Échange d'énergie de l'homme

"Le corps humain est une" machine "qui peut libérer de l'énergie chimique associée au" carburant "des produits alimentaires; ces «carburants» sont les hydrates de carbone, les graisses, les protéines et l'alcool »(OMS).

L'utilisation principale de n'importe laquelle des sources énumérées a des caractéristiques différentes en termes d'amplitude du métabolisme énergétique et des changements métaboliques associés.

Caractéristiques de diverses sources métaboliques d'approvisionnement en énergie alimentaire

Indicateurs	Glucose	Palmitate	Protéine
Dégagement de chaleur, kcal:
Pour 1 mole oxydée	673	2398	475
1 g oxydé	3,74	9h30	5,40
Consommation d'oxygène:
Taupe	66,0	23,0	5.1
L	134	515	114
Production de dioxyde de carbone
Taupe	66,0	16,0	4.1
L	134	358	92
Production d'ATP, mol:	36	129	23
Coût des produits ATP:
A / d	18,7	18,3	20,7
Dans / de	3,72	3,99	4,96
C / d	3,72	2,77	4,00
Taux respiratoire	1,00	0.70	0,81
Équivalent énergétique pour 1 litre d'oxygène usé	5,02	4,66	4,17

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Les étapes de l'échange d'énergie

Bien que la dissimilation et la synthèse des structures de protéines, de graisses et de glucides aient des caractéristiques et des formes spécifiques, il existe cependant, dans la transformation de ces diverses substances, un certain nombre d'étapes et de régularités fondamentalement communes. En ce qui concerne l'énergie libérée par le métabolisme, le métabolisme énergétique devrait être divisé en trois étapes principales.

Au premier stade du tractus gastro-intestinal, de grandes molécules de nutriments sont divisées en petites molécules. 3 sont formés à partir des hydrates de carbone des hexoses (glucose, galactose, fructose), des protéines de - 20 acides aminés, les graisses (triglycérides) - (. Par exemple les pentoses et al) des acides gras et de glycérol, ainsi que des sucres rares. Il est calculé qu'en moyenne du corps humain au cours de sa durée de vie se prolonge en glucides - 17,5 m, de protéines - 2,5 m, la graisse -. 1,3 m Nombre de l'énergie libérée dans la phase I que légèrement, alors qu'il est libéré sous forme de chaleur. Ainsi, dans le clivage des polysaccharides et des protéines libérées environ 0,6% de matières grasses - 0,14% de l'énergie totale produite avec leur pleine décomposition pour mettre fin à des produits du métabolisme. Par conséquent, l'importance des réactions chimiques de la première phase consiste principalement dans la préparation de nutriments pour la libération effective de l'énergie.

Lors de la deuxième étape, ces substances subissent encore une division par combustion incomplète. Le résultat de ces processus - combustion incomplète - semble inattendu. Sont formés à partir de 25 à 30 substances, à l'exception du CO2 et H2O, seuls trois produits finaux: α-cétoglutarique, l'acide oxaloacétique et l'acide acétique, comme atsetilkoenzima R. Quantitativement l'emporte ainsi coenzyme acétyle A. Pendant la phase II est libéré environ 30% de l'énergie contenue dans la substance nutritive substances.

Au troisième stade, appelé cycle de l'acide tricarboxylique de Krebs, les trois produits finaux de la phase II sont brûlés en dioxyde de carbone et en eau. Dans le même temps, 60-70% de l'énergie des nutriments est libérée. Le cycle de Krebs est la voie d'extrémité commune pour le clivage des hydrates de carbone, des protéines et des graisses. C'est en quelque sorte le point clé de l'échange, où les convergences de diverses structures convergent et où la transition mutuelle des réactions de synthèse est possible.

Contrairement au stade I - les étapes de l'hydrolyse dans le tractus gastro-intestinal - dans les phases II et III du clivage des substances, non seulement la libération d'énergie se produit, mais aussi une sorte particulière d'accumulation.

Réactions d'échange d'énergie

La conservation de l'énergie est réalisée en convertissant l'énergie de la division des produits alimentaires en une forme spéciale de composés chimiques appelés macroergas. Les porteurs de cette énergie chimique dans le corps sont divers composés de phosphore dans lesquels la liaison du résidu d'acide phosphorique est une liaison macroscopique.

La place principale dans le métabolisme énergétique appartient à la liaison pyrophosphate avec la structure de l'adénosine triphosphate. Sous la forme de ce composé dans le corps, 60 à 70% de toute l'énergie libérée lors de la dégradation des protéines, des graisses, des glucides est utilisée. L'utilisation de l'énergie (oxydation sous la forme d'ATP) est d'une grande importance biologique, car par ce mécanisme, il est possible de séparer le lieu et le moment de la libération d'énergie et sa consommation réelle dans le processus de fonctionnement des organes. On estime qu'en 24 heures, la quantité d'ATP formée et divisée dans le corps est approximativement égale à la masse du corps. La conversion de l'ATP en ADP libère 41,84-50,2 kJ, ou 10-12 kcal.

