4. Основной обмен.

УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНОГО ОБМЕНА:

По определению основного обмена, данному комитетом экспертов ФАО-ВОЗ, основ¬ной обмен (00) — это лабораторный показа¬тель, отражающий «энергетические затраты человека, который находится в расслаблен¬ном и комфортном состоянии по утрам вскоре после пробуждения и спустя 14 часов после последнего приёма пищи». При реаль¬ных клинических определениях 00 условия могут варьировать, но должны соответство¬вать стандартным, которые предусматривают его измерение: в состоянии полного мышечного и пси¬хического покоя, натощак, т.е. через 12—18 ч после после¬днего приема пищи, в горизонтальном положении, при температуре комфорта, что для оде¬того человека составит 18-21 °С, результаты должны экстраполироваться на сутки по данным, полученным не ме¬нее чем за 15 мин, а лучше — за 1 час. Только, если эти условия обеспечены, полученную величину можно трактовать как 00.

Средняя величина 00 у взрослого здоро¬вого 45-летнего мужчины, вес которого 70 кг (при идеальном весо-ростовом соотношении) составит примерно 1 785ккал тепла за сутки на все тело. Для женщины того же возраста и веса должный средний 00 — около 1 679 ккал на всё тело за сутки.00 —- показатель, отражающий тот уро¬вень энергозатрат, который для данного ин¬дивида в бодрствующем состоянии мини¬мально возможен.Традиционно считается, что ОО обеспе¬чивает уровень максимально экономичного функционирования организма при сохране¬нии базовых анаболических процессов и функциональной готовности. Вклад в ОО вносят сердечная деятельность, перистальти¬ка кишечника, работа системы дыхания, поддержание всех электрических процессов в клетках, терморегуляция, энергорассея¬ние, сопровождающее анаболизм и т.п.Условия определения 00 требуют ряда комментариев. Конечно же, температура комфорта существенна, так как и охлажде¬ние и перегревание организма требуют рас¬хода энергии на температурную адаптацию и представляют стресс, а стрессорные гор¬моны энерготраты увеличивают. Отдельных пояснений требует натошаковый принцип определения 00.По-видимому, уже А. Лавуазье отметил, что прием пищи вызывает увеличение термо¬генеза организма. Оно начинается примерно через 15—30 мин., достигает максимума через 3-6 ч. и продолжается около 12 ч.

Расчет 00 осуществляется на кг массы тела или на м2 поверхности тела. После¬днее предпочтительнее, так как по правилу М. Рубнера, чем больше отношение поверх¬ности тела к массе, или, чем для млекопита-ющих меньше размер тела особи, тем выше основной обмен, так как тем более интенсив¬но тепловое рассеяние, требующее гомойотермной компенсации. Среди факторов, влияющих на основной обмен, возраст, пол, конституция, состояние здоровья.

Влияние возраста, конечно, требует учесть вышеописанный эффект «энергии роста» и повышенные в раннем возрасте затраты на терморегуляцию. По классическим данным, 00 новорожденных несколько ниже, чем взрослых — в первые дни после рождения 27 ккал/м2 в час, к 6 мес. он достигает уровня взрослых, а в период 1 —3 года — абсолютного онтогенетического максимума (60-65 ккал/м2 в час, что выше уровня взрослых почти в 2 ра¬за), затем до возраста 12—15 лет идет медленное снижение, некоторый пубертатный прирост и дальнейшее установление взрослого уровня к 20 годам, что не случайно совпадает с прек¬ращением роста тела в длину.До старости 00 у здорового индивида от-носительно постоянен и у здоровых преста¬релых людей, особенно, женщин, может не¬сколько понижаться, конечно, если это не маскируется патологическими прибавками энергозатрат.Влияние пола выражается в том, что 00 у женщин во всех возрастах, начиная с 1 дня жизни, при прочих равных условиях, на 6— 10% ниже, чем у мужчин. Беременность про¬грессивно увеличивает 00, кастрация сам¬цов и самок его понижает, в связи с этим, нет оснований думать, что половые отличия 00 — просто прямой результат действия по¬ловых гормонов на метаболизм.

Как сказано выше, считалось, что исклю¬чительное значение имеет разный удельный вес мышечной и жировой ткани у лиц разно¬го пола, но у новорожденных он одинаков, а 00 разный (150 и 136 ккал/кг у мальчиков и девочек, соответственно). Очевидно, что 00 зависит от состояния здоровья. Общая закономерность состоит в том, что при подавляющем большинстве болезней ОО возрастает. Особенно сильно он растет при гипертиреозе и существенно уве¬личен при гиперкортицизме.Вместе с тем, в отдельных ситуациях, при нарушении самих механизмов энергооб¬разования и термогенеза возможно и пони¬жение 00.00 снижается при гипотиреозе и при ги-покортицизме из-за инактивации калий-на¬триевых АТФаз.ОО повышен в 1 -й и понижен во 2-й пе¬риод при голодании, снова возрастает в зак¬лючительном периоде голодания, снижен при неосложненном соматической патоло¬гией первичном ожирении и улиц, искусст¬венно сбросивших вес, при достижении но¬минальной массы тела не нормализуется.Токсические дозы инсулина понижают со¬кратительный термогенез и увеличивают долю запасаемой энергии, снижая 00. При зимней спячке 00 сильно снижается, что вероятносвязано с действием эндогенных опиоидов, например, дерморфина, выделяемых зимнеспящими животными .Нейропептид соматостатин сильно сни¬жает многие обменные процессы и тормозит широкий спектр физиологических функций, уменьшая ОО.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНОГО ОБМЕНА И ИХ ПРИНЦИПЫ. КАЛОРИМЕТРИЯ:

