Възрастови особености на метаболизма и енергията. Свързани с възрастта физиологични характеристики на метаболизма и енергията. терморегулация Метаболизъм и енергийна възрастова анатомия

В човешкото тяло има постоянно обновяване на клетъчните структури,
се синтезират и разрушават различни химични съединения. Агрегатът
на всички химични реакции в тялото се нарича метаболизъм
(метаболизъм). ■ -); ■

В процеса на индивидуалното развитие на човека метаболизмът и енергията претърпяват редица количествени и качествени промени, като преди всичко се променя значително връзката между двете фази на метаболизма: асимилация и дисимилация. Асимилация- процесът на усвояване на външни вещества от тялото, в резултат на този процес веществата стават неразделна част от живите структури и се отлагат под формата на резерви в тялото.

Дисимилация- процесът на разлагане на органични съединения до прости вещества, което води до освобождаване на енергия, която е необходима за жизнената дейност на тялото.

Метаболизмът протича в тясна връзка с околната среда. За цял живот е необходимо да влезе в тялото от външната среда на протеини, мазнини, въглехидрати, витамини, минерални соли и вода. Количеството, свойствата и съотношението на тези елементи трябва да съответстват на състоянието на организма и условията на неговото съществуване. Например, ако е получено повече храна от необходимото, човекът напълнява, ако по-малко, той отслабва.

Основните особености на обмяната на веществата при децата са: ■ преобладаване на процесите на асимилация над процесите на дисимилация; висока основна метаболитна скорост; повишена нужда от протеини; положителен азотен баланс.

Протеинов метаболизъм

протеини,или протеини,са основният компонент на всички органи и тъкани на тялото, всички жизнени процеси са тясно свързани с тях – метаболизъм, контрактилитет, раздразнителност, способност за растеж, възпроизвеждане и мислене.

Протеините съставляват 15-20% от общото телесно тегло на човека (мазнини и въглехидрати заедно - само 1-5%). Протеините идват от храната и са незаменими компоненти

Нентам дажба. Показвате биологичната активност на други хранителни вещества само в присъствието на протеини.

Основните функции на протеините:

■ пластмаса – участие в изграждането на нови клетки и тъкани, осигуряване
растеж и развитие на млади растящи организми и регенерация на износените
мъртви клетки в зряла възраст;

„протективни – от хранителните протеини се синтезират антитела, които осигуряват имунитет срещу инфекции;

■ ензимни – всички ензими са протеинови съединения;

■ хормонални - инсулин, хормон на растежа, тироксин, тестостерон, естрогени и много други хормони са протеини;

■ контрактилни – протеините актин и миозин осигуряват мускулна контракция;

■ транспорт – съдържащият се в еритроцитите протеин хемоглобин пренася кислород, серумните протеини участват в транспорта на липиди, въглехидрати, някои витамини, хормони;

■ енергични – осигуряват на тялото необходимата енергия.
Показател за нивото на протеиновия метаболизъм е азотен баланс,той определя
се основава на резултатите от сравняване на количеството азот, погълнат с храната и
от тялото. Азотният баланс е разликата между консумираните с
хранителен азот и азот, отделяни от тялото (с урина, изпражнения и микропот
рями). Има три вида азотен баланс: азотен баланс, положителен
ny и отрицателен азотен баланс.

Азотен баланс- равенство на количеството азот, доставян с храната и извеждан от тялото.

Положителен азотен балансозначава, че повече азот се доставя с храната, отколкото се отделя от тялото, характеризира натрупването на протеин (азот) в тялото. Задържането на азот е физиологично при деца, бременни и кърмещи жени, след гладуване и др.

Отрицателен азотен баланс- преобладаването на азота, отделен от тялото, над азота, погълнат с храната; показва загубата на собствени протеини от тъканите на тялото. В този случай протеините на кръвната плазма, черния дроб, чревната лигавица и мускулната тъкан се превръщат в източник на свободни аминокиселини, което позволява да се поддържа обновяването на мозъчните и сърдечните протеини за дълго време. Отрицателен азотен баланс се наблюдава при гладуване, липса на висококачествени белтъчини в храната, редица заболявания, при наранявания, изгаряния, след операции и др. Продължителният отрицателен азотен баланс води до смърт.

Ранният стадий на развитие на организма се характеризира с положителен азотен баланс, зрялата възраст - азотен баланс, а за напреднала възраст с преобладаващо отрицателен азотен баланс.

В тялото на детето интензивно протичат процесите на растеж и образуване на нови клетки и тъкани. Следователно нуждата от протеини при дете е много по-висока от тази на възрастен.

В зависимост от възрастта и телесното тегло, количеството протеин в диетата на детето трябва да бъде: 1-3 години - 55 g, 4-6 години - 72 g, 7-9 години - 89 g, 10-15 години -100-1 Около g (норма за възрастни).

Хранителните протеини трябва да покриват приблизително 10-15% от общите дневни калории.

Балансът и задържането на азота в организма в организма на детето зависи от индивидуалните му особености, определени от вида на БНД. При деца с преобладаване на процесите на възбуждане над процесите на инхибиране, задържането на азот е по-слабо изразено, отколкото при деца с преобладаване на процесите на инхибиране. Най-високи нива на задържане на азот се наблюдават при деца с балансирани процеси на БНД. Важно е не само количеството, но и качеството на въведения протеин.

Съотношението на протеини, мазнини и въглехидрати в храната на детето трябва да бъде 1: 1: 4; при тези условия азотът се задържа възможно най-много в тялото.

В урината на новородено има по-малко урея азот, повече амонячен азот и азот на пикочна киселина. В неонаталния период аминокиселините съставляват 10% от общия азот в урината, докато при възрастните само 3-4%. Характерна особеност на протеиновия метаболизъм при децата е постоянното присъствие на креатин в урината.

Един от показателите за нарушен протеинов метаболизъм при деца е натрупването на остатъчен азот в кръвта. При здрави деца, от 3 месеца. до 3-годишна възраст, остатъчният азот в кръвта варира от 17,69 до 26,15 mg (12,63-18,67 mmol / l).

8.5.2. Въглехидратен метаболизъм

Въглехидратисъставляват основната част от диетата и осигуряват 50-60% от нейната енергийна стойност. Съдържа въглехидрати главно в растителните храни.

В човешкото тяло въглехидратите могат да се синтезират от аминокиселини и мазнини, така че те не са основни хранителни фактори. Минималният прием на въглехидрати съответства на около 150 g / ден. Въглехидратите се отлагат в организма в ограничена степен и запасите им в човека са малки.

