शरीर में पानी और लवण का आदान-प्रदान। खनिज विनिमय

पानी और खनिज लवण ऊर्जा के स्रोत नहीं हैं, लेकिन शरीर से उनका सामान्य सेवन और उत्सर्जन इसके सामान्य कामकाज के लिए एक शर्त है। वे रक्त प्लाज्मा, लसीका और ऊतक द्रव का मुख्य घटक होने के कारण शरीर का आंतरिक वातावरण बनाते हैं। शरीर में पदार्थों के सभी परिवर्तन जलीय वातावरण में होते हैं। पानी घुल जाता है और शरीर में प्रवेश कर चुके घुले हुए पोषक तत्वों को शरीर में पहुँचाता है। खनिजों के साथ मिलकर यह कोशिकाओं के निर्माण और कई चयापचय प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है। पानी शरीर के तापमान के नियमन में शामिल होता है; वाष्पित होकर, यह शरीर को ठंडा करता है, अधिक गर्मी से बचाता है। मानव शरीर में, पानी कोशिकाओं और अंतरकोशिकीय स्थानों के बीच वितरित होता है (तालिका 12.8)।

पानी पाचन तंत्र में अवशोषित होता है। 70 किलोग्राम वजन वाले व्यक्ति के लिए न्यूनतम दैनिक पानी की आवश्यकता 2-2.5 लीटर है। इनमें से, केवल 350 मिलीलीटर ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं में बनता है, लगभग 1 लीटर भोजन के साथ शरीर में प्रवेश करता है, और लगभग 1 लीटर - आपके द्वारा पीने वाले तरल के साथ। शरीर से लगभग 60% पानी गुर्दे द्वारा, 33% त्वचा और फेफड़ों के माध्यम से, 6% आंतों के माध्यम से उत्सर्जित होता है, और केवल 2% तरल पदार्थ शरीर में बरकरार रहता है।

नवजात शिशु के शरीर में अपेक्षाकृत होता है एक बड़ी संख्या कीपानी (चित्र 12.11; तालिका 12.9)। एक शिशु में, यह शरीर के वजन का 75% होता है, और एक वयस्क में - 50-60%। उम्र के साथ, अंतरकोशिकीय द्रव की मात्रा बढ़ जाती है, जबकि अंतरकोशिकीय पदार्थ में पानी की मात्रा कम हो जाती है। बच्चे के शरीर का सतह क्षेत्र बड़ा होने और वयस्क की तुलना में अधिक तीव्र चयापचय के कारण, वयस्कों की तुलना में बच्चों में फेफड़ों और त्वचा के माध्यम से पानी अधिक तीव्रता से उत्सर्जित होता है। उदाहरण के लिए, प्रति दिन 7 किलोग्राम वजन वाला बच्चा बाह्यकोशिकीय द्रव का 1/2 हिस्सा छोड़ता है, और एक वयस्क - 1/7। बच्चों की आंतों में पानी वयस्कों की तुलना में बहुत तेजी से अवशोषित होता है। प्यास की अविकसित भावना और ऑस्मोरसेप्टर्स की कम संवेदनशीलता के कारण, वयस्कों की तुलना में बच्चों में निर्जलीकरण की संभावना अधिक होती है।

मूत्रवर्धकपोस्टीरियर पिट्यूटरी हार्मोन (एडीएच) प्राथमिक मूत्र से पानी के पुनर्अवशोषण को बढ़ाता है

तालिका 12.8

एक वयस्क के शरीर में द्रव का वितरण

विभिन्न उम्र के बच्चों के शरीर में द्रव का वितरण,

% शरीर के वजन से

चावल। 12.11.पानी की मात्रा (इंच)% शरीर के वजन से) मानव शरीर में अलग-अलग उम्र में

तालिका 12.9

गुर्दे की नलिकाओं में (जिसके परिणामस्वरूप मूत्र की मात्रा कम हो जाती है), और रक्त की नमक संरचना को भी प्रभावित करता है। रक्त में ADH की मात्रा कम होने से विकास होता है मूत्रमेहजिसमें प्रतिदिन 10-20 लीटर तक मूत्र उत्सर्जित होता है। अधिवृक्क प्रांतस्था के हार्मोन के साथ, ADH शरीर में जल-नमक चयापचय को नियंत्रित करता है।

पानी में घुलनशील लवण बफर सिस्टम और मानव शरीर के तरल पदार्थों के पीएच को बनाए रखने के लिए आवश्यक हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम के क्लोराइड और फॉस्फेट हैं। भोजन में कुछ नमक, विशेष रूप से सोडियम और पोटेशियम की कमी या अधिकता के साथ, पानी-नमक संतुलन का उल्लंघन होता है, जिससे निर्जलीकरण, सूजन और रक्तचाप संबंधी विकार होते हैं।

खनिजों की उपस्थिति उत्तेजना (सोडियम, पोटेशियम, क्लोरीन), हड्डियों की वृद्धि और विकास (कैल्शियम, फास्फोरस), तंत्रिका तत्वों, मांसपेशियों की घटना से जुड़ी है। वे हृदय के सामान्य कामकाज में योगदान देते हैं और तंत्रिका तंत्र, हीमोग्लोबिन (आयरन), गैस्ट्रिक जूस के हाइड्रोक्लोरिक एसिड (क्लोरीन) बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

जैसे-जैसे बच्चा बढ़ता है, शरीर में नमक की मात्रा जमा होती है: नवजात शिशु में, नमक शरीर के वजन का 2.55% होता है, एक वयस्क में - 5%। बढ़ते बच्चे के शरीर को विशेष रूप से कई खनिजों के अतिरिक्त सेवन की आवश्यकता होती है। बच्चों में विशेष रूप से कैल्शियम और फास्फोरस की अधिक आवश्यकता होती है, जो गठन के लिए आवश्यक हैं हड्डी का ऊतक. कैल्शियम की सबसे अधिक आवश्यकता जीवन के पहले वर्ष और यौवन के दौरान देखी जाती है। जीवन के पहले वर्ष में, दूसरे वर्ष की तुलना में आठ गुना अधिक और तीसरे वर्ष की तुलना में 13 गुना अधिक कैल्शियम की आवश्यकता होती है, फिर कैल्शियम की आवश्यकता कम हो जाती है। पूर्वस्कूली और स्कूली उम्र में, कैल्शियम की दैनिक आवश्यकता 0.68-2.36 ग्राम है।

वयस्कों में, शरीर में कैल्शियम के सेवन में कमी के साथ, यह हड्डी के ऊतकों से रक्त में बह जाता है, जिससे इसकी संरचना की स्थिरता सुनिश्चित होती है (चित्र 12.12)। भोजन में कैल्शियम की कमी वाले बच्चों में, इसके विपरीत, यह हड्डी के ऊतकों द्वारा बरकरार रखा जाता है, जिससे रक्त में इसकी मात्रा में और भी अधिक कमी आती है।

चावल। 12.12.