Должный основной обмен может быть оце¬нен по таблицам Харриса и Бенедикта, учи¬тывающим пол, вес, рост и возраст испыту¬емого. Для арифметического расчёта долж¬ного 00 существуют формулы:

00 мужчин = 66+(13,7W)+ 5Н-6,8А

ОО женщин = 65+(9,5W)+ l,8H-4,7A

где W — вес в кг, А возраст в годах, Н — рост в см.

По формуле Дрейера:

где W—вес в г; А - возраст, К — половой ко¬эффициент, равный у мужчин 0,1015, а у жен¬щин -О, 10 29.

Истинный 00 отличается от должного и часто именно это отличие имеет диагностическое или прогностическое значение. Поэтому оценка должного 00 не заменяет определения фактического 00.Определение 00 называется калориметрией (что не следует путать с колоримет¬рией — термин, относящийся к определе¬нию концентрации вещества по цветности его раствора). Существуют 2 метода калориметрии прямая и непрямая. При прямой калориметрии происходит непосредственное измерение изменений теплосодержания организма (энтальпии — АН). Для этого используется калориметр. Объект, находящийся в калориметре выде¬ляет тепло. Создается тепловой поток, на¬правленный наружу. Если термостатировать и изолировать камеру и направить тепловой поток на нагревание циркулирующего вок¬руг теплоносителя, то разность температур теплоносителя будет отражать теплопродук¬цию объекта. КАЛОРИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ КИСЛОРОДА:Для непрямой газовой калориметрии требу¬ется определить суточное поглощение О2 и суточное выделение кислорода в составе СО2 при дыхании. И та, и другая величина могут быть выражены в литрах (л). Исполь¬зование 1 л кислорода целиком для окисле¬ния пищевых субстратов дает разный кало¬рический эффект, в зависимости от того, в какой пропорции утилизируются клетка¬ми липиды, углеводы и аминокислоты.Поскольку в углеводах присутствует сравнительно много кислорода и соотно¬шение О и Н соответствует продукту их полного окисления — воде, кислород при горении углеводов расходуется только на окисление углерода. В типичной молекуле липидов — соотношения иные и соб¬ственного кислорода гораздо меньше. Экзо¬генный кислород будет тратиться и на окисление углерода, и на окисление водо¬рода жиров до воды.При сжигании избытка любых субстратов в литре О2 время горения и тепловой эф¬фект будут лимитироваться кислородом. В этих условиях литр кислорода при горении углеводов даст наибольший калорический эффект —- 5,047 ккал/л (5,01 для глюкозы и 5,06 — для крахмала), а при горении избытка липидов —наименьший —4,68 ккал/л. При горении избытка белков потребление 1 л О, даст 4,82 ккал (4,6 ккал/л с учетом реальной усвояемости белков в катаболических про-цессах). При смешанной сбалансированной диете у здоровых испытуемых данный пока¬затель приближается к 4,825 ккал/л).Тепловой эффект, полученный при ис¬пользовании 1 л О2 на окисление избытка того или иного пищевого субстрата называ¬ется калорическим эквивалентом О2 для угле¬водов, липидов или белков (КЭ). Калоричес¬кий эквивалент О2 у конкретного испытуемо¬го, полученный при непрямой газовой калориметрии, помножается на суточное поглощение О2 в литрах и дает основной об¬мен в тепловых единицах. Нельзя не отме¬тить, что КЭ варьирует у здорового человека при резкой перемене состава пищи в доволь¬но узких пределах — порядка 4% в обе сторо¬ны от средней величины, типичной для сба¬лансированной диеты.Калорический эквивалент не следует пу¬тать с применяемым в диететике калорий¬ным (калорическим) коэффициентом белков, жиров и углеводов. Последний представля¬ет собой теплотворную способность этих субстратов и рассчитывается в ккал/г суб¬страта при калориметрии сжигания в полно-стью противоположной ситуации — при из¬бытке О2 и наличии ровно 1 г того или ино¬го субстрата. По сути дела это — теплота сгорания пищевых веществ.Поскольку в кислороде горят Си Н, то имеющие наивысший молярный процент этих атомов липиды дадут и самое большое количество теплоты на грамм — 9,3 ккал, против 4,1 у углеводов и белков. Расчетное значение калорического коэффициента бел¬ков —5,3, но так как белок в организме участвует в анаболических процессах, фак¬тическое значение меньше. Параметр, измеряемый непосредственно по данным газообмена и используемый для выбора реального кало-рического эквивалента, соответствующего данному индивидуальному паттерну использования пищевых веществ - это дыха¬тельный коэффициент (ДК). Каждому Д К соответствует по номограмме определенное значение КЭ, что и используют при непря¬мой газовой калориметрии.