Что_такое_энергетический_баланс

Что_такое_энергетический_баланс

Что такое энергетический баланс

Энергетический баланс соотношение между расходом энергии организмом человека и поступлением ее за счет пищи.

Различают 3 вида энергетического баланса:

энергетическое равновесие — расход энергии соответствует ее поступлению, такой вид баланса является физиологичным для здорового взрослого человека;

— отрицательный энергетический баланс — расход энергии превышает энергопоступление. Наблюдается при различных видах голодания и характеризуется мобилизацией всех ресурсов организма на продукцию энергии для ликвидации энергетического дефицита. При этом все пищевые вещества, в том числе белок, используются как источник энергии. На энергетические цели расходуется не только белок пищи, но и белок собственных тканей организма, что приводит к возникновению белковой недостаточности. Недостаточное по энергоценности питание ведет к нарушению обмена веществ, уменьшению массы тела, снижению работоспособности и т.д.В последние годы установлено, что при сниженной массе тела возрастает риск смертности от сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Согласно современным данным, отрицательный энергетический баланс рассматривается как единый комплекс белково-энергетической недостаточности (БЭН).

Положительный энергетический баланс характеризуется превышением энергетической ценности пищевого рациона над расходом энергии. Этот вид баланса является физиологичным для детей, беременных, кормящих женщин и т.д. Энергетически избыточное питание является главным фактором возникновения избыточной массы тела и алиментарного ожирения. Избыточная масса тела характеризуется отложением избыточного жира в организме и увеличением нормальной массы тела на 5-10%, увеличение свыше 10% является ожирением. Ожирение по степени выраженности классифицируется на 4 степени: I — избыток массы тела составляет — 10 — 30%, II степень — 30-50%, Ш степень — 50-100% и IV степень — 100% и более. В настоящее время в экономически развитых странах распространенность избыточной массы тела составляет 50%, а ожирения 25-35%. Следствием выраженного ожирения является нарушение функций некоторых органов и систем организма, кроме того, ожирение является фактором риска и способствует раннему проявлению и прогрессированию атеросклероза и ишемической болезни сердца, сахарного диабета второго типа, артериальной гипертензии, желчнокаменной болезни и ряда других заболеваний.

3.4. Методы определения энергозатрат

Для определения энергозатрат организма пользуются различными лабораторными и расчетными (табличными) методами.

К лабораторным методам относят:

— Метод прямой калориметрии основан на измерении тепла, которое выделяет организм при различных видах деятельности. Для этой цели используют калориметрическую камеру, в которой определяют количество тепла, выделенного человеком при выполнении определенного вида работы.

— Метод непрямой калориметрии заключается в том, что окислительные процессы, происходящие в организме, связаны с потреблением кислорода и выделением углекислоты. С этой целью вычисляют дыхательный коэффициент — отношение между количеством выделяемого углекислого газа и количеством поглощенного кислорода в 1 мин. По величине дыхательного коэффициента, пользуясь специальной таблицей, находят величину энергетического эквивалента кислорода, а затем вычисляют количество израсходованнной энергии в единицу времени. Определяя расход энергии в состоянии покоя и при выполнении той или иной работы, по разности полученных величин находят затраты энергии на выполнение работы.

— Метод алиментарной энергометрии (калориметрии) основан на том, что у взрослого человека отмечается стабилизация массы тела в условиях соответствия энергозатрат калорийности принимаемой пищи (физиологические колебания массы тела в пределах 300 г в расчет не принимаются). Если калорийность рационов питания превышает энергозатраты, то масса тела нарастает и наоборот. При данном методе проводится ежесуточное лабораторное определение калорийности принятой пищи и регистрация массы тела.

хронометражно-табличный метод, при котором точно учитывается время, затрачиваемое на выполнение той или иной работы. Полученные хронометражные данные с помощью таблиц расхода энергии при различных видах деятельности позволяют определить суточные энергозатраты.

метод определения энергозатрат с учетом коэффициента физической активности и величины основного обмена заключается в умножении коэффициента физической активности (КФА), соответсвуещего определенному виду деятельности на величину основного обмена (ВОО).

