Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 96
Текст из файла (страница 96)
Расходование энергии в различных условиях варьирует в широких пределах и может быть измерено путем помещения животного в изолированную камеру и определения эиергоцотерь с теплом и продуктами экскреции. Обычно более удобно оценивать поглощение кислорода, поскольку в большинстве случаев 1 л поглощенного О, соответствует примерно 4,83 ккал (20 кДж) затраченной эиергии. Индивидуальный расход энергии зависит от нескольких факторов, среди них: 276 Гнили 53 (кг) (фун-(ккал) ты) Сред- Пределы няя колебаний вели- чина (годы) (мдж) Группа Мужчины Женщины + 300 Беремен- ные Кормящие + 500 Таблица 53.3. Рекомендуемое потребление энергии для мужчин и женщин. (Ра(а Ггопз йесогппзепдей Р1е(агу Айо- чапсеа, 9()з ед.
Гоод апд 1чц(г)оп Воагд, )чабопа( КезеагсЬ Сонно(1 — )чабопа1 Асадепзу ог Яс(епсек, 1980.) Возраст Масса Потребность в энергии тела 23 — 50 70 154 2700 2300 †31 11,3 23 — 50 55 120 2000 1600 — 2400 8,4 1) основной обмен, соответствующий затрате энергии на поддержание основных физиологических функций в стандартных условиях (субъект должен быть в состоянии покоя, бодрствовать, находиться в тепле, и измерения должны производиться не менее чем через 12 ч после последнего приема пищи). Основной обмен пропорционален массе тела без жира н поверхности тела.
Он больше у мужчин, чем у женщин, повышен у маленьких детей и у лнц с лихорадкой и гппертпреозом и снижен при гппотпреозе и голодании; 2) термогенный эффект (спецнфическое динамическое действие) пищи. Он составляет примерно 5— 10% общей затраты энергии и связан с дополнительным расходованием энергии на пищеварение и со стимуляцией метаболизма благодаря притоку нового субстрата; 3) физическая активность — фактор, обусловливающий наибольшее и сильно варьирующее расходование энергии; диапазон колебаний энергозатрат между состоянием покоя и максимальной физической активности у спортсменов может достигать 10- кратной величины; 4) температура окружаннцей среды.
У животных, обладающих бурым жиром, повышенный расход энергии прн низкой температуре обеспечивается теплопродукцией за счет дрожания и других механизмов. При температуре среды, превышающей температуру тела, избыточная энергия тратится на охлаждение организма.
АЗОТ АМИНОКИСЛОТ И ПОТРЕБНОСТЬ В СПЕЦИФИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТАХ Белок в норме удовлетворяет потребность организма в азоте аминокислот и в самих аминокисло- тах. Весь белок пиши подвергается перевариванию и поступает в кровоток в виде отдельных аминокислот. Для синтеза специфических белков и других азотсодержашнх соединений, таких, как пурины, пиримндины и гем, организму требуется 20 аминокислот.
Синтез 9 из них у человека невозможен, это незаменимые аминокислоты. Они должны поступать в организм с пищей (табл. 53.1). Еще две аминокислоты, цистеин и тирозин, могут образовываться из незаменимых аминокислот, метионнна и фенилаланина соответственно. Прн недостатке метионина и фенилаланина в пище цистеин и тирозин становятся незаменимыми аминокислотами. И наоборот, если цистеин и тирозин содержатся в рационе в адекватных количествах,они способствуют удовлетворению потребности в метионнне н фенилаланнне.
Пока в диете достаточно незаменимых аминокислот, остальные 9 аминокислот, требующиеся для синтеза белка и других целей, могут образовываться посредством реакций трансаминнрования. Азотный баланс (см. также гл. 30) В условиях метаболического равновесия у взрослых животных белок пищи требуется для возмещения потерь незаменимых аминокислот и аминоазота в ходе их метаболического кругооборота. Потеря азота происходит с мочой, калом, слюной, слущенной кожей, волосами и ногтями.
Данные о ежедневной потребности в общем белке и незаменимых аминокислотах у человека представлены в табл. 53.4. При их пересчете на массу тела становится совершенно очевидно, что зта потребность резко увеличена у младенцев и детей. Она возрастает также при беременности, лактации, заживлении ран, выздоровлении и в условиях повышенной физической активности. Для большинства ситуаций адекватной является диета, 12% энергетической ценности которой приходится на белок. Эффективность использования пищевого белка обусловливает его требуемое количество. Кроме того, это количество зависит от следующих факторов: качества белка, потребления энерпщ н физической активности.