में और। पूर्वस्कूली बच्चों में सामान्य अस्थिभंग प्रक्रिया के लिए, कैल्शियम और फास्फोरस सेवन का अनुपात एक के बराबर होना चाहिए। 8-10 वर्ष की आयु में, 1:1.5 के अनुपात में, फास्फोरस की तुलना में कैल्शियम की कुछ कम आवश्यकता होती है। वरिष्ठ स्कूली उम्र में, यह अनुपात फॉस्फोरस सामग्री को बढ़ाने की दिशा में बदलता है और 1:2 के बराबर होना चाहिए। फास्फोरस की दैनिक आवश्यकता 1.5-4.0 ग्राम है।

मनुष्यों में, पैराथाइरॉइड ग्रंथियां उत्पादन करती हैं पैराथाएरॉएड हार्मोन(पीटीएच), शरीर में कैल्शियम और फास्फोरस के आदान-प्रदान को नियंत्रित करता है। पैराथाइरॉइड ग्रंथियों के हाइपोफंक्शन के साथ, रक्त में कैल्शियम की मात्रा कम हो जाती है, जिससे पैरों, बाहों, धड़ और चेहरे की मांसपेशियों में ऐंठन संकुचन होता है, जिसे कहा जाता है टेटनी.ये घटनाएं रक्त में कैल्शियम की कमी और, परिणामस्वरूप, कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म के कारण न्यूरोमस्कुलर ऊतक की उत्तेजना में वृद्धि से जुड़ी हैं। पीटीएच के अपर्याप्त रिलीज के साथ, हड्डियां कम मजबूत हो जाती हैं, फ्रैक्चर ठीक से ठीक नहीं होते हैं और दांत आसानी से टूट जाते हैं। बच्चे और स्तनपान कराने वाली माताएं पैराथाइरॉइड ग्रंथियों के हार्मोनल कार्य की अपर्याप्तता के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील होती हैं। कैल्शियम चयापचय में सेक्स ग्रंथियों - अंडाशय, और थायराइड हार्मोन कैल्सीटोनिन द्वारा उत्पादित एस्ट्रोजेन भी शामिल होते हैं।

आत्म-नियंत्रण के लिए प्रश्न और कार्य

• 1. हमें चयापचय और उसके चरणों के बारे में बताएं।
• 2. आप शरीर की ऊर्जा लागत का अनुमान लगाने की कौन सी विधियाँ जानते हैं?
• 3. सामान्य विनिमय की विशेषता बताइये। पुरुषों और महिलाओं के बीच चयापचय में क्या अंतर हैं?
• 4. बेसल एक्सचेंज क्या है? इसका मतलब क्या है? मूल्यांकन के तरीके क्या हैं? उम्र के साथ बेसल चयापचय दर कैसे बदलती है?
• 5. आप ऊर्जा विनिमय के बारे में क्या जानते हैं? उम्र के साथ यह कैसे बदलता है?
• 6. आला की विशिष्ट गतिशील क्रिया का वर्णन करें।
• 7. बेसिक एक्सचेंज कैसे करें पोषक तत्त्वक्या यह उम्र के साथ बदलता है?
• 8. जल एवं खनिजों के आदान-प्रदान के बारे में बतायें। बच्चों और वयस्कों के लिए पानी की आवश्यकता क्या है?
• 9. प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट, खनिजों के चयापचय का हार्मोनल विनियमन कैसे किया जाता है? उम्र के साथ यह कैसे बदलता है?

खनिज चयापचय उन पदार्थों के शरीर से अवशोषण, आत्मसात, वितरण, परिवर्तन और उत्सर्जन की प्रक्रियाओं का एक समूह है जो मुख्य रूप से अकार्बनिक यौगिकों के रूप में इसमें पाए जाते हैं। जैविक तरल पदार्थ की संरचना में खनिज पदार्थ निरंतर भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ शरीर के आंतरिक वातावरण का निर्माण करते हैं, जो कोशिकाओं और ऊतकों के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करता है। शरीर के तरल पदार्थों में कई खनिज पदार्थों की सामग्री और एकाग्रता का निर्धारण कई बीमारियों के लिए एक महत्वपूर्ण नैदानिक ​​​​परीक्षण है। कुछ मामलों में, खनिज चयापचय का उल्लंघन बीमारी का कारण है, दूसरों में यह केवल बीमारी का एक लक्षण है, लेकिन कोई भी बीमारी कुछ हद तक जल-खनिज चयापचय के उल्लंघन के साथ होती है।

मात्रा के अनुसार शरीर के खनिज यौगिकों का मुख्य भाग सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम के क्लोराइड, फॉस्फेट और कार्बोनेट लवण हैं। इसके अलावा, शरीर में लोहा, मैंगनीज, जस्ता, तांबा, कोबाल्ट, आयोडीन और कई अन्य ट्रेस तत्वों के यौगिक होते हैं।

शरीर के जलीय मीडिया में खनिज लवण आंशिक रूप से या पूरी तरह से घुल जाते हैं और आयनों के रूप में मौजूद रहते हैं। खनिज अघुलनशील यौगिकों के रूप में भी हो सकते हैं। शरीर का 99% कैल्शियम, 87% फॉस्फोरस और 50% मैग्नीशियम हड्डी और उपास्थि ऊतकों में केंद्रित होता है। खनिज कई कार्बनिक यौगिकों का हिस्सा हैं, जैसे प्रोटीन। खनिज संरचनाएक वयस्क के कुछ ऊतक तालिका में दिए गए हैं।

एक वयस्क के कुछ ऊतकों की खनिज संरचना (प्रति 1 किलो ताजा ऊतक वजन)

कपड़े का नाम	सोडियम	पोटैशियम	कैल्शियम	मैगनीशियम	क्लोरीन	फास्फोरस (कीट)
	milliequivalents
त्वचा	79,3	23,7	9,5	3,1	71,4	14,0
दिमाग	55,2	84,6	4,0	11,4	40,5	100,0
गुर्दे	82,0	45,0	7,0	8,6	67,8	57,0
जिगर	45,6	55,0	3,1	16,4	41,3	93,0
हृदय की मांसपेशी	57,8	64,0	3,8	13,2	45,6	49,0
कंकाल की मांसपेशी	36,3	100,0	2,6	16,7	22,1	58,8

भोजन शरीर के लिए खनिजों का मुख्य स्रोत है। सबसे बड़ी संख्या खनिज लवणमांस, दूध, काली रोटी, फलियां और सब्जियों में पाया जाता है।

से जठरांत्र पथखनिज रक्त और लसीका में प्रवेश करते हैं। कुछ धातुओं (Ca, Fe, Cu, Co, Zn) के आयन पहले से ही प्रक्रिया में हैं या अवशोषण के बाद विशिष्ट प्रोटीन के साथ संयुक्त होते हैं।

मनुष्यों में खनिजों की अधिकता मुख्य रूप से गुर्दे (Na, K, Cl, I आयन), साथ ही आंतों (Ca, Fe, Cu आयन, आदि) के माध्यम से उत्सर्जित होती है। नमक की एक महत्वपूर्ण अतिरिक्त मात्रा का पूर्ण उन्मूलन, जो अक्सर टेबल नमक की अत्यधिक खपत के साथ होता है, केवल पीने पर प्रतिबंध के अभाव में होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि मानव मूत्र में 2% से अधिक लवण नहीं होते हैं (अधिकतम सांद्रता जिसके साथ गुर्दे काम कर सकते हैं)।

