Обмен энергии, состав пищи и суточный расход энергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обмен энергии, состав пищи и суточный расход энергии

1. Обмен энергии

метаболизм витамин энергия калория

1.1 Обмен белков

Обмен веществ и энергии, или метаболизм, - совокупность химических и физических превращений веществ и энергии, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность. Обмен веществ складывается из процессов ассимиляции и диссимиляции. Суть обмена, веществ или метаболизма, заключается в поступлении в организм из внешней среды различных веществ, усвоении и использовании их в процессе жизнедеятельности и выделение образовавшихся продуктов обмена во внешнюю среду.

Ассимиляция (анаболизм) - процесс распада сложных органических соединений, протекающий с высвобождением энергии. Единственным источником энергии для организма человека является окисление органических веществ, поступающих с пищей. При расщеплении пищевых продуктов до конечных элементов - углекислого газа и воды, - выделяется энергия, часть которой переходит в механическую работу, выполняемую мышцами, другая часть используется для синтеза более сложных соединений или накапливается в специальных макроэнергетических соединениях. Макроэнергетическими соединениями называют вещества, расщепление которых сопровождается выделением большого количества энергии.

Цель катаболизма - обеспечение энергией тела человека и на клеточном уровне, и для совершения различных движений. При потреблении пищи в организме происходит расщепление питательных органических веществ, при этом разрушительном действии высвобождается энергия.

Обменные процессы протекают очень интенсивно. Почти половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение трех месяцев. За 5 лет учебы роговица глаза у студента сменяется 350 раз, ткани желудка обновляются 500 раз, эритроцитов вырабатывается до 300 млрд. ежедневно, в течение 5-7 дней половина всего белкового азота печени заменяется. Энергозатраты организма возрастают при физической и умственной работе, психоэмоциональном напряжении, после приема пищи, при понижении температуры.

Соотношение катаболизма и анаболизма определяет три различных состояния: динамическое равновесие, рост, частичное разрушение структур тела. При динамическом равновесии, когда процессы анаболизма и катаболизма уравновешены, общее количество ткани не изменяется. Превалирование анаболических реакций приводит к накоплению ткани, происходит рост организма. Преобладание катаболизма над анаболизмом приводит к разрушению ткани, уменьшению массы организма - его истощению. У взрослых обычно при нормальном состоянии организма оба процесса находятся в равновесии.

Обмен белков

Белки - необходимый строительный материал протоплазмы клеток. Около 30% всех белков человеческого тела находится в мышцах, около 20% - в костях и сухожилиях и около 10% - в коже. Они выполняют в организме специальные функции. Все ферменты, многие гормоны, зрительный пурпур сетчатки, переносчики кислорода, защитные вещества крови являются белковыми телами. Белки сложны по своему строению и весьма специфичны. Белки, содержащиеся в пище, и белки в составе нашего тела значительно отличатся по своим качествам.

От уровня снабжения белками в большой степени зависят состояние здоровья, физическое развитие, физическая работоспособность, а у детей раннего возраста - и умственное развитие. Достаточность белка в пищевом рационе и его высокое качество позволяют создать оптимальные условия внутренней среды организма, необходимые для роста, развития, нормальной жизнедеятельности человека и его работоспособности. Под влиянием белковой недостаточности могут развиваться такие патологические состояния, как отек и ожирение печени. При недостатке белка в питании возникает ряд патологических изменений: замедляются рост и развитие организма, снижаются реактивность, устойчивость организма к инфекциям и интоксикациям.

Содержание белка в пищевых продуктах различно. К примеру, в свежем мясе и рыбе 18 г на 100 г продукта, в бобовых - 18, хлебе - 7, сыре, твороге- 20. Считается, что норма потребления белка в день для взрослого человека составляет 80-100 г. Если его поступает больше, то лишний белок идет на покрытие энергетических затрат организма. При этом он может трансформироваться в углеводы и другие соединения.

1.2 Обмен жиров

Жир используется организмом как богатый источник энергии. При распаде 1 г жира в организме освобождается энергии в два с лишним раза больше, чем при распаде такого же количества белков или углеводов. Недостаток жиров в пище нарушает деятельность центральной нервной системы и органов размножения, снижает выносливость к различным заболеваниям.

С жирами в организм поступают растворимые в них витамины (A, D, Е и др.), имеющие для человека жизненно важное значение.

