Glavna presnovna poraba energije je povezana z vzdrževanjem minimalne ravni oksidativnih procesov, potrebnih za življenje celic, in z delovanjem stalno delujočih organov in sistemov - dihalnih mišic, srca, ledvic, jeter. Del porabe energije v pogojih bazalnega metabolizma je povezan z vzdrževanjem mišičnega tonusa. Sproščanje toplotne energije med vsemi temi procesi zagotavlja proizvodnjo toplote, ki je potrebna za vzdrževanje telesne temperature na stalni ravni, ki običajno presega temperaturo zunanjega okolja.
Pogoji za določanje bazalne presnove: preiskovanec mora biti
1) v stanju mišičnega počitka (ležeči položaj s sproščenimi mišicami), ne da bi bili izpostavljeni draženju, ki povzroča čustveni stres;
2) na prazen želodec, to je 12-16 ur po jedi;
3) pri zunanji temperaturi "udobja" (18-20 ° C), ki ne povzroča občutka mraza ali vročine.
Bazalni metabolizem se določi v stanju budnosti. Med spanjem je stopnja oksidativnih procesov in s tem poraba energije v telesu za 8-10% manjša kot v mirovanju, ko smo budni.
Metode za določanje bazalnega metabolizma:
Neposredna, posredna kalorimetrija;
Po enačbah, ki upoštevajo spol, starost, višino, telesno težo z uporabo posebnih tabel.
Normalne vrednosti bazalnega metabolizma pri človeku. Vrednost bazalnega metabolizma je običajno izražena kot količina toplote v kilodžulih (kilokalorijah) na 1 kg telesne teže ali na 1 m2 telesne površine na 1 uro ali na dan.
Pri moškem povprečne starosti (približno 35 let), povprečne višine (približno 165 cm) in povprečne telesne teže (približno 70 kg) znaša bazalni metabolizem 4,19 kJ (1 kcal) na 1 kg telesne teže na uro oz. 7117 kJ (1700 kcal) na dan, za ženske približno 1500 kcal/dan. Pri ženskah je 5-10% nižja kot pri moških. Večja pri otrocih kot pri odraslih. Pri starejših je 10-15% nižja. .
3. Akcijski potencial in njegove faze. Ionski mehanizmi vzbujanja, Spremembe prepustnosti celične membrane med vzbujanjem.
Akcijski potencial - to je kratkotrajna sprememba potencialne razlike med zunanjo in notranjo površino membrane (ali med dvema točkama tkiva), ki nastane v trenutku vzbujanja. Pri snemanju akcijskega potenciala s tehnologijo mikroelektrod opazimo značilen potencial v obliki vrha. Vsebuje naslednje faze ali komponente:
Lokalni odziv je začetna stopnja depolarizacije.
Faza depolarizacije je hitro zmanjšanje membranskega potenciala na nič in ponovno polnjenje membrane (reverzija ali prekoračitev).
Faza repolarizacije - obnovitev začetne ravni membranskega potenciala; razlikuje med fazo hitre repolarizacije in fazo počasne repolarizacije, fazo počasne repolarizacije pa predstavljajo procesi v sledovih (potenciali): negativnost v sledovih (depolarizacija v sledovih) in pozitivnost v sledovih (hiperpolarizacija v sledovih). Amplitudno-časovne značilnosti akcijskega potenciala živca in skeletne mišice so naslednje: amplituda akcijskega potenciala 140-150 mV; trajanje vrha akcijskega potenciala (faza depolarizacije + faza repolarizacije) je 1-2 ms, trajanje potencialov v sledovih je 10-50 ms. Oblika akcijskega potenciala (z znotrajcelično abdukcijo) je odvisna od vrste ekscitabilnega tkiva: v aksonu nevrona, skeletni mišici - potenciali v obliki konice, v gladkih mišicah v nekaterih primerih v obliki vrha, v drugih - v obliki platoja. (npr. akcijski potencial gladkih mišic maternice nosečnice je v obliki platoja, njegovo trajanje pa je skoraj 1 minuta). V srčni mišici ima akcijski potencial obliko platoja.