जल-नमक विनिमय

जल-नमक चयापचय खनिज चयापचय का एक हिस्सा है, यह शरीर में प्रवेश करने वाले पानी और नमक की प्रक्रियाओं का एक सेट है, मुख्य रूप से NaCl, आंतरिक वातावरण में उनका वितरण और शरीर से उत्सर्जन। सामान्य जल-नमक चयापचय रक्त और शरीर के अन्य तरल पदार्थों की निरंतर मात्रा, आसमाटिक दबाव और एसिड-बेस संतुलन प्रदान करता है। शरीर में आसमाटिक दबाव को नियंत्रित करने वाला मुख्य खनिज सोडियम है, रक्त प्लाज्मा के आसमाटिक दबाव का लगभग 95% इस खनिज द्वारा नियंत्रित होता है।

जल-नमक चयापचय शरीर में पानी और नमक (इलेक्ट्रोलाइट्स) के प्रवेश, आंतरिक वातावरण में उनके वितरण और शरीर से उत्सर्जन के लिए प्रक्रियाओं का एक सेट है। जल-नमक चयापचय के नियमन की प्रणालियाँ विघटित कणों की कुल सांद्रता, आयनिक संरचना और एसिड-बेस संतुलन के साथ-साथ शरीर के तरल पदार्थों की मात्रा और गुणात्मक संरचना की स्थिरता सुनिश्चित करती हैं।

मानव शरीर में औसतन 65% पानी (शरीर के वजन का 60 से 70%) होता है, जो तीन तरल चरणों में होता है - इंट्रासेल्युलर, एक्स्ट्रासेलुलर और ट्रांससेलुलर। पानी की सबसे बड़ी मात्रा (40-45%) कोशिकाओं के अंदर होती है। बाह्यकोशिकीय द्रव में (शरीर के वजन के प्रतिशत के रूप में) रक्त प्लाज्मा (5%), अंतरालीय द्रव (16%) और लसीका (2%) शामिल हैं। ट्रांससेलुलर तरल पदार्थ (1 - 3%) उपकला की एक परत द्वारा वाहिकाओं से अलग किया जाता है और इसकी संरचना में बाह्यकोशिकीय के करीब होता है। यह मस्तिष्कमेरु और अंतर्गर्भाशयी द्रव है, साथ ही पेट की गुहा, फुस्फुस, पेरीकार्डियम, आर्टिकुलर बैग और जठरांत्र संबंधी मार्ग का द्रव है।

मनुष्यों में पानी और इलेक्ट्रोलाइट संतुलन की गणना शरीर से पानी और इलेक्ट्रोलाइट्स के दैनिक सेवन और उत्सर्जन से की जाती है। पीने के रूप में पानी शरीर में प्रवेश करता है - लगभग 1.2 लीटर और भोजन के साथ - लगभग 1 लीटर। चयापचय की प्रक्रिया में लगभग 0.3 लीटर पानी बनता है (100 ग्राम वसा, 100 ग्राम कार्बोहाइड्रेट और 100 ग्राम प्रोटीन से क्रमशः 107, 55 और 41 मिलीलीटर पानी बनता है)। इलेक्ट्रोलाइट्स में एक वयस्क की दैनिक आवश्यकता लगभग है: सोडियम - 215, पोटेशियम - 75, कैल्शियम - 60, मैग्नीशियम - 35, क्लोरीन - 215, फॉस्फेट - 105 mEq प्रति दिन। ये पदार्थ जठरांत्र संबंधी मार्ग में अवशोषित होते हैं और रक्तप्रवाह में प्रवेश करते हैं। अस्थायी रूप से वे यकृत में जमा हो सकते हैं। अतिरिक्त पानी और इलेक्ट्रोलाइट्स गुर्दे, फेफड़े, आंतों और त्वचा द्वारा उत्सर्जित होते हैं। औसतन, प्रति दिन, मूत्र के साथ पानी का उत्सर्जन 1.0 - 1.4 लीटर, मल के साथ - 0.2, त्वचा और पसीने के साथ 0.5, फेफड़ों के साथ - 0.4 लीटर होता है।

शरीर में प्रवेश करने वाले पानी को विभिन्न तरल चरणों के बीच वितरित किया जाता है, जो उनमें आसमाटिक रूप से सक्रिय पदार्थों की सांद्रता पर निर्भर करता है। पानी की गति की दिशा आसमाटिक ढाल पर निर्भर करती है और साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की स्थिति से निर्धारित होती है। कोशिका और अंतरकोशिकीय द्रव के बीच पानी का वितरण बाह्य कोशिकीय द्रव के कुल आसमाटिक दबाव से प्रभावित नहीं होता है, बल्कि इसके प्रभावी आसमाटिक दबाव से होता है, जो कोशिका झिल्ली से गुजरने वाले पदार्थों के द्रव में एकाग्रता से निर्धारित होता है।

मनुष्यों और जानवरों में, मुख्य स्थिरांक में से एक रक्त का पीएच है, जो लगभग 7.36 के स्तर पर बना रहता है। रक्त में कई बफर सिस्टम होते हैं - बाइकार्बोनेट, फॉस्फेट, प्लाज्मा प्रोटीन और हीमोग्लोबिन - जो रक्त पीएच को स्थिर स्तर पर बनाए रखते हैं। लेकिन मूल रूप से, रक्त प्लाज्मा का pH कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव और HCO3 की सांद्रता पर निर्भर करता है।

जानवरों और मनुष्यों के अलग-अलग अंग और ऊतक पानी और इलेक्ट्रोलाइट्स की सामग्री में काफी भिन्न होते हैं।

एक वयस्क के विभिन्न अंगों और ऊतकों में पानी की मात्रा से लेकर ऊतक के वजन तक

सभी अंगों और प्रणालियों की कोशिकाओं की गतिविधि के लिए अंतःकोशिकीय और बाह्यकोशिकीय द्रव के बीच आयनिक विषमता का रखरखाव अत्यंत महत्वपूर्ण है। रक्त और अन्य बाह्य तरल पदार्थों में, सोडियम, क्लोरीन और बाइकार्बोनेट आयनों की सांद्रता अधिक होती है; कोशिकाओं में, मुख्य इलेक्ट्रोलाइट्स पोटेशियम, मैग्नीशियम और कार्बनिक फॉस्फेट हैं।

विभिन्न ग्रंथियों द्वारा स्रावित जैविक तरल पदार्थ रक्त प्लाज्मा से आयनिक संरचना में भिन्न होते हैं। रक्त के संबंध में दूध आइसोस्मोटिक है, लेकिन इसमें प्लाज्मा की तुलना में सोडियम की मात्रा कम होती है और कैल्शियम, पोटेशियम और फॉस्फेट की मात्रा अधिक होती है। पसीने में रक्त प्लाज्मा की तुलना में सोडियम आयनों की सांद्रता कम होती है; कई आयनों की सामग्री के मामले में पित्त रक्त प्लाज्मा के बहुत करीब है।

