Plan.

Lectura 17

Subiect: „Caracteristicile de vârstă ale metabolismului”

12. Metabolismul și energia caracteristici de vârstă.

13. Nutrienții, compoziția lor, valoarea energetică, normele nutriționale.

14. Prevenirea bolilor gastrointestinale.

Metabolismul se referă la totalitatea modificărilor pe care le suferă substanțele din momentul în care intră în tractul digestiv până la formarea produselor finale de dezintegrare excretate din organism. Adică, metabolismul tuturor organismelor, de la cele mai primitive la cele mai complexe, inclusiv corpul uman, este baza vieții.

În procesul vieții în corp, au loc rearanjări continue: unele celule mor, altele le înlocuiesc. La un adult, 1/20 din celulele epiteliului pielii și jumătate din toate celulele epiteliului tractului digestiv mor și sunt înlocuite în timpul zilei, aproximativ 25 g de sânge etc.

În procesul de creștere, reînnoirea celulelor corpului este posibilă numai atunci când oxigenul și substanțele nutritive sunt furnizate continuu corpului, care sunt materialul de construcție din care este construit corpul. Dar pentru construirea de noi celule ale corpului, reînnoirea lor continuă, precum și pentru ca o persoană să efectueze un fel de muncă, este nevoie de energie. Corpul uman primește această energie în timpul descompunerii și oxidării în procesele metabolice (metabolismul). Mai mult, procesele metabolice (anabolism și catabolism) sunt subtil coordonate între ele și se desfășoară într-o anumită succesiune.

Sub anabolismînțelegeți totalitatea reacțiilor de sinteză. Sub catabolism- un set de reacții de descompunere. Trebuie avut în vedere faptul că ambele procese sunt conectate continuu. Procesele catabolice asigură anabolismul cu energie și substanțe inițiale, iar procesele anabolice asigură sinteza structurilor, formarea de țesuturi noi în legătură cu procesele de creștere ale corpului, sinteza hormonilor și a enzimelor necesare vieții.

În timpul dezvoltării individuale, cele mai semnificative modificări sunt experimentate de faza anabolică a metabolismului și, într-o măsură mai mică, de faza catabolică.

În funcție de semnificația funcțională a acestora în faza anabolică a metabolismului, se disting următoarele tipuri de sinteză:

1) sinteza creșterii - o creștere a masei proteice a organelor în perioada de diviziune celulară crescută, creșterea organismului în ansamblu.

2) sinteza funcțională și de protecție - formarea proteinelor pentru alte organe și sisteme, de exemplu, sinteza proteinelor plasmatice din sânge în ficat, formarea enzimelor și hormonilor tractului digestiv.

3) sinteza regenerării (restaurare) - sinteza proteinelor în țesuturile regeneratoare după leziuni sau malnutriție.

4) sinteza autoînnoirii, asociată cu stabilizarea organismului, este reaprovizionarea constantă a componentelor mediului intern care sunt distruse în timpul disimilării.

Toate aceste forme slăbesc, deși inegal, pe parcursul dezvoltării individuale. În același timp, se observă modificări deosebit de semnificative în sinteza creșterii. Cele mai mari rate de creștere se observă în perioada intrauterină. De exemplu, greutatea unui embrion uman în comparație cu greutatea unui zigot crește cu 1 miliard. De 20 de milioane de ori și peste 20 de ani de creștere umană progresivă crește de cel mult 20 de ori.

De-a lungul vieții postnatale, există o scădere suplimentară a nivelului de anabolism.

Metabolismul proteinelor într-un organism în curs de dezvoltare. Procese de creștere, ale căror indicatori cantitativi sunt o creștere a greutății corporale și un nivel de echilibru pozitiv al azotului - o parte a dezvoltării. A doua sa latură este diferențierea celulelor și a țesuturilor, a căror bază biochimică este sinteza proteinelor enzimatice, structurale și funcționale.

Proteinele sunt sintetizate din aminoacizi care provin din organe sistem digestiv... Mai mult, acești aminoacizi sunt împărțiți în esențiali și neesențiali. Dacă aminoacizii esențiali (leucina, metionina și triptofanul etc.) nu sunt furnizați cu alimente, atunci sinteza proteinelor în organism este perturbată. Aportul de aminoacizi esențiali este deosebit de important pentru un organism în creștere, de exemplu, lipsa de lizină din alimente duce la întârzierea creșterii, epuizarea sistem muscular, lipsa tulburărilor de echilibru valină la copil.

În absența aminoacizilor neesențiali în alimente, aceștia pot fi sintetizați din cei esențiali (tirozina poate fi sintetizată din fenilalanină).

Și, în cele din urmă, proteinele care conțin tot setul necesar de aminoacizi care asigură procesele normale de sinteză sunt proteine biologic complete. Valoarea biologică a aceleiași proteine pentru oameni diferiți variază în funcție de starea corpului, dietă, vârstă.

Necesarul zilnic de proteine la 1 kg de greutate corporală la un copil: la 1 an - 4,8 g, 1-3 ani - 4-4,5 g; 6-10 ani - 2,5-3 g, 12 și mai mult - 2,5 g, adulți - 1,5-1,8 g. Prin urmare, în funcție de vârstă, copiii sub 4 ani ar trebui să primească 50 g de proteine, până la 7 ani - 70 g , de la 7 ani - 80 g pe zi.

Cantitatea de proteine care au pătruns în organism și au fost distruse în el este judecată după valoarea echilibrului azotului, adică raportul dintre cantitățile de azot care intră în organism cu alimente și se elimină din organism cu urină, sudoare și altele. secreții.

Capacitatea de a reține azot la copii este supusă unor fluctuații individuale semnificative și persistă pe întreaga perioadă de creștere progresivă.

De regulă, adulții nu se caracterizează prin capacitatea de a reține azotul în alimente, metabolismul lor se află într-o stare de echilibru al azotului. Acest lucru indică faptul că potențialul pentru sinteza proteinelor rămâne perioadă lungă de timp- deci, sub influența activității fizice, există o creștere a masei musculare (bilanț pozitiv de azot).

În perioadele de dezvoltare stabilă și regresivă, la atingerea greutății maxime și a încetării creșterii, procesele de auto-reînnoire care apar de-a lungul vieții încep să joace rolul principal și care se degradează mult mai lent cu bătrânețea decât alte tipuri de sinteză.

Modificările legate de vârstă afectează nu numai proteinele, ci și metabolismul grăsimilor și glucidelor.

Dinamica metabolismului grăsimilor și carbohidraților legată de vârstă.

Rolul fiziologic al lipidelor - grăsimile, fosfatidele și sterolii din organism este acela că fac parte din structurile celulare (metabolismul plastic) și sunt folosite și ca surse bogate de energie (metabolismul energetic). Glucidele din organism au valoarea unui material energetic.

Metabolismul grăsimilor și glucidelor se modifică odată cu înaintarea în vârstă. Grăsimile joacă un rol esențial în procesele de creștere și diferențiere. Substanțele asemănătoare grăsimilor sunt deosebit de importante, în primul rând pentru că sunt necesare pentru maturarea morfologică și funcțională. sistem nervos, pentru formarea tuturor tipurilor de membrane celulare. De aceea, nevoia lor în copilărie este mare. Cu o lipsă de carbohidrați în alimente, depozitele de grăsimi la copii se epuizează rapid. Intensitatea sintezei depinde în mare măsură de natura dietei.

Fazele dezvoltării stabile și regresive se caracterizează printr-un fel de reorientare a proceselor anabolice: trecerea anabolismului de la sinteza proteinelor la sinteza grăsimilor, care este una dintre trasaturi caracteristice modificări legate de vârstă ale metabolismului odată cu îmbătrânirea.

Reorientarea anabolismului în funcție de vârstă către acumularea de grăsime într-un număr de organe se bazează pe o scădere a capacității țesuturilor de a oxida grăsimile, ca urmare a acesteia, cu o rată constantă și chiar redusă de sinteză a acizilor grași, organismul este îmbogățit cu grăsimi (de exemplu, dezvoltarea obezității a fost observată chiar și cu 1-2 mese pe zi). Nu există nicio îndoială că, în reorientarea proceselor de sinteză, pe lângă factorii nutriționali și de reglare nervoasă, o schimbare a spectrului hormonal are o mare importanță, în special modificările ratei de formare a hormonului de creștere, hormoni tiroidieni, insulină, hormoni steroizi.

Se reconstruiește cu vârsta și metabolismul glucidic. La copii, metabolismul glucidelor are loc cu o intensitate mai mare, ceea ce se explică prin nivelul ridicat de metabolism. În copilărie, glucidele îndeplinesc nu numai o energie, ci și o funcție plastică, formând membrane celulare, substanțe ale țesutului conjunctiv. Carbohidrații sunt implicați în oxidarea produselor metabolismului proteinelor și grăsimilor, ceea ce contribuie la menținerea echilibrului acido-bazic în organism. Necesarul zilnic de carbohidrați la copii este ridicat și se ridică la 10-12 g la 1 kg de greutate corporală în copilărie. În anii următori, la vârsta de 8-9 ani, crește la 12-15 g pe 1 kg de greutate corporală. De la 1 la 3 ani, un copil are nevoie de aproximativ 193 g de carbohidrați pe zi cu alimente, 4-7 ani - 287, 9-13 - 370, 14-17 ani - 470, și adulți - 500 g.

Glucidele sunt absorbite mai bine de corpul unui copil decât de un adult. Unul dintre indicatorii semnificativi ai modificărilor legate de vârstă în metabolismul glucidic este o creștere bruscă a timpului de eliminare a hiperglicemiei cauzată de introducerea glucozei în timpul testelor de încărcare a zahărului până la bătrânețe.

O parte importantă a metabolismului corpului este metabolismul sării-apă.

Transformarea substanțelor în organism are loc într-un mediu acvatic, împreună cu substanțele minerale, apa participă la construirea celulelor și servește ca reactiv în reacțiile chimice celulare. Concentrația de săruri minerale dizolvate în apă determină amploarea presiunii osmotice a sângelui și a lichidului tisular, fiind astfel de mare importanță pentru absorbție și excreție. Modificările cantității de apă din corp și schimbările în compoziția de sare a fluidului corporal și a structurilor tisulare implică o încălcare a stabilității coloizilor, ceea ce poate duce la tulburări ireversibile și moartea celulelor individuale și apoi a corpului în ansamblu. De aceea menținerea unei cantități constante de apă și compoziția minerală este o condiție prealabilă pentru viața normală.

