Fisiologi metabolisme energi. Metabolisme dan energi. Metode untuk mengukur keseimbangan energi tubuh

Badan Federal untuk Pendidikan Lembaga Pendidikan Negara Pendidikan Profesi Tinggi Universitas Teknik Negeri Ulyanovsk FISIOLOGI INSTRUKSI METODOLOGI PERTUKARAN ENERGI UNTUK PEKERJAAN LABORATORIUM DALAM KURSUS “FISIOLOGI MANUSIA” Disusun oleh O. E. FALOVA Ulyanovsk 2006 UDC 612 (076) BBK 23.073ya7 F50 Reviewer Doctor of Medical Sains, Profesor Potaturkina-Nesterova N.I. Fisiologi metabolisme energi: pedoman / comp. F50 O.E.Falova. – Ulyanovsk: Universitas Teknik Negeri Ulyanovsk, 2006. – 28 hal. Pedoman pelaksanaan pekerjaan laboratorium pada mata kuliah “Fisiologi Manusia” membahas landasan teoritis fisiologi metabolisme energi tubuh dan metode penentuannya. Materi-materi yang diperlukan disajikan untuk menguasai prinsip-prinsip penyusunan ransum makanan dan menilai pengeluaran energi tubuh selama berbagai jenis aktivitas. Ditujukan untuk mahasiswa peminatan 280202 “Teknik Perlindungan Lingkungan”. UDC 612 (076) BBK 23.073ya7 Publikasi pendidikan FISIOLOGI METABOLISME ENERGI Petunjuk metodologi Disusun oleh Oksana Evgenievna FALOVA Editor O. A. Firsova Ditandatangani untuk diterbitkan pada 04/06/2006. Format 60Х84/16. Sablon. kertas offset. Bersyarat oven aku. 1.40. Peredaran 50 eksemplar. Pesan Universitas Teknik Negeri Ulyanovsk, 432027, Ulyanovsk, st. Utara Venet, 32. Percetakan Universitas Teknik Negeri Ulyanovsk, 432027, Ulyanovsk, st. Utara Venet, 32. © Falova O.E., kompilasi, 2006 © Desain. UlSTU, 2006 2 DAFTAR ISI Informasi umum tentang metabolisme................................................ ........... ................................... 4 Metode mempelajari pertukaran energi.. ................................. ................ ................................ 8 Melakukan pekerjaan laboratorium............. ................................................. ............................ 10 Tabel hasil pencatatan................. ............... ................................... ............................ ... 15 Soal tes.................. ................................ .................. ................................ 15 Daftar bibliografi.............. ................................... ............... ................... 16 Lampiran A................. ........... ............................................ ..... ...................................... 17 Lampiran B..... .... ................................................. .................................................. ........ 19 Lampiran B.................................. ................................................. ...... ............... 21 Lampiran D.................. ................................................. ....... .................................. 22 3 Informasi umum tentang metabolisme Tujuan kerja : belajar menentukan dan mengevaluasi konsumsi energi di berbagai keadaan fungsional. Properti integral dari semua sistem biologis adalah pertukaran zat dan energi antara organisme dan lingkungan. Metabolisme adalah proses metabolisme zat yang masuk ke dalam tubuh, sehingga dapat terbentuk zat yang lebih kompleks atau sebaliknya yang lebih sederhana dari zat tersebut. Dengan kata lain, itu adalah serangkaian proses fisik, kimia dan fisiologis transformasi zat dan energi dalam tubuh manusia dan pertukaran antara tubuh dan lingkungan. Zat yang masuk ke dalam tubuh bersama makanan mengalami perubahan - dimetabolisme, sebagian diubah menjadi zat tubuh itu sendiri. Ini adalah proses asimilasi (atau anabolisme), yang memenuhi kebutuhan plastik tubuh, yaitu pembangunan struktur baru dan pembaruan sel. Proses sebaliknya, disimilasi (atau katabolisme), terdiri dari pemecahan zat organisme hidup dengan pelepasan energi, yang menyediakan kebutuhan energi tubuh. Proses disimilasi dan asimilasi saling berkaitan erat, bercirikan tingkat keteraturan yang tinggi, terorganisir dalam ruang dan waktu, serta membentuk suatu sistem yang integral. Kebutuhan tubuh akan zat plastik dapat dipenuhi dengan minimalnya asupan makanan, yang akan menyeimbangkan hilangnya protein struktural, lemak, dan karbohidrat. Kebutuhan akan zat-zat ini bersifat individual. Metabolisme ditandai dengan parameter berikut: metabolisme basal, laju metabolisme basal. Laju metabolisme basal (BM) dipahami sebagai tingkat pengeluaran minimum yang diperlukan untuk mempertahankan fungsi vital tubuh dalam kondisi istirahat fisik dan emosional yang relatif lengkap. Biaya energi metabolisme basal biasanya dinyatakan dalam kilokalori per 1 jam (atau hari) dan dihitung per 1 kg berat badan per 1 m2 permukaannya. Untuk orang dewasa, nilai rata-rata OO adalah 1 kkal/kg/jam, untuk pria – 1.700 kkal/hari, untuk wanita – 1.500 kkal/hari, yaitu 10–15% lebih rendah dibandingkan pria. Sebelum menentukan laju metabolisme basal, seseorang harus dalam keadaan istirahat fisik dan mental serta tidak mengonsumsi makanan apa pun selama 12-18 jam. Kemudian, pada saat pengukuran, saluran cerna subjek sudah kosong. Jumlah energi yang dikeluarkan (fungsi jantung, sirkulasi darah, pernapasan, menjaga suhu tubuh tetap konstan) disebut laju metabolisme basal. Nilai ini bergantung pada jenis kelamin, usia, berat badan, dan kondisi kesehatan individu serta berkorelasi dengan rasio permukaan tubuh terhadap volumenya. Ahli fisiologi Jerman M. Rubner merumuskan hukum konsumsi energi: konsumsi energi sebanding dengan ukuran permukaan tubuh. Ketika berbicara tentang metabolisme, yang kami maksud adalah metabolisme protein, karbohidrat dan lipid. Metabolisme protein Metabolisme protein adalah proses asimilasi (sintesis dan pemecahan) senyawa protein dan asam amino yang mengandung nitrogen oleh sel dan jaringan tubuh. Protein berada dalam keadaan pertukaran dan pembaruan terus menerus. Jumlah protein yang terdegradasi sama dengan jumlah yang disintesis. Sintesis protein terjadi dari asam amino dan polipeptida dengan berat molekul rendah, yang terbentuk selama pemecahan protein dalam sistem pencernaan dan diserap ke dalam darah. Karena nitrogen dalam makanan terutama terkandung dalam protein (100 g protein mengandung 16 g nitrogen), rasio protein yang masuk ke dalam tubuh dan dihancurkan ditentukan oleh nilai keseimbangan nitrogen - rasio nitrogen yang dicerna dan dilepaskan bersama makanan. Jika asupan nitrogen melebihi ekskresinya, maka keseimbangan nitrogen positif atau dominasi sintesis protein atas pemecahannya terjadi di dalam tubuh. Dengan keseimbangan nitrogen negatif, pemecahan protein lebih mendominasi sintesis. Pengaturan metabolisme protein dikaitkan dengan aktivitas diencephalon, hormon tiroid - tiroksin dan hormon somatotropik kelenjar pituitari. Nilai biologis protein ditentukan oleh adanya asam amino esensial di dalamnya, perbandingannya dengan asam amino non-esensial, dan juga ditentukan oleh daya cernanya oleh enzim saluran cerna. Ada protein yang secara biologis lengkap dan tidak lengkap. Protein lengkap mengandung semua asam amino esensial, sedangkan protein tidak lengkap kekurangan beberapa asam amino esensial. Sumber protein hewani lengkap adalah susu, produk susu, telur, daging, ikan, dan hati. Nilai biologis protein yang berasal dari tumbuhan jauh lebih rendah; protein ini terutama berasal dari roti dan sereal. Tingkat konsumsi protein adalah 55% dari ransum atau 0,75 g/kg. Dengan asupan protein yang tidak mencukupi, kelaparan protein dapat terjadi, yang dimanifestasikan oleh peningkatan kepekaan terhadap infeksi; Metabolisme karbohidrat Sebagian besar karbohidrat yang masuk ke dalam tubuh digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi tubuh. Lebih dari 55% energi berasal dari karbohidrat. Sumber utama karbohidrat adalah tumbuhan yang mengandung karbohidrat hingga 80–90%. Ini terutama pati, tetapi juga serat. Tubuh membutuhkan 400–500 g karbohidrat per hari, termasuk 350–400 g pati, 50–100 g monosakarida dan disakarida. Produk akhir pemecahan karbohidrat adalah monosakarida: glukosa, fruktosa, laktosa, dll. Glukosa adalah sumbernya. energi untuk kehidupan sel-sel otak, diperlukan untuk sintesis asam amino dan polisakarida. 6 Salah satu penyakit paling umum yang berhubungan dengan konsumsi gula berlebih adalah hipoglikemia. Ini merupakan cikal bakal penyakit diabetes melitus. Hal ini didasarkan pada fungsi alat insulin yang tidak normal: penyakit ini disebabkan oleh fakta bahwa sebagai respons terhadap penyerapan cepat produk yang mudah dicerna (sukrosa) ke dalam darah, pankreas memproduksi insulin dalam jumlah berlebih, yang menyebabkan a keadaan hipoglikemik. Beban konstan pada mesin insulin menyebabkan terganggunya pengoperasiannya. Penyakit ini memanifestasikan dirinya sebagai kegugupan, sakit kepala, insomnia, gangguan pencernaan, depresi, dan keadaan agresif. Metabolisme lemak dan lipid Biasanya, pada manusia, lemak menyumbang 10-20%, dan pada obesitas, hingga 50% dari total berat badan. Lemak memainkan peran plastik; mereka diperlukan untuk membangun jaringan dan digunakan sebagai sumber hormon steroid. Lemak memainkan peran energi - hingga 33% energi dihasilkan karena oksidasinya. Selain itu, lemak merupakan sumber air endogen: 100 g lemak menghasilkan 107 g air. Di dalam tubuh, lemak terdapat dalam 2 jenis: struktural dan cadangan. Cadangan lemak terletak di jaringan subkutan, di rongga perut, dekat ginjal. Nutrisi berlebihan dan kurangnya aktivitas fisik menyebabkan peningkatan cadangan lemak. Lemak yang dapat dimakan bisa berasal dari hewan atau tumbuhan. Lemak hewani diwakili oleh trigliserida, yang mengandung asam lemak, seperti asam stearat. Lemak nabati mengandung asam lemak tak jenuh (linoleat, oleat, dll). Nilai biologis lemak makanan ditentukan oleh keberadaan asam lemak esensial di dalamnya dan kemampuannya untuk dicerna dan diserap di saluran pencernaan. Lemak yang paling berharga adalah lemak yang mengandung linoleat dan asam lemak tak jenuh lainnya. Semua lemak alami 7 mudah dicerna. Tubuh membutuhkan 80–100 g lemak per hari, dimana 25–30 g minyak sayur, 30–35 g mentega. Dengan asupan lemak yang tidak mencukupi dalam tubuh, sifat kekebalan tubuh menurun, produksi hormon steroid menurun, dll. Metode mempelajari metabolisme energi Nilai OO ditentukan dengan metode kalorimetri langsung dan tidak langsung, dihitung menggunakan persamaan dengan memperhatikan jenis kelamin, usia dan berat badan. Dengan kalorimetri langsung, panas yang dihasilkan oleh tubuh diperhitungkan per satuan waktu dalam ruang insulasi panas khusus - kalorimeter (Gbr. 1). Beras. 1. Biokalorimeter Atwater-Benedict (diagram) Kalorimetri langsung didasarkan pada penghitungan langsung dalam biokalorimeter jumlah panas yang dilepaskan oleh tubuh. Biokalorimeter adalah ruang tertutup yang terisolasi dengan baik dari lingkungan luar. Air bersirkulasi melalui tabung di dalam ruangan. Panas yang dihasilkan oleh orang atau hewan di dalam ruangan memanaskan air yang bersirkulasi. Berdasarkan jumlah air yang mengalir dan perubahan suhunya, dihitung jumlah panas yang dilepaskan oleh tubuh. Pada saat yang sama, O2 disuplai ke biokalorimeter dan kelebihan CO2 serta uap air diserap. Panas yang dihasilkan tubuh diukur menggunakan termometer (1, 2) dengan memanaskan air yang mengalir melalui tabung-tabung di dalam ruangan. Banyaknya air yang mengalir diukur dalam tangki (3). Melalui jendela (4) makanan disuplai dan kotoran dibuang. Dengan menggunakan pompa (5), udara dikeluarkan dari ruangan dan dialirkan melalui tangki dengan asam sulfat (6 dan 8) untuk menyerap air dan melalui tangki dengan soda kapur (7) untuk menyerap CO2. Oksigen disuplai ke ruang dari silinder (10) melalui jam gas (11). Tekanan di dalam ruangan dipertahankan pada tingkat yang konstan menggunakan bejana dengan membran karet (9). Metode ini sangat akurat, namun karena rumit dan rumit, metode ini hanya digunakan untuk tujuan khusus. Mengingat bahwa pembangkitan panas dalam tubuh didasarkan pada proses oksidatif, di mana oksigen dikonsumsi dan karbon dioksida terbentuk, dimungkinkan untuk menggunakan penentuan tidak langsung pembangkitan panas dalam tubuh melalui pertukaran gasnya (Gbr. 2). Metode ini didasarkan pada asumsi bahwa ketika 1 g suatu produk makanan dibakar di dalam tubuh, jumlah oksigen yang diserap dan jumlah karbon dioksida, panas, dan air yang dilepaskan sama dengan jumlah yang sama seperti ketika produk tersebut dibakar di udara. Hasil bagi pernapasan (RR) dihitung. Hal ini dipahami sebagai perbandingan volume CO2 yang dilepaskan dengan volume O2 yang diserap. C6 H12 O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2 O + 675 kkal. Namun, nilai yang diperoleh dianggap perkiraan, karena oksidasi sempurna tidak terjadi di dalam tubuh. 9 Gambar. 2. Alat pernapasan Sheternikov (diagram) K – ruang; B – tabung oksigen; N – motor yang memompa udara keluar dari ruangan; Z – koil untuk pendingin udara; Ш – bejana berisi larutan alkali untuk menyerap karbon dioksida; B – silinder untuk menyerap uap air dengan kalsium klorida; T – termometer. Di sebelah kiri adalah alat untuk menyuplai oksigen secara otomatis ke dalam ruangan dan menjaga tekanan konstan di dalamnya. Melakukan pekerjaan laboratorium Pekerjaan 1. Menentukan nilai laju metabolisme basal yang tepat menggunakan rumus dan tabel. Sasaran: menghitung tingkat metabolisme basal Anda yang “tepat” dengan dua cara: menggunakan tabel Harris-Benedict, mengetahui jenis kelamin, berat badan, usia, tinggi badan; menurut data permukaan tubuh. Metabolisme basal adalah pengeluaran energi yang diperlukan untuk mempertahankan fungsi vital seluruh organ dan suhu tubuh. Laju metabolisme basal ditentukan di pagi hari, dengan perut kosong (14-16 jam setelah makan terakhir) dalam posisi terlentang, pada suhu sekitar 18-20°C (suhu nyaman) menggunakan perangkat khusus - metabolismemeter atau spirometer Krogh. Dalam kondisi seperti ini, seseorang menghabiskan sekitar 1 kkal per 1 kg berat badan per jam. 10