На 1 кг массы взрослого человека в сутки должно поступать с пищей 1,25 г жиров (80-100 г в сутки).Конечные продукты обмена жиров - углекислый газ и вода.

По происхождению жиры делят на растительные и животные.

К растительным жирам (маслам) относят масло какао, кокосовое и пальмовое.

Жидкие жиры в зависимости от свойств делят на невысыхающие (оливковое, миндальное) и высыхающие (льняное, конопляное, маковое и др.) масла.

Животные жиры также делят на жидкие и твердые. Различают жидкие жиры наземных животных (копытный жир) и жидкие жиры морских животных и рыб (рыбий жир, жир печени китов и др.). Животные твердые жиры - говяжий, свиной, бараний, а также коровье масло.

Основные источники: жировые продукты, включая растительные масла, мясо и мясопродукты; молоко и молочные продукты (особенно высокой жирности), многие виды рыбы, семена масличных растений. Всасывание жиров и других липидов происходит в тонком кишечнике. Вместе с продуктами расщепления жиров в организм попадают жирорастворимые кислоты (A, D, E, K).

1.3 Обмен углеводов

Основное расщепление углеводов происходит в кишечнике -- в его тонком отделе. Там сложные соединения (полисахариды) расщепляются до простых (моносахариды) и доставляются кровотоком к нуждающимся органам и тканям. Подвергаясь окислительным превращениям, обеспечивают все живые клетки энергией (глюкоза и ее запасные формы - крахмал, гликоген). Входят в состав клеточных оболочек и других структур. Участвуют в защитных реакциях организма (иммунитет).

Запасы углеводов особенно интенсивно используются при физической работе. Однако полностью они никогда не исчерпываются. При уменьшении запасов гликогена в печени его дальнейшее расщепление прекращается, что ведет к уменьшению концентрации глюкозы в крови. Мышечная деятельность в этих условиях продолжаться не может. Уменьшение содержания глюкозы в крови является одним из факторов, способствующих развитию утомления. Поэтому для успешного выполнения длительной и напряженной работы необходимо пополнять углеводные запасы организма. Это достигается увеличением содержания углеводов в пищевом рационе и дополнительным введением их перед началом работы или непосредственно при ее выполнении. Насыщение организма углеводами способствует сохранению постоянной концентрации глюкозы в крови и тем самым повышает работоспособность человека. Влияние углеводов на работоспособность установлено лабораторными экспериментами и наблюдениями при спортивной деятельности. В опытах, проведенных B.C. Фарфелем, обнаружено, что натощак даже тренированные спортсмены не смогли пройти на лыжах 50 км. В этих условиях резко снизилось содержание глюкозы в крови и спортсмены были вынуждены прекратить работу, пройдя лишь 35 км. При нормальном питании и дополнительном приеме углеводов на старте концентрация глюкозы в крови остается постоянной и работоспособность спортсменов при этом сохраняется на протяжении этой дистанции. В сахаре содержится 95% углеводов, меде - 76, шоколаде - 49.

2. Состав пищи

2.1 Витамины

Значение витаминов для нормальной жизнедеятельности организма огромно. Они обладают высокой биологической ценностью и участвуют в многочисленных биохимических реакциях организма. Витамины не синтезируются клетками организма, не вырабатываются ими и должны обязательно поступать с пищей. Потребность в них очень велика, но недостаточность или отсутствие их в пище или избыток вызывает серьезные нарушения здоровья.

Люди среднего и пожилого возраста нуждаются в обычном для здоровья человека количестве различных витаминов. Но на некоторые из них необходимо обратить особое внимание. В рационе их должно быть достаточно. К таким витаминам относятся: С, Е, В6, В1, А.

Витамины - это низкомолекулярные органические соединения. Они служат биологическими регуляторами химических реакций обмена веществ, протекающих в организме человека, участвуют в образовании ферментов и тканей, поддерживают защитные свойства организма в борьбе с инфекциями.

В случае отсутствия в пище витаминов могут возникать заболевания - авитаминозы. Недостаточное потребление витаминов вызывает гиповитаминоз, а избыточное потребление жирорастворимых витаминов - гипервитаминоз. Витамины находятся почти во всех продовольственных товарах. Некоторые товары подвергают витаминизации: витаминизированное молоко, сливочное масло, кондитерские изделия и т.д. Витамины влияют на усвоение питательных веществ, способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма.

