Načrt.

Predavanje 17

Tema: "Starostne značilnosti presnove"

12. Presnova in energija, njena starostne značilnosti.

13. Hranila, njihova sestava, energijska vrednost, prehranske norme.

14. Preprečevanje bolezni prebavil.

Presnova se nanaša na celoto sprememb, ki jih snovi doživijo od trenutka, ko vstopijo v prebavni trakt, do tvorbe končnih produktov razpadanja, ki se izločijo iz telesa. To pomeni, da je presnova vseh organizmov, od najbolj primitivnih do najbolj zapletenih, vključno s človeškim telesom, osnova življenja.

V procesu življenja v telesu se neprestano preurejajo: nekatere celice odmrejo, druge jih nadomestijo. Pri odraslem odmre 1/20 celic epitelija kože in polovica vseh celic epitelija prebavnega trakta, ki se čez dan nadomestijo, približno 25 g krvi itd.

V procesu rasti je obnova telesnih celic možna le, če telesu neprestano dovajamo kisik in hranila, ki so gradbeni material, iz katerega je telo zgrajeno. Toda za izgradnjo novih telesnih celic, njihovo stalno obnavljanje, pa tudi za opravljanje neke vrste dela, je potrebna energija. Človeško telo to energijo prejme med razpadom in oksidacijo v presnovnih procesih (presnova). Poleg tega so presnovni procesi (anabolizem in katabolizem) subtilno usklajeni in potekajo v določenem zaporedju.

Spodaj anabolizem razumeti celotno reakcijo sinteze. Spodaj katabolizem- niz reakcij razpada. Upoštevati je treba, da sta oba procesa nenehno povezana. Katabolični procesi zagotavljajo anabolizem z energijo in začetnimi snovmi, anabolični procesi pa sintezo struktur, nastanek novih tkiv v povezavi s procesi rasti telesa, sintezo hormonov in encimov, potrebnih za življenje.

Med individualnim razvojem najpomembnejše spremembe doživijo anabolična faza presnove in v manjši meri katabolična faza.

Glede na njihov funkcionalni pomen v anabolični fazi presnove ločimo naslednje vrste sinteze:

1) sinteza rasti - povečanje beljakovinske mase organov v obdobju povečane delitve celic, rast organizma kot celote.

2) funkcionalna in zaščitna sinteza - tvorba beljakovin za druge organe in sisteme, na primer sinteza beljakovin krvne plazme v jetrih, tvorba encimov in hormonov v prebavnem traktu.

3) sinteza regeneracije (obnova) - sinteza beljakovin v regenerativnih tkivih po poškodbi ali podhranjenosti.

4) sinteza samoobnavljanja, povezana s stabilizacijo organizma, je nenehno dopolnjevanje komponent notranjega okolja, ki se uničijo med disimilacijo.

Vse te oblike med individualnim razvojem oslabijo, čeprav neenakomerno. Hkrati so pri sintezi rasti opazne še posebej pomembne spremembe. Največje stopnje rasti so opažene v intrauterinem obdobju. Teža človeškega zarodka se na primer v primerjavi s težo zigote poveča za 1 milijardo. 20 milijonov krat in več kot 20 let progresivne človeške rasti se poveča največ 20 -krat.

Skozi postnatalno življenje se raven anabolizma še naprej zmanjšuje.

Presnova beljakovin v organizmu v razvoju. Rastni procesi, katerih količinski kazalniki so povečanje telesne mase in raven pozitivnega ravnovesja dušika - ena stran razvoja. Njegova druga stran je diferenciacija celic in tkiv, katere biokemična osnova je sinteza encimskih, strukturnih in funkcionalnih beljakovin.

Beljakovine se sintetizirajo iz aminokislin, ki prihajajo iz organov prebavni sistem... Poleg tega so te aminokisline razdeljene na esencialne in nebistvene. Če esencialnih aminokislin (levcin, metionin in triptofan itd.) Ne dobimo s hrano, se sinteza beljakovin v telesu moti. Vnos esencialnih aminokislin je še posebej pomemben za rastoči organizem, na primer pomanjkanje lizina v hrani vodi do upočasnitve rasti, izčrpanosti mišični sistem, pomanjkanje valin - motnje ravnotežja pri otroku.

Ker v hrani ni nebistvenih aminokislin, jih je mogoče sintetizirati iz esencialnih (tirozin se lahko sintetizira iz fenilalanina).

In končno, beljakovine, ki vsebujejo vse potrebne aminokisline, ki zagotavljajo normalne sintezne procese, so biološko popolne beljakovine. Biološka vrednost iste beljakovine za različni ljudje se razlikuje glede na stanje telesa, prehrano, starost.

Dnevna potreba po beljakovinah na 1 kg telesne teže pri otroku: pri 1 letu - 4,8 g, 1-3 let - 4-4,5 g; 6-10 let - 2,5-3 g, 12 in več - 2,5 g, odrasli - 1,5-1,8 g. Zato morajo otroci, mlajši od 4 let, glede na starost, prejeti 50 g beljakovin, do 7 let - 70 g, od 7 let - 80 g na dan.

Količino beljakovin, ki so vstopile v telo in se v njem uničile, ocenjujemo po vrednosti dušikovega ravnovesja, to je razmerju med količinami dušika, ki vstopijo v telo s hrano in se iz telesa izločijo z urinom, znojem in drugimi. izločki.

Sposobnost zadrževanja dušika pri otrocih je podvržena znatnim individualnim nihanjem in traja skozi celotno obdobje progresivne rasti.

Za odrasle praviloma ni značilna sposobnost zadrževanja dušika v hrani, njihov metabolizem je v stanju dušikovega ravnovesja. To kaže, da potencial za sintezo beljakovin ostaja dolgo časa- torej pod vplivom telesne aktivnosti pride do povečanja mišične mase (pozitivna bilanca dušika).

V obdobjih stabilnega in regresivnega razvoja, ko dosežejo največjo težo in prenehajo rasti, začnejo proces samoobnove, ki poteka skozi vse življenje, igrati glavno vlogo in ki s starostjo propadajo veliko počasneje kot druge vrste sinteze.

Starostne spremembe ne vplivajo samo na presnovo beljakovin, ampak tudi na presnovo maščob in ogljikovih hidratov.

Starostna dinamika presnove maščob in ogljikovih hidratov.

Fiziološka vloga lipidov - maščob, fosfatidov in sterolov v telesu je, da so del celičnih struktur (plastična presnova), uporabljajo pa se tudi kot bogati viri energije (energetska presnova). Ogljikovi hidrati v telesu imajo vrednost energijskega materiala.

Presnova maščob in ogljikovih hidratov se s starostjo spreminja. Maščobe igrajo bistveno vlogo v procesih rasti in diferenciacije. Maščobne snovi so še posebej pomembne, predvsem zato, ker so potrebne za morfološko in funkcionalno dozorevanje. živčni sistem, za tvorbo vseh vrst celičnih membran. Zato je potreba po njih v otroštvu velika. Zaradi pomanjkanja ogljikovih hidratov v hrani se zaloge maščob pri otrocih hitro izpraznijo. Intenzivnost sinteze je v veliki meri odvisna od narave prehrane.

Za faze stabilnega in regresivnega razvoja je značilna nekakšna preusmeritev anaboličnih procesov: prehod anabolizma iz sinteze beljakovin v sintezo maščob, ki je ena izmed značilne lastnosti starostne spremembe v presnovi s staranjem.

Preusmeritev anabolizma, povezanega s starostjo, v kopičenje maščob v številnih organih temelji na zmanjšanju sposobnosti tkiv za oksidacijo maščob, zaradi česar se s konstantno in celo zmanjšano stopnjo sinteze maščobnih kislin telo je obogateno z maščobami (na primer razvoj debelosti so opazili tudi pri 1-2 obrokih na dan). Nobenega dvoma ni, da je pri preusmeritvi sinteznih procesov poleg prehranskih in živčnih regulacijskih faktorjev pomembna tudi sprememba hormonskega spektra, zlasti spremembe v stopnji tvorbe rastnega hormona, ščitničnih hormonov, insulina, steroidni hormoni.

Obnavlja se s starostjo in presnovo ogljikovih hidratov. Pri otrocih presnova ogljikovih hidratov poteka z večjo intenzivnostjo, kar je razloženo z visoko stopnjo presnove. V otroštvu ogljikovi hidrati opravljajo ne le energetsko, ampak tudi plastično funkcijo, tvorijo celične membrane, snovi vezivnega tkiva. Ogljikovi hidrati sodelujejo pri oksidaciji produktov presnove beljakovin in maščob, kar prispeva k vzdrževanju kislinsko-bazičnega ravnovesja v telesu. Dnevna potreba po ogljikovih hidratih pri otrocih je velika in znaša 10-12 g na 1 kg telesne teže v otroštvu. V naslednjih letih se v starosti 8-9 let poveča na 12-15 g na 1 kg telesne teže. Otrok, star od 1 do 3 let, mora s hrano prejeti približno 193 g ogljikovih hidratov na dan, 4-7 let - 287, 9-13 - 370, 14-17 let - 470 in odrasli - 500 g.

Ogljikovi hidrati se bolje absorbirajo v otrokovem telesu kot pri odraslih. Eden od pomembnih kazalnikov starostnih sprememb v presnovi ogljikovih hidratov je močno podaljšanje časa odprave hiperglikemije, ki jo povzroči vnos glukoze med testi obremenitve s sladkorjem do starosti.

Pomemben del telesne presnove je presnova vode in soli.

Preoblikovanje snovi v telesu poteka v vodnem okolju, voda skupaj z mineralnimi snovmi sodeluje pri izgradnji celic in služi kot reagent pri celičnih kemičnih reakcijah. Koncentracija mineralnih soli, raztopljenih v vodi, določa velikost osmotskega tlaka krvi in ​​tkivne tekočine, zato je zelo pomembna za absorpcijo in izločanje. Spremembe količine vode v telesu in premiki v sestavi soli telesne tekočine in tkivnih struktur povzročajo kršitev stabilnosti koloidov, kar lahko povzroči nepopravljive motnje in smrt posameznih celic in nato telesa kot celote. Zato vzdrževanje konstantne količine vode in mineralna sestava je predpogoj za normalno življenje.

V fazi progresivne rasti voda sodeluje v procesih ustvarjanja telesne mase. Znano je na primer, da od dnevnega povečanja telesne mase 25 g voda predstavlja 18, beljakovine - 3, maščobe - 3 in mineralne soli - 1 g. Mlajše kot je telo, večja je dnevna potreba po vodi . V prvih šestih mesecih življenja otrokova potreba po vodi doseže 110-125 g na 1 kg teže, za 2 leti se zmanjša na 115-136 g, pri 6 letih-90-100 g, 18 let-40 -50 g. Otroci lahko hitro izgubijo in tudi hitro odložijo vodo.