FISIOLOGI METABOLISME DAN ENERGI

Metabolisme dalam tubuh. Peran nutrisi yang plastik dan energik

Pertukaran zat dan energi yang konstan antara tubuh dan lingkungan merupakan kondisi yang diperlukan untuk itu

keberadaannya dan mencerminkan kesatuannya. Inti dari pertukaran ini adalah nutrisi yang masuk ke dalam tubuh setelah transformasi pencernaan digunakan sebagai bahan plastik. Energi yang dihasilkan selama transformasi ini mengisi kembali biaya energi tubuh. Sintesis zat spesifik kompleks tubuh dari

senyawa sederhana yang diserap ke dalam darah dari saluran pencernaan disebut asimilasi atau anabolisme. Pemecahan zat-zat tubuh menjadi produk akhir yang disertai pelepasan energi disebut disimilasi atau katabolisme. Kedua proses ini terkait erat. “Asimilasi memastikan akumulasi energi, dan energi yang dilepaskan selama disimilasi diperlukan untuk sintesis zat. Anabolisme dan katabolisme digabungkan menjadi satu proses dengan bantuan ATP dan NADP disimilasi ditransfer untuk proses asimilasi. Protein sebagian besar adalah bahan plastik. Mereka adalah bagian dari membran sel, organel. Molekul protein terus diperbarui tetapi pembaruan ini terjadi tidak hanya karena protein makanan, tetapi juga melalui pemanfaatan kembali protein yang dibentuk oleh tubuh dalam tubuh Produk akhir pemecahan protein adalah senyawa yang mengandung nitrogen seperti urea, asam urat, kreatinin. Keadaan metabolisme protein dinilai dengan keseimbangan nitrogen. Ini adalah rasio jumlah nitrogen yang diterima dari protein makanan dan dikeluarkan dari tubuh dengan produk metabolisme yang mengandung nitrogen. Protein mengandung sekitar 16 g nitrogen. Oleh karena itu, pelepasan 1 g nitrogen menunjukkan pemecahan 6,25 g protein dalam tubuh. Jika jumlah nitrogen yang dilepaskan sama dengan jumlah yang diserap tubuh, terjadi keseimbangan nitrogen. Jika masukan nitrogen lebih banyak daripada keluaran nitrogen, hal ini disebut keseimbangan nitrogen positif. Retensi nitrogen terjadi di dalam tubuh. Keseimbangan nitrogen positif diamati selama pertumbuhan tubuh, selama pemulihan dari penyakit serius disertai penurunan berat badan dan setelah puasa berkepanjangan. Ketika jumlah nitrogen yang dikeluarkan oleh tubuh lebih besar dari yang diserap, terjadi keseimbangan nitrogen negatif. Kemunculannya dijelaskan oleh pemecahan protein tubuh sendiri. Terjadi saat puasa, kekurangan asam amino esensial dalam makanan, gangguan pencernaan dan penyerapan protein, serta penyakit serius. Jumlah protein yang sepenuhnya memenuhi kebutuhan tubuh disebut protein optimum. Minimum yang hanya menjamin kelestarian keseimbangan nitrogen adalah minimum protein. WHO merekomendasikan asupan protein minimal 0,75 g per kg berat badan per hari. Peran energi protein relatif kecil.

Lemak tubuh adalah trigliserida, fosfolipid dan sterol. Mereka juga memiliki peran plastik tertentu, karena fosfolipid, kolesterol, dan asam lemak merupakan bagian dari membran sel dan organel. Peran utama mereka adalah energik. Oksidasi lipid melepaskan energi dalam jumlah terbesar, sehingga sekitar setengah dari pengeluaran energi tubuh disediakan oleh lipid. Selain itu, merupakan penambah energi dalam tubuh, karena disimpan di depot lemak dan digunakan sesuai kebutuhan. Depot lemak membentuk sekitar 15% dari berat badan. Menutupi organ dalam, jaringan adiposa juga melakukan fungsi plastik. Misalnya, lemak perinefrik membantu memperbaiki ginjal dan melindunginya dari tekanan mekanis. Lipid merupakan sumber air karena oksidasi 100 g lemak menghasilkan sekitar 100 g air. Fungsi khusus dilakukan oleh lemak coklat, yang terletak di sepanjang pembuluh besar. Polipeptida yang terkandung dalam sel lemaknya menghambat sintesis ulang ATP karena lipid. Akibatnya, produksi panas meningkat tajam. Asam lemak esensial - linoleat, linolenat, dan arakidonat - sangat penting. Mereka tidak terbentuk di dalam tubuh. Tanpa mereka, sintesis fosfolipid sel, pembentukan prostaglandin, dll. tidak mungkin dilakukan. Jika mereka tidak ada, pertumbuhan dan perkembangan tubuh terhambat.

