يخطط.

المحاضرة 17

الموضوع: "السمات العمرية لعملية التمثيل الغذائي"

12. التمثيل الغذائي والطاقة ، لها ميزات العمر.

13. العناصر الغذائية وتكوينها وقيمة الطاقة والمعايير الغذائية.

14. الوقاية من أمراض الجهاز الهضمي.

يشير التمثيل الغذائي إلى مجموع التغييرات التي تخضع لها المواد من اللحظة التي تدخل فيها الجهاز الهضمي إلى تكوين منتجات الاضمحلال النهائية التي تفرز من الجسم. أي أن التمثيل الغذائي لجميع الكائنات الحية ، من الأكثر بدائية إلى الأكثر تعقيدًا ، بما في ذلك جسم الإنسان ، هو أساس الحياة.

في عملية الحياة في الجسم ، تحدث عمليات إعادة ترتيب مستمرة: تموت بعض الخلايا ، وبعضها الآخر يحل محلها. في البالغين ، تموت 1/20 من خلايا ظهارة الجلد ونصف جميع خلايا ظهارة الجهاز الهضمي ويتم استبدالها خلال النهار بحوالي 25 جرامًا من الدم ، إلخ.

في عملية النمو ، يكون تجديد خلايا الجسم ممكنًا فقط عندما يتم تزويد الجسم بالأكسجين والمواد الغذائية باستمرار ، وهي مادة البناء التي يُبنى منها الجسم. ولكن من أجل بناء خلايا جديدة من الجسم ، وتجديدها المستمر ، وكذلك لأداء شخص ما نوعًا من العمل ، هناك حاجة إلى الطاقة. يتلقى جسم الإنسان هذه الطاقة أثناء التحلل والأكسدة في عمليات التمثيل الغذائي (التمثيل الغذائي). علاوة على ذلك ، يتم تنسيق عمليات التمثيل الغذائي (الابتنائية والتقويض) بمهارة مع بعضها البعض والمضي قدمًا في تسلسل معين.

تحت بناءفهم مجمل التفاعلات التركيبية. تحت الهدم- مجموعة من تفاعلات الاضمحلال. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن كلتا العمليتين متصلتان بشكل مستمر. توفر عمليات تقويضية الابتنائية مع الطاقة والمواد الأولية ، وتوفر عمليات الابتنائية تخليق الهياكل ، وتشكيل أنسجة جديدة فيما يتعلق بعمليات نمو الجسم ، وتوليف الهرمونات والإنزيمات اللازمة للحياة.

أثناء التطور الفردي ، تحدث أهم التغييرات في المرحلة الاستقلابية من التمثيل الغذائي ، وبدرجة أقل ، مرحلة التقويض.

وفقًا لأهميتها الوظيفية في مرحلة التمثيل الغذائي ، يتم تمييز الأنواع التالية من التوليف:

1) توليف النمو - زيادة في كتلة البروتين للأعضاء خلال فترة زيادة انقسام الخلايا ، ونمو الكائن الحي ككل.

2) التركيب الوظيفي والوقائي - تكوين البروتينات للأعضاء والأنظمة الأخرى ، على سبيل المثال ، تخليق بروتينات بلازما الدم في الكبد ، وتشكيل إنزيمات الجهاز الهضمي والهرمونات.

3) تخليق التجديد (الترميم) - تخليق البروتينات في تجدد الأنسجة بعد الإصابة أو سوء التغذية.

4) توليف التجديد الذاتي ، المرتبط باستقرار الكائن الحي ، هو التجديد المستمر لمكونات البيئة الداخلية التي يتم تدميرها أثناء التبديد.

كل هذه الأشكال تضعف ، وإن كان ذلك بشكل غير متساو ، على مدار التطور الفردي. في الوقت نفسه ، لوحظت تغييرات مهمة بشكل خاص في تركيب النمو. لوحظت أعلى معدلات النمو في فترة داخل الرحم. على سبيل المثال ، يزيد وزن الجنين البشري مقارنة بوزن الزيجوت بمقدار مليار. 20 مليون مرة ، وأكثر من 20 عامًا من النمو البشري التدريجي لا يزيد عن 20 مرة.

طوال فترة ما بعد الولادة ، هناك انخفاض آخر في مستوى الابتنائية.

استقلاب البروتين في الكائن الحي النامي.عمليات النمو ، المؤشرات الكمية التي تتمثل في زيادة وزن الجسم ومستوى توازن النيتروجين الإيجابي - جانب واحد من جوانب التطور. جانبها الثاني هو تمايز الخلايا والأنسجة ، وأساسها الكيميائي الحيوي هو تخليق البروتينات الأنزيمية والهيكلية والوظيفية.

يتم تصنيع البروتينات من الأحماض الأمينية التي تأتي من الأعضاء الجهاز الهضمي... علاوة على ذلك ، يتم تقسيم هذه الأحماض الأمينية إلى أساسية وغير أساسية. إذا لم يتم تزويد الأحماض الأمينية الأساسية (ليسين ، ميثيونين ، تريبتوفان ، إلخ) بالطعام ، فإن تخليق البروتين في الجسم سيتعطل. يعتبر تناول الأحماض الأمينية الأساسية أمرًا مهمًا بشكل خاص للكائن الحي المتنامي ، على سبيل المثال ، يؤدي نقص اللايسين في الطعام إلى تأخر النمو والإرهاق الجهاز العضلي، نقص الفالين - اضطرابات التوازن عند الطفل.

في حالة عدم وجود الأحماض الأمينية غير الأساسية في الطعام ، يمكن تصنيعها من الأحماض الأساسية (يمكن تصنيع التيروزين من فينيل ألانين).

وأخيرًا ، البروتينات التي تحتوي على كل المجموعة الضرورية من الأحماض الأمينية التي تضمن عمليات التخليق الطبيعية هي بروتينات كاملة بيولوجيًا. القيمة البيولوجية لنفس البروتين ل أناس مختلفونيختلف تبعًا لحالة الجسم والنظام الغذائي والعمر.

متطلبات البروتين اليومية لكل 1 كجم من وزن الجسم عند الطفل: في عمر سنة واحدة - 4.8 جم ، 1-3 سنوات - 4-4.5 جم ؛ من 6 إلى 10 سنوات - 2.5-3 جم ، 12 وأكثر - 2.5 جم ، للبالغين - 1.5-1.8 جم.لذلك ، اعتمادًا على العمر ، يجب أن يتلقى الأطفال دون سن 4 سنوات 50 جم من البروتين ، حتى 7 سنوات - 70 جم ، من 7 سنوات - 80 جم في اليوم.

يتم الحكم على كمية البروتينات التي دخلت الجسم ودمرت فيه بقيمة توازن النيتروجين ، أي نسبة كميات النيتروجين التي تدخل الجسم مع الطعام وتفرز من الجسم مع البول والعرق وغيرها. إفرازات.

تخضع القدرة على الاحتفاظ بالنيتروجين لدى الأطفال لتقلبات فردية كبيرة وتستمر طوال فترة النمو التدريجي بأكملها.

كقاعدة عامة ، لا يتميز البالغون بالقدرة على الاحتفاظ بالنيتروجين في الطعام ، ويكون التمثيل الغذائي لديهم في حالة توازن النيتروجين. يشير هذا إلى أن إمكانية تخليق البروتين لا تزال قائمة وقت طويل- لذلك ، تحت تأثير النشاط البدني ، هناك زيادة في كتلة العضلات (توازن النيتروجين الإيجابي).

خلال فترات التطور المستقر والتراجع ، عند الوصول إلى الحد الأقصى للوزن ووقف النمو ، تبدأ عمليات التجديد الذاتي التي تحدث طوال الحياة في لعب الدور الرئيسي والتي تتحلل بشكل أبطأ بكثير مع تقدم العمر أكثر من أنواع التخليق الأخرى.

لا تؤثر التغييرات المرتبطة بالعمر على البروتين فحسب ، بل تؤثر أيضًا على التمثيل الغذائي للدهون والكربوهيدرات.

ديناميات التمثيل الغذائي للدهون والكربوهيدرات المرتبطة بالعمر.

يتمثل الدور الفسيولوجي للدهون - الدهون والفوسفاتيدات والستيرولات في الجسم في أنها جزء من الهياكل الخلوية (التمثيل الغذائي للبلاستيك) ، وتستخدم أيضًا كمصادر غنية للطاقة (استقلاب الطاقة). الكربوهيدرات في الجسم لها قيمة مادة نشطة.

يتغير التمثيل الغذائي للدهون والكربوهيدرات مع تقدم العمر. تلعب الدهون دورًا أساسيًا في عمليات النمو والتمايز. المواد الشبيهة بالدهون مهمة بشكل خاص ، وذلك في المقام الأول لأنها ضرورية للنضج المورفولوجي والوظيفي. الجهاز العصبيلتشكيل جميع أنواع أغشية الخلايا. هذا هو السبب في أن الحاجة إليهم في الطفولة كبيرة. مع نقص الكربوهيدرات في الطعام ، يتم استنفاد مخزون الدهون لدى الأطفال بسرعة. تعتمد شدة التوليف إلى حد كبير على طبيعة النظام الغذائي.

تتميز مراحل التطور المستقر والتراجع بنوع من إعادة توجيه العمليات الابتنائية: تحويل الابتنائية من تخليق البروتين إلى تخليق الدهون ، وهو أحد السمات المميزةالتغيرات المرتبطة بالعمر في التمثيل الغذائي مع تقدم العمر.

تعتمد إعادة توجيه الابتنائية المرتبطة بالعمر نحو تراكم الدهون في عدد من الأعضاء على انخفاض قدرة الأنسجة على أكسدة الدهون ، ونتيجة لذلك ، مع معدل ثابت وحتى منخفض لتخليق الأحماض الدهنية ، يتم إثراء الجسم بالدهون (على سبيل المثال ، لوحظ تطور السمنة حتى مع تناول 1-2 وجبتين في اليوم). ليس هناك شك في أنه في إعادة توجيه عمليات التخليق ، بالإضافة إلى عوامل التنظيم الغذائي والعصبي ، فإن التغيير في الطيف الهرموني له أهمية كبيرة ، على وجه الخصوص ، التغيرات في معدل تكوين هرمون النمو ، وهرمونات الغدة الدرقية ، والأنسولين ، هرمونات الستيرويد.

يعيد البناء مع تقدم العمر و التمثيل الغذائي للكربوهيدرات.عند الأطفال ، يحدث استقلاب الكربوهيدرات بكثافة أكبر ، وهو ما يفسره ارتفاع مستوى التمثيل الغذائي. في مرحلة الطفولة ، لا تؤدي الكربوهيدرات طاقة فحسب ، بل تؤدي أيضًا وظيفة بلاستيكية ، وتشكل أغشية الخلايا ، ومواد النسيج الضام. تشارك الكربوهيدرات في أكسدة منتجات التمثيل الغذائي للبروتين والدهون ، مما يساهم في الحفاظ على التوازن الحمضي القاعدي في الجسم. الاحتياج اليومي من الكربوهيدرات عند الأطفال مرتفع ويصل إلى 10-12 جرام لكل 1 كجم من وزن الجسم في مرحلة الرضاعة. في السنوات اللاحقة ، في سن 8-9 سنوات ، يزداد إلى 12-15 جم لكل 1 كجم من وزن الجسم. من 1 إلى 3 سنوات ، يحتاج الطفل إلى حوالي 193 جرامًا من الكربوهيدرات يوميًا مع الطعام ، 4-7 سنوات - 287 ، 9-13-370 ، 14-17 عامًا - 470 ، والبالغون - 500 جرام.

يمتص جسم الطفل الكربوهيدرات بشكل أفضل من البالغين. أحد المؤشرات المهمة للتغيرات المرتبطة بالعمر في استقلاب الكربوهيدرات هو الزيادة الحادة في وقت التخلص من ارتفاع السكر في الدم الناجم عن إدخال الجلوكوز أثناء اختبارات حمل السكر مع تقدم العمر.

جزء مهم من عملية التمثيل الغذائي في الجسم هو استقلاب الماء والملح.

يحدث تحول المواد في الجسم في بيئة مائية ، جنبًا إلى جنب مع المواد المعدنية ، يشارك الماء في بناء الخلايا ويعمل بمثابة كاشف في التفاعلات الكيميائية الخلوية. يحدد تركيز الأملاح المعدنية الذائبة في الماء حجم الضغط الأسموزي للدم وسوائل الأنسجة ، وبالتالي فهي ذات أهمية كبيرة للامتصاص والإفراز. التغيرات في كمية الماء في الجسم والتغيرات في تكوين الملح في سوائل الجسم وتركيبات الأنسجة تستتبع انتهاكًا لاستقرار الغرويات ، مما قد يؤدي إلى اضطرابات لا رجعة فيها وموت الخلايا الفردية ثم الجسم ككل. هذا هو السبب في الحفاظ على كمية ثابتة من الماء و تكوين معدنيهو شرط أساسي للحياة الطبيعية.

