Plan.

Conférence 17

Sujet : "Caractéristiques du métabolisme liées à l'âge"

12. Métabolisme et énergie, ses caractéristiques d'âge.

13. Nutriments, leur composition, valeur énergétique, normes nutritionnelles.

14. Prévention des maladies gastro-intestinales.

Le métabolisme fait référence à l'ensemble des changements que subissent les substances à partir du moment où elles pénètrent dans le tube digestif jusqu'à la formation des produits de décomposition finaux excrétés par le corps. C'est-à-dire que le métabolisme de tous les organismes, du plus primitif au plus complexe, y compris le corps humain, est la base de la vie.

Au cours de la vie dans le corps, des réarrangements continus ont lieu : certaines cellules meurent, d'autres les remplacent. Chez un adulte, 1/20 des cellules de l'épithélium cutané et la moitié de toutes les cellules de l'épithélium du tube digestif meurent et se remplacent dans la journée, environ 25 g de sang, etc.

Au cours du processus de croissance, le renouvellement des cellules du corps n'est possible que lorsque l'oxygène et les nutriments sont continuellement fournis au corps, qui sont le matériau de construction à partir duquel le corps est construit. Mais pour la construction de nouvelles cellules du corps, leur renouvellement continu, ainsi que pour qu'une personne effectue une sorte de travail, de l'énergie est nécessaire. Le corps humain reçoit cette énergie lors de la décomposition et de l'oxydation dans les processus du métabolisme (métabolisme). De plus, les processus métaboliques (anabolisme et catabolisme) sont subtilement coordonnés les uns avec les autres et se déroulent dans un certain ordre.

Sous anabolisme comprendre l'ensemble des réactions de synthèse. Sous catabolisme- un ensemble de réactions de désintégration. Il convient de garder à l'esprit que ces deux processus sont connectés en permanence. Les processus cataboliques fournissent à l'anabolisme de l'énergie et des substances initiales, et les processus anaboliques assurent la synthèse de structures, la formation de nouveaux tissus en relation avec les processus de croissance du corps, la synthèse d'hormones et d'enzymes nécessaires à la vie.

Au cours du développement individuel, les changements les plus importants sont vécus par la phase anabolique du métabolisme et, dans une moindre mesure, la phase catabolique.

Selon leur importance fonctionnelle dans la phase anabolique du métabolisme, on distingue les types de synthèse suivants :

1) synthèse de la croissance - une augmentation de la masse protéique des organes pendant la période de division cellulaire accrue, la croissance de l'organisme dans son ensemble.

2) synthèse fonctionnelle et protectrice - la formation de protéines pour d'autres organes et systèmes, par exemple, la synthèse des protéines du plasma sanguin dans le foie, la formation d'enzymes et d'hormones du tube digestif.

3) synthèse de régénération (restauration) - la synthèse de protéines dans les tissus en régénération après une blessure ou une malnutrition.

4) la synthèse d'auto-renouvellement, associée à la stabilisation de l'organisme, est le renouvellement constant des composants de l'environnement interne qui sont détruits lors de la dissimilation.

Toutes ces formes s'affaiblissent, quoique de manière inégale, au cours du développement individuel. Dans le même temps, des changements particulièrement importants sont observés dans la synthèse de la croissance. Les taux de croissance les plus élevés sont observés pendant la période intra-utérine. Par exemple, le poids d'un embryon humain par rapport au poids d'un zygote augmente de 1 milliard. 20 millions de fois, et pendant 20 ans de croissance humaine progressive, il n'augmente que de 20 fois.

Tout au long de la vie postnatale, il y a une nouvelle baisse du niveau d'anabolisme.

Métabolisme des protéines dans un organisme en développement. Processus de croissance, dont les indicateurs quantitatifs sont une augmentation du poids corporel et un niveau de bilan azoté positif - un côté du développement. Son second aspect est la différenciation des cellules et des tissus, dont la base biochimique est la synthèse de protéines enzymatiques, structurelles et fonctionnelles.

Les protéines sont synthétisées à partir d'acides aminés provenant des organes système digestif... De plus, ces acides aminés sont divisés en essentiels et non essentiels. Si les acides aminés essentiels (leucine, méthionine et tryptophane, etc.) ne sont pas fournis avec la nourriture, la synthèse des protéines dans le corps est perturbée. L'apport d'acides aminés essentiels est particulièrement important pour un organisme en croissance, par exemple, le manque de lysine dans les aliments entraîne un retard de croissance, un épuisement système musculaire, manque de valine - troubles de l'équilibre chez l'enfant.

En l'absence d'acides aminés non essentiels dans les aliments, ils peuvent être synthétisés à partir d'acides aminés essentiels (la tyrosine peut être synthétisée à partir de la phénylalanine).

Et enfin, les protéines qui contiennent tout l'ensemble nécessaire d'acides aminés qui assurent les processus de synthèse normaux sont des protéines biologiquement complètes. La valeur biologique de la même protéine pour personnes différentes varie en fonction de l'état du corps, de l'alimentation, de l'âge.

Les besoins quotidiens en protéines pour 1 kg de poids corporel chez un enfant : à 1 an - 4,8 g, 1-3 ans - 4-4,5 g ; 6-10 ans - 2,5-3 g, 12 et plus - 2,5 g, adultes - 1,5-1,8 g Par conséquent, selon l'âge, les enfants de moins de 4 ans devraient recevoir 50 g de protéines, jusqu'à 7 ans - 70 g, à partir de 7 ans - 80 g par jour.

La quantité de protéines qui sont entrées dans le corps et détruites est jugée par la valeur du bilan azoté, c'est-à-dire le rapport des quantités d'azote qui pénètrent dans le corps avec la nourriture et excrétées du corps avec l'urine, la sueur et d'autres sécrétions.

La capacité à retenir l'azote chez les enfants est soumise à des fluctuations individuelles importantes et persiste pendant toute la période de croissance progressive.

En règle générale, les adultes ne sont pas caractérisés par la capacité de retenir l'azote dans les aliments, leur métabolisme est dans un état d'équilibre azoté. Cela indique que le potentiel de synthèse des protéines reste Longtemps- ainsi, sous l'influence de l'activité physique, une augmentation de la masse musculaire se produit (bilan azoté positif).

Pendant les périodes de développement stable et régressif, une fois le poids maximal atteint et l'arrêt de la croissance, les processus d'auto-renouvellement qui se produisent tout au long de la vie commencent à jouer le rôle principal et qui se dégradent beaucoup plus lentement avec la vieillesse que les autres types de synthèse.

Les changements liés à l'âge affectent non seulement les protéines, mais aussi le métabolisme des graisses et des glucides.

Dynamique liée à l'âge du métabolisme des graisses et des glucides.

Le rôle physiologique des lipides - graisses, phosphatides et stérols dans l'organisme est qu'ils font partie des structures cellulaires (métabolisme plastique) et sont également utilisés comme riches sources d'énergie (métabolisme énergétique). Les glucides dans le corps ont la valeur d'une matière énergétique.

Le métabolisme des graisses et des glucides change avec l'âge. Les graisses jouent un rôle essentiel dans les processus de croissance et de différenciation. Les substances grasses sont particulièrement importantes, principalement parce qu'elles sont nécessaires à la maturation morphologique et fonctionnelle. système nerveux, pour la formation de tous types de membranes cellulaires. C'est pourquoi le besoin d'eux dans l'enfance est grand. Avec un manque de glucides dans les aliments, les réserves de graisse chez les enfants sont rapidement épuisées. L'intensité de la synthèse dépend en grande partie de la nature de l'alimentation.

Les phases de développement stable et régressif se caractérisent par une sorte de réorientation des processus anaboliques : passage de l'anabolisme de la synthèse des protéines à la synthèse des graisses, qui est l'un des traits caractéristiques changements liés à l'âge dans le métabolisme avec le vieillissement.

La réorientation liée à l'âge de l'anabolisme vers l'accumulation de graisse dans un certain nombre d'organes repose sur une diminution de la capacité des tissus à oxyder les graisses, ce qui a pour conséquence, avec un taux de synthèse d'acides gras constant et même réduit, le corps est enrichi en graisses (par exemple, le développement de l'obésité a été observé même avec 1 à 2 repas par jour). Il ne fait aucun doute que dans la réorientation des processus de synthèse, en plus des facteurs de régulation nutritionnelle et nerveuse, une modification du spectre hormonal est d'une grande importance, en particulier des modifications du taux de formation de l'hormone de croissance, des hormones thyroïdiennes, de l'insuline, hormones stéroïdes.

Se reconstruit avec l'âge et le métabolisme des glucides. Chez les enfants, le métabolisme des glucides se produit avec une plus grande intensité, ce qui s'explique par le niveau élevé de métabolisme. Dans l'enfance, les glucides remplissent non seulement une fonction énergétique, mais également une fonction plastique, formant des membranes cellulaires, des substances du tissu conjonctif. Les glucides sont impliqués dans l'oxydation des produits du métabolisme des protéines et des graisses, ce qui contribue au maintien de l'équilibre acido-basique de l'organisme. Les besoins quotidiens en glucides chez les enfants sont élevés et s'élèvent à 10-12 g pour 1 kg de poids corporel dans la petite enfance. Au cours des années suivantes, à l'âge de 8 à 9 ans, elle passe à 12 à 15 g pour 1 kg de poids corporel. De 1 à 3 ans, un enfant doit recevoir environ 193 g de glucides par jour avec de la nourriture, 4-7 ans - 287, 9-13 - 370, 14-17 ans - 470 et les adultes - 500 g.

Les glucides sont mieux absorbés par le corps d'un enfant que par un adulte. L'un des indicateurs significatifs des changements liés à l'âge dans le métabolisme des glucides est une forte augmentation du temps d'élimination de l'hyperglycémie causée par l'introduction de glucose lors des tests de charge en sucre par la vieillesse.

Une partie importante du métabolisme du corps est le métabolisme eau-sel.

La transformation des substances dans l'organisme s'effectue en milieu aquatique, avec les substances minérales, l'eau participe à la construction des cellules et sert de réactif dans les réactions chimiques cellulaires. La concentration de sels minéraux dissous dans l'eau détermine l'amplitude de la pression osmotique du sang et du liquide tissulaire, ce qui est d'une grande importance pour l'absorption et l'excrétion. Les modifications de la quantité d'eau dans le corps et les modifications de la composition en sel des fluides corporels et des structures tissulaires entraînent une violation de la stabilité des colloïdes, ce qui peut entraîner des perturbations irréversibles et la mort de cellules individuelles, puis du corps dans son ensemble. C'est pourquoi le maintien d'une quantité d'eau constante et composition minérale est une condition préalable à une vie normale.

Dans la phase de croissance progressive, l'eau participe aux processus de création de masse corporelle. On sait par exemple qu'à partir d'une prise de poids journalière de 25 g, l'eau compte pour 18, les protéines - 3, les lipides - 3 et les sels minéraux - 1 g. Plus le corps est jeune, plus le besoin quotidien en eau est important. Au cours des six premiers mois de la vie, le besoin en eau de l'enfant atteint 110-125 g pour 1 kg de poids, à 2 ans, il diminue à 115-136 g, à 6 ans - 90-100 g, 18 ans - 40 -50 g.Les enfants peuvent rapidement perdre et aussi rapidement déposer de l'eau.