Karbohidrat terutama memainkan peran energi karena berfungsi sebagai sumber energi utama bagi sel.

Kebutuhan neuron dipenuhi secara eksklusif oleh glukosa. Karbohidrat disimpan sebagai glikogen di hati

dan otot. Karbohidrat mempunyai arti plastis tertentu. Glukosa diperlukan untuk pembentukan nukleotida

dan sintesis beberapa asam amino.

Metode untuk mengukur keseimbangan energi tubuh

Hubungan antara jumlah energi yang masuk ke dalam tubuh dengan makanan dan energi yang dikeluarkan tubuh selama

lingkungan luar disebut keseimbangan energi organisme. Ada 2 metode untuk menentukan alokasi

tubuh energi.

1. Kalorimetri langsung. Prinsip kalorimetri langsung didasarkan pada kenyataan bahwa semua jenis energi pada akhirnya diubah menjadi panas. Oleh karena itu, dengan kalorimetri langsung, jumlah panas yang dilepaskan tubuh ke lingkungan per satuan waktu ditentukan. Untuk tujuan ini, ruang khusus dengan insulasi termal yang baik dan sistem pipa pertukaran panas digunakan, di mana air bersirkulasi dan dipanaskan.

2. Kalorimetri tidak langsung. Ini terdiri dari menentukan rasio karbon dioksida yang dilepaskan dan oksigen yang diserap per satuan waktu. Itu. analisis gas penuh. Rasio ini disebut koefisien pernapasan (RQ). US02DK=-U02

Nilai koefisien respirasi ditentukan oleh zat apa yang teroksidasi di dalam sel-sel tubuh. Misalnya, terdapat banyak atom oksigen dalam molekul karbohidrat, sehingga lebih sedikit oksigen yang masuk ke dalam oksidasinya dan koefisien respirasinya adalah 1. Oksigen dalam molekul lipid jauh lebih sedikit, sehingga koefisien respirasi selama oksidasi adalah 0,7. Koefisien respirasi protein adalah 0,8. Dengan pola makan campuran, nilainya 0,85-0,9. Hasil bagi pernapasan menjadi lebih besar dari 1 selama pekerjaan fisik yang berat, asidosis, hiperventilasi, dan konversi karbohidrat menjadi lemak dalam tubuh. Itu terjadi kurang dari 0,7 ketika lemak diubah menjadi karbohidrat. Berdasarkan koefisien pernafasan, kalori setara oksigen dihitung, yaitu. jumlah energi yang dikeluarkan tubuh bila mengkonsumsi 1 liter oksigen. Nilainya juga tergantung pada sifat zat yang teroksidasi. Untuk karbohidrat 5 kkal, protein 4,5 kkal, lemak 4,7 kkal. Kalorimetri tidak langsung di klinik dilakukan dengan menggunakan perangkat “Metatest-2” dan “Spirolite”.

Banyaknya energi yang masuk ke dalam tubuh ditentukan oleh jumlah dan nilai energi zat gizi. Nilai energinya ditentukan dengan membakarnya dalam bom Berthelot di atmosfer oksigen murni. Dengan cara ini koefisien kalori fisik diperoleh. Untuk protein 5,8 kkal/g, karbohidrat 4,1 kkal/g, lemak 9,3 kkal/g. Untuk perhitungannya, koefisien kalori fisiologis digunakan. Untuk karbohidrat dan lemak sesuai dengan nilai fisik, dan untuk protein sebesar 4,1 kkal/g. Nilai protein yang lebih rendah dijelaskan oleh fakta bahwa di dalam tubuh mereka tidak dipecah menjadi karbon dioksida dan air, tetapi menjadi produk yang mengandung nitrogen. BX

Jumlah energi yang dikeluarkan tubuh untuk menjalankan fungsi vital disebut metabolisme basal. Ini adalah pengeluaran energi untuk mempertahankan suhu tubuh yang konstan, fungsi organ dalam, sistem saraf, dan kelenjar. Metabolisme basal diukur dengan metode kalorimetri langsung dan tidak langsung dalam kondisi dasar, yaitu. berbaring dengan otot rileks, pada suhu nyaman, dengan perut kosong. Menurut hukum permukaan yang dirumuskan pada abad ke-19 oleh Rubner dan Richet, besarnya fundamental berbanding lurus dengan luas permukaan benda. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa jumlah energi terbesar dihabiskan untuk mempertahankan suhu tubuh yang konstan. Selain itu, besarnya metabolisme basal dipengaruhi oleh jenis kelamin, usia, kondisi lingkungan, nutrisi, keadaan kelenjar endokrin, dan sistem saraf. Tingkat metabolisme basal pria 10% lebih tinggi dibandingkan wanita. Pada anak-anak, nilainya relatif terhadap berat badan lebih besar dibandingkan pada masa dewasa, namun pada orang tua sebaliknya, nilainya lebih kecil. Di daerah beriklim dingin atau di musim dingin meningkat dan menurun di musim panas. Pada hipertiroidisme meningkat secara signifikan, dan pada hipotiroidisme menurun. Rata-rata laju metabolisme basal pada pria adalah 1700 kkal/hari, dan pada wanita 1550.

Metabolisme energi secara umum

Metabolisme energi umum adalah jumlah metabolisme basal, perolehan kerja, dan energi dari tindakan dinamis tertentu dari makanan. Perolehan kerja adalah pengeluaran energi untuk pekerjaan fisik dan mental. Berdasarkan sifat kegiatan produksi dan konsumsi energi, kelompok pekerja berikut dibedakan:

1. Tenaga kerja mental (guru, mahasiswa, dokter, dll). Konsumsi energinya 2200-3300 kkal/hari.

2. Pekerja yang melakukan pekerjaan mekanis (perakitan di ban berjalan). 2350-3500 kkal/hari.

3. Orang yang melakukan pekerjaan sebagian mekanis (pengemudi). 2500-3700 kkal/hari. .

Mereka yang melakukan pekerjaan berat non-mekanis (loader). 2900-4200 kkal/hari. Efek dinamis khusus dari makanan adalah konsumsi energi untuk penyerapan nutrisi. Efek ini paling nyata pada protein, lebih sedikit pada lemak dan karbohidrat. Secara khusus, protein meningkatkan metabolisme energi sebesar 30%, dan lemak serta karbohidrat sebesar 15%. Dasar fisiologis nutrisi.

Mode daya. DI DALAM Tergantung pada usia, jenis kelamin, profesi, konsumsi protein, lemak dan karbohidrat harus:

Tergantung pada usia, jenis kelamin, prof.	Asupan protein, lemak dan karbohidrat harus:
	kelompok M 1-1U	kelompok ZhMU
		82-92g77-102g

Karbohidrat

Pada abad terakhir, Rubner merumuskan hukum isodinamik, yang menyatakan bahwa zat makanan dapat dipertukarkan nilai energinya. Namun, ini relatif penting, karena protein yang berperan sebagai plastik tidak dapat disintesis dari zat lain. Hal yang sama berlaku untuk asam lemak esensial. Oleh karena itu, diperlukan pola makan yang seimbang dari semua nutrisi. Selain itu, perlu diperhatikan daya cerna makanan. Ini adalah rasio nutrisi yang diserap dan dikeluarkan melalui tinja. Produk hewani adalah yang paling mudah dicerna. Oleh karena itu, protein hewani harus memenuhi setidaknya 50% dari diet protein harian, dan lemak tidak boleh melebihi 70% dari lemak.

Yang dimaksud dengan pola makan adalah frekuensi asupan makanan dan distribusi kandungan kalorinya setiap kali makan. Dengan makan tiga kali sehari, sarapan harus mencakup 30% dari asupan kalori harian, makan siang 50%, makan malam 20%. Dengan makan empat kali sehari yang lebih fisiologis, untuk sarapan 30%, makan siang 40%, snack sore 10%, makan malam 20%. Interval antara sarapan dan makan siang tidak lebih dari 5 jam, dan makan malam minimal 3 jam sebelum tidur. Waktu makan harus konstan.

Pertukaran air dan mineral

Kadar air dalam tubuh rata-rata 73%. Keseimbangan air dalam tubuh dijaga dengan menyeimbangkan air yang dikonsumsi dan dikeluarkan. Kebutuhan air harian adalah 20-40 ml/kg berat badan. Sekitar 1200 ml air berasal dari cairan, 900 ml dengan makanan, dan 300 ml terbentuk selama oksidasi nutrisi. Kebutuhan air minimum adalah 1700 ml. Dengan kekurangan air, terjadi dehidrasi dan jika jumlahnya dalam tubuh berkurang 20%, terjadi kematian. Kelebihan air disertai dengan keracunan air dengan rangsangan dan kejang pada sistem saraf pusat.

Natrium, kalium, kalsium, klorin diperlukan untuk fungsi normal semua sel, khususnya menyediakan mekanisme pembentukan potensial membran dan potensial aksi. Kebutuhan harian natrium dan kalium adalah 2-3 g, kalsium 0,8 g, klorin 3-5 g Kalsium dalam jumlah besar terdapat di tulang. Selain itu, diperlukan untuk pembekuan darah dan pengaturan metabolisme sel. Sebagian besar fosfor juga terkonsentrasi di tulang. Pada saat yang sama, ini adalah bagian dari fosfolipid membran dan berpartisipasi dalam proses metabolisme. Kebutuhan hariannya adalah 0,8 g. Sebagian besar zat besi terkandung dalam hemoglobin dan mioglobin. Ini memastikan pengikatan oksigen. Fluorida adalah bagian dari email gigi. Belerang dalam protein dan vitamin. Seng adalah komponen dari sejumlah enzim. Kobalt dan tembaga penting untuk eritropoiesis. Kebutuhan semua unsur mikro ini berkisar antara puluhan hingga ratusan mg per hari.