3.3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ПРЕДПРИЯТИЯ

Энергетический баланс (топливно-энергетический баланс) — система показателей, отражающая полное количественное соответствие между приходом и расходом (включая потери и остаток) энергии в хозяйстве в целом или на отдельных его участках (отрасль производства, предприятие, территория предприятия, цех, процесс, установка, ферма, поле и т. д.) за выбранный интервал времени. Энергобаланс является отражением закона сохранения энергии в условиях конкретного производства. Термин выражает полное количественное соответствие (равенство) за определенный интервал времени между расходом и приходом энергии и топлива всех видов в энергетическом хозяйстве, включая (где это необходимо) изменение запасов ТЭР. Топливно-энергетический баланс является статической характеристикой динамической системы энергетического хозяйства за определенный интервал времени. Оптимальная структура энергетического баланса является результатом оптимизационного развития энергетического хозяйства [62].

Читайте также:  Количество_белка_в_коллагене

Энергетический баланс может составляться [1]—[3], [31], [36], [62]:

  • • по видам энергоресурсов (ресурсные балансы);
  • • по виду выпускаемого продукта (зерно, мясо, молоко и т. д.);
  • • по уровню использования (с выделением полезной энергии и потерь);
  • • по единому или сводному топливно-энергетическому балансу всех видов энергии и ТЭР и в целом по предприятию;
  • • по отдельным предприятиям, цехам, участкам, полям, фермам, энергоустановкам, агрегатам;
  • • по назначению (силовые процессы в поле, на ферме, тепловые, электрохимические, освещение, кондиционирование, средства связи и управления);
  • • по территориальному принципу и по отраслям народного хозяйства;
  • • по стадиям энергетического потока ТЭР (добыча, переработка, преобразование, транспортировка, хранение, использование).

При составлении топливно-энергетического баланса различные виды ТЭР приводят к одному количественному измерению, например к мегаджоулю (МДж) или тонне (т) условного топлива (у. т.). Процедура приведения к единообразию может производиться:

  • • по физическому эквиваленту энергии, заключенной в ТЭР, т. е. в соответствии с первым законом термодинамики;
  • • по относительной работоспособности (эксергии), т. е. в соответствии со вторым законом термодинамики;
  • • по количеству полезной энергии, которая может быть теоретически получена из указанных ТЭР для заданных условий.

При составлении баланса рассматриваются все виды потребляемой энергии: бензин, дизельное топливо, дрова, электроэнергия, газ, мазут, пар и т. п. Далее производится количественное измерение потребления энергии на все цели, в том числе ее потери. Баланс составляется на основании фактического потребления энергии. Для получения данных используются самые различные приборы: счетчики электроэнергии, жидкого топлива, газа, пара, воды, отопления и т. п.

Энергетический баланс состоит из приходной и расходной частей.

Приходная часть энергетического баланса содержит количественный перечень энергии, поступающей посредством различных энергоносителей (жидкое топливо, биотопливо, газ, пар, вода, воздух, электрическая энергия).

В расходной части определяется расход энергии всех видов во всевозможных ее проявлениях, потери при преобразовании энергии одного вида в другой при ее транспортировке и в том числе накапливаемой в специальных устройствах, например солнечных коллекторах.

Приходная и расходная часть энергобаланса должны быть равны. Энергетический баланс показывает соответствие суммарной подведенной энергии и суммарной полезно используемой энергии с ее потерями. При составлении энергобаланса предприятия удобно воспользоваться следующей обобщенной моделью, приведенной на рисунке 3.1.

Вход и выход каждого вида энергии не равны, поскольку в производстве происходят многочисленные слияния и разделения потоков веществ, химические превращения, преобразования одних видов энергии в другие. Более того, количество различных видов потоков теплоты и энергии, подведенных к объекту и отведенных от него, как правило, также не совпадает. В соответствии с принятой схемой уравнение энергобаланса объекта может быть представлено в виде

Обобщенная схема энергетических потоков объекта:

(??и С); — потоки теплоты, поступающие и удаляемые из объекта с потоками веществ С, и например с паром и конденсатом, топливом и уходящими газами и т. п.; Фтэ — тепловая и электрическая энергия, выработанные собственным источником; фсн — затраты энергии на нужды источника.

Баланс использованной на предприятии энергии может быть записан с учетом направлений ее использования:

где фтех, Ф»т> Фгсв — суммарные затраты энергии на технологию, отопление, вентиляцию, кондиционирование, горячее водоснабжение; фст — отпуск энергии на сторону; фир — прочие затраты энергии.

Читайте также:  Боль_около_пупка_справа_причины

Очевидно, что указанные выше составляющие энергобаланса для предприятия составляют суммы затрат энергии по цехам (производствам, участкам, полям, фермам и т. д.) и учитывают как полезно использованную (условно полезную) энергию, так и ее потери (нормативные и сверхнормативные).

