Под обменом энергии, как указывалось выше, понимается превращение потенциальной энергии пищевых веществ в тепло и работу.
Энергия, освобождаемая организмом взрослого человека, идет: 1) на поддержание жизни в состоянии полного покоя, 2) на переваривание и усвоение пищи и 3) на мышечную работу. У детей с их интенсивными и многообразными синтетическими процессами, связанными с процессом роста, часть энергии идет и на нарастание массы тела.
Основным обменом называется количество энергии, необходимое организму для поддержания жизни натощак в состояния полного покоя.
Клетки всех тканей организма имеют различную энергию обмена. Величина основного обмена зависит главным образом от количества дышащей протоплазмы и интенсивности обмена в клетках, что, в свою очередь, в значительной мере зависит от состояния равновесия эндокринных желез ребенка и тонуса его вегетативной нервной системы, регулируемых корой головного мозга, что в эксперименте на животных и при физиологических исследованиях людей доказано К. М. Быковым и его сотрудниками.
Суточный основной обмен у доношенных новорожденных равен 54—50 калориям при расчете на 1 кг веса или около 650 калорий на 1 м2 поверхности. Сравнительно низкий основной обмен в первые дни жизни является характерной особенностью периода новорожденности.
У недоношенных детей основной обмен несколько ниже, чем у доношенных новорожденных.
Уже со второй половины 1-го дня жизни основной обмен постепенно нарастает и к 1—1,5 годам достигает максимальной величины — около 55—60 калорий на 1 кг веса, после чего начинает постепенно снижаться, приближаясь к основному обмену взрослого (около 24 калорий на 1 кг веса). Закономерность этих возрастных колебаний выступает еще отчетливее при расчете на единицу поверхности тела. В начале 2-го года жизни активность основного обмена достигает приблизительно 1200 калорий на 1 м2, а к 10—12 годам понижается до цифр взрослого (около 950 калорий).
В течение первого полугодия жизни у девочек и мальчиков основной обмен почти совершенно одинаков. Но уже во втором полугодии жизни суточный основной обмен у мальчиков несколько превышает таковой у девочек. Когда вес детей обоего пола достигает 35 кг (г. е. приблизительно в возрасте 12,5 —13 лет), девочки по энергии основного обмена оказываются впереди мальчиков; по достижении мальчиками полового созревания они снова обгоняют девочек.
Более низкий основной обмен у девочек до 12 лет не зависит от гормональной функции их половых желез, а объясняется большим у них по сравнению с мальчиками содержанием жира в тканях и органах. Сдвиги со стороны основного обмена в препубертатный и пубертатный периоды связаны с гормональными перестройками в организме.
Основной обмен у каждого отдельного субъекта отличается постоянством и колеблется лишь в пределах ±10%.
Прием любой пищи вызывает некоторое усиление энергетического обмена, что зависит от повышения обмена веществ вследствие усиления работы органов пищеварения и от раздражающего клетки (и, следовательно, также усиливающего энергетический обмен) действия продуктов энтерального и интермедиарного распада принятых пищевых веществ. Это повышение основного обмена в результате приема пищи носит название специфически-динамического действия пищи.
Различные пищевые ингредиенты обладают весьма различным специфически-динамическим действием; оно сильнее всего выражено при приеме белков и меньше всего при введении жиров.
У детей, особенно наиболее раннего возраста, специфически-динамическое действие пищи выражено слабее (0—5% суточного расхода энергии), чем у взрослых (10%). При голодании основной обмен у детей снижается сильнее, чем у взрослых.
Весьма существенным фактором в общем балансе энергии является расход на мышечную работу. У взрослых приблизительно третья часть суточного расхода энергии идет на мышечную работу; у детей раннего возраста этот расход энергии значительно меньший. В этот период жизни особенно велики траты энергии на крик и плач, при которых расход энергии может повышаться на 100 и даже 200%.
Около 15% общего расхода энергии у детей идет на рост и отложение тканевых веществ, тогда как у взрослого траты на это практически равны нулю; напротив, расход энергии на работу по передвижению у взрослого выше (25%), чем у ребенка (15%).