Le schéma général de l'évolution individuelle est une diminution de l'eau dans tous les tissus. Avec l'âge, il y a une redistribution de l'eau dans les tissus - le volume d'eau dans les espaces intercellulaires augmente et le volume d'eau intracellulaire diminue.

L'équilibre de nombreux sels minéraux dépend de l'âge. Chez les jeunes, la teneur de la plupart des sels inorganiques est inférieure à celle des adultes. L'échange de calcium et de phosphore est particulièrement important. Les exigences accrues pour l'apport de ces éléments chez les enfants de moins d'un an s'expliquent par une éducation accrue le tissu osseux... Mais ces éléments ne sont pas moins importants dans la vieillesse. Par conséquent, les personnes âgées doivent introduire des aliments contenant ces éléments (lait, produits laitiers) dans leur alimentation afin d'éviter la consommation de ces éléments à partir du tissu osseux. Et la teneur en chlorure de sodium, au contraire, devrait être réduite dans l'alimentation en raison de l'affaiblissement de la production de minéralocorticoïdes dans les glandes surrénales avec l'âge.

Un indicateur important des transformations énergétiques dans le corps est d'environ échange de base.

Dynamique du métabolisme basal liée à l'âge

Le métabolisme basal est compris comme le niveau minimum de métabolisme et de consommation d'énergie pour le corps dans des conditions strictement constantes : 14-16 heures avant un repas, en position couchée dans un état de repos musculaire à une température de 8-20 C. Dans un personne d'âge moyen, le métabolisme de base est de 4187 J pour 1 kg de masse en 1 heure, soit en moyenne 7-7,6 MJ par jour. De plus, pour chaque personne, la valeur du métabolisme de base est relativement constante.

Le métabolisme principal chez les enfants est plus intense que chez les adultes, car ils ont une surface corporelle relativement importante par unité de masse et les processus de dissimilation, plutôt que d'assimilation, sont prédominants. Les coûts énergétiques de la croissance sont d'autant plus jeune enfant... Ainsi, la dépense énergétique associée à la croissance à 3 mois est de 36 %, à 6 mois. - 26%, 9 mois - 21% de la valeur énergétique totale des aliments.

Dans l'extrême vieillesse (phase de développement régressif), une diminution du poids corporel est observée, ainsi qu'une diminution des dimensions linéaires du corps humain, le taux métabolique basal chute à des valeurs faibles. De plus, le degré de diminution du métabolisme de base à cet âge est corrélé, selon divers chercheurs, à la mesure dans laquelle les personnes âgées présentent des signes de décrépitude et de perte de capacité de travail.

Quant aux différences sexuelles dans le niveau de métabolisme basal, elles se retrouvent dans l'ontogenèse dès 6-8 mois. Dans le même temps, le métabolisme de base des garçons est plus élevé que celui des filles. De telles relations persistent pendant la puberté et s'aplanissent avec la vieillesse.

Dans l'ontogenèse, non seulement la valeur moyenne du métabolisme énergétique varie, mais également les possibilités d'augmenter ce niveau dans des conditions d'activité musculaire intense, par exemple, changent de manière significative.

Dans la petite enfance, maturité fonctionnelle insuffisante des systèmes musculo-squelettique, cardiovasculaire et systèmes respiratoires limite les capacités d'adaptation de la réaction du métabolisme énergétique lorsque activité physique... À l'âge adulte, la capacité d'adaptation, ainsi que la force musculaire, atteint son maximum. Dans la vieillesse, les possibilités d'augmentation compensatoire du niveau de respiration et d'échange d'énergie dans des conditions de stress sont épuisées en raison d'une diminution de la capacité vitale des poumons, du coefficient d'utilisation de l'oxygène par les tissus et d'une diminution des fonctions de le système cardiovasculaire.

Diverses hypothèses ont été faites et diverses expressions mathématiques ont été proposées pour établir la dépendance de la production d'énergie sur les paramètres caractérisant les caractéristiques structurelles de l'organisme. Ainsi, Rubner croyait que les changements du métabolisme liés à l'âge sont le résultat d'une diminution avec l'âge de la taille de la surface relative du corps.

On a tenté d'expliquer la baisse du niveau des processus métaboliques dans la vieillesse par l'accumulation de graisse sous-cutanée et une diminution de la température cutanée à cet âge.

Il convient de noter les travaux dans lesquels les changements du métabolisme énergétique sont considérés en relation avec la formation de mécanismes de thermorégulation et la participation des muscles squelettiques à celui-ci (Magnus, 1899; Arshavsky, 1966-71).

Une augmentation du tonus musculaire squelettique avec une activité insuffisante du centre nerveux vague au cours de la première année de vie contribue à une augmentation du métabolisme énergétique. Le rôle de la restructuration liée à l'âge de l'activité des muscles squelettiques dans la dynamique du métabolisme énergétique est particulièrement clairement distingué dans l'étude des échanges gazeux chez des personnes d'âges différents au repos et pendant l'activité physique. Pour une croissance progressive, une augmentation du métabolisme au repos se caractérise par une diminution du niveau du métabolisme basal et une amélioration de l'adaptation énergétique à l'activité musculaire. Pendant la période de la phase stable, un échange élevé de repos fonctionnel est maintenu et l'échange pendant le travail augmente considérablement, atteignant un niveau stable et minimum de métabolisme de base. Et dans la phase régressive, la différence entre l'échange de repos fonctionnel et l'échange basal diminue continuellement, le temps de repos s'allonge.

De nombreux chercheurs pensent qu'une diminution du métabolisme énergétique d'un organisme entier au cours de l'ontogenèse est principalement due à des changements quantitatifs et qualitatifs du métabolisme dans les tissus eux-mêmes, dont l'ampleur est jugée par le rapport entre les principaux mécanismes de libération d'énergie - anaérobie et aérobique. Cela permet de découvrir le potentiel des tissus à générer et à utiliser l'énergie des liaisons à haute énergie.

Le métabolisme et l'énergie sont à la base des processus vitaux du corps. Dans le corps humain, dans ses organes, tissus, les cellules vont un processus continu de synthèse, c'est-à-dire la formation de substances complexes à partir de substances plus simples. Dans le même temps, il se produit une décomposition, une oxydation de substances organiques complexes qui composent les cellules du corps.

Le travail du corps s'accompagne de son renouvellement continu : certaines cellules meurent, d'autres les remplacent. Chez un adulte, 1/20 des cellules de l'épithélium cutané, la moitié de toutes les cellules de l'épithélium du tube digestif, environ 25 g de sang, etc., meurent et se remplacent dans la journée. nutriments... Les nutriments sont exactement le bâtiment et la matière plastique à partir desquels le corps est construit.

Pour un renouvellement continu, la construction de nouvelles cellules du corps, le travail de ses organes et systèmes - le cœur, tube digestif, appareil respiratoire, reins et autres, l'énergie est nécessaire pour qu'une personne travaille. Une personne reçoit cette énergie pendant la décomposition et l'oxydation dans le processus du métabolisme. Par conséquent, les nutriments qui pénètrent dans le corps servent non seulement de matériau de construction plastique, mais également de source d'énergie nécessaire au fonctionnement normal du corps.

Ainsi, le métabolisme est compris comme un ensemble de modifications que subissent les substances depuis leur entrée dans le tube digestif jusqu'à la formation des produits de décomposition finaux excrétés par l'organisme.

Anabolisme et catabolisme. Le métabolisme, ou métabolisme, est un processus d'interaction finement coordonné de deux processus mutuellement opposés se produisant dans une certaine séquence. L'anabolisme est une combinaison de réactions de synthèse biologique qui nécessitent une consommation d'énergie. Les processus anabolisants comprennent la synthèse biologique des protéines, des graisses, des lipides, acides nucléiques... En raison de ces réactions, des substances simples, entrant dans les cellules, avec la participation d'enzymes, entrent dans des réactions métaboliques et deviennent des substances de l'organisme lui-même. L'anabolisme crée la base du renouvellement continu des structures usées.

L'énergie pour les processus anaboliques est fournie par des réactions cataboliques, dans lesquelles des molécules de substances organiques complexes sont décomposées avec la libération d'énergie. Les produits finaux du catabolisme sont l'eau, le dioxyde de carbone, l'ammoniac, l'urée, l'acide urique, etc. Ces substances sont inaccessibles pour une oxydation biologique ultérieure dans la cellule et sont éliminées du corps.

Les processus d'anabolisme et de catabolisme sont inextricablement liés. Les processus cataboliques fournissent de l'énergie et des matières premières pour l'anabolisme. Les processus anabolisants permettent la construction de structures pour la restauration des cellules mourantes, la formation de nouveaux tissus en relation avec les processus de croissance du corps; assurer la synthèse d'hormones, d'enzymes et d'autres composés nécessaires à la vie de la cellule; fournissent des macromolécules à cliver pour les réactions cataboliques.

Tous les processus métaboliques sont catalysés et régulés par des enzymes. Les enzymes sont des catalyseurs biologiques qui « déclenchent » des réactions dans les cellules du corps.

La transformation des substances. Les transformations chimiques des substances alimentaires commencent dans le tube digestif, où les substances alimentaires complexes sont décomposées en des substances plus simples (le plus souvent des monomères) qui peuvent être absorbées dans le sang ou la lymphe. Les substances reçues à la suite de l'absorption dans le sang ou la lymphe sont introduites dans les cellules, où elles subissent des changements majeurs. Les composés organiques complexes formés à partir des substances simples reçues entrent dans la composition des cellules et participent à la mise en œuvre de leurs fonctions. Les transformations de substances se produisant à l'intérieur des cellules constituent l'essence du métabolisme intracellulaire. Un rôle décisif dans le métabolisme intracellulaire appartient à de nombreuses enzymes cellulaires qui rompent les liaisons chimiques intramoléculaires avec libération d'énergie.

Les réactions d'oxydation et de réduction sont primordiales dans le métabolisme énergétique. Avec la participation d'enzymes spéciales, d'autres types de réactions chimiques sont également effectués, par exemple des réactions de transfert du résidu d'acide phosphorique (phosphorylation), du groupe amino NH2 (transamination), du groupe méthyle CH3 (transméthylation), etc. Le l'énergie libérée lors de ces réactions est utilisée pour construire de nouvelles substances dans la cellule, pour maintenir les fonctions vitales du corps.

Les produits finaux du métabolisme intracellulaire sont partiellement utilisés pour la construction de nouvelles substances dans la cellule ; les substances qui ne sont pas utilisées par la cellule sont éliminées du corps en raison de l'activité des organes excréteurs.

