylierungskoeffizient. Kalorienäquivalent von Sauerstoff.
9. Methoden zur Beurteilung des Energieverbrauchs des Körpers. Direkte Kalorimetrie. Indirekte Kalorimetrie.

Unter Grundumsatz den Mindestenergieaufwand verstehen, der erforderlich ist, um die lebenswichtigen Funktionen des Körpers unter Bedingungen relativ vollständiger körperlicher, emotionaler und geistiger Ruhe aufrechtzuerhalten. Im Zustand relativer Ruhe wird Energie für die Funktionen des Nervensystems, die ständig laufende Stoffsynthese, den Betrieb von Ionenpumpen, die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur, die Aktivität der Atemmuskulatur, der glatten Muskulatur und die Arbeit des Herzens aufgewendet und Nieren.

Energieverbrauch des Körpers Anstieg bei körperlicher und geistiger Arbeit, psycho-emotionalem Stress, nach dem Essen und wenn die Umgebungstemperatur sinkt. Um den Einfluss der aufgeführten Faktoren auf die Höhe des Energieverbrauchs auszuschließen, erfolgt die Bestimmung des Grundumsatzes unter standardmäßigen, streng kontrollierten Bedingungen: morgens, im Liegen, bei maximaler Muskelentspannung, im Wachzustand, in Temperaturkomfortbedingungen (ca. 22 °C), auf nüchternen Magen ( 12-14 Stunden nach dem Essen). Die unter solchen Bedingungen erhaltenen Werte des Grundstoffwechsels charakterisieren das anfängliche „Grundniveau“ des Energieverbrauchs des Körpers.

Für einen Erwachsenen liegt der Durchschnittswert bei Grundumsatz entspricht 1 kcal/kg/h (4,19 kJ). Folglich beträgt der Energieverbrauch für einen erwachsenen Mann mit einem Gewicht von 70 kg etwa 1700 kcal/Tag (7117 kJ), für Frauen etwa 1500 kcal/Tag. Die Intensität des Grundumsatzes hängt eng mit der Größe der Körperoberfläche zusammen, was auf die direkte Abhängigkeit der Wärmeübertragungsmenge von der Körperoberfläche zurückzuführen ist. Bei Warmblütern unterschiedlicher Körpergröße wird von 1 m2 Körperoberfläche die gleiche Wärmemenge an die Umgebung abgegeben. Auf dieser Grundlage wurde es formuliert Körperoberflächengesetz, wonach der Energieverbrauch eines Warmblüters proportional zur Größe der Körperoberfläche ist.

Tabelle 12.4. Gleichungen zur Berechnung des Grundumsatzes.

Grundumsatzwerte bestimmt durch direkte oder indirekte Kalorimetriemethoden. Seine richtigen Werte können mithilfe von Gleichungen berechnet werden, die Geschlecht, Alter, Größe und Körpergewicht berücksichtigen (Tabelle 12.4).

Normalwerte des Grundumsatzes bei einem Erwachsenen kann es auch mit der Dreyer-Formel berechnet werden:

H = W/K A,

Dabei ist W das Körpergewicht (g), A das Alter und K eine Konstante (0,1015 für Männer und 0,1129 für Frauen).

Grundumsatz hängt vom Verhältnis von Anabolismus- und Katabolismusprozessen im Körper ab. Das Überwiegen anaboler Stoffwechselprozesse gegenüber katabolen Prozessen im Kindesalter führt zu höheren Werten der Grundumsatzraten bei Kindern (1,8 bzw. 1,3 kcal/kg/h bei Kindern im Alter von 7 bzw. 12 Jahren) im Vergleich zu Erwachsenen (1 kcal/kg/ h), bei dem die Prozesse des Anabolismus und Katabolismus in ihrem Gesundheitszustand ausgeglichen sind.

Da die Indikatoren Wärmeproduktion, Blutdruck und Puls miteinander zusammenhängen, ist eine Berechnung möglich Grundumsatz und seine Abweichungen von der Norm nach folgender Formel:

PO = 0,75 (HR + PP 0,74) – 72,

Dabei ist PO der Prozentsatz der Abweichung von der Norm, HR die Herzfrequenz und PP der Pulsdruck.

