ПОТРЕБЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ ГОЛОВНЫМ МОЗГОМ
Немного теории Установлено, что дыхательный коэффициент для мозга близок к единице. Это означает, что окисление углеводов является основным источником энергии для мозговой ткани. Действительно, кровь, прошедшая через мозг, содержит значительно меньше глюкозы, причем количество исчезнувшей глюкозы соответствует количеству поглощенного кислорода. Потребление глюкозы в головному мозгу в несколько раз больше, чем в почках или мышцах. Мозг является единственным органом, в котором снабжение энергией осуществляется почти исключительно за счет распада глюкозы. Даже при диабете, когда дыхательный коэффициент для организма в целом значительно снижен, он остается в мозгу близким к единице.
Во время мышечной деятельности в мотонейронах коры головного мозга происходит формирование и последующая передача двигательного нервного импульса. Оба эти процесса - формирование и передача нервного импульса - осуществляются с потреблением энергии молекул АТФ. Образование АТФ в нервных клетках происходит аэробно, путем окислительного фосфорилирования. Поэтому при мышечной работе увеличивается потребление мозгом кислорода из протекающей крови. Другой особенностью энергетического обмена в нейронах является то, что основным субстратом окисления является глюкоза, поступающая с током крови. [] Ну хватит о сложном перейдем к конкретному расчету. Итак, дано:
Лящовський Е.Б Рост 184см Вес 98 кг
Найти: суточную потребность головного мозга в глюкозе
Алгоритм решения задачи: 1. Найти потребление глюкозы мозгом в единицу времени 2. Найти массу головного мозга 3. Произвести несложные математические расчеты 4. Внести коррективы на усвоение
Решение: 1. Потребление человеческим мозгом глюкозы - около 0,3 мкмоль/г в минуту. 2. Средняя масса головного мозга взрослого человека примерно 2% от массы тела. Здесь надо понимать что рассчитывать эти 2% надо не от реальной массы (98кг), а от модельной массы человека в зависимости от роста. Ведь если я себе отожру брюхо на 40 кг, то мозг от этого не увеличится. На этом этапе нам пригодится табличка от наших любимых докторов. Смотрите в карусели
Исходя из табличных данных для моего роста вес должен быть примерно 89,1. Найдем массу головного мозга: 89,1*0,02=1782 грамма. 3. Итак, потребление глюкозы 0,3 мкмоль/г в минуту, масса головного мозга 1782 грамма.
a) Выразим потребление глюкозы в граммах
Формула глюкозы С6Н12О6
Молярная масса глюкозы равна:
12,011(С)*6+1,008(Н)*12+15,999(О)*6=180,156 г/моль
180,156 * 0,03 (потребление в молях) * 0,000001 (микрограммы) = 0,0000540468 (округлим до 0,000054). Это уже потребление в граммах получилось.
b) Посчитаем сколько грамм глюкозы надо за сутки
0,000054г*1782г (масса мозга) * 1440 (минут в сутках) = 138,56 грамма в сутки
4. Усвоение пищи никогда не бывает 100%. Чаще всего это примерно 80%. Следовательно мы должны учесть этот момент при расчете суточной потребности мозга в углеводах.
Получается элементарная пропорция:
138.56*100/80=173,2
Ответ: Лящовський Е.Б. должен потреблять минимум 173,2 грамма углеводов в сутки.
ЗЫ
1. Следует помнить, что активная бытовая деятельность, интенсивные занятия спортом и продолжительные умственные нагрузки повышают потребность мозга в глюкозе. 2. Люди, которые не употребляют углеводы, всё равно синтезируют глюкозу в организме из белков, жиров, гликогена в процессе глюконеогенеза. 3. В этой статье рассматривается пример без влияния факторов из пункта 1.
Окончательная формула для тех, кто хочет сделать подобный расчет для себя:
0,0972* массу вашего мозга = суточная потребность в углеводах []