L'énergie métabolique résultant est consacré à l'échange principal, t. E. Le maintien de la vie dans un état de repos à une température ambiante de 20 ° C, la croissance (métabolisme plastique), le travail musculaire et la digestion et l'absorption des aliments (mesures spécifiquement dynamique nourriture). Il y a des différences dans la dépense d'énergie résultant de l'échange, chez un adulte et un enfant.

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Échange de base

L'enfant, comme tous les mammifères nés immatures, présente une augmentation initiale du métabolisme de base d'un an et demi, qui continue ensuite à augmenter régulièrement en termes absolus et est également régulièrement réduite par unité de poids corporel.

Souvent, des méthodes computationnelles pour calculer le métabolisme basal sont utilisées. Les formules sont généralement axées sur des indicateurs de longueur ou de poids corporel.

Calcul du métabolisme de base par le poids corporel (kcal / jour). Recommandations FAO / BO3

Âge	Les garçons	Filles
0-2 ans	60,9 P-54	61 P - 51
3-9 ans	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

L'énergie totale reçue des aliments est distribuée pour fournir le métabolisme de base, l'effet dynamique spécifique des aliments, les pertes de chaleur associées à l'excrétion, l'activité physique (motrice) et la croissance. Dans la structure de la distribution d'énergie, c'est-à-dire, l'échange d'énergie est distingué:

• Énergie reçue (provenant de la nourriture) = Énergie déposée + Énergie utilisée.
• Energie absorbée = Energie reçue - Energie excrétée.
• Energie métabolisée = Energie reçue - Approvisionnement en énergie (vie) et activité, ou «coûts de base».
• L'énergie des coûts de base est égale à la somme:
  • métabolisme basal;
  • thermorégulation;
  • effet de réchauffement des aliments (SDDP);
  • les coûts d'activité;
  • coûts pour la synthèse de nouveaux tissus.
• L'énergie de dépôt est l'énergie dépensée pour le dépôt de protéines et de graisses. Le glycogène n'est pas pris en compte, puisque son dépôt (1%) est insignifiant.
• Energie de dépôt = Energie métabolisée - Energie des coûts de base.
• Coût énergétique de la croissance = Energie de synthèse de nouveaux tissus + Energie déposée dans un nouveau tissu.

Les principales différences d'âge sont la relation entre les coûts de la croissance et, dans une moindre mesure, l'activité.

Caractéristiques de l'âge de la distribution de la dépense énergétique journalière (kcal / kg)

Âge	Échange de base	SDDP	Pertes sur l'excrétion	Activité	Hauteur	Total
Prématuré	60	7th	20	15ème	50	152
8 semaines	55	7th	11ème	17ème	20	110
10 mois	55	7th	11ème	17ème	20	110
4 ans	40	6th	8ème	25	8-10	87-89
14 ans	35	6th	6th	20	14ème	81
Adulte	25	6th	6th	10	0	47

Comme on peut le voir, le coût de la croissance est très important pour un petit nouveau-né et pendant la première année de vie. Naturellement, chez un adulte, ils sont simplement absents. L'activité physique engendre une dépense énergétique importante, même chez un nouveau-né et un nourrisson, où l'expression de la succion du sein, de l'anxiété, des pleurs et des cris.

Avec l'anxiété de l'enfant, la consommation d'énergie augmente de 20-60%, et en criant - dans 2-3 fois. Les maladies font leurs demandes sur les coûts énergétiques. En particulier, ils augmentent avec une augmentation de la température corporelle (augmentation de 1 ° C de l'augmentation du métabolisme est de 10-16%).

Contrairement à un adulte, les enfants dépensent beaucoup d'énergie pour la croissance (métabolisme plastique). Il a maintenant été établi que pour l'accumulation de 1 g de poids corporel, c'est-à-dire un nouveau tissu, il est nécessaire de dépenser environ 29,3 kJ, soit 7 kcal. L'estimation suivante est plus précise:

• Energie "coût" de la croissance = Energie de synthèse + Energie de dépôt dans un nouveau tissu.

Chez un bébé prématuré, l'énergie de synthèse est de 1,3 à 5 kJ (0,3 à 1,2 kcal) par gramme, ajouté au poids corporel. À terme - 1,3 kJ (0,3 kcal) pour 1 g de poids corporel neuf.

