Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Правило поверхности. Если пересчитать интенсивность основного обмена на 1 кг массы тела, то окажется, что у теплокровных животных разных видов и у людей с разной массой тела и ростом она весьма различна. Если же произвести перерасчет интенсивности основного обмена на 1 м2 поверхности тела, полученные у разных животных и людей величины различаются не столь резко.

Согласно правилу поверхности тела затраты энергии теплокровными животными пропорциональны величине поверхности тела.

Ежедневная продукция тепла на 1 м2 поверхности тела у человека равна 3559–5234 кДж (850–1250 ккал), среднее значение для мужчин — 3969 кДж (948 ккал).

Для определения поверхности тела R применяется формула:

R = K · МТ2/3, (25.5)

где МТ — масса тела, кг; K — коэффициент.

Формула (25.5) выведена на основании анализа результатов прямых измерений поверхности тела. Константа K у человека равна 12,3.

Более точная формула предложена Дюбуа:

R = m0,425 · H0,725 · 71,84, (25.6)

где m — масса тела, кг; Н — рост, см.

Рабочий обмен — это совокупность основного обмена и энергетических трат организма, обеспечивающих его жизнедеятельность в условиях терморегуляторной, эмоциональной, пищевой и рабочей нагрузок.

Обмен энергии при физическом труде. Мышечная работа значительно увеличивает расход энергии, поэтому суточный расход энергии у здорового человека, проводящего часть суток в движении и физической работе, значительно превышает величину основного обмена. Это увеличение энерготрат составляет рабочую прибавку, которая тем больше, чем интенсивнее мышечная работа.

При мышечной работе освобождается тепловая и механическая энергия. Отношение механической энергии ко всей энергии, затраченной на работу, выраженное в процентах, называется коэффициентом полезного действия. При физическом труде человека коэффициент полезного действия колеблется от 16 до 25% и составляет в среднем 20%, но в отдельных случаях может быть и выше.

Коэффициент полезного действия изменяется в зависимости от ряда условий. Так, у нетренированных людей он ниже, чем у тренированных, и увеличивается по мере тренировки.

Затраты энергии тем больше, чем интенсивнее совершаемая организмом мышечная работа. Степень энергетических затрат при различной физической активности определяется коэффициентом физической активности (КФА), который представляет собой отношение общих энерготрат на все виды деятельности за сутки к величине основного обмена. По этому принципу все мужское население разделено на пять групп (табл. 25.5), женское население разделено по энерготратам на четыре группы (см. табл. 25.5).

Значительные различия энергетической потребности в группах зависят от пола (у мужчин больше), возраста (снижаются после 40 лет), степени активности отдыха и уровня коммунального обслуживания.

Суточный расход энергии детей и подростков зависит от возраста (табл. 25.6).

В старости энерготраты снижаются и к 80 годам составляют 8373–9211 кДж (2000–2200 ккал).

Таблица 25.5. Величина энерготрат в зависимости от особенностей профессии

* только для мужчин.

Таблица 25.6. Суточный расход энергии у детей и подростков в зависимости от возраста

Обмен энергии при умственном труде. При умственном труде энерготраты значительно ниже, чем при физическом.

Трудные математические вычисления, работа с книгой и другие формы умственного труда, если они не сопровождаются движением, вызывают ничтожное (2–3%) повышение затраты энергии по сравнению с полным покоем. Однако в большинстве случаев различные виды умственного труда сопровождаются мышечной деятельностью, в особенности при эмоциональном возбуждении работающего (лектор, артист, писатель, оратор и т.д.), поэтому и энерготраты могут быть относительно большими. Пережитое эмоциональное возбуждение может вызвать в течение нескольких последующих дней повышение обмена на 11–19%.

Специфическое динамическое действие пищи. После приема пищи интенсивность обмена веществ и энерготраты организма увеличиваются по сравнению с их уровнем в условиях основного обмена. Увеличение обмена веществ и энергии начинается через час, достигает максимума через 3 ч после приема пищи и сохраняется в течение нескольких часов. Влияние приема пищи, усиливающее обмен веществ и энергетические затраты, получило название специфического динамического действия пищи.

При белковой пище оно наиболее велико: обмен увеличивается в среднем на 30%. При питании жирами и углеводами обмен увеличивается у человека на 14–15%.