Fisiologi dan etologi hewan Tes >> Kedokteran, kesehatan

Pusat kendali saraf dari semua jenis menukarkan zat Dan energi, rasa lapar dan kenyang, termoregulasi, ... V.I., Panduan praktis untuk fisiologi pertanian hewan, M.. 1976 Georgievsky V.I. Fisiologi Hewan ternak. – M.: Agropromizdat...

Fisiologi mikroorganisme. Komposisi kimia mikroba

Tes >> Biologi

Fisiologi mikroorganisme Mikroorganisme, seperti orang lain... transfer aktif tentu disertai dengan biaya energi. Adenosin trifosfat (ATP) dikonsumsi, diakumulasikan..., berdasarkan karakteristiknya menukarkan zat. Menurut tujuannya, diferensial-...

Fisiologi dan biokimia pematangan dan penuaan buah

Abstrak >> Biologi

Universitas - Akademi Pertanian Moskow dinamai Departemen K.A fisiologi tanaman Fisiologi dan biokimia pematangan dan penuaan buah... ; pengembangan berkelanjutan dan pengurangan potensi energi; pengaktifan menukarkan zat; peningkatan sintesis etilen; awal dari kehancuran...

Metabolisme energi melekat pada setiap sel hidup, menyertai metabolisme fungsional dan strukturalnya. Satuan pertukaran energi adalah 1 kkal (4,19 kJ). Efisiensi ditentukan oleh rasio kerja eksternal terhadap energi yang dihasilkan. Untuk otot yang terisolasi jumlahnya sekitar 35%. Kerja otot seluruh organisme jarang memberikan efisiensi lebih dari 25%.

Berikut ini dibedakan: tingkat aktivitas metabolisme:

1. Tingkat pertukaran energi tidak sesuai dengan kehidupan . Sehubungan dengan tubuh secara keseluruhan, itu tidak melebihi 15% dari maksimum dalam kondisi pertukaran energi tertentu. Namun harus diingat bahwa bagi tubuh secara keseluruhan tingkat proses metabolisme memiliki arti yang berbeda dengan organ yang terisolasi, karena penurunan aktivitas jantung menyebabkan kematian tubuh bahkan ketika metabolisme di jantung itu sendiri. berkurang 50%.

2. Tingkat integritas . Itu tidak boleh di bawah 15% dari seluruh aktivitas.

3. Tingkat kesiapan untuk bertindak aktif . Biasanya menyumbang 50% dari pertukaran energi.

Ketika jumlah pertukaran energi menurun di bawah 50%, aktivitas fungsional tubuh memburuk dan menurun.

Intensitas pertukaran energi tergantung pada sifat aktivitasnya. Tergantung pada ini, konsepnya dibedakan BX Dan pertukaran kerja. Namun, sebelum kita mempertimbangkan konsep-konsep ini, mari kita beralih ke metode mempelajari pengeluaran energi tubuh.

Ada dua di antaranya - kalorimetri langsung dan kalorimetri tidak langsung. Di mana dan dalam bentuk apa energi dihabiskan di dalam tubuh? Jelaslah bahwa pertama-tama untuk kerja otot, kemudian untuk konduksi impuls listrik, untuk pengoperasian pompa kimia, untuk sintesis produk, untuk kerja jantung dan organ dalam. Dalam hal ini, energi mekanik, listrik, dan berbagai jenis energi kimia ditemukan di dalam tubuh.

Untuk mempelajari biaya energi dengan menggunakan metode kalorimetri langsung, perlu untuk mengukur energi ini secara langsung dengan segala cara yang mungkin, dimana tubuh, sesuai dengan hukum kekekalan energi, mengubah panas dan melepaskannya ke jejak eksternal. Penelitian semacam itu dimungkinkan di ruang khusus yang dikembangkan oleh ilmuwan Rusia Shaternikov. Mereka menciptakan semua kondisi untuk menunjang kehidupan seseorang atau hewan di siang hari dan untuk mengukur semua panas yang dihasilkan oleh tubuh selama ini. Ini adalah prosedur yang panjang dan mahal, sehingga tidak digunakan di klinik, meskipun digunakan di beberapa laboratorium ilmiah.

Metode tidak langsung untuk mengukur konsumsi energi masih ada. Diketahui bahwa sebagai hasil oksidasi 1 g protein dan karbohidrat, 4,1 kkal panas dilepaskan, dan ketika 1 g lemak dioksidasi, 9,3 kkal. Mengetahui jumlah protein, lemak, dan karbohidrat yang diambil bersama makanan selama jangka waktu tertentu, adalah mungkin untuk menghitung berapa banyak energi yang masuk ke dalam tubuh selama waktu tersebut (dan karenanya dilepaskan, sesuai dengan hukum kekekalan energi) . Metode penghitungan total pengeluaran energi tubuh disebut metode ransum makanan. Tidak memerlukan peralatan apa pun, hanya mencatat jumlah makanan yang dimakan dan menghitung kandungan kalorinya menggunakan tabel.

Namun cara ini tidak sepenuhnya akurat, karena mungkin selalu ada pengendapan zat yang diserap di depot, atau sebaliknya, penambahan produk yang disimpan sebelumnya ke dalam makanan yang dicerna. Oleh karena itu, metode jatah makanan paling sering digunakan hanya untuk mengontrol kandungan kalori total dan nilai energi makanan.

Metode yang lebih akurat untuk menentukan biaya energi adalah metode mempelajari pertukaran gas, yang juga mengacu pada kalorimetri tidak langsung. Karena kesederhanaannya, portabilitas peralatan dan kecepatan penentuannya, ini tersebar luas. Metode pertukaran gas didasarkan pada fakta bahwa terdapat hubungan yang tepat antara jumlah panas yang dilepaskan ke tubuh, pelepasan karbon dioksida, dan penyerapan oksigen.

Studi tentang panas pembakaran setiap jenis zat makanan dalam bom kalorimetri menunjukkan. bahwa sejumlah oksigen yang diserap dan karbon dioksida yang dilepaskan setara dengan sejumlah kalori dari panas yang dilepaskan. Mengetahui komposisi zat yang diteliti, tidak sulit untuk menghitung berapa banyak oksigen yang dibutuhkan untuk oksidasi sempurna menjadi karbon dioksida dan air. Dengan mempertimbangkan besaran-besaran ini, untuk setiap zat ditentukan kalori setara oksigen (OEC)), yaitu jumlah panas yang dilepaskan selama oksidasi sempurna dalam kondisi penyerapan 1 liter oksigen. EEC untuk karbohidrat adalah 5 kkal, untuk lemak - 4,7 kkal, untuk protein - sekitar 4,85 kkal. Artinya ketika karbohidrat dioksidasi, setiap liter oksigen yang dikonsumsi akan melepaskan panas sebesar 5 kkal.

Mengetahui nilai EEC memungkinkan seseorang menentukan secara akurat jumlah pengeluaran energi dengan menentukan jumlah oksigen yang dikonsumsi tubuh selama periode waktu tertentu.

Namun, agar hal ini dapat terjadi, perlu juga diketahui zat mana yang sedang teroksidasi di dalam tubuh. Hal ini dapat ditentukan oleh apa yang disebut hasil bagi pernapasan. Faktanya adalah bahwa tergantung pada komposisi kimia zat pengoksidasi, rasio karbon dioksida yang dilepaskan dan oksigen yang dikonsumsi berbeda-beda. Rasio ini disebut koefisien pernapasan (RK). Pada oksidasi karbohidrat sama dengan 1, karena: C6H12O6 +6O2 =6CO2 +6H2O

Untuk lemak, DC adalah 0,7, untuk protein 0,85. Oleh karena itu, dengan mengetahui nilai gas yang dilepaskan dan diserap, mudah untuk menghitung DC, dan jika diketahui, terapkan KEC yang diinginkan.

Metodologi untuk mempelajari pertukaran gas pada prinsipnya terdiri dari menentukan komposisi udara yang dihirup dan dihembuskan serta volumenya, dan menghitung koefisien yang ditunjukkan.

Namun, karena orang-orang kebanyakan makan makanan campuran, banyak penelitian statistik menunjukkan bahwa, rata-rata, dengan pola makan Eropa yang diterima secara umum, DC adalah 0,9 tanpa fluktuasi yang besar. Jika kita mengambil DC sebagai 0,9, maka tidak perlu menentukan jumlah karbon dioksida yang diserap; cukup mengetahui jumlah oksigen yang diserap. Hal ini dilakukan dengan mudah menggunakan metode Krogh dalam metabolimeter atau spirometer. Anda akan terbiasa dengan teknik tertentu di kelas.

Pada tahun 60an abad terakhir, Bidder dan Schmidt menemukan bahwa pengeluaran energi saat istirahat ditandai dengan keteguhan yang signifikan. Ternyata pada manusia dan hewan, nilai pengeluaran energi terendah diamati ketika aktivitas otot dan asupan makanan dikecualikan, dan pada suhu lingkungan yang sesuai dengan aktivitas minimum mekanisme termoregulasi. Tingkat ini disebut tingkat metabolisme basal.

Untuk menentukan laju metabolisme basal (BM) pertukaran gas biasanya dipelajari pada pagi hari, 14 jam setelah makan terakhir pada suhu ruangan 20-22°C. Subjek harus berbaring diam, dalam posisi yang nyaman baginya. Yang terbaik adalah melakukan penelitian di tempat tidur, segera setelah bangun tidur. Penelitian berlangsung 10-15 menit.