في مرحلة النمو التدريجي ، يشارك الماء في عمليات تكوين كتلة الجسم. من المعروف ، على سبيل المثال ، أنه من بين زيادة الوزن اليومية البالغة 25 جرامًا ، يمثل الماء 18 ، والبروتين - 3 ، والدهون - 3 ، والأملاح المعدنية - 1 جرام. وكلما كان الجسم أصغر سنًا ، زادت الحاجة اليومية إلى الماء . في الأشهر الستة الأولى من العمر ، تصل حاجة الطفل إلى الماء إلى 110-125 جم لكل 1 كجم من الوزن ، وبمرور عامين تنخفض إلى 115-136 جم ، في عمر 6 سنوات - 90-100 جم ، 18 عامًا - 40 -50 جرام الأطفال قادرون على فقدان المياه بسرعة وكذلك إيداعها بسرعة.

النمط العام للتطور الفردي هو انخفاض في الماء في جميع الأنسجة. مع تقدم العمر ، هناك إعادة توزيع للماء في الأنسجة - يزداد حجم الماء في الفراغات بين الخلايا ويقل حجم الماء داخل الخلايا.

يعتمد توازن العديد من الأملاح المعدنية على العمر. في الشباب ، يكون محتوى معظم الأملاح غير العضوية أقل من محتوى البالغين. تبادل الكالسيوم والفوسفور له أهمية خاصة. تفسر زيادة متطلبات تناول هذه العناصر في الأطفال دون سن سنة واحدة من خلال زيادة التعليم أنسجة العظام... لكن هذه العناصر لا تقل أهمية في الشيخوخة. لذلك ، يحتاج كبار السن إلى إدخال الأطعمة التي تحتوي على هذه العناصر (الحليب ومنتجات الألبان) في نظامهم الغذائي لتجنب استهلاك هذه العناصر من أنسجة العظام. وعلى العكس من ذلك ، يجب تقليل محتوى كلوريد الصوديوم في النظام الغذائي بسبب ضعف إنتاج القشرانيات المعدنية في الغدد الكظرية مع تقدم العمر.

مؤشر مهم لتحولات الطاقة في الجسم هو حول التبادل الأساسي.

ديناميات التمثيل الغذائي الأساسية المرتبطة بالعمر

يُفهم التمثيل الغذائي القاعدي على أنه الحد الأدنى من التمثيل الغذائي واستهلاك الطاقة للجسم في ظل ظروف ثابتة تمامًا: 14-16 ساعة قبل الوجبات ، في وضعية الاستلقاء في حالة من الراحة العضلية عند درجة حرارة 8-20 درجة مئوية. الفرد البالغ ، معدل الأيض الأساسي هو 4187 جول لكل 1 كجم من الكتلة في ساعة واحدة ، بمتوسط ​​7-7.6 ميجا جول في اليوم. علاوة على ذلك ، بالنسبة لكل شخص ، فإن قيمة معدل الأيض الأساسي ثابتة نسبيًا.

يكون التمثيل الغذائي الرئيسي عند الأطفال أكثر كثافة منه عند البالغين ، نظرًا لأن لديهم سطح جسم كبير نسبيًا لكل وحدة كتلة ، وعمليات التشتت ، بدلاً من الاستيعاب ، هي السائدة. تكاليف الطاقة للنمو أكبر ، و طفل أصغر سنا... لذا فإن نفقات الطاقة المرتبطة بالنمو في 3 أشهر هي 36٪ ، في 6 أشهر. - 26٪ 9 شهور - 21٪ من إجمالي قيمة الطاقة للغذاء.

في الشيخوخة المتطرفة (مرحلة التطور التراجعي) ، لوحظ انخفاض في وزن الجسم ، وكذلك انخفاض في الأبعاد الخطية لجسم الإنسان ، ينخفض ​​معدل الأيض الأساسي إلى قيم منخفضة. علاوة على ذلك ، ترتبط درجة الانخفاض في التمثيل الغذائي الأساسي في هذا العمر ، وفقًا لباحثين مختلفين ، بمدى إظهار كبار السن علامات التدهور وفقدان القدرة على العمل.

أما بالنسبة للاختلافات بين الجنسين في مستوى التمثيل الغذائي القاعدي ، فقد تم العثور عليها في عملية التكوُّن بالفعل من 6-8 أشهر. في الوقت نفسه ، فإن التمثيل الغذائي الأساسي للذكور أعلى من التمثيل الغذائي للفتيات. تستمر هذه العلاقات خلال فترة البلوغ ، وتتلاشى مع تقدم العمر.

في عملية التكوُّن ، لا يختلف متوسط ​​قيمة استقلاب الطاقة فحسب ، بل تتغير أيضًا احتمالات زيادة هذا المستوى في ظل ظروف شديدة ، على سبيل المثال ، نشاط العضلات ، بشكل ملحوظ.

في مرحلة الطفولة المبكرة ، النضج الوظيفي غير الكافي للجهاز العضلي الهيكلي والقلب والأوعية الدموية و أنظمة التنفسيحد من القدرات التكيفية لتفاعل استقلاب الطاقة عندما النشاط البدني... في مرحلة البلوغ ، تصل القدرة على التكيف ، وكذلك قوة العضلات ، إلى أقصى حد لها. في الشيخوخة ، يتم استنفاد احتمالات الزيادة التعويضية في مستوى التنفس وتبادل الطاقة في ظل ظروف الإجهاد بسبب انخفاض القدرة الحيوية للرئتين ، ومعامل استخدام الأنسجة للأكسجين ، وانخفاض وظائف نظام القلب والأوعية الدموية.

تم وضع افتراضات مختلفة وتم اقتراح العديد من التعبيرات الرياضية لتحديد اعتماد إنتاج الطاقة على المعلمات التي تميز السمات الهيكلية للكائن الحي. لذلك ، يعتقد روبنر أن التغيرات المرتبطة بالعمر في عملية التمثيل الغذائي هي نتيجة انخفاض مع تقدم العمر في حجم السطح النسبي للجسم.

جرت محاولة لتفسير الانخفاض في مستوى عمليات التمثيل الغذائي في الشيخوخة عن طريق تراكم الدهون تحت الجلد وانخفاض درجة حرارة الجلد في هذا العمر.

تجدر الإشارة إلى الأعمال التي يتم فيها النظر في التغيرات في استقلاب الطاقة فيما يتعلق بتشكيل آليات التنظيم الحراري ومشاركة العضلات الهيكلية فيها (Magnus ، 1899 ؛ Arshavsky ، 1966-1971).

تساهم زيادة قوة العضلات الهيكلية مع نشاط غير كافٍ لمركز العصب المبهم خلال السنة الأولى من العمر في زيادة التمثيل الغذائي للطاقة. يتميز دور إعادة الهيكلة المرتبطة بالعمر لنشاط العضلات الهيكلية في ديناميات استقلاب الطاقة بشكل خاص في دراسة تبادل الغازات لدى الأشخاص من مختلف الأعمار أثناء الراحة وأثناء النشاط البدني. للنمو التدريجي ، تتميز الزيادة في التمثيل الغذائي أثناء الراحة بانخفاض مستوى التمثيل الغذائي الأساسي وتحسين تكيف الطاقة مع نشاط العضلات. خلال فترة المرحلة المستقرة ، يتم الحفاظ على تبادل عالي للراحة الوظيفية ويزداد التبادل أثناء العمل بشكل كبير ، ليصل إلى مستوى ثابت ومستقر من التمثيل الغذائي الأساسي. وفي المرحلة الارتدادية ، يتناقص باستمرار الفرق بين تبادل الراحة الوظيفية والتمثيل الغذائي الأساسي ، ويتم إطالة وقت الراحة.

يعتقد العديد من الباحثين أن الانخفاض في استقلاب الطاقة لكائن حي بأكمله أثناء التكوّن يرجع أساسًا إلى التغيرات الكمية والنوعية في التمثيل الغذائي في الأنسجة نفسها ، والتي يتم الحكم على حجمها من خلال النسبة بين الآليات الرئيسية لإطلاق الطاقة - اللاهوائية و الهوائية. هذا يجعل من الممكن اكتشاف قدرة الأنسجة على توليد واستخدام طاقة الروابط عالية الطاقة.

الأيض والطاقة هي أساس العمليات الحيوية في الجسم. في جسم الإنسان ، في أعضائه وأنسجته ، يذهب الخلاياعملية تخليق مستمرة ، أي تكوين مواد معقدة من مواد أبسط. في الوقت نفسه ، يحدث تسوس وأكسدة المواد العضوية المعقدة التي تتكون منها خلايا الجسم.

يصاحب عمل الجسم تجديده المستمر: تموت بعض الخلايا ، وبعضها يحل محله. في البالغين ، تموت 1/20 من خلايا ظهارة الجلد ، ونصف جميع خلايا ظهارة الجهاز الهضمي ، وحوالي 25 جرامًا من الدم ، وما إلى ذلك ، ويتم استبدالها خلال النهار. العناصر الغذائية... المغذيات هي بالضبط مواد البناء والبلاستيك التي يُبنى منها الجسم.

للتجديد المستمر وبناء خلايا جديدة للجسم وعمل أعضائه وأنظمته - القلب ، الجهاز الهضميوجهاز التنفس والكلى وغيرها ، يحتاج الشخص إلى الطاقة للقيام بالعمل. يتلقى الشخص هذه الطاقة أثناء الاضمحلال والأكسدة في عملية التمثيل الغذائي. وبالتالي ، فإن العناصر الغذائية التي تدخل الجسم لا تعمل فقط كمواد بناء بلاستيكية ، ولكن أيضًا كمصدر للطاقة اللازمة لعمل الجسم بشكل طبيعي.

وبالتالي ، يُفهم التمثيل الغذائي على أنه مجموعة من التغييرات التي تخضع لها المواد من لحظة دخولها إلى الجهاز الهضمي وحتى تكوين منتجات الاضمحلال النهائية التي تفرز من الجسم.

الابتنائية والتقويض.التمثيل الغذائي ، أو التمثيل الغذائي ، هو عملية منسقة بدقة من التفاعل بين عمليتين متعارضتين تحدثان في تسلسل معين. الابتنائية هو مزيج من تفاعلات التخليق البيولوجي التي تتطلب إنفاق الطاقة. تشمل العمليات الابتنائية التوليف البيولوجي للبروتينات والدهون والدهون ، احماض نووية... بسبب هذه التفاعلات ، تدخل المواد البسيطة في الخلايا ، بمشاركة الإنزيمات ، في تفاعلات التمثيل الغذائي وتصبح مواد الكائن الحي نفسه. يخلق الابتنائية الأساس للتجديد المستمر للهياكل البالية.

يتم توفير الطاقة لعمليات الابتنائية من خلال التفاعلات التقويضية ، حيث يتم تكسير جزيئات المواد العضوية المعقدة مع إطلاق الطاقة. المنتجات النهائية للتقويض هي الماء وثاني أكسيد الكربون والأمونيا واليوريا وحمض البوليك ، إلخ. لا يمكن الوصول إلى هذه المواد لمزيد من الأكسدة البيولوجية في الخلية ويتم إزالتها من الجسم.

ترتبط عمليات الابتنائية والتقويض ارتباطًا وثيقًا. عمليات تقويضية توفر الطاقة والمواد الأولية للابتناء. توفر عمليات الابتنائية بناء هياكل لاستعادة الخلايا المحتضرة ، وتشكيل أنسجة جديدة فيما يتعلق بعمليات نمو الجسم ؛ توفير تركيب الهرمونات والإنزيمات والمركبات الأخرى الضرورية لحياة الخلية ؛ إمداد الجزيئات الكبيرة المراد شقها للتفاعلات التقويضية.

يتم تحفيز جميع عمليات التمثيل الغذائي وتنظيمها بواسطة الإنزيمات. الإنزيمات هي محفزات بيولوجية "تحفز" ردود فعل في خلايا الجسم.

تحول المواد.تبدأ التحولات الكيميائية للمواد الغذائية في الجهاز الهضمي ، حيث يتم تقسيم المواد الغذائية المعقدة إلى مواد أبسط (غالبًا مونومرات) يمكن امتصاصها في الدم أو الليمفاوية. المواد التي يتم تلقيها نتيجة الامتصاص في الدم أو اللمف يتم إحضارها إلى الخلايا ، حيث تخضع لتغييرات كبيرة. يتم تضمين المركبات العضوية المعقدة المكونة من المواد البسيطة المتلقاة في تكوين الخلايا وتشارك في تنفيذ وظائفها. تشكل تحولات المواد التي تحدث داخل الخلايا جوهر التمثيل الغذائي داخل الخلايا. ينتمي الدور الحاسم في عملية التمثيل الغذائي داخل الخلايا إلى العديد من إنزيمات الخلية ، التي تكسر الروابط الكيميائية داخل الجزيئية مع إطلاق الطاقة.

تفاعلات الأكسدة والاختزال لها أهمية قصوى في استقلاب الطاقة. بمشاركة إنزيمات خاصة ، يتم أيضًا إجراء أنواع أخرى من التفاعلات الكيميائية ، على سبيل المثال ، تفاعلات نقل بقايا حمض الفوسفوريك (الفسفرة) ، المجموعة الأمينية NH2 (النقل) ، مجموعة الميثيل CH3 (تحويل الميثيل) ، تستخدم الطاقة المنبعثة خلال هذه التفاعلات لبناء مواد جديدة في الخلية ، للحفاظ على الوظائف الحيوية للجسم.

تُستخدم المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي داخل الخلايا جزئيًا لبناء مواد جديدة في الخلية ؛ يتم إزالة المواد التي لا تستخدمها الخلية من الجسم نتيجة لنشاط أعضاء الإخراج.