Основни функции на въглехидратите: „енергийна – при окисляване на 1 г смилаеми въглехидрати в организма се отделят 4 kcal;

пластмаса - те са част от структурите на много клетки и тъкани, участват в синтеза на нуклеинови киселини (в кръвния серум се поддържа постоянно ниво на глюкоза, гликогенът е в черния дроб и мускулите, галактозата е част от липидите на мозък, лактозата се съдържа в човешкото мляко и др.) ; регулаторни - участват в регулирането на киселинно-алкалния баланс в организма, предотвратяват натрупването на кетонни тела при окисляване на мазнините; защитна - хиалуроновата киселина предотвратява проникването на бактерии през клетъчната стена; чернодробната глюкуронова киселина се комбинира с токсични вещества, образувайки нетоксични естери, разтворими във вода, които се отделят с урината; пектините свързват токсините и радионуклидите и ги извеждат от тялото.

В допълнение, въглехидратите тонизират централната нервна система, имат биологична активност -. в комбинация с протеини и липиди образуват някои ензими, хормони, лигавични секрети на жлезите и др. Хранителните фибри са физиологични стимулатори на двигателната функция на стомашно-чревния тракт.

Въглехидратите в тялото на детето изпълняват не само енергийна функция, но и играят важна пластична роля в създаването на основното вещество на съединителната тъкан, клетъчните мембрани и т. н. Метаболизмът на въглехидратите в детския организъм се характеризира с много по-голяма интензивност. отколкото метаболизма на въглехидратите в тялото на възрастен. Необходимото количество кръвна захар при деца на празен стомах в mg%:

Новородени 30-50г

Пекторал 70-90

Възрастни 80-100

12-14 години 90-120

Въглехидратният метаболизъм при деца се характеризира с висока смилаемост на въглехидратите (98-99%), независимо от начина на хранене. В тялото на детето образуването на въглехидрати от протеини и мазнини е отслабено, тъй като растежът изисква повишена консумация на протеини и мастни резерви на тялото. Въглехидратите в тялото на детето се отлагат в по-малко количество, отколкото в тялото на възрастен. Малките деца се характеризират с бързо изчерпване на запасите от въглехидрати в черния дроб.

Дневната нужда от въглехидрати при децата е висока и възлиза на 10-12 g на 1 kg телесно тегло на ден в ранна детска възраст. През следващите години количеството въглехидрати, в зависимост от конституционните характеристики на детето, варира от 8-9 g до 12-15 g на 1 kg телесно тегло на ден. През първите шест месеца от живота детето получава необходимото количество въглехидрати под формата на дизахариди. От 6 месеца има нужда от полизахариди.

Дневното количество въглехидрати, които децата трябва да получават от храната, се увеличава значително с възрастта:

■ от 1 година до 3 години - 193 g;

■ 4-7 години - 287,9 g;

■ 8-13 години -370 g;

■ 14-17 години -470гр.

Метаболизъм на мазнините

мазнини,или липиди,принадлежат към основните хранителни вещества и са важен компонент на храненето. Мазнините се подразделят на неутрални (триглицериди)и мастни вещества (липоиди).

Мазнините в човешкото тяло изпълняват следните основни функции:

■ служат като важен източник на енергия, превъзхождащ в това отношение всички храни
вещества, - когато 1 g мазнини се окисли, се образуват 9 kcal (37,7 kJ);

»Влизат в състава на всички клетки и тъкани;

■ са разтворители на витамини A, D, E, K;

■ доставят биологично активни вещества - PUFA, фосфатиди, стероли и др.;

■ създават защитни и топлоизолационни покрития - подкожният мастен слой предпазва човек от хипотермия;

■ подобряване на вкуса на храната;

■ предизвикват чувство на дълготрайна ситост. "■:

) Кирите могат да се образуват от въглехидрати и протеини, но не могат да бъдат напълно заменени от тях.

Мазнините в тялото на детето извършват енергично и пластично фу< кцию. Обмен жира у детей характеризуется неустойчивостью, быстрым истощением жировых депо при недостатке в пище углеводов или их усиленном расходе.

Редица ^ мастни киселини влизат в тялото с хранителни мазнини, сред които три био
логически ценни мастни киселини: линолова", линоленова и арахидонова.
киселините са от съществено значение за нормалния растеж и функциониране
кожа. С мазнините, витамините A, D, E, K, разтворими в тях, влизат в тялото,
необходими за растежа и развитието на детето. D ■

При съставянето на диетата на децата е необходимо да се вземе предвид не само количеството, но и качеството на мазнините, включени в него. Развитието на общ и специфичен имунитет е невъзможно без мазнини.

Необходимостта от мазнини се променя с възрастта. Бебетата трябва да консумират повече мазнини. През този период 50% от общата нужда от калории се покрива с мазнини. Децата, които са кърмени, усвояват 96% мазнини, децата, които са на смесено и изкуствено хранене - 90%.

С възрастта дневното количество мазнини, което е необходимо за нормалното развитие на децата, се увеличава. От 1-3 години детето трябва да получава 32,7 g на ден, 4-7 - 39,2 g, 8-13 години - 38,4 g, 14-17 години - 47 g, което приблизително съответства на нормата на възрастен - 50 гр.

Правилното разграждане на мазнините е възможно, ако мазнините са правилно свързани с други хранителни съставки. При хранене на малки деца трябва да се спазва особено съотношението 1:2 между мазнините и въглехидратите.

Обмен на вода

Водае част от всички клетки и тъкани на тялото, служи като най-добрият разтворител за много биологично важни вещества, осигурява протичането на метаболитните процеси, участва в регулирането на топлината, разтваря крайните продукти на метаболизма и подпомага отделянето им от отделителните органи.

Детското тяло е различно от тялото на възрастен хидролабилност,тоест способността за бързо губене и бързо натрупване на вода. Има връзка между енергията

14 възрастова анатомия

Хигиена на растежа и съдържание на вода в тъканите. Ежедневно наддаване на тегло при кърмачета< го возраста составляет 25 г, на долю воды приходится 18 г, белка - 3 г, жира - 3 и 1 г приходится на долю минеральных солей.

Колкото по-малко е детето и колкото по-бързо расте, толкова по-голяма е нуждата му от вода | Необходима вода на 1 кг телесно тегло:

Възраст Количество вода, мл
Новородени 150-200

Пекторал 120-130

12-13 години 40-50

Ежедневна нужда от вода:

Възраст, години Количество вода, мл

800 950 1200 1350 1500

В ранна възраст, дори при малки промени във всяка връзка на водния метаболизъм, регулирането му се нарушава, в резултат на което могат да се появят патологични явления. Например, децата изпитват "треска на жажда" поради повишено разграждане на протеини поради липса на вода в тялото.

Загубата на 10% вода от тялото се отразява негативно на живота и води до сгъстяване на кръвта, нарушен кръвоток, промени в психическото състояние, конвулсии. Намаляването на количеството вода с 20% води до смърт.

8.5.5. Минерален метаболизъм

Минералите са жизненоважни компоненти на храненето и поддържат хомеостазата. Минералите изпълняват следните основни функции:

■ образуват тъкани, ролята им е особено голяма в изграждането на костната тъкан, където преобладават фосфорът и калцият (пластична функция);

■ участват във всички видове метаболизъм;

■ поддържане на осмотичното налягане в клетките и междуклетъчните течности; * осигуряват киселинно-алкален баланс (състояние) в организма;

■ повишаване на имунитета;

■ активира хормони, витамини, ензими;

■ насърчаване на хемопоезата.