În faza de creștere progresivă, apa participă la procesele de creare a masei corporale. Se știe, de exemplu, că dintr-o creștere zilnică în greutate de 25 g, apa reprezintă 18, proteine - 3, grăsimi - 3 și săruri minerale - 1 g. Cu cât corpul este mai tânăr, cu atât este mai mare nevoia zilnică de apă. . În primele șase luni de viață, nevoia de apă a copilului ajunge la 110-125 g pe 1 kg de greutate, cu 2 ani scade la 115-136 g, la 6 ani - 90-100 g, 18 ani - 40 -50 g. Copiii pot pierde rapid și, de asemenea, pot depune rapid apă.

Modelul general al evoluției individuale este o scădere a apei în toate țesuturile. Odată cu vârsta, există o redistribuire a apei în țesuturi - volumul de apă din spațiile intercelulare crește și volumul apei intracelulare scade.

Echilibrul multor săruri minerale depinde de vârstă. La tinerețe, conținutul majorității sărurilor anorganice este mai mic decât la adulți. Schimbul de calciu și fosfor are o importanță deosebită. Cerințele crescute pentru aportul acestor elemente la copiii sub un an se explică prin educație sporită tesut osos... Dar aceste elemente nu sunt mai puțin importante la bătrânețe. Prin urmare, persoanele în vârstă trebuie să introducă în alimentele care conțin aceste elemente (lapte, produse lactate) pentru a evita consumul acestor elemente din țesutul osos. Iar conținutul de clorură de sodiu, dimpotrivă, ar trebui redus în dietă din cauza slăbirii producției de mineralocorticoizi în glandele suprarenale odată cu înaintarea în vârstă.

Un indicator important al transformărilor energetice din corp este despre schimb de bază.

Dinamica metabolismului bazal legată de vârstă

Metabolismul bazal este înțeles ca nivelul minim de metabolism și consum de energie pentru organism în condiții strict constante: 14-16 ore înainte de mese, în decubit dorsal într-o stare de repaus muscular la o temperatură de 8-20 C. În mijloc o persoană în vârstă, rata metabolică bazală este de 4187 J la 1 kg de masă în 1 oră. În medie, aceasta este de 7-7,6 MJ pe zi. Mai mult, pentru fiecare persoană, valoarea ratei metabolice bazale este relativ constantă.

Principalul metabolism la copii este mai intensiv decât la adulți, deoarece aceștia au o suprafață corporală relativ mare pe unitate de masă, iar procesele de disimilare, mai degrabă decât de asimilare, sunt predominante. Costurile energetice pentru creștere sunt cu atât mai mari, cu cât copil mai mic... Deci, cheltuielile energetice asociate creșterii la 3 luni sunt de 36%, la 6 luni. - 26%, 9 luni - 21% din valoarea energetică totală a alimentelor.

La bătrânețe extremă (faza dezvoltării regresive), se observă o scădere a greutății corporale, precum și o scădere a dimensiunilor liniare ale corpului uman, rata metabolică bazală scade la valori scăzute. Mai mult, gradul de scădere a metabolismului bazal la această vârstă se corelează, potrivit diferiților cercetători, cu măsura în care persoanele în vârstă prezintă semne de decrepitudine și pierdere a capacității de lucru.

În ceea ce privește diferențele de sex în nivelul metabolismului bazal, acestea se găsesc în ontogeneză deja de la 6-8 luni. În același timp, metabolismul de bază al băieților este mai mare decât cel al fetelor. Astfel de relații persistă în timpul pubertății și până la bătrânețe se aplatizează.

În ontogeneză, nu numai valoarea medie a metabolismului energetic variază, ci și posibilitățile de creștere a acestui nivel în condiții de intensitate, de exemplu, activitatea musculară, se modifică semnificativ.

În copilăria timpurie, maturitatea funcțională insuficientă a aparatului locomotor, cardiovascular și sistemele respiratorii limitează capacitățile de adaptare ale reacției de metabolism energetic atunci când activitate fizica... La vârsta adultă, capacitatea de adaptare, precum și forța musculară, ating nivelul maxim. La bătrânețe, posibilitățile unei creșteri compensatorii a nivelului respirației și a schimbului de energie în condiții de stres sunt epuizate datorită scăderii capacității vitale a plămânilor, a coeficientului de utilizare a oxigenului de către țesuturi și a scăderii funcțiilor sistemul cardiovascular.

Au fost făcute diverse ipoteze și s-au propus diverse expresii matematice pentru a stabili dependența producției de energie de parametrii care caracterizează trăsăturile structurale ale organismului. Deci, Rubner credea că modificările legate de vârstă ale metabolismului sunt rezultatul unei scăderi cu vârsta a dimensiunii suprafeței relative a corpului.

S-a încercat să se explice scăderea nivelului proceselor metabolice la bătrânețe prin acumularea de grăsime subcutanată și scăderea temperaturii pielii la această vârstă.

De remarcat sunt lucrările în care schimbările în metabolismul energetic sunt luate în considerare în legătură cu formarea mecanismelor de termoreglare și participarea mușchilor scheletici în acesta (Magnus, 1899; Arshavsky, 1966-71).

O creștere a tonusului mușchilor scheletici cu activitate insuficientă a centrului nervos vag în primul an de viață contribuie la o creștere a metabolismului energetic. Rolul restructurării legate de vârstă a activității mușchilor scheletici în dinamica metabolismului energetic se deosebește în mod clar în studiul schimbului de gaze la persoanele de diferite vârste în repaus și în timpul activității fizice. Pentru o creștere progresivă, o creștere a metabolismului în repaus se caracterizează printr-o scădere a nivelului de metabolism bazal și o îmbunătățire a adaptării energiei la activitatea musculară. În perioada fazei stabile, se menține un schimb ridicat de odihnă funcțională și schimbul în timpul muncii crește semnificativ, atingând un nivel stabil, minim de metabolism de bază. Și în faza regresivă, diferența dintre schimbul de repaus funcțional și metabolismul bazal este în continuă scădere, timpul de odihnă este prelungit.

Mulți cercetători consideră că o scădere a metabolismului energetic al unui întreg organism în timpul ontogenezei se datorează în primul rând schimbărilor cantitative și calitative ale metabolismului în țesuturi, a căror amploare este judecată de raportul dintre principalele mecanisme de eliberare a energiei - anaerobă și aerob. Acest lucru face posibilă aflarea potențialului țesuturilor de a genera și utiliza energia legăturilor de mare energie.

Metabolismul și energia sunt baza proceselor vitale ale organismului. În corpul uman, în organele, țesuturile, celule merge un proces continuu de sinteză, adică formarea de substanțe complexe din altele mai simple. În același timp, are loc dezintegrarea, oxidarea substanțelor organice complexe care alcătuiesc celulele corpului.

Lucrarea corpului este însoțită de reînnoirea sa continuă: unele celule mor, altele le înlocuiesc. La un adult, 1/20 dintre celulele epiteliului pielii, jumătate din toate celulele epiteliului tractului digestiv, aproximativ 25 g de sânge etc., mor și sunt înlocuite în timpul zilei. nutrienți... Nutrienții sunt exact materialul de construcție și plastic din care este construit corpul.

Pentru reînnoire continuă, construirea de noi celule ale corpului, activitatea organelor și sistemelor sale - inima, tract gastrointestinal, aparate de respirație, rinichi și altele, este necesară energie pentru ca o persoană să poată lucra. O persoană primește această energie în timpul degradării și oxidării în procesul de metabolism. În consecință, substanțele nutritive care intră în organism servesc nu numai ca material plastic de construcție, ci și ca sursă de energie necesară funcționării normale a corpului.

Astfel, metabolismul este înțeles ca un ansamblu de modificări pe care le suferă substanțele din momentul în care intră în tractul digestiv și până la formarea produselor finale de dezintegrare excretate din organism.

Anabolism și catabolism. Metabolismul sau metabolismul este un proces coordonat fin de interacțiune a două procese reciproc opuse care apar într-o anumită secvență. Anabolismul este o combinație de reacții de sinteză biologică care necesită cheltuială de energie. Procesele anabolice includ sinteza biologică a proteinelor, grăsimilor, lipoizilor, acizi nucleici... Datorită acestor reacții, substanțe simple, care intră în celule, cu participarea enzimelor, intră în reacții metabolice și devin substanțe ale organismului însuși. Anabolismul creează baza pentru reînnoirea continuă a structurilor uzate.

Energia pentru procesele anabolice este furnizată de reacții catabolice, în care moleculele de substanțe organice complexe sunt defalcate odată cu eliberarea de energie. Produsele finale ale catabolismului sunt apa, dioxidul de carbon, amoniacul, ureea, acidul uric etc. Aceste substanțe sunt inaccesibile pentru o oxidare biologică ulterioară în celulă și sunt îndepărtate din organism.

Procesele de anabolism și catabolism sunt indisolubil legate. Procesele catabolice furnizează energie și materii prime pentru anabolism. Procesele anabolice asigură construcția de structuri pentru refacerea celulelor pe moarte, formarea de țesuturi noi în legătură cu procesele de creștere ale corpului; asigură sinteza hormonilor, enzimelor și a altor compuși necesari vieții celulei; furnizează macromolecule care trebuie scindate pentru reacții catabolice.

Toate procesele metabolice sunt catalizate și reglementate de enzime. Enzimele sunt catalizatori biologici care „declanșează” reacții în celulele corpului.

Transformarea substanțelor. Transformările chimice ale substanțelor alimentare încep în tractul digestiv, unde substanțele alimentare complexe sunt descompuse în altele mai simple (cel mai adesea monomeri) care pot fi absorbite în sânge sau limfă. Substanțele primite ca urmare a absorbției în sânge sau limfă sunt aduse în celule, unde suferă modificări majore. Compușii organici complecși formați din substanțele simple primite sunt incluși în compoziția celulelor și participă la implementarea funcțiilor lor. Transformările substanțelor care apar în interiorul celulelor constituie esența metabolismului intracelular. Un rol decisiv în metabolismul intracelular revine numeroaselor enzime celulare, care rup legăturile chimice intramoleculare cu eliberarea de energie.

Reacțiile de oxidare și reducere sunt de primă importanță în metabolismul energetic. Cu participarea unor enzime speciale, se efectuează și alte tipuri de reacții chimice, de exemplu, reacțiile de transfer al reziduului de acid fosforic (fosforilare), grupa amino NH2 (transaminare), gruparea metil CH3 (transmetilare), etc. Energia eliberată în timpul acestor reacții este utilizată pentru a construi substanțe noi în celulă, pentru a menține funcțiile vitale ale corpului.