Splošni vzorec posamezne evolucije je zmanjšanje vode v vseh tkivih. S starostjo prihaja do prerazporeditve vode v tkivih - volumen vode v medceličnih prostorih se povečuje in volumen znotrajcelične vode se zmanjšuje.

Ravnotežje mnogih mineralnih soli je odvisno od starosti. V mladosti je vsebnost večine anorganskih soli manjša kot pri odraslih. Izmenjava kalcija in fosforja je še posebej pomembna. Povečane potrebe po vnosu teh elementov pri otrocih, mlajših od enega leta, pojasnjujejo s povečano izobrazbo kostno tkivo... Toda ti elementi v starosti niso nič manj pomembni. Zato morajo starejši ljudje v svojo prehrano uvesti živila, ki vsebujejo te elemente (mleko, mlečni izdelki), da bi se izognili porabi teh elementov iz kostnega tkiva. Nasprotno, vsebnost natrijevega klorida je treba v prehrani zmanjšati zaradi oslabitve proizvodnje mineralokortikoidov v nadledvičnih žlezah s starostjo.

Pomemben pokazatelj energetskih transformacij v telesu je približno osnovna menjava.

Starostna dinamika bazalnega metabolizma

Bazalni metabolizem je najmanjša raven presnove in poraba energije za telo v strogo stalnih pogojih: 14-16 ur pred obroki, v ležečem položaju v stanju mišičnega počitka pri temperaturi 8-20 C. Na sredini -stare osebe je bazalni metabolizem 4187 J na 1 kg mase v 1 uri.To je v povprečju 7-7,6 MJ na dan. Poleg tega je za vsako osebo vrednost bazalne presnove relativno konstantna.

Glavni metabolizem pri otrocih je intenzivnejši kot pri odraslih, saj imajo relativno veliko telesno površino na enoto mase in prevladujejo procesi disimilacije in ne asimilacije. Stroški energije za rast so večji, tj mlajši otrok... Tako je poraba energije, povezana z rastjo pri 3 mesecih, 36%, pri 6 mesecih. - 26%, 9 mesecev - 21% celotne energijske vrednosti hrane.

V skrajni starosti (faza regresivnega razvoja) opazimo zmanjšanje telesne mase in zmanjšanje linearnih dimenzij človeškega telesa, bazalna presnova pade na nizke vrednosti. Poleg tega stopnja zmanjšanja bazalnega metabolizma v tej starosti po mnenju različnih raziskovalcev korelira z obsegom, v katerem starejši ljudje kažejo znake oslabelosti in izgube delovne sposobnosti.

Kar zadeva spolne razlike v ravni bazalnega metabolizma, jih v ontogenezi najdemo že od 6-8 mesecev. Hkrati je osnovni metabolizem fantov višji kot pri deklicah. Takšni odnosi vztrajajo v puberteti in se do starosti izravnajo.

V ontogenezi se ne spreminja le povprečna vrednost energetskega metabolizma, temveč se tudi bistveno spreminjajo možnosti za povečanje te ravni v pogojih intenzivne, na primer mišične aktivnosti.

V zgodnjem otroštvu nezadostna funkcionalna zrelost mišično -skeletnega, srčno -žilnega in dihalnih sistemov omejuje prilagoditvene sposobnosti reakcije energetskega metabolizma, ko telesna aktivnost... V odrasli dobi prilagoditvena zmogljivost in mišična moč dosežeta največ. V starosti so možnosti kompenzacijskega povečanja stopnje dihanja in izmenjave energije v stresnih razmerah izčrpane zaradi zmanjšanja vitalne zmogljivosti pljuč, koeficienta porabe kisika v tkivih in zmanjšanja funkcij srčno -žilni sistem.

Predlagane so bile različne predpostavke in različni matematični izrazi, ki so ugotavljali odvisnost proizvodnje energije od parametrov, ki so značilni za strukturne značilnosti organizma. Tako je Rubner verjel, da so starostne spremembe v presnovi posledica zmanjšanja velikosti relativne površine telesa s starostjo.

Padec stopnje presnovnih procesov v starosti smo poskušali razložiti s kopičenjem podkožne maščobe in znižanjem temperature kože v tej starosti.

Omembe vredna so dela, v katerih se upoštevajo spremembe v energetski presnovi v povezavi s tvorbo mehanizmov termoregulacije in sodelovanjem skeletnih mišic v njej (Magnus, 1899; Arshavsky, 1966-71).

Povečanje tonusa skeletnih mišic z nezadostno aktivnostjo centra vagusnega živca v prvem letu življenja prispeva k povečanju energetske presnove. Vloga starostnega prestrukturiranja aktivnosti skeletnih mišic v dinamiki energetskega metabolizma je še posebej jasno ločena pri preučevanju izmenjave plinov pri ljudeh različnih starosti v mirovanju in med telesno aktivnostjo. Za progresivno rast je za povečanje metabolizma v mirovanju značilno znižanje ravni bazalnega metabolizma in izboljšanje energetske prilagoditve mišični aktivnosti. V obdobju stabilne faze se vzdržuje visoka izmenjava funkcionalnega počitka, izmenjava med delom pa se znatno poveča in doseže stabilno, minimalno raven osnovne presnove. V regresijski fazi se razlika med izmenjavo funkcionalnega počitka in bazalno izmenjavo nenehno zmanjšuje, čas počitka se podaljša.

Številni raziskovalci menijo, da je zmanjšanje energetske presnove celotnega organizma med ontogenezo predvsem posledica kvantitativnih in kvalitativnih sprememb v presnovi v samih tkivih, katerih velikost presodimo po razmerju med glavnimi mehanizmi sproščanja energije - anaerobnimi in aerobno. Tako je mogoče ugotoviti potencial tkiv za ustvarjanje in uporabo energije visokoenergetskih vezi.

Presnova in energija sta osnova vitalnih procesov v telesu. V človeškem telesu, v njegovih organih, tkivih, celice odidejo neprekinjen proces sinteze, to je tvorba kompleksnih snovi iz enostavnejših. Hkrati pride do razpada, oksidacije kompleksnih organskih snovi, ki sestavljajo celice telesa.

Delo telesa spremlja njegova stalna obnova: nekatere celice odmrejo, druge jih nadomestijo. Pri odraslih odmre 1/20 celic epitelija kože, polovica vseh celic epitelija prebavnega trakta, približno 25 g krvi itd., Ki se čez dan nadomestijo. hranila... Hranila so ravno tisti gradbeni in plastični material, iz katerega je telo zgrajeno.

Za nenehno obnavljanje, izgradnjo novih celic telesa, delo njegovih organov in sistemov - srca, prebavila, dihalnih aparatov, ledvic in drugih, za delo je potrebna energija. Človek to energijo prejme med razpadom in oksidacijo v procesu presnove. Zato hranila, ki vstopajo v telo, ne služijo le kot plastični gradbeni material, ampak tudi kot vir energije, potrebne za normalno delovanje telesa.

Tako presnovo razumemo kot sklop sprememb, ki jih snovi doživijo od trenutka, ko vstopijo v prebavni trakt, in do tvorbe končnih produktov razpadanja, ki se izločijo iz telesa.

Anabolizem in katabolizem. Presnova ali metabolizem je natančno usklajen proces interakcije dveh medsebojno nasprotnih procesov, ki se pojavljata v določenem zaporedju. Anabolizem je kombinacija reakcij biološke sinteze, ki zahtevajo porabo energije. Anabolični procesi vključujejo biološko sintezo beljakovin, maščob, lipoidov, nukleinska kislina... Zaradi teh reakcij preproste snovi, ki vstopijo v celice, ob sodelovanju encimov vstopijo v presnovne reakcije in postanejo snovi samega organizma. Anabolizem ustvarja osnovo za stalno obnavljanje dotrajanih struktur.

Energijo za anabolične procese dovajajo katabolične reakcije, v katerih se molekule kompleksnih organskih snovi razgradijo s sproščanjem energije. Končni produkti katabolizma so voda, ogljikov dioksid, amoniak, sečnina, sečna kislina itd. Te snovi so nedostopne za nadaljnjo biološko oksidacijo v celici in se odstranijo iz telesa.

Procesa anabolizma in katabolizma sta neločljivo povezana. Katabolični procesi zagotavljajo energijo in izhodne snovi za anabolizem. Anabolični procesi zagotavljajo izgradnjo struktur za obnovo umirajočih celic, nastanek novih tkiv v povezavi s procesi rasti telesa; zagotavlja sintezo hormonov, encimov in drugih spojin, potrebnih za življenje celice; dovaja makromolekule, ki jih je treba razcepiti za katabolne reakcije.

Vse presnovne procese katalizirajo in uravnavajo encimi. Encimi so biološki katalizatorji, ki "sprožijo" reakcije v celicah telesa.

Preoblikovanje snovi. Kemične transformacije živilskih snovi se začnejo v prebavnem traktu, kjer se kompleksne živilske snovi razgradijo na enostavnejše (najpogosteje monomere), ki se lahko absorbirajo v kri ali limfo. Snovi, prejete kot posledica absorpcije v kri ali limfo, se vnesejo v celice, kjer se podvržejo velikim spremembam. Kompleksne organske spojine, ki nastanejo iz prejetih preprostih snovi, so vključene v sestavo celic in sodelujejo pri izvajanju njihovih funkcij. Transformacije snovi, ki se pojavljajo v celicah, so bistvo znotrajcelične presnove. Odločilno vlogo pri medcelični presnovi imajo številni celični encimi, ki z sproščanjem energije pretrgajo intramolekularne kemijske vezi.

Reakcije oksidacije in redukcije so najpomembnejše pri presnovi energije. S sodelovanjem posebnih encimov se izvajajo tudi druge vrste kemičnih reakcij, na primer reakcije prenosa ostanka fosforjeve kisline (fosforilacija), amino skupine NH2 (transaminacija), metilne skupine CH3 (transmetilacija), itd. Energija, sproščena med temi reakcijami, se porabi za izgradnjo novih snovi v celici, za vzdrževanje vitalnih funkcij telesa.

Končni produkti znotrajcelične presnove se delno uporabljajo za izgradnjo novih snovi v celici; snovi, ki jih celica ne uporablja, se odstranijo iz telesa zaradi delovanja izločevalnih organov.