ATP. L'adénosine triphosphate, ou adénosine triphosphate (ATP), est la principale substance de stockage et de transfert d'énergie utilisée dans les processus de synthèse de la cellule et de l'organisme entier. La molécule d'ATP contient une base azotée (adénine), du sucre (ribose) et de l'acide phosphorique (trois résidus d'acide phosphorique). Sous l'influence de l'enzyme ATPase dans la molécule d'ATP, les liaisons entre le phosphore et l'oxygène sont rompues et la molécule d'eau est attachée. Ceci s'accompagne du clivage de la molécule d'acide phosphorique. Le clivage de chacun des deux groupes phosphate terminaux dans la molécule d'ATP se déroule avec la libération de grandes quantités d'énergie. En conséquence, les deux liaisons phosphate terminales de la molécule d'ATP sont appelées liaisons riches en énergie ou liaisons à haute énergie.

Métabolisme des protéines. Le rôle des protéines dans le métabolisme. Les protéines occupent une place particulière dans le métabolisme. Ils font partie du cytoplasme, de l'hémoglobine, du plasma sanguin, de nombreuses hormones, des corps immunitaires, maintiennent la constance de l'environnement eau-sel du corps et assurent sa croissance. Les enzymes, qui interviennent nécessairement à toutes les étapes du métabolisme, sont des protéines.

La valeur biologique des protéines alimentaires. Les acides aminés utilisés pour construire les protéines du corps sont inégaux. Certains acides aminés (leucine, méthionine, phénylalanine, etc.) sont essentiels pour l'organisme. S'il n'y a pas d'acide aminé essentiel dans la nourriture, la synthèse des protéines dans le corps est considérablement altérée. Les acides aminés qui peuvent être remplacés par d'autres ou synthétisés dans le corps lui-même au cours du processus métabolique sont appelés non essentiels.

Les protéines alimentaires qui contiennent tous les acides aminés nécessaires à la synthèse normale des protéines dans le corps sont appelées complètes. Il s'agit principalement de protéines animales. Les protéines alimentaires qui ne contiennent pas tous les acides aminés nécessaires à la synthèse des protéines de l'organisme sont dites inférieures (par exemple, la gélatine, la protéine de maïs, la protéine de blé). La valeur biologique la plus élevée se trouve dans les protéines d'œuf, de viande, de lait et de poisson. Avec une alimentation mixte, lorsque l'aliment contient des produits d'origine animale et végétale, l'ensemble des acides aminés nécessaires à la synthèse des protéines est généralement délivré à l'organisme.

L'apport de tous les acides aminés essentiels est particulièrement important pour l'organisme en croissance. Par exemple, l'absence de l'acide aminé lysine dans l'alimentation conduit à un retard de croissance d'un enfant, à l'épuisement de son système musculaire. Le manque de valine provoque des troubles de l'appareil vestibulaire chez les enfants.

Parmi les nutriments, seul l'azote est inclus dans la composition des protéines, par conséquent, le côté quantitatif de la nutrition protéique peut être jugé par bilan azoté. Le bilan azoté est le rapport entre la quantité d'azote reçue pendant la journée avec la nourriture et l'azote excrété pendant la journée par le corps avec l'urine et les selles. En moyenne, une protéine contient 16% d'azote, c'est-à-dire que 1 g d'azote est contenu dans 6,25 g de protéine. En multipliant la quantité d'azote assimilé par 6,25, vous pouvez déterminer la quantité de protéines reçues par l'organisme.

Chez un adulte, un équilibre azoté est généralement observé - les quantités d'azote introduites avec la nourriture et excrétées avec les produits d'excrétion coïncident. Lorsque plus d'azote pénètre dans le corps avec la nourriture qu'il n'en est excrété par le corps, ils parlent d'un bilan azoté positif. Un tel équilibre est observé chez les enfants en raison de l'augmentation du poids corporel avec la croissance, pendant la grossesse et avec un effort physique important. Un bilan négatif se caractérise par le fait que la quantité d'azote introduite est inférieure à celle retirée. Cela peut être avec une privation de protéines, une maladie grave.

Décomposition des protéines dans le corps. Les acides aminés qui ne sont pas entrés dans la synthèse de protéines spécifiques subissent des transformations, au cours desquelles des composés azotés sont libérés. L'azote est éliminé de l'acide aminé sous forme d'ammoniac (NH3) ou sous forme de groupe amino NH2. Le groupe amino, clivé d'un acide aminé, peut être transféré à un autre, grâce à quoi les acides aminés manquants sont construits. Ces processus se déroulent principalement dans le foie, les muscles, les reins. Le résidu d'acide aminé sans azote subit d'autres transformations avec formation de dioxyde de carbone et d'eau.

L'ammoniac, formé lors de la dégradation des protéines dans l'organisme (substance vénéneuse), est rendu inoffensif dans le foie, où il est transformé en urée ; ce dernier dans la composition de l'urine est excrété du corps.

Les produits finaux de la dégradation des protéines dans le corps ne sont pas seulement l'urée, mais aussi l'acide urique et d'autres substances azotées. Ils sont excrétés dans l'urine et la sueur.

Caractéristiques du métabolisme des protéines chez les enfants. Les processus de croissance et de formation de nouvelles cellules et tissus sont intensifs dans le corps de l'enfant. Les besoins en protéines du corps d'un enfant sont supérieurs à ceux d'un adulte. Plus les processus de croissance sont intensifs, plus le besoin en protéines est grand.

Les enfants ont un bilan azoté positif lorsque la quantité d'azote introduite avec les aliments protéinés dépasse la quantité d'azote excrété dans l'urine, ce qui répond aux besoins croissants de l'organisme en protéines. Les besoins quotidiens en protéines pour 1 kg de poids corporel chez un enfant au cours de la première année de vie sont de 4 à 5 g, de 1 à 3 ans - de 4 à 4,5 g, de 6 à 10 ans - de 2,5 à 3 g, plus 12 ans - 2 à 2,5 g, chez l'adulte - 1,5 à 1,8 g Il s'ensuit que, selon l'âge et le poids corporel, les enfants de 1 à 4 ans devraient recevoir 30 à 50 g de protéines par jour, de 4 à 7 ans - environ 70 g, à partir de 7 ans - 75-80 g Avec ces indicateurs, l'azote est conservé autant que possible dans le corps. Les protéines ne sont pas stockées dans le corps en réserve, donc si vous les donnez avec de la nourriture plus que ce dont le corps a besoin, une augmentation de la rétention d'azote et une augmentation de la synthèse des protéines ne se produiront pas. Une quantité trop faible de protéines dans les aliments provoque une détérioration de l'appétit de l'enfant, perturbe l'équilibre acido-basique et augmente l'excrétion d'azote dans l'urine et les selles. L'enfant doit recevoir la quantité optimale de protéines avec un ensemble de tous les acides aminés nécessaires, alors qu'il est important que le rapport entre la quantité de protéines, de graisses et de glucides dans la nourriture de l'enfant soit de 1: 1: 3; dans ces conditions, l'azote est retenu autant que possible dans l'organisme.

Dans les premiers jours après la naissance, l'azote représente 6 à 7 % de la quantité quotidienne d'urine. Avec l'âge, sa teneur relative dans l'urine diminue.

Échange de graisses. La valeur des graisses dans le corps. La graisse reçue avec la nourriture dans le tube digestif est divisée en glycérine et acides gras, qui sont absorbés principalement dans la lymphe et seulement partiellement dans le sang. Par les systèmes lymphatique et circulatoire, les graisses pénètrent dans le tissu adipeux. Beaucoup de graisse dans le tissu sous-cutané, autour de certains les organes internes(par exemple, les reins), ainsi que dans le foie et les muscles. Les graisses font partie des cellules (cytoplasme, noyau, membranes cellulaires), où leur quantité est constante. Les accumulations de graisse peuvent également servir à d'autres fonctions. Par exemple, la graisse sous-cutanée empêche l'augmentation du transfert de chaleur, la graisse périnéale protège le rein des ecchymoses, etc.

La graisse est utilisée par le corps comme une riche source d'énergie. Avec la décomposition de 1 g de graisse dans le corps, plus de deux fois plus d'énergie est libérée qu'avec la décomposition de la même quantité de protéines ou de glucides. Le manque de graisse dans les aliments perturbe l'activité du système nerveux central et des organes reproducteurs, réduit l'endurance à diverses maladies.

La graisse est synthétisée dans le corps non seulement à partir de la glycérine et des acides gras, mais également à partir des produits métaboliques des protéines et des glucides. Certains acides gras insaturés nécessaires à l'organisme (linoléique, linolénique et arachidonique) doivent entrer dans l'organisme sous une forme toute faite, car il n'est pas capable de les synthétiser à lui seul. Les huiles végétales sont la principale source d'acides gras insaturés. La plupart d'entre eux se trouvent dans l'huile de lin et de chanvre, mais il y a beaucoup d'acide linoléique dans l'huile de tournesol.

Avec les graisses, les vitamines qui y sont solubles (A, D, E, etc.), qui sont d'une importance vitale pour une personne, pénètrent dans l'organisme.

Pour 1 kg de la masse d'un adulte par jour, 1,25 g de graisse (80-100 g par jour) doit être fourni avec la nourriture.

Les produits finaux du métabolisme des graisses sont le dioxyde de carbone et l'eau.

Caractéristiques du métabolisme des graisses chez les enfants. Dans le corps de l'enfant, dès les six premiers mois de vie, environ 50 % des besoins énergétiques sont couverts par les graisses. Le développement de l'immunité générale et spécifique est impossible sans graisses. Le métabolisme des graisses chez les enfants est instable, avec un manque de glucides dans les aliments ou avec leur consommation accrue, le dépôt de graisse s'épuise rapidement.

L'absorption des graisses chez les enfants est intense. À allaitement maternel jusqu'à 90% de la matière grasse du lait est assimilée, avec du lait artificiel - 85-90%. Chez les enfants plus âgés, la graisse est absorbée de 95 à 97 %.

Pour une utilisation plus complète des graisses dans l'alimentation des enfants, les glucides doivent être présents, car en cas d'absence dans l'alimentation, une oxydation incomplète des graisses se produit et des produits métaboliques acides s'accumulent dans le sang.

Le besoin du corps en graisses pour 1 kg de poids corporel est d'autant plus élevé que l'enfant est jeune. La quantité absolue de graisse nécessaire au développement normal des enfants augmente avec l'âge. De 1 à 3 ans, le besoin quotidien en matières grasses est de 32,7 g, de 4 à 7 ans - 39,2 g, de 8 à 13 ans - 38,4 g.

Métabolisme des glucides. Le rôle des glucides dans l'organisme. Au cours de sa vie, une personne mange environ 10 tonnes de glucides. Ils pénètrent dans l'organisme principalement sous forme d'amidon. Décomposés en glucose dans le tube digestif, les glucides sont absorbés dans la circulation sanguine et absorbés par les cellules. Les aliments végétaux sont particulièrement riches en glucides : pain, céréales, légumes, fruits. Les produits d'origine animale (à l'exception du lait) sont pauvres en glucides.