Coût énergétique total de la croissance:

• jusqu'à 1 an = 21 kJ (5 kcal) pour 1 g de tissu neuf,
• après 1 an = 36,5-50,4 kJ (8,7-12 kcal) par 1 g de tissu neuf, soit environ 1% de l'énergie totale de la quantité de nutriments.

Puisque le taux de croissance chez les enfants varie à différentes périodes, la part du métabolisme plastique dans la dépense énergétique totale est différente. La croissance la plus intense est dans la période intra-utérine de développement, lorsque la masse de l'embryon humain augmente de 1 milliard 20 millions de fois (1,02 × 10 9). Le taux de croissance continue d'être assez élevé dans les premiers mois de la vie. Ceci est mis en évidence par une augmentation significative du poids corporel. Par conséquent, chez les enfants les 3 premiers mois, la part des échanges « plastique » des dépenses d'énergie est de 46%, puis dans la première année, il est réduit, cependant, avec 4 ans, et en particulier dans la période prépubère, une augmentation du taux de croissance, ce qui à nouveau se traduit par une augmentation de l'échange en plastique. En moyenne, chez les enfants de 6 à 12 ans, 12% des besoins énergétiques sont consacrés à la croissance.

Les coûts énergétiques pour la croissance

Âge	Poids corporel, kg	Gain de poids, g / jour	Coût de l' énergie , kcal / jour	Coût de l' énergie , kcal / (kg-jour)	En pourcentage de l'échange de base
1 mois	3.9	30	146	37	71
3 »	5,8	28	136	23	41
6 »	8.0	20	126	16	28
1 année	10,4	10	63	6th	11ème
5 ans	17,6	5	32	2	4
14 ans, les filles	47.5	18ème	113	2	8ème
16 ans, garçons	54,0	18ème	113	2	7th

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Consommation d'énergie pour les pertes difficiles à comptabiliser

Pour difficile pertes comptabilisées comprennent les pertes de graisse de matières fécales, les sucs digestifs et secrets, générés dans la paroi du tube digestif et dans les glandes, avec des cellules épithéliales exfoliées tomber loin le revêtement des cellules de la peau, les cheveux, les ongles, la sueur et le début de la puberté chez les filles - avec du sang menstruel. Malheureusement, ce problème n'a pas été étudié chez les enfants. On croit que chez les enfants de plus d'un an, il est d'environ 8% des coûts de l'énergie.

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La consommation d'énergie pour l'activité et le maintien d'une température corporelle constante

La part de la dépense énergétique sur l'activité et le maintien de la température corporelle varie avec l'âge de l'enfant (après 5 ans cela fait partie du concept de travail musculaire). Dans les 30 premières minutes après la naissance, la température du corps du nouveau-né diminue de près de 2 ° C, ce qui entraîne une dépense énergétique importante. Chez les nourrissons de maintenir une température corporelle constante à une température ambiante inférieure à la valeur critique (28 ... 32 ° C) et l'activité du corps de l'enfant est obligé de passer 200,8-418,4 kJ / (kg • jour) ou 48-100 kcal / (kg • jour). Par conséquent, avec l'âge, la dépense absolue d'énergie sur le maintien de la constance de la température corporelle et de l'activité augmente.

Cependant, la proportion de la consommation d'énergie pour maintenir la constance de la température corporelle chez les enfants de la première année de vie est d'autant plus faible que l'enfant est petit. Là encore, il y a une diminution de la consommation d'énergie, puisque la surface du corps, rapportée à 1 kg de poids corporel, diminue à nouveau. Dans le même temps, la consommation d'énergie pour l'activité (travail musculaire) augmente chez les enfants de plus de l'année, lorsque l'enfant commence à marcher, courir, faire de l'exercice ou faire du sport.

Le coût énergétique de l'activité physique

Type de mouvement	Cal / min
Faire du vélo à basse vitesse	4,5
Faire du vélo à une vitesse moyenne	7.0
Faire du vélo à grande vitesse	11,1
Danse	3,3-7,7
Football	8,9
Exercices de gymnastique sur les coquillages	3.5
Courir le sprint	13.3-16.8
Courir sur de longues distances	10,6
Patinage	11,5
Ski de fond à vitesse modérée	10.8-15.9
Courir sur des skis à la vitesse maximale	18,6
Natation	11.0-14.0

Chez les enfants âgés de 6 à 12 ans, la part d'énergie dépensée pour l'activité physique représente environ 25% des besoins en énergie, et chez l'adulte, 1/3.