V zunajcelični tekočini je visoka koncentracija natrijevih in klorovih ionov, v znotrajcelični tekočini je visoka koncentracija kalijevih ionov in organskih spojin. V stanju relativnega fiziološkega počitka celična membrana dobro prepustna za kalijeve katione, nekoliko manj prepustna za klorove anione, praktično neprepustna za natrijeve katione in popolnoma neprepustna za anione organskih spojin. V mirovanju se kalijevi ioni brez porabe energije premaknejo v območje nižje koncentracije (na zunanjo površino celične membrane) in s seboj nosijo pozitiven naboj.
Klorovi ioni prodrejo v celico in nosijo negativen naboj. Natrijevi ioni še naprej ostajajo na zunanji površini membrane, kar dodatno povečuje pozitivni naboj.
Mehanizem ionskega vzbujanja:
Akcijski potencial temelji na spremembah ionske prepustnosti celične membrane, ki se skozi čas razvijajo zaporedno. Ko je celica izpostavljena iritantu, se prepustnost membrane za Na+ ione močno poveča zaradi aktivacije natrijevih kanalčkov. V tem primeru se ioni Na+ intenzivno premikajo po koncentracijskem gradientu od zunaj v znotrajcelični prostor. Vstop Na+ ionov v celico olajša tudi elektrostatična interakcija. Posledično postane prepustnost membrane za Na+ 20-krat večja od prepustnosti za ione K+.
Ker pretok Na+ v celico začne presegati kalijev tok iz celice, pride do postopnega zmanjševanja potenciala mirovanja, kar vodi do reverzije – spremembe predznaka membranskega potenciala. V tem primeru postane notranja površina membrane pozitivna glede na zunanjo površino. Te spremembe membranskega potenciala ustrezajo naraščajoči fazi akcijskega potenciala (faza depolarizacije). Za membrano je značilna povečana prepustnost za Na+ ione le za zelo kratek čas, 0,2 - 0,5 ms. Po tem se prepustnost membrane za ione Na+ ponovno zmanjša, za K+ pa poveča. Posledično je dotok Na+ v celico močno oslabljen, pretok K+ iz celice pa se poveča. Med akcijskim potencialom pride v celico znatna količina Na+, K+ ioni pa zapustijo celico. Obnovitev celičnega ionskega ravnovesja poteka zahvaljujoč delovanju črpalke Na+, K+ - ATPaze, katere aktivnost se poveča s povečanjem notranje koncentracije Na+ ionov in povečanjem zunanje koncentracije K+ ionov.
Zahvaljujoč delovanju ionske črpalke in spremembi prepustnosti membrane za Na+ in K+ se postopoma povrne njuna začetna koncentracija v intra- in zunajceličnem prostoru.Rezultat teh procesov je repolarizacija membrane: notranja vsebina celica ponovno pridobi negativni naboj glede na zunanjo površino membrane.
VSTOPNICA 24
Te procese boste podrobneje obravnavali na predavanjih in urah, ki vam jih bodo predavali učitelji Oddelka za biokemijo.
Energijska vrednost hranil.
Energijsko vrednost hranilnih snovi ocenjujemo s posebnimi napravami – oksikalorimetri. Ugotovljeno je bilo, da se pri popolni oksidaciji 1 g ogljikovih hidratov sprosti 4,1 kcal (1 kcal = 4187 J), 1 g maščobe - 9,45 kcal, 1 g beljakovin - 5,65 kcal. Dodati je treba, da se nekatera hranila, ki vstopajo v telo, ne absorbirajo. Na primer, v povprečju se približno 2% ogljikovih hidratov, 5% maščob in do 8% beljakovin ne prebavi. Poleg tega se vsa hranila v telesu ne razgradijo na končne produkte – ogljikov dioksid (ogljikov dioksid) in vodo. Na primer, del produktov nepopolne razgradnje beljakovin v obliki sečnine se izloči z urinom.
Ob upoštevanju zgoraj navedenega je mogoče ugotoviti, da je realna energijska vrednost hranil nekoliko nižja od tiste, ugotovljene v eksperimentalnih pogojih. Realna energijska vrednost 1 g ogljikovih hidratov je 4,0 kcal, 1 g maščob 9,0 kcal, 1 g beljakovin 4,0 kcal.