कई आयन, विशेष रूप से धातु आयन, एंजाइम सहित प्रोटीन के घटक हैं। सभी ज्ञात एंजाइमों में से लगभग 30% को अपनी उत्प्रेरक गतिविधि की पूर्ण अभिव्यक्ति के लिए खनिज पदार्थों की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, अक्सर ये K, Na, Mq, Ca, Zn, Cu, Mn, Fe होते हैं।

जल-नमक चयापचय के नियमन में गुर्दे और विशेष हार्मोन का एक समूह निर्णायक भूमिका निभाते हैं।

पानी और नमक के चयापचय को उचित स्तर पर बनाए रखने के लिए, कई नियमों का पालन किया जाना चाहिए:

1. पूरे दिन सही मात्रा में पानी पियें

2. मिनरल, टेबल (कार्बोनेटेड नहीं) पानी का उपयोग करने का प्रयास करें।

3. चूँकि खनिज लवणों का मुख्य स्रोत फल और सब्जियाँ हैं इसलिए इन्हें नियमित (प्रतिदिन) खाना चाहिए।

4. यदि आवश्यक हो, तो सामान्य आहार में आहार अनुपूरक (जैविक रूप से सक्रिय योजक) का उपयोग करें, इस तरह आप शरीर को खनिज लवणों से जल्दी से संतृप्त कर सकते हैं।

उपयोगी जानकारी वाले अतिरिक्त लेख

बच्चों में पानी और खनिज लवणों के आदान-प्रदान की विशेषताएं

माता-पिता को शिक्षित करना स्वस्थ बच्चा, युवा पीढ़ी की शारीरिक विशेषताओं में गहराई से उतरना आवश्यक है। बच्चे न केवल ऊंचाई और गुणन तालिका के असुरक्षित ज्ञान में, बल्कि शरीर के अंदर होने वाली प्रक्रियाओं में भी वयस्कों से भिन्न होते हैं।

मनुष्यों में खनिज चयापचय संबंधी विकार

मानव शरीर में हर सेकंड बड़ी संख्या में रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं विभिन्न कारणों सेप्रकृति द्वारा डिबग किए गए इस तंत्र में उल्लंघन संभव है।

एक वयस्क आमतौर पर प्रति दिन लगभग 2.5 लीटर पानी की खपत करता है। इसके अलावा, ऊर्जा विनिमय के अंतिम उत्पादों में से एक के रूप में शरीर में लगभग 300 मिलीलीटर चयापचय पानी बनता है। आवश्यकता के अनुसार, एक व्यक्ति दिन भर में मूत्र के रूप में लगभग 1.5 लीटर पानी, फेफड़ों और त्वचा के माध्यम से वाष्पीकरण के माध्यम से 0.9 लीटर (पसीने के बिना) और मल के साथ लगभग 0.1 लीटर पानी खो देता है। इस प्रकार, सामान्य परिस्थितियों में जल विनिमय प्रति दिन शरीर के वजन के 5% से अधिक नहीं होता है। शरीर के तापमान में वृद्धि और उच्च कैलोरी वाले खाद्य पदार्थ त्वचा और फेफड़ों के माध्यम से पानी की रिहाई को बढ़ावा देते हैं और इसकी खपत को बढ़ाते हैं।

शरीर में पानी और खनिज लवणों की कमी गंभीर हानि और मृत्यु का कारण बनती है।

ऊतकों की सामान्य कार्यप्रणाली न केवल उनमें कुछ लवणों की उपस्थिति से सुनिश्चित होती है, बल्कि उनके कड़ाई से परिभाषित मात्रात्मक अनुपात से भी सुनिश्चित होती है। शरीर में खनिज लवणों के अत्यधिक सेवन से वे भंडार के रूप में जमा हो सकते हैं। सोडियम और क्लोरीन चमड़े के नीचे के ऊतकों में, पोटेशियम - कंकाल की मांसपेशियों में, कैल्शियम और फास्फोरस - हड्डियों में जमा होते हैं।

शरीर के लिए आवश्यक हर चीज़ खनिज तत्वखाना और पानी लेकर आओ. अधिकांश खनिज लवण आसानी से रक्त में अवशोषित हो जाते हैं; शरीर से इनका उत्सर्जन मुख्य रूप से मूत्र और पसीने के साथ होता है। तीव्र मांसपेशीय गतिविधि के साथ, कुछ की आवश्यकता खनिजबढ़ती है।

जल चयापचय का नियमन मुख्य रूप से हाइपोथैलेमस, पिट्यूटरी और अधिवृक्क ग्रंथियों के हार्मोन द्वारा नियंत्रित किया जाता है।. खनिज लवण एक निश्चित आसमाटिक दबाव बनाते हैं, जो कोशिकाओं के जीवन के लिए बहुत आवश्यक है।

मिश्रित आहार से एक वयस्क को वे सभी खनिज पर्याप्त मात्रा में प्राप्त होते हैं जिनकी उसे आवश्यकता होती है।

विटामिन चयापचय प्रक्रियाओं में उत्प्रेरक की भूमिका निभाते हैं. वे सामान्य चयापचय, वृद्धि, शरीर के विकास, उच्च प्रदर्शन और स्वास्थ्य को बनाए रखने के लिए आवश्यक रासायनिक प्रकृति के पदार्थ हैं।

विटामिनों को विभाजित किया गया है पानी में घुलनशील (समूह बी, सी, पी, आदि)और।

वसा में घुलनशील (ए, डी, ई, के)।

शरीर में विटामिन की पर्याप्त मात्रा सही आहार पर निर्भर करती है

और पाचन प्रक्रियाओं का सामान्य कार्य; कुछ विटामिन (के, बी) आंत में बैक्टीरिया द्वारा संश्लेषित होते हैं। शरीर में विटामिन का अपर्याप्त सेवन (हाइपोविटामिनोसिस) या उनकी पूर्ण अनुपस्थिति (एविटामिनोसिस) कई कार्यों में व्यवधान पैदा करता है।

विटामिन- विभिन्न के जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ रासायनिक प्रकृति. हमें सामान्य चयापचय और शारीरिक प्रक्रियाओं, शरीर के विकास और वृद्धि, विभिन्न प्रतिकूल पर्यावरणीय कारकों के प्रति इसके प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए इनकी आवश्यकता होती है।

विटामिन ए- शरीर की सामान्य वृद्धि और विकास के लिए आवश्यक।

विटामिन बी1- पाचन अंगों और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) के कामकाज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है

विटामिन बी2- कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा चयापचय, ऊतक श्वसन प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, शरीर में ऊर्जा उत्पादन को बढ़ावा देता है।

विटामिन सी(एस्कॉर्बिक एसिड) - हानिकारक पर्यावरणीय कारकों, विशेषकर संक्रामक एजेंटों के प्रति शरीर की प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाता है।

विटामिन डी- कैल्शियम और फॉस्फेट के परिवहन को नियंत्रित करता है, हड्डी के ऊतकों के संश्लेषण में भाग लेता है, इसके विकास को बढ़ाता है।