без минерални вещества е невъзможна нормалната функция на нервната, сърдечно-съдовата, храносмилателната, отделителната и други системи.

Като правило веществата от животински и растителен произход, използвани в храната, съдържат в достатъчни количества всички минерали, необходими за растящия организъм. За рационално готвене се добавя само готварска сол.

При децата балансът на минералния метаболизъм е положителен, това се дължи на растежа на тялото и преди всичко на костната тъкан. При новородено количеството минерали е 2,55% от телесното тегло, при възрастен - 5%.

Балансът на отделните минерали зависи от възрастта на детето, неговата
индивидуални характеристики и сезони. ДА СЕ""""

За растящия организъм играе важна роля калций.Оптимално тегло
печенето на тялото с калций се изисква през целия живот на човек. Осо
Калцият е особено важен в периода на интензивен растеж, тъй като е необходим
условие за нормалното развитие на скелета, за постигане на необходимата здравина
и безопасност. , -v

Липсата на прием на калций през детството и юношеството пречи на постигането на оптимална костна маса и здравина, като по този начин увеличава риска от остеопороза. Дефицитът на калций повишава риска от рахит при децата, нарушава развитието на скелета и зъбите, повишава риска от сърдечно-съдови заболявания.

Щитовидната и паращитовидните жлези регулират обмяната на калций, като поддържат постоянното му ниво в кръвта и осигуряват на организма необходимите количества при евентуални колебания.

За нормалното развитие на костите също е необходимо фосфор.Този елемент е необходим не само за растежа на костната тъкан, но и за нормалното функциониране на нервната система, повечето от жлезистите клетки и други органи. С възрастта относителната нужда от фосфор намалява. Оптималното съотношение между концентрацията на калциеви и фосфорни соли за деца в предучилищна възраст е 1: 1; на възраст 8-10 години - 1: 1,5; в юношеска възраст -1:2. При такива съотношения развитието на скелета протича нормално. При липса или липса на витамин D активността на фосфатазата намалява, отлагането на соли на калциевия фосфат в костите намалява и се развива рахит.

Излишъкът от фосфор е най-опасен за децата през първите месеци от живота, чиито бъбреци не могат да се справят с екскрецията му. Това води до повишаване на фосфора в кръвта им и намаляване на калция, а в бъдеще и до развитие на уролитиаза.

калийе от съществено значение за вътреклетъчния метаболизъм. Той е необходим за нормалната мускулна дейност, по-специално подобрява работата на сърцето, участва в метаболизма на въглехидратите, мазнините, протеините. Децата получават по-малко калий от храната от възрастните и отделят по-малко калий. Дефицитът на калий в организма се придружава от летаргия, апатия, сънливост, намален мускулен тонус, сърдечни аритмии и понижено кръвно налягане.

Желязое част от хемоглобина. При децата нуждата от желязо е по-голяма, отколкото при възрастните. Поради недостиг на желязо в организма се развива дефицит на желязо.„Ная анемия, бърза умора, мускулна слабост, намалена умствена и физическа работоспособност.

За нормалното развитие на детето всички необходими микроелементи трябва да се хранят в тялото му с храната: мед, цинк, манган, магнезий, флуор и др. Кърмачето ги получава с майчиното мляко.

Основната биологична характеристика на растящия организъм е високата му скорост на метаболизъм. На биологично ниво това се проявява във високи скорости на метаболитни реакции.

Както знаете, метаболизмът е набор от химични реакции, които протичат във вътрешната среда на тялото. Метаболизмът от своя страна се разделя на катаболизъм и анаболизъм. Катаболизмът се отнася до химични процеси, при които макромолекулите се разграждат на по-малки молекули. Крайните продукти на катаболизма са въглероден диоксид (CO 2), вода (H 2 O) и амоняк (NH 3).

Следните модели са характерни за катаболизма:

· В процеса на катаболизъм преобладават окислителни реакции;
· Процесът протича с консумация на кислород;
· Процесът е придружен от освобождаване на енергия, по-голямата част от която се натрупва под формата на АТФ (аденозин трифосфат). Част от енергията се отделя като топлина.

Анаболизмът включва различни реакции на синтез и се характеризира със следните характеристики:

· Реакциите са с възстановителен характер;
· Процесът протича с разход на водород (под формата на NADPH 2);
· Анаболизмът протича с разход на енергия, чийто източник е АТФ.

При възрастен и двата процеса протичат с приблизително еднаква скорост, което гарантира обновяването на химичния състав на тялото.

При деца, юноши и млади мъже катаболизмът и анаболизмът протичат с по-високи темпове, отколкото при възрастните, като в същото време скоростта на анаболизма значително превишава катаболизма, което води до натрупване на химикали в тялото и преди всичко на протеини. . Натрупването на протеини в организма е предпоставка за неговия растеж и развитие.

Протеинов метаболизъм

Протеиновият метаболизъм на растящия организъм има определена посока и свои собствени характеристики. Трябва да се има предвид, че протеинът е основният строителен материал за клетките и тъканите на растящия организъм. По време на растежа на мускулната тъкан в нейните клетки се увеличава съдържанието на протеини (саркоплазма, ензими, контрактилни и др., които съставляват 80% от сухия остатък). Процентът на съотношението на теглото на мускулната тъкан към телесното тегло се увеличава. На 16 години тя е около 44,2% от общото телесно тегло, докато на 8 години е само около 27,2%.

Протеините изпълняват и други важни функции в организма (каталитична, контрактилна, регулаторна, енергийна, защитна и др.).

Протеиновият метаболизъм на растящия организъм, подобно на метаболизма като цяло, се характеризира с висока интензивност и преобладаване на анаболните реакции над катаболните реакции, което се доказва от положителен азотен баланс.

Азотният баланс е един от най-важните показатели за протеиновия метаболизъм.

При положителен баланс количеството азот, въведен в тялото с хранителните протеини, е по-голямо от общото количество екскретиран азот, екскретиран главно с урината (под формата на урея, амоняк, креатинин и други азотсъдържащи съединения). Процентът на оползотворяване и задържане на азота, постъпващ в тялото, е два пъти по-висок при кърмаче, отколкото при възрастен.

Показател за интензивността на протеиновия синтез в растящия организъм е и високото съдържание на ДНК и РНК в клетките.

За да се поддържа положителен азотен баланс, който е необходим за нормалния растеж и развитие, растящото тяло трябва да получава достатъчно количество протеин от храната.

Средната дневна нужда от белтъчини у нас за възрастни е около 100 г; за деца абсолютната стойност е по-ниска, но за килограм тегло по-висока: за 2-5-годишно дете се препоръчва 3,5 - 4 g / kg телесно тегло, за 12-13-годишни - 2,5 g / kg от телесно тегло, 17-18-годишни - 1,5 g / kg.