А. Качество белка. Качество (нпщевая ценность) белка определяется соотношением доли незаменимых аминокислот в пище с величиной этого показателя при адекватном питании. Чем ближе обе величины, тем выше качество белка. Белки яйца и молока обладают высокой ценностью, они эффективно используются организмом и применяются в качестве стандарта при оценке других белков. Высококачественный белок содержится в мясе, а многие растительные белки, используемые как основные источники питания, характеризуются относительным дефицитом некоторых незаменимых аминокислот, например триптофана и лизина (кукуруза, зерно), лизина Питание, пищеварение и веасывание Таблица Я.4.
Данные о потребности в белке и аминокислотах и их поступлении с пнцгсй, (!3ага )гонт Кесопипепг!ео Г)(с!агу АИотиапсез, 91)т ед. аоод апг! )Чп!гй)оп Воап), )Чабопа! Кевеагс)з Соплей -- )Чаг)опа1 Асадегпу ог" Кс)епсев, !930 ) Потребность (мг/кг массы тела в сутки) Потребление (г в сутки) Младенцы Дети (10 — Взро- Взрослые Реальное потре- (4 — 6 мес) 12 лет) слые (70 кг) нор- бленне у взрослых ма в США 1400 300 56 10! 7! 30 2000 5,3 8,2 6,7 2,1 4,7 ? 28 42 44 22 22 10 !2 16 !2 10 16 0,70 0,84 1,!2 0,84 0,70 1,!2 33 83 135 99 49 141 4,1 1,2 28 4 25 0,56 0,21 0,98 8 3 14 63 21 92 (пшеница) и метионина (некоторые бобы). В смешанной диете недостаток какой-либо аминокислоты в одном белке компенсируется ее обилием в другом. Такие белки рассматриваются как комплементарные; например, сочетание белков пшеницы и бобов обеспечивает полноценный набор потребляемых аминокислот.
В таких условиях для удовлетворения потребности в белке общее его поступление в организм должно быть увеличено. Аминокислоты, которые не включаются в новообразуемый белок и не являются необходимыми для немедленного удовлетворения потребностей организма, не могут резервироваться, быстро распадаются и выводятся в виде мочевины и других продуктов. Б. Потребление энергии. Энергия, извлекаемая из углеводов и жиров„влияет на потребность в белке, поскольку она способствует сбережению белка как источника энергии.
Для эффективного использования «дорогого» (высокоценного) пищевого белка и для сведения потребности в нем до минимума необходимо обеспечить адекватное поступление энергии из небелковых источников, в частности из углеводов, которые «оберегают» белок от его использования в процессе глюконеогенеза. В. Физическая активность. Физическая активность повышает задержку азота из пищевого белка.
ПОТРЕБНОСТЬ В УГЛЕВОДАХ Белок Животный Растительный Незаменимые аминокислоты Гистнлин Изолейцин Лейцин Лизин Метионин (н цнстеин) Фенилаланин (и тирозин) Треонин Трнптофан Валин Белково-энергетическая недостаточность Понятие белково-энергетической недостаточности включает ряд нарушений, обусловленных голоданием, в которых наряду с дефицитом белка играет роль и дефицит других факторов. таких, как витамины и минеральные вещества. В острой форме эта недостаточность часто наблюдается у детей (обычно до 5-летнего возраста) из слаборазвитых стран Азии, Африки и Южной Америки. Наиболее выраженные ее формы — это маразм и квашиоркор, описан и ряд других промежуточных нарушений. При маразме имеет место общее истощение вследствие недостаточности как энергии, так и белка, тогда как квашиоркор, характеризующийся отеками, связан с количественным и качественным дефицитом белка, а потребление энергии может быть адекватным.
Многие ткани обладают специфической потребностью в глюкозе, которая, однако, не обязательно должна поступать с пищей, поскольку в нее легко превращаются другие пищевые углеводы либо в процессе переваривания (например, крахмал), либо позднее в печени (например, фруктоза, галактоза). Глюкоза образуется и из глицеролового компонента Глава 53 жиров и из глюкогенных аминокислот в ходе глюконеогенеза. Установлено„что минимальное дневное потребление углеводов должно составлять 50 — 100 г.
Такая доза предотврашает кетоз и потерю мышечного белка у человека. Основные пищевые продукты, содержащие углеводы, рассматриваются в гл. 14. ПОТРЕБНОСТЬ В ПИЩЕВЫХ ВОЛОКНАХ Пищевые волокна (клетчатка) — это компоненты стенки растительных клеток, которые не расщепляются ферментами животного организма; к ним относятся целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, смолы, пектины и пентозаны. У травоядных, в частности у жвачных, волокна (в основном в виде целлюлозы) после их переваривания микроорганизмами служат главным источником энергии. У людей богатая волокнами диета оказывает благоприятный эффект, способствуя задержке воды при прохождении пиши по кишечнику и формированию благодаря этому обьемных мягких фекалий.