Produsele finale ale metabolismului intracelular sunt utilizate parțial pentru construirea de substanțe noi în celulă; substanțele care nu sunt utilizate de celulă sunt îndepărtate din organism ca urmare a activității organelor excretoare.

ATP. Adenozin trifosfatul, sau adenozin trifosfat (ATP), este principala substanță de stocare și transfer a energiei utilizată în procesele sintetice atât ale celulei, cât și ale întregului organism. Molecula ATP conține o bază azotată (adenină), zahăr (riboză) și acid fosforic (trei reziduuri de acid fosforic). Sub influența enzimei ATPaza din molecula ATP, legăturile dintre fosfor și oxigen sunt rupte și molecula de apă este atașată. Acest lucru este însoțit de scindarea moleculei de acid fosforic. Scindarea fiecăreia dintre cele două grupări fosfat terminale din molecula ATP are loc prin eliberarea unor cantități mari de energie. Ca urmare, cele două legături fosfat terminale din molecula ATP sunt numite legături bogate în energie sau legături cu energie ridicată.

10.2. Principalele forme de metabolism din organism

Metabolismul proteinelor. Rolul proteinelor în metabolism. Proteinele ocupă un loc special în metabolism. Acestea fac parte din citoplasmă, hemoglobină, plasmă din sânge, mulți hormoni, corpuri imune, mențin constanța mediului apă-sare din organism și asigură creșterea acestuia. Enzimele, care sunt implicate în mod necesar în toate etapele metabolismului, sunt proteine.

Valoarea biologică a proteinelor alimentare. Aminoacizii utilizați pentru a construi proteinele corpului sunt inegali. Unii aminoacizi (leucina, metionina, fenilalanina etc.) sunt esențiali pentru organism. Dacă nu există aminoacizi esențiali în alimente, atunci sinteza proteinelor din organism este întreruptă brusc. Aminoacizii care pot fi înlocuiți cu alții sau sintetizați în organism în timpul metabolismului sunt numiți neesențiali.

Proteinele alimentare care conțin tot setul necesar de aminoacizi pentru sinteza normală a proteinelor în organism sunt numite complete. Acestea includ în principal proteine animale. Proteinele alimentare care nu conțin toți aminoacizii necesari pentru sinteza proteinelor din organism sunt numite inferioare (de exemplu, gelatină, proteine din porumb, proteine din grâu). Cea mai mare valoare biologică se găsește în proteinele din ou, carne, lapte și pește. Cu o dietă mixtă, atunci când alimentele conțin produse de origine animală și vegetală, setul de aminoacizi necesari pentru sinteza proteinelor este de obicei livrat organismului.

Aprovizionarea cu toți aminoacizii esențiali este deosebit de importantă pentru organismul în creștere. De exemplu, absența aminoacidului lizină în alimente duce la o întârziere a creșterii unui copil, la epuizarea sistemului său muscular. Lipsa valinei provoacă tulburări ale aparatului vestibular la copii.

Dintre nutrienți, numai azotul este inclus în compoziția proteinelor, prin urmare, latura cantitativă a nutriției proteinelor poate fi judecată după echilibrul azotului. Bilanțul de azot este raportul dintre cantitatea de azot primită în timpul zilei cu alimente și azot excretat în timpul zilei din corp cu urină și fecale. În medie, proteinele conțin 16% azot, adică 1 g de azot este conținut în 6,25 g de proteine. Înmulțind cantitatea de azot asimilat cu 6,25, puteți determina cantitatea de proteine primite de organism.

La un adult, se observă de obicei echilibrul azotului - cantitățile de azot introduse cu alimente și excretate cu produse de excreție coincid. Când mai mult azot intră în organism cu alimente decât este excretat din organism, se vorbește despre un bilanț pozitiv de azot. Un astfel de echilibru se observă la copii datorită creșterii greutății corporale odată cu creșterea, în timpul sarcinii și cu efort fizic mare. Un sold negativ se caracterizează prin faptul că cantitatea de azot introdusă este mai mică decât cea eliminată. Poate fi cu foamete de proteine, boli severe.

Defalcarea proteinelor din organism. Acei aminoacizi care nu au intrat în sinteza proteinelor specifice suferă transformări, în timpul cărora sunt eliberați compuși azotați. Azotul este îndepărtat din aminoacid sub formă de amoniac (NH3) sau sub forma grupării amino NH2. Grupul amino, scindat dintr-un aminoacid, poate fi transferat în altul, datorită căruia sunt construiți aminoacizii lipsă. Aceste procese au loc în principal în ficat, mușchi, rinichi. Reziduul de aminoacizi fără azot suferă transformări suplimentare cu formarea de dioxid de carbon și apă.

Amoniacul, format în timpul descompunerii proteinelor din organism (o substanță otrăvitoare), devine inofensiv în ficat, unde este transformat în uree; acesta din urmă în compoziția urinei este excretat din organism.

Produsele finale ale descompunerii proteinelor din organism sunt nu numai uree, ci și acid uric și alte substanțe azotate. Sunt excretate prin urină și transpirație.

Caracteristici ale metabolismului proteinelor la copii. În corpul copilului, procesele de creștere și formare a celulelor și țesuturilor noi sunt intensive. Nevoia de proteine în corpul unui copil este mai mare decât cea a unui adult. Cu cât procesele de creștere sunt mai intense, cu atât este mai mare nevoia de proteine.

Copiii au un bilanț pozitiv de azot atunci când cantitatea de azot introdusă în hrana proteică depășește cantitatea de azot excretată în urină, ceea ce asigură nevoia de proteine a organismului în creștere. Necesarul zilnic de proteine la 1 kg de greutate corporală la un copil în primul an de viață este de 4-5 g, de la 1 la 3 ani - 4-4,5 g, de la 6 la 10 ani - 2,5-3 g, peste 12 ani - 2-2,5 g, la adulți - 1,5-1,8 g. Rezultă că, în funcție de vârstă și greutatea corporală, copiii de la 1 la 4 ani ar trebui să primească 30-50 g de proteine pe zi, de la 4 la 7 ani - aproximativ 70 g, de la 7 ani - 75-80 g. La acești indicatori, azotul este reținut cât mai mult posibil în organism. Proteinele nu sunt depozitate în organism în rezervă, deci dacă le dați cu alimente mai mult decât are nevoie organismul, atunci nu va avea loc o creștere a retenției de azot și o creștere a sintezei proteinelor. O cantitate prea mică de proteine din alimente determină o deteriorare a poftei de mâncare a copilului, supără echilibrul acido-bazic și crește excreția de azot în urină și fecale. Copilului trebuie să i se administreze cantitatea optimă de proteine cu un set de toți aminoacizii necesari, în timp ce este important ca raportul dintre cantitatea de proteine, grăsimi și carbohidrați din alimentele copilului să fie de 1: 1: 3; în aceste condiții, azotul este reținut cât mai mult posibil în organism.

În primele zile după naștere, azotul reprezintă 6-7% din cantitatea zilnică de urină. Odată cu vârsta, conținutul relativ al acesteia în urină scade.

Schimb de grăsimi. Valoarea grăsimilor din organism. Grăsimile primite cu alimente în tractul digestiv sunt descompuse în glicerină și acizi grași, care sunt absorbiți în principal în limfă și doar parțial în sânge. Prin sistemul limfatic și circulator, grăsimile intră în țesutul adipos. O mulțime de grăsime în țesutul subcutanat, în jurul unora organe interne(de exemplu, rinichi), precum și în ficat și mușchi. Grăsimile fac parte din celule (citoplasmă, nucleu, membrane celulare), unde cantitatea lor este constantă. Acumularile de grăsime pot îndeplini și alte funcții. De exemplu, grăsimea subcutanată previne transferul crescut de căldură, grăsimea perineală protejează rinichii de vânătăi etc.

Grăsimea este folosită de organism ca sursă bogată de energie. Odată cu descompunerea a 1 g de grăsime în organism, se eliberează mai mult de două ori mai multă energie decât cu descompunerea aceleiași cantități de proteine sau carbohidrați. Lipsa de grăsime din alimente perturbă activitatea sistemului nervos central și a organelor de reproducere, reduce rezistența la diferite boli.

Grăsimea este sintetizată în organism nu numai din glicerină și acizi grași, ci și din produse metabolice ale proteinelor și carbohidraților. Unii acizi grași nesaturați necesari organismului (linoleic, linolenic și arahidonic) trebuie să intre în organism într-o formă gata preparată, deoarece nu este capabil să le sintetizeze singure. Uleiurile vegetale sunt principala sursă de acizi grași nesaturați. Majoritatea sunt în ulei de in și cânepă, dar există mult acid linoleic în uleiul de floarea soarelui.

Cu grăsimi, vitaminele solubile în ele (A, D, E etc.), care sunt de o importanță vitală pentru o persoană, intră în organism.

Pentru 1 kg din masa unui adult pe zi, 1,25 g de grăsime (80-100 g pe zi) trebuie furnizate cu alimente.

Produsele finale ale metabolismului grăsimilor sunt dioxidul de carbon și apa.

Caracteristici ale metabolismului grăsimilor la copii. În corpul copilului, din primele șase luni de viață, aproximativ 50% din necesarul de energie este acoperit de grăsimi. Dezvoltarea imunității generale și specifice este imposibilă fără grăsimi. Metabolismul grăsimilor la copii este instabil, cu o lipsă de carbohidrați în alimente sau cu consumul crescut al acestora, depozitul de grăsimi se epuizează rapid.

Absorbția grăsimilor la copii este intensă. La alăptarea până la 90% din grăsimea din lapte este asimilată, cu lapte artificial - 85-90%. La copiii mai mari, grăsimea este absorbită de 95-97%.

Pentru o utilizare mai completă a grăsimilor în alimentația copiilor, carbohidrații trebuie să fie prezenți, deoarece cu o lipsă a acestora în dietă, are loc o oxidare incompletă a grăsimilor și se acumulează în sânge produse metabolice acide.

Nevoia corpului de grăsime pe 1 kg de greutate corporală este cu atât mai mare cu cât copilul este mai mic. Cantitatea absolută de grăsime necesară pentru dezvoltarea normală a copiilor crește odată cu vârsta. De la 1 la 3 ani, necesarul zilnic de grăsime este de 32,7 g, de la 4 la 7 ani - 39,2 g, de la 8 la 13 ani - 38,4 g.