बेसल चयापचय, इसके मूल्य को प्रभावित करने वाले कारक। परिभाषा की शर्तें. विभिन्न गतिविधियों में दैनिक ऊर्जा की खपत।

जीव की गतिविधि और उस पर पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव के आधार पर, ऊर्जा चयापचय के तीन स्तर होते हैं: बुनियादी चयापचय, आराम के समय ऊर्जा की खपत और विभिन्न प्रकार के श्रम के दौरान ऊर्जा की खपत।

बीएक्स- ऊर्जा लागत कोशिका जीवन के लिए आवश्यक ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं के न्यूनतम स्तर को बनाए रखने और लगातार काम करने वाले अंगों और प्रणालियों - श्वसन मांसपेशियों, हृदय, गुर्दे, यकृत की गतिविधि से जुड़ी होती है। बेसल चयापचय के संदर्भ में ऊर्जा की खपत का कुछ हिस्सा मांसपेशियों की टोन बनाए रखने से जुड़ा है। इन सभी प्रक्रियाओं के दौरान थर्मल ऊर्जा की रिहाई गर्मी उत्पादन प्रदान करती है जो शरीर के तापमान को स्थिर स्तर पर बनाए रखने के लिए आवश्यक होती है, जो आमतौर पर बाहरी वातावरण के तापमान से अधिक होती है।

परिभाषा की शर्तेंबेसल चयापचय: ​​विषय होना चाहिए

1) मांसपेशियों के आराम की स्थिति में (आराम की मांसपेशियों के साथ लेटने की स्थिति), भावनात्मक तनाव पैदा करने वाली जलन के संपर्क में आए बिना;

2) खाली पेट, यानी भोजन के 12-16 घंटे बाद;

3) "आराम" (18-20 डिग्री सेल्सियस) के बाहरी तापमान पर, जिससे ठंड या गर्मी का एहसास नहीं होता है।

बीएक्सजाग्रत अवस्था में निर्धारित होता है। नींद के दौरान, ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं का स्तर और, परिणामस्वरूप, शरीर की ऊर्जा लागत जागने के दौरान आराम की तुलना में 8-10% कम होती है। सबसे बुनियादी विनिमयवयस्कों स्वस्थ लोगऔसत लगभग 1 800-2100 किलो कैलोरी। सक्रिय मांसपेशीय गतिविधि के साथ, ऊर्जा की खपत बहुत तेजी से बढ़ जाती है: और इस तरह की मांसपेशियों का काम जितना कठिन होता है, एक व्यक्ति उतनी ही अधिक ऊर्जा खर्च करता है।

अध्यायचतुर्थ.13.

खनिज विनिमय

खनिज चयापचय खनिज पदार्थों के अवशोषण, वितरण, आत्मसात और उत्सर्जन की प्रक्रियाओं का एक समूह है जो मुख्य रूप से अकार्बनिक यौगिकों के रूप में शरीर में होते हैं।

कुल मिलाकर, डी.आई. तालिका के 70 से अधिक तत्व शरीर में पाए जाते हैं। मेंडेलीव, उनमें से 47 लगातार मौजूद हैं और बायोजेनिक कहलाते हैं। खनिज अम्ल-क्षार संतुलन, आसमाटिक दबाव, रक्त जमावट प्रणाली, कई एंजाइम प्रणालियों के नियमन आदि को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। होमोस्टैसिस की स्थापना और रखरखाव में महत्वपूर्ण हैं।

शरीर में मात्रात्मक सामग्री के अनुसार इन्हें विभाजित किया गया है मैक्रोन्यूट्रिएंट्स, यदि शरीर का वजन 0.01% से अधिक है (K, Ca, Mg, Na, P, Cl) और तत्वों का पता लगाना (एमएन, जेएन, सीआर, सीयू, फे, सीओ, अल, से)। शरीर के खनिज पदार्थों का मुख्य भाग सोडियम, कैल्शियम, पोटेशियम, मैग्नीशियम के क्लोराइड, फॉस्फेट और कार्बोनेट लवण हैं। शरीर के तरल पदार्थों में लवण आंशिक या पूर्ण रूप से विघटित रूप में होते हैं, इसलिए खनिज आयन - धनायन और ऋणायन के रूप में मौजूद होते हैं।

खनिजों के कार्य:

1) प्लास्टिक (कैल्शियम, फास्फोरस, मैग्नीशियम);

2) आसमाटिक दबाव (पोटेशियम, सोडियम, क्लोरीन) का रखरखाव;

3) जैविक तरल पदार्थ (फास्फोरस, पोटेशियम, सोडियम) की बफरिंग बनाए रखना;

4) ऊतकों (सभी तत्वों) के कोलाइडल गुणों को बनाए रखना;

5) विषहरण (साइटोक्रोम पी-450 की संरचना में लोहा, ग्लूटाथियोन की संरचना में सल्फर);

6) तंत्रिका आवेग (सोडियम, पोटेशियम) का संचालन;

7) एक सहकारक या अवरोधक के रूप में एंजाइमेटिक कटैलिसीस में भागीदारी;

8) हार्मोनल विनियमन में भागीदारी (आयोडीन, जस्ता और कोबाल्ट हार्मोन का हिस्सा हैं)।

खनिजों का मध्यवर्ती और अंतिम चयापचय

खनिज शरीर में मुक्त रूप से प्रवेश करते हैं बंधा हुआ रूप. आयन पहले से ही पेट में अवशोषित होते हैं, खनिजों का मुख्य भाग - वाहक प्रोटीन की भागीदारी के साथ सक्रिय परिवहन द्वारा आंतों में। जठरांत्र संबंधी मार्ग से वे रक्त और लसीका में प्रवेश करते हैं, जहां वे विशिष्ट परिवहन प्रोटीन से बंधते हैं। खनिज पदार्थ मुख्यतः लवण एवं आयन के रूप में निकलते हैं।

पेशाब के साथ: सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, क्लोरीन, कोबाल्ट, आयोडीन, ब्रोमीन, फ्लोरीन।

मल के साथ:लोहा, कैल्शियम, तांबा, जस्ता, मैंगनीज, मोलिब्डेनम, और भारी धातुएँ।

व्यक्तिगत तत्वों की विशेषताएँ

सोडियम - बाह्यकोशिकीय डिब्बे का मुख्य धनायन। शरीर के वजन का 0.08% बनता है। आसमाटिक दबाव बनाए रखने में प्रमुख भूमिका निभाता है। शरीर में सोडियम के प्रवेश की अनुपस्थिति या प्रतिबंध के कारण, मूत्र में इसका उत्सर्जन लगभग पूरी तरह से बंद हो जाता है। यह वाहक प्रोटीन की भागीदारी के साथ छोटी आंत के ऊपरी हिस्से में अवशोषित होता है और एटीपी की खपत की आवश्यकता होती है। दैनिक आवश्यकता शरीर की उत्सर्जन-नमक आपूर्ति के आधार पर भिन्न होती है। त्वचा और मांसपेशियों में जमा होता है. दस्त के साथ आंतों में सोडियम की कमी हो जाती है।

1) कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली पर विद्युत रासायनिक क्षमता के उद्भव और रखरखाव में भाग लेता है;