В качестве дополнительного источника энергии для предприятия могут служить вторичные энергоресурсы (ВЭР) фвэр, которые образуются из всех составляющих использования энергии. Они могут использоваться для удовлетворения потребности в энергии непосредственно, без изменения вида энергоносителя либо с изменением энергоносителя путем выработки теплоэнергии (пар, горячая вода), искусственного холода или электроэнергии. Использование ВЭР, как правило, дает возможность экономить и другие виды ресурсов (сырья, воды, электроэнергии, вспомогательных материалов) [31].

Энергетический баланс

Энергетический баланс включает в себя все процессы высвобождения, потребления и накопления энергии в организме. Главным источником энергии являются биологические вещества (углеводы, жиры и белки), которые поступают извне с принятием пищи. Когда они перерабатываются, получается энергия. Высвобождаемая энергия расходуется на обеспечение обмена веществ, активности и т.д.

Что такое энергетический баланс

Потребление энергии в организме является непрерывным, а потребление пищи — периодическим. По этой причине существует необходимость сохранения и удержания питательных веществ в депо, откуда энергия подается в периоды между приемами пищи. Чтобы поддерживать энергетический баланс в организме, энергия, потребляемая в течение определенного периода времени (в течение 24 часов), должна быть равна количеству энергии, поступающей через питательные элементы за тот же период времени. Если этот баланс соблюдается, масса тела поддерживается постоянной. Если человек получает больше энергии, чем потребляет, он увеличит свой вес.

Здоровые дети имеют положительный энергетический баланс во время своего роста. Когда импорт энергии ниже затрат, энергетический баланс отрицателен. В этом случае человек теряет вес, потому что питательные элементы, потребляемые из депо, постоянно используются для доставки энергии. Поддержка энергетического баланса в организме осуществляется определенными механизмами, которые регулируют потребление пищи и расход энергии, тем самым поддерживая их баланс.

Доставка и высвобождение энергии

Существование живых организмов было бы невозможно, если бы они не брали энергию из внешней среды. Эта энергия поступает через питательные вещества — углеводы, жиры и белки. При правильном питании углеводы обеспечивают около 55-60% энергии, жиры — 25-30%, а белки — 10-15%. Часть энергии, выделяемой при переработке питательных элементов, выделяется в виде тепла, что важно для поддержания нормальной температуры тела. Другая часть применяется для синтеза макроэнергетических фосфатных соединений, в частности аденозинтрифосфата (АТФ).

АТФ синтезируется аэробно и анаэробно. Аэробный путь его синтеза гораздо эффективнее. При окислении питательных элементов используется кислород и образуется углекислый газ. Соотношение между образованным CO 2 и используемым O2 называется коэффициентом дыхания. Он не идентичен отношению объема дыхания, которое представляет собой отношение объема выдыхаемого CO 2 к объему, потребляемому O2 за период времени.

Количество энергии, выделяемой, когда один литр кислорода расходуется на окисление питательных веществ, называется энергетическим эквивалентом кислорода.

Большая часть энергии идет на синтез белка и, по крайней мере, на синтез триацилглицерина. На поддержание баланса между сохранением и использованием питательных элементов оказывают влияние следующие условия:

  • уровень питательных веществ в крови — при высоких уровнях глюкозы, жирных кислот и аминокислот баланс смещается на их сохранение, а на низком уровне — на взятие из депо;
  • влияние вегетативной нервной системы — парасимпатически стимулируется сохранение и симпатически – использование энергетического депо;
  • эндокринные эффекты — инсулин стимулирует сохранение энергии, а глюкагон, адреналин, гормоны роста и глюкокортикоиды — использование.

Процессы сохранения питательных веществ преобладают после еды, а использование энергетических депо наблюдается во время голодания и стресса.

Потребление энергии

Высвобождаемая энергия при переработке питательных элементов расходуется в трех основных направлениях:

1. Для поддержки базовых жизненных функций организма в состоянии покоя (базовый обмен) — 60-70% энергии. Здесь основным способом сохранения энергетического баланса является минимальное потребление энергии при пробуждении. Более низкое потребление энергии может быть измерено только после сна. Для определения основного обмена необходимо соблюдать следующие условия — исследование следует проводить утром после спокойного сна, при этом исследователь не принимал пищу в течение 12 часов, исследование должно проводиться в термонейтральной среде, исследование должно быть реализовано в физической и психической норме. В этих условиях энергия расходуется только на поддержание функций жизненно важных органов, таких как сердце (10% энергии), мозг (19%), почки (7%), печень (27%), скелетные мышцы (18%). Базовый обмен варьируется от человека к человеку, что требует его стандартизации.