2. Osnovni pojmi in definicije fiziologije metabolizma in energije.
Celotna (splošna) značilnost energetske presnove človeškega telesa je skupna poraba energije ali bruto poraba energije.
Bruto poraba energije telo- celotna poraba energije telesa čez dan v pogojih njegovega normalnega (naravnega) obstoja. Bruto poraba energije vključuje tri komponente: bazalni metabolizem, specifični dinamični učinek hrane in dobiček pri delu. Bruto poraba energije je ocenjena v kJ/kg/dan ali kcal/kg/dan (1 kJ=0,239 kcal).
BX.
Preučevanje osnovnega metabolizma se je začelo z delom znanstvenikov Bidderja in Schmidta z univerze v Tartuju (1852).
BX– minimalna raven porabe energije, ki je potrebna za vzdrževanje vitalnih funkcij telesa.
Zamisel o bazalnem metabolizmu kot minimalni ravni porabe energije v telesu nalaga tudi številne zahteve glede pogojev, pod katerimi je treba oceniti ta kazalnik.
Pogoji, pod katerimi je treba oceniti bazalni metabolizem:
1) stanje popolnega fizičnega in duševnega počitka (po možnosti v ležečem položaju);
2) ugodna temperatura okolja (18-20 stopinj Celzija);
3) 10 - 12 ur po zadnjem obroku, da se izognete povečanju energetske presnove, povezane z vnosom hrane.
Dejavniki, ki vplivajo na bazalni metabolizem.
Bazalni metabolizem je odvisen od starosti, višine, telesne teže in spola.
Vpliv starost na glavno menjalnico.
Najvišja stopnja bazalnega metabolizma na 1 kg. Telesna teža pri novorojenčkih (50-54 kcal/kg/dan), najmanjša pri starejših (po 70. letu je bazalni metabolizem v povprečju 30 kcal/kg/dan). Bazalni metabolizem doseže konstantno raven v času pubertete pri 12–14 letih in ostane stabilen do 30–35 let (približno 40 kcal/kg/dan).
Vpliv višina in teža telo za bazalni metabolizem.
Med telesno težo in bazalnim metabolizmom obstaja skoraj linearna, neposredna povezava – večja kot je telesna teža, višja je stopnja bazalnega metabolizma. Vendar ta odvisnost ni absolutna. Pri povečanju telesne teže zaradi mišičnega tkiva je to razmerje skoraj linearno, če pa je povečanje telesne teže povezano s povečanjem količine maščobnega tkiva, postane razmerje nelinearno.
Ker je telesna teža ob ostalih enakih pogojih odvisna od višine (večja kot je višina, večja je telesna teža), obstaja neposredna povezava med višino in bazalnim metabolizmom – večja kot je višina, večji je bazalni metabolizem.
BX– najmanjša količina energije, ki je potrebna za zagotavljanje normalne življenjske aktivnosti v razmerah relativnega telesnega in duševnega miru.
Ta energija se porabi za celične presnovne procese, krvni obtok, dihanje, izločanje, vzdrževanje telesne temperature in delo možganskih centrov.
Vsako delo - fizično ali duševno, pa tudi vnos hrane, nihanje temperature okolja in drugi zunanji in notranji dejavniki, ki spreminjajo raven presnovnih procesov, povzročijo povečanje stroškov energije. Osnovna presnova je odvisna od starosti, višine, telesne teže in spola osebe.
Mišično delo je povezano z veliko porabo energije in povečanjem proizvodnje toplote. Pri mišičnih obremenitvah srednje intenzivnosti je učinkovitost mišičnega dela »24%. Od celotne količine energije, ki jo porabijo delujoče mišice, se 43% porabi za aktiviranje kontrakcije in vsa ta energija se pretvori v toploto. Samo 57 % celotne energije gre za zmanjšanje dela.
Največja dovoljena delovna obremenitev za določeno osebo, ki jo nenehno izvaja dlje časa, ne sme presegati porabe energije bazalnega metabolizma za več kot 3-krat.
Pri kratkotrajni vadbi se energija sprošča z oksidacijo ogljikovih hidratov, pri dolgotrajni pa z oksidacijo maščob (športniki).