Für jede Altersgruppe von Menschen etabliert und akzeptiert Grundumsatzstandards. Dies ermöglicht es, bei Bedarf den Wert einer Person zu messen und die von ihr erhaltenen Indikatoren mit den normativen zu vergleichen. Als normal gilt eine Abweichung des Grundumsatzes vom Normwert um maximal +10 %. Größere Abweichungen im Grundstoffwechsel können als diagnostische Anzeichen für Körpererkrankungen wie eine Funktionsstörung der Schilddrüse dienen; Erholung nach schweren und langfristigen Erkrankungen, begleitet von der Aktivierung von Stoffwechselprozessen; Vergiftung und Schock, begleitet von einer Hemmung des Stoffwechsels.

Grundumsatz variiert in verschiedenen Organen und Geweben. Da der Energieverbrauch im Ruhezustand sinkt, können sie in der folgenden Reihenfolge angeordnet werden: innere Organe-Muskeln-Fettgewebe.

Bei Menschen und Tieren spricht man unter normalen Lebensbedingungen vom allgemeinen Stoffwechsel.

Der durchschnittliche Gesamtstoffwechsel beim Menschen ist viel höher als bei Tieren. Pro 1 kg Körpergewicht verbraucht ein Erwachsener im Laufe seines Lebens bis zu 3.300.000 kJ, ein Pferd – 685.000, ein Hund – 690.000, eine Kuh – 592.000 kJ. Von dieser kJ-Menge verbraucht ein Mensch etwa 5 %, um das Körpergewicht wiederherzustellen, ein Pferd und eine Kuh – 33 %, ein Hund – 35 % (M. Rubner). Folglich verbraucht ein Mensch im Laufe seines Lebens pro kg Masse etwa 2.900.000 kJ für Arbeit und Wärmeerzeugung, was ein Vielfaches mehr ist als bei Tieren.

Der Stoffwechsel unter streng definierten Bedingungen, der einen Vergleich des Stoffwechsels bei verschiedenen Tieren ermöglicht, wird als grundlegend bezeichnet.

Der Grundstoffwechsel ist ein extrem niedriges Stoffwechselniveau, das das menschliche Leben mit muskulärer und geistiger Ruhe, auf nüchternen Magen, morgens, mindestens 12–14 Stunden nach dem Essen, bei normaler Körpertemperatur und einer Umgebungstemperatur von etwa 20–22 °C gewährleistet Grad.

Für jeden Menschen ist der Grundumsatz ein relativ konstanter Wert. Der Grundstoffwechsel hängt vom Funktionszustand des Nervensystems, Alter, Geschlecht, Körpergröße und Körperoberfläche, dem physiologischen Zustand des Körpers, der Jahreszeit und bei Tieren auch von der Art und Rasse ab.

Bei Tieren wird der Grundstoffwechsel unter folgenden Bedingungen bestimmt: 1) im Zustand relativer Ruhe, 2) bei einer für eine bestimmte Tierart optimalen Temperatur, 3) bei relativ freiem Verdauungskanal.

Um den Grundstoffwechsel in verschiedenen tierischen Organismen zu vergleichen, wird die Wärmeproduktion in Kilojoule pro Stunde pro 1 kg Körpergewicht berücksichtigt.

Der Grundstoffwechsel stellt den niedrigsten Energieaufwand dar, der zur Aufrechterhaltung der grundlegenden Lebensprozesse in Zellen, Geweben und Organen, zur Kontraktion der Atemmuskulatur, des Herzens und der Drüsentätigkeit erforderlich ist. Bei der Bestimmung des Grundumsatzes ist zu berücksichtigen, dass der Großteil der thermischen Energie bei oxidativen Prozessen in der Muskulatur freigesetzt wird.

Der durchschnittliche Grundumsatz eines gesunden Menschen mittleren Alters beträgt etwa 4,2 kJ pro Stunde und 1 kg Körpergewicht.

Dünne Menschen produzieren 50 % mehr Wärme pro kg Körpergewicht als dicke Menschen. Dieser Unterschied verschwindet jedoch nahezu, wenn die Berechnung für 1 m 2 Körperoberfläche erfolgt. Dadurch konnten wir davon ausgehen, dass der Grundstoffwechsel annähernd proportional zur Körperoberfläche ist und nicht von der Körpergröße abhängt (Rubnersche Regel). Dieses Muster wurde nicht bestätigt. Es stellte sich heraus, dass der Stoffwechsel nicht nur von der Oberfläche, sondern auch von der Körpergröße des Tieres abhängt. Beispielsweise ist bei einem Pferd der Grundstoffwechsel pro 1 m 2 fast doppelt so hoch wie bei einer Ratte.