ATP.الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ، أو الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، هو المادة الرئيسية لتخزين الطاقة ونقلها المستخدمة في العمليات التركيبية لكل من الخلية والكائن الحي بأكمله. يحتوي جزيء ATP على قاعدة نيتروجينية (أدينين) وسكر (ريبوز) وحمض الفوسفوريك (ثلاثة بقايا حمض الفوسفوريك). تحت تأثير إنزيم ATPase في جزيء ATP ، تنكسر الروابط بين الفوسفور والأكسجين ويتم ربط جزيء الماء. ويصاحب ذلك انقسام جزيء حامض الفوسفوريك. يستمر انقسام كل مجموعة من مجموعتي الفوسفات النهائيين في جزيء ATP بإطلاق كميات كبيرة من الطاقة. نتيجة لذلك ، تسمى روابط الفوسفات النهائية في جزيء ATP روابط غنية بالطاقة ، أو روابط عالية الطاقة.

استقلاب البروتين. دور البروتينات في التمثيل الغذائي.تحتل البروتينات مكانة خاصة في عملية التمثيل الغذائي. وهي جزء من السيتوبلازم والهيموجلوبين وبلازما الدم والعديد من الهرمونات والأجسام المناعية وتحافظ على ثبات بيئة ملح الماء في الجسم وتضمن نموها. الإنزيمات ، التي تشارك بالضرورة في جميع مراحل التمثيل الغذائي ، هي بروتينات.

القيمة البيولوجية للبروتينات الغذائية. الأحماض الأمينية المستخدمة في بناء بروتينات الجسم غير متساوية. بعض الأحماض الأمينية (ليسين ، ميثيونين ، فينيل ألانين ، إلخ) ضرورية للجسم. إذا لم يكن هناك حمض أميني أساسي في الطعام ، فإن تخليق البروتينات في الجسم يتعطل بشكل حاد. تسمى الأحماض الأمينية التي يمكن استبدالها بالآخرين أو تصنيعها في الجسم نفسه أثناء عملية التمثيل الغذائي بأنها غير أساسية.

البروتينات الغذائية التي تحتوي على كل مجموعة الأحماض الأمينية الضرورية للتخليق الطبيعي للبروتين في الجسم تسمى كاملة. وتشمل هذه البروتينات الحيوانية بشكل أساسي. البروتينات الغذائية التي لا تحتوي على جميع الأحماض الأمينية اللازمة لتخليق بروتين الجسم تسمى بروتينات أدنى (على سبيل المثال ، الجيلاتين ، بروتين الذرة ، بروتين القمح). توجد أعلى قيمة بيولوجية في بروتينات البيض واللحوم والحليب والأسماك. مع نظام غذائي مختلط ، عندما يحتوي الطعام على منتجات من أصل حيواني ونباتي ، عادة ما يتم تسليم مجموعة الأحماض الأمينية اللازمة لتخليق البروتينات إلى الجسم.

يعتبر توفير جميع الأحماض الأمينية الأساسية أمرًا مهمًا بشكل خاص للكائن الحي المتنامي. على سبيل المثال ، يؤدي عدم وجود حمض أميني ليسين في الطعام إلى تأخير نمو الطفل ، إلى استنفاد جهازه العضلي. يسبب نقص الفالين اضطرابات في الجهاز الدهليزي عند الأطفال.

من العناصر الغذائية ، يتم تضمين النيتروجين فقط في تكوين البروتينات ، وبالتالي ، يمكن الحكم على الجانب الكمي لتغذية البروتين من خلال توازن النيتروجين.توازن النيتروجين هو نسبة كمية النيتروجين التي يتم تلقيها خلال النهار مع الطعام والنيتروجين التي تفرز خلال النهار من الجسم مع البول والبراز. في المتوسط ​​، يحتوي البروتين على 16٪ نيتروجين ، أي أن 1 جرام من النيتروجين موجود في 6.25 جرام من البروتين. بضرب كمية النيتروجين المستوعب في 6.25 ، يمكنك تحديد كمية البروتين التي يتلقاها الجسم.

في البالغين ، عادة ما يتم ملاحظة توازن النيتروجين - تتطابق كميات النيتروجين التي يتم إدخالها مع الطعام وتفرز مع منتجات الإخراج. عندما يدخل النيتروجين إلى الجسم مع الطعام أكثر مما يُفرز من الجسم ، فإنهم يتحدثون عن توازن نيتروجين إيجابي. لوحظ هذا التوازن عند الأطفال بسبب زيادة وزن الجسم مع النمو وأثناء الحمل وبذل مجهود بدني كبير. يتميز التوازن السلبي بحقيقة أن كمية النيتروجين المدخلة أقل من تلك التي تمت إزالتها. يمكن أن يكون مع تجويع البروتين ، مرض شديد.

انهيار البروتينات في الجسم. تلك الأحماض الأمينية التي لم تدخل في تركيب بروتينات معينة تخضع لتحولات ، يتم خلالها إطلاق المركبات النيتروجينية. يتم إزالة النيتروجين من الأحماض الأمينية على شكل أمونيا (NH3) أو في شكل مجموعة أمينية NH2. يمكن نقل المجموعة الأمينية ، المشقوقة من حمض أميني واحد ، إلى مجموعة أخرى ، بسبب تكوين الأحماض الأمينية المفقودة. تتم هذه العمليات بشكل رئيسي في الكبد والعضلات والكلى. تخضع بقايا الأحماض الأمينية الخالية من النيتروجين لمزيد من التحولات مع تكوين ثاني أكسيد الكربون والماء.

الأمونيا ، التي تتشكل أثناء تكسير البروتينات في الجسم (مادة سامة) ، تصبح غير ضارة في الكبد ، حيث يتم تحويلها إلى اليوريا ؛ هذا الأخير في تكوين البول يفرز من الجسم.

إن المنتجات النهائية لتفكك البروتينات في الجسم ليست فقط اليوريا ، ولكن أيضًا حمض البوليك والمواد النيتروجينية الأخرى. تفرز في البول والعرق.

ملامح التمثيل الغذائي للبروتين عند الأطفال. في جسم الطفل ، تكون عمليات النمو وتكوين الخلايا والأنسجة الجديدة مكثفة. إن احتياج جسم الطفل للبروتين أكبر من حاجة جسم الشخص البالغ. كلما زادت كثافة عمليات النمو ، زادت الحاجة إلى البروتين.

يتمتع الأطفال بتوازن نيتروجين إيجابي عندما تتجاوز كمية النيتروجين التي يتم إدخالها مع الطعام البروتيني كمية النيتروجين التي تفرز في البول ، مما يوفر حاجة الجسم المتزايدة للبروتين. احتياج الطفل اليومي من البروتين لكل 1 كجم من وزن الجسم في السنة الأولى من العمر هو 4-5 جم ، من 1 إلى 3 سنوات - 4–4.5 جم ، من 6 إلى 10 سنوات - 2.5 - 3 جم ، أكثر 12 سنة - 2 - 2.5 غرام ، للبالغين - 1.5 - 1.8 غرام. ويتبع ذلك ، حسب العمر ووزن الجسم ، يجب أن يتلقى الأطفال من سن 1 إلى 4 سنوات 30-50 غرامًا من البروتين يوميًا ، من 4 إلى 7 سنوات - حوالي 70 جم ، من 7 سنوات - 75-80 جم.في هذه المؤشرات ، يتم الاحتفاظ بالنيتروجين قدر الإمكان في الجسم. لا يتم تخزين البروتينات في الجسم كاحتياطي ، لذلك إذا أعطيتها طعامًا أكثر مما يحتاجه الجسم ، فلن تحدث زيادة في احتباس النيتروجين وزيادة في تخليق البروتين. يؤدي انخفاض كمية البروتين في الطعام إلى تدهور شهية الطفل ، ويخل بالتوازن الحمضي القاعدي ، ويزيد من إفراز النيتروجين في البول والبراز. يحتاج الطفل إلى الحصول على الكمية المثلى من البروتين مع مجموعة من جميع الأحماض الأمينية الضرورية ، بينما من المهم أن تكون نسبة كمية البروتينات والدهون والكربوهيدرات في طعام الطفل 1: 1: 3 ؛ في ظل هذه الظروف ، يتم الاحتفاظ بالنيتروجين قدر الإمكان في الجسم.

في الأيام الأولى بعد الولادة ، يشكل النيتروجين 6-7٪ من كمية البول اليومية. مع تقدم العمر ، يتناقص المحتوى النسبي له في البول.

تبادل الدهون. قيمة الدهون في الجسم.يتم تقسيم الدهون المتلقاة مع الطعام في الجهاز الهضمي إلى الجلسرين والأحماض الدهنية ، والتي يتم امتصاصها بشكل رئيسي في الليمفاوية وجزئيًا فقط في الدم. من خلال الجهاز اللمفاوي والدورة الدموية ، تدخل الدهون الأنسجة الدهنية. الكثير من الدهون في الأنسجة تحت الجلد ، حول البعض اعضاء داخلية(على سبيل المثال ، الكلى) ، وكذلك في الكبد والعضلات. الدهون جزء من الخلايا (السيتوبلازم ، النواة ، أغشية الخلايا) ، حيث تكون الكمية ثابتة. يمكن أن تؤدي تراكمات الدهون وظائف أخرى أيضًا. على سبيل المثال ، تمنع الدهون تحت الجلد زيادة انتقال الحرارة ، وتحمي الدهون العجان الكلى من الكدمات ، وما إلى ذلك.

يستخدم الجسم الدهون كمصدر غني للطاقة. مع تكسير 1 غرام من الدهون في الجسم ، يتم إطلاق أكثر من ضعف الطاقة مقارنةً بتفكيك نفس الكمية من البروتينات أو الكربوهيدرات. نقص الدهون في الطعام يعطل نشاط الجهاز العصبي المركزي والأعضاء التناسلية ويقلل من القدرة على التحمل لمختلف الأمراض.

يتم تصنيع الدهون في الجسم ليس فقط من الجلسرين والأحماض الدهنية ، ولكن أيضًا من المنتجات الأيضية للبروتينات والكربوهيدرات. يجب أن تدخل بعض الأحماض الدهنية غير المشبعة الضرورية للجسم (اللينوليك واللينولينيك والأراكيدونيك) الجسم في شكل جاهز ، لأنه لا يستطيع تصنيعها بمفرده. الزيوت النباتية هي المصدر الرئيسي للأحماض الدهنية غير المشبعة. معظمها في زيت بذر الكتان والقنب ، ولكن هناك الكثير من حمض اللينوليك في زيت عباد الشمس.

مع الدهون ، الفيتامينات القابلة للذوبان فيها (أ ، د ، هـ ، إلخ) ، والتي لها أهمية حيوية بالنسبة للإنسان ، تدخل الجسم.

لكل 1 كجم من كتلة الشخص البالغ يوميًا ، يجب إمداد 1.25 جرام من الدهون (80-100 جرام يوميًا) بالطعام.

المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي للدهون هي ثاني أكسيد الكربون والماء.

ملامح التمثيل الغذائي للدهون عند الأطفال. في جسم الطفل ، منذ الأشهر الستة الأولى من حياته ، تغطي الدهون حوالي 50٪ من احتياجاته من الطاقة. من المستحيل تطوير المناعة العامة والخاصة بدون الدهون. استقلاب الدهون عند الأطفال غير مستقر ، مع نقص الكربوهيدرات في الطعام أو مع زيادة استهلاكها ، ينضب مخزون الدهون بسرعة.

امتصاص الدهون عند الأطفال مكثف. في الرضاعة الطبيعيةيتم امتصاص ما يصل إلى 90٪ من دهن الحليب بالحليب الصناعي - 85-90٪. في الأطفال الأكبر سنًا ، يتم امتصاص الدهون بنسبة 95-97٪.

من أجل الاستخدام الكامل للدهون في طعام الأطفال ، يجب أن تكون الكربوهيدرات موجودة ، لأنه مع نقصها في النظام الغذائي ، تحدث أكسدة غير مكتملة للدهون وتتراكم المنتجات الأيضية الحمضية في الدم.

تزداد حاجة الجسم للدهون لكل 1 كجم من وزن الجسم ، وكلما كان الطفل أصغر سنًا. تزداد الكمية المطلقة من الدهون المطلوبة للنمو الطبيعي للأطفال مع تقدم العمر. من سن 1 إلى 3 سنوات ، تبلغ الحاجة اليومية للدهون 32.7 جم ، من 4 إلى 7 سنوات - 39.2 جم ، من 8 إلى 13 عامًا - 38.4 جم.

استقلاب الكربوهيدرات. دور الكربوهيدرات في الجسم.خلال حياته يأكل الإنسان حوالي 10 أطنان من الكربوهيدرات. يدخلون الجسم بشكل رئيسي على شكل نشا. بعد أن تتحلل إلى جلوكوز في الجهاز الهضمي ، يتم امتصاص الكربوهيدرات في مجرى الدم وتمتصها الخلايا. الأطعمة النباتية غنية بالكربوهيدرات بشكل خاص: الخبز والحبوب والخضروات والفواكه. المنتجات الحيوانية (باستثناء الحليب) منخفضة في الكربوهيدرات.

