Энергия

Рассмотрим анализ жизнедеятельности человека как биосистемы, в которой происходит обмен веществами и энергией.

Поддержание общего баланса энергии у взрослого индивидуума, исключающее резкие колебания веса тела, связано с регуляцией, осуществляемой нервной системой. Энергия, получаемая из пищи необходима для поддержания обмена веществ в состоянии покоя (ОСНОВНОЙ ОБМЕН), для мышечной деятельности, роста и размножения.

К ОСНОВНОМУ ОБМЕНУ относят энергию, расходуемую организмом во время сна, в покое или сидячем положении, во время беременности и лактации, а также в процессе роста. В среднем в состоянии “покоя” расходуется около 300 кДж/час. Расход энергии при беременности и кормлении грудью составляет около 400 кДж/час. Расход энергии ребенком составляет 150 - 250 кДж/час.

При МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ расход энергии составляет:

пешая прогулка - около 450 кДж/час;

тяжелая работа - 1600 - 2000 кДж/час.

Работа, сопровождаемая такими энергозатратами может выполняться в течение нескольких часов в день.

Наиболее тяжелая физическая работа в промышленности требует затрат около 10000 кДж для мужчин (1250 кДж/час) и 6700 кДж для женщин (838 кДж/час) за 8-ми часовой рабочий день.

Оценка иных видов деятельности с энергетической стороны весьма затруднительна. В различных видах деятельности человек затрачивает в полтора раза больше энергии, чем необходимо для поддержания обмена в состоянии покоя, то есть 460 - 500 кДж/ч Многие виды развлечений (танцы и др.) требуют не меньшей затраты, чем иной вид трудоемкой работы.

На холоде тратится избыточная энергия на 30% больше обычной.

Фактор размера также влияет на энергетическую стоимость работы, выраженную в кДж.

Например, пешая прогулка со скоростью 3 км/час требует независимо от пола и возраста затраты:

Q = 0,127W + 4,284 кДж/мин.,

где W - вес тела в кг.

В среднем можно считать, что в любом обществе на каждого человека необходимо от 8500 до 12750 кДж в день. Здесь учитываются следующие факторы:

1. размер тела;

2. климат;

3. трудность работы.

Между экосистемами существуют различия в доле энергии, затрачиваемой на производство продуктов питания, что характеризуется БАЛАНСОМ ЭНЕРГИИ (рис.3.1).

Рисунок 3.1. - Баланс энергии

Для примитивных обществ, занятых в основном добыванием средств существования, из каждых 40 кДж, расходуемой семьей для всех нужд, 10 - 15 кДж затрачивается на деятельность, связанную с добыванием пищи, что составляет 30 - 40 %. Для первобытных людей эта величина составляла около 70 %; в эффективном сельском хозяйстве доля энергии, затрачиваемая для добывания пищи для человека составляет примерно 5 %, то есть один работающий может прокормить примерно 20 человек.

Энергетический состав основных компонентов продуктов питания для человека составляет:

ЖИРЫ............................ 38 кДж/г;

УГЛЕВОДЫ.................. 17 кДж/г;

БЕЛКИ........................... 17 кДж/г.

Среднее суточное потребление на душу населения жиров, белков и углеводов различно в зависимости от типа экономики данной страны. Ассортимент продуктов зависит от окружающей среды и способа добывания пищи.

Источниками необходимых компонентов являются:

ЖИРЫ - растительные и животные жиры и масла;

УГЛЕВОДЫ - злаки, корнеплоды, плоды и сахар;

БЕЛКИ - животная пища (в том числе рыба и молоко), орехи и бобовые растения.

Доля энергии, поступающей в организм в виде жиров в европейских странах колеблется от 21 % в странах Средиземноморья до 31 % в странах Западной Европы и США (у эскимосов - 47 %).

Доля белков в рационе различных сообществ примерно постоянна и составляет по относительному белковому эквиваленту энергии 9 - 12 %.

Предположение о том, что специфика питания у разных человеческих популяций так или иначе связана с генетическими особенностями этих групп, подтверждается лишь некоторыми данными.

Люди могут относительно легко физиологически переносить существенные изменения в составе своего рациона.

Группа, численность которой на данной территории остается постоянной в течение длительного времени (в течение жизни нескольких поколений), очевидно способна сохранять баланс расходуемой и потребляемой энергии.

Эффективность использования источников энергии и способность популяции сохранять энергетический баланс в системе определяется такими величинами, как:

1. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНАЯ ДОЛЯ РАСХОДУЕМОЙ ЭНЕРГИИ;

2. ПОТОК ЭНЕРГИИ В СООБЩЕСТВЕ.

Дата добавления: 2015-08-05