ATP. Adenozin trifosfat ali adenozin trifosfat (ATP) je glavna snov za shranjevanje in prenos energije, ki se uporablja v sintetičnih procesih tako celice kot celotnega organizma. Molekula ATP vsebuje dušikovo bazo (adenin), sladkor (riboza) in fosforno kislino (tri ostanke fosforne kisline). Pod vplivom encima ATPaze v molekuli ATP se porušijo vezi med fosforjem in kisikom in se pritrdi molekula vode. To spremlja cepitev molekule fosforne kisline. Cepljenje vsake od dveh terminalnih fosfatnih skupin v molekuli ATP poteka z sproščanjem velikih količin energije. Posledično se dve končni fosfatni vezi v molekuli ATP imenujeta energijsko bogati vezi ali vezi z visoko energijo.

Presnova beljakovin. Vloga beljakovin pri presnovi. Beljakovine zasedajo posebno mesto v presnovi. So del citoplazme, hemoglobina, krvne plazme, številnih hormonov, imunskih teles, vzdržujejo konstantnost telesno vodno-solnega okolja in zagotavljajo njegovo rast. Encimi, ki so nujno vključeni v vse stopnje presnove, so beljakovine.

Biološka vrednost beljakovin v hrani. Aminokisline, ki se uporabljajo za izgradnjo telesnih beljakovin, so neenake. Nekatere aminokisline (levcin, metionin, fenilalanin itd.) So bistvene za telo. Če v hrani ni esencialnih aminokislin, se sinteza beljakovin v telesu močno poslabša. Aminokisline, ki jih lahko med presnovo nadomestimo z drugimi ali sintetiziramo v telesu, imenujemo nebistvene.

Beljakovine iz hrane, ki vsebujejo vse potrebne aminokisline za normalno sintezo beljakovin v telesu, se imenujejo popolne. Sem spadajo predvsem beljakovine živalskega izvora. Beljakovine iz hrane, ki ne vsebujejo vseh aminokislin, potrebnih za sintezo telesnih beljakovin, se imenujejo manjvredne (na primer želatina, koruzne beljakovine, pšenične beljakovine). Najvišjo biološko vrednost imajo beljakovine iz jajc, mesa, mleka in rib. Pri mešani prehrani, ko hrana vsebuje izdelke živalskega in rastlinskega izvora, se v telo običajno dostavi niz aminokislin, potrebnih za sintezo beljakovin.

Zaloga vseh esencialnih aminokislin je še posebej pomembna za rastoči organizem. Na primer, odsotnost aminokisline lizina v hrani vodi do zamude pri rasti otroka, do izčrpanosti njegovega mišičnega sistema. Pomanjkanje valina povzroča motnje vestibularnega aparata pri otrocih.

Od hranilnih snovi je v sestavo beljakovin vključen le dušik, zato je količinsko stran prehrane beljakovin mogoče oceniti po dušikovo ravnovesje. Ravnotežje dušika je razmerje med količino dušika, ki ga dan prejme s hrano, in dušikom, ki se čez dan izloči iz telesa z urinom in blatom. Beljakovine v povprečju vsebujejo 16% dušika, kar pomeni, da 1 g dušika vsebuje 6,25 g beljakovin. Če količino asimiliranega dušika pomnožite s 6,25, lahko določite količino beljakovin, ki jih telo prejme.

Pri odraslih je običajno opaženo ravnovesje dušika - količine dušika, vnesene s hrano in izločene s produkti izločanja, sovpadajo. Ko s hrano s hrano vstopi več dušika, kot ga izloči iz telesa, govorijo o pozitivnem ravnovesju dušika. Takšno ravnovesje opazimo pri otrocih zaradi povečanja telesne mase z rastjo, med nosečnostjo in pri velikih telesnih naporih. Za negativno bilanco je značilno, da je količina vnesenega dušika manjša od odstranjene. Lahko je z beljakovinskim stradanjem, hudo boleznijo.

Razgradnja beljakovin v telesu. Tiste aminokisline, ki niso šle v sintezo specifičnih beljakovin, se podvržejo transformacijam, med katerimi se sproščajo dušikove spojine. Dušik se iz aminokisline odstrani v obliki amoniaka (NH3) ali v obliki aminokisline NH2. Amino skupino, razcepljeno iz ene aminokisline, lahko prenesemo v drugo, zaradi česar nastanejo manjkajoče aminokisline. Ti procesi potekajo predvsem v jetrih, mišicah, ledvicah. Aminokislinski ostanek brez dušika se dodatno spremeni s tvorbo ogljikovega dioksida in vode.

Amoniak, ki nastane med razgradnjo beljakovin v telesu (strupena snov), postane neškodljiv v jetrih, kjer se pretvori v sečnino; slednji v sestavi urina se izloči iz telesa.

Končni produkti razgradnje beljakovin v telesu niso le sečnina, ampak tudi sečna kislina in druge dušikove snovi. Izločajo se z urinom in znojem.

Značilnosti presnove beljakovin pri otrocih. V otrokovem telesu so procesi rasti in nastajanja novih celic in tkiv intenzivni. Potreba po beljakovinah v otrokovem telesu je večja kot pri odraslih. Čim intenzivnejši so procesi rasti, večja je potreba po beljakovinah.

Otroci imajo pozitivno bilanco dušika, ko količina dušika, vnesena z beljakovinsko hrano, presega količino dušika, izločenega z urinom, kar zagotavlja naraščajočo potrebo telesa po beljakovinah. Dnevna potreba po beljakovinah na 1 kg telesne teže pri otroku v prvem letu življenja je 4–5 g, od 1 do 3 leta - 4–4,5 g, od 6 do 10 let - 2,5–3 g, več 12 let - 2–2,5 g, pri odraslih - 1,5–1,8 g. Iz tega sledi, da bi morali otroci, stari od 1 do 4 leta, glede na starost in telesno težo, prejemati 30–50 g beljakovin na dan, od 4 do 7 let let - približno 70 g, od 7 let - 75–80 g. Pri teh kazalnikih se dušik v telesu čim bolj zadrži. Beljakovine se v telesu ne shranjujejo v rezervi, zato, če jih zaužijete s hrano več, kot je potrebno telesu, potem ne bo prišlo do povečanja zadrževanja dušika in povečanja sinteze beljakovin. Premajhna količina beljakovin v hrani poslabša otrokov apetit, poruši kislinsko-bazično ravnovesje in poveča izločanje dušika v urinu in blatu. Otroku je treba dati optimalno količino beljakovin z nizom vseh potrebnih aminokislin, pri tem pa je pomembno, da je razmerje med količino beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov v otrokovi hrani 1: 1: 3; v teh pogojih se dušik v telesu čim bolj zadrži.

V prvih dneh po rojstvu dušik predstavlja 6-7% dnevne količine urina. S starostjo se njegova relativna vsebnost v urinu zmanjšuje.

Izmenjava maščob. Vrednost maščob v telesu. Maščoba, prejeta s hrano v prebavnem traktu, se razcepi na glicerin in maščobne kisline, ki se absorbirajo predvsem v limfi in le delno v krvi. Maščobe skozi limfni in obtočni sistem vstopijo v maščobno tkivo. Veliko maščobe v podkožju, okoli nekaj notranji organi(na primer ledvice), pa tudi v jetrih in mišicah. Maščobe so del celic (citoplazma, jedro, celične membrane), kjer je njihova količina konstantna. Kopičenje maščobe lahko služi tudi drugim funkcijam. Na primer, podkožna maščoba preprečuje povečan prenos toplote, presredna maščoba ščiti ledvice pred modricami itd.

Maščobe telo uporablja kot bogat vir energije. Pri razgradnji 1 g maščobe v telesu se sprosti več kot dvakrat več energije kot pri razgradnji enake količine beljakovin ali ogljikovih hidratov. Pomanjkanje maščob v hrani moti delovanje centralnega živčnega sistema in reproduktivnih organov, zmanjšuje vzdržljivost do različnih bolezni.

Maščobe se v telesu ne sintetizirajo samo iz glicerina in maščobnih kislin, temveč tudi iz presnovnih produktov beljakovin in ogljikovih hidratov. Nekaj ​​nenasičenih maščobnih kislin, potrebnih za telo (linolna, linolna in arahidonska), mora v telo vstopiti v pripravljeni obliki, saj jih sam ne more sintetizirati. Rastlinska olja so glavni vir nenasičenih maščobnih kislin. Večina jih je v lanenem in konopljinem olju, veliko pa linolne kisline in sončničnega olja.

Z maščobami v telo vstopijo vitamini, topni v njih (A, D, E itd.), Ki so za človeka življenjsko pomembni.

Za 1 kg mase odrasle osebe na dan je treba s hrano vnesti 1,25 g maščobe (80-100 g na dan).

Končni produkti presnove maščob so ogljikov dioksid in voda.

Značilnosti presnove maščob pri otrocih. V otrokovem telesu od prvih šestih mesecev življenja približno 50% energije potrebuje maščobe. Razvoj splošne in posebne imunosti je nemogoč brez maščob. Presnova maščob pri otrocih je nestabilna, s pomanjkanjem ogljikovih hidratov v hrani ali z njihovo povečano porabo se maščobni zalogaj hitro izčrpa.

Absorpcija maščob pri otrocih je intenzivna. Ob dojenje asimilira do 90% mlečne maščobe, z umetnim mlekom - 85–90%. Pri starejših otrocih se maščoba absorbira za 95-97%.

Za popolnejšo uporabo maščob v prehrani otrok morajo biti prisotni ogljikovi hidrati, saj s pomanjkanjem le -teh v prehrani pride do nepopolne oksidacije maščob in v krvi se kopičijo kisli presnovni produkti.

Potreba telesa po maščobi na 1 kg telesne mase je večja, mlajši je otrok. Absolutna količina maščobe, ki je potrebna za normalen razvoj otrok, se s starostjo povečuje. Od 1 do 3 leta je dnevna potreba po maščobah 32,7 g, od 4 do 7 let - 39,2 g, od 8 do 13 let - 38,4 g.

Presnova ogljikovih hidratov. Vloga ogljikovih hidratov v telesu. V svojem življenju človek poje približno 10 ton ogljikovih hidratov. V telo vstopajo predvsem v obliki škroba. Po razgradnji na glukozo v prebavnem traktu se ogljikovi hidrati absorbirajo v krvni obtok in jih absorbirajo celice. Rastlinska hrana je še posebej bogata z ogljikovimi hidrati: kruh, žita, zelenjava, sadje. Živalski proizvodi (razen mleka) imajo malo ogljikovih hidratov.