Биологичната стойност на хранителните протеини, физическата активност и естеството на физическата активност оказват значително влияние върху протеиновата норма.

Нарушеният растеж и развитие на детето може да бъде причинен както от недостатъчен, така и от прекомерен прием на хранителни протеини.

Ранна проява на протеинов дефицит е намаляването на количеството албумин в кръвта и намаляването на коефициента на албумин-глобулин (A / G). Намаляването на уреята и общия азот в дневната урина на растящото тяло също е сигнал за недостатъчен прием на протеини с храна.

Дефицитът на протеин може да доведе до забавяне на растежа, пубертет, загуба на тегло и отслабване на защитните сили на организма.

Интензивността на метаболизма в тялото на спортиста увеличава нуждата от протеини, особено при високоскоростни натоварвания, по време на които се увеличава разграждането на протеини, главно мускулни протеини.

При прекомерен прием на протеини в организма, храносмилателните ензими не са в състояние да ги хидролизират напълно. Активността на протеолитичните ензими, които катализират смилането на протеините до аминокиселини (пепсин, трипсин, химотрипсин и др.), е ниска при деца под 11-12 години. С възрастта секреторната функция на стомашния сок се увеличава, киселинността му се повишава, достигайки показателите на възрастни до 13-годишна възраст.

В ранна възраст секреторната функция на панкреаса също е слабо развита. Поради повишената пропускливост на чревната стена при деца е възможно децата да абсорбират в кръвта, заедно с аминокиселини, и частично разцепени протеини - пептиди с токсични свойства.

Нарушаването на храносмилането на протеини може да доведе до нарушаване на метаболитните процеси на растящия организъм.

Въглехидратен метаболизъм

Въглехидратният метаболизъм също има редица възрастови характеристики. Въглехидратите са основният източник на енергия. Повече от половината от дневната енергийна стойност на диетата се осигурява благодарение на въглехидратите. Въглехидратите изпълняват и редица специализирани функции в организма (структурни, защитни и други).

Специалната роля на въглехидратите като енергийни източници се дължи на факта, че те могат да се окисляват в организма както аеробно, така и анаеробно, докато окисляването на протеините и мазнините протича само аеробно. Нуждата от въглехидрати за деца от различни възрасти е много индивидуална, но въглехидратите трябва да осигуряват повече от 50% от дневните калории. С растенето на детето, с увеличаването на енергийния му разход, абсолютната нужда от въглехидрати трябва да се увеличава.

С намален прием на въглехидрати от храната тялото ускорява използването на мазнините и протеините като енергийни източници. Повишеното разграждане на протеините може да доведе до намаляване на съдържанието им в клетките и поява на признаци на „протеинов глад“.

Поради несъвършенството на невроендокринната регулация на метаболизма при деца по-често, отколкото при възрастни, има тенденция към хипогликемия, особено при физическо натоварване, свързано с проява на издръжливост.

За разлика от тялото на възрастен, тялото на детето няма способността бързо да мобилизира въглехидратните резерви и да поддържа висока интензивност на въглехидратния метаболизъм.

Продължителната повишена консумация на въглехидрати може да доведе до нарушаване на метаболитните процеси при децата, тъй като храносмилането и усвояването на въглехидратите имат свои специфични характеристики. В процеса на растеж настъпва промяна във въглехидратния състав на храната. И така, при деца под 1 година основният диетичен въглехидрат е лактозата, която е част от майчиното мляко. Тогава този въглехидрат отстъпва водещата роля в храненето на захарозата и полизахаридите (нишесте, гликоген). Освен това при децата ензимът на слюнката амилаза, който катализира разграждането на полизахаридите в устната кухина и достига максималната си активност едва до 7-годишна възраст, има ниска активност. Амилолитичната активност на панкреатичния сок също бавно се увеличава, което също затруднява смилането на въглехидратите до монозахариди (глюкоза и други).

Най-важният критерий за оценка на състоянието на въглехидратния метаболизъм при деца е кръвната захар на гладно. При малките деца той е 2,6 - 4,0 mmol / l и едва до 14-16 години достига размера на възрастен: 3,9 - 6,1 mmol / l.

Метаболизъм на мазнините

Мастният метаболизъм на растящия организъм също има специфични особености. Мазнините (липидите) играят важна биологична роля. Те са енергиен материал, който може да се отлага в мастните депа и да се използва допълнително като гориво. По енергийна стойност мазнините превъзхождат въглехидратите и протеините. При окисляването на 1 g мазнини се отделят около 9 kcal енергия, а 1 g въглехидрати или протеини - около 4 kcal. Липидите играят съществена роля в процесите на терморегулация, имат защитно и механично значение, изпълняват структурни функции и др.

Нуждата от мазнини се определя от възрастта, външната среда, естеството на физическата активност и др. Например, нуждата от мазнини на кг телесно тегло за дете на 7-10 години е 2,6 g на ден, а за деца на възраст 14-17 години - 1,6-1,8 g на ден. Абсолютната нужда от мазнини нараства с възрастта: за 7-10-годишно дете тя трябва да бъде около 80 г на ден, а за 14-17-годишните - около 90-95 г. Нуждата от мазнини в възрастен е около 100гр.

Важна роля в метаболитните процеси на организма играят мастноподобните вещества - липоидите. Сред тях фосфолипидите и стероидите са от особено значение. Фосфолипидите и холестеролът (представител на стероидите) са основни компоненти на клетъчните мембрани, участващи в изпълнението на бариерни, транспортни, рецепторни и други функции. Стероидите (холестерол и неговите производни) изпълняват хормонални функции (полови хормони и кортикостероиди) и участват в образуването на жлъчни киселини.

С възрастта образуването на жлъчни киселини се увеличава, което прави възможно увеличаването на консумацията на мазнини и по-нататъшното им включване в метаболитните процеси.

Интензивността на липидния метаболизъм на различните етапи от онтогенезата не е еднаква. Разграждането на мазнините при кърмачетата става под действието на стомашната липаза. В процеса на растеж на детето и с промяна в естеството на храненето основната роля в храносмилането на мазнините се възлага на ензима - липазата на панкреатичния сок и жлъчните киселини.

Нарушенията на метаболитните процеси при децата могат да бъдат причинени както от рязко ограничаване на приема на мазнини, така и от прекомерния им прием с храна. При физическо натоварване, особено продължително, аеробно, при деца и юноши, мазнините се използват за енергийно снабдяване в по-голяма степен, отколкото използването на въглехидрати, което се доказва от увеличаване на концентрацията на свободни мастни киселини (FFA) и глицерол вече в началото на работа.

Стойността на дихателния коефициент при деца и юноши след продължително натоварване е по-малка от 1, което показва повишено усвояване на мазнини. Както знаете, дихателният коефициент е съотношението между обемите въглероден диоксид, отстранен от тялото, и консумирания кислород (СО 2 / О 2) по време на упражнението. При натоварвания, осигурени от анаеробно разграждане на въглехидратите до лактат, този коефициент е по-голям от 1. При натоварвания, извършени поради аеробно окисление на въглехидратите, той е 1. При продължителни упражнения, когато мазнините са основният източник на енергия, дихателният коефициент става по-малък отколкото 1.