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Action spécifique-dynamique de la nourriture

L'effet dynamique spécifique de la nourriture varie en fonction de la nature de la nourriture. Plus fort, il est exprimé avec des aliments riches en protéines, moins - avec l'apport de graisses et de glucides. Chez les enfants de la deuxième année de vie, l'effet dynamique spécifique de la nourriture est de 7-8%, chez les enfants d'âge avancé - au-dessus de 5%.

Dépenses pour la mise en œuvre et faire face au stress

C'est la direction naturelle de la vie normale et de la dépense énergétique. Le processus de la vie et l'adaptation sociale, l'éducation et le sport, la formation des relations interhumaines - tout cela peut être accompagné par le stress et les coûts énergétiques supplémentaires. En moyenne, cela représente 10% supplémentaires des "rations" énergétiques quotidiennes. Cependant, dans les maladies ou les traumatismes aigus et graves, le niveau des coûts du stress peut augmenter très significativement, ce qui nécessite d'être pris en compte dans le calcul du régime alimentaire.

Les données sur l'augmentation des besoins énergétiques pour le stress sont données ci-dessous.

États	Changement de la demande d' énergie
Brûle en fonction du pourcentage de surface corporelle brûlée	+ 30 ... 70%
Blessures multiples avec ventilation du matériel	+ 20 ... 30%
Infections sévères et traumatismes multiples	+ 10 ... 20%
Période postopératoire, infections mineures, fractures osseuses	0 ... + 10%

Un déséquilibre énergétique persistant (excès ou carence) provoque un changement du poids corporel et de la longueur du corps avec tous les indices de développement et l'âge biologique. Même une malnutrition modérée (4-5%) peut retarder le développement de l'enfant. Par conséquent, la sécurité énergétique alimentaire devient l'une des conditions les plus importantes pour l'adéquation de la croissance et du développement. Le calcul de cette sécurité est nécessaire pour effectuer régulièrement. Chez la plupart des enfants, les recommandations pour l'analyse peuvent être des recommandations sur l'énergie totale de la ration quotidienne, pour certains enfants ayant des conditions de vie ou de santé particulières, un calcul individuel est requis pour la somme de tous les composants énergivores. Un exemple d'utilisation des normes de sécurité de l'âge commun et la possibilité d'une correction individuelle de ces normes peuvent être les méthodes suivantes pour calculer les coûts de l'énergie.

Méthode de calcul pour déterminer le métabolisme basal

Jusqu'à 3 ans	3-10 ans	10-18 ans
Les garçons
X = 0,249 kg-0,127	X = 0,095 kg + 2,110	X = 0,074 kg + 2 754
Filles
X = 0,244 kg-0,130	X = 0,085 kg + 2 033	X = 0,056 kg + 2,898

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Coûts supplémentaires

Compensation des dommages - l'échange principal est multiplié: pour une chirurgie mineure, par 1,2; à trauma squelettique - selon 1,35; à la septicémie - sur 1,6; avec des brûlures - par 2.1.

Action spécifique-dynamique de la nourriture: + 10% du métabolisme basique.

Activité physique: repos au lit + 10% du métabolisme de base; assis dans la chaise + 20% du métabolisme de base; régime du patient du patient + 30% de l'échange de base.

Les frais pour la fièvre: selon 1 ° Avec l'augmentation moyenne journalière de la température du corps + 10-12% de l'échange basique.

Gain de poids: jusqu'à 1 kg / semaine + 1260 kJ (300 kcal) par jour.

Il est d'usage de formuler certaines normes d'approvisionnement en énergie liées à l'âge pour la population. De nombreux pays ont une telle réglementation. Sur leur base, toutes les rations alimentaires des collectifs organisés sont développées. Les régimes individuels sont également vérifiés avec eux.

Recommandations sur la valeur énergétique de la nutrition pour les jeunes enfants et jusqu'à 11 ans

	0-2 mois	3-5 mois	6-11 mois	1-3 ans	3-7 ans	7-10 ans
Énergie, total, kcal	-	-	-	1540	1970	2300
Énergie, kcal / kg	115	115	110	-	-	-

Recommandations pour la régulation de l'énergie (kcal / (kg • jour))

Âge, mois	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

Le calcul et la correction de l'échange d'énergie visent à éliminer les déficiences des principaux vecteurs d'énergie, à savoir, principalement les glucides et les graisses. Dans le même temps, l'utilisation de ces supports à des fins spécifiées n'est possible que si l'on tient compte et corrige l'apport de nombreux micronutriments concomitants fondamentalement nécessaires. Il est donc particulièrement important est la nomination de phosphate de potassium, vitamines B, en particulier thiamine et riboflavine, parfois carnitine, des antioxydants et d'autres. Le non-respect risqueriez incompatible avec l'état de la vie qui se posent précisément lorsque la nutrition intensive d'énergie, en particulier par voie parentérale.