Les glucides sont la principale source d'énergie, en particulier pour l'augmentation du travail musculaire. Chez les adultes, plus de la moitié de l'énergie que le corps reçoit des glucides. La décomposition des glucides avec libération d'énergie peut avoir lieu aussi bien dans des conditions anoxiques qu'en présence d'oxygène. Les produits finaux du métabolisme des glucides sont le dioxyde de carbone et l'eau. Les glucides ont la capacité de se décomposer et de s'oxyder rapidement. Avec une grande fatigue, avec un effort physique important, la prise de quelques grammes de sucre améliore l'état du corps.

Dans le sang, la quantité de glucose est maintenue à un niveau relativement constant (environ 110 mg%). Une diminution de la teneur en glucose provoque une diminution de la température corporelle, un trouble de l'activité du système nerveux et de la fatigue. Le foie joue un rôle important dans le maintien d'un taux de sucre dans le sang constant. Une augmentation de la quantité de glucose provoque son dépôt dans le foie sous la forme d'un amidon animal de réserve - le glycogène, qui est mobilisé par le foie avec une diminution de la glycémie. Le glycogène se forme non seulement dans le foie, mais aussi dans les muscles, où il peut s'accumuler jusqu'à 1 à 2 %. Les réserves de glycogène dans le foie atteignent 150 g. Lors du jeûne et du travail musculaire, ces réserves sont épuisées.

Cependant, il peut y avoir une élévation persistante de la glycémie dans le sang. Cela se produit lorsque la fonction des glandes endocrines est altérée. Le dysfonctionnement du pancréas entraîne le développement diabète sucré... Avec cette maladie, la capacité des tissus corporels à absorber le sucre est perdue, ainsi qu'à le convertir en glycogène et à le stocker dans le foie. Par conséquent, le taux de sucre dans le sang est constamment élevé, ce qui entraîne une augmentation de son excrétion dans l'urine.

L'importance du glucose pour l'organisme ne se limite pas à son rôle de source d'énergie. Il fait partie du cytoplasme et est donc nécessaire à la formation de nouvelles cellules, en particulier pendant la période de croissance. Les glucides font également partie des acides nucléiques.

Les glucides sont également importants dans le métabolisme du système nerveux central. Avec une forte diminution de la quantité de sucre dans le sang, il y a de fortes perturbations dans l'activité du système nerveux. Des convulsions, des délires, des pertes de conscience, des modifications de l'activité cardiaque surviennent. Si une telle personne reçoit du glucose dans le sang ou du sucre ordinaire à manger, après un certain temps, ces symptômes graves disparaître.

Le sucre ne disparaît pas complètement du sang même en l'absence de celui-ci dans les aliments, car dans le corps, les glucides peuvent être formés à partir de protéines et de graisses.

Le besoin de glucose dans différents organes n'est pas le même. Le cerveau retient jusqu'à 12% du glucose délivré, les intestins - 9%, les muscles - 7%, les reins - 5%. La rate et les poumons ne le retardent presque pas du tout.

Métabolisme des glucides chez les enfants. Chez les enfants, le métabolisme des glucides se produit avec une grande intensité, ce qui s'explique par le haut niveau de métabolisme dans corps d'enfant... Les glucides dans le corps de l'enfant ne sont pas seulement la principale source d'énergie, mais jouent également un rôle plastique important dans la formation des membranes cellulaires, des substances du tissu conjonctif. Les glucides sont également impliqués dans l'oxydation des produits acides du métabolisme des protéines et des graisses, ce qui contribue au maintien de l'équilibre acido-basique dans l'organisme.

La croissance intensive du corps de l'enfant nécessite des quantités importantes de matière plastique - protéines et graisses. Par conséquent, la formation de glucides chez les enfants à partir de protéines et de graisses est limitée. Les besoins quotidiens en glucides chez les enfants sont élevés et s'élèvent à 10 à 12 g pour 1 kg de poids corporel pendant la petite enfance. Au cours des années suivantes, la quantité requise de glucides varie de 8-9 à 12-15 g pour 1 kg de poids. Un enfant de 1 à 3 ans doit recevoir en moyenne 193 g de glucides avec de la nourriture par jour, de 4 à 7 ans - 287 g, de 9 à 13 ans - 370 g, de 14 à 17 ans - 470 g, un adulte - 500 G.

Les glucides sont mieux assimilés par l'organisme d'un enfant que par un adulte (de 98 à 99 % chez le nourrisson). En général, les enfants sont relativement plus tolérants à l'hyperglycémie que les adultes. Chez les adultes, le glucose apparaît dans l'urine si 2,5 à 3 g pour 1 kg de poids corporel sont fournis, tandis que chez les enfants, cela ne se produit que lorsque 8 à 12 g de glucose pour 1 kg de poids corporel sont fournis. L'apport de petites quantités de glucides avec de la nourriture peut entraîner une double augmentation de la glycémie chez les enfants, mais après 1 heure, la glycémie commence à diminuer et après 2 heures, elle est complètement normalisée.

Echange d'eau et de minéraux. Vitamines. La valeur de l'eau et des sels minéraux. Toutes les transformations des substances de l'organisme ont lieu dans le milieu aquatique. L'eau dissout les nutriments qui pénètrent dans le corps, transporte les substances dissoutes. Avec les substances minérales, il participe à la construction des cellules et à de nombreuses réactions métaboliques. L'eau participe à la régulation de la température corporelle : en s'évaporant, elle refroidit le corps, le protégeant de la surchauffe.

L'eau et les sels minéraux créent principalement l'environnement interne du corps, étant le principal constituant du plasma sanguin, de la lymphe et du liquide tissulaire. Certains sels dissous dans la partie liquide du sang sont impliqués dans le transport des gaz dans le sang.

L'eau et les sels minéraux font partie des sucs digestifs, ce qui détermine leur importance pour les processus de digestion. Et bien que ni l'eau ni les sels minéraux ne soient des sources d'énergie dans le corps, leur apport et leur excrétion normaux du corps sont une condition de son activité normale. L'eau chez un adulte représente environ 65% du poids corporel, chez les enfants - environ 80%.

La perte d'eau par l'organisme entraîne des troubles très graves. Par exemple, en cas d'indigestion chez les nourrissons, la déshydratation du corps est un grand danger, cela entraîne des convulsions, une perte de conscience. Priver une personne d'eau pendant plusieurs jours est fatal.

Échange d'eau. Le corps est constamment réapprovisionné en eau en raison de son absorption par le tube digestif. Une personne a besoin de 2 à 2,5 litres d'eau par jour dans des conditions alimentaires normales et à des températures ambiantes normales. Cette quantité d'eau provient des sources suivantes : eau potable (environ 1 litre) ; eau contenue dans les aliments (environ 1 litre); l'eau, qui se forme dans le corps lors de l'échange de protéines, de graisses et de glucides (300-350 cm3).

Les principaux organes qui éliminent l'eau du corps sont les reins, les glandes sudoripares, les poumons et les intestins. Les reins éliminent 1,2 à 1,5 litre d'eau du corps par jour dans l'urine. Les glandes sudoripares à travers la peau sous forme de sueur sont éliminées de 500 à 700 mètres cubes. cm d'eau par jour. À température et humidité normales par 1 m². cm de la peau, environ 1 mg d'eau est libéré toutes les 10 minutes. Les poumons sous forme de vapeur d'eau sont excrétés à 350 mètres cubes. cm d'eau; cette quantité augmente fortement avec l'approfondissement et l'accélération de la respiration, et 700 à 800 mètres cubes peuvent alors être libérés par jour. voir l'eau. Par les intestins avec les matières fécales, 100 à 150 mètres cubes sont excrétés par jour. cm d'eau; en cas de troubles intestinaux, plus d'eau peut être excrétée, ce qui conduit à un épuisement du corps en eau.

Pour le fonctionnement normal de l'organisme, il est important que l'apport d'eau dans l'organisme couvre totalement sa consommation. Si plus d'eau est retirée du corps qu'elle n'y pénètre, une sensation de soif apparaît. Le rapport entre la quantité d'eau consommée et la quantité allouée est le bilan hydrique.

Dans le corps de l'enfant, l'eau extracellulaire prédomine, ce qui détermine la plus grande hydrolabilité des enfants, c'est-à-dire la capacité de perdre et d'accumuler rapidement de l'eau. Le besoin en eau pour 1 kg de poids corporel diminue avec l'âge et sa quantité absolue augmente. Bébé de trois mois nécessite 150-170 g d'eau pour 1 kg de poids corporel, à 2 ans - 95 g, à 12-13 ans - 45 g. Les besoins quotidiens en eau pour un enfant d'un an sont de 800 ml, à 4 ans - 950-1000 ml, à 5-6 ans - 1200 ml, à 7-10 ans - 1350 ml, à 11-14 ans - 1500 ml.

La valeur des sels minéraux dans la croissance et le développement d'un enfant. La présence de substances minérales est associée au phénomène d'excitabilité et de conduction dans le système nerveux. Les sels minéraux assurent un certain nombre de fonctions vitales du corps, telles que la croissance et le développement des os, des nerfs, des muscles ; déterminer la réaction du sang (pH), contribuer au fonctionnement normal du cœur et du système nerveux; utilisé pour la formation d'hémoglobine (fer), acide gastrique acide chlorhydrique (chlore); maintenir une certaine pression osmotique.

Chez un nouveau-né, les minéraux représentent 2,55% du poids corporel, chez un adulte - 5%. Avec une alimentation mixte, un adulte reçoit tous les minéraux dont il a besoin en quantité suffisante avec de la nourriture, et seulement sel de table ajoutée à l'alimentation humaine lors de sa transformation culinaire. Le corps d'un enfant en pleine croissance a particulièrement besoin d'un apport supplémentaire de nombreux minéraux.

Les minéraux ont un effet important sur le développement de l'enfant. La croissance osseuse, le moment de l'ossification du cartilage et l'état des processus oxydatifs dans le corps sont associés au métabolisme du calcium et du phosphore. Le calcium affecte l'excitabilité du système nerveux, la contractilité musculaire, la coagulation du sang, le métabolisme des protéines et des graisses dans le corps. Le phosphore est nécessaire non seulement pour la croissance du tissu osseux, mais aussi pour le fonctionnement normal du système nerveux, de la plupart des organes glandulaires et autres. Le fer fait partie de l'hémoglobine sanguine.

Le plus grand besoin de calcium est observé au cours de la première année de vie d'un enfant; à cet âge, elle est huit fois plus élevée qu'en deuxième année de vie et treize fois plus élevée qu'en troisième année ; puis le besoin en calcium diminue, augmentant légèrement pendant la puberté. Chez les écoliers, les besoins quotidiens en calcium sont de 0,68 à 2,36 g, pour le phosphore de 1,5 à 4,0 g. Le rapport optimal entre la concentration de sels de calcium et de phosphore pour les enfants âge préscolaire est de 1: 1, à l'âge de 8-10 ans - 1: 1,5, chez les adolescents et les écoliers plus âgés - 1: 2. Dans une telle relation, le développement du squelette se déroule normalement. Le lait a un rapport idéal de sels de calcium et de phosphore, il est donc obligatoire d'inclure du lait dans l'alimentation des enfants.