2) जल-नमक चयापचय की स्थिति को नियंत्रित करता है;

3) एंजाइमों के नियमन में भाग लेता है;

4) घटक K + - Na + पंप।

क्लोरीन बाह्यकोशिकीय अंतरिक्ष में सबसे महत्वपूर्ण आयन है। यह शरीर के वजन का 0.06% है। इसका अधिकांश भाग गैस्ट्रिक जूस में पाया जाता है। आसमाटिक संतुलन बनाए रखने में भाग लेता है। एमाइलेज़ और पेप्टाइडेज़ को सक्रिय करता है। ऊपरी आंत में अवशोषित, मुख्य रूप से मूत्र में उत्सर्जित होता है। क्लोरीन और सोडियम की सांद्रता आमतौर पर समानांतर में बदलती है।

पोटैशियम - शरीर के वजन का 0.25% है। बाह्यकोशिकीय स्थान में कुल का केवल 2% होता है, और शेष कोशिकाओं में होता है, जहां यह कार्बोहाइड्रेट यौगिकों से जुड़ा होता है। पूरे जठरांत्र पथ में अवशोषित. पोटेशियम का कुछ भाग यकृत और त्वचा में जमा हो जाता है, और शेष सामान्य रक्तप्रवाह में प्रवेश कर जाता है। मांसपेशियों, आंतों, गुर्दे और यकृत में विनिमय बहुत तेजी से होता है। एरिथ्रोसाइट्स और तंत्रिका कोशिकाओं में, पोटेशियम का धीमा आदान-प्रदान। यह तंत्रिका आवेगों के निर्माण और संचालन में अग्रणी भूमिका निभाता है। प्रोटीन के संश्लेषण के लिए आवश्यक (प्रति 1 ग्राम प्रोटीन - 20 मिलीग्राम पोटेशियम आयन), एटीपी, ग्लाइकोजन, विश्राम क्षमता के निर्माण में भाग लेता है। यह मुख्य रूप से मूत्र में और मल में कम उत्सर्जित होता है।

कैल्शियम एक बाह्यकोशिकीय धनायन है। यह शरीर के वजन का 1.9% बनता है। विकास या गर्भावस्था के दौरान सामग्री बढ़ जाती है। यह सहायक ऊतकों या झिल्लियों के एक अभिन्न अंग के रूप में कार्य करता है, तंत्रिका आवेग के संचालन और मांसपेशियों के संकुचन की शुरुआत में भाग लेता है, और हेमोकोएग्यूलेशन के कारकों में से एक है। झिल्लियों की अखंडता सुनिश्चित करता है (पारगम्यता को प्रभावित करता है), क्योंकि यह झिल्ली प्रोटीन की सघन पैकेजिंग को बढ़ावा देता है। आसमाटिक संतुलन बनाए रखने में कैल्शियम एक सीमित सीमा तक भाग लेता है। इंसुलिन के साथ मिलकर, यह कोशिकाओं में ग्लूकोज के प्रवेश को सक्रिय करता है। ऊपरी आंत में अवशोषित. इसके अवशोषण की डिग्री माध्यम के पीएच (कैल्शियम लवण) पर निर्भर करती है अम्लीय वातावरणअघुलनशील)। वसा और फॉस्फेट कैल्शियम अवशोषण में बाधा डालते हैं। आंतों से पूर्ण अवशोषण के लिए विटामिन डी 3 के सक्रिय रूप की उपस्थिति आवश्यक है।

कार्बोनेट एपेटाइट 3Ca 2 (PO 4) 2 के माइक्रोक्रिस्टल के हिस्से के रूप में अधिकांश कैल्शियम हड्डी के ऊतकों (99%) में निहित है।· CaCO 3 और हाइड्रॉक्सिलैपाटाइट 3Ca 2 (PO 4) 2· SaOH. कुल रक्त कैल्शियम में तीन अंश शामिल होते हैं: प्रोटीन-बाउंड, आयनित और गैर-आयनीकृत (जो साइट्रेट, फॉस्फेट और सल्फेट से बना होता है)।

मैगनीशियम - शरीर के वजन का 0.05% है। इसकी कोशिकाओं में बाह्यकोशिकीय द्रव की तुलना में 10 गुना अधिक मात्रा में द्रव होता है। मांसपेशियों और हड्डी के ऊतकों के साथ-साथ तंत्रिका और यकृत में भी बहुत सारा मैग्नीशियम होता है। एटीपी, साइट्रेट, कई प्रोटीन के साथ कॉम्प्लेक्स बनाता है।

1) लगभग 300 एंजाइमों का हिस्सा है;

2) फॉस्फोलिपिड्स के साथ मैग्नीशियम कॉम्प्लेक्स कोशिका झिल्ली की तरलता को कम करते हैं;

3) शरीर के सामान्य तापमान को बनाए रखने में भाग लेता है;

4) न्यूरोमस्कुलर तंत्र के काम में भाग लेता है।

अकार्बनिक फास्फोरस - मुख्यतः अस्थि ऊतक में पाया जाता है। शरीर के वजन का 1% बनता है। शारीरिक पीएच पर रक्त प्लाज्मा में, फॉस्फोरस 80% डाइवैलेंट और 20% मोनोवैलेंट फॉस्फोरिक एसिड आयन होता है। फॉस्फोरस कोएंजाइम, न्यूक्लिक एसिड, फॉस्फोप्रोटीन, फॉस्फोलिपिड का एक हिस्सा है। कैल्शियम के साथ मिलकर फास्फोरस एपेटाइट बनाता है, जो हड्डी के ऊतकों का आधार है।

ताँबा कई एंजाइमों और जैविक रूप से सक्रिय मेटालोप्रोटीन का हिस्सा है। कोलेजन और इलास्टिन के संश्लेषण में भाग लेता है। एक घटक है साइटोक्रोम सी इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला।

गंधक – 0.08% है. यह एए और सल्फेट आयनों के हिस्से के रूप में शरीर में बाध्य रूप में प्रवेश करता है। यह पित्त अम्ल और हार्मोन का हिस्सा है। के हिस्से के रूप में ग्लूटेथिओनजहरों के बायोट्रांसफॉर्मेशन में भाग लेता है।

लोहा आयरन युक्त प्रोटीन और हीमोग्लोबिन, साइटोक्रोम, पेरोक्सीडेस का एक हिस्सा है।

जस्ता - कई एंजाइमों के लिए एक सहकारक है।

कोबाल्ट विटामिन बी 12 का भाग.