الكربوهيدرات هي المصدر الرئيسي للطاقة ، وخاصة لزيادة عمل العضلات. في البالغين ، يتلقى الجسم أكثر من نصف طاقته من الكربوهيدرات. يمكن أن يحدث تحلل الكربوهيدرات مع إطلاق الطاقة في كل من ظروف نقص الأكسجين وفي وجود الأكسجين. المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات هي ثاني أكسيد الكربون والماء. تمتلك الكربوهيدرات القدرة على التحلل والتأكسد بسرعة. مع التعب الشديد ، مع مجهود بدني كبير ، فإن تناول بضع جرامات من السكر يحسن حالة الجسم.

في الدم ، يتم الحفاظ على كمية الجلوكوز عند مستوى ثابت نسبيًا (حوالي 110 مجم ٪). يؤدي انخفاض محتوى الجلوكوز إلى انخفاض درجة حرارة الجسم ، واضطراب في نشاط الجهاز العصبي ، والإرهاق. يلعب الكبد دورًا كبيرًا في الحفاظ على مستوى السكر في الدم ثابتًا. تؤدي الزيادة في كمية الجلوكوز إلى ترسبه في الكبد على شكل نشا حيواني احتياطي - الجليكوجين ، والذي يحركه الكبد مع انخفاض نسبة السكر في الدم. يتشكل الجليكوجين ليس فقط في الكبد ، ولكن أيضًا في العضلات ، حيث يمكن أن يتراكم بنسبة تصل إلى 1-2٪. يصل مخزون الجليكوجين في الكبد إلى 150 جرام ، وخلال الصيام وعمل العضلات ، تنضب هذه المخازن.

ومع ذلك ، قد يكون هناك ارتفاع مستمر في نسبة السكر في الدم. يحدث هذا عندما تتعطل وظيفة الغدد الصماء. يؤدي الخلل الوظيفي في البنكرياس إلى التطور السكرى... مع هذا المرض ، تفقد أنسجة الجسم قدرة امتصاص السكر ، وكذلك تحويله إلى جليكوجين وتخزينه في الكبد. لذلك ، فإن مستوى السكر في الدم مرتفع باستمرار ، مما يؤدي إلى زيادة إفرازه في البول.

لا تقتصر أهمية الجلوكوز على الجسم على دوره كمصدر للطاقة. إنه جزء من السيتوبلازم وبالتالي فهو ضروري لتكوين خلايا جديدة ، خاصة خلال فترة النمو. الكربوهيدرات هي أيضًا جزء من الأحماض النووية.

الكربوهيدرات مهمة أيضًا في عملية التمثيل الغذائي للجهاز العصبي المركزي. مع انخفاض حاد في كمية السكر في الدم ، تحدث اضطرابات حادة في نشاط الجهاز العصبي. تأتي تشنجات وهذيان وفقدان للوعي وتغيرات في نشاط القلب. إذا تم حقن مثل هذا الشخص بالجلوكوز في مجرى الدم أو تم إعطاؤه سكرًا عاديًا لتناول الطعام ، فبعد فترة أعراض شديدةيختفي.

لا يختفي السكر تمامًا من الدم حتى في حالة عدم وجوده في الطعام ، حيث يمكن أن تتكون الكربوهيدرات في الجسم من البروتينات والدهون.

تختلف الحاجة إلى الجلوكوز في الأعضاء المختلفة. يحتفظ الدماغ بنسبة تصل إلى 12٪ من الجلوكوز الذي يتم توصيله ، والأمعاء - 9٪ ، والعضلات - 7٪ ، والكلى - 5٪. يكاد الطحال والرئتان لا يؤخرانه على الإطلاق.

استقلاب الكربوهيدرات عند الأطفال. يحدث التمثيل الغذائي للكربوهيدرات عند الأطفال بكثافة كبيرة ، وهو ما يفسره ارتفاع مستوى التمثيل الغذائي في جسم الطفل... لا تعد الكربوهيدرات في جسم الطفل المصدر الرئيسي للطاقة فحسب ، بل تلعب أيضًا دورًا بلاستيكيًا مهمًا في تكوين أغشية الخلايا ومواد النسيج الضام. تشارك الكربوهيدرات أيضًا في أكسدة المنتجات الحمضية للبروتين والتمثيل الغذائي للدهون ، مما يساهم في الحفاظ على التوازن الحمضي القاعدي في الجسم.

يتطلب النمو المكثف لجسم الطفل كميات كبيرة من المواد البلاستيكية - البروتينات والدهون ، لذلك يكون تكوين الكربوهيدرات عند الأطفال من البروتينات والدهون محدودًا. الاحتياج اليومي من الكربوهيدرات عند الأطفال مرتفع ويصل إلى 10-12 جم لكل 1 كجم من وزن الجسم في مرحلة الرضاعة. في السنوات اللاحقة ، تتراوح الكمية المطلوبة من الكربوهيدرات من 8-9 إلى 12-15 جم لكل 1 كجم من الوزن. يجب أن يُعطى الطفل الذي يتراوح عمره بين 1 و 3 سنوات ما معدله 193 جرامًا من الكربوهيدرات يوميًا مع الطعام ، من 4 إلى 7 سنوات - 287 جرامًا ، من 9 إلى 13 عامًا - 370 جرامًا ، من 14 إلى 17 عامًا - 470 ز ، بالغ - 500 جم.

يتم امتصاص الكربوهيدرات من قبل جسم الطفل بشكل أفضل من البالغين (بنسبة 98-99٪ عند الرضع). بشكل عام ، يكون الأطفال أكثر تحملاً نسبيًا لارتفاع نسبة السكر في الدم من البالغين. عند البالغين ، يظهر الجلوكوز في البول إذا تم توفير 2.5 - 3 جم من الجلوكوز لكل 1 كجم من وزن الجسم ، بينما يحدث هذا عند الأطفال فقط عندما يتم توفير 8-12 جم من الجلوكوز لكل 1 كجم من وزن الجسم. يمكن أن يؤدي تناول كميات صغيرة من الكربوهيدرات مع الطعام إلى زيادة مضاعفة في نسبة السكر في الدم لدى الأطفال ، ولكن بعد ساعة واحدة ، يبدأ سكر الدم في الانخفاض وبعد ساعتين يصبح مستويًا تمامًا.

تبادل المياه والمعادن. فيتامينات. قيمة الماء والأملاح المعدنية.تحدث جميع تحولات المواد في الجسم في البيئة المائية. يذيب الماء العناصر الغذائية التي تدخل الجسم وينقل المواد الذائبة. جنبا إلى جنب مع المواد المعدنية ، فإنه يساهم في بناء الخلايا وفي العديد من التفاعلات الأيضية. يشارك الماء في تنظيم درجة حرارة الجسم: التبخير ، فهو يبرد الجسم ، ويحميه من الحرارة الزائدة.

تخلق المياه والأملاح المعدنية بشكل أساسي البيئة الداخلية للجسم ، كونها المكون الرئيسي لبلازما الدم والليمفاوية وسوائل الأنسجة. تشارك بعض الأملاح الذائبة في الجزء السائل من الدم في نقل الغازات في الدم.

الماء والأملاح المعدنية هي جزء من العصارات الهضمية التي تحدد أهميتها لعمليات الهضم. وعلى الرغم من أنه لا الماء ولا الأملاح المعدنية هي مصادر للطاقة في الجسم ، فإن تناولها وإخراجها الطبيعي من الجسم شرط لنشاطه الطبيعي. يمثل الماء عند البالغين حوالي 65٪ من وزن الجسم ، عند الأطفال - حوالي 80٪.

يؤدي فقدان الجسم للماء إلى اضطرابات خطيرة للغاية. على سبيل المثال ، في حالة عسر الهضم عند الرضع ، فإن جفاف الجسم هو خطر كبير ، وهذا يؤدي إلى تشنجات وفقدان للوعي. حرمان الشخص من الماء لعدة أيام قاتل.

تبادل المياه. يتجدد الجسم بالماء باستمرار بسبب امتصاصه من الجهاز الهضمي. يحتاج الشخص من 2 إلى 2.5 لتر من الماء يوميًا في ظل ظروف غذائية طبيعية ودرجات حرارة محيطة طبيعية. تأتي هذه الكمية من المياه من المصادر التالية: مياه الشرب (حوالي 1 لتر) ؛ الماء الموجود في الطعام (حوالي 1 لتر) ؛ الماء الذي يتكون في الجسم أثناء تبادل البروتينات والدهون والكربوهيدرات (300-350 سم مكعب).

الأعضاء الرئيسية التي تزيل الماء من الجسم هي الكلى والغدد العرقية والرئتين والأمعاء. تزيل الكلى 1.2 - 1.5 لتر من الماء من الجسم يوميًا كجزء من البول. يتم إزالة الغدد العرقية من خلال الجلد على شكل عرق 500-700 متر مكعب. سم من الماء يوميا. في درجة الحرارة العادية والرطوبة لكل 1 متر مربع. سم من الجلد ، يتم إطلاق حوالي 1 مجم من الماء كل 10 دقائق. الرئتين على شكل بخار الماء تفرز 350 متر مكعب. سم من الماء تزداد هذه الكمية بشكل حاد مع تعميق التنفس وتسارعه ، ويمكن إطلاق 700-800 متر مكعب يوميًا بعد ذلك. انظر الماء. من خلال الأمعاء مع البراز ، يتم إخراج 100-150 متر مكعب يوميًا. سم من الماء في حالة الاضطرابات المعوية ، يمكن إفراز المزيد من الماء ، مما يؤدي إلى نضوب الجسم بالماء.

من أجل الأداء الطبيعي للجسم ، من المهم أن يغطي تناول الماء في الجسم استهلاكه بالكامل. إذا تمت إزالة الماء من الجسم أكثر مما يدخله ، ينشأ الشعور بالعطش. نسبة كمية المياه المستهلكة إلى الكمية المخصصة هي التوازن المائي.

في جسم الطفل ، تسود المياه خارج الخلية ، وهذا يحدد القدرة المائية الأكبر للأطفال ، أي القدرة على فقدان الماء بسرعة وتراكمه بسرعة. تتناقص الحاجة إلى الماء لكل 1 كجم من وزن الجسم مع تقدم العمر وتزداد الكمية المطلقة. طفل عمره ثلاثة أشهريتطلب 150-170 جرامًا من الماء لكل 1 كجم من وزن الجسم ، عند عمر سنتين - 95 جرام ، في عمر 12-13 عامًا - 45 جرامًا. الاحتياجات اليومية من الماء لطفل يبلغ من العمر سنة واحدة هي 800 مل ، في 4 سنة - 950-1000 مل ، 5-6 سنوات - 1200 مل ، من 7-10 سنوات - 1350 مل ، 11-14 سنة - 1500 مل.

قيمة الأملاح المعدنية في نمو وتطور الطفل. يرتبط وجود المواد المعدنية بظاهرة الإثارة والتوصيل في الجهاز العصبي. توفر الأملاح المعدنية عددًا من الوظائف الحيوية للجسم ، مثل نمو وتطور العظام والأعصاب والعضلات ؛ تحديد رد فعل الدم (الرقم الهيدروجيني) ، والمساهمة في الأداء الطبيعي للقلب والجهاز العصبي ؛ يستخدم لتكوين الهيموجلوبين (الحديد) ، حمض المعدة وحمض الهيدروكلوريك (الكلور) ؛ الحفاظ على ضغط تناضحي معين.

في الأطفال حديثي الولادة ، تشكل المعادن 2.55٪ من وزن الجسم ، في البالغين - 5٪. مع اتباع نظام غذائي مختلط ، يحصل الشخص البالغ على جميع المعادن التي يحتاجها بكميات كافية مع الطعام فقط ملح الطعاميضاف إلى غذاء الإنسان أثناء معالجة الطهي. يحتاج جسم الطفل النامي بشكل خاص إلى تناول كميات إضافية من العديد من المعادن.

المعادن لها تأثير مهم على نمو الطفل. يرتبط نمو العظام وتوقيت تعظم الغضاريف وحالة العمليات المؤكسدة في الجسم بعملية التمثيل الغذائي للكالسيوم والفوسفور. يؤثر الكالسيوم على استثارة الجهاز العصبي ، وانقباض العضلات ، وتخثر الدم ، والتمثيل الغذائي للبروتين والدهون في الجسم. الفوسفور ضروري ليس فقط لنمو أنسجة العظام ، ولكن أيضًا من أجل الأداء الطبيعي للجهاز العصبي ، ومعظم الأعضاء الغدية والأعضاء الأخرى. الحديد جزء من الهيموجلوبين في الدم.

تُلاحظ الحاجة الأكبر للكالسيوم في السنة الأولى من حياة الطفل ؛ في هذا العمر يكون ثمانية أضعاف ما كان عليه في السنة الثانية من العمر ، و 13 مرة أكثر من السنة الثالثة ؛ ثم تنخفض الحاجة إلى الكالسيوم ، وتزداد بشكل طفيف خلال فترة البلوغ. في تلاميذ المدارس ، الاحتياج اليومي من الكالسيوم هو 0.68-2.36 جم ، للفوسفور - 1.5-4.0 جم ، النسبة المثلى بين تركيز الكالسيوم وأملاح الفوسفور للأطفال سن ما قبل المدرسةهي 1: 1 ، في سن 8-10 سنوات - 1: 1.5 ، عند المراهقين وأطفال المدارس الأكبر سنًا - 1: 2. في مثل هذه العلاقة ، يستمر نمو الهيكل العظمي بشكل طبيعي. يحتوي الحليب على نسبة مثالية من أملاح الكالسيوم والفوسفور ، لذا فإن إدراج الحليب في النظام الغذائي للأطفال أمر إلزامي.