Metabolismul glucidelor. Rolul carbohidraților în organism.În timpul vieții sale, o persoană mănâncă aproximativ 10 tone de carbohidrați. Intră în corp în principal sub formă de amidon. După ce s-au descompus în glucoză în tractul digestiv, glucidele sunt absorbite în sânge și absorbite de celule. Alimentele vegetale sunt bogate în special în carbohidrați: pâine, cereale, legume, fructe. Produsele de origine animală (cu excepția laptelui) sunt sărace în carbohidrați.

Glucidele sunt principala sursă de energie, în special pentru creșterea muncii musculare. La adulți, corpul primește mai mult de jumătate din energia sa din carbohidrați. Descompunerea carbohidraților cu eliberarea de energie poate avea loc atât în condiții anoxice, cât și în prezența oxigenului. Produsele finale ale metabolismului glucidic sunt dioxidul de carbon și apa. Glucidele au capacitatea de a se descompune rapid și de a se oxida. Cu oboseală severă, cu efort fizic mare, luarea a câteva grame de zahăr îmbunătățește starea corpului.

În sânge, cantitatea de glucoză este menținută la un nivel relativ constant (aproximativ 110 mg%). O scădere a conținutului de glucoză determină o scădere a temperaturii corpului, o tulburare a activității sistemului nervos și oboseală. Ficatul joacă un rol important în menținerea unui nivel constant de zahăr din sânge. O creștere a cantității de glucoză determină depunerea sa în ficat sub forma unui amidon de rezervă animal - glicogen, care este mobilizat de ficat cu o scădere a zahărului din sânge. Glicogenul se formează nu numai în ficat, ci și în mușchi, unde se poate acumula până la 1-2%. Depozitele de glicogen din ficat ajung la 150 g. În timpul postului și al muncii musculare, aceste depozite sunt epuizate.

Cu toate acestea, poate exista o creștere persistentă a zahărului din sânge în sânge. Acest lucru apare atunci când funcția glandelor endocrine este afectată. Disfuncția pancreasului duce la dezvoltarea diabetul zaharat... Cu această boală, se pierde capacitatea țesuturilor corpului de a absorbi zahărul, precum și de a-l transforma în glicogen și de a-l stoca în ficat. Prin urmare, nivelul zahărului din sânge este constant ridicat, ceea ce duce la o excreție crescută a acestuia în urină.

Importanța glucozei pentru organism nu se limitează la rolul său de sursă de energie. Face parte din citoplasmă și, prin urmare, este necesar pentru formarea de celule noi, în special în perioada de creștere. Carbohidrații fac, de asemenea, parte din acizii nucleici.

Carbohidrații sunt, de asemenea, importanți în metabolismul sistemului nervos central. Cu o scădere accentuată a cantității de zahăr din sânge, există perturbări accentuate în activitatea sistemului nervos. Vin convulsii, delir, pierderea cunoștinței, modificări ale activității inimii. Dacă unei astfel de persoane i se injectează glucoză în sânge sau i se administrează zahăr obișnuit, atunci după un timp acestea simptome severe dispărea.

Zahărul nu dispare complet din sânge chiar și în absența acestuia în alimente, deoarece carbohidrații din organism pot fi formați din proteine și grăsimi.

Nevoia de glucoză în diferite organe nu este aceeași. Creierul reține până la 12% din glucoza administrată, intestinele - 9%, mușchii - 7%, rinichii - 5%. Splina și plămânii aproape nu întârzie deloc.

Metabolismul glucidelor la copii. La copii, metabolismul glucidelor are loc cu o intensitate mare, ceea ce se explică prin nivelul ridicat de metabolism din corpul copiilor... Glucidele din corpul copilului nu sunt doar principala sursă de energie, ci joacă și un rol plastic important în formarea membranelor celulare, a substanțelor țesutului conjunctiv. Carbohidrații participă, de asemenea, la oxidarea produselor acide ale metabolismului proteinelor și grăsimilor, care contribuie la menținerea echilibrului acido-bazic în organism.

Creșterea intensivă a corpului copilului necesită cantități semnificative de material plastic - proteine și grăsimi, prin urmare, formarea de carbohidrați la copii din proteine și grăsimi este limitată. Necesarul zilnic de carbohidrați la copii este ridicat și se ridică la 10-12 g la 1 kg de greutate corporală în copilărie. În anii următori, cantitatea necesară de carbohidrați variază de la 8-9 până la 12-15 g pe 1 kg de greutate. Un copil cu vârsta cuprinsă între 1 și 3 ani trebuie să primească în medie 193 g de carbohidrați pe zi cu alimente, de la 4 la 7 ani - 287 g, de la 9 la 13 ani - 370 g, de la 14 la 17 ani - 470 g, un adult - 500 G.

Glucidele sunt asimilate mai bine de corpul unui copil decât de un adult (cu 98-99% la sugari). În general, copiii sunt relativ mai toleranți la glicemia crescută decât adulții. La adulți, glucoza apare în urină dacă se furnizează 2,5-3 g de glucoză la 1 kg de greutate corporală, în timp ce la copii acest lucru se produce numai când sunt furnizate 8-12 g de glucoză la 1 kg de greutate corporală. Aportul de cantități mici de carbohidrați cu alimente poate determina o creștere de două ori a zahărului din sânge la copii, dar după 1 oră, zahărul din sânge începe să scadă și după 2 ore este complet normalizat.

Schimb de apă și minerale. Vitamine. Valoarea apei și a sărurilor minerale. Toate transformările substanțelor din organism au loc în mediul acvatic. Apa dizolvă substanțele nutritive care intră în organism, transportă substanțele dizolvate. Împreună cu substanțele minerale, participă la construirea celulelor și la multe reacții metabolice. Apa este implicată în reglarea temperaturii corpului: evaporându-se, răcește corpul, protejându-l de supraîncălzire.

Apa și sărurile minerale creează în principal mediul intern al corpului, fiind principalul constituent al plasmei sanguine, al limfei și al lichidului tisular. Unele săruri dizolvate în partea lichidă a sângelui sunt implicate în transportul gazelor în sânge.

Apa și sărurile minerale fac parte din sucurile digestive, ceea ce determină importanța lor pentru procesele de digestie. Și, deși nici apa, nici sărurile minerale nu sunt surse de energie în organism, aportul și excreția lor normală din organism este o condiție pentru activitatea sa normală. Apa la un adult este de aproximativ 65% din greutatea corporală, la copii - aproximativ 80%.

Pierderea apei de către organism duce la tulburări foarte grave. De exemplu, în caz de indigestie la sugari, deshidratarea corpului este un mare pericol, aceasta implicând convulsii, pierderea cunoștinței. Privarea unei persoane de apă timp de câteva zile este fatală.

Schimb de apă. Corpul este completat cu apă în mod constant datorită absorbției sale din tractul digestiv. O persoană are nevoie de 2–2,5 litri de apă pe zi în condiții dietetice normale și la temperaturi ambiante normale. Această cantitate de apă provine din următoarele surse: apă potabilă (aproximativ 1 litru); apa conținută în alimente (aproximativ 1 litru); apa, care se formează în organism în timpul schimbului de proteine, grăsimi și carbohidrați (300-350 cm cubi).

Principalele organe care îndepărtează apa din corp sunt rinichii, glandele sudoripare, plămânii și intestinele. Rinichii elimină 1,2-1,5 litri de apă din corp pe zi ca parte a urinei. Glandele sudoripare prin piele sub formă de sudoare sunt îndepărtate de 500-700 de metri cubi. cm de apă pe zi. La temperatura și umiditatea normale pe 1 mp. cm de piele, aproximativ 1 mg de apă se eliberează la fiecare 10 minute. Plămânii sub formă de vapori de apă sunt excretați 350 de metri cubi. cm de apă; această cantitate crește brusc odată cu adâncirea și accelerarea respirației, iar 700-800 de metri cubi pot fi eliberați pe zi atunci. vezi apa. Prin intestinele cu fecale, 100-150 de metri cubi sunt excretați pe zi. cm de apă; în caz de tulburări intestinale, se poate excreta mai multă apă, ceea ce duce la epuizarea corpului cu apă.

Pentru funcționarea normală a corpului, este important ca aportul de apă din organism să acopere în totalitate consumul acestuia. Dacă este scos mai multă apă din corp decât pătrunde în el, apare o senzație de sete. Raportul dintre cantitatea de apă consumată și cantitatea alocată este echilibrul apei.

În corpul copilului predomină apa extracelulară, aceasta determină hidrolabilitatea mai mare a copiilor, adică capacitatea de a pierde rapid și de a acumula rapid apă. Nevoia de apă la 1 kg de greutate corporală scade odată cu înaintarea în vârstă, iar cantitatea sa absolută crește. Copil de trei luni necesită 150-170 g apă la 1 kg greutate corporală, la 2 ani - 95 g, la 12-13 ani - 45 g. Necesarul zilnic de apă pentru un copil de un an este de 800 ml, la 4 ani - 950-1000 ml, la 5-6 ani - 1200 ml, la 7-10 ani - 1350 ml, la 11-14 ani - 1500 ml.

Valoarea sărurilor minerale în creșterea și dezvoltarea unui copil. Prezența substanțelor minerale este asociată cu fenomenul de excitabilitate și conducere în sistemul nervos. Sărurile minerale asigură o serie de funcții vitale ale corpului, cum ar fi creșterea și dezvoltarea oaselor, nervilor, mușchilor; determina reactia sangelui (pH), contribuie la functionarea normala a inimii si a sistemului nervos; utilizat pentru formarea hemoglobinei (fierului), a acidului gastric acid clorhidric (clor); menține o anumită presiune osmotică.

La un nou-născut, mineralele reprezintă 2,55% din greutatea corporală, la un adult - 5%. Cu o dietă mixtă, un adult primește toate mineralele de care are nevoie în cantități suficiente cu alimente, și numai sare de masă adăugat în hrana umană în timpul procesării sale culinare. Corpul unui copil în creștere are nevoie în special de un aport suplimentar de multe minerale.

Mineralele au un efect important asupra dezvoltării unui copil. Creșterea oaselor, momentul osificării cartilajului și starea proceselor oxidative din organism sunt asociate cu metabolismul calciului și fosforului. Calciul afectează excitabilitatea sistemului nervos, contractilitatea musculară, coagularea sângelui, metabolismul proteinelor și al grăsimilor din organism. Fosforul este necesar nu numai pentru creșterea țesutului osos, ci și pentru funcționarea normală a sistemului nervos, majoritatea organelor glandulare și a altor organe. Fierul face parte din hemoglobina din sânge.