Ogljikovi hidrati so glavni vir energije, zlasti za povečanje mišične aktivnosti. Pri odraslih telo prejme več kot polovico energije iz ogljikovih hidratov. Razgradnja ogljikovih hidratov z sproščanjem energije lahko poteka tako v anoksičnih pogojih kot v prisotnosti kisika. Končna produkta presnove ogljikovih hidratov sta ogljikov dioksid in voda. Ogljikovi hidrati se lahko hitro razgradijo in oksidirajo. S hudo utrujenostjo, z velikimi fizičnimi napori jemanje nekaj gramov sladkorja izboljša stanje telesa.

Količina glukoze v krvi se vzdržuje na relativno konstantni ravni (približno 110 mg%). Zmanjšanje vsebnosti glukoze povzroči znižanje telesne temperature, motnjo v delovanju živčnega sistema in utrujenost. Jetra imajo pomembno vlogo pri vzdrževanju stalne ravni sladkorja v krvi. Povečanje količine glukoze povzroči njeno odlaganje v jetrih v obliki rezervnega živalskega škroba - glikogena, ki ga jetra mobilizirajo z znižanjem krvnega sladkorja. Glikogen se ne tvori le v jetrih, ampak tudi v mišicah, kjer se lahko kopiči do 1-2%. Zaloge glikogena v jetrih dosežejo 150 g. Med postom in mišičnim delom se te zaloge izpraznijo.

Vendar pa lahko pride do trajnega zvišanja krvnega sladkorja v krvi. To se zgodi, ko je delovanje endokrinih žlez oslabljeno. Disfunkcija trebušne slinavke vodi do razvoja sladkorna bolezen... S to boleznijo se izgubi sposobnost telesnih tkiv, da absorbirajo sladkor, pa tudi, da ga pretvorijo v glikogen in shranijo v jetrih. Zato je raven sladkorja v krvi nenehno visoka, kar vodi v povečano njegovo izločanje z urinom.

Pomen glukoze za telo ni omejen le na njeno vlogo vira energije. Je del citoplazme in je zato potreben za nastanek novih celic, zlasti v obdobju rasti. Ogljikovi hidrati so tudi del nukleinskih kislin.

Ogljikovi hidrati so pomembni tudi pri presnovi centralnega živčnega sistema. Z močnim zmanjšanjem količine sladkorja v krvi pride do ostrih motenj v delovanju živčnega sistema. Pridejo krči, delirij, izguba zavesti, spremembe v delovanju srca. Če takšni osebi vbrizgajo glukozo v krvni obtok ali ji dajo navadni sladkor za prehrano, potem čez nekaj časa te hudi simptomi izginejo.

Sladkor ne izgine popolnoma iz krvi, tudi če ga v hrani ni, saj lahko ogljikove hidrate v telesu tvorijo iz beljakovin in maščob.

Potreba po glukozi v različnih organih ni enaka. Možgani zadržijo do 12%dostavljene glukoze, črevesje - 9%, mišice - 7%, ledvice - 5%. Vranica in pljuča ga skoraj sploh ne zamujajo.

Presnova ogljikovih hidratov pri otrocih. Pri otrocih presnova ogljikovih hidratov poteka z veliko intenzivnostjo, kar je razloženo z visoko stopnjo presnove v otrokovo telo... Ogljikovi hidrati v otrokovem telesu niso le glavni vir energije, ampak imajo tudi pomembno plastično vlogo pri nastanku celičnih membran, snovi vezivnega tkiva. Ogljikovi hidrati sodelujejo tudi pri oksidaciji kislih produktov presnove beljakovin in maščob, ki prispevajo k vzdrževanju kislinsko-bazičnega ravnovesja v telesu.

Intenzivna rast otrokovega telesa zahteva velike količine plastičnega materiala - beljakovin in maščob, zato je tvorba ogljikovih hidratov pri otrocih iz beljakovin in maščob omejena. Dnevna potreba po ogljikovih hidratih pri otrocih je velika in znaša 10–12 g na 1 kg telesne teže v otroštvu. V naslednjih letih se zahtevana količina ogljikovih hidratov giblje od 8-9 do 12-15 g na 1 kg teže. Otroku, staremu od 1 do 3 let, je treba dati s hrano v povprečju 193 g ogljikovih hidratov na dan, od 4 do 7 let - 287 g, od 9 do 13 let - 370 g, od 14 do 17 let - 470 g, odrasla oseba - 500 G.

Otrokove telo ogljikove hidrate asimilira bolje kot odrasli (za dojenčke 98-99%). Na splošno so otroci relativno bolj tolerantni na visok krvni sladkor kot odrasli. Pri odraslih se glukoza pojavi v urinu, če se vnese 2,5–3 g glukoze na 1 kg telesne mase, pri otrocih pa se to zgodi šele, ko se vnese 8–12 g glukoze na 1 kg telesne teže. Vnos majhnih količin ogljikovih hidratov s hrano lahko pri otrocih povzroči dvakratno zvišanje krvnega sladkorja, vendar se po 1 uri krvni sladkor začne zniževati in se po 2 urah popolnoma normalizira.

Izmenjava vode in mineralov. Vitamini. Vrednost vode in mineralnih soli. Vse transformacije snovi v telesu se odvijajo v vodnem okolju. Voda raztaplja hranila, ki vstopajo v telo, prenaša raztopljene snovi. Skupaj z mineralnimi snovmi sodeluje pri izgradnji celic in pri številnih presnovnih reakcijah. Voda sodeluje pri uravnavanju telesne temperature: izhlapeva, hladi telo in ga ščiti pred pregrevanjem.

Voda in mineralne soli ustvarjajo predvsem notranje okolje telesa, saj so glavna sestavina krvne plazme, limfe in tkivne tekočine. Nekatere soli, raztopljene v tekočem delu krvi, sodelujejo pri transportu plinov v krvi.

Voda in mineralne soli so del prebavnih sokov, kar določa njihov pomen za prebavne procese. In čeprav niti voda niti mineralne soli niso viri energije v telesu, je njihov normalen vnos in izločanje iz telesa pogoj za njegovo normalno delovanje. Voda pri odraslih je približno 65% telesne teže, pri otrocih - približno 80%.

Izguba vode v telesu vodi do zelo resnih motenj. Na primer, v primeru slabe prebave pri dojenčkih je dehidracija telesa velika nevarnost, kar vključuje krče, izgubo zavesti. Če osebi več dni odvzamemo vodo, je usodno.

Izmenjava vode. Zaradi absorpcije iz prebavnega trakta se telo nenehno polni z vodo. Oseba potrebuje 2–2,5 litra vode na dan v normalnih pogojih prehrane in normalnih temperaturah okolice. Ta količina vode prihaja iz naslednjih virov: pitne vode (približno 1 liter); voda, ki jo vsebuje hrana (približno 1 liter); voda, ki nastane v telesu med izmenjavo beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov (300-350 kubičnih cm).

Glavni organi, ki odstranjujejo vodo iz telesa, so ledvice, znojnice, pljuča in črevesje. Ledvice dnevno odstranijo 1,2-1,5 litra vode iz telesa kot del urina. Znojne žleze skozi kožo v obliki znoja se odstranijo 500-700 kubičnih metrov. cm vode na dan. Pri normalni temperaturi in vlažnosti na 1 kvadratni meter. cm kože se vsakih 10 minut sprosti približno 1 mg vode. Pljuča v obliki vodne pare se izločijo 350 kubičnih metrov. cm vode; ta količina se s poglabljanjem in pospešenim dihanjem močno poveča in takrat se lahko dnevno sprosti 700-800 kubičnih metrov. glej vodo. Skozi črevesje z blatom se dnevno izloči 100–150 kubičnih metrov. cm vode; v primeru črevesnih motenj se lahko izloči več vode, kar vodi v izčrpavanje telesa z vodo.

Za normalno delovanje telesa je pomembno, da vnos vode v telo v celoti pokrije njegovo porabo. Če iz telesa odstranimo več vode, kot jo vnesemo, se pojavi občutek žeje. Razmerje med količino porabljene vode in dodeljeno količino je vodna bilanca.

V otrokovem telesu prevladuje zunajcelična voda, to določa večjo hidrolabilnost otrok, torej sposobnost hitre izgube in hitrega kopičenja vode. Potreba po vodi na 1 kg telesne teže se s starostjo zmanjšuje, njena absolutna količina pa narašča. Tri mesečni dojenček potrebuje 150–170 g vode na 1 kg telesne teže, pri 2 letih - 95 g, pri 12–13 letih - 45 g. Dnevna potreba po vodi za enoletnega otroka je 800 ml, pri 4 letih leta - 950-1000 ml, pri 5-6 letih - 1200 ml, pri starosti 7-10 let - 1350 ml, pri starosti 11-14 let - 1500 ml.

Vrednost mineralnih soli pri rasti in razvoju otroka. Prisotnost mineralnih snovi je povezana s pojavom razdražljivosti in prevodnosti v živčnem sistemu. Mineralne soli zagotavljajo številne vitalne funkcije telesa, kot so rast in razvoj kosti, živcev, mišic; določijo reakcijo krvi (pH), prispevajo k normalnemu delovanju srca in živčnega sistema; uporablja se za tvorbo hemoglobina (železo), klorovodikova kislina želodčnega soka (klor); vzdrževati določen osmotski tlak.

Pri novorojenčku minerali predstavljajo 2,55% telesne mase, pri odraslih 5%. Z mešano prehrano odrasla oseba s hrano prejme vse minerale, ki jih potrebuje, in le namizna sol dodana človeški hrani med njeno kulinarično predelavo. Rastoče otroško telo še posebej potrebuje dodaten vnos številnih mineralov.

Minerali pomembno vplivajo na razvoj otroka. Rast kosti, čas okostenelosti hrustanca in stanje oksidativnih procesov v telesu so povezani s presnovo kalcija in fosforja. Kalcij vpliva na razdražljivost živčnega sistema, kontraktilnost mišic, strjevanje krvi, presnovo beljakovin in maščob v telesu. Fosfor ni potreben le za rast kostnega tkiva, ampak tudi za normalno delovanje živčnega sistema, večine žlezastih in drugih organov. Železo je del krvnega hemoglobina.

Največjo potrebo po kalciju opazimo v prvem letu otrokovega življenja; pri tej starosti je osemkrat več kot v drugem letu življenja in 13 -krat več kot v tretjem letu; nato se potreba po kalciju zmanjša, med puberteto nekoliko poveča. Pri šolarjih je dnevna potreba po kalciju 0,68-2,36 g, po fosforju-1,5-4,0 g. Optimalno razmerje med koncentracijo kalcijeve in fosforjeve soli za otroke predšolska starost je 1: 1, v starosti 8-10 let - 1: 1,5, pri mladostnikih in starejših šolarjih - 1: 2. V takem razmerju razvoj okostja poteka normalno. Mleko ima idealno razmerje kalcijevih in fosforjevih soli, zato je vključitev mleka v prehrano otrok obvezna.