Недостаток, и тем более отсутствие в организме какого-либо витамина ведет к нарушению обмена веществ. При недостатке витаминов в пище снижается работоспособность человека, сопротивляемость организма к заболеваниям, к действию неблагоприятных факторов окружающей среды.

Витамин С (аскорбиновая кислота) - противоцинготный. Он играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах организма, влияет на белковый, углеводный и холестериновый обмен. При недостатке витамина С в пище снижается сопротивляемость организма человека различным заболеваниям. Отсутствие его вызывает цингу. Суточная норма потребления витамина С - 50-70 мг. Содержится он в основном в свежих овощах и плодах; особенно много его в шиповнике, черной смородине и перце красном, имеется он также в зелени петрушки и укропа, луке зеленом, капусте белокочанной, томатах красных, яблоках, картофеле.

Витамины Е, В6 играют роль в образовании и сохранении в активном состоянии так называемого "витамина Е". От их содержания в пище зависят рост клеток, состояние кожных покровов (в крови людей, страдающих экземой, количество их понижено), усвоение жира и многое другое. Витамин А важен для обеспечения нормального зрения и предупреждения простудных заболеваний верхних дыхательных путей.

Витамин B1 (тиамин) играет важную роль в обмене веществ, особенно углеводном, в регулировании деятельности нервной системы. При недостатке его в пище наблюдаются расстройства нервной системы, кишечника. Отсутствие витамина в питании приводит к авитаминозу. Потребность в витамине В, в среднем 2-2,5 мг/сут. При недостатке в пище этого витамина ухудшаются состояние кожи, зрение, снижается функция желудочной секреции. Содержится витамин В2 в яйцах, сыре, молоке, мясе, рыбе, хлебе, крупе гречневой, фруктах, дрожжах.

Витамин В9 (фолиевая кислота) обеспечивает нормальное кроветворение в организме человека и участвует в обмене веществ. При недостатке, фолиевой кислоты в питании развиваются различные формы малокровия. Суточная норма потребления этого витамина 0,2-0,3 мг. Много его в зеленых листьях (салат, шпинат, петрушка, зеленый лук).

Витамин В12 (кобаламин) играет важную роль в процессах регулирования кроветворения, в обмене белков, жиров и углеводов. При недостатке витамина В12 в организме развивается злокачественное малокровие. Потребность в. витамине 0,002-0,005 мг/сут. Этот витамин содержится только в продуктах животного происхождения: в мясе, печени, молоке, сыре, яйцах.

2.2 Органические кислоты

Почти во всех продовольственных товарах содержатся кислоты или их кислые и средние соли. В продукты переработки кислоты переходят из сырья, они также образуются при брожении, их часто добавляют в процессе производства. Кислоты придают продуктам специфический вкус и тем самым способствуют их усвоению.

Кислоты широко используют в пищевой промышленности. Так, лимонную, винно-каменную, яблочную, молочную и уксусную кислоты в небольших количествах применяют в кондитерской, безалкогольной, ликеро-водочной и консервной промышленности для улучшения вкуса продуктов. Уксусную, сорбиновую, молочную и бензойную кислоты добавляют к некоторым продуктам в качестве консерванта.

В продовольственных товарах наряду с нелетучими могут находиться и летучие кислоты - уксусная, муравьиная, масляная и др. По количеству летучих кислот можно судить о качестве вина, пива, плодово-ягодных и овощных соков и др.

Муравьиная кислота содержится в небольших количествах в пчелином меде, малине, черешне, хвойных иглах. Эта кислота обладает сильными антисептическими свойствами и используется в некоторых зарубежных странах для консервирования фруктовых соков и пюре, мяса и других продуктов в количестве 0,15-0,25% их массы.

Уксусную кислоту широко используют в пищевой промышленности, на предприятиях общественного питания и в быту. Слабый раствор уксусной кислоты, называемый уксусом (6 - и 9% -й), применяется в качестве добавки к приправам в кулинарии, а также для приготовления маринадов, майонезов, пресервов и других продуктов. Эта кислота образуется также в продовольственных товарах при уксуснокислом брожении. Поэтому в небольших количествах ее обнаруживают в виноградных винах, пиве, квасе и в продуктах квашения.

Яблочная кислота присутствует в растениях, особенно в плодах; не содержат ее только цитрусовые плоды и клюква. Эту кислоту используют при производстве безалкогольных напитков и кондитерских изделий.