Pada orang dengan tinggi, berat badan, jenis kelamin dan usia yang sama, metabolisme basal kira-kira sama dan berfluktuasi tidak lebih dari +-15%. Mengetahui berat badan, tinggi badan dan usia, Anda dapat menggunakan rumus dan tabel khusus untuk menentukan intensitas laju metabolisme basal (BMR) yang tepat pada manusia. Nilai sebenarnya dari OO tidak boleh berbeda dari DOO lebih dari 15%. Perubahan OO paling sering diamati pada gangguan hormonal (tiroid dan kelenjar lainnya) dan sejumlah penyakit lainnya.

Jika kita menghitung ulang intensitas OO per 1 kg berat badan, maka sangat berbeda pada hewan dari spesies yang berbeda dan manusia dengan berat, tinggi dan umur yang berbeda. Selain itu, angka ini lebih tinggi pada anak-anak dibandingkan pada orang dewasa. Jika kita menghitung ulang intensitas RO per 1 m2 permukaan tubuh, maka hasil yang diperoleh pada hewan dan manusia yang berbeda akan jauh lebih berbeda. Hal ini memberi Rubner alasan untuk merumuskan apa yang disebut "aturan permukaan", yang menyatakan bahwa pengeluaran energi hewan berdarah panas sebanding dengan permukaan tubuhnya.

Namun, hal ini tidak sepenuhnya benar. Laju metabolisme dapat bervariasi secara signifikan antara dua individu dengan permukaan tubuh yang sama, karena tingkat proses oksidatif tidak banyak ditentukan oleh perpindahan panas dari permukaan tubuh, tetapi oleh produksi panas sel, tergantung pada jenis hewan dan jenis hewan. keadaan tubuh, yang pada gilirannya ditentukan oleh aktivitas sistem saraf dan alat endokrinnya. Dalam hal ini, yang disebut " aturan otot rangka Arshavsky, yang menegaskan ketergantungan OO pada volume massa otot tubuh.

Perubahan tertentu dalam pengeluaran energi diamati seiring bertambahnya usia. Tingkat metabolisme tertinggi terjadi pada bayi baru lahir dan anak sampai usia satu tahun, kemudian nilai tersebut menurun. Pada usia 10-12 tahun, tingkat metabolisme mencapai tingkat orang dewasa, namun sebelum pubertas lebih tinggi pada anak perempuan dibandingkan pada anak laki-laki.

Kemana perginya energi selama metabolisme basal? Dalam suatu organisme yang dalam keadaan istirahat total, kerja jantung, otot pernafasan, serta aktivitas ginjal dan hati tidak pernah berhenti. Beberapa ketegangan otot rangka (tonus) tetap ada bahkan dengan relaksasi otot sepenuhnya saat berbaring dan saat tidur. Dipercaya bahwa dari total metabolisme, sekitar 4-6% terjadi di otot jantung, 4-6% di ginjal, 20-30% di hati dan organ pencernaan, 2-5% di sistem saraf, dan 40- 50% pada otot rangka.

Tingkat metabolisme terkait erat dengan proses nutrisi. Metabolisme dipengaruhi oleh makanan individu dan jumlah total zat yang dikonsumsi, serta komposisi kualitatifnya. Setiap asupan makanan menyebabkan peningkatan metabolisme dalam tubuh, yaitu dalam kondisi istirahat otot. Peningkatan pertukaran ini disebut khususnya aksi dinamis pangan (SDP).

Asupan protein mempunyai SDP paling besar. Peningkatan metabolisme dapat mencapai 30-40% dari total nilai energi protein yang dimasukkan ke dalam tubuh. Untuk karbohidrat ADPnya 4-6%, untuk lemak lebih sedikit lagi. Saat makan makanan campuran, ADPnya 10-12% dari OO.

Alasan SDP ada dua. 60% nilainya jatuh pada komponen refleks terkondisi (dibuktikan dengan pengalaman pemberian makan imajiner). 40% disebabkan oleh berfungsinya alat pencernaan. Pada bayi baru lahir, bahkan sebelum pemberian makan pertama, mengisap dot menyebabkan peningkatan metabolisme. Jelasnya, pengaruh tindakan makan terhadap tingkat metabolisme merupakan refleks tanpa syarat, yang makna biologisnya adalah bahwa tubuh menerima energi untuk aktivitas (mungkin dari depot) jauh sebelum zat yang diambil bersama makanan benar-benar masuk ke dalam kuali metabolisme. . Jika mekanisme seperti itu tidak ada, orang yang kelaparan dan kelelahan akan dapat bergerak aktif hanya 3-4 jam setelah makan. Dalam kehidupan nyata, dia bisa melakukan ini segera setelah makan.

Selama aktivitas otot, metabolisme di otot dan tubuh secara keseluruhan meningkat pesat. Jadi, dibandingkan dengan tingkat metabolisme, berbaring menyebabkan peningkatan metabolisme sebesar 12%, berdiri - sebesar 20%, berjalan - sebesar 80-100%, berlari - sebesar 300-400%. Pekerjaan yang sangat intens dapat meningkatkan metabolisme Anda hingga 10 kali lipat.

Berdasarkan tingkat pengeluaran energi, perwakilan dari berbagai profesi dapat dibagi menjadi 4 kelompok. Pengeluaran energi harian kelompok ini adalah sebagai berikut:

1 kelompok- pekerja berpengetahuan (ilmuwan, dokter, insinyur, pelajar, dll.) - 3000 kkal/hari;

kelompok ke-2- pekerja produksi mekanis (pembubut, pengemudi, pekerja tekstil, dll.) - 3500 kkal/hari;

3 kelompok- pekerja yang melakukan pekerjaan fisik (mekanik, penyala, pekerja pertanian, dll.) - 4000 kkal/hari;

4 kelompok- pekerja pekerjaan fisik berat (loader, penggali, dll) - 4500 kkal/hari. dan banyak lagi.

Selama pekerjaan mental, biaya energi jauh lebih rendah dibandingkan dengan pekerjaan fisik. Namun, ada peningkatan besar dalam hipnosis.

Prinsip penyusunan ransum pangan. Bergantung pada biaya energi, tugasnya adalah menyusun jatah makanan yang benar. Jumlah kalori yang diambil dari makanan harus sesuai dengan pengeluaran energi tubuh.

Jumlah energi yang diperlukan dapat diperoleh tubuh melalui oksidasi protein, lemak, dan karbohidrat. Namun selain kebutuhan energi tubuh, kebutuhan plastik juga harus diperhatikan;

Pertanyaan tentang standar protein dalam nutrisi manusia sangatlah penting. Beberapa peneliti Barat percaya bahwa jumlah protein dalam makanan harus sedemikian rupa sehingga keseimbangan nitrogen tidak terganggu. Ilmuwan kami percaya bahwa harus selalu ada semacam cadangan protein di dalam tubuh, oleh karena itu, ketika menyusun pola makan, seseorang harus fokus bukan pada protein maksimum, tetapi pada protein optimal, yaitu. jumlah protein yang memenuhi kebutuhan tubuh, kesehatan yang baik, kinerja tinggi, daya tahan yang cukup terhadap infeksi, dan bagi anak-anak, kebutuhan pertumbuhan. Asupan harian orang dewasa rata-rata 80-100 g protein dengan makanan sepenuhnya memenuhi kebutuhan ini. Setidaknya 30% protein harus berasal dari hewan.

Untuk anak-anak, asupan protein harian per 1 kg berat badan harus ditingkatkan. Untuk 1-3 tahun 55 g, 4-6 tahun - 72 g, 7-9 tahun - 89 g, 10-15 tahun 100-106 g.

Diet harus mencakup setidaknya 60 g lemak dan 400-500 g karbohidrat. Pada orang dewasa, dengan makan tiga kali sehari, 30% makanan harus untuk sarapan, 40% untuk makan siang, dan 25% untuk makan malam. Perlu juga diingat tentang komposisi mineral dan vitamin. asam amino nonesensial dan esensial, dll.

Oleh karena itu, saat menyusun pola makan, Anda harus berpedoman pada prinsip-prinsip berikut:

1. Kepatuhan terhadap biaya energi.

2. Memenuhi norma protein, lemak dan karbohidrat dalam makanan.

3. Memperhatikan daya cerna zat gizi.

4. Komposisi mineral dan vitamin.

5. Memperhatikan keadaan tubuh dan cara memasak (dietologi).

6. Distribusi makanan yang benar berdasarkan jam dalam sehari.

7. Ragam pangan dan sifat organoleptiknya.

8. Memperhitungkan kebutuhan pertumbuhan.

Metabolisme dan energi adalah totalitas transformasi kimia dan fisik yang terjadi dalam organisme hidup dan menjamin fungsi vitalnya. F. Engels menyebut metabolisme, atau metabolisme, sebagai tanda utama kehidupan. Energi yang dilepaskan selama metabolisme diperlukan untuk kerja, pertumbuhan, perkembangan dan memastikan struktur dan fungsi semua elemen seluler.

Metabolisme dan energi membentuk satu kesatuan, dan mereka mematuhi hukum alam universal - hukum kekekalan materi dan energi.

Metabolisme memastikan pemulihan zat-zat yang terus-menerus hilang oleh tubuh (air, senyawa mineral) dan senyawa organik yang membusuk yang membentuk jaringan dan cairan jaringan, memasok tubuh dengan energi yang diperlukan untuk pergerakan, sekresi, ekskresi, pembentukan sejumlah zat. dan manifestasi kehidupan lainnya.

Metabolisme terdiri dari proses asimilasi dan disimilasi. Serangkaian proses sintetik di mana energi dikonsumsi disebut asimilasi, metabolisme plastik, atau anabolisme.

Himpunan proses penguraian senyawa yang terjadi dengan pelepasan energi disebut disimilasi, proses energi atau katabolisme.