Potreba po železu pri otrocih je večja kot pri odraslih: 1–1,2 mg na 1 kg telesne mase na dan (pri odraslih - 0,9 mg). Otroci naj dobijo natrij 25-40 mg na dan, kalij 12-30 mg, klor 12-15 mg.

Vitamini. To so organske spojine, ki so nujno potrebne za normalno delovanje telesa. Vitamini so del številnih encimov, kar pojasnjuje pomembno vlogo vitaminov pri presnovi. Vitamini spodbujajo delovanje hormonov, povečajo odpornost telesa na škodljive vplive okolja (okužbe, visoke in nizke temperature itd.). Potrebni so za spodbujanje rasti, obnavljanja tkiv in celic po poškodbah in operacijah.

Za razliko od encimov in hormonov se večina vitaminov ne proizvaja v človeškem telesu. Njihov glavni vir so zelenjava, sadje in jagodičje. Vitamine vsebujejo tudi mleko, meso, ribe. Vitamini so potrebni v zelo majhnih količinah, vendar njihovo pomanjkanje ali odsotnost v hrani moti nastanek ustreznih encimov, kar vodi v bolezni - pomanjkanje vitaminov.

Vsi vitamini so razdeljeni v dve veliki skupini: a) topni v vodi; b) topen v maščobi. Vodotopni vitamini vključujejo skupino vitaminov B, vitaminov C in R. K vitamini topni v maščobah- vitamini A1 in A2, D, E, K.

Vitamin B1 (tiamin, aneurin) najdemo v lešnikih, rjavem rižu, polnozrnatem kruhu, ječmenu in ovseni kaši, zlasti v pivskem kvasu in jetrih. Dnevna potreba po vitaminu pri otrocih, mlajših od 7 let, je 1 mg, od 7 do 14 let - 1,5 mg, od 14 let - 2 mg, pri odraslih - 2-3 mg.

Zaradi pomanjkanja vitamina B1 v hrani se razvije beriberi. Bolnik izgubi apetit, se hitro utrudi in postopoma se v mišicah nog pojavi šibkost. Nato pride do izgube občutljivosti v mišicah nog, poškodbe slušnih in optičnih živcev, celic podolgovate in hrbtenjača, pride do paralize okončin, brez pravočasno zdravljenje- smrt.

Vitamin B2 (riboflavin). Pri ljudeh so prvi znak pomanjkanja tega vitamina kožne lezije (najpogosteje na ustnicah). Pojavijo se razpoke, ki postanejo mokre in prekrite s temno skorjo. Kasneje se razvijejo poškodbe oči in kože, ki jih spremlja odpadanje keratiniziranih lusk. V prihodnosti se lahko razvije maligna anemija, okvara živčnega sistema, nenaden padec krvni pritisk, krči, izguba zavesti.

Vitamin B2 vsebuje kruh, ajda, mleko, jajca, jetra, meso, paradižnik. Dnevna potreba po njem je 2-4 mg.

Vitamin PP (nikotinamid) najdemo v zeleni zelenjavi, korenju, krompirju, grahu, kvasu, ajdi, rženem in pšeničnem kruhu, mleku, mesu, jetrih. Dnevna potreba po njem pri otrocih je 15 mg, pri odraslih - 15-25 mg.

Pri pomanjkanju vitamina PP je v ustih pekoč občutek, obilno slinjenje in driska. Jezik postane temno rdeč. Rdeče lise se pojavijo na rokah, vratu, obrazu. Koža postane hrapava in hrapava, zato se bolezen imenuje pelagra (iz italijanskega pelle agra - hrapava koža). S hudim potekom bolezni spomin oslabi, razvijejo se psihoze in halucinacije.

Vitamin B12 (cianokobalamin) pri ljudeh se sintetizira v črevesju. Vsebuje v ledvicah, jetrih sesalcev in rib. S pomanjkanjem v telesu se razvije maligna anemija, povezana s kršitvijo nastajanja eritrocitov.

Vitamin C (askorbinska kislina) je v naravi široko razširjen v zelenjavi, sadju, iglicah in v jetrih. Askorbinska kislina se dobro ohrani v kislem zelju. 100 g iglic vsebuje 250 mg vitamina C, 100 g šipka - 150 mg. Potreba po vitaminu C je 50-100 mg na dan.

Pomanjkanje vitamina C povzroča skorbut. Običajno se bolezen začne s splošno slabo počutje, depresijo. Koža dobi umazano siv odtenek, dlesni krvavijo, zobje izpadajo. Na telesu se pojavijo temne krvavitve, nekatere razjede in povzročajo hude bolečine.

Vitamin A (retinol, akseroftol) v človeškem telesu nastane iz običajnega naravnega pigmenta karotena, ki ga v velikih količinah najdemo v svežem korenju, paradižniku, solati, marelicah, ribjem olju, maslu, jetrih, ledvicah in rumenjaku. Dnevna potreba po vitaminu A pri otrocih je 1 mg, za odrasle - 2 mg.

Ob pomanjkanju vitamina A se rast otrok upočasni, razvije se "nočna slepota", to je oster padec ostrine vida pri šibki svetlobi, kar v hudih primerih vodi do popolne, a reverzibilne slepote.

Vitamin D (ergokalciferol) je za otroke še posebej potreben za preprečevanje ene najpogostejših bolezni otroštvo- rahitis. Pri rahitisu je proces tvorbe kosti moten, kosti lobanje postanejo mehke in upogljive, okončine upognjene. Na zmehčanih predelih lobanje nastanejo hipertrofirani parietalni in čelni tuberkuli. Letargični, bledi, z nenaravno veliko glavo in kratkim trupom z nogami, velikim trebuhom, takšni otroci v razvoju močno zaostajajo.

Vse te resne motnje so povezane z odsotnostjo ali pomanjkanjem vitamina D v telesu, ki ga vsebujejo rumenjaki, kravje mleko in ribje olje.

Vitamin D lahko nastane v človeški koži iz provitamina ergosterola pod vplivom ultravijoličnih žarkov. Ribje olje, izpostavljenost soncu ali umetno ultravijolično sevanje so sredstva za preprečevanje in zdravljenje rahitisa.

Tudi v pogojih popolnega počitka oseba porabi določeno količino energije: telo nenehno porablja energijo za fiziološke procese, ki se ne ustavijo niti za minuto. Najnižja raven presnove in stroškov energije za telo se imenuje bazalni metabolizem. Glavni metabolizem se določi pri osebi v stanju mišičnega počitka-v ležečem položaju, na tešče, to je 12-16 ur po jedi, pri sobni temperaturi 18-20 ° C (ugodna temperatura). Pri osebah srednjih let je bazalna presnova 4187 J na 1 kg telesne teže na uro. V povprečju je to 7.140.000-7.560.000 J na dan. Za vsako osebo je bazalna presnova relativno konstantna.

Značilnosti bazalne presnove pri otrocih. Ker imajo otroci relativno večjo telesno površino na enoto mase kot odrasli, je njihova bazalna presnova intenzivnejša kot pri odraslih. Otroci imajo tudi precejšnjo prevlado asimilacijskih procesov nad procesi disimilacije. Mlajši kot je otrok, več energije porabi za rast. Tako je poraba energije, povezana z rastjo pri starosti 3 mesecev, 36%, pri starosti 6 mesecev - 26%, 9 mesecev - 21%celotne energijske vrednosti hrane.

Osnovni metabolizem na 1 kg telesne teže pri odraslem je 96 600 J. Tako je pri otrocih, starih 8-10 let, bazalni metabolizem dva ali dva in pol krat večji kot pri odraslih.

Bazalna presnova pri dekletih je nekoliko nižja kot pri dečkih. Ta razlika se začne kazati že v drugi polovici prvega leta življenja. Delo pri dečkih je povezano z večjo porabo energije kot pri dekletih.

Določitev bazalne presnove je pogosto diagnostične vrednosti. Bazalni metabolizem se poveča s prekomernim delovanjem ščitnice in nekaterimi drugimi boleznimi. Z nezadostnim delovanjem ščitnice, hipofize, spolnih žlez se bazalni metabolizem zmanjša.

Poraba energije med mišično aktivnostjo.Čim težje delujejo mišice, več energije porabi človek. Za šolarje priprava na pouk, pouk v šoli zahteva energijo 20-50% višjo od energije bazalnega metabolizma.

Pri hoji poraba energije preseže bazalni metabolizem za 150-170%. Med tekom, plezanjem po stopnicah poraba energije presega bazalni metabolizem za 3-4 krat.

Vadba telesa znatno zmanjša porabo energije za opravljeno delo. To je posledica zmanjšanja števila mišic, vključenih v delo, pa tudi zaradi sprememb v dihanju in krvnem obtoku.

Ljudje različnih poklicev imajo različne stroške energije. Pri duševnem delu so stroški energije nižji kot pri fizičnem delu. Fantje dnevno porabijo več energije kot dekleta.

Presnovni in energetski procesi so še posebej intenzivni med rastjo in razvojem otrok in mladostnikov, kar je ena od značilnosti rastnega organizma. Na tej stopnji ontogeneze plastični procesi bistveno prevladajo nad procesi uničenja in šele pri odraslih se vzpostavi dinamično ravnovesje med temi procesi presnove in energije. Tako v otroštvu prevladujejo procesi rasti in razvoja oziroma asimilacije, v starosti - procesi disimilacije. Ta vzorec se lahko krši zaradi različnih bolezni in drugih ekstremnih okoljskih dejavnikov.

Presnova beljakovin. Odsotnost katere koli od esencialnih aminokislin v hrani povzroča resne motnje vitalnih funkcij organizma, zlasti naraščajočega. Beljakovinsko stradanje vodi v zamudo, nato pa v popolno prenehanje rasti in telesnega razvoja.

Za rastoče telo je potreba po beljakovinah veliko večja kot pri odraslih. V prvem letu poporodnega razvoja bi moral otrok prejeti več kot 4 g beljakovin na 1 kg telesne teže, pri 2-3 letih - 4 g, pri 3-5 letih - 3,8 g itd.

Presnova maščob in ogljikovih hidratov. Potrebe po maščobah otrok in mladostnikov imajo svoje starostne značilnosti. Torej do 1,5 leta ni potrebe po rastlinskih maščobah, skupna potreba pa je 50 g na dan, od 2 do 10 let, potreba po maščobah se poveča za 80 g na dan, v rastlinskih maščobah pa do 15 g, v puberteti je potreba po maščobah pri dečkih 110 g na dan, pri dekletih pa 90 g, potreba po rastlinskih maščobah pri obeh spolih pa je enaka - 20 g na dan.

