Основной обмен

Структура энергозатрат и факторы влияния

Даже когда человек полностью расслаблен, его внутренние органы продолжают потреблять энергию. Базальный метаболизм включает в себя затраты, которые невозможно исключить у живого организма. К ним относится деятельность сердца и поддержание кровообращения, непрерывное дыхание, работа органов выделения (почек и печени), а также функционирование желез внутренней секреции.

На итоговую величину базового расхода энергии влияют несколько ключевых факторов:

• Пол и возраст;
• Рост и масса тела;
• Эколого-географические условия обитания.

Возрастные особенности и динамика метаболизма

Интенсивность энергозатрат напрямую зависит от баланса двух процессов: синтеза тканей (анаболизма) и их распада (катаболизма).

1. Детский возраст. Процессы анаболизма преобладают, поэтому показатели на килограмм массы значительно выше, чем у взрослых. Новорожденные тратят около 53 ккал/кг в час, к одному году этот показатель снижается до 42 ккал, в 7 лет составляет 1,8 ккал, а к 12 годам — 1,3 ккал.
2. Подростки. Именно в этот период наблюдается абсолютный пик суммарных энергетических затрат. Суточный расход юношей 16 лет может достигать 3500 ккал, а девушек 14 лет — 2800 ккал.
3. Взрослые. При легком труде суммарные затраты стабилизируются (около 2420 ккал у мужчин и 2100 ккал у женщин). Базовый расход взрослого мужчины весом 70 кг составляет около 1680 ккал/сутки.
4. Пожилой возраст. Интенсивность обмена падает, так как процессы катаболизма начинают доминировать над анаболизмом.

Закон поверхности тела (правило Рубнера)

Сравнительная физиология показывает, что теплопродукция на 1 кг массы у разных видов животных резко отличается. Например, у мыши она составляет 654 ккал, а у лошади — всего 11,3 ккал.

На основе этих данных М. Рубнер сформулировал закон поверхности тела: энергетические затраты теплокровных пропорциональны не массе, а площади поверхности тела. Отдача тепла напрямую зависит от площади поверхности, контактирующей со средой. С 1 квадратного метра поверхности разные организмы рассеивают примерно одинаковое количество тепла (в диапазоне 900–1200 ккал/сутки).

Ограничения закона: правило не абсолютно. На метаболизм влияют экология вида (у волка обмен выше, чем у собаки аналогичного размера), климат (у полярных животных обмен интенсивнее, чем у тропических), характер теплоизоляции (шерсть, одежда), а также тип организации протоплазмы клеток.

Условия измерения и клиническое значение

В медицинской практике показатель определяют методами прямой или непрямой калориметрии. Чтобы данные были достоверными, исследование проводят в строго контролируемых стандартных условиях:

• Время и состояние: утром, сразу после сна, в положении лежа. Требуется полное физическое и психоэмоциональное расслабление.
• Питание: натощак (через 12–14 часов после еды). За 2–3 дня до процедуры ограничивают белковую пищу, чтобы исключить ее специфическое динамическое действие (затраты на переваривание).
• Среда: в помещении создают температурный комфорт (около 22 °С).

В клинике оценка базального расхода помогает диагностировать состояние щитовидной железы. Это особенно ценно, когда прямое измерение уровня гормонов T3 и T4 затруднено. При гиперфункции железы метаболизм существенно возрастает, а при гипофункции — падает.

Нейрогуморальная регуляция

Главным центром, регулирующим обменные процессы, является гипоталамо-гипофизарная система.

• Вегетативная нервная система: симпатический отдел ускоряет метаболизм, повышая расход энергии, а парасимпатический — снижает его.
• Гормональный контроль: секреция гормонов щитовидной железы, гипофиза и половых желез модулирует соотношение анаболизма и катаболизма. Выброс этих гормонов приводит к значительному повышению базового обмена.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Прямая и непрямая калориметрия: принципы и методики
• Специфическое динамическое действие различных нутриентов
• Рабочий обмен и классификация труда по тяжести
• Влияние гормонов щитовидной железы на клеточный метаболизм
• Особенности терморегуляции у теплокровных и холоднокровных организмов

Другие темы раздела «Обмен веществ и энергии»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.