11. Specifično dinamično delovanje hranil.
Po jedi se hitrost presnove in poraba energije v telesu povečata v primerjavi z njihovo ravnjo v bazalnih presnovnih pogojih. Povečanje metabolizma in energije se začne v eni uri, doseže največ 3 ure po zaužitju in traja več ur. Učinek vnosa hrane, ki poveča metabolizem in porabo energije, imenujemo specifični dinamični učinek hrane.
Pri beljakovinskih živilih je največja: metabolizem se poveča v povprečju za 30 %. Pri uživanju maščob in ogljikovih hidratov se človekov metabolizem poveča za 14-15%.
12. Vloga receptorjev ustne votline pri manifestaciji specifičnega dinamičnega učinka hrane.
Sprejem okusa pri vretenčarjih je povezan z delovanjem brbončic ali čebulic - posebnih epitelijskih tvorb, ki se nahajajo v debelini večplastnega epitelija jezika. Celice okušalnih brbončic prehajajo skozi celotno debelino epitelija, pravokotno nanj, s svojimi bazalnimi konci dosežejo bazalno membrano in v apikalnem delu tvorijo okusni kanal, povezan z ustno votlino skozi okusno poro. Brbončica vključuje 30-80 sploščenih, podolgovatih vretenastih celic, ki se tesno prilegajo druga drugi kot pomarančne rezine.
Epitelijske strukture brbončic so tesno povezane z živčnimi elementi. Po rezanju vlaken, ki inervirajo brbončico, opazimo njeno popolno degeneracijo in izginotje. Regeneracija živca vodi do obnovitve brbončic.
Pri ljudeh se brbončice nahajajo predvsem na hrbtni površini fungiforma, v listnatih utorih, utorih valvatnih papil jezika in v veliko manjših količinah v sluznici neba, žrela, grla, tonzile in velum. Vsaka fungiformna papila vsebuje 3-4 čebulice. Pri otrocih so brbončice bolj razširjene kot pri odraslih, po trdem in mehkem nebu, na grlu, epiglotisu in fungiformnih papilah na sredini zadnjega dela jezika. Odrasel človek ima 9-10 tisoč brbončic. Po 45 letih nekatere brbončice atrofirajo.
Dokazano je, da je število brbončic povezano z naravo prehrane: plenilci jih imajo manj kot rastlinojedci.
Pri večini vretenčarjev in ljudi signalizacija o kemični sestavi snovi v ustni votlini vstopi v centralni živčni sistem skozi vlakna obraznega, glosofaringealnega, vagusnega in trigeminalnega živca. Vsa okusna vlakna, ki vstopajo v možgansko deblo, se končajo v jedru enega samega fascikla, ki poteka po celotni dolžini medule oblongate v dorzolateralnem delu tegmentuma. Vprašanje lokalizacije centrov za okus v skorji ni povsem rešeno, vendar je splošno sprejeto, da so naslednja področja skorje najbolj povezana z občutljivostjo za okus: spodnji del osrednjega girusa v bližini Silvijeve razpoke, protoinzularno regijo in tegmentalno regijo. Spremembe okusa opazimo tudi pri poškodbah dna temporalnega režnja, operkularne cone itd.
Občutek okusa se pojavi šele, ko snov, ki pride v stik z brbončicami, raztopimo v vodi. Tako je suh sladkor, ki ga položite na jezik, posušen s filtrirnim papirjem, videti brez okusa.
V naravnih razmerah je občutek okusa zelo kompleksen in je odvisen od kombinacije štirih primarnih lastnosti okusa, ki se pojavijo, ko so brbončice razdražene - sladko, slano, grenko in kislo.
Konica je najbolj občutljiva na sladko, korenina na grenko, rob na kislo, konica in rob jezika pa na slano. Področja, ki so občutljiva na vsakega od teh dražljajev, se med seboj prekrivajo in kakršen koli občutek okusa je mogoče vzbuditi iz različnih predelov jezika. V tem primeru pa je potrebno spreminjati koncentracije raztopin. Tako se občutek sladkosti iz korena jezika pojavi pri višjih koncentracijah kot iz njegove konice.