الحاجة إلى الحديد عند الأطفال أعلى منها لدى البالغين: 1-2 مجم لكل 1 كجم من وزن الجسم يوميًا (للبالغين - 0.9 مجم). يجب أن يتلقى الأطفال الصوديوم 25-40 مجم في اليوم ، البوتاسيوم 12-30 مجم ، الكلور 12-15 مجم.

فيتامينات. هذه مركبات عضوية ضرورية للغاية لعمل الجسم بشكل طبيعي. تعتبر الفيتامينات جزءًا من العديد من الإنزيمات ، مما يفسر الدور المهم للفيتامينات في عملية التمثيل الغذائي. تعمل الفيتامينات على تعزيز عمل الهرمونات ، وتزيد من مقاومة الجسم للتأثيرات البيئية الضارة (العدوى ، ودرجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة ، وما إلى ذلك). فهي ضرورية لتحفيز النمو وإصلاح الأنسجة والخلايا بعد الإصابات والعمليات الجراحية.

على عكس الإنزيمات والهرمونات ، لا يتم إنتاج معظم الفيتامينات في جسم الإنسان. مصدرها الرئيسي هو الخضار والفواكه والتوت. توجد الفيتامينات أيضًا في الحليب واللحوم والأسماك. الفيتامينات مطلوبة بكميات صغيرة جدًا ، لكن نقصها أو غيابها في الطعام يعطل تكوين الإنزيمات المقابلة ، مما يؤدي إلى أمراض - نقص الفيتامينات.

تنقسم جميع الفيتامينات إلى مجموعتين كبيرتين: أ) قابلة للذوبان في الماء. ب) تذوب في الدهون. تشمل الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء مجموعة فيتامينات ب وفيتامين ج وفيتامين آر ك الفيتامينات التي تذوب في الدهون- فيتامينات A1 ​​و A2 و D و E و K.

تم العثور على فيتامين ب 1 (الثيامين ، أنورين) في البندق والأرز البني والخبز الكامل والشعير ودقيق الشوفان ، وخاصة في خميرة البيرة والكبد. الاحتياج اليومي لفيتامين للأطفال دون سن 7 سنوات هو 1 مجم ، من 7 إلى 14 عامًا - 1.5 مجم ، من 14 عامًا - 2 مجم ، للبالغين - 2-3 مجم.

في حالة عدم وجود فيتامين ب 1 في الطعام ، يتطور مرض البري بري. يفقد المريض شهيته ، ويتعب بسرعة ، ويظهر تدريجياً ضعف في عضلات الساقين. ثم هناك فقدان للحساسية في عضلات الساقين ، وتلف في الأعصاب السمعية والبصرية ، وخلايا المستطيل و الحبل الشوكييحدث شلل في الأطراف بدون العلاج في الوقت المناسب- الموت.

فيتامين ب 2 (ريبوفلافين). في البشر ، فإن أول علامة على نقص هذا الفيتامين هي الآفات الجلدية (غالبًا في الشفاه). تظهر تشققات تصبح مبللة ومغطاة بقشرة داكنة. في وقت لاحق ، يحدث تلف للعين والجلد ، مصحوبًا بسقوط قشور كيراتينية. في المستقبل ، قد يحدث فقر الدم الخبيث ، وتلف الجهاز العصبي ، والسقوط المفاجئ ضغط الدموالتشنجات وفقدان الوعي.

فيتامين B2 موجود في الخبز والحنطة السوداء والحليب والبيض والكبد واللحوم والطماطم. الاحتياجات اليومية لها 2-4 ملغ.

يوجد فيتامين PP (نيكوتيناميد) في الخضروات الخضراء والجزر والبطاطس والبازلاء والخميرة والحنطة السوداء وخبز الجاودار والقمح والحليب واللحوم والكبد. الاحتياجات اليومية للأطفال هي 15 مجم ، للبالغين - 15-25 مجم.

مع نقص فيتامين PP ، هناك إحساس بالحرقان في الفم وإفراز اللعاب الغزير والإسهال. يتحول اللسان إلى اللون الأحمر القرمزي. تظهر بقع حمراء على الذراعين والرقبة والوجه. يصبح الجلد خشنًا وخشنًا ، ولهذا يُطلق على المرض اسم البلاجرا (من الجلد الإيطالي pelle agra - الجلد الخشن). مع مسار المرض الشديد ، تضعف الذاكرة وتتطور الذهان والهلوسة.

يتم تصنيع فيتامين ب 12 (سيانوكوبالامين) في البشر في الأمعاء. يحتوي على الكلى وكبد الثدييات والأسماك. مع نقصه في الجسم ، يتطور فقر الدم الخبيث ، المرتبط بانتهاك تكوين كريات الدم الحمراء.

يتوزع فيتامين ج (حمض الأسكوربيك) على نطاق واسع في الطبيعة في الخضروات والفواكه والإبر وفي الكبد. حمض الأسكوربيك محفوظ جيدًا في مخلل الملفوف. 100 غرام من الإبر تحتوي على 250 ملغ من فيتامين سي ، و 100 غرام من وردة الوركين - 150 ملغ. تبلغ الحاجة إلى فيتامين سي 50-100 مجم يوميًا.

نقص فيتامين سي يسبب الاسقربوط. عادة ما يبدأ المرض بالضيق العام والاكتئاب. يأخذ الجلد لونًا رماديًا قذرًا ، وتنزف اللثة ، وتتساقط الأسنان. تظهر بقع نزفية داكنة على الجسم ، وبعضها يتقرح ويسبب ألماً شديداً.

يتكون فيتامين أ (الريتينول ، أكسيروفتول) في جسم الإنسان من الصبغة الطبيعية الشائعة كاروتين ، والتي توجد بكميات كبيرة في الجزر الطازج والطماطم والخس والمشمش وزيت السمك والزبدة والكبد والكلى وصفار البيض. الاحتياج اليومي لفيتامين أ للأطفال هو 1 مجم ، للبالغين - 2 مجم.

مع نقص فيتامين أ ، يتباطأ نمو الأطفال ، ويحدث "العمى الليلي" ، أي انخفاض حاد في حدة البصر في الإضاءة الخافتة ، مما يؤدي في الحالات الشديدة إلى العمى الكامل ، ولكن القابل للعكس.

فيتامين د (إرغوكالسيفيرول) ضروري بشكل خاص للأطفال للوقاية من أحد أكثر الأمراض شيوعًا مرحلة الطفولة- الكساح. في حالة الكساح ، تتعطل عملية تكوين العظام ، وتصبح عظام الجمجمة طرية ومرنة ، وتكون الأطراف مثنية. على المناطق اللينة من الجمجمة ، تتشكل درنات جداريّة وجبهيّة متضخمة. كسول ، شاحب ، مع رأس كبير بشكل غير طبيعي وجسم قصير ذو أرجل مقوسة ، وبطن كبير ، هؤلاء الأطفال متأخرين بشكل حاد في النمو.

ترتبط كل هذه الاضطرابات الخطيرة بغياب أو نقص فيتامين د في الجسم ، والذي يوجد في صفار البيض وحليب البقر وزيت السمك.

يمكن تكوين فيتامين د في جلد الإنسان من بروفيتامين إرغوستيرول تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية. يعتبر زيت السمك أو التعرض للشمس أو الأشعة فوق البنفسجية الاصطناعية وسائل للوقاية من الكساح وعلاجه.

حتى في ظروف الراحة الكاملة ، ينفق الشخص قدرًا معينًا من الطاقة: في الجسم ، يتم إنفاق الطاقة باستمرار على العمليات الفسيولوجية التي لا تتوقف لمدة دقيقة. يسمى الحد الأدنى من تكاليف التمثيل الغذائي والطاقة في الجسم التمثيل الغذائي الأساسي. يتم تحديد التمثيل الغذائي الرئيسي في الشخص الذي يكون في حالة راحة عضلية - مستلقٍ على معدة فارغة ، أي بعد 12-16 ساعة من تناول الطعام ، في درجة حرارة محيطة تبلغ 18-20 درجة مئوية (درجة حرارة مريحة). يبلغ معدل الأيض الأساسي لدى الأشخاص في منتصف العمر 4187 جول لكل 1 كجم من وزن الجسم في الساعة. في المتوسط ​​، هذا هو 7،140،000-7،560،000 J يوميًا. لكل شخص ، يكون معدل الأيض الأساسي ثابتًا نسبيًا.

ملامح معدل الأيض الأساسي عند الأطفال.نظرًا لأن سطح جسم الأطفال أكبر نسبيًا لكل وحدة كتلة مقارنة بالبالغين ، فإن معدل الأيض الأساسي لديهم يكون أكثر كثافة من البالغين. يتمتع الأطفال أيضًا بغلبة كبيرة لعمليات الاستيعاب على عمليات التشوه. كلما كان الطفل أصغر سنًا ، زادت تكاليف الطاقة للنمو. لذا ، فإن استهلاك الطاقة المرتبط بالنمو في عمر 3 أشهر هو 36٪ ، في عمر 6 أشهر - 26٪ ، 9 أشهر - 21٪ من إجمالي قيمة الطاقة للغذاء.

معدل التمثيل الغذائي الأساسي لكل 1 كجم من وزن الجسم عند البالغين هو 96600 J. وبالتالي ، في الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 8-10 سنوات ، يكون التمثيل الغذائي الأساسي أعلى مرتين أو مرتين ونصف من البالغين.

معدل الأيض الأساسي عند الفتيات أقل قليلاً من معدل الأيض عند الأولاد. يبدأ هذا الاختلاف في الظهور بالفعل في النصف الثاني من السنة الأولى من العمر. يرتبط العمل المنجز للأولاد بإنفاق طاقة أعلى من الفتيات.

غالبًا ما يكون تحديد معدل الأيض الأساسي تشخيصيًا. يزيد التمثيل الغذائي الأساسي مع زيادة وظائف الغدة الدرقية وبعض الأمراض الأخرى. مع عدم كفاية وظيفة الغدة الدرقية والغدة النخامية والغدد التناسلية ، ينخفض ​​التمثيل الغذائي الأساسي.

إنفاق الطاقة أثناء النشاط العضلي.كلما زادت صعوبة عمل العضلات ، زادت الطاقة التي يبذلها الشخص. بالنسبة لأطفال المدارس الذين يستعدون للدرس ، يتطلب الدرس في المدرسة طاقة أعلى بنسبة 20-50٪ من طاقة التمثيل الغذائي الأساسي.

عند المشي ، تتجاوز نفقات الطاقة معدل الأيض الأساسي بنسبة 150-170٪. عند الجري وصعود السلالم ، تتجاوز نفقات الطاقة معدل الأيض الأساسي بمقدار 3-4 مرات.

إن تمارين الجسم تقلل بشكل كبير من إنفاق الطاقة على العمل الذي يتم القيام به. ويرجع ذلك إلى انخفاض عدد العضلات المشاركة في العمل ، فضلاً عن التغيرات في التنفس والدورة الدموية.

الأشخاص من مختلف المهن لديهم نفقات طاقة مختلفة. مع العمل العقلي ، تكون تكاليف الطاقة أقل من تكلفة العمل البدني. الأولاد لديهم إجمالي إنفاق يومي على الطاقة أكثر من الفتيات.

تكون عمليات التمثيل الغذائي والطاقة مكثفة بشكل خاص أثناء نمو وتطور الأطفال والمراهقين ، وهي إحدى السمات المميزة للكائن الحي المتنامي. في هذه المرحلة من التكوّن ، تسود العمليات البلاستيكية بشكل كبير على عمليات التدمير ، وفقط في البالغين يتم إنشاء توازن ديناميكي بين عمليات التمثيل الغذائي والطاقة هذه. وهكذا ، في الطفولة ، تسود عمليات النمو والتطور أو الاستيعاب ، في الشيخوخة - عمليات التبديد. يمكن انتهاك هذا النمط نتيجة لأمراض مختلفة وعمل العوامل البيئية المتطرفة الأخرى.

استقلاب البروتين.يؤدي عدم وجود أي من الأحماض الأمينية الأساسية في الغذاء إلى حدوث خلل خطير في الوظائف الحيوية للكائن الحي ، وخاصة تلك التي تنمو. يؤدي تجويع البروتين إلى تأخير ثم توقف كامل للنمو والتطور البدني.

بالنسبة للجسم النامي ، فإن الحاجة إلى البروتين أعلى بكثير من حاجة الشخص البالغ. في السنة الأولى من نمو ما بعد الولادة ، يجب أن يتلقى الطفل أكثر من 4 جم من البروتين لكل 1 كجم من وزن الجسم ، في عمر 2-3 سنوات - 4 جم ، عند 3-5 سنوات - 3.8 جم ، إلخ.