Cea mai mare nevoie de calciu se observă în primul an de viață al copilului; la această vârstă este de opt ori mai mult decât în al doilea an de viață și de 13 ori mai mult decât în al treilea an; atunci scade nevoia de calciu, crescând ușor în timpul pubertății. La școlari, necesarul zilnic de calciu este de 0,68-2,36 g, pentru fosfor - 1,5-4,0 g. Raportul optim dintre concentrația de săruri de calciu și fosfor pentru copii vârsta preșcolară este 1: 1, la vârsta de 8-10 ani - 1: 1,5, la adolescenți și școlari mai mari - 1: 2. Într-o astfel de relație, dezvoltarea scheletului se desfășoară normal. Laptele are un raport ideal de săruri de calciu și fosfor, astfel încât includerea laptelui în dieta copiilor este obligatorie.

Nevoia de fier la copii este mai mare decât la adulți: 1-1,2 mg pe 1 kg de greutate corporală pe zi (la adulți - 0,9 mg). Copiii trebuie să primească sodiu 25-40 mg pe zi, potasiu 12-30 mg, clor 12-15 mg.

Vitamine. Aceștia sunt compuși organici care sunt absolut necesari pentru funcționarea normală a corpului. Vitaminele fac parte din multe enzime, ceea ce explică rolul important al vitaminelor în metabolism. Vitaminele promovează acțiunea hormonilor, cresc rezistența organismului la influențele adverse ale mediului (infecții, temperaturi ridicate și scăzute etc.). Sunt necesare pentru a stimula creșterea, repararea țesuturilor și celulelor după leziuni și intervenții chirurgicale.

Spre deosebire de enzime și hormoni, majoritatea vitaminelor nu sunt produse în corpul uman. Principala lor sursă sunt legumele, fructele și fructele de pădure. Vitaminele sunt, de asemenea, conținute în lapte, carne, pește. Vitaminele sunt necesare în cantități foarte mici, dar lipsa sau absența lor în alimente perturbă formarea enzimelor corespunzătoare, ceea ce duce la boli - deficiențe de vitamine.

Toate vitaminele sunt împărțite în două grupe mari: a) solubile în apă; b) liposolubil. Vitaminele solubile în apă includ grupul vitaminelor B, vitaminelor C și R. K. vitamine liposolubile- vitaminele A1 și A2, D, E, K.

Vitamina B1 (tiamina, aneurina) se găsește în alune, orez brun, pâine integrală, orz și fulgi de ovăz, în special în drojdia de bere și ficatul. Necesarul zilnic de vitamina la copiii sub 7 ani este de 1 mg, de la 7 la 14 ani - 1,5 mg, de la 14 ani - 2 mg, la adulți - 2-3 mg.

În absența vitaminei B1 în alimente, se dezvoltă boala beriberi. Pacientul își pierde pofta de mâncare, obosește repede și treptat apare slăbiciune în mușchii picioarelor. Apoi, există o pierdere a sensibilității în mușchii picioarelor, deteriorarea nervilor auditivi și optici, a celulelor alungite și măduva spinării, apare paralizia membrelor, fără tratament în timp util- moarte.

Vitamina B2 (riboflavină). La om, primul semn al lipsei acestei vitamine este leziunile cutanate (cel mai adesea la nivelul buzelor). Apar fisuri care devin umede și acoperite cu o crustă întunecată. Mai târziu, se dezvoltă deteriorarea ochilor și a pielii, însoțită de căderea solzilor keratinizați. În viitor, se poate dezvolta anemie malignă, afectarea sistemului nervos, o cădere bruscă tensiune arteriala, convulsii, pierderea cunoștinței.

Vitamina B2 este conținută în pâine, hrișcă, lapte, ouă, ficat, carne, roșii. Necesarul zilnic pentru acesta este de 2-4 mg.

Vitamina PP (nicotinamida) se găsește în legume verzi, morcovi, cartofi, mazăre, drojdie, hrișcă, pâine de secară și grâu, lapte, carne, ficat. Necesarul zilnic pentru aceasta la copii este de 15 mg, la adulți - 15-25 mg.

Cu deficit de vitamine PP, există o senzație de arsură în gură, salivație abundentă și diaree. Limba devine roșu purpuriu. Pete roșii apar pe brațe, gât, față. Pielea devine aspră și aspră, motiv pentru care boala se numește pellagra (din italiană pelle agra - piele aspră). Cu un curs sever al bolii, memoria slăbește, se dezvoltă psihoze și halucinații.

Vitamina B12 (cianocobalamina) la om este sintetizată în intestine. Conținut în rinichi, ficat de mamifere și pești. Odată cu lipsa sa în organism, se dezvoltă anemie malignă, asociată cu o încălcare a formării eritrocitelor.

Vitamina C (acid ascorbic) este larg răspândită în natură în legume, fructe, ace și în ficat. Acidul ascorbic este bine conservat în varza murată. 100 g ace conțin 250 mg vitamina C, 100 g șolduri - 150 mg. Nevoia de vitamina C este de 50-100 mg pe zi.

Lipsa vitaminei C provoacă scorbut. De obicei, boala începe cu stare generală de rău, depresie. Pielea capătă o nuanță cenușie murdară, gingiile sângerează, dinții cad. Pete întunecate de hemoragie apar pe corp, unele dintre ele ulcerează și provoacă dureri severe.

Vitamina A (retinol, axeroftol) din corpul uman este formată din pigmentul natural comun caroten, care se găsește în cantități mari în morcovi proaspeți, roșii, salată, caise, ulei de pește, unt, ficat, rinichi și gălbenuș de ou. Necesarul zilnic de vitamina A la copii este de 1 mg, pentru adulți - 2 mg.

Cu o lipsă de vitamina A, creșterea copiilor încetinește, se dezvoltă „orbirea nocturnă”, adică o scădere accentuată a acuității vizuale în iluminarea slabă, ducând în cazurile severe la o orbire completă, dar reversibilă.

Vitamina D (ergocalciferol) este necesară în special copiilor pentru a preveni una dintre cele mai frecvente boli copilărie- rahitism. Cu rahitismul, procesul de formare osoasă este întrerupt, oasele craniului devin moi și flexibile, membrele sunt îndoite. Pe zonele înmuiate ale craniului se formează tuberculi parietali și frontali hipertrofiați. Letargic, palid, cu un cap nefiresc de mare și un corp scurt cu picioarele încovoiate, o burtă mare, astfel de copii rămân brusc în dezvoltare.

Toate aceste tulburări grave sunt asociate cu absența sau lipsa vitaminei D în organism, care se găsește în gălbenușuri, lapte de vacă și ulei de pește.

Vitamina D se poate forma pe pielea umană din provitamina ergosterol sub influența razelor ultraviolete. Uleiul de pește, expunerea la soare sau radiațiile ultraviolete artificiale sunt mijloacele de prevenire și tratare a rahitismului.

10.3. Caracteristici de vârstă ale metabolismului energetic

Chiar și în condiții de odihnă completă, o persoană cheltuiește o anumită cantitate de energie: în organism, energia este cheltuită continuu pe procese fiziologice care nu se opresc niciun minut. Nivelul minim al metabolismului și al costurilor energetice pentru organism se numește metabolism bazal. Metabolismul principal este determinat la o persoană aflată în stare de repaus muscular - culcat, pe stomacul gol, adică la 12-16 ore după masă, la o temperatură ambiantă de 18-20 ° C (temperatura de confort). La o persoană de vârstă mijlocie, rata metabolică bazală este de 4187 J la 1 kg de greutate corporală pe oră. În medie, aceasta este de 7.140.000-7.560.000 J pe zi. Pentru fiecare persoană, rata metabolică bazală este relativ constantă.

Caracteristici ale ratei metabolice bazale la copii. Deoarece copiii au o suprafață corporală relativ mai mare pe unitate de masă decât un adult, rata lor metabolică bazală este mai intensă decât cea a adulților. Copiii au, de asemenea, o predominanță semnificativă a proceselor de asimilare asupra proceselor de disimilare. Cu cât copilul este mai mic, cu atât costurile energetice pentru creștere sunt mai mari. Deci, consumul de energie asociat creșterii la vârsta de 3 luni este de 36%, la vârsta de 6 luni - 26%, 9 luni - 21% din valoarea energetică totală a alimentelor.

Metabolismul de bază la 1 kg de greutate corporală la un adult este de 96 600 J. Astfel, la copiii de 8-10 ani, metabolismul bazal este de două sau două ori și jumătate mai mare decât la adulți.

Rata metabolică bazală la fete este ușor mai mică decât cea a băieților. Această diferență începe să se manifeste deja în a doua jumătate a primului an de viață. Munca efectuată pentru băieți este asociată cu o cheltuială de energie mai mare decât pentru fete.

Determinarea ratei metabolice bazale este adesea diagnostic. Metabolismul bazal crește odată cu funcția tiroidiană excesivă și alte boli. Cu funcția insuficientă a glandei tiroide, a hipofizei, a gonadelor, metabolismul bazal scade.

Cheltuieli de energie în timpul activității musculare. Cu cât munca musculară este mai grea, cu atât o persoană cheltuie mai multă energie. Pentru școlarii care se pregătesc pentru o lecție, o lecție la școală necesită o energie cu 20-50% mai mare decât energia metabolismului bazal.

La mers, cheltuielile cu energia depășesc rata metabolică bazală cu 150-170%. La alergare, urcarea scărilor, cheltuielile cu energia depășesc rata metabolică bazală de 3-4 ori.

Exercițiul corporal reduce semnificativ cheltuielile de energie pentru munca depusă. Acest lucru se datorează scăderii numărului de mușchi implicați în muncă, precum și schimbărilor în respirație și circulației sângelui.

Oamenii de diferite profesii au cheltuieli energetice diferite. Cu munca mentală, costurile cu energia sunt mai mici decât cu munca fizică. Băieții au o cheltuială energetică totală zilnică mai mare decât fetele.

Procesele metabolice și energetice sunt deosebit de intense în timpul creșterii și dezvoltării copiilor și adolescenților, care este una dintre trăsăturile caracteristice ale unui organism în creștere. În acest stadiu al ontogenezei, procesele plastice predomină semnificativ asupra proceselor de distrugere și numai la un adult se stabilește un echilibru dinamic între aceste procese de metabolism și energie. Astfel, în copilărie predomină procesele de creștere și dezvoltare sau asimilare, la bătrânețe - procesele de disimilare. Acest model poate fi încălcat ca urmare a diferitelor boli și a acțiunii altor factori de mediu extremi.