Die Intensität des Stoffwechsels wird hauptsächlich durch die Aktivität des Zytoplasmas, insbesondere der Muskelaktivität, bestimmt und nicht durch die Größe der Außenfläche. Beispielsweise nimmt im ersten Lebensjahr das Gewicht eines Kindes um das Dreifache zu und die Größe seiner Außenfläche nimmt stark ab (V. N. Nikitin, 1963).

Die führende Rolle bei der Regulierung des Grundstoffwechsels entsprechend den Lebensbedingungen kommt dem Nervensystem zu.

Altersbedingte, tägliche, klimatische und andere Veränderungen des Grundstoffwechsels

Der Grundstoffwechsel nimmt mit zunehmendem Alter ab. Männer haben in jedem Alter einen höheren Grundumsatz als Frauen.

Im Schlaf sinkt der Grundumsatz aufgrund der vollständigen Entspannung der Skelettmuskulatur auf 13 %. Bei einer Körpertemperatur von 1 °C erhöht sich der Grundumsatz um durchschnittlich 10 %. In heißen Klimazonen ist der Grundstoffwechsel um 10–20 % niedriger, in kalten Klimazonen hingegen viel höher. Der Grundstoffwechsel hängt auch von der Aktivität der endokrinen Drüsen ab. Wenn beispielsweise die Funktion der Schilddrüse zunimmt, nimmt sie deutlich zu, und wenn die Funktion der Hypophyse und der Schilddrüse abnimmt, nimmt sie stark ab.

Die spezifische dynamische Wirkung von Lebensmitteln besteht darin, dass nach dem Essen der Stoffwechsel ansteigt. Daher wird vor der Nahrungsaufnahme der Grundumsatz ermittelt.

Besonders groß ist die spezifische Dynamikwirkung. Wenn Proteine ​​in den Körper gelangen, erhöht sich der Grundstoffwechsel um durchschnittlich 30 %, im Durchschnitt sogar um 4 %. Die spezifische dynamische Wirkung von Nährstoffen beruht auf der Verstärkung oxidativer Prozesse durch Stoffwechselzwischenprodukte. Eine unbedeutende Rolle spielt die Steigerung der Aktivität des Verdauungskanals nach dem Eintritt der Nahrung. Da der Stoffwechsel durch das Nervensystem reguliert wird, hängt die spezifische dynamische Wirkung von den Funktionen des Nervensystems ab und wird durch unbedingte Reflexe reguliert.

Bei Kindern ist die spezifische dynamische Wirkung von Nährstoffen weniger ausgeprägt als bei Erwachsenen.

Essen erhöht den Stoffwechsel auf konditionierte Reflexweise.

Energieverbrauch im Betrieb

Der Arbeitswechselkurs ist tagsüber viel höher als der Basalwechselkurs. Der größte Teil des Anstiegs des Energieverbrauchs ist auf Muskelarbeit zurückzuführen, weniger –.

Mehr als der Grundumsatz wird für die Muskelarbeit aufgewendet. Dieser Aufwand ist umso größer, je intensiver die körperliche Arbeit ist.

Der Energieverbrauch eines Menschen pro Tag beträgt bei leichter körperlicher Arbeit 9211-11732 kJ, bei mäßiger körperlicher Arbeit 11723-15073 kJ und bei schwerer körperlicher Arbeit 150773-18841-30146 kJ. Der Energieverbrauch von Sportschülern beträgt durchschnittlich 16.748 kJ.

Durchschnittlicher Energieverbrauch in kJ pro 1 kg Körpergewicht während (on - 3,9, wach liegend - 4,63, Vorlesen - 6,3, Tippen - 8,4, Hausaufgaben - 7,55-12,6, leises Laufen auf ebener Straße - 25,2, Geschwindigkeitslaufen 100 m – 189, Skifahren mit einer Geschwindigkeit von 12 km/h – 50,5, Rudern – 10,5–25,2, Radfahren – 14,7–37,8.

Beim Menschen ist der Energieverbrauch bei geistiger Arbeit 2-3 % höher als der Grundumsatz, und wenn geistige Arbeit bei Emotionen (Dozent, Redner, Künstler etc.) mit Muskelaktivität einhergeht, erhöht sich der Energieverbrauch um 10-20 % für einige Tage.