استقلاب الدهون والكربوهيدرات.الاحتياجات الدهنية للأطفال والمراهقين لها خصائصها العمرية. لذلك ، حتى 1.5 سنة ، ليست هناك حاجة للدهون النباتية ، وتبلغ الحاجة الإجمالية 50 جرامًا يوميًا ، من 2 إلى 10 سنوات ، وتزداد الحاجة إلى الدهون بمقدار 80 جرامًا يوميًا ، وفي الدهون النباتية - حتى 15 g ، خلال فترة البلوغ ، تكون الحاجة إلى الدهون عند الأولاد 110 جرامًا في اليوم ، وبالنسبة للفتيات - 90 جرامًا ، والحاجة إلى الدهون النباتية في كلا الجنسين هي نفسها - 20 جرامًا في اليوم.

إن الحاجة إلى الكربوهيدرات لدى الأطفال والمراهقين أقل بكثير ، خاصة في السنوات الأولى من العمر. لذلك ، حتى عام واحد ، تبلغ الحاجة إلى الكربوهيدرات 110 غرامًا في اليوم ، من 1.5 إلى 2 سنة - 190 غرام ، في عمر 5-6 سنوات - 250 غرام ، في سن 11-13 سنة - 380 غرام وفي الأولاد - 420 ز ، وفي البنات - 370 جم.في جسم الطفل ، هناك امتصاص كامل وسريع للكربوهيدرات ومقاومة أكبر للسكر الزائد في الدم.

تبادل الماء والملح.المحتوى المائي في جسم الطفل أعلى من ذلك بكثير ، خاصة في المراحل الأولى من النمو ، حيث يزداد إجمالي الاحتياجات المائية للأطفال والمراهقين مع نمو الجسم. إذا كان الطفل البالغ من العمر عامًا واحدًا يحتاج إلى حوالي 800 مل من الماء يوميًا ، فعندئذٍ في سن 4 سنوات - 1000 مل ، من 7 إلى 10 سنوات - 1350 مل ، وفي سن 11-14 عامًا - 1500 مل.

تبادل المعادن.تختلف احتياجات الشخص البالغ والطفل من المعادن بشكل كبير ، ونقص المعادن في طعام الطفل يؤدي بسرعة أكبر إلى اضطرابات التمثيل الغذائي المختلفة ، وبالتالي إلى انتهاك نمو وتطور الجسم. بحلول نهاية سن البلوغ ، تقل الحاجة إلى المغذيات الدقيقة بشكل طفيف.

فيتامينات.إنها مطلوبة لأجسامنا بكميات ضئيلة ، لكن غيابها يؤدي بالجسم إلى الموت ، ونقص التغذية أو تعطيل عمليات استيعابها - إلى تطور أمراض مختلفة تسمى نقص الفيتامين.

من المعروف أن حوالي 30 نوعًا من الفيتامينات تؤثر على جوانب مختلفة من التمثيل الغذائي ، سواء في الخلايا الفردية أو في الكائن الحي ككل. هذا يرجع إلى حقيقة أن العديد من الفيتامينات جزء من الإنزيمات. وبالتالي ، فإن غياب الفيتامينات يؤدي إلى توقف تخليق الإنزيم ، وبالتالي اضطرابات التمثيل الغذائي.

يتلقى الشخص الفيتامينات من طعام من أصل نباتي وحيواني. للحياة الطبيعية ، يحتاج الشخص إلى 16-18 فيتامينًا من 30 فيتامينًا. إن الجسم المتنامي حساس للغاية لنقص الفيتامينات في الطعام. أكثر أنواع نقص فيتامين د شيوعًا بين الأطفال هو مرض يسمى الكساح ، والذي يتطور عندما يكون هناك نقص في فيتامين د في تغذية الأطفال ويصاحبه ضعف في تكوين الهيكل العظمي. يحدث الكساح عند الأطفال دون سن 5 سنوات.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن تناول كميات كبيرة من الفيتامينات في الجسم يمكن أن يسبب اضطرابًا خطيرًا في نشاطه الوظيفي وحتى يؤدي إلى الإصابة بأمراض تسمى فرط الفيتامين ، لذلك لا ينبغي إساءة استخدام مستحضرات الفيتامينات وإدراجها في الطعام فقط بناء على توصية من الطبيب.

تبادل الطاقة. يرتبط التمثيل الغذائي في الجسم ارتباطًا وثيقًا بتحويل الطاقة. من أهم مؤشرات شدة عمليات التمثيل الغذائي في الجسم معدل الأيض الأساسي الذي يعتمد على العمر والجنس والوزن.

في المتوسط ​​، معدل الأيض الأساسي عند الرجال هو 7140-7560 كيلوجول في اليوم ، وللنساء 6430-6800 كيلوجول. إن شدة التفاعلات الأيضية عند الأطفال من حيث 1 كجم من وزن الجسم أو 1 م 2 من سطحه أعلى بكثير منها عند البالغين ، على الرغم من أن القيم المطلقة أقل. لذلك ، في الأولاد بعمر 8 سنوات ، يكون معدل الأيض الأساسي لكل 1 متر مربع من السطح هو 6190 كيلو جول ، وفي الفتيات - 5110 كيلو جول. علاوة على ذلك ، مع تقدم العمر ، ينخفض ​​معدل الأيض الأساسي وفي الأولاد بعمر 15 عامًا - 4800 كيلو جول ، عند الفتيات - 4480 كيلو جول.

بمعرفة تكاليف الطاقة في الجسم ، من الممكن صياغة حصة غذائية مثالية بحيث تغطي كمية الطاقة المزودة بالطعام بالكامل تكاليف الطاقة في الجسم. بالنسبة للأطفال والمراهقين ، فإن تكوين الطعام مهم بشكل خاص ، لأن جسم الطفل للنمو الطبيعي والنمو يحتاج إلى كمية معينة من البروتينات والدهون والكربوهيدرات والأملاح المعدنية والماء والفيتامينات.

7. التنظيم الحراري ، خصائصه العمرية

التنظيم الحراري (الدفء اليوناني واللاتيني. regulare للتبسيط)- مجموعة من العمليات الفسيولوجية في جسم الإنسان تهدف إلى الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم (عادة 36.0 - 37.0 0 درجة مئوية).

تعتمد درجة حرارة الجسم على إنتاج الحرارة ونقل الحرارة.

يعتمد إنتاج الحرارة ، أي إنتاج الحرارة في الجسم ، على كثافة التمثيل الغذائي. يتم نقل الحرارة من سطح الجسم إلى البيئة الخارجية بعدة طرق: عن طريق تغيير شدة الدورة الدموية ، والتعرق ، وإطلاق الحرارة مع هواء الزفير ، وكذلك مع البول والبراز. في الأطفال ، وخاصة الرضع ، يزداد انتقال الحرارة بسبب وفرة الدم إلى الجلد ، ونحافة الجلد نفسه ، وعدم نضج مركز التنظيم الحراري (عندما يبرد جسم البالغ بسبب انخفاض درجة الحرارة المحيطة ، فإن تضيق أوعية جلدها بشكل انعكاسي ، مما يسمح لها بالاحتفاظ بالحرارة).

عادة ، يتم إجراء التنظيم الحراري بشكل انعكاسي. يقع مركز التنظيم الحراري في منطقة ما تحت المهاد.

إذا سادت عملية إنتاج الحرارة على عملية نقل الحرارة ، فإن الجسم يسخن ، حتى ضربة شمس ... إذا سادت عملية نقل الحرارة على إنتاج الحرارة ، فإن انخفاض حرارة الجسم يبدأ.

لوحظ انتهاك التنظيم الحراري مع الحمى المصاحبة للالتهابات و أمراض معديةواضطرابات الدورة الدموية واستهلاك الكحول وما إلى ذلك.

في الأطفال حديثي الولادة والرضع ، لا يتشكل التنظيم الحراري بشكل كامل (يسود انتقال الحرارة على إنتاج الحرارة).

يتطور تساوي الحرارة - مواءمة درجة حرارة جسم الطفل مع جسم بالغ في عملية تكوين الجنين - تدريجياً ، فقط بحلول السنة الخامسة من العمر. إن نضج نظام التنظيم الحراري في مرحلة ما بعد الولادة يرتبط ارتباطًا وثيقًا بنضج آليات تنظيم الغدد الصم العصبية وإدراك وضعية الوقوف ، مع نضوج عضلات الهيكل العظمي. بحلول وقت الولادة ، يمكن بالفعل تضمين آليات التنظيم الحراري ، حتى في الأطفال الخدج ، في العمل: زيادة إنتاج الحرارة ، في الغالب من أصل غير مرتجف ، وردود فعل الأوعية الدموية ، والتعرق ، وردود الفعل السلوكية. نظرًا لحقيقة أن آليات التنظيم الحراري تعمل لدى الطفل منذ لحظة الولادة ، يجب أن يبدأ التصلب في أقرب وقت ممكن.

أسئلة للاختبار الذاتي:

1. ما هو التمثيل الغذائي وما هي العمليات التي ينطوي عليها؟

2. قائمة وظائف البروتينات.

3. ما هي الأحماض الأمينية الأساسية؟

3. ملامح التمثيل الغذائي عند الأطفال والمراهقين

تكون عمليات التمثيل الغذائي والطاقة مكثفة بشكل خاص أثناء نمو وتطور الأطفال والمراهقين ، وهي إحدى السمات المميزة للكائن الحي المتنامي. في هذه المرحلة من التكوّن ، تسود العمليات البلاستيكية بشكل كبير على عمليات التدمير ، وفقط في البالغين يتم إنشاء توازن ديناميكي بين عمليات التمثيل الغذائي والطاقة هذه. وهكذا ، في الطفولة ، تسود عمليات النمو والتطور أو الاستيعاب ، في الشيخوخة - عمليات التبديد. يمكن انتهاك هذا النمط نتيجة لأمراض مختلفة وعمل العوامل البيئية المتطرفة الأخرى.

تشمل الخلايا حوالي 70 العناصر الكيميائيةتشكل في الجسم نوعين رئيسيين من المركبات الكيميائية: المواد العضوية وغير العضوية. يحتوي جسم الشخص البالغ الذي يتمتع بصحة جيدة بوزن متوسط ​​(70 كجم) على ما يقرب من: الماء - 40-45 ؛ البروتينات - 15-17 ؛ الدهون - 7-10 ؛ أملاح معدنية - 2.5-3 ؛ الكربوهيدرات - 0.5-0.8. تتطلب عمليات التوليف والانحلال المستمرة التي تحدث في الجسم إمدادًا منتظمًا بالمواد اللازمة لاستبدال جزيئات الجسم المتقادمة بالفعل. تدخل "مادة البناء" الجسم بالطعام. كمية الطعام التي يأكلها الإنسان في حياته تساوي أضعاف وزنه. كل هذا يشير إلى ارتفاع معدل عمليات التمثيل الغذائي في جسم الإنسان.

استقلاب البروتين. تشكل البروتينات حوالي 25٪ من إجمالي وزن الجسم. هذا هو الجزء الأصعب منه. البروتينات هي مركبات بوليمرية تتكون من الأحماض الأمينية. مجموعة البروتين لكل شخص فريدة ومحددة تمامًا. في الجسم ، يتم تقسيم البروتين الغذائي تحت تأثير العصارات الهضمية إلى مكوناته البسيطة - الببتيدات والأحماض الأمينية ، والتي يتم امتصاصها بعد ذلك في الأمعاء وتدخل إلى مجرى الدم. من بين الأحماض الأمينية العشرين ، 8 فقط ضرورية للبشر. وتشمل هذه التربتوفان ، ليسين ، إيزولوسين ، فالين ، ثريونين ، ليسين ، ميثيونين ، وفينيل ألانين. يحتاج الجسم النامي أيضًا إلى الهيستدين.

يؤدي عدم وجود أي من الأحماض الأمينية الأساسية في الغذاء إلى حدوث خلل خطير في الوظائف الحيوية للكائن الحي ، وخاصة تلك التي تنمو. يؤدي تجويع البروتين إلى تأخير ثم توقف كامل للنمو والتطور البدني. يصبح الطفل خاملًا ، وهناك نقص حاد في الوزن ، وذمة غزيرة ، وإسهال ، والتهاب في الجلد ، وفقر دم ، وانخفاض في مقاومة الجسم أمراض معديةالخ. يرجع ذلك إلى حقيقة أن البروتين هو المادة البلاستيكية الرئيسية في الجسم ، والتي تتكون منها الهياكل الخلوية المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، البروتينات هي جزء من الإنزيمات والهرمونات والبروتينات النووية وتشكيل الهيموجلوبين والأجسام المضادة للدم.

إذا لم يكن العمل مرتبطًا بمجهود بدني مكثف ، فإن جسم الإنسان ، في المتوسط ​​، يحتاج إلى حوالي 1.1-1.3 جم من البروتين لكل 1 كجم من وزن الجسم يوميًا. مع زيادة النشاط البدني ، تزداد أيضًا احتياجات الجسم من البروتين. بالنسبة للجسم المتنامي ، فإن الحاجة إلى البروتين أعلى من ذلك بكثير. في السنة الأولى من نمو ما بعد الولادة ، يجب أن يتلقى الطفل أكثر من 4 جم من البروتين لكل 1 كجم من وزن الجسم ، في عمر 2-3 سنوات - 4 جم ، عند 3-5 سنوات - 3.8 جم ، إلخ.

استقلاب الدهون والكربوهيدرات. هذه المواد العضوية لها بنية أبسط ، فهي تتكون من ثلاثة عناصر كيميائية: الكربون والأكسجين والهيدروجين. تسمح نفس التركيبة الكيميائية للدهون والكربوهيدرات للجسم ببناء الدهون منها مع وجود فائض من الكربوهيدرات ، وعلى العكس من ذلك ، إذا لزم الأمر ، تتشكل الكربوهيدرات بسهولة من الدهون في الجسم.