Metabolismul proteinelor. Absența oricăruia dintre aminoacizii esențiali în alimente provoacă perturbări grave ale funcțiilor vitale ale organismului, în special cele în creștere. Înfometarea proteinelor duce la o întârziere și apoi la o încetare completă a creșterii și a dezvoltării fizice.

Pentru un corp în creștere, nevoia de proteine este mult mai mare decât cea a unui adult. În primul an de dezvoltare postnatală, copilul ar trebui să primească mai mult de 4 g de proteine la 1 kg de greutate corporală, la 2-3 ani - 4 g, la 3-5 ani - 3,8 g etc.

Metabolizarea grăsimilor și a carbohidraților. Nevoile de grăsime ale copiilor și adolescenților au propriile caracteristici de vârstă. Deci, până la 1,5 ani, nu este nevoie de grăsimi vegetale, iar necesarul total este de 50 g pe zi, de la 2 la 10 ani, nevoia de grăsimi crește cu 80 g pe zi, iar în grăsimile vegetale - până la 15 g, în timpul pubertății, nevoia de grăsime la băieți este de 110 g pe zi, iar la fete - 90 g, iar nevoia de grăsimi vegetale la ambele sexe este aceeași - 20 g pe zi.

Nevoia de carbohidrați la copii și adolescenți este mult mai mică, mai ales în primii ani de viață. Deci, până la 1 an, necesarul de carbohidrați este de 110 g pe zi, de la 1,5 la 2 ani - 190 g, la 5-6 ani - 250 g, la 11-13 ani - 380 g și la băieți - 420 g, iar la fete - 370 g. În corpul copilului există o asimilare mai completă și mai rapidă a carbohidraților și o rezistență mai mare la excesul de zahăr din sânge.

Schimb apă-sare. Conținutul de apă din corpul copilului este mult mai mare, în special în stadiile incipiente ale dezvoltării. Necesarul total de apă al copiilor și adolescenților crește odată cu creșterea corpului. Dacă un copil de un an are nevoie de aproximativ 800 ml de apă pe zi, atunci la 4 ani - 1000 ml, la 7-10 ani - 1350 ml, iar la 11-14 ani - 1500 ml.

Schimb de minerale. Nevoile unui adult și ale unui copil de minerale sunt semnificativ diferite, lipsa de minerale din alimentele copilului duce mai repede la diferite tulburări metabolice și, în consecință, la o încălcare a creșterii și dezvoltării corpului. Până la sfârșitul pubertății, nevoia de micronutrienți scade ușor.

Vitamine. Acestea sunt necesare pentru corpul nostru în cantități neglijabile, dar absența lor duce corpul la moarte și lipsa nutriției sau întreruperea proceselor de asimilare a acestora - la dezvoltarea diferitelor boli numite hipovitaminoză.

Se cunosc aproximativ 30 de vitamine care afectează diferite aspecte ale metabolismului, atât ale celulelor individuale, cât și ale întregului organism în ansamblu. Acest lucru se datorează faptului că multe vitamine fac parte din enzime. În consecință, absența vitaminelor determină încetarea sintezei enzimatice și, în consecință, a tulburărilor metabolice.

O persoană primește vitamine din alimente de origine vegetală și animală. Pentru viața normală, o persoană are nevoie de 16-18 vitamine din 30 de vitamine. Un corp în creștere este extrem de sensibil la lipsa de vitamine din alimente. Cea mai frecventă deficiență de vitamina D în rândul copiilor este o boală numită rahitism, care se dezvoltă atunci când lipsește vitamina D în alimentația copiilor și este însoțită de formarea scheletului afectată. Rahitismul apare la copii sub 5 ani.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că aportul unei cantități excesive de vitamine în organism poate provoca perturbări grave ale activității sale funcționale și poate duce chiar la dezvoltarea unor boli numite hipervitaminoză. la recomandarea unui medic.

Schimb de energie. Metabolismul din organism este strâns legat de conversia energiei. Unul dintre cei mai importanți indicatori ai intensității proceselor metabolice din organism este rata metabolică bazală, care depinde de vârstă, sex și greutate.

În medie, rata metabolică bazală la bărbați este de 7140-7560 kJ pe zi, iar la femei 6430-6800 kJ. Intensitatea reacțiilor metabolice la copii în termeni de 1 kg de greutate corporală sau 1 m 2 din suprafața sa este semnificativ mai mare decât la adulți, deși valorile absolute sunt mai mici. Deci, la băieții de 8 ani, rata metabolică bazală pe 1 m2 de suprafață este de 6190 kJ, iar la fete - 5110 kJ. Mai mult, odată cu vârsta, rata metabolică bazală scade, iar la băieții de 15 ani este - 4800 kJ, la fete - 4480 kJ.

Cunoscând costurile energetice ale corpului, este posibil să se formuleze o rație alimentară optimă, astfel încât cantitatea de energie furnizată cu alimente să acopere în totalitate costurile energetice ale corpului. Pentru copii și adolescenți, compoziția alimentelor este deosebit de importantă, deoarece corpul copilului pentru dezvoltarea și creșterea normală are nevoie de o anumită cantitate de proteine, grăsimi, carbohidrați, săruri minerale, apă și vitamine.

7. Termoreglarea, caracteristicile sale de vârstă

Termoreglare (Căldură termică greacă și lat. Regulare a raționaliza)- un set de procese fiziologice în corpul uman menite să mențină o temperatură corporală constantă (în mod normal 36,0-37,0 0 C).

Temperatura corpului depinde de producția de căldură și de transferul de căldură.

Producția de căldură, adică producția de căldură în organism, depinde de intensitatea metabolismului. Transferul de căldură de la suprafața corpului la mediul extern se realizează în mai multe moduri: prin schimbarea intensității circulației sângelui, transpirație, eliberarea de căldură cu aerul expirat, precum și cu urină și fecale. La copii, în special la sugari, transferul de căldură este crescut datorită aportului abundent de sânge la piele, subțire a pielii în sine și imaturitatea centrului de termoreglare (atunci când corpul adult se răcește datorită scăderii temperaturii mediului, vasele pielii sale înguste reflexiv, ceea ce îi permite să rețină căldura).

În mod normal, termoreglarea se realizează reflexiv. Centrul de termoreglare este situat în hipotalamus.

Dacă procesul de producere a căldurii prevalează asupra procesului de transfer de căldură, corpul se supraîncălzește până la insolatie ... Dacă procesul de transfer de căldură prevalează asupra producției de căldură, se instalează hipotermia corpului.

Încălcarea termoreglării se observă cu febră însoțitoare inflamatorie și boli infecțioase, tulburări circulatorii, consum de alcool etc.

La nou-născuți și sugari, termoreglarea nu este complet formată (transferul de căldură prevalează asupra producției de căldură).

Izotermia - alinierea temperaturii corpului unui copil cu un corp adult în procesul de ontogeneză - se dezvoltă treptat, doar până în al 5-lea an de viață. Maturizarea sistemului termoreglator în ontogeneza postnatală este strâns legată de maturizarea mecanismelor de reglare neuroendocrină și de realizarea posturii în picioare, cu maturizarea mușchilor scheletici. Până la naștere, mecanismele de termoreglare, chiar și la copiii prematuri, pot fi deja incluse în lucrare: producție crescută de căldură, predominant de origine care nu tremură, reacții vasculare, transpirații și reacții comportamentale. Datorită faptului că mecanismele de termoreglare funcționează la un copil din momentul nașterii, întărirea acestuia trebuie începută cât mai devreme posibil.

Întrebări pentru auto-testare:

1. Ce este metabolismul și ce procese implică acesta?

2. Enumerați funcțiile proteinelor.

3. Ce sunt aminoacizii esențiali?

3. Caracteristicile metabolismului la copii și adolescenți

celulele includ aproximativ 70 elemente chimice formând în organism două tipuri principale de compuși chimici: substanțe organice și anorganice. Corpul unui adult sănătos cu greutate medie (70 kg) conține aproximativ: apă - 40-45; proteine - 15-17; grăsime - 7-10; săruri minerale - 2,5-3; glucide - 0,5-0,8. Procesele continue de sinteză și descompunere care apar în organism necesită un aport regulat de material necesar pentru a înlocui particulele corpului deja învechite. Acest „material de construcție” pătrunde în organism cu alimente. Cantitatea de mâncare pe care o persoană o mănâncă în viața sa este de multe ori propria sa greutate. Toate acestea indică o rată ridicată a proceselor metabolice în corpul uman.

Metabolismul proteinelor. Proteinele reprezintă aproximativ 25% din greutatea corporală totală. Aceasta este cea mai dificilă parte a acestuia. Proteinele sunt compuși polimerici constituiți din aminoacizi. Setul de proteine al fiecărei persoane este strict unic și specific. În organism, proteinele alimentare sub acțiunea sucurilor digestive sunt împărțite în componentele sale simple - peptide și aminoacizi, care sunt apoi absorbiți în intestine și intră în sânge. Dintre cei 20 de aminoacizi, doar 8 sunt esențiali pentru oameni. Acestea includ triptofan, leucină, izoleucină, valină, treonină, lizină, metionină și fenilalanină. Un corp în creștere are nevoie și de histidină.

Absența oricăruia dintre aminoacizii esențiali în alimente provoacă perturbări grave ale funcțiilor vitale ale organismului, în special cele în creștere. Înfometarea proteinelor duce la o întârziere și apoi la o încetare completă a creșterii și a dezvoltării fizice. Copilul devine letargic, există o scădere accentuată în greutate, edem abundent, diaree, inflamație a pielii, anemie, o scădere a rezistenței corpului la boli infecțioase etc. Acest lucru se datorează faptului că proteina este principalul material plastic al corpului, din care se formează diferite structuri celulare. În plus, proteinele fac parte din enzime, hormoni, nucleoproteine, formează hemoglobină și anticorpi din sânge.

Dacă munca nu este asociată cu un efort fizic intens, corpul uman, în medie, are nevoie de aproximativ 1,1-1,3 g de proteine pe 1 kg de greutate corporală pe zi. Odată cu creșterea activității fizice, nevoile organismului de proteine cresc, de asemenea. Pentru un corp în creștere, nevoia de proteine este mult mai mare. În primul an de dezvoltare postnatală, copilul ar trebui să primească mai mult de 4 g de proteine la 1 kg de greutate corporală, la 2-3 ani - 4 g, la 3-5 ani - 3,8 g etc.

Metabolizarea grăsimilor și a carbohidraților. Aceste substanțe organice au o structură mai simplă, constând din trei elemente chimice: carbon, oxigen și hidrogen. Aceeași compoziție chimică a grăsimilor și carbohidraților îi permite organismului să construiască grăsimi din acestea cu un exces de carbohidrați și, dimpotrivă, dacă este necesar, carbohidrații se formează ușor din grăsimile din corp.