Les besoins en fer chez les enfants sont plus élevés que chez les adultes: 1 à 1,2 mg pour 1 kg de poids corporel par jour (chez les adultes - 0,9 mg). Les enfants devraient recevoir 25 à 40 mg de sodium par jour, 12 à 30 mg de potassium et 12 à 15 mg de chlore.

Vitamines. Ce sont des composés organiques qui sont absolument nécessaires au fonctionnement normal de l'organisme. Les vitamines font partie de nombreuses enzymes, ce qui explique le rôle important des vitamines dans le métabolisme. Les vitamines favorisent l'action des hormones, augmentent la résistance du corps aux influences néfastes de l'environnement (infections, températures élevées et basses, etc.). Ils sont nécessaires pour stimuler la croissance, la réparation des tissus et des cellules après des blessures et des interventions chirurgicales.

Contrairement aux enzymes et aux hormones, la plupart des vitamines ne sont pas produites dans le corps humain. Leur principale source est les légumes, les fruits et les baies. Les vitamines sont également contenues dans le lait, la viande, le poisson. Les vitamines sont nécessaires en très petites quantités, mais leur manque ou leur absence dans les aliments perturbe la formation des enzymes correspondantes, ce qui entraîne des maladies - des carences en vitamines.

Toutes les vitamines sont divisées en deux grands groupes : a) hydrosolubles ; b) liposoluble. Les vitamines hydrosolubles comprennent le groupe des vitamines B, des vitamines C et R. K vitamines liposolubles- les vitamines A1 et A2, D, E, K.

La vitamine B1 (thiamine, aneurine) se trouve dans les noisettes, le riz brun, le pain complet, l'orge et les flocons d'avoine, en particulier dans la levure de bière et le foie. Les besoins quotidiens en vitamines chez les enfants de moins de 7 ans sont de 1 mg, de 7 à 14 ans - 1,5 mg, à partir de 14 ans - 2 mg, chez les adultes - 2-3 mg.

En l'absence de vitamine B1 dans les aliments, la maladie du béribéri se développe. Le patient perd l'appétit, se fatigue rapidement et une faiblesse apparaît progressivement dans les muscles des jambes. Ensuite, il y a une perte de sensibilité dans les muscles des jambes, des lésions des nerfs auditifs et optiques, des cellules oblongues et moelle épinière, une paralysie des membres survient, sans traitement en temps opportun- décès.

Vitamine B2 (riboflavine). Chez l'homme, le premier signe d'un manque de cette vitamine est des lésions cutanées (le plus souvent au niveau des lèvres). Des fissures apparaissent, qui deviennent humides et recouvertes d'une croûte sombre. Plus tard, des dommages aux yeux et à la peau se développent, accompagnés de la chute des écailles kératinisées. À l'avenir, une anémie maligne, des dommages au système nerveux, une chute soudaine peuvent se développer pression artérielle, convulsions, perte de conscience.

La vitamine B2 est contenue dans le pain, le sarrasin, le lait, les œufs, le foie, la viande, les tomates. L'exigence quotidienne pour cela est de 2-4 mg.

La vitamine PP (nicotinamide) se trouve dans les légumes verts, les carottes, les pommes de terre, les pois, la levure, le sarrasin, le pain de seigle et de blé, le lait, la viande, le foie. L'exigence quotidienne chez les enfants est de 15 mg, chez les adultes - 15-25 mg.

Avec une carence en vitamine PP, il y a une sensation de brûlure dans la bouche, une salivation abondante et une diarrhée. La langue devient rouge cramoisi. Des taches rouges apparaissent sur les bras, le cou, le visage. La peau devient rugueuse et rugueuse, c'est pourquoi la maladie est appelée pellagre (de l'italien pelle agra - peau rugueuse). Avec une évolution sévère de la maladie, la mémoire s'affaiblit, des psychoses et des hallucinations se développent.

La vitamine B12 (cyanocobalamine) chez l'homme est synthétisée dans les intestins. Contenu dans les reins, le foie des mammifères et des poissons. Avec son absence dans le corps, une anémie maligne se développe, associée à une violation de la formation d'érythrocytes.

La vitamine C (acide ascorbique) est largement distribuée dans la nature dans les légumes, les fruits, les aiguilles et dans le foie. L'acide ascorbique est bien conservé dans la choucroute. 100 g d'aiguilles contiennent 250 mg de vitamine C, 100 g d'églantier - 150 mg. Le besoin en vitamine C est de 50 à 100 mg par jour.

Le manque de vitamine C provoque le scorbut. Habituellement, la maladie commence par un malaise général, une dépression. La peau prend une teinte grise sale, les gencives saignent, les dents tombent. Des taches sombres d'hémorragie apparaissent sur le corps, certaines d'entre elles s'ulcèrent et provoquent une douleur intense.

La vitamine A (rétinol, axéroftol) dans le corps humain est formée à partir du pigment naturel commun carotène, qui se trouve en grande quantité dans les carottes fraîches, les tomates, la laitue, les abricots, l'huile de poisson, le beurre, le foie, les reins et le jaune d'œuf. Les besoins quotidiens en vitamine A chez les enfants sont de 1 mg, pour les adultes de 2 mg.

Avec un manque de vitamine A, la croissance des enfants ralentit, une "cécité nocturne" se développe, c'est-à-dire une forte baisse de l'acuité visuelle dans la pénombre, conduisant dans les cas graves à une cécité complète mais réversible.

La vitamine D (ergocalciférol) est particulièrement nécessaire chez les enfants pour prévenir l'une des maladies les plus courantes enfance- le rachitisme. Avec le rachitisme, le processus de formation osseuse est perturbé, les os du crâne deviennent mous et souples, les membres sont pliés. Sur les zones ramollies du crâne, des tubercules pariétaux et frontaux hypertrophiés se forment. Léthargique, pâle, avec une tête anormalement grosse et un corps court aux jambes arquées, un gros ventre, ces enfants sont très en retard de développement.

Tous ces troubles graves sont associés à l'absence ou à une carence en vitamine D dans l'organisme, qui est contenue dans les jaunes, le lait de vache et l'huile de poisson.

La vitamine D peut être formée dans la peau humaine à partir de la provitamine ergostérol sous l'influence des rayons ultraviolets. L'huile de poisson, l'exposition au soleil ou le rayonnement ultraviolet artificiel sont les moyens de prévenir et de traiter le rachitisme.

Même dans des conditions de repos complet, une personne dépense une certaine quantité d'énergie: dans le corps, l'énergie est continuellement dépensée pour des processus physiologiques qui ne s'arrêtent pas une minute. Le niveau minimum de métabolisme et de coûts énergétiques pour le corps est appelé métabolisme basal. Le métabolisme principal est déterminé chez une personne en état de repos musculaire - allongée, à jeun, c'est-à-dire 12 à 16 heures après avoir mangé, à une température ambiante de 18 à 20 ° C (température de confort). Chez une personne d'âge moyen, le métabolisme de base est de 4187 J pour 1 kg de poids corporel par heure. En moyenne, cela représente 7 140 000 à 7 560 000 J par jour. Pour chaque personne, le métabolisme de base est relativement constant.

Caractéristiques du métabolisme de base chez les enfants.Étant donné que les enfants ont une surface corporelle par unité de masse relativement plus grande qu'un adulte, leur métabolisme de base est plus intense que celui des adultes. Les enfants ont également une prédominance significative des processus d'assimilation sur les processus de dissimilation. Plus l'enfant est jeune, plus la croissance est coûteuse en énergie. Ainsi, la consommation d'énergie associée à la croissance à l'âge de 3 mois est de 36%, à l'âge de 6 mois - 26%, 9 mois - 21% de la valeur énergétique totale des aliments.

Le métabolisme basal pour 1 kg de poids corporel chez un adulte est de 96 600 J. Ainsi, chez les enfants de 8 à 10 ans, le métabolisme basal est deux à deux fois et demie plus élevé que chez les adultes.

Le métabolisme de base des filles est légèrement inférieur à celui des garçons. Cette différence commence à se manifester déjà dans la seconde moitié de la première année de vie. Le travail effectué pour les garçons est associé à une dépense énergétique plus élevée que pour les filles.

La détermination du métabolisme de base a souvent une valeur diagnostique. Le métabolisme basal augmente avec une fonction thyroïdienne excessive et certaines autres maladies. Avec une fonction insuffisante de la glande thyroïde, de l'hypophyse, des gonades, le métabolisme basal diminue.

Dépense énergétique pendant l'activité musculaire. Plus le travail musculaire est intense, plus une personne dépense d'énergie. Pour les écoliers se préparant à une leçon, une leçon à l'école nécessite une énergie 20 à 50% supérieure à l'énergie du métabolisme de base.

Lors de la marche, les dépenses énergétiques dépassent le taux métabolique de base de 150 à 170 %. Lorsque vous courez ou montez des escaliers, les dépenses énergétiques dépassent de 3 à 4 fois le taux métabolique de base.

L'exercice du corps réduit considérablement la dépense énergétique pour le travail effectué. Cela est dû à une diminution du nombre de muscles impliqués dans le travail, ainsi qu'à des modifications de la respiration et de la circulation sanguine.

Les gens de différentes professions ont des dépenses énergétiques différentes. Avec le travail mental, les coûts énergétiques sont inférieurs à ceux du travail physique. Les garçons ont une dépense énergétique quotidienne totale plus élevée que les filles.

Les processus métaboliques et énergétiques sont particulièrement intenses pendant la croissance et le développement des enfants et des adolescents, ce qui est l'une des caractéristiques d'un organisme en croissance. A ce stade de l'ontogenèse, les processus plastiques l'emportent de manière significative sur les processus de destruction, et ce n'est que chez l'adulte qu'un équilibre dynamique s'établit entre ces processus de métabolisme et d'énergie. Ainsi, dans l'enfance, les processus de croissance et de développement ou d'assimilation prévalent, dans la vieillesse - les processus de dissimilation. Ce modèle peut être violé en raison de diverses maladies et de l'action d'autres facteurs environnementaux extrêmes.

Métabolisme des protéines. L'absence de l'un des acides aminés essentiels dans les aliments provoque de graves perturbations des fonctions vitales de l'organisme, en particulier celui en croissance. La privation de protéines entraîne un retard, puis un arrêt complet de la croissance et du développement physique.

Pour un corps en croissance, le besoin en protéines est bien supérieur à celui d'un adulte. Au cours de la première année de développement postnatal, l'enfant devrait recevoir plus de 4 g de protéines pour 1 kg de poids corporel, à 2-3 ans - 4 g, à 3-5 ans - 3,8 g, etc.

Métabolisme des graisses et des glucides. Les besoins en matières grasses des enfants et des adolescents ont leurs propres caractéristiques d'âge. Ainsi, jusqu'à 1,5 an, il n'y a pas besoin de graisses végétales, et le besoin total est de 50 g par jour, de 2 à 10 ans, le besoin de graisses augmente de 80 g par jour, et en graisses végétales - jusqu'à 15 g, pendant la puberté, le besoin en graisses chez les garçons est de 110 g par jour et chez les filles - 90 g, et le besoin en graisses végétales chez les deux sexes est le même - 20 g par jour.