يبلغ متوسط ​​كمية الدهون في جسم الإنسان حوالي 10-20٪ ، والكربوهيدرات - 1٪. تم العثور على معظم الدهون في الأنسجة الدهنية وتشكل احتياطي الطاقة الاحتياطية. يتم استخدام جزء أصغر من الدهون لبناء هياكل غشاء خلوي جديدة واستبدال الهياكل القديمة. بعض الخلايا في الجسم قادرة على تخزين الدهون بكميات كبيرة ، وتعمل كعزل حراري وميكانيكي في الجسم.

في النظام الغذائي للبالغين الأصحاء ، يجب أن تكون الدهون حوالي 30٪ إجمالي محتوى السعرات الحرارية في الطعام ، أي 80-100 جرام في اليوم. من الضروري استخدام الدهون من أصل حيواني ونباتي في الغذاء ، بنسبة 2: 1 ، حيث لا يمكن تصنيع بعض المكونات المكونة للدهون النباتية في الجسم. هذه هي ما يسمى بالأحماض الدهنية غير المشبعة: اللينوليك واللينولينيك والأراكيدونيك. يؤدي تناول هذه الأحماض الدهنية غير الكافية في جسم الإنسان إلى اضطرابات التمثيل الغذائي وتطور عمليات تصلب الشرايين في نظام القلب والأوعية الدموية.

الاحتياجات الدهنية للأطفال والمراهقين لها خصائصها العمرية. لذلك ، حتى 1.5 سنة ، ليست هناك حاجة للدهون النباتية ، وتبلغ الحاجة الإجمالية 50 جرامًا يوميًا ، من 2 إلى 10 سنوات ، وتزداد الحاجة إلى الدهون بمقدار 80 جرامًا يوميًا ، وفي الدهون النباتية - حتى 15 g ، خلال فترة البلوغ ، تكون الحاجة إلى الدهون عند الأولاد 110 جرامًا في اليوم ، وبالنسبة للفتيات - 90 جرامًا ، والحاجة إلى الدهون النباتية في كلا الجنسين هي نفسها - 20 جرامًا في اليوم.

يتم تكسير الكربوهيدرات في الجسم إلى الجلوكوز والفركتوز والجالاكتوز وما إلى ذلك ، ثم يتم امتصاصها في مجرى الدم. محتوى الجلوكوز في دم الشخص البالغ ثابت ويساوي متوسط ​​0.1٪. مع زيادة كمية السكر في الدم إلى 0.11-0.12٪ ، يأتي الجلوكوز من الدم إلى الكبد وأنسجة العضلات ، حيث يتم تخزينه على شكل نشا حيواني - جليكوجين. مع زيادة أخرى في نسبة السكر في الدم إلى 0.17٪ ، تدخل الكلى في إفرازها من الجسم ، ويظهر السكر في البول. هذه الظاهرة تسمى بيلة سكرية .

يستخدم الجسم الكربوهيدرات في المقام الأول كمواد للطاقة. في ظل الظروف العادية ، يحتاج الرجل البالغ العادي الذي يمارس عملاً بدنيًا أو عقليًا إلى 400-500 جرام من الكربوهيدرات يوميًا. إن الحاجة إلى الكربوهيدرات لدى الأطفال والمراهقين أقل بكثير ، خاصة في السنوات الأولى من العمر. لذا ، حتى عام واحد ، تبلغ الحاجة إلى الكربوهيدرات 110 غرامًا في اليوم ، من 1.5 إلى 2 سنة - 190 غرام ، في عمر 5-6 سنوات - 250 غرام ، في سن 11-13 سنة - 380 غرام وفي الأولاد - 420 ز ، وفي البنات - 370 جم.في جسم الطفل ، هناك امتصاص كامل وسريع للكربوهيدرات ومقاومة أكبر للسكر الزائد في الدم.

تبادل الماء والملح. لوظائف الجسم الحيوية الماء يلعب دورًا أكبر بكثير من بقية الأجزاء المكونة للطعام. الحقيقة هي أن الماء في جسم الإنسان هو في نفس الوقت مادة بناء ، ومحفز لجميع عمليات التمثيل الغذائي ومنظم حرارة للجسم. الكمية الإجمالية للماء في الجسم تعتمد على العمر والجنس والوزن. في المتوسط ​​، يحتوي جسم الرجل على أكثر من 60٪ من الماء ، وجسم المرأة - 50٪.

محتوى الماء في جسم الطفل أعلى بكثير ، خاصة في المراحل الأولى من النمو. وفقًا لعلماء الأجنة ، يصل محتوى الماء في جسم جنين يبلغ من العمر 4 أشهر إلى 90 ٪ ، وفي عمر 7 أشهر - 84 ٪. يتراوح حجم الماء في جسم المولود من 70 إلى 80٪. في مرحلة ما بعد الولادة ، ينخفض ​​محتوى الماء بسرعة. إذن ، الطفل يبلغ من العمر 8 أشهر. يبلغ محتوى الماء 60٪ ، وطفل عمره 4.5 سنوات - 58٪ ، ولأولاد بعمر 13 عامًا - 59٪ ، وللفتيات من نفس العمر - 56٪. من الواضح أن المحتوى المائي العالي في جسم الأطفال يرتبط بزيادة كثافة التفاعلات الأيضية المرتبطة بنموهم وتطورهم السريع. يزداد إجمالي الاحتياجات المائية للأطفال والمراهقين مع نمو الجسم. إذا كان الطفل البالغ من العمر عامًا واحدًا يحتاج إلى حوالي 800 مل من الماء يوميًا ، فعندئذٍ في سن 4 سنوات - 1000 مل ، من 7 إلى 10 سنوات - 1350 مل ، وفي سن 11-14 عامًا - 1500 مل.

تبادل المعادن. يتم تقليل دور العناصر النزرة إلى حقيقة أنها منظمات دقيقة لعمليات التمثيل الغذائي. بالاقتران مع البروتينات ، تعمل العديد من العناصر النزرة كمواد لبناء الإنزيمات والهرمونات والفيتامينات.

تختلف احتياجات الشخص البالغ والطفل من المعادن بشكل كبير ، ونقص المعادن في طعام الطفل يؤدي بسرعة أكبر إلى اضطرابات التمثيل الغذائي المختلفة ، وبالتالي إلى انتهاك نمو وتطور الجسم. لذا ، فإن معدل استهلاك الكالسيوم في جسم طفل يبلغ من العمر سنة واحدة هو 1000 مجم في اليوم ، والفوسفور - 1500 مجم. في سن 7 إلى 10 سنوات ، تزداد الحاجة إلى العناصر النزرة ، والكالسيوم مطلوب 1200 مجم في اليوم ، والفوسفور - 2000 مجم. بحلول نهاية سن البلوغ ، تقل الحاجة إلى المغذيات الدقيقة بشكل طفيف.

فيتامينات. إنها مطلوبة لأجسامنا بكميات ضئيلة ، لكن غيابها يؤدي بالجسم إلى الموت ، ونقص التغذية أو تعطيل عمليات استيعابها - إلى تطور أمراض مختلفة تسمى نقص الفيتامين.

من المعروف أن حوالي 30 نوعًا من الفيتامينات تؤثر على جوانب مختلفة من التمثيل الغذائي ، سواء في الخلايا الفردية أو في الكائن الحي ككل. هذا يرجع إلى حقيقة أن العديد من الفيتامينات جزء من الإنزيمات. وبالتالي ، فإن غياب الفيتامينات يؤدي إلى توقف تخليق الإنزيم ، وبالتالي اضطرابات التمثيل الغذائي.

يتلقى الشخص الفيتامينات من طعام من أصل نباتي وحيواني. للحياة الطبيعية ، يحتاج الشخص إلى 16-18 فيتامينًا من 30 فيتامينًا. الفيتامينات B 1 و B 2 و B 12 و PP و C و A و D. حتى عام واحد ، يكون معدل فيتامين أ 0.5 مجم ، B 1 - 0.5 مجم ، B 2 - 1 مجم ، PP - 5 ملجم ، ب 6 - 0.5 ملجم ، ج - 30 ملجم ، د - 0.15 ملجم. في الفترة من 3 إلى 7 سنوات ، يكون معيار فيتامين أ هو 1 مجم ، B 1 - 1.5 مجم ، B 2 - 2.5 مجم ، PP - 10 مجم ، B 6 - 1.5 مجم ، C - 50 مجم ، والحاجة إلى يبقى فيتامين (د) كما هو - 0.15 مجم. في وقت البلوغ ، يكون معدل فيتامين أ 1.5 مجم ، B 1 - 2 مجم ، B 2 - 3 مجم ، PP - 20 مجم ، B 6 - 2 مجم ، C - 70 مجم و D - 0.15 مجم.

إن الجسم المتنامي حساس للغاية لنقص الفيتامينات في الطعام. أكثر أنواع نقص الفيتامينات شيوعًا بين الأطفال هو مرض يسمى الكساح. يتطور مع نقص فيتامين د في أغذية الأطفال ويصاحبه ضعف في تكوين الهيكل العظمي. يحدث الكساح عند الأطفال دون سن 5 سنوات.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن تناول كمية زائدة من الفيتامينات في الجسم يمكن أن يسبب اضطرابًا خطيرًا في نشاطه الوظيفي وحتى يؤدي إلى الإصابة بأمراض تسمى فرط الفيتامين. لذلك يجب عدم إساءة استخدام مستحضرات الفيتامينات وإدراجها في الطعام فقط بناءً على توصية الطبيب.

نتيجة إتقان هذا الفصل ، يجب على الطالب: أعرف

• مراحل التمثيل الغذائي والطاقة: الابتنائية والتقويض.
• خصائص التمثيل الغذائي العام والأساسي.
• عمل ديناميكي محدد للغذاء ؛
• طرق تقييم استهلاك الطاقة في الجسم ؛
• الخصائص العمرية لعملية التمثيل الغذائي. يكون قادرا على
• شرح أهمية التمثيل الغذائي لجسم الإنسان ؛
• لربط خصائص التمثيل الغذائي المرتبطة بالعمر بإنفاق الطاقة في فترات عمرية مختلفة ؛

ملك

معرفة حول مشاركة العناصر الغذائية في عملية التمثيل الغذائي.

خصائص التمثيل الغذائي في الجسم

التمثيل الغذائي ، أو الأيض(من اليونانية. الأيض -التحول) عبارة عن مجموعة من التحولات الكيميائية والفيزيائية التي تحدث في كائن حي وتضمن نشاطه الحيوي بالتزامن مع البيئة الخارجية. في عملية التمثيل الغذائي والطاقة ، يتم إطلاق عمليتين مترابطتين متعاكستين: الاستقلاب ، وهو الأساس الاستيعاب، والتقويض ، الذي يقوم على تبديد.

بناء(من اليونانية. أنابول -الارتفاع) - مجموعة من عمليات تخليق الأنسجة والهياكل الخلوية ، وكذلك المركبات الضرورية للنشاط الحيوي للجسم. يضمن Anabolism نمو وتطوير وتجديد الهياكل البيولوجية ، وتراكم ركيزة الطاقة. يتم تخزين الطاقة في شكل مركبات فوسفات عالية الطاقة (macroergs) مثل ATP.

الهدم(من اليونانية. katabole -انخفاض) - مجموعة من عمليات تفكك الأنسجة والهياكل الخلوية وانشقاق المركبات المعقدة للطاقة والدعم البلاستيكي للعمليات الحيوية. أثناء التقويض ، يتم إطلاق الطاقة الكيميائية ، والتي يستخدمها الجسم للحفاظ على بنية الخلية ووظيفتها ، وكذلك لضمان نشاط خلوي محدد: تقلص العضلات ، وإفراز إفرازات غدية ، إلخ. تتم إزالة المنتجات النهائية للتقويض - الماء ، وثاني أكسيد الكربون ، والأمونيا ، واليوريا ، وحمض البوليك ، وما إلى ذلك - من الجسم.

وهكذا ، فإن عمليات تقويضية توفر الطاقة والسلائف للابتناء. عمليات الابتنائية ضرورية لبناء وترميم الهياكل والخلايا ، وتشكيل الأنسجة أثناء النمو ، لتخليق الهرمونات والإنزيمات والمركبات الأخرى الضرورية للنشاط الحيوي للجسم. للتفاعلات التقويضية ، فإنها تزود الجزيئات الكبيرة المراد شقها. مترابطة عمليات الابتنائية والتقويض في الجسم في حالة توازن ديناميكي.تعتمد حالة التوازن أو نسبة عدم التوازن في الابتنائية والتقويض على العمر أو الصحة أو الإجهاد البدني أو العقلي. في الأطفال ، فإن غلبة العمليات الابتنائية على عمليات تقويضية تميز عمليات النمو وتراكم كتلة الأنسجة. لوحظت أكبر زيادة في وزن الجسم في الأشهر الثلاثة الأولى من العمر - 30 جم / يوم. بحلول العام ينخفض ​​إلى 10 جرام / يوم ، في السنوات اللاحقة يستمر الانخفاض. كما أن تكلفة الطاقة للنمو هي الأعلى أيضًا في الأشهر الثلاثة الأولى وتصل إلى حوالي 140 كيلو كالوري في اليوم ، أو 36٪ من قيمة الطاقة للأغذية. من ثلاث سنوات إلى سن البلوغ ، ينخفض ​​إلى 30 سعرة حرارية / يوم ، ثم يرتفع مرة أخرى - إلى 110 سعرة حرارية / يوم. تكون عمليات الابتنائية أكثر كثافة عند البالغين خلال فترة الشفاء بعد المرض. إن غلبة عمليات التقويض هي سمة مميزة للأشخاص المسنين أو المنهكين بسبب مرض شديد طويل الأمد. كقاعدة عامة ، يرجع ذلك إلى التدمير التدريجي لهياكل الأنسجة وإطلاق الطاقة.