Intenzivnost oksidativnih procesov in pretvorba energije sta odvisna od posameznih značilnosti telesa (spol, starost, telesna teža in višina, pogoji in narava prehrane, delo mišic, stanje endokrinih žlez, živčnega sistema in notranjih organov - jeter, ledvic , prebavni trakt itd.), pa tudi na okoljske pogoje (temperatura, zračni tlak, vlažnost zraka in njegova sestava, izpostavljenost sevalni energiji itd.).
Za določitev stopnje oksidativnih procesov in stroškov energije, ki so značilni za določen organizem, se izvede študija pod določenimi standardnimi pogoji. Hkrati si prizadevajo izključiti vpliv dejavnikov, ki pomembno vplivajo na intenzivnost porabe energije, to so mišično delo, vnos hrane in vpliv temperature okolja. Telesna poraba energije v takih standardnih pogojih se imenuje bazalni metabolizem.
Poraba energije v pogojih bazalnega metabolizma je povezana z vzdrževanjem minimalne ravni oksidativnih procesov, potrebnih za življenje celice, in z aktivnostjo stalno delujočih organov in sistemov - dihalnih mišic, srca, ledvic in jeter. Del porabe energije v pogojih bazalnega metabolizma je povezan z vzdrževanjem mišičnega tonusa. Sproščanje toplotne energije med vsemi temi procesi zagotavlja proizvodnjo toplote, ki je potrebna za vzdrževanje telesne temperature na stalni ravni, ki običajno presega temperaturo zunanjega okolja.
Za določitev bazalne presnove mora biti subjekt: 1) v stanju mišičnega počitka (ležeči položaj s sproščenimi mišicami), ne da bi bil izpostavljen draženju, ki povzroča čustveni stres; 2) na prazen želodec, to je 12-16 ur po jedi; 3) pri zunanji temperaturi "udobja" (18-20 ° C), ki ne povzroča občutka mraza ali vročine.
Bazalni metabolizem se določi v stanju budnosti. Med spanjem je stopnja oksidativnih procesov in s tem poraba energije v telesu za 8-10% manjša kot v mirovanju, ko smo budni.
Normalne vrednosti bazalnega metabolizma pri človeku. Vrednost bazalnega metabolizma je običajno izražena kot količina toplote v kilodžulih (kilokalorijah) na 1 kg telesne teže ali na 1 m2 telesne površine na 1 uro ali na dan.
Pri moškem povprečne starosti (približno 35 let), povprečne višine (približno 165 cm) in povprečne telesne teže (približno 70 kg) znaša bazalni metabolizem 4,19 kJ (1 kcal) na 1 kg telesne teže na uro oz. 7117 kJ (1700 kcal) na dan. Pri ženskah z enako težo je približno 10 % nižja.
Bazalni metabolizem, izračunan na 1 kg telesne teže, je pri otrocih bistveno višji kot pri odraslih. Stopnja bazalnega metabolizma osebe, stare od 20 do 40 let, ostaja na precej stalni ravni. V starosti se bazalni metabolizem zmanjša.
Pri čezmernem delovanju ščitnice opazimo nesorazmerno visoke vrednosti bazalne presnove za določeno telesno težo, višino, starost in telesno površino. Zmanjšanje bazalnega metabolizma se pojavi pri insuficienci ščitnice (miksedem), hipofize in spolnih žlez.
160. Metode za določanje izmenjave energije. Obstajata dva načina za oceno porabe energije telesa: neposredna in posredna kalorimetrija .Neposredna kalorimetrija temelji na merjenju količine toplote, ki jo telo neposredno odvaja v toplotno izolirani komori.Z direktno kalorimetrijo je dosežena visoka natančnost pri ocenjevanju porabe energije telesa, vendar se metoda zaradi svoje obsežnosti in kompleksnosti uporablja le za posebne namene.
Indirektna kalorimetrija - temelji na merjenju količine kisika, ki ga telo porabi, in kasnejšem izračunu porabe energije z uporabo podatkov o vrednostih respiratorni kvocient(DK) in KEO 2.
Dihalni kvocient je razmerje med prostornino sproščenega ogljikovega dioksida in količino absorbiranega kisika.