Potreba po ogljikovih hidratih pri otrocih in mladostnikih je veliko manjša, zlasti v prvih letih življenja. Tako je do 1 leta potreba po ogljikovih hidratih 110 g na dan, od 1,5 do 2 let - 190 g, pri 5-6 letih - 250 g, pri 11-13 letih - 380 g in pri dečkih - 420 g, pri deklicah - 370 g. V otrokovem telesu je popolnejša in hitrejša asimilacija ogljikovih hidratov ter večja odpornost na presežek sladkorja v krvi.

Izmenjava vode in soli. Vsebnost vode v otrokovem telesu je veliko večja, zlasti v zgodnjih fazah razvoja.Skupna potreba po vodi pri otrocih in mladostnikih se povečuje z rastjo telesa. Če enoletni otrok potrebuje približno 800 ml vode na dan, potem pri 4 letih-1000 ml, pri 7-10 letih-1350 ml in pri 11-14 letih-1500 ml.

Izmenjava mineralov. Potrebe odraslega in otroka po mineralih so bistveno različne, pomanjkanje mineralov v otrokovi hrani hitreje vodi v različne presnovne motnje in s tem v kršitev rasti in razvoja telesa. Do konca pubertete se potreba po mikrohranilih nekoliko zmanjša.

Vitamini. Potrebne so za naše telo v zanemarljivih količinah, vendar njihova odsotnost vodi telo v smrt, pomanjkanje prehrane ali motnje procesov njihove asimilacije - do razvoja različnih bolezni, imenovanih hipovitaminoza.

Znanih je približno 30 vitaminov, ki vplivajo na različne vidike presnove, tako posameznih celic kot celotnega organizma kot celote. To je posledica dejstva, da so številni vitamini del encimov. Posledično pomanjkanje vitaminov povzroči prenehanje sinteze encimov in s tem presnovne motnje.

Človek prejme vitamine s hrano rastlinskega in živalskega izvora. Za normalno življenje oseba potrebuje 16-18 vitaminov od 30 vitaminov. Rastoče telo je zelo občutljivo na pomanjkanje vitaminov v hrani. Najpogostejša pomanjkljivost vitamina D pri otrocih je bolezen, imenovana rahitis, ki se razvije, ko v otrokovi prehrani primanjkuje vitamina D, spremlja pa jo motena tvorba okostja. Rahitis se pojavi pri otrocih, mlajših od 5 let.

Prav tako je treba opozoriti, da lahko vnos prevelike količine vitaminov v telo povzroči resne motnje njegove funkcionalne aktivnosti in celo povzroči razvoj bolezni, imenovanih hipervitaminoza, zato ne smemo zlorabljati vitaminskih pripravkov in jih vključiti le v hrano na priporočilo zdravnika.

Izmenjava energije. Presnova v telesu je tesno povezana s pretvorbo energije. Eden najpomembnejših kazalcev intenzivnosti presnovnih procesov v telesu je bazalna hitrost presnove, ki je odvisna od starosti, spola in teže.

V povprečju je bazalna presnova pri moških 7140-7560 kJ na dan, pri ženskah pa 6430-6800 kJ. Intenzivnost presnovnih reakcij pri otrocih v smislu 1 kg telesne mase ali 1 m 2 njegove površine je bistveno večja kot pri odraslih, čeprav so absolutne vrednosti manjše. Tako je pri dečkih, starih 8 let, bazalna presnova na 1 m2 površine 6190 kJ, pri dekletih pa 5110 kJ. Nadalje se s starostjo vrednost bazalne presnove zmanjša in pri dečkih, starih 15 let, je - 4800 kJ, pri dekletih - 4480 kJ.

Če poznamo energetske stroške telesa, je mogoče oblikovati optimalen obrok hrane, tako da količina energije, ki jo vnesemo s hrano, v celoti pokrije energijske stroške telesa. Za otroke in mladostnike je sestava hrane še posebej pomembna, saj otrokovo telo za normalen razvoj in rast potrebuje določeno količino beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov, mineralnih soli, vode in vitaminov.

7. Termoregulacija, njene starostne značilnosti

Termoregulacija (Grški thermē toplina in lat. Regulare za racionalizacijo)- niz fizioloških procesov v človeškem telesu, namenjenih vzdrževanju konstantne telesne temperature (običajno 36,0-37,0 0 C).

Telesna temperatura je odvisna od proizvodnje toplote in prenosa toplote.

Proizvodnja toplote, to je proizvodnja toplote v telesu, je odvisna od intenzivnosti presnove. Prenos toplote s površine telesa v zunanje okolje se izvaja na več načinov: s spreminjanjem intenzivnosti krvnega obtoka, znojenjem, sproščanjem toplote z izdihanim zrakom, pa tudi z urinom in blatom. Pri otrocih, zlasti pri dojenčkih, je prenos toplote povečan zaradi obilne oskrbe s kožo, tankosti same kože in nezrelosti centra za termoregulacijo (ko se odraslo telo ohladi zaradi znižanja temperature okolice, posode njegove kože so refleksno ozke, kar ji omogoča, da zadrži toploto).

Običajno se termoregulacija izvaja refleksno. Središče termoregulacije se nahaja v hipotalamusu.

Če proces proizvodnje toplote prevlada nad procesom prenosa toplote, se telo pregreje, do toplotni udar ... Če proces prenosa toplote prevlada nad proizvodnjo toplote, nastopi hipotermija telesa.

Kršitev termoregulacije opazimo z zvišano telesno temperaturo, ki spremlja vnetne in nalezljive bolezni, motnje krvnega obtoka, uživanje alkohola itd.

Pri novorojenčkih in dojenčkih termoregulacija ni popolnoma oblikovana (prenos toplote prevladuje nad proizvodnjo toplote).

Izotermija - usklajevanje telesne temperature otroka z odraslim telesom v procesu ontogeneze - se razvija postopoma, šele do 5. leta življenja. Zorenje termoregulacijskega sistema v postnatalni ontogenezi je tesno povezano z zorenjem mehanizmov nevroendokrine regulacije in uresničitvijo stoječe drže, z zorenjem skeletnih mišic. Do rojstva se lahko v delo že vključijo termoregulacijski mehanizmi, tudi pri nedonošenčkih: povečana proizvodnja toplote, pretežno neomajnega izvora, žilne reakcije, znojenje in vedenjske reakcije. Ker mehanizmi termoregulacije pri otroku delujejo že od rojstva, je treba njegovo utrjevanje začeti čim prej.

Vprašanja za samotestiranje:

1. Kaj je metabolizem in katere procese vključuje?

2. Naštej funkcije beljakovin.

3. Kaj so esencialne aminokisline?

3. Značilnosti presnove pri otrocih in mladostnikih

Presnovni in energetski procesi so še posebej intenzivni med rastjo in razvojem otrok in mladostnikov, kar je ena od značilnosti rastnega organizma. Na tej stopnji ontogeneze plastični procesi bistveno prevladajo nad procesi uničenja in šele pri odraslih se vzpostavi dinamično ravnovesje med temi procesi presnove in energije. Tako v otroštvu prevladujejo procesi rasti in razvoja oziroma asimilacije, v starosti - procesi disimilacije. Ta vzorec se lahko krši zaradi različnih bolezni in delovanja drugih ekstremnih okoljskih dejavnikov.

celic vključuje približno 70 kemični elementi tvorijo v telesu dve glavni vrsti kemičnih spojin: organske in anorganske snovi. Telo zdrave odrasle osebe s povprečno težo (70 kg) vsebuje približno: vode - 40-45; beljakovine - 15-17; maščobe - 7-10; mineralne soli - 2,5-3; ogljikovi hidrati - 0,5-0,8. Neprekinjeni procesi sinteze in razpada, ki se pojavljajo v telesu, zahtevajo redno dobavo materiala, ki je potreben za nadomestitev že zastarelih telesnih delcev. Ta "gradbeni material" vstopi v telo s hrano. Količina hrane, ki jo človek poje v svojem življenju, je večkrat njegova lastna teža. Vse to kaže na visoko stopnjo presnovnih procesov v človeškem telesu.

Presnova beljakovin. Beljakovine predstavljajo približno 25% celotne telesne teže. To je najtežji del tega. Beljakovine so polimerne spojine, sestavljene iz aminokislin. Kompleks beljakovin vsake osebe je edinstven in specifičen. V telesu se beljakovine hrane pod delovanjem prebavnih sokov razcepijo na njegove preproste sestavine - peptide in aminokisline, ki se nato absorbirajo v črevesju in vstopijo v krvni obtok. Od 20 aminokislin je le 8 bistvenih za človeka. Ti vključujejo triptofan, levcin, izolevcin, valin, treonin, lizin, metionin in fenilalanin. Rastoče telo potrebuje tudi histidin.

Odsotnost katere koli od esencialnih aminokislin v hrani povzroča resne motnje vitalnih funkcij organizma, zlasti naraščajočega. Beljakovinsko stradanje vodi v zamudo, nato pa v popolno prenehanje rasti in telesnega razvoja. Otrok postane letargičen, pride do ostre izgube teže, obilnega edema, driske, vnetja kože, anemije, zmanjšanja telesne odpornosti na nalezljive bolezni itd. To je posledica dejstva, da so beljakovine glavni plastični material telesa, iz katerega nastajajo različne celične strukture. Poleg tega so beljakovine del encimov, hormonov, nukleoproteinov, tvorijo hemoglobin in krvna protitelesa.

Če delo ni povezano z intenzivnim fizičnim naporom, človeško telo v povprečju potrebuje približno 1,1-1,3 g beljakovin na 1 kg telesne teže na dan. S povečanjem telesne aktivnosti se povečajo tudi potrebe telesa po beljakovinah. Za rastoče telo je potreba po beljakovinah veliko večja. V prvem letu poporodnega razvoja bi moral otrok prejeti več kot 4 g beljakovin na 1 kg telesne teže, pri 2-3 letih - 4 g, pri 3-5 letih - 3,8 g itd.

Presnova maščob in ogljikovih hidratov. Te organske snovi imajo enostavnejšo strukturo, sestavljene so iz treh kemičnih elementov: ogljika, kisika in vodika. Ista kemična sestava maščob in ogljikovih hidratov omogoča telesu, da iz njih gradi maščobe s presežkom ogljikovih hidratov, in obratno, če je potrebno, se ogljikovi hidrati zlahka tvorijo iz maščob v telesu.