Винная кислота обладает незначительным раздражающим действием, поэтому как ее, так и кислые соли используют в кондитерской и безалкогольной промышленности. В основном винная кислота и ее соли содержатся в винограде в количестве 0,3-1,7%.

Молочная кислота присутствует во многих продовольственных товарах. В некоторых продуктах (квашеные плоды и овощи, кисломолочные продукты) молочная кислота накапливается в процессе брожения, а при производстве кондитерских изделий и безалкогольных напитков ее добавляют специально.

Важную роль молочная кислота играет при созревании мяса после убоя животных, в этот период количество ее резко увеличивается, что приводит к улучшению консистенции и аромата мяса.

Щавелевая кислота встречается в щавеле, ревене, шпинате и других растениях. В растительных продуктах щавелевая кислота находится обычно в виде средних и кислых солей кальция и калия.

Лимонная кислота содержится во многих растениях, особенно в плодах. В цитрусовых имеется только лимонная кислота.

2.3 Пищевые добавки

Пищевые добавки - это вещества, которые добавляют в продукты в технологических целях.

Код Е означает, что добавка прошла соответствующую процедуру оценки безопасности и одобрена к использованию.

Использование в продукте пищевых добавок разрешается в том случае, если по имеющимся научным данным его использование не представляет опасности для здоровья потребителя, оно технологически обосновано и не вводит потребителя в заблуждение.

При оценке безопасности пищевых добавок рассматривается то, сколько, вероятнее всего, потребитель будет ее употреблять в течение дня. С этой целью для пищевых добавок вычисляются рекомендуемые пределы и максимальные суточные количества продуктов, содержащих эту добавку. ЕАБП (Европейское агенство безопасности продуктов) считает использование пищевой добавки безопасным только тогда, когда дневное количество добавки, получаемой из всех продуктов питания, оказывается меньше максимальной рекомендованной нормы пищевой добавки. 

Помимо пищевых добавок, в продукты питания добавляются также вкусоароматические добавки. Вкусоароматические добавки - это продукты, которые добавляются в пищу для придания ей запаха и вкуса или их изменения. К вкусоароматическим добавкам относятся различные обладающие ароматом и вкусом продукты, такие как разного рода экстракты, эфирные масла, коптильные препараты, синтетические и натуральные ароматические и вкусовые соединения. У вкусоароматических добавок нет кодов Е.

3. Суточный расход энергии

3.1 Основные факторы расхода калорий

Большинство потребляемой человеком энергии - 60-70% всех калорий - требуется организму для поддержки процессов жизнедеятельности в целом (базовый уровень метаболизма), на работу сердца и мозга, на дыхание и т.д. На поддержание физической активности уходит 25-30% калорий и на переваривание пищи - 10%.

Потребности человека в калориях зависят от трех основных факторов.

Размер тела, тип телосложения.

Если масса тела велика, то и калорий требуется большее количество. Человек, у которого мышц больше, чем жира, нуждается в большем количестве калорий, чем весящий столько же, но имеющий меньшее соотношение мышц и жира. Те, у кого мышц больше, имеют более высокий метаболизм на базальном уровне.

Возраст.

С возрастом начинают действовать сразу несколько факторов, снижающих количество калорий. Усыхание мышечной массы с возрастом повышает соотношение жира и мышц, меняется уровень метаболизма, и соответственно меняется и потребность в калориях. Есть и другие возрастные факторы, воздействующие на этот процесс:

- люди обоего пола с возрастом начинают производить меньшее количество анаболических гормонов, потребляющих энергию, снижается с возрастом и секреция гормона роста;

- коррективы в процессы использования и потребления энергии вносит менопауза;

- с возрастом снижается физическая активность человека, его работа становится менее активной и требует меньше нагрузок;

- на процесс метаболизма влияют «клеточные отходы», отмирающие с возрастом и накапливающиеся клетки.

Пол.

Базальный уровень метаболизма у мужчин обычно выше, чем у женщин, соответственно, у них и соотношение мышц и жира выше. Следовательно, мужчины в среднем сжигают больше калорий при том же возрасте и весе тела.