Bistvo indirektne kalorimetrije ponazorimo na primeru oksidacije glukoze. Znano je, da ta proces opisujejo naslednje transformacije: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 = 6CO 2 + 6H 2 O + 675 kcal.
Pri oksidaciji 1 g glukoze količina sproščene energije je 675:180 (masa 1 mola glukoze) = 3,75 kcal. Za oksidacijo 1 mola glukoze je potrebnih 6 molov O 2 ali 134,4 (6 × 22,4) l. Kalorični ekvivalent 1 litra O 2, porabljenega za oksidacijo glukoze, je 675 kcal: 134,4 l = 5,02 kcal/l. Ker ima mešanica živilskih ogljikovih hidratov nekoliko večjo energijsko vrednost kot čista glukoza, je pri njihovi oksidaciji v telesu KEO 2 = 5,05 kcal/l. Iz zgornje enačbe za reakcijo oksidacije glukoze je jasno, da je prostornina ogljikovega dioksida, ki se sprosti med procesom oksidacije, enaka prostornini porabljenega kisika. Zato med oksidacijo glukoze
DK = 6O 2 /6O 2 =1
V primeru oksidacije maščob, v katerem je manj atomov kisika na atom ogljika kot v ogljikovih hidratih in beljakovinah, je vrednost DC 0,7.
Pri oksidaciji beljakovin in mešanih živil v vrednost DC ima vmesno vrednost med 1,0 in 0,7. Ker so vsa hranila v telesu istočasno podvržena oksidaciji, lahko z določitvijo vrednosti DC pogojno sodimo o prevladujoči oksidaciji ene ali druge vrste hranil v telesu. Ker ima vsako hranilo svoje značilnosti energijska vrednost, potem lahko iz vrednosti respiratornega koeficienta izračunate vrednost kaloričnega ekvivalenta kisika. V pogojih intenzivne telesne dejavnosti in v pogojih kopičenja ogljikovega dioksida v telesu lahko DC zavzame vrednost > 1,0. V teh primerih je ni mogoče uporabiti za presojo narave snovi, ki se oksidirajo.
Bazalni metabolizem je minimalna poraba energije, ki je potrebna za vzdrževanje življenja telesa v stanju popolnega mirovanja, z izjemo vseh notranjih in zunanjih vplivov, 12 ur po jedi.
Osnovna presnova je posledica neprekinjenega delovanja vseh celic, ki tvorijo telo. Zato se s povečanjem telesne teže poveča tudi bazalni metabolizem, čeprav ta povezava ni neposredna: na bazalni metabolizem ne vpliva samo telesna teža, ampak tudi njena sestava.
Dejavniki, ki vplivajo na bazalni metabolizem:
Faktor št. 1 - Dednost. Stopnje presnove se lahko med ljudmi z enako težo razlikujejo za 10 %.
Faktor št. 2 - Starost. Raven presnove se s starostjo zmanjšuje. Otroci in mladostniki imajo višjo presnovo kot odrasli, saj potrebujejo več energije za »izgradnjo« telesa.
Dejavnik št. 3 – Spol (sestava telesa). Mišična masa porabi več energije kot maščobno tkivo. Ženske imajo na splošno več maščobnega tkiva kot moški.
Faktor št. 4 Podnebje. Tako toplota kot mraz za kratek čas pospešita presnovo.
Faktor št. 5 - Telesna temperatura. Če je telesna temperatura višja od običajne (na primer, če je oseba bolna), potem bazalni metabolizem poteka hitreje. Z vsako stopinjo se hitrost poveča za približno 10 %.
Na bazalni metabolizem vplivajo tudi dejavniki: višina, telesna teža, prehrana.
Najintenzivnejši bazalni metabolizem opazimo pri otrocih (pri novorojenčkih - 53 kcal / kg na dan, pri otrocih prvega leta življenja - 42 kcal / kg na dan). Povprečna bazalna presnova pri odraslih zdravih moških je 1300–1600 kcal/dan, pri ženskah pa so te vrednosti za 10 % nižje. To je posledica dejstva, da imajo ženske manjšo maso in telesno površino. S starostjo se stopnja bazalnega metabolizma postopoma zmanjšuje. Povprečni bazalni metabolizem pri zdravem človeku je približno 1 kcal/(kg×h).
