Энергетические затраты и потребность в энергии

Согласно современной концепции регуляции энергетического обмена в исследованиях баланса энергии необходимо оценивать три основных компонента: поступление энергии с пищей, запасы её в организме и энергетические затраты. Поступление энергии в организм человека регулируется сложной системой, управляющей такими физиологическими проявлениями, как аппетит и насыщение (регулируемые как механическим стимулом со стороны пищеварительного канала, так и гормональными реакциями на вид, запах и употребление пищи), а также изменениями концентраций и различных метаболических субстратов в крови. Адекватность потребляемой энергии зависит также от степени абсорбция и утилизации энергетических компонентов пищи. Энергозатраты являются суммарным выражением трех слагаемых величин: основного обмена, специфического динамического действия (СДД) пищи и расхода энергии в результате мышечной деятельности.

Под основным обменом следует понимать обмен энергии, необходимый для поддержания процессов жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя, при исключении всех эндо- и экзогенных влияний. Современные исследования показали, что основной обмен не является величиной постоянной для данного индивидуума. Повышению энергетического обмена способствуют мышечная работа, климатические условия, процессы переваривания и усвоения пищи, нервно-эмоциональное напряжение, патологические состояния внутренних органов, эндокринные заболевания, условно-рефлекторные и другие факторы. С возрастом основной обмен снижается, что объясняется уменьшением мышечной активности, массы органов, количества и активности клеток, а также замедлением окислительных процессов в организме.

С увеличением массы тела повышается и основной обмен. Однако строгой пропорциональности при этом не отмечено. Многими исследователями установлена корреляционная зависимость между величиной основного обмена и развитием мускулатуры, между величинами энергозатрат в покое и клеточной массой тела. В связи с этим возникло предложение выражать величины основного обмена в расчете на 1 кг тощей (мышечной и костной) массы тела. Однако этот принцип не нашел пока широкого применения из-за сложности методики её прижизненного определения. Установлена высокая корреляционная зависимость между величиной основного обмена и ренальной экскрецией общего азота и его метаболитов, креатинина, содержанием калия в организме.

Дж. А. Харрис и Ф. Г. Бенедикт (1919) путём статистической обработки результатов определения основного обмена у здоровых людей разного возраста и пола вывели уравнение и подготовили специальные таблицы для расчета величин основного обмена у мужчин и женщин по данным о массе тела, росте и возрасте. В настоящее время таблицы Харриса и Бенедикта подвергаются справедливой критике, так как основной обмен у одного и того же индивидуума может изменяться в разные дни в пределах от − 20 до +15,5 % и более. Кроме того, показано, что уравнение Харриса − Бенедикта корректно только для людей с адекватным питанием. При недостаточности питания потребление кислорода в покое оказалось увеличенным. Продолжительное ограничение питания, а также избыточное потребление пищи, повышенное или недостаточное содержание в рационе отдельных пищевых веществ так же влияют на величину основного обмена. При ограничении питания этими исследователями констатировано снижение основного обмена на 20 − 40 %. Большинство исследователей считают, что низкая температура способствует повышению основного обмена, а высокая, напротив, его снижению. Отмечены сезонные изменения основного обмена у сельскохозяйcтвенных рабочих − повышение весной и снижение зимой. Они обусловлены не только воздействием температурного фактора, но и сезонными колебаниями гормональных функций организма, изменением двигательной и трудовой активности, степенью защиты от холода. На холоде увеличение энергозатрат стимулирует термогенез, что компенсируется повышением энергетической ценности рациона. Возрастание физической активности через симпатическую нервную систему приводит к гормональным сдвигам, наиболее важный из которых − секреция инсулина. Предполагают, что инсулин непосредственно не участвует в активации термогенеза, но контролирует дыхательную вместимость тканей путем регуляции синтеза митохондриальных белков.