Les besoins en glucides chez les enfants et les adolescents sont beaucoup plus faibles, surtout dans les premières années de la vie. Ainsi, jusqu'à 1 an, les besoins en glucides sont de 110 g par jour, de 1,5 à 2 ans - 190 g, à 5-6 ans - 250 g, à 11-13 ans - 380 g et chez les garçons - 420 g, et chez les filles - 370 g Dans le corps d'un enfant, il y a une assimilation plus complète et plus rapide des glucides et une plus grande résistance à l'excès de sucre dans le sang.

Echange eau-sel. La teneur en eau du corps de l'enfant est beaucoup plus élevée, en particulier dans les premiers stades de développement.Les besoins totaux en eau des enfants et des adolescents augmentent avec la croissance du corps. Si un enfant d'un an a besoin d'environ 800 ml d'eau par jour, alors à 4 ans - 1000 ml, à 7-10 ans - 1350 ml et à 11-14 ans - 1500 ml.

Échange minéral. Les besoins en minéraux d'un adulte et d'un enfant diffèrent considérablement, le manque de minéraux dans la nourriture de l'enfant entraîne plus rapidement divers troubles métaboliques et, par conséquent, une violation de la croissance et du développement du corps. À la fin de la puberté, les besoins en micronutriments diminuent légèrement.

Vitamines. Ils sont nécessaires à notre corps en quantités négligeables, mais leur absence conduit le corps à la mort, et le manque de nutrition ou la perturbation des processus de leur assimilation - au développement de diverses maladies appelées hypovitaminose.

On connaît environ 30 vitamines qui affectent divers aspects du métabolisme, à la fois des cellules individuelles et de l'organisme dans son ensemble. Cela est dû au fait que de nombreuses vitamines font partie des enzymes. Par conséquent, l'absence de vitamines provoque l'arrêt de la synthèse enzymatique et, par conséquent, des troubles métaboliques.

Une personne reçoit des vitamines à partir d'aliments d'origine végétale et animale. Pour une vie normale, une personne a besoin de 16 à 18 vitamines parmi 30 vitamines. Un corps en croissance est très sensible au manque de vitamines dans les aliments. La carence en vitamine D la plus courante chez les enfants est une maladie appelée rachitisme, qui se développe lorsqu'il y a un manque de vitamine D dans l'alimentation des enfants et s'accompagne d'une altération de la formation du squelette. Le rachitisme survient chez les enfants de moins de 5 ans.

Il convient également de noter que l'apport d'une quantité excessive de vitamines dans le corps peut provoquer de graves perturbations de son activité fonctionnelle et même conduire au développement de maladies appelées hypervitaminose.Par conséquent, il ne faut pas abuser des préparations vitaminées et les inclure dans l'alimentation uniquement. sur recommandation d'un médecin.

Échange d'énergie. Le métabolisme dans le corps est étroitement lié à la conversion de l'énergie. L'un des indicateurs les plus importants de l'intensité des processus métaboliques dans le corps est le taux métabolique basal, qui dépend de l'âge, du sexe et du poids.

En moyenne, le taux métabolique basal chez les hommes est de 7140-7560 kJ par jour et chez les femmes de 6430-6800 kJ. L'intensité des réactions métaboliques chez les enfants en termes de 1 kg de poids corporel ou 1 m 2 de sa surface est nettement plus élevée que chez les adultes, bien que les valeurs absolues soient inférieures. Ainsi, chez les garçons de 8 ans, le métabolisme de base pour 1 m2 de surface est de 6190 kJ et chez les filles de 5110 kJ. De plus, avec l'âge, la valeur du métabolisme de base diminue et chez les garçons de 15 ans elle est de - 4800 kJ, chez les filles de - 4480 kJ.

Connaissant les dépenses énergétiques de l'organisme, il est possible de formuler une ration alimentaire optimale afin que la quantité d'énergie apportée par les aliments couvre intégralement les dépenses énergétiques de l'organisme. Pour les enfants et les adolescents, la composition des aliments est particulièrement importante, car le corps de l'enfant pour un développement et une croissance normaux a besoin d'une certaine quantité de protéines, de graisses, de glucides, de sels minéraux, d'eau et de vitamines.

7. La thermorégulation, ses caractéristiques d'âge

Thermorégulation (Grec ther chaleur et lat. regulare pour rationaliser)- un ensemble de processus physiologiques dans le corps humain visant à maintenir une température corporelle constante (normalement 36,0-37,0 0 С).

La température corporelle dépend de la production et du transfert de chaleur.

La production de chaleur, c'est-à-dire la production de chaleur dans le corps, dépend de l'intensité du métabolisme. Le transfert de chaleur de la surface du corps vers l'environnement extérieur s'effectue de plusieurs manières: en modifiant l'intensité de la circulation sanguine, la transpiration, la libération de chaleur avec l'air expiré, ainsi qu'avec l'urine et les selles. Chez les enfants, en particulier les nourrissons, le transfert de chaleur est accru en raison de l'apport sanguin abondant à la peau, de la minceur de la peau elle-même et de l'immaturité du centre de thermorégulation (lorsque le corps adulte se refroidit en raison d'une diminution de la température ambiante, le vaisseaux de sa peau se rétrécissent par réflexe, ce qui lui permet de retenir la chaleur).

Normalement, la thermorégulation est effectuée de manière réflexive. Le centre de thermorégulation est situé dans l'hypothalamus.

Si le processus de production de chaleur prévaut sur le processus de transfert de chaleur, le corps surchauffe, jusqu'à coup de chaleur ... Si le processus de transfert de chaleur l'emporte sur la production de chaleur, l'hypothermie du corps s'installe.

Une violation de la thermorégulation est observée avec de la fièvre accompagnant des troubles inflammatoires et maladies infectieuses, troubles circulatoires, consommation d'alcool, etc.

Chez le nouveau-né et le nourrisson, la thermorégulation n'est pas complètement formée (le transfert de chaleur l'emporte sur la production de chaleur).

L'isothermie - l'alignement de la température corporelle d'un enfant avec un corps adulte en cours d'ontogenèse - se développe progressivement, seulement vers la 5ème année de vie. La maturation du système thermorégulateur dans l'ontogenèse postnatale est étroitement liée à la maturation des mécanismes de régulation neuroendocrinienne et à la réalisation de la posture debout, avec la maturation des muscles squelettiques. Au moment de la naissance, les mécanismes de thermorégulation, même chez les bébés prématurés, peuvent déjà être inclus dans le travail : production de chaleur accrue, principalement d'origine non tremblante, réactions vasculaires, sudation et réactions comportementales. Du fait que les mécanismes de thermorégulation fonctionnent chez un enfant dès la naissance, son durcissement doit être initié le plus tôt possible.

Questions pour l'autotest :

1. Qu'est-ce que le métabolisme et quels processus implique-t-il ?

2. Énumérez les fonctions des protéines.

3. Quels sont les acides aminés essentiels ?

3. Caractéristiques du métabolisme chez les enfants et les adolescents

Les processus métaboliques et énergétiques sont particulièrement intenses pendant la croissance et le développement des enfants et des adolescents, ce qui est l'une des caractéristiques d'un organisme en croissance. A ce stade de l'ontogenèse, les processus plastiques l'emportent de manière significative sur les processus de destruction, et ce n'est que chez l'adulte qu'un équilibre dynamique s'établit entre ces processus de métabolisme et d'énergie. Ainsi, dans l'enfance, les processus de croissance et de développement ou d'assimilation prévalent, dans la vieillesse - les processus de dissimilation. Ce modèle peut être violé en raison de diverses maladies et de l'action d'autres facteurs environnementaux extrêmes.

les cellules comprennent environ 70 éléments chimiques formant dans le corps deux principaux types de composés chimiques : les substances organiques et inorganiques. Le corps d'un adulte en bonne santé de poids moyen (70 kg) contient environ : eau - 40-45 ; protéines - 15-17; graisse - 7-10; sels minéraux - 2,5-3; glucides - 0,5-0,8. Les processus continus de synthèse et de décomposition qui se produisent dans le corps nécessitent un approvisionnement régulier en matière nécessaire pour remplacer les particules corporelles déjà obsolètes. Ce "matériau de construction" pénètre dans le corps avec la nourriture. La quantité de nourriture qu'une personne mange dans sa vie est plusieurs fois son propre poids. Tout cela indique un taux élevé de processus métaboliques dans le corps humain.

Métabolisme des protéines. Les protéines représentent environ 25 % du poids corporel total. C'est la partie la plus difficile. Les protéines sont des composés polymères constitués d'acides aminés. L'ensemble de protéines de chaque personne est strictement unique et spécifique. Dans le corps, les protéines alimentaires sous l'action des sucs digestifs sont divisées en ses composants simples - les peptides et les acides aminés, qui sont ensuite absorbés dans l'intestin et pénètrent dans la circulation sanguine. Sur les 20 acides aminés, seuls 8 sont essentiels pour l'homme. Ceux-ci comprennent le tryptophane, la leucine, l'isoleucine, la valine, la thréonine, la lysine, la méthionine et la phénylalanine. Un corps en croissance a également besoin d'histidine.

L'absence de l'un des acides aminés essentiels dans les aliments provoque de graves perturbations des fonctions vitales de l'organisme, en particulier celui en croissance. La privation de protéines entraîne un retard, puis un arrêt complet de la croissance et du développement physique. L'enfant devient léthargique, il y a une forte perte de poids, un œdème abondant, une diarrhée, une inflammation de la peau, une anémie, une diminution de la résistance du corps à maladies infectieuses etc. Cela est dû au fait que la protéine est la principale matière plastique du corps, à partir de laquelle se forment diverses structures cellulaires. De plus, les protéines font partie des enzymes, des hormones, des nucléoprotéines, forment l'hémoglobine et les anticorps sanguins.

Si le travail n'est pas associé à un effort physique intense, le corps humain a besoin en moyenne d'environ 1,1 à 1,3 g de protéines pour 1 kg de poids corporel par jour. Avec une augmentation de l'activité physique, les besoins du corps en protéines augmentent également. Pour un corps en croissance, le besoin en protéines est beaucoup plus élevé. Au cours de la première année de développement postnatal, l'enfant devrait recevoir plus de 4 g de protéines pour 1 kg de poids corporel, à 2-3 ans - 4 g, à 3-5 ans - 3,8 g, etc.

Métabolisme des graisses et des glucides. Ces substances organiques ont une structure plus simple, elles sont constituées de trois éléments chimiques : le carbone, l'oxygène et l'hydrogène. La même composition chimique de graisses et de glucides permet à l'organisme d'en fabriquer avec un excès de glucides et, à l'inverse, si nécessaire, les glucides se forment facilement à partir des graisses du corps.