Cantitatea totală de grăsime din corpul uman este în medie de aproximativ 10-20%, iar carbohidrații - 1%. Cea mai mare parte a grăsimii se găsește în țesutul adipos și constituie o rezervă energetică de rezervă. O porțiune mai mică de grăsime este utilizată pentru a construi noi structuri de membrană celulară și pentru a le înlocui pe cele vechi. Unele celule din corp sunt capabile să stocheze grăsimi în cantități uriașe, acționând ca izolație termică și mecanică în organism.

În dieta unui adult sănătos, grăsimile ar trebui să fie de aproximativ 30% conținutul total de calorii din alimente, adică 80-100 g pe zi. Este necesar să se utilizeze atât grăsimi de origine animală, cât și vegetală în alimente, într-un raport de 2: 1, deoarece unele dintre componentele componente ale grăsimilor vegetale nu pot fi sintetizate în organism. Acestea sunt așa-numiții acizi grași nesaturați: linoleic, linolenic și arahidonic. Aportul insuficient al acestor acizi grași în corpul uman duce la tulburări metabolice și la dezvoltarea proceselor aterosclerotice în sistemul cardiovascular.

Nevoile de grăsime ale copiilor și adolescenților au propriile caracteristici de vârstă. Deci, până la 1,5 ani, nu este nevoie de grăsimi vegetale, iar necesarul total este de 50 g pe zi, de la 2 la 10 ani, nevoia de grăsimi crește cu 80 g pe zi, iar în grăsimile vegetale - până la 15 g, în timpul pubertății, necesarul de grăsime la băieți este de 110 g pe zi, iar la fete - 90 g, iar nevoia de grăsimi vegetale la ambele sexe este aceeași - 20 g pe zi.

Glucidele din organism sunt descompuse în glucoză, fructoză, galactoză etc. și apoi absorbite în sânge. Conținut de glucoză în sângele unui adult este constantă și egală cu o medie de 0,1%. Odată cu creșterea cantității de zahăr din sânge la 0,11-0,12%, glucoza provine din sânge în ficat și țesuturile musculare, unde este stocată sub formă de amidon animal - glicogen. Cu o creștere suplimentară a conținutului de zahăr din sânge la 0,17%, rinichii sunt incluși în excreția sa din organism, iar zahărul apare în urină. Acest fenomen se numește glucozurie .

Corpul folosește carbohidrații în primul rând ca material energetic. În condiții normale, un bărbat adult mediu angajat în muncă fizică mentală sau ușoară necesită 400-500 g de carbohidrați pe zi. Nevoia de carbohidrați la copii și adolescenți este mult mai mică, mai ales în primii ani de viață. Deci, până la 1 an, necesarul de carbohidrați este de 110 g pe zi, de la 1,5 la 2 ani - 190 g, la 5-6 ani - 250 g, la 11-13 ani - 380 g și la băieți - 420 g, iar la fete - 370 g. În corpul copilului, există o asimilare mai completă și mai rapidă a carbohidraților și o rezistență mai mare la excesul de zahăr din sânge.

Schimb apă-sare. Pentru funcțiile vitale ale corpului, apa joacă un rol mult mai mare decât restul părților constitutive ale alimentelor. Faptul este că apa din corpul uman este în același timp un material de construcție, un catalizator pentru toate procesele metabolice și un termoreglator al corpului. Cantitatea totală de apă din organism depinde de vârstă, sex și greutate. În medie, corpul unui bărbat conține peste 60% din apă, corpul unei femei - 50%.

Conținutul de apă din corpul copilului este mult mai mare, mai ales în primele etape de dezvoltare. Potrivit embriologilor, conținutul de apă în corpul unui făt de 4 luni ajunge la 90%, iar la un copil de 7 luni - 84%. În corpul unui nou-născut, volumul de apă este de 70 până la 80%. În ontogenia postnatală, conținutul de apă scade rapid. Deci, un copil are 8 luni. conținutul de apă este de 60%, pentru un copil de 4,5 ani - 58%, pentru băieții de 13 ani - 59%, iar pentru fetele de aceeași vârstă - 56%. Conținutul mai mare de apă din corpul copiilor este evident asociat cu o intensitate mai mare a reacțiilor metabolice asociate creșterii și dezvoltării lor rapide. Necesarul total de apă al copiilor și adolescenților crește pe măsură ce corpul crește. Dacă un copil de un an are nevoie de aproximativ 800 ml de apă pe zi, atunci la 4 ani - 1000 ml, la 7-10 ani - 1350 ml, iar la 11-14 ani - 1500 ml.

Schimb de minerale. Rolul oligoelementelor se reduce la faptul că sunt regulatori subtili ai proceselor metabolice. Combinându-se cu proteine, multe oligoelemente servesc drept material pentru construirea enzimelor, hormonilor și vitaminelor.

Nevoile unui adult și ale unui copil de minerale sunt semnificativ diferite, lipsa de minerale din alimentele copilului duce mai repede la diferite tulburări metabolice și, în consecință, la o încălcare a creșterii și dezvoltării corpului. Deci, rata consumului de calciu în corpul unui copil de un an este de 1000 mg pe zi, fosfor - 1500 mg. La vârsta de 7 până la 10 ani, nevoia de oligoelemente crește, este necesar calciu 1200 mg pe zi, fosfor - 2000 mg. Până la sfârșitul pubertății, nevoia de micronutrienți scade ușor.

Vitamine. Acestea sunt necesare pentru corpul nostru în cantități neglijabile, dar absența lor duce corpul la moarte și lipsa nutriției sau întreruperea proceselor de asimilare a acestora - la dezvoltarea diferitelor boli numite hipovitaminoză.

O persoană primește vitamine din alimente de origine vegetală și animală. Pentru viața normală, o persoană are nevoie de 16-18 vitamine din 30 de vitamine. Sunt deosebit de importante vitaminele B 1, B 2, B 12, PP, C, A și D. Până la un an, norma pentru vitamina A este de 0,5 mg, B 1 - 0,5 mg, B 2 - 1 mg, PP - 5 mg, B 6 - 0,5 mg, C - 30 mg și D - 0,15 mg. În perioada de la 3 la 7 ani, norma pentru vitamina A este 1 mg, B 1 - 1,5 mg, B 2 - 2,5 mg, PP - 10 mg, B 6 - 1,5 mg, C - 50 mg și necesitatea de vitamina D rămâne aceeași - 0,15 mg. În momentul pubertății, norma pentru vitamina A este de 1,5 mg, B 1 - 2 mg, B 2 - 3 mg, PP - 20 mg, B 6 - 2 mg, C - 70 mg și D - 0,15 mg.

Un corp în creștere este extrem de sensibil la lipsa de vitamine din alimente. Cea mai frecventă deficiență de vitamine în rândul copiilor este o boală numită rahitism. Se dezvoltă cu o lipsă de vitamina D în alimentele pentru copii și este însoțită de formarea scheletului afectată. Rahitismul apare la copii sub 5 ani.

În urma însușirii acestui capitol, studentul trebuie: știu

etape ale metabolismului și energiei: anabolism și catabolism;
caracteristicile metabolismului general și de bază;
acțiunea dinamică specifică a alimentelor;
modalități de evaluare a consumului de energie al corpului;
caracteristicile de vârstă ale metabolismului; a fi capabil să
explica importanta metabolismului pentru corpul uman;
să asocieze caracteristicile legate de vârstă ale metabolismului cu cheltuielile de energie la diferite perioade de vârstă;

proprii

Cunoștințe despre participarea nutrienților în metabolism.

Caracteristicile metabolismului în organism

Metabolism sau metabolism(din greacă. metabolă - transformare) este un ansamblu de transformări chimice și fizice care au loc într-un organism viu și îi asigură activitatea vitală împreună cu mediul extern. În metabolism și energie, sunt eliberate două procese corelate opuse: anabolismul, care este baza asimilare, și catabolism, care se bazează pe disimilare.

Anabolism(din greacă. anabole - creștere) - un set de procese de sinteză a țesuturilor și structurilor celulare, precum și a compușilor necesari activității vitale a corpului. Anabolismul asigură creșterea, dezvoltarea și reînnoirea structurilor biologice, acumularea unui substrat energetic. Energia este stocată sub formă de compuși de fosfat cu conținut ridicat de energie (macroergii), cum ar fi ATP.

Catabolism(din greacă. katabole - căderea în jos) - un set de procese de dezintegrare a țesuturilor și structurilor celulare și clivarea compușilor complecși pentru susținerea energetică și plastică a proceselor vitale. În timpul catabolismului, se eliberează energie chimică, care este utilizată de organism pentru a menține structura și funcția celulei, precum și pentru a asigura activitatea celulară specifică: contracția musculară, secreția secrețiilor glandulare etc. Produsele finale ale catabolismului - apă, dioxid de carbon, amoniac, uree, acid uric etc. - sunt îndepărtate din organism.

Astfel, procesele catabolice furnizează energie și precursori pentru anabolism. Procesele anabolice sunt necesare pentru construirea și restaurarea structurilor și celulelor, formarea țesuturilor în timpul creșterii, pentru sinteza hormonilor, enzimelor și a altor compuși necesari activității vitale a corpului. Pentru reacțiile catabolice, acestea furnizează macromolecule pentru a fi clivate. Procesele de anabolism și catabolism sunt interconectate și se află în organism într-o stare echilibru dinamic. Starea unui raport de echilibru sau neechilibru între anabolism și catabolism depinde de vârstă, sănătate, stres fizic sau mental. La copii, predominanța proceselor anabolice asupra proceselor catabolice caracterizează procesele de creștere și acumulare a masei tisulare. Cea mai intensă creștere a greutății corporale se observă în primele trei luni de viață - 30 g / zi. Până în anul acesta scade la 10 g / zi, în anii următori declinul continuă. Costul energetic al creșterii este, de asemenea, cel mai ridicat în primele trei luni și se ridică la aproximativ 140 kcal / zi, sau 36% din valoarea energetică a alimentelor. De la trei ani până la pubertate, acesta scade la 30 kcal / zi, apoi crește din nou - la 110 kcal / zi. Procesele anabolice sunt mai intense la adulți în perioada de recuperare după boală. Predominanța proceselor catabolice este caracteristică persoanelor în vârstă sau epuizate de o boală severă pe termen lung. De regulă, acest lucru se datorează distrugerii treptate a structurilor țesuturilor și eliberării de energie.