Водно-минерален обмен

Водният и минерален метаболизъм за растящия организъм е от съществено значение и има свои собствени характеристики.

Водата е жизненоважната среда на тялото и е особено необходима през периода на растеж, когато съставлява основната част от всички органи и тъкани. С нарастването на възрастта на детето съдържанието му постепенно намалява, а количеството на минералите се увеличава. Колкото по-младо е тялото, толкова повече извънклетъчна вода има в него, която участва основно във водния обмен. По-голямата част от водата в тялото на възрастен е вътреклетъчна вода. Нуждата от вода при дете от първата година от живота на килограм телесно тегло е три пъти по-висока от тази на възрастните. В процеса на растеж тази стойност остава доста висока, намалявайки едва до 14-годишна възраст до 50-70 ml / kg.

Водният обмен при дете е силно интензивен, по-мобилен и лесно се нарушава под влияние на различни причини. Това се дължи на повишената загуба на вода през кожата и белите дробове, незрялост на бъбреците и несъвършена хормонална регулация. Абсолютната нужда от вода нараства с възрастта.

Водният обмен е тясно свързан с обмена на въглехидрати, мазнини, протеини, но особено на минерални соли. Минералните вещества играят важна роля в много физикохимични процеси на растящия организъм (формиране на кости, синтез на ензими, хормони). Те формират основата на вътрешната среда на тялото, поддържат осмотичното налягане и киселинността на околната среда. Най-важните химични елементи за живота включват: натрий, калий, хлор, калций, магнезий, фосфор, желязо, мед, йод, флуор, манган, цинк и др.

Растящото тяло се нуждае от достатъчно количество калций и фосфор, за да формира скелета, растежа и развитието на костната тъкан.

Калцият е необходим и за мускулна контракция, тонус на нервната система, активиране на определени ензими, съсирване на кръвта и др. Дневната нужда от калций при кърмачетата е 0,15-0,18 g и трябва постепенно да се увеличава в училищна възраст до 1 грам. В същото време относителната нужда от калций (на кг телесно тегло) е особено висока през първите години от живота на детето.

Биологичната роля на фосфора е многостранна. Както бе споменато по-горе, той формира основата на костната тъкан, влиза в състава на нуклеиновите киселини, фосфолипидите, играе важна роля в енергийния метаболизъм, което се дължи на способността му да образува високоенергийни връзки, т.е. богати на енергия връзки (ATP, ADP, KF).

Витамин D играе важна роля в обмяната на калций и фосфор. Паратироидният хормон, заедно с витамин D, стимулира усвояването на калций и фосфор от червата, а калцитонинът с витамин D участва във включването на калций и фосфор в състава на костната тъкан.

Физическото възпитание и спортът значително увеличават нуждата от минерали. Физическата активност с умерена интензивност има положителен ефект върху метаболизма на калция и фосфора, а интензивната, особено при анаеробни условия, може да доведе до лоша стойка, остеосинтеза и развитие на остеопороза.

В процесите на хематопоезата освен желязо участват мед, кобалт и никел. Липсата на йод води до дисфункция на щитовидната жлеза, забавяне на растежа и развитието, липса на флуор – до кариес. Дефицитът на цинк се отразява в забавяне на растежа и недоразвитие на гениталиите при младите мъже.

Желязото е най-важният микроелемент, използван за синтеза на хемоглобин, миоглобин, цитохроми – ензими за тъканно дишане и др.

Дефицитът на желязо е често срещан при подрастващите, особено по време на пубертета, и може да доведе до хранителна анемия. Желязодефицитната анемия се среща при около 20% от жените, като тази цифра е дори по-висока при жените спортисти.

Следователно минералите, като водата, са необходими за нормалното протичане на всички метаболитни процеси, особено на растящия организъм. Въпреки това, растежът и развитието на детето определят определен модел на минерален метаболизъм при децата, който се състои в това, че тяхното приемане и отделяне от тялото не са балансирани помежду си, както е при възрастните. Поради несъвършенството на процесите на терморегулация в растящото тяло децата изпитват големи загуби на минерали с потта.

В регулирането на метаболитните процеси в растящия организъм голямо биологично значение имат витамините – биологично активни вещества, които влизат в организма главно с храната.

Ролята на витамините е многостранна. Много от тях осигуряват редица каталитични реакции, тъй като участват в изграждането на коензими (съединения с ниско молекулно тегло, които участват заедно с ензима в катализата). Тези витамини включват B 1, B 2, B 6, PP и др. Витамините B 1, C, PP и други стимулират окислителните процеси, а витамините A, E, C са най-силните антиоксиданти. По този начин витамините могат да се разглеждат като най-важните фактори за растежа, развитието и подобряването на нивата на енергийно снабдяване и работоспособност на детето.

Дневният прием на витамини варира в зависимост от възрастта на децата и юношите.

Протеинов метаболизъм

Основните функции на протеините:

„протективни – от хранителните протеини се синтезират антитела, които осигуряват имунитет срещу инфекции;

■ ензимни – всички ензими са протеинови съединения;

■ хормонални - инсулин, хормон на растежа, тироксин, тестостерон, естрогени и много други хормони са протеини;

■ контрактилни – протеините актин и миозин осигуряват мускулна контракция;

Азотен баланс- равенство на количеството азот, доставян с храната и извеждан от тялото.

Хранителните протеини трябва да покриват приблизително 10-15% от общите дневни калории.

8.5.2. Въглехидратен метаболизъм

Новородени 30-50г

Пекторал 70-90

Възрастни 80-100

12-14 години 90-120

■ от 1 година до 3 години - 193 g;

■ 4-7 години - 287,9 g;

■ 8-13 години -370 g;

■ 14-17 години -470гр.

Метаболизъм на мазнините

Мазнините в човешкото тяло изпълняват следните основни функции:

»Влизат в състава на всички клетки и тъкани;

■ са разтворители на витамини A, D, E, K;

■ доставят биологично активни вещества - PUFA, фосфатиди, стероли и др.;

■ създават защитни и топлоизолационни покрития - подкожният мастен слой предпазва човек от хипотермия;

■ подобряване на вкуса на храната;

■ предизвикват чувство на дълготрайна ситост. "■:

) Кирите могат да се образуват от въглехидрати и протеини, но не могат да бъдат напълно заменени от тях.

Обмен на вода

14 възрастова анатомия

Възраст Количество вода, мл
Новородени 150-200

Пекторал 120-130

12-13 години 40-50

Ежедневна нужда от вода:

Възраст, години Количество вода, мл

800 950 1200 1350 1500

8.5.5. Минерален метаболизъм

■ участват във всички видове метаболизъм;

■ повишаване на имунитета;

■ активира хормони, витамини, ензими;

■ насърчаване на хемопоезата.