La quantité totale de graisse dans le corps humain est en moyenne d'environ 10 à 20% et de glucides à 1%. La majeure partie de la graisse se trouve dans le tissu adipeux et constitue une réserve énergétique de réserve. Une plus petite portion de graisse est utilisée pour construire de nouvelles structures de membrane cellulaire et remplacer les anciennes. Certaines cellules du corps sont capables de stocker des quantités énormes de graisse, agissant comme un isolement thermique et mécanique dans le corps.

Dans l'alimentation d'un adulte en bonne santé, la graisse devrait être d'environ 30% la teneur totale en calories des aliments, c'est-à-dire 80-100 g par jour. Il est nécessaire d'utiliser des graisses d'origine animale et végétale dans l'alimentation, dans un rapport de 2 : 1, car certains des composants constitutifs des graisses végétales ne peuvent pas être synthétisés dans l'organisme. Ce sont les acides gras dits insaturés : linoléique, linolénique et arachidonique. Un apport insuffisant de ces acides gras dans le corps humain entraîne des troubles métaboliques et le développement de processus athérosclérotiques dans le système cardiovasculaire.

Les besoins en matières grasses des enfants et des adolescents ont leurs propres caractéristiques d'âge. Ainsi, jusqu'à 1,5 an, il n'y a pas besoin de graisses végétales, et le besoin total est de 50 g par jour, de 2 à 10 ans, le besoin de graisses augmente de 80 g par jour, et en graisses végétales - jusqu'à 15 g, pendant la puberté, le besoin en graisses chez les garçons est de 110 g par jour et chez les filles - 90 g, et le besoin en graisses végétales chez les deux sexes est le même - 20 g par jour.

Les glucides dans le corps sont décomposés en glucose, fructose, galactose, etc., puis absorbés dans la circulation sanguine. Teneur en glucose dans le sang d'un adulte est constant et égal à une moyenne de 0,1%. Avec une augmentation de la quantité de sucre dans le sang à 0,11-0,12 %, le glucose passe du sang au foie et aux tissus musculaires, où il est stocké sous forme d'amidon animal - glycogène. Avec une augmentation supplémentaire de la teneur en sucre dans le sang à 0,17%, les reins sont inclus dans son excrétion du corps et le sucre apparaît dans l'urine. Ce phénomène est appelé glycosurie .

Le corps utilise principalement les glucides comme matière énergétique. Dans des conditions normales, un homme adulte moyen engagé dans un travail mental ou physique léger a besoin de 400 à 500 g de glucides par jour. Les besoins en glucides chez les enfants et les adolescents sont beaucoup plus faibles, surtout dans les premières années de la vie. Ainsi, jusqu'à 1 an, les besoins en glucides sont de 110 g par jour, de 1,5 à 2 ans - 190 g, à 5-6 ans - 250 g, à 11-13 ans - 380 g et chez les garçons - 420 g, et chez les filles - 370 g Dans le corps d'un enfant, il y a une assimilation plus complète et plus rapide des glucides et une plus grande résistance à l'excès de sucre dans le sang.

Echange eau-sel. Pour les fonctions vitales du corps, l'eau joue un rôle beaucoup plus important que le reste des éléments constitutifs des aliments. Le fait est que l'eau dans le corps humain est à la fois un matériau de construction, un catalyseur pour tous les processus métaboliques et un thermorégulateur du corps. La quantité totale d'eau dans le corps dépend de l'âge, du sexe et du poids. En moyenne, le corps d'un homme contient plus de 60% d'eau, le corps d'une femme - 50%.

La teneur en eau dans le corps de l'enfant est beaucoup plus élevée, surtout dans les premiers stades de développement. Selon les embryologistes, la teneur en eau dans le corps d'un fœtus de 4 mois atteint 90% et chez un enfant de 7 mois - 84%. Dans le corps d'un nouveau-né, le volume d'eau est de 70 à 80 %. Dans l'ontogénie postnatale, la teneur en eau diminue rapidement. Ainsi, un enfant a 8 mois. la teneur en eau est de 60 %, pour un enfant de 4,5 ans - 58 %, pour les garçons de 13 ans - 59 % et pour les filles du même âge - 56 %. La teneur en eau plus élevée dans le corps des enfants est évidemment associée à une plus grande intensité des réactions métaboliques associées à leur croissance et leur développement rapides. Les besoins totaux en eau des enfants et des adolescents augmentent à mesure que le corps grandit. Si un enfant d'un an a besoin d'environ 800 ml d'eau par jour, alors à 4 ans - 1000 ml, à 7-10 ans - 1350 ml et à 11-14 ans - 1500 ml.

Échange minéral. Le rôle des oligo-éléments se réduit au fait qu'ils sont de subtils régulateurs des processus métaboliques. Associés aux protéines, de nombreux oligo-éléments servent de matériau pour la construction d'enzymes, d'hormones et de vitamines.

Les besoins en minéraux d'un adulte et d'un enfant diffèrent considérablement, le manque de minéraux dans la nourriture de l'enfant entraîne plus rapidement divers troubles métaboliques et, par conséquent, une violation de la croissance et du développement du corps. Ainsi, le taux de consommation de calcium dans le corps d'un enfant d'un an est de 1000 mg par jour, celui de phosphore de 1500 mg. À l'âge de 7 à 10 ans, les besoins en oligo-éléments augmentent, il faut du calcium 1200 mg par jour, du phosphore - 2000 mg. À la fin de la puberté, les besoins en micronutriments diminuent légèrement.

Vitamines. Ils sont nécessaires à notre corps en quantités négligeables, mais leur absence entraîne la mort du corps, un manque de nutrition ou une perturbation des processus de leur assimilation - au développement de diverses maladies appelées hypovitaminose.

On connaît environ 30 vitamines qui affectent divers aspects du métabolisme, à la fois des cellules individuelles et de l'organisme dans son ensemble. Cela est dû au fait que de nombreuses vitamines font partie des enzymes. Par conséquent, l'absence de vitamines provoque l'arrêt de la synthèse enzymatique et, par conséquent, des troubles métaboliques.

Une personne reçoit des vitamines à partir d'aliments d'origine végétale et animale. Pour une vie normale, une personne a besoin de 16 à 18 vitamines parmi 30 vitamines. Les vitamines B 1, B 2, B 12, PP, C, A et D sont particulièrement importantes. Jusqu'à un an, la norme pour la vitamine A est de 0,5 mg, B 1 - 0,5 mg, B 2 - 1 mg, PP - 5 mg, B 6 - 0,5 mg, C - 30 mg et D - 0,15 mg. Dans la période de 3 à 7 ans, la norme pour la vitamine A est de 1 mg, B 1 - 1,5 mg, B 2 - 2,5 mg, PP - 10 mg, B 6 - 1,5 mg, C - 50 mg, et le besoin de la vitamine D reste la même - 0,15 mg. Au moment de la puberté, la norme pour la vitamine A est de 1,5 mg, B 1 - 2 mg, B 2 - 3 mg, PP - 20 mg, B 6 - 2 mg, C - 70 mg et D - 0,15 mg.

Un corps en croissance est très sensible au manque de vitamines dans les aliments. La carence en vitamines la plus courante chez les enfants est une maladie appelée rachitisme. Il se développe lorsqu'il y a un manque de vitamine D dans les aliments pour bébés et s'accompagne d'une altération de la formation du squelette. Le rachitisme survient chez les enfants de moins de 5 ans.

Il convient également de noter que l'apport d'une quantité excessive de vitamines dans l'organisme peut provoquer de graves perturbations de son activité fonctionnelle et même conduire au développement de maladies appelées hypervitaminose. Par conséquent, il ne faut pas abuser des préparations vitaminées et les inclure dans les aliments uniquement sur recommandation d'un médecin.

A la suite de la maîtrise de ce chapitre, l'étudiant doit : savoir

• stades du métabolisme et de l'énergie : anabolisme et catabolisme ;
• caractéristiques du métabolisme général et basique;
• action dynamique spécifique des aliments;
• moyens d'évaluer la consommation d'énergie du corps;
• caractéristiques d'âge du métabolisme; être capable de
• expliquer l'importance du métabolisme pour le corps humain;
• associer les caractéristiques du métabolisme liées à l'âge à la dépense énergétique à différentes périodes d'âge;

posséder

Connaissances sur la participation des nutriments dans le métabolisme.

Caractéristiques du métabolisme dans le corps

Métabolisme, ou métabolisme(du grec. métabole - transformation), est un ensemble de transformations chimiques et physiques qui se produisent dans un organisme vivant et assurent son activité vitale en liaison avec l'environnement extérieur. Dans le métabolisme et l'énergie, deux processus interdépendants opposés sont libérés : l'anabolisme, qui est à la base assimilation, et le catabolisme, qui est basé sur dissimilation.

Anabolisme(du grec. anabolisant - montée) - un ensemble de processus de synthèse des structures tissulaires et cellulaires, ainsi que des composés nécessaires à l'activité vitale du corps. L'anabolisme assure la croissance, le développement et le renouvellement des structures biologiques, l'accumulation d'un substrat énergétique. L'énergie est stockée sous forme de composés phosphatés à haute énergie (macroergs) tels que l'ATP.

Catabolisme(du grec. catabole - descendant) - un ensemble de processus de désintégration des structures tissulaires et cellulaires et de clivage de composés complexes pour le soutien énergétique et plastique des processus vitaux. Lors du catabolisme, une énergie chimique est libérée, qui est utilisée par l'organisme pour maintenir la structure et la fonction de la cellule, ainsi que pour assurer une activité cellulaire spécifique : contraction musculaire, sécrétion de sécrétions glandulaires, etc. Les produits finaux du catabolisme - eau, dioxyde de carbone, ammoniac, urée, acide urique, etc. - sont éliminés du corps.

Ainsi, les processus cataboliques fournissent de l'énergie et des matières premières pour l'anabolisme. Les processus anabolisants sont nécessaires à la construction et à la restauration des structures et des cellules, à la formation de tissus pendant la croissance, à la synthèse d'hormones, d'enzymes et d'autres composés nécessaires à l'activité vitale du corps. Pour les réactions cataboliques, ils fournissent des macromolécules à cliver. Les processus d'anabolisme et de catabolisme sont interconnectés et sont dans le corps dans un état équilibre dynamique. L'état d'un rapport d'équilibre ou de non-équilibre de l'anabolisme et du catabolisme dépend de l'âge, de l'état de santé, du stress physique ou mental exercé. Chez l'enfant, la prédominance des processus anaboliques sur les processus cataboliques caractérise les processus de croissance et d'accumulation de masse tissulaire. L'augmentation la plus intense du poids corporel est observée au cours des trois premiers mois de la vie - 30 g / jour. Au cours de l'année, il diminue à 10 g / jour, les années suivantes, la baisse se poursuit. Le coût énergétique de la croissance est également le plus élevé au cours des trois premiers mois et s'élève à environ 140 kcal/jour, soit 36% de la valeur énergétique des aliments. De trois ans à la puberté, il diminue à 30 kcal / jour, puis augmente à nouveau - à 110 kcal / jour. Les processus anabolisants sont plus intenses chez les adultes pendant la période de récupération après la maladie. La prédominance des processus cataboliques est caractéristique des personnes âgées ou épuisées par une maladie grave de longue durée. En règle générale, cela est dû à la destruction progressive des structures tissulaires et à la libération d'énergie.