Satu-satunya sumber energi bagi manusia dan hewan adalah oksidasi zat organik yang disuplai dengan makanan. Ketika produk makanan dipecah menjadi unsur-unsur akhirnya - karbon dioksida dan air, energi ikatan kimia dilepaskan. Salah satu bagian dari energi yang dilepaskan digunakan untuk pekerjaan mekanis yang dilakukan oleh otot, bagian lainnya digunakan untuk sintesis senyawa yang lebih kompleks atau disimpan dalam senyawa khusus berenergi tinggi.

Senyawa makroergik merupakan zat yang menyimpan banyak energi. Dalam tubuh manusia dan hewan, peran senyawa berenergi tinggi dimainkan oleh asam adenosin trifosfat (ATP) dan kreatin fosfat (CP).

Proses asimilasi (anabolisme) dan disimilasi (katabolisme) saling terkait erat. Pada periode berbeda dalam kehidupan suatu organisme, hubungan yang berbeda antara proses asimilasi dan disimilasi diamati. Selama masa pertumbuhan, asimilasi mendominasi; dalam tubuh orang dewasa, keseimbangan relatif terbentuk antara katabolisme dan anabolisme; di usia tua, asimilasi tertinggal dibandingkan proses disimilasi. Pelanggaran hubungan normal antara proses katabolisme dan anabolisme diamati pada kondisi yang menyakitkan.

Metabolisme protein

Protein adalah senyawa bermolekul tinggi yang terbuat dari asam amino. Protein melakukan banyak fungsi dalam tubuh.

Struktural, atau plastik, fungsi protein adalah bahwa protein merupakan komponen utama dari semua sel dan struktur antar sel. Protein juga merupakan bagian dari bahan dasar tulang rawan, tulang, dan kulit. Biosintesis protein menentukan pertumbuhan dan perkembangan tubuh.

Katalis, atau enzimatik, fungsi protein adalah protein mampu mempercepat reaksi biokimia dalam tubuh. Semua enzim yang dikenal saat ini adalah protein. Semua jenis metabolisme dalam tubuh bergantung pada aktivitas protein enzim.

Protektif fungsi protein diwujudkan dalam pembentukan kekebalan tubuh (antibodi) ketika protein asing (misalnya bakteri) masuk ke dalam tubuh. Selain itu, protein mengikat racun dan racun yang masuk ke dalam tubuh, serta memastikan pembekuan darah dan menghentikan pendarahan jika terjadi luka.

Mengangkut Fungsi protein adalah protein berperan dalam pengangkutan banyak zat. Jadi, suplai oksigen ke sel dan pembuangan karbon dioksida dari tubuh dilakukan oleh protein kompleks - hemoglobin, lipoprotein memastikan pengangkutan lemak, dll.

Perpindahan harta warisan, di mana nukleoprotein memainkan peran utama, adalah salah satu fungsi protein yang paling penting. Nukleoprotein mengandung asam nukleat. Ada dua jenis utama asam nukleat: asam ribonukleat (RNA), yang mengandung adenin, sitosin, urasil, ribosa dan asam fosfat, dan asam deoksiribonukleat (DNA), yang mengandung deoksiribosa sebagai pengganti ribosa dan timin sebagai pengganti urasil. Fungsi biologis paling penting dari asam nukleat adalah partisipasinya dalam biosintesis protein. Asam nukleat tidak hanya diperlukan untuk proses biosintesis protein itu sendiri, tetapi juga memastikan pembentukan protein spesifik untuk spesies dan organ tertentu.

Fungsi regulasi protein ditujukan untuk menjaga konstanta biologis dalam tubuh, yang dijamin oleh pengaruh pengaturan berbagai hormon yang bersifat protein.

Peran energi Protein bertugas menyediakan energi untuk seluruh proses kehidupan dalam tubuh hewan dan manusia. Protein enzim menentukan seluruh aspek metabolisme dan pembentukan energi tidak hanya dari protein itu sendiri, tetapi juga dari karbohidrat dan lemak. Ketika 1 g protein dioksidasi, rata-rata energi yang dilepaskan sebesar 16,7 kJ (4,0 kkal)*.

* (Joule (J) - usaha yang dilakukan oleh gaya konstan sebesar 1 N (newton) sepanjang lintasan 1 m yang ditempuh oleh suatu benda di bawah aksi gaya ini dalam arah yang bertepatan dengan arah gaya; 1 kal = 4,1868 J.)

Spesifisitas protein individu. Badan protein orang yang berbeda memiliki kekhususan tersendiri. Hal ini khususnya dibuktikan dengan terbentuknya kekebalan tubuh pada tubuh manusia pada saat transplantasi organ, yang dapat mengakibatkan reaksi penolakan terhadap organ yang ditransplantasikan.

Perbedaan individu dalam komposisi protein diwariskan. Pelanggaran kode genetik dalam beberapa kasus dapat menyebabkan penyakit keturunan yang parah.

Persyaratan protein. Tubuh terus-menerus memecah dan mensintesis protein. Satu-satunya sumber sintesis protein baru adalah protein makanan. Setelah enzim memecah protein menjadi asam amino di saluran pencernaan, mereka diserap di usus kecil. Bersamaan dengan asam amino, peptida paling sederhana juga dapat diserap sebagian. Dari asam amino dan peptida sederhana, sel mensintesis proteinnya sendiri, yang hanya merupakan karakteristik organisme tertentu.

Protein tidak dapat digantikan oleh nutrisi lain, karena sintesisnya di dalam tubuh hanya dimungkinkan dari asam amino. Pada saat yang sama, protein dapat menggantikan lemak dan karbohidrat, yaitu digunakan untuk sintesis senyawa-senyawa ini.

Seseorang mendapat protein dari makanan. Ketika zat protein asing dimasukkan langsung ke dalam darah, melewati saluran pencernaan, zat tersebut tidak hanya tidak dapat digunakan oleh tubuh, tetapi juga menyebabkan sejumlah komplikasi serius (demam, kejang, dan fenomena lainnya). Jika protein asing dimasukkan kembali ke dalam darah, kematian dapat terjadi dalam waktu 15-20 hari.

Nilai biologis protein. Terdapat lebih dari 80 asam amino di berbagai sumber protein alami (nabati dan hewani). Namun produk makanan yang dikonsumsi manusia hanya mengandung 20 asam amino. Telah ditetapkan bahwa tidak semua asam amino yang menyusun protein setara untuk manusia. Beberapa asam amino tidak dapat disintesis dalam tubuh manusia dan harus diperoleh dari makanan dalam bentuk jadi. Asam amino ini biasa disebut tak tergantikan atau penting. Ini termasuk valin, metionin, treonin, leusin, isoleusin, fenilalanin, triptofan dan lisin, dan masih anak-anak arginin dan histidin. Kekurangan asam esensial dalam makanan menyebabkan terganggunya metabolisme protein dalam tubuh.

Protein mengandung asam amino yang berbeda dan dalam rasio yang berbeda. Makanan hewani mengandung lebih banyak asam amino esensial dibandingkan makanan nabati. Protein yang mengandung semua asam amino esensial disebut lengkap secara biologis. Nilai biologis tertinggi dari protein adalah susu, telur, ikan, dan daging. Secara biologis lebih rendah adalah protein yang kekurangan setidaknya satu asam amino yang tidak dapat disintesis di dalam tubuh. Protein tidak lengkap adalah protein dari jagung, gandum, dan barley.

Dua atau tiga protein tidak lengkap, yang saling melengkapi, dapat memberikan diet seimbang bagi seseorang. Agar tubuh berfungsi normal, makanan harus mengandung semua asam amino yang diperlukan.

Tanpa nutrisi protein yang cukup, pertumbuhan terhambat dan pembentukan tulang terganggu. Selama kelaparan protein, awalnya terjadi peningkatan pemecahan protein di otot rangka, hati, darah, usus, dan kulit. Asam amino yang dilepaskan digunakan untuk sintesis protein di sistem saraf pusat, miokardium, dan hormon. Namun, redistribusi asam amino seperti itu tidak dapat mengkompensasi kekurangan protein makanan, dan terjadi penurunan aktivitas enzim secara alami, fungsi hati, ginjal, dll.

Keseimbangan nitrogen. Berdasarkan tingkat nitrogen yang dikeluarkan dari tubuh, seseorang dapat menilai jumlah protein yang terurai dalam tubuh. Nitrogen adalah komponen penting dari protein dan produk pemecahannya - asam amino. Nitrogen masuk ke dalam tubuh hanya dengan makanan berprotein, karena tidak terkandung dalam nutrisi lain dan tidak masuk ke dalam tubuh dengan cara lain.

Protein rata-rata mengandung 16% nitrogen, sehingga jumlah protein yang dikonsumsi dapat ditentukan oleh kadar nitrogen dalam makanan. Untuk melakukan ini, kalikan jumlah nitrogen dengan 6,25 (angka ini diperoleh dengan membagi 100 dengan 16). Nitrogen dari makanan tidak terserap seluruhnya oleh tubuh. Untuk menghitung secara akurat nitrogen yang diserap oleh tubuh, Anda perlu menentukan kehilangannya melalui tinja dan mengurangi angka yang dihasilkan dari jumlah nitrogen yang dikonsumsi.

Pemecahan protein dalam tubuh dinilai dari kandungan nitrogen dalam urin, karena nitrogen dikeluarkan dari tubuh terutama melalui urin. Dengan menentukan kandungan nitrogen dalam urin dan mengalikan nilai yang dihasilkan dengan 6,25, kita mengetahui jumlah protein yang terurai dalam tubuh.

Keseimbangan nitrogen adalah perbedaan antara jumlah nitrogen yang terkandung dalam makanan manusia atau hewan dan kadarnya dalam kotoran. Ada keseimbangan nitrogen, keseimbangan nitrogen positif dan negatif.

Keseimbangan nitrogen- Ini adalah suatu kondisi di mana jumlah nitrogen yang dikeluarkan sama dengan jumlah yang masuk ke dalam tubuh. Keseimbangan nitrogen diamati pada orang dewasa yang sehat.