Норми и диета на децата

При формулирането на хранителните дажби трябва да се вземе предвид количественият и качествен подбор на хранителните вещества. Важно е храната да съдържа всички необходими вещества: протеини, мазнини, въглехидрати, вода, минерални соли и витамини. За деца в начална училищна възраст най-доброто съотношение на протеини, мазнини и въглехидрати е 1: 1: 6, за деца в по-ранна възраст - 1: 2: 3, за възрастни - 1: 1: 4. Таблица 8.1 показва дневните норми на протеини, мазнини и въглехидрати, които са необходими за организирането на рационална диета за деца. Храната трябва да е достатъчна по обем и калорично съдържание, тоест трябва да предизвиква усещане за ситост и да покрива всички енергийни разходи на тялото.

Диетата на децата е от голямо значение. Учениците трябва да имат
четири хранения на ден със следното разпределение на общото количество:
закуска - 30%, обяд - 40-45%, следобеден чай - 10%, вечеря - 20%. По-младият ре
benok, така че храненията трябва да са по-често: за бебе 6-7 пъти на ден,
за деца в предучилищна възраст - 5 пъти. и

Таблица 8.1 Дневни норми на протеини, мазнини ивъглехидрати в диетата на деца и юноши (в g)

Яденето на богати на протеин храни преди лягане се отразява неблагоприятно на храносмилането на децата, тъй като тези храни остават по-дълго в стомаха и за неяобработката изисква повече храносмилателни сокове. Повишава възбудимостта на нервната система, а това от своя страна предотвратява бързото настъпване на дълбок сън. Ето защо вечерята за деца трябва да бъде с малък обем, от леки зеленчуци и млечни ястия, 1,5-2 часа преди лягане.

Нарушаването на пълноценното балансирано хранене води до различни
болести. Основите на балансираната диета са разработени от експерти в
хигиена на храните и диететика. С

E.5.7. Енергиен обмен

Енергиен обмен- преобразуване на потенциалната енергия на хранителните вещества в топлина и работа. Около 15% от общия разход на енергия на детето се изразходва за растеж и отлагане. Той изразходва по-малко енергия от възрастен за мускулна работа (15%) и детето губи малко повече енергия с екскременти. В ранна възраст разходът на енергия за писъци и плач е особено висок, при което разходът на енергия може да се увеличи със 100 и дори 200%. Общият разход на енергия при децата е представен в таблица „d8.2.

Основният метаболизъм при деца е по-висок, отколкото при възрастни. Това се дължи на:

■ интензивност на растеж, интензивност на синтезните процеси;

■ свойствата на младите тъкани, които имат по-интензивен метаболизъм в сравнение с тъканите на възрастен;

■ относително по-голяма телесна повърхност при деца.

При новородените метаболизмът е нисък поради недостатъчно функциониране на щитовидната жлеза. Въпреки това, още от втората половина на първата година от живота, основният метаболизъм постепенно се увеличава и достига максималната си стойност с 1-2,5 години, след което започва постепенно да намалява, доближавайки се до основния метаболизъм на възрастен.

Интензивността на основния метаболизъм при дете зависи от възрастта, пола, теглото, височината, работата на жлезите с вътрешна секреция, конституцията, условията на живот и др.

Таблица 8.2. Разпределение на дневния разход на енергия при децата (в%)

Ti е същото, но вече през втората половина на живота дневната основна метаболитна скорост v на момчетата леко надвишава тази на момичетата. На 12-13 години момичетата са енергични. основният метаболизъм се оказва пред момчетата. В зряла възраст основният метаболизъм при мъжете е по-висок от този при жените. Основната метаболитна скорост при всеки отделен субект е постоянна и се колебае в рамките на ± 10%.

Основен метаболизъм на 1 кг телесно тегло на ден:

Общият разход на енергия, изчислен за 1 kg телесно тегло, претърпява промени, свързани с възрастта. Ежедневен разход на енергия при деца от първата година от живота:

Ежедневният разход на енергия в рамките на определена възрастова група е подложен на големи индивидуални колебания, както в покой, така и по време на различни дейности. Това се дължи на различия във физическото развитие на децата, състоянието на тяхната ендокринна и нервна система, интензивността на движенията, труда и др. Ежедневната консумация на енергия на едно и също дете в определени дни не е еднаква и зависи от общото състояние на детето, времето, прекарано в мускулна активност.

8.5.8. Характеристики на терморегулацията при деца

Терморегулация- набор от физиологични процеси в човешкото тяло, които са насочени към поддържане на постоянна телесна температура.

Основната характеристика на системата за терморегулация при децата е липсата на нейните регулаторни процеси. Механизмите на терморегулация при децата са несъвършени поради:

„неразвит център на химическа терморегулация;

■ несъвършени механизми на пренос на топлина - недостатъчно развити вазомоторни реакции, които регулират кръвоснабдяването на кожата - и, следователно, топлопредаване;

■ голяма специфична телесна повърхност на детето – колкото по-малко е детето, толкова по-голяма е телесната повърхност на единица маса. Тъй като стойността на топлината

връщането зависи от размера на повърхността на тялото, тогава при децата този процес протича по-интензивно, отколкото при възрастни, следователно необходимостта от (необходимостта от генериране на топлина при децата е по-висока, отколкото при възрастни; структурни особености на кожата като периферен апарат на физическата терморегулация - обилно кръвоснабдяване, тънък епидермален и рогов слой, слабо развити потни жлези.

Увеличаване на производството на топлина по време на охлаждане или отслабването му по време на нагряване (химическа терморегулация) се наблюдава вече при кърмачета. С увеличаване на производството на топлина при кърмачета няма терморегулаторна треморна реакция. Увеличаване на топлопроизводството на мускулите при охлаждане се постига чрез увеличаване на т.нар терморегулаторен тонус.При новородените кафявата мастна тъкан е важен източник на топлина.

Механизмът на отделяне на топлина (физическа терморегулация) при новороденото и
бебето не е достатъчно развито, следователно е много лесно за такова
прегряване, опасно за детето. "^

При новородени вече се извършва рефлекторно регулиране на лумена на кожните съдове: съдовете на кожата се стесняват при излагане на студ, както на мястото на охлаждане, така и в симетрична област на кожата. Въпреки това, латентният период на реакцията е достатъчно дълъг, а интензивността й е ниска.

Така в ранна възраст основният механизъм, който поддържа постоянството на телесната температура, е химическата терморегулация. С възрастта ролята на физическата терморегулация нараства. Деветгодишната възраст е границата на прехода от един тип поддържане на постоянна телесна температура към друг.

След 1-1,5 години до 4-5 години има голям поток от топлина през единица телесна повърхност: темпът на растеж на тялото на детето се забавя, но интензивността на основния метаболизъм все още е висока. Високото ниво на производство на топлина в тази възраст компенсира слабите възможности за физическа терморегулация. На 6-7 години се увеличават възможностите за физическа терморегулация и намалява ролята на химичната.