Esența metabolismului constă în aportul diferiților nutrienți din mediul extern în organism, asimilarea și utilizarea acestora ca surse de energie și material pentru construirea structurilor corpului și eliberarea produselor metabolice formate în procesul activității vitale în mediul extern. În acest sens, există cei patru constituenți principali ai funcției de schimb ".

extragerea energiei din mediu sub formă de energie chimică a substanțelor organice;
transformarea nutrienților din săraci în substanțe mai simple din care se formează macromoleculele care alcătuiesc componentele celulelor;
asamblarea proteinelor, acizilor nucleici și a altor componente celulare din aceste substanțe;
sinteza și distrugerea moleculelor necesare pentru îndeplinirea diverselor funcții specifice ale corpului.

Metabolismul organismului are loc în mai multe etape. Primul pas - transformarea nutrienților în tractul digestiv. Aici, substanțele complexe ale sărăciei sunt descompuse în altele mai simple - glucoză, aminoacizi și acizi grași care pot fi absorbiți în sânge sau limfă. Când nutrienții sunt defalcați în tractul digestiv, se eliberează energie, care se numește căldură primară. Este folosit de organism pentru a menține homeostazia termică.

A doua fază transformarea substanțelor are loc în interiorul celulelor corpului. Acesta este așa-numitul intracelular sau intermediar, schimb valutar.În interiorul celulei, produsele din prima etapă a metabolismului - glucoză, acizi grași, glicerol, aminoacizi - sunt oxidate și fosforilate. Aceste procese sunt însoțite de eliberarea de energie, cea mai mare parte a acesteia fiind stocată în legăturile macroergice ale ATP. Produsele de reacție asigură celulei elementele de bază pentru sinteza unei varietăți de componente moleculare. Numeroase enzime joacă un rol decisiv în acest sens. Cu participarea lor, complexă reacții chimice oxidare și reducere, fosforilare, transaminare etc. Metabolismul într-o celulă este posibil numai cu integrarea tuturor transformărilor biochimice complexe ale proteinelor, grăsimilor și carbohidraților cu participarea surselor lor comune de energie (ATP) și datorită existenței precursorilor comuni sau substanțe intermediare comune. Aprovizionarea cu energie totală a celulei se formează datorită reacției biologice de oxidare.

Oxidarea biologică este aerobă și anaerobă. Aerobic(din lat. aeg - procesele de aer) necesită oxigen, se desfășoară în mitocondrii și sunt însoțite de acumularea unei cantități mari de energie, care acoperă principalul consum de energie al corpului. Anaerob procesele se desfășoară fără participarea oxigenului, în principal în citoplasmă și sunt însoțite de acumularea unei cantități mici de energie sub formă de ATP, care este utilizată pentru a satisface nevoile limitate pe termen scurt ale celulei. Deci, pentru țesutul muscular al unui adult, procesele aerobe sunt caracteristice, în timp ce procesele anaerobe predomină în metabolismul energetic al fătului și al copiilor din primele zile de viață.

Odată cu oxidarea completă a glucozei sau aminoacizilor 1 M, se formează 25,5 M ATP, iar cu oxidarea completă a grăsimilor, 91,8 M ATP. Energia stocată în ATP este folosită de organism pentru a face lucrări utile și este transformată în căldură secundară. Astfel, energia eliberată de oxidarea nutrienților din celulă este transformată în cele din urmă în energie termică. Ca urmare a oxidării aerobe, produsele nutritive sunt transformate în C0 2 și H 2 0, care sunt inofensive pentru organism.

Cu toate acestea, în celulă, poate exista și o combinație directă de oxigen cu substanțe oxidabile fără participarea enzimelor, care se numește oxidare cu radicali liberi. Aceasta produce radicali liberi și peroxizi care sunt extrem de toxici pentru organism. Acestea deteriorează membranele celulare și distrug proteinele structurale. Un avertisment asupra acestui tip de oxidare este consumul de vitamine E, A, C etc., precum și oligoelemente (Se etc.), care transformă radicalii liberi în molecule stabile și previn formarea de peroxizi toxici. Acest lucru asigură evoluția normală a oxidării biologice în celulă.

Stadiu final metabolism - excreția produselor de descompunere cu urină și excreții de sudoare și glande sebacee.

Metabolismul plastic și energetic din organism acționează ca un întreg, dar rolul diferiților nutrienți în implementarea lor nu este același. La un adult, produsele descompunerii grăsimilor și carbohidraților sunt utilizate în principal pentru a furniza procese energetice și proteine - pentru a construi și a restabili structurile celulare. La copii, datorită creșterii și dezvoltării intensive a corpului, carbohidrații sunt implicați în procesele plastice. Oxidarea biologică servește ca sursă nu numai de fosfați bogați în energie, ci și de compuși ai carbonului folosiți în biosinteza aminoacizilor, carbohidraților, lipidelor și a altor componente ale celulelor. Acest lucru explică intensitatea semnificativ mai mare a metabolismului energetic la copii.

Toată energia legăturilor chimice ale nutrienților care intră în organism se transformă în cele din urmă în căldură (căldură primară și secundară), prin urmare, prin cantitatea de căldură generată, se poate judeca cantitatea de costuri energetice pentru implementarea activității vitale.

Pentru a evalua consumul de energie al corpului, se folosesc metode de calorimetrie directă și indirectă, cu ajutorul cărora este posibil să se determine cantitatea de căldură degajată de corpul uman. Calorimetrie directă se bazează pe măsurarea cantității de căldură pe care corpul o eliberează în mediu (de exemplu, pe oră sau pe zi). În acest scop, o persoană este plasată într-o celulă specială - calorimetru(fig.12.1). Pereții calorimetrului sunt spălați de apă, a cărei temperatură de încălzire este utilizată pentru a evalua cantitatea de energie eliberată. Calorimetria directă oferă o precizie ridicată în evaluarea consumului de energie al organismului, dar datorită greutății și complexității sale, această metodă este utilizată numai în scopuri speciale.

Pentru a determina consumul de energie al unei persoane, se utilizează adesea o metodă mai simplă și mai accesibilă. calorimet indirect

Orez. 12.1.

Calorimetrul este utilizat pentru studii la om. Energia totală eliberată constă din: 1) căldura generată, măsurată prin creșterea temperaturii apei care curge în bobina camerei; 2) căldura latentă de vaporizare, măsurată, dar cantitatea de vapori de apă extrasă din aerul ambiant de către primul absorbant H 2 0; 3) lucrări care vizează obiecte din afara camerei. Consumul de 0 2 se măsoară prin cantitatea sa, care trebuie adăugată pentru ca conținutul său din cameră să rămână constant.

rii - conform datelor schimbului de gaze. Având în vedere că cantitatea totală de energie eliberată de organism este rezultatul descompunerii proteinelor, grăsimilor și carbohidraților, precum și cunoașterea cantității de energie eliberată în timpul descompunerii fiecăreia dintre aceste substanțe (valoarea lor energetică) și cantitatea de substanțe descompuse pe o anumită perioadă de timp, este posibil să se calculeze cantitatea de energie eliberată. Pentru a stabili ce substanțe au suferit oxidare în organism (proteine, grăsimi sau carbohidrați), calculați frecvența respiratorie(DC), care se înțelege ca raportul dintre volumul de dioxid de carbon emis și volumul de oxigen absorbit. Cocientul respirator este diferit atunci când proteinele, grăsimile și carbohidrații sunt oxidați. Calorimetria indirectă este denumită „analiză totală a gazelor” atunci când se cunoaște cantitatea de oxigen absorbit și dioxidul de carbon expirat. Pentru a-l efectua, aveți nevoie de echipamente care să vă permită să determinați volumul de dioxid de carbon. În bioenergia clasică, în acest scop se utilizează o pungă Douglas, un ceas cu gaz și un analizor de gaz Holden, în care există absorbanți de dioxid de carbon și oxigen. Metoda vă permite să estimați procentajul de 0 2 și C0 2 în proba de aer studiată. Măsurătorile sunt utilizate pentru a calcula volumul de oxigen absorbit și dioxid de carbon expirat.

Să analizăm esența acestei metode folosind exemplul oxidării glucozei. Formula totală pentru defalcarea carbohidraților este exprimată prin ecuație

Pentru grăsimi, DC este de 0,7. Atunci când proteinele și alimentele mixte sunt oxidate, valoarea DC ia o valoare intermediară: între 1 și 0,7.

Subiectul duce mușchiul sacului Douglas în gură (Fig. 12.2), nasul său este închis cu o clemă și tot aerul expirat într-o anumită perioadă de timp este colectat într-o pungă de cauciuc.

Volumul de aer expirat este determinat folosind un ceas cu gaz. Se prelevează o probă de aer din pungă și se determină conținutul de oxigen și dioxid de carbon din ea. Se cunoaște conținutul de gaz al aerului inhalat. Diferența procentuală este utilizată pentru a calcula cantitatea de oxigen consumat, dioxid de carbon emis și DC:

Cunoscând valoarea DC, se găsește echivalentul caloric al oxigenului (KEO2) (Tabelul 12.1), adică cantitatea de căldură generată în organism atunci când se consumă 1 litru de oxigen.

Orez. 12.2.

Înmulțind valoarea KE0 2 cu numărul de litri de 0 2 consumat, valoarea de schimb se obține pentru perioada de timp în care s-a determinat schimbul de gaze.

Potrivit acestuia, se determină cursul zilnic.

În prezent, există analizoare automate de gaze care vă permit să determinați simultan volumul de 0 2 consumat și volumul de CO2 expirat. Cu toate acestea, majoritatea dispozitivelor medicale disponibile pot determina doar volumul de 0 2 absorbit, prin urmare, metoda este utilizată pe scară largă în practică calorimetrie indirectă, sau analiza incompletă a gazelor. În acest caz, se determină doar volumul de 0 2 absorbit, deci calculul DC este imposibil. În mod convențional, se presupune că carbohidrații, proteinele și grăsimile sunt oxidate în organism. Se crede că DC în acest caz este de 0,85. Acesta corespunde cu KE0 2, egal cu 4,862 kcal / l. Alte calcule sunt efectuate ca în analiza completă a gazelor.

Tabelul 12.1

Valoarea DC și EC0 2 în timpul oxidării diferiților nutrienți din organism

Trăsăturile de vârstă ale metabolismului rezumat. Modificări legate de vârstă ale metabolismului. Structura și funcția glandelor endocrine

10.2. Principalele forme de metabolism din organism

10.3. Caracteristici de vârstă ale metabolismului energetic

Caracteristicile metabolismului în organism