Keseimbangan nitrogen positif adalah suatu kondisi di mana jumlah nitrogen dalam sekresi tubuh jauh lebih sedikit daripada kandungannya dalam makanan, sehingga terjadi retensi nitrogen dalam tubuh. Keseimbangan nitrogen positif diamati pada anak-anak karena peningkatan pertumbuhan, pada wanita selama kehamilan, selama pelatihan olahraga intensif yang menyebabkan peningkatan jaringan otot, selama penyembuhan luka besar atau pemulihan dari penyakit serius.

Keseimbangan nitrogen negatif Hal ini terjadi ketika jumlah nitrogen yang dilepaskan lebih besar dari kandungannya dalam makanan yang masuk ke dalam tubuh. Keseimbangan nitrogen negatif diamati selama kelaparan protein, kondisi demam, dan gangguan regulasi neuroendokrin metabolisme protein.

Pemecahan protein dan sintesis urea. Produk nitrogen terpenting dari pemecahan protein, yang diekskresikan melalui urin dan keringat, adalah urea, asam urat, dan amonia.

Asam amino dioksidasi dengan menghilangkan nitrogen darinya dalam bentuk amonia. Amonia merupakan zat yang sangat beracun bagi sistem saraf pusat dan jaringan tubuh lainnya. Namun, amonia dinetralkan di jaringan hati dan otak: di hati melalui pembentukan urea, di jaringan otak melalui konversi menjadi glutamin.

Pentingnya fungsi hati pembentuk urea dalam melindungi tubuh dari keracunan amonia ditunjukkan pada tahun 1895 oleh I. P. Pavlov, M. Nenetsky dan I. Zalessky. Mereka menemukan bahwa darah vena hepatika mengandung amonia tiga kali lebih sedikit dibandingkan vena portal. Akibatnya, di hati, sebagian besar amonia diubah menjadi urea. Pengangkatan hati menyebabkan kematian anjing karena keracunan amonia. Urea, sebaliknya, adalah produk yang relatif tidak berbahaya dan dikeluarkan dari tubuh melalui urin.

Sebagian amonia dinetralkan melalui konversi menjadi asam glutamat dan glutamin. Hanya sejumlah kecil amonia yang bersirkulasi dalam darah orang sehat.

Ketika sintesis urea di hati terganggu, konsentrasi amonia, asam amino dan polipeptida dalam darah meningkat, yang menyebabkan rangsangan pada sistem saraf pusat, kejang, kebingungan bahkan koma dan kematian.

Metabolisme lemak

Lemak termasuk zat kimia heterogen yang dibagi menjadi lipid sederhana (lemak netral, lilin), lipid kompleks (fosfolipid, glikolipid, sulfolipid) dan steroid (kolesterol, dll.). Sebagian besar lipid dalam tubuh manusia diwakili oleh lemak netral. Lemak netral dalam makanan manusia merupakan sumber energi yang penting. Ketika 1 g lemak dioksidasi, 38,3 kJ (9,3 kkal) energi dilepaskan. Karena oksidasi lemak netral, sekitar 50% energi orang dewasa dan sekitar 40% energi bayi terbentuk. Lemak netral merupakan sumber air endogen (oksidasi 100 g lemak melepaskan 107-107-3 liter air). Mereka berkontribusi pada pertukaran air normal dalam tubuh. Lemak netral merupakan komponen penting dari protoplasma, inti dan membran sel, sehingga menjalankan fungsi plastik. Lemak dapat disimpan dalam bentuk tetesan lemak, terutama di jaringan lemak subkutan. Dalam hal ini, lemak melindungi tubuh dari peningkatan perpindahan panas. Jika lemak disimpan di tempat lain, maka ini melindungi organ dari kerusakan traumatis.

Kebutuhan harian orang dewasa akan lemak netral adalah 70-80 g, untuk anak usia 3-10 tahun - 26-30 g.

Lemak yang netral energi bisa diganti dengan karbohidrat. Namun, ada asam lemak tak jenuh - linoleat, linolenat, dan arakidonat, yang harus terkandung dalam makanan manusia, disebut asam lemak esensial. Tidak adanya asam lemak esensial dalam makanan dalam jangka panjang menyebabkan lambatnya pertumbuhan pada hewan muda dan hilangnya kemampuan reproduksi pada hewan dewasa. Kebutuhan harian asam ini bagi manusia adalah 10-12 g.

Asam linolenat dan linoleat ditemukan dalam jumlah besar pada lemak nabati, dan dalam jumlah lebih kecil pada lemak hewani. Asam arakidonat hanya ditemukan pada lemak hewani.

Lemak netral yang menyusun makanan dan jaringan manusia terutama diwakili oleh trigliserida yang mengandung asam lemak - palmitat, stearat, oleat, linoleat, dan linolenat.

Dalam kondisi normal, jumlah lemak dalam tubuh adalah 10-20% dari berat badan. Ketika makan makanan yang mengandung sedikit lemak, karakteristik lemak dari karakteristik spesies suatu organisme disimpan dalam tubuh hewan dan manusia. Jika salah satu jenis lemak digunakan dalam makanan dalam jumlah besar untuk waktu yang lama, komposisi timbunan lemak akan berubah.

Hati memainkan peran penting dalam metabolisme lemak interstitial. Hati merupakan organ utama tempat terjadinya pembentukan badan keton(asam β-hidroksibutirat dan asetoasetat, aseton). Badan keton digunakan sebagai sumber energi.

Fosfo dan glikolipid ditemukan di semua sel, tetapi terutama di sel sistem saraf. Fosfolipid disintesis di dinding usus dan di hati. Namun, hanya sel hati yang mampu melepaskan fosfolipid ke dalam darah, sehingga hati merupakan satu-satunya organ yang menjaga kadar fosfolipid dalam darah. Kolesterol dan steroid lainnya dapat diperoleh dari makanan atau disintesis di dalam tubuh. Tempat utama sintesis kolesterol adalah hati. Kolesterol yang tidak terpakai dipecah di hati, dan produk pemecahannya diubah menjadi asam empedu. Mereka memasuki usus dengan empedu. Beberapa kolesterol dapat keluar langsung dari darah melalui dinding usus besar ke dalam rongganya.

Di jaringan adiposa, lemak netral disimpan dalam bentuk trigliserida. Jika perlu, terjadi mobilisasi lemak, yaitu pemecahan trigliserida dengan pelepasannya non-esterifikasi(bebas) asam lemak.

Pembentukan lemak dari karbohidrat. Konsumsi karbohidrat yang berlebihan menyebabkan penumpukan lemak di dalam tubuh. Biasanya, pada manusia, 25-30% karbohidrat makanan diubah menjadi lemak.

Pembentukan lemak dari protein. Protein adalah bahan plastik. Tubuh melestarikan zat-zat berharga ini. Hanya dalam keadaan ekstrim protein digunakan untuk tujuan energi. Konversi protein menjadi asam lemak kemungkinan besar terjadi melalui pembentukan karbohidrat.

Metabolisme karbohidrat

Peran biologis karbohidrat bagi tubuh manusia ditentukan terutama oleh fungsi energinya. Nilai energi 1 g karbohidrat adalah 15,7 kJ (3,75 kkal). Karbohidrat merupakan sumber energi langsung bagi seluruh sel tubuh, berperan penting dalam plastik, menjadi bagian dari protoplasma dan formasi subselular, serta menjalankan fungsi pendukung (tulang, tulang rawan, jaringan ikat).

Kebutuhan harian orang dewasa akan karbohidrat adalah sekitar 0,5 kg. Bagian utama dari mereka (sekitar 70%) dioksidasi di jaringan menjadi air dan karbon dioksida. Sekitar 25-28% glukosa makanan diubah menjadi lemak dan hanya 2-5% yang disintesis glikogen- cadangan karbohidrat tubuh.

Karbohidrat kompleks yang diperoleh dari makanan tidak dapat menembus mukosa usus ke dalam darah dan getah bening. Satu-satunya bentuk karbohidrat yang dapat diserap adalah monosakarida.

Monosakarida diserap terutama di usus kecil dan diangkut melalui aliran darah ke hati dan jaringan. Glikogen disintesis dari glukosa di hati. Proses ini disebut glikogenesis. Glikogen dapat dipecah menjadi glukosa. Fenomena ini disebut glikogenolisis. Di hati, pembentukan karbohidrat baru dimungkinkan dari produk pemecahannya (asam piruvat atau laktat), serta dari produk pemecahan lemak dan protein (asam keto) - glukoneogenesis.

Glikogenesis, glikogenolisis, dan glukoneogenesis, saling terkait erat dan terjadi secara intens di hati, memastikan kadar gula darah yang optimal. Jadi, telah terbukti bahwa darah yang mengalir ke hati, mengandung sedikit gula, mendorong transisi glikogen menjadi glukosa dan masuknya ke dalam pembuluh darah. Darah dengan kandungan glukosa yang tinggi menyebabkan proses glikogenesis di hati yang menyebabkan penurunan kadar gula dalam darah yang mengalir dari kelenjar. Kemampuan hati ini disebut mekanisme homeostatis.

Jaringan otot sangat penting dalam metabolisme karbohidrat tubuh. Otot, terutama ketika aktivitasnya meningkat, menangkap sejumlah besar glukosa dari darah. Glikogen disintesis di otot dan juga di hati. Pemecahan glikogen merupakan salah satu sumber energi untuk kontraksi otot. Ketika glikogen otot terurai, prosesnya berlanjut ke pembentukan asam piruvat dan laktat. Proses ini disebut glikolisis. Selama fase istirahat, resintesis glikogen terjadi dari sebagian besar asam laktat di jaringan otot. Beberapa asam laktat memasuki darah. Asam laktat diserap oleh organ lain, terutama hati. Glikogen disintesis di hati dari asam laktat.