В предпубертетния период (10 години за момичета и 11-12 години за момчета) в резултат на хормонални промени намаляват възможностите за физическа терморегулация и се увеличава ролята на химичната терморегулация. Физическата терморегулация се подобрява толкова по-интензивно, колкото по-рано са започнали втвърдителните дейности.

Поради несъвършенството на механизмите за терморегулация, детският организъм се характеризира с термична лабилност (температурна нестабилност), която е рязко изразена при малките деца. По този начин приемът на храна, тревожността, движението, сънят, гладът и случайното охлаждане влияят на тяхната температурна крива. От 6-10 месеца колебанията на телесната температура стават по-малко.

Плодът е способен да произвежда независимо топлина, следователно телесната температура на новородените обикновено е с 0,1-0,6 ° C по-висока от ректалната температура на майката. Че-

Res 30-60 минути след раждането телесната температура на детето намалява значително ° Сслед 2-3 часа пада с 2,0-2,5 ° C. При здрави деца температурата отново ще се повиши. продължава след 12-24 часа (понякога след 2-3 дни) достига 36,0-37,0 ° C. Още няколко дни температурата при новородените е малко нестабилна. Причините за първоначалното понижаване на телесната температура при новородени са рязка промяна в температурата на околната среда, както и все още неустановена физическа терморегулация.

Монотермията не е типична за бебето. Средните колебания в разликата между максималната и минималната температура през деня при новородени са приблизително 0,4 „СЪС,а при по-големите деца температурните колебания могат да достигнат до 1 "C.

Новороденото може лесно да понесе понижаване на телесната температура с 3-4 „СЪС,но е трудно - повишение. Прегряването при дете идва бързо. Ако температурата се повиши с повече от 2 "C, това причинява не само болезнено състояние, но и представлява опасност за живота, тъй като съдовите реакции възникват както при затопляне, така и при локално охлаждане на кожата.

Постепенно съдовите реакции стават по-съвършени - техният латентен период, продължителност, скорост на връщане към първоначалното ниво намаляват. Но дори до 12-годишна възраст те не достигат нивото на развитие на възрастните.

Има определени възрастови характеристики на физическата регулация. Съществува обратна зависимост между стойността на температурата на кожата и възрастта: колкото по-млад е възрастта на човека, толкова по-висока е температурата на кожата. Жените на възраст 8-12 и 18-25 години имат по-висока температура на кожата от мъжете. На възраст 1-3 години, 4-7 години не се появяват половите различия в температурата на кожата. Скоростта на възстановяване на температурата на кожата след локално охлаждане при младите хора е по-висока, отколкото при възрастните хора.

При адаптирането към температурните влияния важна роля играе закаляването, т.е. упражнения, трениране на съдови и неврохуморални процеси (студено разтриване, къпане, въздушни бани и др.).

КОНТРОЛНИ ВЪПРОСИ

1. Стойността на CVS, неговата структура и функции.

2. Основните онтогенетични направления в развитието на CVS: изменения в структурата, функционалните параметри, сърдечната честота, кръвното налягане и др.

3. Особености на сърдечно-съдовата система на плода.

4. Особености на CVS на новороденото.

5. Особености на CVS при деца.

6. Особености на CVS при юноши.

7. Структурата и функцията на дихателната система на човека.

8. Особености на дишането на плода и новородените.

9. Основните онтогенетични направления в развитието на дихателната система: от
промяна в честотата и дълбочината на дишането, жизнения капацитет на белите дробове, в зависимост от
от пода, фитнес на деца.

10. Възрастови особености на дихателната регулация.

11. Стойността на храносмилателната система, нейната структура и функция.

12. Особености на храносмилането в устната кухина при деца и юноши.

13. Особености на храносмилането в стомаха при деца и юноши.

14. Особености на чревното храносмилане при деца и юноши.

15. Особености на усвояването при деца. ? ""> "

16. Норми и хранителен режим на децата.

17. Стойността на отделителната система, нейната структура и функция.

18. Възрастови морфофункционални промени в отделителната система.

19. Регулиране на изтичането на урина/гений, енуреза при деца. ; "

20. Концепцията за асимилация и дисимилация. "- v *

21. Особености на белтъчната, въглехидратната и мастната обмяна при деца и юноши.

22. Възрастови промени в основния метаболизъм. Разлики по пол в общия дневен разход на енергия.

23. Образуване на потни и мастни жлези в онтогенезата.

24. Терморегулация при деца.

ИНДИВИДУАЛНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИ (КОНСТИТУЦИОННИ) ОСОБЕНОСТИ НА ДЕТЕТО

конституция- Това е съвкупност от морфологични и функционални характеристики на организма, формирани въз основа на наследствени и придобити свойства и определящи неговия капацитет и реактивност, тоест естеството на неговия отговор на различни влияния. Тъй като организмът е интегрална структура, е необходимо да се идентифицират всички междусистемни връзки, за да се установи съответствието помежду си на морфологичните, физиологичните, биохимичните, имунологичните, психичните и други параметри на организма. Човешката конституция е интегрална биопсихична характеристика на организма, която отразява неговата индивидуалност. В същото време всеки човек преминава през определен път в своето формиране, реализирайки наследствени потенциали в специфичните условия на околния свят.

Всеки тип конституция има характерни особености не само в антропологичните показатели, но и в дейността на нервната и ендокринната системи, метаболизма, структурата и функциите на вътрешните органи. Специфичните типове конституция се характеризират с различни характеристики на имунитета, предразположеност към инфекциозни и неинфекциозни заболявания.

В процеса на историческото развитие на обществото, в резултат на естествения подбор и постоянното приспособяване към променящите се условия на околната среда, се формират определени конституционни типове.

Подходът към изучаването на видовете конституция не трябва да бъде осъдителен, тъй като нито един от видовете не е нито добър, нито лош. Всеки тип е оправдан както биологично, така и социално. Обществото трябва да има представители на различни конституционни типове, което е гаранция за устойчиво развитие на обществото.

Конституционният тип показва какъв начин на живот е предвидила природата на даден индивид. Разбирането на силните и слабите страни на различните видове дава възможност да се избере подходящия подход към режим, диета, поведение, профилактика и лечение на заболявания, професионална и спортна ориентация, образователна програма и начин на живот за всеки индивид.

Планирайте.

Лекция 17

Тема: "Възрастови особености на метаболизма"

12. Метаболизъм и енергия, неговите възрастови особености.

13. Хранителни вещества, техният състав, енергийна стойност, хранителни норми.

14. Профилактика на стомашно-чревни заболявания.

Метаболизмът се отнася до съвкупността от промени, които претърпяват веществата от момента, в който попаднат в храносмилателния тракт до образуването на крайни продукти на разпад, отделени от тялото. Тоест метаболизмът на всички организми, от най-примитивните до най-сложните, включително човешкото тяло, е в основата на живота.

В процеса на живот в тялото се извършват непрекъснати пренареждания: някои клетки умират, други ги заместват. При възрастен 1/20 от клетките на кожния епител и половината от всички клетки на епитела на храносмилателния тракт умират и се заменят през деня около 25 g кръв и т.н.