Skupna količina maščob v človeškem telesu je v povprečju približno 10-20%, ogljikovih hidratov pa 1%. Večino maščobe najdemo v maščobnem tkivu in predstavlja rezervno zalogo energije. Manjši del maščobe se porabi za izgradnjo novih struktur celične membrane in zamenjavo starih. Nekatere telesne celice lahko shranjujejo maščobe v velikih količinah in delujejo kot toplotna in mehanska izolacija v telesu.

V prehrani zdrave odrasle osebe mora biti maščoba približno 30% skupna vsebnost kalorij v hrani, to je 80-100 g na dan. V prehrani je treba uporabljati maščobe živalskega in rastlinskega izvora v razmerju 2: 1, saj nekaterih sestavin rastlinskih maščob v telesu ni mogoče sintetizirati. To so tako imenovane nenasičene maščobne kisline: linolna, linolna in arahidonska. Nezadosten vnos teh maščobnih kislin v človeško telo vodi v presnovne motnje in razvoj aterosklerotičnih procesov v srčno -žilnem sistemu.

Potrebe po maščobah otrok in mladostnikov imajo svoje starostne značilnosti. Torej do 1,5 leta ni potrebe po rastlinskih maščobah, skupna potreba pa je 50 g na dan, od 2 do 10 let, potreba po maščobah se poveča za 80 g na dan, v rastlinskih maščobah pa do 15 g, v puberteti je potreba po maščobah pri dečkih 110 g na dan, pri dekletih pa 90 g, potreba po rastlinskih maščobah pri obeh spolih pa je enaka - 20 g na dan.

Ogljikovi hidrati v telesu se razgradijo na glukozo, fruktozo, galaktozo itd. In se nato absorbirajo v krvni obtok. Vsebnost glukoze v krvi odrasle osebe je konstantna in v povprečju enaka 0,1%. S povečanjem količine sladkorja v krvi na 0,11-0,12%glukoza prihaja iz krvi v jetra in mišična tkiva, kjer se shrani v obliki živalskega škroba - glikogena. Z nadaljnjim povečanjem vsebnosti sladkorja v krvi na 0,17%se ledvice vključijo v njegovo izločanje iz telesa, sladkor pa se pojavi v urinu. Ta pojav se imenuje glukozurija .

Telo uporablja ogljikove hidrate predvsem kot energijsko snov. V normalnih pogojih povprečen odrasel moški, ki se ukvarja z duševnim ali lahkim fizičnim delom, potrebuje 400-500 g ogljikovih hidratov na dan. Potreba po ogljikovih hidratih pri otrocih in mladostnikih je veliko manjša, zlasti v prvih letih življenja. Tako je do 1 leta potreba po ogljikovih hidratih 110 g na dan, od 1,5 do 2 let - 190 g, pri 5-6 letih - 250 g, pri 11-13 letih - 380 g in pri dečkih - 420 g, pri deklicah - 370 g. V otrokovem telesu je popolnejša in hitrejša asimilacija ogljikovih hidratov ter večja odpornost na presežek sladkorja v krvi.

Izmenjava vode in soli. Za vitalne funkcije telesa voda igra veliko večjo vlogo kot preostali sestavni deli hrane. Dejstvo je, da je voda v človeškem telesu hkrati gradbeni material, katalizator vseh presnovnih procesov in termoregulator telesa. Skupna količina vode v telesu je odvisna od starosti, spola in teže. V povprečju moško telo vsebuje več kot 60% vode, žensko telo - 50%.

Vsebnost vode v otrokovem telesu je veliko večja, zlasti v zgodnjih fazah razvoja. Po mnenju embriologov vsebnost vode v telesu 4-mesečnega ploda doseže 90%, pri 7-mesečnem pa 84%. Količina vode v telesu novorojenčka je 70 do 80%. V postnatalni ontogenezi se vsebnost vode hitro zmanjšuje. Torej je otrok star 8 mesecev. vsebnost vode je 60%, za 4,5-letnega otroka-58%, za 13-letne fante-59%in za dekleta iste starosti-56%. Večja vsebnost vode v telesu otrok je očitno povezana z večjo intenzivnostjo presnovnih reakcij, povezanih z njihovo hitro rastjo in razvojem. Skupna potreba po vodi pri otrocih in mladostnikih se povečuje, ko telo raste. Če enoletni otrok potrebuje približno 800 ml vode na dan, potem pri 4 letih-1000 ml, pri 7-10 letih-1350 ml in pri 11-14 letih-1500 ml.

Izmenjava mineralov. Vloga elementov v sledovih se zmanjša na dejstvo, da so subtilni regulatorji presnovnih procesov. V kombinaciji z beljakovinami mnogi elementi v sledovih služijo kot material za izgradnjo encimov, hormonov in vitaminov.

Potrebe odraslega in otroka po mineralih se bistveno razlikujejo, pomanjkanje mineralov v otrokovi hrani hitreje vodi do različnih presnovnih motenj in s tem do kršitve rasti in razvoja telesa. Tako je stopnja porabe kalcija v telesu enoletnega otroka 1000 mg na dan, fosforja-1500 mg. V starosti od 7 do 10 let se potreba po elementih v sledovih poveča, kalcij je potreben 1200 mg na dan, fosfor - 2000 mg. Do konca pubertete se potreba po mikrohranilih nekoliko zmanjša.

Vitamini. Potrebne so za naše telo v zanemarljivih količinah, vendar njihova odsotnost vodi telo v smrt, pomanjkanje prehrane ali motnje procesov njihove asimilacije - do razvoja različnih bolezni, imenovanih hipovitaminoza.

Znanih je približno 30 vitaminov, ki vplivajo na različne vidike presnove, tako posameznih celic kot celotnega organizma kot celote. To je posledica dejstva, da so številni vitamini del encimov. Posledično pomanjkanje vitaminov povzroči prenehanje sinteze encimov in s tem presnovne motnje.

Človek prejme vitamine s hrano rastlinskega in živalskega izvora. Za normalno življenje oseba potrebuje 16-18 vitaminov od 30 vitaminov. Še posebej pomembni so vitamini B 1, B 2, B 12, PP, C, A in D. Do enega leta je norma za vitamin A 0,5 mg, B 1 - 0,5 mg, B 2 - 1 mg, PP - 5 mg, B 6 - 0,5 mg, C - 30 mg in D - 0,15 mg. V obdobju od 3 do 7 let je norma za vitamin A 1 mg, B 1 - 1,5 mg, B 2 - 2,5 mg, PP - 10 mg, B 6 - 1,5 mg, C - 50 mg in potreba po vitamin D ostaja enak - 0,15 mg. V času pubertete je norma za vitamin A 1,5 mg, B 1 - 2 mg, B 2 - 3 mg, PP - 20 mg, B 6 - 2 mg, C - 70 mg in D - 0,15 mg.

Rastoče telo je zelo občutljivo na pomanjkanje vitaminov v hrani. Najpogostejša pomanjkljivost vitaminov pri otrocih je bolezen, imenovana rahitis. Razvija se, ko v otroški hrani primanjkuje vitamina D in ga spremlja motena tvorba okostja. Rahitis se pojavi pri otrocih, mlajših od 5 let.

Prav tako je treba opozoriti, da lahko vnos prevelike količine vitaminov v telo povzroči resne motnje njegove funkcionalne aktivnosti in celo povzroči razvoj bolezni, imenovanih hipervitaminoza. Zato ne smemo zlorabljati vitaminskih pripravkov in jih vključiti v hrano le na priporočilo zdravnika.

Zaradi obvladovanja tega poglavja mora študent: vedeti

• stopnje presnove in energije: anabolizem in katabolizem;
• značilnosti splošne in osnovne presnove;
• specifično dinamično delovanje hrane;
• načini za oceno porabe energije v telesu;
• starostne značilnosti presnove; biti sposoben
• razložiti pomen presnove za človeško telo;
• povezati starostne značilnosti presnove z porabo energije v različnih starostnih obdobjih;

lastna

Znanje o sodelovanju hranil v presnovi.

Značilnosti presnove v telesu

Presnova oz presnovo(iz grščine. presnova - transformacija) je sklop kemičnih in fizikalnih transformacij, ki se odvijajo v živem organizmu in zagotavljajo njegovo vitalno aktivnost v povezavi z zunanjim okoljem. Pri presnovi in ​​energiji se sproščata dva nasprotna medsebojno povezana procesa: anabolizem, ki je osnova asimilacija, in katabolizem, ki temelji na disimilacija.

Anabolizem(iz grščine. anabol - porast) - niz procesov sinteze tkivnih in celičnih struktur ter spojin, potrebnih za vitalno aktivnost telesa. Anabolizem zagotavlja rast, razvoj in obnovo bioloških struktur, kopičenje energijskega substrata. Energija je shranjena v obliki visokoenergijskih fosfatnih spojin (makroergov), kot je ATP.

Katabolizem(iz grščine. katabole - padajoče) - niz procesov razpada tkivnih in celičnih struktur ter cepitve kompleksnih spojin za energetsko in plastično podporo vitalnih procesov. Med katabolizmom se sprošča kemična energija, ki jo telo uporablja za vzdrževanje strukture in delovanja celice, pa tudi za zagotavljanje specifične celične aktivnosti: krčenje mišic, izločanje žleznih izločkov itd. Končni produkti katabolizma - voda, ogljikov dioksid, amoniak, sečnina, sečna kislina itd. - se odstranijo iz telesa.

Tako katabolični procesi zagotavljajo energijo in predhodnike anabolizma. Anabolični procesi so potrebni za izgradnjo in obnovo struktur in celic, nastanek tkiv med rastjo, za sintezo hormonov, encimov in drugih spojin, potrebnih za vitalno aktivnost telesa. Za katabolične reakcije dobavljajo makromolekule, ki jih je treba razcepiti. Procesi anabolizma in katabolizma so med seboj povezani in so v telesu v stanju dinamično ravnovesje. Stanje ravnotežnega ali neravnovesnega razmerja anabolizma in katabolizma je odvisno od starosti, zdravja, telesnega ali duševnega stresa. Pri otrocih je prevlada anaboličnih procesov nad katabolnimi procesi značilna za procese rasti in kopičenja tkivne mase. Najbolj intenzivno povečanje telesne mase opazimo v prvih treh mesecih življenja - 30 g / dan. Z letom se zmanjša na 10 g / dan, v naslednjih letih se upad nadaljuje. Tudi stroški energije za rast so najvišji v prvih treh mesecih in znašajo približno 140 kcal / dan ali 36% energijske vrednosti hrane. Od treh let do pubertete se zmanjša na 30 kcal / dan, nato pa spet naraste - na 110 kcal / dan. Anabolični procesi so pri odraslih v obdobju okrevanja po bolezni intenzivnejši. Prevlada kataboličnih procesov je značilna za ljudi, ki so stari ali izčrpani zaradi hude dolgotrajne bolezni. Praviloma je to posledica postopnega uničenja tkivnih struktur in sproščanja energije.