पानी और इलेक्ट्रोलाइट विनिमय

जल-इलेक्ट्रोलाइट चयापचय शरीर से पानी और इलेक्ट्रोलाइट्स के सेवन, अवशोषण, वितरण और उत्सर्जन की प्रक्रियाओं का एक सेट है। यह शरीर के आंतरिक वातावरण में आयनिक संरचना, एसिड-बेस संतुलन और तरल पदार्थों की मात्रा की स्थिरता सुनिश्चित करता है। पानी इसमें अग्रणी भूमिका निभाता है।

जल कार्य:

1) शरीर का आंतरिक वातावरण;

2) संरचनात्मक;

3) पदार्थों का अवशोषण और परिवहन;

4) जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं (हाइड्रोलिसिस, पृथक्करण, जलयोजन, निर्जलीकरण) में भागीदारी;

5) विनिमय का अंतिम उत्पाद;

6) चयापचय के अंतिम उत्पादों का गुर्दे की भागीदारी से उत्सर्जन।

पानी जो आहार (भोजन के साथ) के रूप में आता है उसे बहिर्जात कहा जाता है, और जो जैव रासायनिक परिवर्तनों के उत्पाद के रूप में बनता है उसे अंतर्जात कहा जाता है।

पानी सभी कोशिकाओं और ऊतकों का एक अभिन्न अंग है और शरीर में इसके रूप में होता है खारा समाधान. एक वयस्क के शरीर में 50-65% पानी होता है, बच्चों में - 80% या अधिक। विभिन्न अंगों और ऊतकों में, प्रति इकाई द्रव्यमान में पानी की मात्रा समान नहीं होती है। यह हड्डियों (20%) और वसा ऊतक (30%) में सबसे कम है। मांसपेशियों में 70% पानी होता है आंतरिक अंग- उनके द्रव्यमान का 75-85%। रक्त में जल की मात्रा उच्चतम एवं स्थिर (92%)।

शरीर में पानी और खनिज लवणों की कमी गंभीर हानि और मृत्यु का कारण बनती है। पूर्ण भुखमरी, लेकिन पानी लेते समय, एक व्यक्ति इसे 40-45 दिनों तक सहन करता है, पानी के बिना - केवल 5-7 दिन। खनिज भुखमरी के साथ, अन्य पोषक तत्वों और पानी के पर्याप्त सेवन के बावजूद, जानवरों को भूख में कमी, खाने से इनकार, क्षीणता और मृत्यु का अनुभव हुआ।

पर्यावरण के सामान्य तापमान और आर्द्रता पर, एक वयस्क का दैनिक जल संतुलन 2.2-2.8 लीटर है। लगभग 1.5 लीटर तरल पीने के पानी के रूप में आता है, 600-900 मिलीलीटर - संरचना में खाद्य उत्पादऔर 300-400 मिली ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनता है। शरीर प्रतिदिन मूत्र के साथ लगभग 1.5 लीटर, पसीने के साथ 400-600 मिलीलीटर, साँस छोड़ने वाली हवा के साथ 350-400 मिलीलीटर और मल के साथ 100-150 मिलीलीटर पानी खो देता है।

शरीर में खनिज लवणों का आदान-प्रदान उसकी महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। वे सभी ऊतकों में पाए जाते हैं, जो मानव शरीर के कुल वजन का लगभग 0.9% है। कोशिकाओं में कई खनिज (पोटेशियम, कैल्शियम, सोडियम, फास्फोरस, मैग्नीशियम, लोहा, आयोडीन, सल्फर, क्लोरीन और अन्य) होते हैं। ऊतकों की सामान्य कार्यप्रणाली न केवल उनमें कुछ लवणों की उपस्थिति से सुनिश्चित होती है, बल्कि उनके कड़ाई से परिभाषित मात्रात्मक अनुपात से भी सुनिश्चित होती है। शरीर में खनिज लवणों के अत्यधिक सेवन से वे भंडार के रूप में जमा हो सकते हैं। सोडियम और क्लोरीन चमड़े के नीचे के ऊतकों में, पोटेशियम - कंकाल की मांसपेशियों में, कैल्शियम और फास्फोरस - हड्डियों में जमा होते हैं।

शारीरिक महत्वविभिन्न खनिज लवण. वे हड्डी के ऊतकों का बड़ा हिस्सा बनाते हैं, आसमाटिक दबाव का स्तर निर्धारित करते हैं, बफर सिस्टम के निर्माण में भाग लेते हैं और चयापचय को प्रभावित करते हैं। तंत्रिका और मांसपेशियों के ऊतकों की उत्तेजना की प्रक्रियाओं में, कोशिकाओं में विद्युत क्षमता की घटना के साथ-साथ रक्त जमावट और इसके द्वारा ऑक्सीजन के हस्तांतरण में खनिजों की भूमिका महान है।

शरीर के लिए आवश्यक सभी खनिज तत्व भोजन और पानी से मिलते हैं। अधिकांश खनिज लवण आसानी से रक्त में अवशोषित हो जाते हैं; शरीर से इनका उत्सर्जन मुख्य रूप से मूत्र और पसीने के साथ होता है। तीव्र मांसपेशीय गतिविधि के साथ, कुछ खनिजों की आवश्यकता बढ़ जाती है।

और संक्षेप में विटामिन के महत्व के बारे में, जो ऊर्जा या प्लास्टिक कार्य नहीं करते हैं, एंजाइम सिस्टम के घटक होने के नाते, वे चयापचय प्रक्रियाओं में उत्प्रेरक की भूमिका निभाते हैं। वे सामान्य चयापचय, वृद्धि, शरीर के विकास, उच्च प्रदर्शन और स्वास्थ्य को बनाए रखने के लिए आवश्यक रासायनिक प्रकृति के पदार्थ हैं।

विटामिन को पानी में घुलनशील (समूह बी, सी, पी, आदि) और में विभाजित किया गया है।

वसा में घुलनशील (ए, डी, ई, के)। शरीर में विटामिन का पर्याप्त सेवन सही आहार और पाचन प्रक्रियाओं के सामान्य कार्य पर निर्भर करता है; कुछ विटामिन (के, बी) आंत में बैक्टीरिया द्वारा संश्लेषित होते हैं। शरीर में विटामिन का अपर्याप्त सेवन (हाइपोविटामिनोसिस) या उनकी पूर्ण अनुपस्थिति (एविटामिनोसिस) कई कार्यों में व्यवधान पैदा करता है।

ऊर्जा विनिमय

शरीर को ऊर्जा के सेवन और व्यय का ऊर्जा संतुलन बनाए रखना चाहिए। जीवित जीव कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन के अणुओं के रासायनिक बंधों में संचित संभावित भंडार के रूप में ऊर्जा प्राप्त करते हैं। जैविक ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में, यह ऊर्जा निकलती है और मुख्य रूप से एटीपी के संश्लेषण के लिए उपयोग की जाती है।

कोशिकाओं में एटीपी का भंडार छोटा है, इसलिए उन्हें लगातार बहाल किया जाना चाहिए। यह प्रक्रिया पोषक तत्वों के ऑक्सीकरण द्वारा संपन्न होती है। भोजन में ऊर्जा का भंडार उसकी कैलोरी सामग्री द्वारा व्यक्त किया जाता है, यानी ऑक्सीकरण के दौरान एक या दूसरी मात्रा में ऊर्जा जारी करने की क्षमता। ऊर्जा की खपत उम्र और लिंग, किए गए कार्य की प्रकृति और मात्रा, वर्ष का समय, स्वास्थ्य स्थिति और अन्य कारकों पर निर्भर करती है।

शरीर में ऊर्जा चयापचय की तीव्रता कैलोरीमेट्री का उपयोग करके निर्धारित की जाती है। ऊर्जा विनिमय को प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री विधियों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।