Читайте также:  Микоз_между_пальцами_ног_лечение

Поддержание стандартизированного энергетического баланса зависит от нескольких факторов:

  • возраст — основной обмен самый высокий в детстве и постепенно уменьшается с возрастом;
  • пол — у женщин базовый показатель примерно на 5% ниже, чем у мужчин;
  • состав тела — с увеличением доли жировой ткани основной метаболизм уменьшается;
  • температура тела — повышение температуры тела приводит к увеличению основного обмена. Это связано с повышенной скоростью метаболических процессов. Когда температура тела повышается на 1 ° C, основной метаболизм увеличивается на 14%;
  • эффекты гормонов — некоторые гормоны, такие как щитовидная железа и гормоны надпочечников, оказывают стимулирующее влияние на основной обмен веществ. При максимальной секреции гормонов щитовидной железы основной метаболизм может быть увеличен на 100%, а в случае отсутствия секреции он снижается на 40-60%. Тестостерон и гормон роста оказывают более слабое стимулирующее влияние на основной обмен веществ. Они могут увеличить его на 10-15%. Во время лютеиновой фазы менструального цикла у женщин основной метаболизм увеличивается на 5%. Вероятно это обусловлено более высокими уровнями прогестерона в течение этого периода;
  • генетические факторы — они ответственны примерно за 15% различий в базовом обмене между разными людьми одного возраста, пола и состава организма;
  • основные изменения обмена веществ в некоторых физиологических состояниях — он увеличивается во время беременности и кормления грудью и уменьшается во время сна;
  • основной обмен уменьшается при длительном голодании, что объясняет, почему диеты для похудения имеют наибольший эффект в начале их применения.

2. Энергетические расходы на двигательную активность — энергия, которая потребляется при сокращении поперечных мышц, выполняющих двигательную активность. Это потребление энергии также сильно варьируется между людьми и зависит главным образом от типа, интенсивности и продолжительности мышечных сокращений. Для людей, ведущих сидячий образ жизни, затраты энергии на двигательную активность могут составлять всего 10% от базовой скорости метаболизма.

3. Расход энергии на поглощение и обработку пищи (термогенный эффект) — после принятия пищи потребление энергии организмом увеличивается. Это называется термогенным эффектом пищи или специфическим динамическим действием пищи. Увеличение энергопотребления обусловлено процессами переваривания пищи, ее поглощения и хранения в виде высокомолекулярных соединений. Наиболее длительным и большим является термогенный эффект белков. Они могут увеличить потребление энергии на 20-30%. Эффект углеводов ниже, а жира — слабее. При ожирении термогенный эффект пищи снижается, что связано с инсулинорезистентностью.

Потребление энергии может увеличиться в результате адаптивного (химического) термогенеза. Он представляет собой увеличенную выработку тепла из-за уменьшенной эффективности процессов окисления (производится меньше АТФ). Химический термогенез может наблюдаться в двух случаях — при воздействии холода и при питании. Он имеет место у новорожденных, у которых воздействие холода приводит к увеличению выделения тепла в жировой ткани.

В заключение можно сказать, что основной (базовый) обмен, коим является минимальное потребление энергии при бодрствовании, необходим для поддержки базовых жизненно важных функций. Энергетический баланс в организме возможен при условии равенства между потребляемой энергией и энергией, израсходованной за некоторый период времени. Внешним выражением этого равновесия является наличие постоянного веса тела. Ключевую роль в данном процессе играет гипоталамус, который участвует в регулировании потребления пищи и расхода энергии.

Ссылка на основную публикацию
Что_такое_компрессионная_одежда
Компрессионная одежда: что это и как ее правильно носить? Людям, которым приходится подолгу стоять или много ходить, а также спортсменам,...
Что_расщепляет_желудок
Что расщепляет желудок Объем 1,5-3 л, пища проводит здесь 3 часа. Имеет три слоя мышц, которые перемешивают пищу с желудочным...
Что_сделать_чтоб_похудели_ляшки
Эффективные советы и упражнения для похудения бедер и ягодиц 8 жиросжигающих упражнений для ягодиц, выполняемых за 30 минут Кто не...
Что_такое_кофермент_в_биологии
КОФЕРМЕ́НТ А В книжной версии Том 15. Москва, 2010, стр. 521 Скопировать библиографическую ссылку: КОФЕРМЕ́НТ А (ко­эн­зим А, КoA, КoASH,...
Adblock detector