Bistvo presnove je vnos različnih hranil iz zunanjega okolja v telo, njihova asimilacija in uporaba kot virov energije in materiala za izgradnjo telesnih struktur in sproščanje presnovnih produktov, nastalih v procesu vitalne aktivnosti v zunanje okolje. V zvezi s tem obstajajo štiri glavne sestavine menjalne funkcije ".

• pridobivanje energije iz okolja v obliki kemijske energije organskih snovi;
• preoblikovanje hranil iz revnih v enostavnejše snovi, iz katerih nastanejo makromolekule, ki sestavljajo sestavine celic;
• sestavljanje beljakovin, nukleinskih kislin in drugih celičnih sestavin iz teh snovi;
• sinteza in uničenje molekul, potrebnih za opravljanje različnih posebnih funkcij telesa.

Presnova telesa poteka v več fazah. Prvi korak - preoblikovanje hranil v prebavnem traktu. Tu se kompleksne snovi revščine razgradijo na enostavnejše - glukozo, aminokisline in maščobne kisline, ki se lahko absorbirajo v kri ali limfo. Ko se hranila razgradijo v prebavnem traktu, se sprosti energija, ki se imenuje primarno toploto. Telo ga uporablja za vzdrževanje toplotne homeostaze.

Druga faza preoblikovanje snovi poteka v celicah telesa. To je tako imenovani znotrajcelični, oz vmesni, izmenjavo. Znotraj celice se oksidirajo in fosforilirajo produkti prve stopnje presnove - glukoza, maščobne kisline, glicerol, aminokisline. Te procese spremlja sproščanje energije, ki je večina shranjena v makroergičnih vezah ATP. Reakcijski produkti celici zagotavljajo gradnike za sintezo različnih molekularnih komponent. Pri tem imajo odločilno vlogo številni encimi. Z njihovo udeležbo zapleteno kemijske reakcije oksidacija in redukcija, fosforilacija, transaminacija itd. Presnova v celici je možna le z integracijo vseh kompleksnih biokemičnih transformacij beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov s sodelovanjem skupnih virov energije (ATP) zanje in zaradi obstoja skupnih predhodniki ali običajne vmesne snovi. Celotna oskrba celice z energijo nastane zaradi reakcije biološke oksidacije.

Biološka oksidacija je aerobna in anaerobna. Aerobno(iz lat. aeg - zrak) procesi potrebujejo kisik, izvajajo se v mitohondrijih in jih spremlja kopičenje velike količine energije, ki pokriva glavno porabo energije v telesu. Anaerobno procesi potekajo brez sodelovanja kisika, predvsem v citoplazmi, spremlja pa jih kopičenje majhne količine energije v obliki ATP, ki se uporablja za zadovoljevanje omejenih kratkoročnih potreb celice. Tako so za mišično tkivo odrasle osebe značilni aerobni procesi, medtem ko v energetski presnovi ploda in otrok prvih dni življenja prevladujejo anaerobni procesi.

S popolno oksidacijo 1 M glukoze ali aminokislin nastane 25,5 M ATP, s popolno oksidacijo maščob pa 91,8 M ATP. Energijo, shranjeno v ATP, telo porabi za opravljanje koristnega dela in se pretvori v sekundarno toploto. Tako se energija, sproščena z oksidacijo hranil v celici, na koncu pretvori v toplotno energijo. Zaradi aerobne oksidacije se hranilni proizvodi pretvorijo v C0 2 in H 2 0, ki sta za telo neškodljiva.

V celici pa je lahko tudi neposredna kombinacija kisika z oksidirajočimi snovmi brez sodelovanja encimov, kar imenujemo oksidacija prostih radikalov. Tako nastajajo prosti radikali in peroksidi, ki so za telo zelo strupeni. Poškodujejo celične membrane in uničujejo strukturne beljakovine. Opozorilo pri tej vrsti oksidacije je uživanje vitaminov E, A, C itd., Pa tudi elementov v sledovih (Se itd.), Ki proste radikale pretvorijo v stabilne molekule in preprečijo nastanek strupenih peroksidov. To zagotavlja normalen potek biološke oksidacije v celici.

Zadnja faza presnova - izločanje razpadnih produktov z urinom in izločanje znojnih in lojnic.

Plastični in energetski metabolizem v telesu delujeta kot enotna celota, vendar vloga različnih hranil pri njihovem izvajanju ni enaka. Pri odraslih se produkti razgradnje maščob in ogljikovih hidratov uporabljajo predvsem za zagotavljanje energetskih procesov, beljakovine pa za izgradnjo in obnovo celične strukture. Pri otrocih so zaradi intenzivne rasti in razvoja telesa ogljikovi hidrati vključeni v plastične procese. Biološka oksidacija je vir ne le energijsko bogatih fosfatov, ampak tudi ogljikovih spojin, ki se uporabljajo pri biosintezi aminokislin, ogljikovih hidratov, lipidov in drugih celičnih sestavin. To pojasnjuje bistveno večjo intenzivnost presnove energije pri otrocih.

Vsa energija kemičnih vezi hranilnih snovi, ki vstopijo v telo, se sčasoma spremeni v toploto (primarno in sekundarno toploto), zato je po količini proizvedene toplote mogoče oceniti vrednost stroškov energije za izvajanje vitalne dejavnosti.

Za oceno porabe energije telesa se uporabljajo metode neposredne in posredne kalorimetrije, s pomočjo katerih je mogoče določiti količino toplote, ki jo sprosti človeško telo. Neposredna kalorimetrija temelji na merjenju količine toplote, ki jo telo sprosti v okolje (na primer na uro ali na dan). V ta namen je oseba postavljena v posebno celico - kalorimeter(slika 12.1). Stene kalorimetra opere voda, katere temperatura segrevanja se uporablja za presojo količine sproščene energije. Neposredna kalorimetrija zagotavlja visoko natančnost pri ocenjevanju porabe energije v telesu, vendar se zaradi okornosti in zapletenosti ta metoda uporablja le za posebne namene.

Za določitev porabe energije osebe se pogosto uporablja enostavnejša in dostopnejša metoda. posredni kalorimet

Riž. 12.1.

Kalorimeter se uporablja za človeške študije. Skupno sproščeno energijo sestavljajo: 1) proizvedena toplota, merjena s povečanjem temperature vode, ki teče v tuljavo komore; 2) latentna toplota izhlapevanja, izmerjena, vendar količina vodne pare, ki jo prvi zrak absorbira iz zunanjega zraka; 3) delo, namenjeno predmetom zunaj kamere. Porabo 0 2 merimo z njegovo količino, ki jo je treba dodati, da ostane njena vsebina v komori konstantna.

rii - glede na podatke o izmenjavi plina. Glede na to, da je celotna količina energije, ki jo telo sprosti, posledica razgradnje beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov, pa tudi poznavanje količine energije, ki se sprosti med razgradnjo vsake od teh snovi (njihova energijska vrednost), in količina razpadlih snovi v določenem časovnem obdobju je mogoče izračunati količino sproščene energije. Izračunajte, da ugotovite, katere snovi so bile v telesu oksidirane (beljakovine, maščobe ali ogljikovi hidrati) hitrost dihanja(DC), ki se razume kot razmerje med prostornino oddanega ogljikovega dioksida in prostornino absorbiranega kisika. Ko se oksidirajo beljakovine, maščobe in ogljikovi hidrati, je dihalni količnik drugačen. Posredna kalorimetrija se imenuje "analiza celotnega plina", kadar je znana količina absorbiranega kisika in izdihanega ogljikovega dioksida. Za njegovo izvedbo potrebujete opremo, ki vam omogoča določanje prostornine ogljikovega dioksida. V klasični bioenergiji se v ta namen uporabljajo Douglasova vrečka, plinska ura in analizator plina Holden, v katerem so absorberji ogljikovega dioksida in kisika. Metoda vam omogoča, da ocenite odstotek 0 2 in C0 2 v vzorcu zraka v študiji. Merilni podatki se uporabljajo za izračun prostornine absorbiranega kisika in izdihanega ogljikovega dioksida.

Analizirajmo bistvo te metode na primeru oksidacije glukoze. Celotna formula za razgradnjo ogljikovih hidratov je izražena z enačbo

Za maščobe je DC 0,7. Ko oksidirajo beljakovine in mešana hrana, ima vrednost DC vmesno vrednost: med 1 in 0,7.

Preiskovanec vzame ustnik Douglas vrečke v usta (slika 12.2), nos je zaprt s sponko in ves zrak, ki ga v določenem času izdiha, zbere v gumijasti vrečki.

Količina izdihanega zraka se določi s plinsko uro. Iz vrečke se vzame vzorec zraka in določi vsebnost kisika in ogljikovega dioksida v njej. Vsebnost plinov v vdihanem zraku je znana. Na podlagi odstotne razlike se izračuna količina porabljenega kisika, izpuščenega ogljikovega dioksida in enosmernega toka:

Če poznamo vrednost DC, najdemo kalorični ekvivalent kisika (KEO2) (tabela 12.1), tj. količina toplote, ki nastane v telesu pri porabi 1 litra kisika.

Riž. 12.2.

Ko pomnožimo vrednost KE0 2 s številom porabljenih litrov 0 2, dobimo menjalno vrednost za čas, v katerem je bila določena izmenjava plina.

V skladu z njim se določi dnevni tečaj.

Trenutno obstajajo samodejni analizatorji plina, ki vam omogočajo, da hkrati določite količino porabljenega 0 2 in prostornino izdihanega CO2. Vendar pa večina razpoložljivih medicinskih pripomočkov lahko določi le količino absorbiranega 0 2, zato se metoda pogosto uporablja v praksi posredna kalorimetrija ali nepopolna analiza plina. V tem primeru se določi le prostornina absorbiranega 0 2, zato je izračun enosmernega toka nemogoč. Običajno se domneva, da ogljikovi hidrati, beljakovine in maščobe v telesu oksidirajo. Menijo, da je DC v tem primeru 0,85. Ustreza KE0 2, kar je enako 4,862 kcal / l. Nadaljnji izračuni se izvedejo kot pri popolni analizi plina.

Tabela 12.1

Vrednost DC in EC0 2 med oksidacijo različnih hranil v telesu