Jadi, glikogen hati memasok glukosa ke darah, yang diambil oleh otot dan digunakan untuk sintesis glikogen otot. Yang terakhir, terurai menjadi asam laktat, menyediakan bahan untuk sintesis glikogen di hati.

Otak mengandung cadangan karbohidrat yang sangat kecil dan membutuhkan pasokan glukosa yang konstan. Otak menyerap sekitar 69% glukosa yang dikeluarkan oleh hati. Glukosa di jaringan otak sebagian besar teroksidasi, dan sebagian kecil diubah menjadi asam laktat. Pengeluaran energi otak hanya ditanggung oleh karbohidrat. Penurunan suplai glukosa ke otak disertai dengan perubahan proses metabolisme pada jaringan saraf dan gangguan fungsi otak.

Mobilisasi energi anaerobik dan aerobik yang terkandung dalam karbohidrat. Dalam kondisi anaerobik (bebas oksigen), glukosa diubah menjadi asam laktat. Dalam proses glikolisis satu molekul glukosa, dua molekul ATP dikonsumsi dan empat molekul ATP disintesis, mis. ada keseimbangan positif - dua molekul ATP. Sekitar 35% dari seluruh energi terakumulasi dalam ATP, sisanya, sebagian besar energi, hilang dalam bentuk panas. Secara energik, glikolisis tidak bermanfaat bagi tubuh.

Oksidasi glukosa lebih efisien. Selama oksidasi aerobik (dengan adanya oksigen), 38 molekul ATP terbentuk dari satu molekul glukosa. Efek pernafasan adalah 45-55%. Jadi, proses glikolitik disertai dengan pelepasan sejumlah besar panas, dan oksidasi glukosa disertai dengan akumulasi energi dalam ikatan ATP berenergi tinggi..

Pembentukan karbohidrat dari protein dan lemak (glukoneogenesis). Sebagai hasil dari transformasi asam amino, asam piruvat terbentuk, dan selama oksidasi asam lemak, asetil koenzim A terbentuk, yang dapat diubah menjadi asam piruvat, prekursor glukosa. Ini adalah jalur umum terpenting untuk biosintesis karbohidrat.

Asam amino yang merupakan prekursor karbohidrat disebut asam amino glukoplastik. Ini termasuk alanin, arginin, asam aspartat, asparagin, sistein, asam glutamat, glutamin, glisin, histidin, metionin, prolin, serin, treonin, triptofan, valin.

Memberi makan hewan dengan makanan kaya protein sering kali menyebabkan pengendapan glikogen di hati dan jaringan adiposa.

Ada hubungan fisiologis yang erat antara dua sumber energi utama - karbohidrat dan lemak. Peningkatan glukosa darah meningkatkan biosintesis trigliserida dan mengurangi pemecahan lemak di jaringan adiposa. Lebih sedikit asam lemak bebas (non-esterifikasi) yang masuk ke dalam darah. Jika terjadi hipoglikemia, proses sintesis trigliserida terhambat, pemecahan lemak dipercepat, dan asam lemak non-esterifikasi masuk ke darah dalam jumlah lebih banyak.

Bukti kemungkinan terjadinya konversi lemak menjadi karbohidrat berasal dari pengamatan hewan yang sedang berhibernasi. Hewan-hewan ini kehilangan cadangan lemaknya selama musim dingin.

Informasi terkait.

Metabolisme dalam tubuh. Peran nutrisi yang plastik dan energik

Pertukaran zat dan energi yang konstan antara organisme dan lingkungan merupakan kondisi yang diperlukan bagi keberadaannya dan mencerminkan kesatuannya. Inti dari pertukaran ini adalah nutrisi yang masuk ke dalam tubuh setelah transformasi pencernaan digunakan sebagai bahan plastik. Energi yang dihasilkan selama transformasi ini mengisi kembali biaya energi tubuh.

Sintesis zat kompleks tertentu dalam tubuh dari senyawa sederhana yang diserap ke dalam darah dari saluran pencernaan disebut asimilasi atau anabolisme. Pemecahan zat-zat tubuh menjadi produk akhir yang disertai dengan pelepasan energi disebut disimilasi atau katabolisme. Kedua proses ini terkait erat. Asimilasi memastikan akumulasi energi, dan energi yang dilepaskan selama disimilasi diperlukan untuk sintesis zat. Anabolisme dan katabolisme digabungkan menjadi satu proses dengan bantuan ATP dan NADP. Dengan bantuan mereka, energi yang dihasilkan akibat disimilasi ditransfer untuk proses asimilasi.

Tupai Bahannya sebagian besar terbuat dari plastik. Mereka adalah bagian dari membran sel dan organel. Molekul protein terus diperbarui. Namun pembaruan ini terjadi tidak hanya karena protein makanan, tetapi juga melalui pemanfaatan kembali protein tubuh sendiri. Dari 20 asam amino pembentuk protein, 10 di antaranya esensial. Itu. tidak dapat dibentuk di dalam tubuh. Produk akhir pemecahan protein adalah senyawa yang mengandung nitrogen seperti urea, asam urat, dan kreatinin.

Keadaan metabolisme protein dinilai dengan keseimbangan nitrogen. Ini adalah rasio jumlah nitrogen yang disuplai dengan protein makanan dan dikeluarkan dari tubuh dengan produk metabolisme yang mengandung nitrogen. Protein mengandung sekitar 16 g nitrogen. Oleh karena itu, pelepasan 1 g nitrogen menunjukkan pemecahan 6,25 g protein dalam tubuh. Jika jumlah nitrogen yang dilepaskan sama dengan jumlah yang diserap tubuh, keseimbangan nitrogen. Jika nitrogen yang masuk lebih banyak daripada nitrogen yang dilepaskan, maka disebut keseimbangan nitrogen positif. Retensi nitrogen terjadi di dalam tubuh. Keseimbangan nitrogen positif diamati selama pertumbuhan tubuh, selama pemulihan dari penyakit serius disertai penurunan berat badan dan setelah puasa berkepanjangan. Ketika jumlah nitrogen yang dikeluarkan tubuh lebih besar dari jumlah yang masuk, keseimbangan nitrogen negatif. Kemunculannya dijelaskan oleh pemecahan protein tubuh sendiri. Terjadi saat puasa, kekurangan asam amino esensial dalam makanan, gangguan pencernaan dan penyerapan protein, serta penyakit serius. Banyaknya protein yang dapat memenuhi seluruh kebutuhan tubuh disebut protein optimal. Minimum, hanya memastikan pelestarian keseimbangan nitrogen - protein minimal. WHO merekomendasikan asupan protein minimal 0,75 g per kg berat badan per hari. Peran energi protein relatif kecil.

lemak tubuh adalah trigliserida, fosfolipid dan sterol. Mereka juga memiliki peran plastik tertentu, karena fosfolipid, kolesterol, dan asam lemak merupakan bagian dari membran sel dan organel. Peran utama mereka adalah energik. Oksidasi lipid melepaskan energi dalam jumlah terbesar, sehingga sekitar setengah dari pengeluaran energi tubuh disediakan oleh lipid. Selain itu, merupakan pengumpul energi dalam tubuh karena disimpan di depot lemak dan digunakan sesuai kebutuhan. Depot lemak membentuk sekitar 15% dari berat badan. Menutupi organ dalam, jaringan adiposa juga melakukan fungsi plastik. Misalnya, lemak perinefrik membantu memperbaiki ginjal dan melindunginya dari tekanan mekanis. Lipid merupakan sumber air karena oksidasi 100 g lemak menghasilkan sekitar 100 g air. Fungsi khusus dilakukan oleh lemak coklat, yang terletak di sepanjang pembuluh besar. Polipeptida yang terkandung dalam sel lemaknya menghambat resintesis ATP karena lipid. Akibatnya, produksi panas meningkat tajam. Asam lemak esensial - linoleat, linolenat, dan arakidonat - sangat penting. Mereka tidak terbentuk di dalam tubuh. Tanpa mereka, sintesis fosfolipid sel, pembentukan prostaglandin, dll. tidak mungkin dilakukan. Jika mereka tidak ada, pertumbuhan dan perkembangan tubuh terhambat.

Karbohidrat terutama memainkan peran energik, karena berfungsi sebagai sumber energi utama bagi sel. Kebutuhan neuron dipenuhi secara eksklusif oleh glukosa. Karbohidrat disimpan sebagai glikogen di hati dan otot. Karbohidrat mempunyai arti plastis tertentu. Glukosa diperlukan untuk pembentukan nukleotida dan sintesis beberapa asam amino.

Metode untuk mengukur keseimbangan energi tubuh

Perbandingan antara jumlah energi yang masuk ke dalam tubuh dengan makanan dan energi yang dikeluarkan tubuh ke lingkungan luar disebut keseimbangan energi tubuh. Ada 2 metode untuk menentukan energi yang dikeluarkan tubuh.

Metabolisme energi secara umum

Metabolisme energi umum adalah jumlah metabolisme basal, perolehan kerja, dan energi dari tindakan dinamis spesifik makanan. Perolehan kerja adalah pengeluaran energi untuk pekerjaan fisik dan mental. Berdasarkan sifat kegiatan produksi dan konsumsi energi, kelompok pekerja berikut dibedakan:

1. Tenaga kerja mental (guru, mahasiswa, dokter, dll). Konsumsi energinya 2200-3300 kkal/hari.

2. Pekerja yang melakukan pekerjaan mekanis (perakitan di ban berjalan). 2350-3500 kkal/hari.

3. Orang yang melakukan pekerjaan sebagian mekanis (pengemudi). 2500-3700 kkal/hari.

4. Mereka yang melakukan pekerjaan berat non-mekanis (loader). 2900-4200 kkal/hari. Efek dinamis spesifik dari makanan adalah konsumsi energi untuk penyerapan nutrisi. Efek ini paling nyata pada protein, lebih sedikit pada lemak dan karbohidrat. Secara khusus, protein meningkatkan metabolisme energi sebesar 30%, dan lemak serta karbohidrat sebesar 15%.