Presnova najintenzivneje poteka v možganskem tkivu, mišicah in trebušnih organih. Poraba energije za vzdrževanje vitalnih funkcij v "energetsko intenzivnih" organih je veliko večja kot na primer v maščobnem tkivu ali kosteh, kjer presnova poteka zelo počasi. Velikost posameznih organov, razvitost skeletnega in mišičnega sistema, stopnja maščobnih oblog so čisto individualni kazalniki, vsi pa vplivajo na bazalni metabolizem.
V tem procesu ima posebno vlogo mišično tkivo, katerega stopnja razvoja se med ljudmi močno razlikuje. Skeletne mišice porabijo približno četrtino energije, ki jo telo porabi za bazalni metabolizem. Ljudje z dobro razvitimi mišicami, tudi v popolnem mirovanju, potrebujejo bistveno več energije. Ugotovljena je bila jasna povezava med razvojem mišičnega tkiva in bazalnim metabolizmom: z enako težo in višino vitka in mišičasta oseba porabi 10-15% več energije za bazalni metabolizem kot debel in ohlapen "nešportnik".
Intenzivnost metabolizma in energije v maščobnem tkivu je 3-krat manjša kot v preostali celični masi telesa. Vsak gram maščobnega tkiva "pokuri" 25-30% manj energije kot v istem času porabi "povprečni" gram tako imenovane puste mase. Poraba energije na kilogram teže pri debelosti II. razreda je za 20-25 % manjša kot pri zdravih ljudeh, pri III. razredu debelosti pa 30 %. Zato se pri debelosti skupni bazalni metabolizem povečuje veliko počasneje kot telesna teža.
Presnovni procesi pri ženskah so manj intenzivni kot pri moških. Pri enaki višini imajo ženske manjšo telesno težo, mišični sistem je slabše razvit, maščobno tkivo pa močnejše. Vse to vodi do dejstva, da je bazalni metabolizem na kilogram telesne teže pri ženskah manjši kot pri moških. Zato ženska potrebuje manj energije za vzdrževanje bazalnega metabolizma kot moški z enako težo. Običajno so te razlike 5-6%.
Raven bazalnega metabolizma je odvisna od človekove prehrane. Dolgotrajna dietna omejitev ali prekomerno uživanje hrane pomembno vpliva na bazalni metabolizem.
Intenzivnost presnovnih procesov v telesu se znatno poveča v pogojih telesne dejavnosti. Neposredna odvisnost količine porabe energije od resnosti obremenitve omogoča uporabo ravni porabe energije kot enega od kazalnikov intenzivnosti opravljenega dela.
Duševno delo ne zahteva toliko energije kot fizično. Poraba energije telesa se med umskim delom poveča v povprečju le za 2-3 %. Duševno delo, ki ga spremlja lahka mišična aktivnost in psiho-čustveni stres, vodi do povečanja stroškov energije za 11-19% ali več.
Specifični dinamični učinek hrane je povečanje hitrosti metabolizma pod vplivom vnosa hrane in povečanje porabe energije v telesu glede na ravni presnove in porabe energije, ki so se zgodile pred obrokom.
Specifični dinamični učinek hrane je določen s porabo energije na:
1. Prebava hrane,
2. Absorpcija hranilnih snovi iz prebavil v kri in limfo,
3. Resinteza beljakovin, kompleksnih lipidov in drugih molekul;
4. Vpliv na metabolizem biološko aktivnih snovi, ki vstopajo v telo kot del hrane (predvsem beljakovin) in se tvorijo v njem v procesu prebave.
Povečanje telesne porabe energije nad raven, ki se je zgodila pred obrokom, se pojavi približno eno uro po obroku in doseže največ po treh urah, kar je posledica razvoja do tega časa visoke intenzivnosti procesov prebave, absorpcije in resintezo snovi, ki vstopajo v telo. Specifični dinamični učinek hrane lahko traja 12-18 ur. Najizrazitejši je pri uživanju beljakovinskih živil, ki pospešijo metabolizem tudi do 30 %, manj izrazito pa pri uživanju mešanih živil, ki povečajo metabolizem za 6-15 %.