يتمثل جوهر التمثيل الغذائي في تناول العديد من العناصر الغذائية من البيئة الخارجية إلى الجسم ، واستيعابها واستخدامها كمصادر للطاقة والمواد لبناء هياكل الجسم وإطلاق المنتجات الأيضية التي تشكلت في عملية النشاط الحيوي في البيئة الخارجية. في هذا الصدد ، هناك المكونات الأربعة الرئيسية لوظيفة التبادل ".

• استخراج الطاقة من البيئة في شكل طاقة كيميائية من المواد العضوية ؛
• تحويل المغذيات من الفقراء إلى مواد أبسط تتكون منها الجزيئات الكبيرة التي تشكل مكونات الخلايا ؛
• تجميع البروتينات والأحماض النووية والمكونات الخلوية الأخرى من هذه المواد ؛
• تخليق وتدمير الجزيئات اللازمة لأداء وظائف محددة مختلفة من الجسم.

يحدث التمثيل الغذائي في الجسم على عدة مراحل. الخطوة الأولى -تحول المغذيات في الجهاز الهضمي. هنا ، يتم تقسيم المواد المعقدة للفقر إلى مواد أبسط - الجلوكوز والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية التي يمكن امتصاصها في الدم أو الليمفاوية. عندما يتم تكسير العناصر الغذائية في الجهاز الهضمي ، يتم إطلاق الطاقة ، وهو ما يسمى الحرارة الأولية.يتم استخدامه من قبل الجسم للحفاظ على التوازن الحراري.

المرحلة الثانيةيحدث تحول المواد داخل خلايا الجسم. هذا هو ما يسمى داخل الخلايا ، أو متوسط, تبادل.داخل الخلية ، تتأكسد منتجات المرحلة الأولى من عملية التمثيل الغذائي - الجلوكوز والأحماض الدهنية والجلسرين والأحماض الأمينية - وتتأكسد. هذه العمليات مصحوبة بإطلاق الطاقة ، والتي يتم تخزين معظمها في الروابط الكبيرة من ATP. تزود نواتج التفاعل الخلية بوحدات البناء لتخليق مجموعة متنوعة من المكونات الجزيئية. تلعب العديد من الإنزيمات دورًا حاسمًا في هذا. بمشاركتهم معقدة تفاعلات كيميائيةالأكسدة والاختزال ، الفسفرة ، النقل ، إلخ. الأيض في الخلية ممكن فقط من خلال دمج جميع التحولات الكيميائية الحيوية المعقدة للبروتينات والدهون والكربوهيدرات بمشاركة مصادر الطاقة المشتركة (ATP) وبسبب وجود السلائف المشتركة أو المواد الوسيطة الشائعة. يتكون إجمالي إمداد الطاقة للخلية بسبب تفاعل الأكسدة البيولوجي.

الأكسدة البيولوجية الهوائية واللاهوائية. الهوائية(من اللات. ايه اي جي -الهواء) تتطلب عمليات الأكسجين ، ويتم إجراؤها في الميتوكوندريا ويصاحبها تراكم كمية كبيرة من الطاقة ، والتي تغطي استهلاك الطاقة الرئيسي للجسم. اللاهوائيةتستمر العمليات دون مشاركة الأكسجين ، خاصة في السيتوبلازم ويصاحبها تراكم كمية صغيرة من الطاقة في شكل ATP ، والذي يستخدم لتلبية الاحتياجات المحدودة قصيرة المدى للخلية. لذلك ، بالنسبة للأنسجة العضلية للبالغين ، فإن العمليات الهوائية مميزة ، بينما تسود العمليات اللاهوائية في استقلاب الطاقة للجنين والأطفال في الأيام الأولى من الحياة.

مع أكسدة 1 مولار من الجلوكوز أو الأحماض الأمينية ، يتكون 25.5 M ATP ، ومع الأكسدة الكاملة للدهون ، 91.8 M ATP. يستخدم الجسم الطاقة المخزنة في ATP للقيام بعمل مفيد ويتم تحويلها إلى حرارة ثانوية. وهكذا ، فإن الطاقة المنبعثة من أكسدة العناصر الغذائية في الخلية تتحول في النهاية إلى طاقة حرارية. نتيجة للأكسدة الهوائية ، تتحول المنتجات الغذائية إلى ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ، وهي غير ضارة بالجسم.

ومع ذلك ، في الخلية ، يمكن أيضًا أن يكون هناك مزيج مباشر من الأكسجين مع المواد المؤكسدة دون مشاركة الإنزيمات ، وهو ما يسمى أكسدة الجذور الحرة. ينتج عن هذا الجذور الحرة والبيروكسيدات شديدة السمية للجسم. إنها تدمر أغشية الخلايا وتدمر البروتينات الهيكلية. التحذير من هذا النوع من الأكسدة هو استهلاك الفيتامينات E ، A ، C ، إلخ ، وكذلك العناصر النزرة (Se ، إلخ) ، والتي تحول الجذور الحرة إلى جزيئات مستقرة وتمنع تكوين البيروكسيدات السامة. هذا يضمن المسار الطبيعي للأكسدة البيولوجية في الخلية.

المرحلة الأخيرةالتمثيل الغذائي - إفراز منتجات التسوس مع البول وإفرازات العرق والغدد الدهنية.

يعمل التمثيل الغذائي للبلاستيك والطاقة في الجسم ككل واحد ، لكن دور العناصر الغذائية المختلفة في تنفيذها ليس هو نفسه. في البالغين ، تُستخدم منتجات تكسير الدهون والكربوهيدرات بشكل أساسي لتوفير عمليات الطاقة ، والبروتينات - لبناء واستعادة هياكل الخلايا. في الأطفال ، بسبب النمو المكثف للجسم وتطوره ، تشارك الكربوهيدرات في العمليات البلاستيكية. تعمل الأكسدة البيولوجية كمصدر ليس فقط للفوسفات الغني بالطاقة ، ولكن أيضًا لمركبات الكربون المستخدمة في التخليق الحيوي للأحماض الأمينية والكربوهيدرات والدهون ومكونات الخلايا الأخرى. هذا ما يفسر الكثافة العالية لاستقلاب الطاقة لدى الأطفال.

تتحول كل طاقة الروابط الكيميائية للمغذيات التي تدخل الجسم في النهاية إلى حرارة (حرارة أولية وثانوية) ، وبالتالي ، من خلال كمية الحرارة المتولدة ، يمكن للمرء أن يحكم على مقدار تكاليف الطاقة لتنفيذ النشاط الحيوي.

لتقييم استهلاك الطاقة في الجسم ، يتم استخدام طرق القياس الحراري المباشر وغير المباشر ، والتي يمكن من خلالها تحديد كمية الحرارة التي يطلقها جسم الإنسان. المسعرات المباشرةيعتمد على قياس كمية الحرارة التي يطلقها الجسم في البيئة (على سبيل المثال ، في الساعة أو في اليوم). لهذا الغرض ، يتم وضع الشخص في زنزانة خاصة - المسعر(الشكل 12.1). تُغسل جدران المسعر بالماء ، وتُستخدم درجة حرارة التسخين للحكم على كمية الطاقة المنبعثة. توفر المسعرات المباشرة دقة عالية في تقييم استهلاك الجسم للطاقة ، ولكن نظرًا لإرهاقها وتعقيدها ، تُستخدم هذه الطريقة فقط لأغراض خاصة.

لتحديد استهلاك الطاقة لشخص ما ، غالبًا ما يتم استخدام طريقة أبسط وأكثر سهولة. كالوريميت غير مباشر

أرز. 12.1.

يستخدم المسعر للدراسات البشرية. يتكون إجمالي الطاقة المنبعثة من: 1) الحرارة المتولدة ، مقاسة بزيادة درجة حرارة الماء المتدفق في ملف الغرفة ؛ 2) حرارة التبخر الكامنة ، مقاسة ولكن مقدار بخار الماء المستخرج من الهواء المحيط بواسطة الماص الأول H 2 0 ؛ 3) عمل يستهدف كائنات خارج الكاميرا. يتم قياس استهلاك 0 2 بكميته ، والتي يجب إضافتها حتى يظل محتواها في الغرفة ثابتًا.

ري -وفقًا لبيانات تبادل الغازات. بالنظر إلى أن إجمالي كمية الطاقة التي يطلقها الجسم هي نتيجة تكسير البروتينات والدهون والكربوهيدرات ، وكذلك معرفة كمية الطاقة المنبعثة أثناء تكسير كل من هذه المواد (قيمة طاقتها) ، وكميتها من المواد المتحللة خلال فترة زمنية معينة ، من الممكن حساب كمية الطاقة المحررة. لتحديد المواد التي تعرضت للأكسدة في الجسم (البروتينات أو الدهون أو الكربوهيدرات) ، احسب معدل التنفس(DC) ، والتي تُفهم على أنها نسبة حجم ثاني أكسيد الكربون المنبعث إلى حجم الأكسجين الممتص. يختلف حاصل الجهاز التنفسي عندما تتأكسد البروتينات والدهون والكربوهيدرات. يشار إلى المسعر غير المباشر باسم "تحليل الغاز الكلي" عندما تكون كمية الأكسجين الممتصة وزفير ثاني أكسيد الكربون معروفة. للقيام بذلك ، تحتاج إلى معدات تسمح لك بتحديد حجم ثاني أكسيد الكربون. في الطاقة الحيوية الكلاسيكية ، يتم استخدام كيس دوغلاس وساعة غاز ومحلل غاز هولدن ، حيث توجد ممتصات لثاني أكسيد الكربون والأكسجين ، لهذا الغرض. تسمح لك الطريقة بتقدير النسبة المئوية 0 2 و C0 2 في عينة الهواء قيد الدراسة. تُستخدم القياسات لحساب حجم الأكسجين الممتص وثاني أكسيد الكربون الزفير.

دعونا نحلل جوهر هذه الطريقة باستخدام مثال أكسدة الجلوكوز. يتم التعبير عن الصيغة الإجمالية لتحليل الكربوهيدرات بواسطة المعادلة

بالنسبة للدهون ، فإن DC هو 0.7. عندما يتأكسد البروتين والأغذية المختلطة ، تأخذ قيمة DC قيمة وسيطة: بين 1 و 0.7.

يأخذ الموضوع لسان حال كيس دوغلاس في فمه (الشكل 12.2) ، ويغلق أنفه بمشبك ، ويتم جمع كل الهواء الذي يتم زفيره خلال فترة زمنية معينة في كيس مطاطي.

يتم تحديد حجم هواء الزفير باستخدام ساعة الغاز. يتم أخذ عينة هواء من الكيس وتحديد محتوى الأكسجين وثاني أكسيد الكربون فيه. محتوى الغاز في الهواء المستنشق معروف. يستخدم الفرق في النسبة المئوية لحساب كمية الأكسجين المستهلك وثاني أكسيد الكربون المنبعث والتيار المستمر:

بمعرفة قيمة التيار المستمر ، تم العثور على المكافئ من السعرات الحرارية للأكسجين (KEO2) (الجدول 12.1) ، أي كمية الحرارة المتولدة في الجسم عند استهلاك لتر واحد من الأكسجين.

أرز. 12.2.

بضرب قيمة KE0 2 في عدد لترات الاستهلاك 0 2 ، يتم الحصول على قيمة التبادل للفترة الزمنية التي تم خلالها تحديد تبادل الغازات.

وفقًا لذلك ، يتم تحديد سعر الصرف اليومي.

يوجد حاليًا محلل غاز أوتوماتيكي يسمح لك في نفس الوقت بتحديد حجم الاستهلاك 0 2 وحجم ثاني أكسيد الكربون الزفير. ومع ذلك ، فإن معظم الأجهزة الطبية المتاحة يمكنها فقط تحديد حجم الامتصاص 0 2 ، وبالتالي ، فإن الطريقة مستخدمة على نطاق واسع في الممارسة المسعر غير المباشر، أو تحليل الغاز غير المكتمل. في هذه الحالة ، يتم تحديد حجم الامتصاص 0 2 فقط ، وبالتالي فإن حساب DC مستحيل. يُفترض تقليديًا أن الكربوهيدرات والبروتينات والدهون تتأكسد في الجسم. يُعتقد أن DC في هذه الحالة هو 0.85. يتوافق مع KE0 2 ، يساوي 4.862 كيلو كالوري / لتر. يتم إجراء مزيد من الحسابات كما هو الحال في تحليل الغاز الكامل.

الجدول 12.1

قيمة DC و EC0 2 أثناء أكسدة العناصر الغذائية المختلفة في الجسم