Несколько фактов по обмену веществ: в состоянии покоя мужчины расходуют калорий больше, чем женщины; базальный метаболизм выше зимой, чем летом; у более тяжелых людей обмен веществ быстрее; затраты энергии организма после приема пищи возрастают на 10-40%, при этом жиры основной обмен увеличивают на 5-15%, углеводы - на 5-7%, а белки на 30-40%; белковая пища способствует похудению.

3.2 Нормы суточного расхода энергии

В значительной мере потребность в пище зависит от выполняемой работы. При переходе на работу, которая связана с меньшей физической нагрузкой, необходимо снизить калорийность рациона.

Работа (особенно связанная с мышечной деятельностью) оказывает большое влияние на повышение основного обмена. Спокойное сидение уже увеличивает обмен на 12--15%, стояние -- на 20%, небыстрая ходьба -- на 80--100%, бег -- на 400%. Спортивные упражнения увеличивают энерготраты в 10--20 раз и более за счет усиления окислительных процессов в работающих мышцах.

Суточный расход энергии и соответственно потребность в калориях у взрослого человека колеблются (в зависимости от рода деятельности и возраста): у мужчин -- от 2350 до 3900 ккал, у женщин -- от 2100 до 3350 ккал (с учетом активного отдыха -- до 4200 и 3600 ккал соответственно).

Согласно теории сбалансированного питания, нормальная жизнедеятельность организма возможна при условии снабжения его необходимым количеством энергии, соответствующим его суточным энерготратам, которые складываются из основного обмена веществ.

В соответствии с величиной энерготрат выделяют 5 групп трудоспособного населения среди мужчин и 4 группы -- среди женщин. К первой группе относят лиц, профессии которых не связаны с физическим трудом. Суточный расход энергии у них составляет 2 000-3 000 ккал. У занимающихся полностью механизированным трудом расход энергии повышен до 3500 ккал. При немеханизированном труде суточный расход энергии может достигать 4 000 ккал. Очень тяжелый немеханизированный труд вызывает расход энергии равный, 4 500-5 000 ккал. В отдельных случаях при выполнении длительной и тяжелой работы суточный расход энергии может повышаться до 7000- 8 000 ккал. Спортивная деятельность сопровождается значительным увеличением суточного расхода энергии (до 4 500- 5 000 ккал). В дни тренировок с повышенными нагрузками и соревнований в некоторых видах спорта (лыжные гонки, бег на длинные дистанции и др.) эти величины могут быть еще больше. При прочих равных условиях расход энергии тем больше, чем относительно длиннее и интенсивнее выполняемая работа. Мышечная работа необходима для нормальной жизнедеятельности организма. Количество энергии, затрачиваемое непосредственно на физическую работу, должно составлять не менее 1 200-1 300 ккал в сутки. В связи с этим для лиц, не занимающихся физическим трудом и расходующих на мышечную деятельность меньшее количество энергии, физические упражнения особенно необходимы.

1) Преимущественно умственный труд (научные работники, студенты, операторы ЭВМ, контролеры, педагоги, диспетчеры, работники учета, секретари и др.) 1800-2450 ккал

2) Легкий труд (водители транспорта, работники конвейеров, весовщицы, упаковщицы, швейники, работники радиоэлектронной промышленности, агрономы, медсестры, санитарки, работники связи, сферы обслуживания, продавцы промтоваров и др.) 2100-2800 ккал

3) Средняя тяжесть труда (слесари, наладчики, настройщики, станочники, буровики, водители экскаваторов, бульдозеров, угольных комбайнов, автобусов, врачи-хирурги, текстильщики, обувщики, железнодорожники, продавцы продтоваров, металлурги-доменщики, работники химзаводов, работники общественного питания и др.) 2500-3300 ккал

4) Тяжелый физический труд (строители, помощники буровиков, проходчики, хлопкоробы, сельхозрабочие, механизаторы, доярки, овощеводы, деревообработчики, металлурги, литейщики и др.) 2850-3850 ккал

5) Особо тяжелый физический труд (механизаторы и сельхозрабочие в посевной и уборочный периоды, горнорабочие, вальщики леса, бетонщики, каменщики, землекопы, грузчики немеханизированного труда, оленеводы и др.) 3750-4200 ккал

На уровень расхода энергии влияют также эмоции, возникающие во время какой-либо деятельности. Они могут усиливать или, наоборот, снижать обмен веществ и энергии в организме. Энергетические траты зависят не только от величины выполняемой работы, но и от условий внешней среды.

Размещено на Allbest.ru