प्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री शरीर द्वारा उत्पन्न गर्मी की माप पर आधारित है और विशेष कैमरों (कैलोरीमीटर) का उपयोग करके किया जाता है। यह ऊष्मा व्यय की गई ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करती है। प्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री सबसे सटीक विधि है, लेकिन इसके लिए दीर्घकालिक अवलोकन, भारी विशेष उपकरण की आवश्यकता होती है, और यह कई प्रकार की पेशेवर और खेल गतिविधियों में अस्वीकार्य है।

अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री विधियों द्वारा ऊर्जा खपत का निर्धारण करना बहुत आसान है। उनमें से एक (अप्रत्यक्ष श्वसन कैलोरीमेट्री) गैस विनिमय के अध्ययन पर आधारित है, यानी, इस दौरान शरीर द्वारा उपभोग की जाने वाली ऑक्सीजन और उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा निर्धारित करने पर। इस प्रयोजन के लिए, विभिन्न गैस विश्लेषकों का उपयोग किया जाता है।

विभिन्न पोषक तत्वों को ऑक्सीकरण के लिए अलग-अलग मात्रा में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। 1 लीटर ऑक्सीजन का उपयोग करने पर निकलने वाली ऊर्जा की मात्रा को इसका कैलोरी समकक्ष कहा जाता है। कार्बोहाइड्रेट को ऑक्सीकरण करते समय, कैलोरी समतुल्य 5.05 किलो कैलोरी होता है, वसा को ऑक्सीकरण करते समय - 4.7 किलो कैलोरी और प्रोटीन - 4.85 किलो कैलोरी।

शरीर आमतौर पर पोषक तत्वों के मिश्रण को ऑक्सीकरण करता है, इसलिए O का कैलोरी समकक्ष 4.7 से 5.05 किलो कैलोरी तक होता है। कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकृत मिश्रण में वृद्धि के साथ, कैलोरी समकक्ष बढ़ जाता है, और वसा में वृद्धि के साथ, यह घट जाता है।

कैलोरी समतुल्य O का मान श्वसन गुणांक (DC) के स्तर से पहचाना जाता है - उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड की सापेक्ष मात्रा और अवशोषित ऑक्सीजन की मात्रा (CO / O)। डीसी मान ऑक्सीकृत पदार्थों की संरचना पर निर्भर करता है। यह कार्बोहाइड्रेट ऑक्सीकरण के लिए 1.0, वसा ऑक्सीकरण के लिए 0.7 और प्रोटीन के लिए 0.8 है। जब पोषक तत्वों का मिश्रण ऑक्सीकरण होता है, तो इसका मूल्य 0.8-0.9 के भीतर उतार-चढ़ाव होता है।

अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री (आहार कैलोरीमेट्री) की दूसरी विधि में, भोजन सेवन की कैलोरी सामग्री को ध्यान में रखा जाता है और शरीर के वजन की निगरानी की जाती है। शरीर के वजन की स्थिरता शरीर में ऊर्जा संसाधनों के प्रवाह और उनके व्यय के बीच संतुलन को इंगित करती है। हालाँकि, इस पद्धति का उपयोग करते समय महत्वपूर्ण त्रुटियाँ संभव हैं; इसके अलावा, यह कम समय के लिए ऊर्जा खपत निर्धारित करने की अनुमति नहीं देता है।

जीव की गतिविधि और उस पर पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव के आधार पर, ऊर्जा चयापचय के तीन स्तर होते हैं: बुनियादी चयापचय, आराम के समय ऊर्जा की खपत और विभिन्न प्रकार के श्रम के दौरान ऊर्जा की खपत।

बेसल चयापचय ऊर्जा की वह मात्रा है जो शरीर मांसपेशियों के पूर्ण आराम पर, भोजन के 12-14 घंटे बाद और 20-22 डिग्री सेल्सियस के परिवेश के तापमान पर खर्च करता है। एक वयस्क में, यह 1 घंटे में शरीर के वजन के प्रति 1 किलो वजन पर औसतन 1 किलो कैलोरी होता है। 70 किलोग्राम वजन वाले मनुष्यों में, औसत बेसल चयापचय लगभग 1700 किलो कैलोरी होता है। इसका उतार-चढ़ाव सामान्य है! 10%. महिलाओं में, बेसल चयापचय पुरुषों की तुलना में कुछ हद तक कम होता है; बच्चों में यह वयस्कों की तुलना में अधिक है।

सापेक्ष आराम की स्थिति में ऊर्जा की खपत बेसल चयापचय के मूल्य से अधिक हो जाती है। यह ऊर्जा विनिमय पर पाचन प्रक्रियाओं के प्रभाव, आराम क्षेत्र के बाहर थर्मोरेग्यूलेशन और मानव शरीर की मुद्रा को बनाए रखने के लिए ऊर्जा व्यय के कारण है।

विभिन्न प्रकार के श्रम में ऊर्जा की खपत मानव गतिविधि की प्रकृति से निर्धारित होती है। ऐसे मामलों में दैनिक ऊर्जा खपत में बेसल चयापचय की मात्रा और एक विशेष प्रकार के कार्य को करने के लिए आवश्यक ऊर्जा शामिल होती है। उत्पादन गतिविधि की प्रकृति और ऊर्जा खपत की मात्रा के अनुसार, वयस्क आबादी को 4 समूहों में विभाजित किया जा सकता है: 1) मानसिक श्रम वाले लोग, उनकी दैनिक ऊर्जा खपत 2200-3000 किलो कैलोरी है; 2) यंत्रीकृत कार्य करने वाले और खर्च करने वाले लोग-146

प्रतिदिन 2300-3200 किलो कैलोरी खाना; 3) 2500-3400 किलो कैलोरी की दैनिक ऊर्जा खपत वाले आंशिक रूप से मशीनीकृत श्रम वाले लोग; 4) गैर-मशीनीकृत भारी शारीरिक श्रम वाले लोग, जिनकी ऊर्जा खपत 3500-4000 किलो कैलोरी तक पहुँच जाती है। खेल गतिविधियों के दौरान ऊर्जा की खपत 4500-5000 किलो कैलोरी या इससे अधिक हो सकती है। एथलीटों के आहार को संकलित करते समय इस परिस्थिति को ध्यान में रखा जाना चाहिए, जिससे खर्च की गई ऊर्जा की पुनःपूर्ति सुनिश्चित होनी चाहिए।

शरीर में निकलने वाली सारी ऊर्जा यांत्रिक कार्यों पर खर्च नहीं होती है। इसका अधिकांश भाग ऊष्मा में परिवर्तित हो जाता है। कार्य करने में लगने वाली ऊर्जा की मात्रा को प्रदर्शन का गुणांक (सीओपी) कहा जाता है। मनुष्यों में, दक्षता 20-25% से अधिक नहीं होती है। मांसपेशियों की गतिविधि में दक्षता गति की शक्ति, संरचना और गति, काम में शामिल मांसपेशियों की संख्या और किसी व्यक्ति के प्रशिक्षण की डिग्री पर निर्भर करती है।