L'essence du métabolisme consiste en l'apport de divers nutriments de l'environnement extérieur dans le corps, leur assimilation et leur utilisation comme sources d'énergie et de matériel pour construire les structures du corps et la libération de produits métaboliques formés au cours de l'activité vitale dans l'environnement extérieur. À cet égard, il existe les quatre principaux constituants de la fonction d'échange ».

• extraction d'énergie de l'environnement sous forme d'énergie chimique de substances organiques;
• la transformation des nutriments des pauvres en substances plus simples à partir desquelles se forment les macromolécules qui constituent les composants des cellules ;
• assemblage de protéines, d'acides nucléiques et d'autres composants cellulaires à partir de ces substances ;
• synthèse et destruction de molécules nécessaires à l'accomplissement de diverses fonctions spécifiques de l'organisme.

Le métabolisme du corps se déroule en plusieurs étapes. Premier pas - transformation des nutriments dans le tube digestif. Ici, les substances complexes de la pauvreté sont décomposées en substances plus simples - glucose, acides aminés et acides gras qui peuvent être absorbés dans le sang ou la lymphe. Lorsque les nutriments sont décomposés dans le tube digestif, de l'énergie est libérée, ce que l'on appelle chaleur primaire. Il est utilisé par le corps pour maintenir l'homéostasie thermique.

Seconde phase la transformation des substances a lieu à l'intérieur des cellules du corps. C'est ce qu'on appelle l'intracellulaire, ou intermédiaire, échanger. A l'intérieur de la cellule, les produits de la première étape du métabolisme - glucose, acides gras, glycérol, acides aminés - sont oxydés et phosphorylés. Ces processus s'accompagnent d'une libération d'énergie, dont la majeure partie est stockée dans les liaisons macroergiques de l'ATP. Les produits de réaction fournissent à la cellule les éléments constitutifs de la synthèse d'une variété de composants moléculaires. De nombreuses enzymes y jouent un rôle décisif. Avec leur participation, des complexes réactions chimiques oxydation et réduction, phosphorylation, transamination, etc. Le métabolisme dans une cellule n'est possible qu'avec l'intégration de toutes les transformations biochimiques complexes des protéines, des graisses et des glucides avec la participation de sources d'énergie communes (ATP) pour eux et en raison de l'existence de précurseurs ou substances intermédiaires courantes. L'apport énergétique total de la cellule est formé en raison de la réaction d'oxydation biologique.

L'oxydation biologique est aérobie et anaérobie. Aérobique(à partir de lat. aeg - air) les processus nécessitent de l'oxygène, se déroulent dans les mitochondries et s'accompagnent de l'accumulation d'une grande quantité d'énergie, qui couvre la principale consommation d'énergie du corps. Anaérobie les processus se déroulent sans la participation d'oxygène, principalement dans le cytoplasme et s'accompagnent de l'accumulation d'une petite quantité d'énergie sous forme d'ATP, qui est utilisée pour satisfaire les besoins limités à court terme de la cellule. Ainsi, pour le tissu musculaire d'un adulte, les processus aérobies sont caractéristiques, tandis que les processus anaérobies prévalent dans le métabolisme énergétique du fœtus et des enfants des premiers jours de la vie.

Avec l'oxydation complète de 1 M de glucose ou d'acides aminés, 25,5 M d'ATP se forment et avec l'oxydation complète des graisses, 91,8 M d'ATP. L'énergie stockée dans l'ATP est utilisée par le corps pour effectuer un travail utile et est convertie en chaleur secondaire. Ainsi, l'énergie libérée par l'oxydation des nutriments dans la cellule est finalement convertie en énergie thermique. À la suite de l'oxydation aérobie, les produits nutritifs sont convertis en C0 2 et H 2 0, qui sont inoffensifs pour l'organisme.

Cependant, dans la cellule, il peut également y avoir une combinaison directe d'oxygène avec des substances oxydables sans la participation d'enzymes, ce qu'on appelle l'oxydation radicalaire. Cela produit des radicaux libres et des peroxydes hautement toxiques pour le corps. Ils endommagent les membranes cellulaires et détruisent les protéines structurelles. Un avertissement de ce type d'oxydation est la consommation de vitamines E, A, C, etc., ainsi que d'oligo-éléments (Se, etc.), qui transforment les radicaux libres en molécules stables et empêchent la formation de peroxydes toxiques. Cela garantit le déroulement normal de l'oxydation biologique dans la cellule.

Étape finale métabolisme - excrétion des produits de décomposition avec l'urine et excrétions de la sueur et des glandes sébacées.

Le métabolisme plastique et énergétique dans le corps agissent comme un tout, mais le rôle de divers nutriments dans leur mise en œuvre n'est pas le même. Chez un adulte, les produits de la dégradation des graisses et des glucides sont principalement utilisés pour fournir des processus énergétiques et des protéines - pour construire et restaurer les structures cellulaires. Chez les enfants, en raison de la croissance et du développement intensifs du corps, les glucides sont impliqués dans les processus plastiques. L'oxydation biologique sert de source non seulement de phosphates riches en énergie, mais aussi de composés carbonés utilisés dans la biosynthèse des acides aminés, des glucides, des lipides et d'autres composants cellulaires. Ceci explique l'intensité significativement plus élevée du métabolisme énergétique chez les enfants.

Toute l'énergie des liaisons chimiques des nutriments entrant dans le corps se transforme finalement en chaleur (chaleur primaire et secondaire), donc, par la quantité de chaleur générée, on peut juger du montant des coûts énergétiques pour la mise en œuvre de l'activité vitale.

Pour évaluer la consommation d'énergie du corps, des méthodes de calorimétrie directe et indirecte sont utilisées, à l'aide desquelles il est possible de déterminer la quantité de chaleur dégagée par le corps humain. Calorimétrie directe est basé sur la mesure de la quantité de chaleur que le corps libère dans l'environnement (par exemple, par heure ou par jour). A cet effet, une personne est placée dans une cellule spéciale - calorimètre(fig.12.1). Les parois du calorimètre sont lavées par de l'eau dont la température de chauffage permet de juger de la quantité d'énergie libérée. La calorimétrie directe offre une grande précision dans l'évaluation de la consommation d'énergie du corps, mais en raison de sa lourdeur et de sa complexité, cette méthode n'est utilisée qu'à des fins spéciales.

Pour déterminer la consommation énergétique d'une personne, une méthode plus simple et plus accessible est souvent utilisée. calorimet indirect

Riz. 12.1.

Le calorimètre est utilisé pour les études humaines. L'énergie totale libérée est constituée : 1) de la chaleur générée, mesurée par l'augmentation de la température de l'eau circulant dans le serpentin de la chambre ; 2) la chaleur latente de vaporisation, mesurée mais la quantité de vapeur d'eau extraite de l'air ambiant par le premier absorbeur H 2 0 ; 3) travail visant des objets en dehors de la caméra. La consommation de 0 2 est mesurée par sa quantité qu'il faut additionner pour que sa teneur dans la chambre reste constante.

rii - selon les données d'échange de gaz. Considérant que la quantité totale d'énergie libérée par l'organisme est le résultat de la dégradation des protéines, des graisses et des glucides, ainsi que connaissant la quantité d'énergie libérée lors de la dégradation de chacune de ces substances (leur valeur énergétique), et la quantité de substances décomposées sur une certaine période de temps, il est possible de calculer la quantité d'énergie libérée. Pour déterminer quelles substances ont subi une oxydation dans le corps (protéines, lipides ou glucides), calculez fréquence respiratoire(DC), qui s'entend comme le rapport du volume de dioxyde de carbone émis au volume d'oxygène absorbé. Le quotient respiratoire est différent lorsque les protéines, les graisses et les glucides sont oxydés. La calorimétrie indirecte est appelée « analyse de gaz total » lorsque la quantité d'oxygène absorbée et de dioxyde de carbone exhalé est connue. Pour l'effectuer, vous avez besoin d'un équipement qui vous permet de déterminer le volume de dioxyde de carbone. Dans la bioénergie classique, un sac Douglas, une horloge à gaz et un analyseur de gaz Holden, dans lequel se trouvent des absorbeurs de dioxyde de carbone et d'oxygène, sont utilisés à cette fin. La méthode permet d'estimer le pourcentage de 0 2 et de C0 2 dans l'échantillon d'air à l'étude. Les données de mesure sont utilisées pour calculer le volume d'oxygène absorbé et de dioxyde de carbone expiré.

Analysons l'essence de cette méthode en utilisant l'exemple de l'oxydation du glucose. La formule totale pour la décomposition des glucides est exprimée par l'équation

Pour les graisses, le DC est de 0,7. Lorsque les protéines et les aliments mélangés sont oxydés, la valeur DC prend une valeur intermédiaire : entre 1 et 0,7.

Le sujet prend l'embout buccal du sac Douglas dans sa bouche (Fig. 12.2), son nez est fermé avec une pince, et tout l'air expiré pendant un certain temps est recueilli dans un sac en caoutchouc.

Le volume d'air expiré est déterminé à l'aide d'une horloge à gaz. Un échantillon d'air est prélevé dans le sac et la teneur en oxygène et en dioxyde de carbone qu'il contient est déterminée. La teneur en gaz de l'air inhalé est connue. La différence en pourcentage est utilisée pour calculer la quantité d'oxygène consommé, de dioxyde de carbone émis et de DC :

Connaissant la valeur de DC, on trouve l'équivalent calorique de l'oxygène (KEO2) (tableau 12.1), c'est-à-dire la quantité de chaleur générée dans le corps lorsque 1 litre d'oxygène est consommé.

Riz. 12.2.

En multipliant la valeur de KE0 2 par le nombre de litres de 0 2 consommés, la valeur d'échange est obtenue pour la période de temps pendant laquelle l'échange gazeux a été déterminé.

Selon elle, le taux de change quotidien est déterminé.

Actuellement, il existe des analyseurs de gaz automatiques qui permettent de déterminer simultanément le volume de 0 2 consommé et le volume de CO2 expiré. Cependant, la plupart des dispositifs médicaux disponibles ne peuvent déterminer que le volume de 0 2 absorbé, par conséquent, la méthode est largement utilisée dans la pratique calorimétrie indirecte, ou une analyse de gaz incomplète. Dans ce cas, seul le volume de 0 2 absorbé est déterminé, donc le calcul du DC est impossible. Il est classiquement supposé que les glucides, les protéines et les graisses sont oxydés dans le corps. On pense que le DC dans ce cas est de 0,85. Il correspond à KE0 2, égal à 4,862 kcal/l. D'autres calculs sont effectués comme dans l'analyse de gaz complète.

Tableau 12.1

La valeur de DC et EC0 2 dans l'oxydation de divers nutriments dans le corps