Зависимость интенсивности основного обмена от площади поверхности тела была показана немецким физиологом Рубнером для различных животных (кривая «мышь - слон»). Согласно этому правилу, интенсивность основного обмена тесно связана с размерами поверхности тела: у теплокровных организмов, имеющих разные размеры тела, с 1 м2 поверхности рассеивается одинаковое количество тепла.
Таким образом, закон поверхности тела гласит: «Энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны площади поверхности тела».
С возрастом величина основного обмена неуклонно снижается. Средняя величина основного обмена у здорового человека равна 1 ккал (кг/ч).
Расход энергии при физической нагрузке
Общий расход энергии человеком зависит от состояния организма и мышечной деятельности. Мышечная работа сопряжена со значительными затратами энергии и увеличением теплопродукции. У спокойно лежащего человека теплопродукция составляет 35 ккал. Если исследуемый слегка приподнимается и облокачивается на спинку кровати - теплопродукция увеличивается на 15%; если принимает сидячее положение -на 42%; в положении стоя - на 70%, а при спокойной неторопливой ходьбе теплопродукция увеличивается на 180%.
При мышечных нагрузках средней интенсивности КПД работы мышц составляет около 24%. Из всего количества энергии, расходуемой рабочими мышцами, 43% затрачивается на активацию сокращения, и вся эта энергия переходит в тепло. Только 57% из общего количества энергии идет на рабочее сокращение.
Разность между энергозатратами при физической нагрузке и энергозатратами основного обмена составляет рабочую прибавку, которая тем больше, чем интенсивнее работа. Рабочая прибавка - это вся остальная энергия, которую тратит организм в течение суток на физическую и умственную активность.
Сумма основного обмена и рабочей прибавки составляет базовый обмен. Сумма валового обмена и специфического динамического действия нищи называется общим обменом.
Предельно допустимая по тяжести работа для данного человека, постоянно выполняемая им в течение длительного времени, не должна превышать по энергозатратам уровень основного обмена более чем в 3 раза.
При кратковременных нагрузках энергия выделяется за счет окисления углеводов. При длительных мышечных нагрузках в организме расщепляются преимущественно жиры, обеспечивая 80% потребной энергии.