В процеса на растеж обновяването на телесните клетки е възможно само при непрекъснато доставяне на кислород и хранителни вещества в тялото, които са строителният материал, от който е изградено тялото. Но за изграждането на нови клетки в тялото, тяхното непрекъснато обновяване, както и за да върши човек някаква работа, е необходима енергия. Човешкото тяло получава тази енергия при разпадане и окисляване в метаболитните процеси (обмяна на веществата). Освен това метаболитните процеси (анаболизъм и катаболизъм) са фино координирани един с друг и протичат в определена последователност.

Под анаболизъмразбират съвкупността от реакции на синтез. Под катаболизъм- набор от реакции на разпад. Трябва да се има предвид, че и двата процеса са непрекъснато свързани. Катаболните процеси осигуряват анаболизма с енергия и изходни вещества, а анаболните – синтеза на структури, образуването на нови тъкани във връзка с процесите на растеж на тялото, синтеза на хормони и ензими, необходими за живота.

По време на индивидуалното развитие най-съществени промени се наблюдават от анаболната фаза на метаболизма и в по-малка степен катаболната фаза.

Според функционалното им значение в анаболната фаза на метаболизма се разграничават следните видове синтез:

1) синтез на растеж - увеличаване на протеиновата маса на органите през периода на засилено клетъчно делене, растежа на организма като цяло.

2) функционален и защитен синтез - образуването на протеини за други органи и системи, например, синтез на протеини на кръвната плазма в черния дроб, образуване на ензими и хормони на храносмилателния тракт.

3) синтез на регенерация (възстановяване) - синтеза на протеини в регенериращите тъкани след нараняване или недохранване.

4) синтезът на самообновяване, свързан със стабилизирането на организма, е постоянното попълване на компонентите на вътрешната среда, които се разрушават в хода на дисимилацията.

Всички тези форми отслабват, макар и неравномерно, в хода на индивидуалното развитие. Освен това, особено значителни промени се наблюдават в синтеза на растежа. Най-високи темпове на растеж се наблюдават във вътреутробния период. Например, теглото на човешки ембрион в сравнение с теглото на зигота се увеличава с 1 милиард. 20 милиона пъти, а за 20 години прогресивен човешки растеж се увеличава с не повече от 20 пъти.

По време на постнаталния живот има допълнителен спад в нивото на анаболизма.

Протеинов метаболизъм в развиващия се организъм.Процеси на растеж, чиито количествени показатели са увеличаване на телесното тегло и ниво на положителен азотен баланс - едната страна на развитието. Втората му страна е диференциацията на клетките и тъканите, чиято биохимична основа е синтеза на ензимни, структурни и функционални протеини.

Протеините се синтезират от аминокиселини, които идват от храносмилателната система. Освен това тези аминокиселини се делят на незаменими и незаменими. Ако незаменимите аминокиселини (левцин, метионин и триптофан и др.) не се доставят с храната, тогава протеиновият синтез в организма се нарушава. Приемът на есенциални аминокиселини е особено важен за растящия организъм, например липсата на лизин в храната води до забавяне на растежа, изчерпване на мускулната система, липса на валин – нарушения в баланса на детето.

При липса на несъществени аминокиселини в храната, те могат да се синтезират от есенциални (тирозинът може да се синтезира от фенилаланин).

И накрая, протеините, които съдържат целия необходим набор от аминокиселини, които осигуряват нормални процеси на синтез, са биологично завършени протеини. Биологичната стойност на един и същ протеин за различните хора е различна в зависимост от състоянието на организма, хранителния прием, възрастта.

Дневната нужда от протеин на 1 kg телесно тегло при дете: на 1 година - 4,8 g, на 1-3 години - 4-4,5 g; 6-10 години - 2,5-3 g, 12 и повече - 2,5 g, възрастни - 1,5-1,8 g. Следователно, в зависимост от възрастта, децата под 4 години трябва да получават 50 g протеин, до 7 години - 70 g , от 7 години - 80 г на ден.

Количеството протеини, които са влезли в тялото и се разрушават в него, се съди по стойността на азотния баланс, тоест съотношението на количествата азот, които влизат в тялото с храната и се отделят от тялото с урина, пот и др. секрети.

Способността за задържане на азот при децата е подложена на значителни индивидуални колебания и се запазва през целия период на прогресивен растеж.

По правило възрастните не се характеризират със способността да задържат азот в храната, техният метаболизъм е в състояние на азотно равновесие. Това показва, че потенциалът за протеинов синтез се запазва дълго време – например под влияние на физическа активност се увеличава мускулната маса (положителен азотен баланс).

В периоди на стабилно и регресивно развитие, при достигане на максимално тегло и спиране на растежа, основната роля започват да играят процесите на самообновяване, които протичат през целия живот и които се разпадат много по-бавно с напредване на възрастта, отколкото други видове синтез.

Промените, свързани с възрастта, засягат не само протеиновия, но и метаболизма на мазнините и въглехидратите.

Свързана с възрастта динамика на метаболизма на мазнините и въглехидратите.

Физиологичната роля на липидите - мазнини, фосфатиди и стероли в организма е, че те са част от клетъчните структури (пластичен метаболизъм), а също така се използват като богати източници на енергия (енергиен метаболизъм). Въглехидратите в тялото имат стойността на енергиен материал.

Метаболизмът на мазнините и въглехидратите се променя с възрастта. Мазнините играят съществена роля в процесите на растеж и диференциация. Мастоподобните вещества са особено важни, преди всичко, защото са необходими за морфологичното и функционално съзряване на нервната система, за образуването на всички видове клетъчни мембрани. Ето защо нуждата от тях в детството е голяма. При липса на въглехидрати в храната мастните запаси при децата бързо се изчерпват. Интензивността на синтеза до голяма степен зависи от естеството на диетата.

Фазите на стабилно и регресивно развитие се характеризират с своеобразна преориентация на анаболните процеси: превключване на анаболизма от протеинов синтез към синтез на мазнини, което е една от характерните особености на свързаните с възрастта промени в метаболизма по време на стареенето.

Свързаната с възрастта преориентация на анаболизма към натрупване на мазнини в редица органи се основава на намаляване на способността на тъканите да окисляват мазнините, в резултат на което при постоянна и дори намалена скорост на синтез на мастни киселини, тялото се обогатява с мазнини (например, развитието на затлъстяване се наблюдава дори при 1-2 хранения на ден). Няма съмнение, че при преориентирането на процесите на синтез, освен хранителните и нервните регулационни фактори, от голямо значение е промяната в хормоналния спектър, по-специално промените в скоростта на образуване на растежен хормон, хормони на щитовидната жлеза, инсулин, стероидни хормони.

Възстановява се с възрастта и въглехидратен метаболизъм.При децата метаболизмът на въглехидратите протича с по-голяма интензивност, което се обяснява с високото ниво на метаболизъм. В детството въглехидратите изпълняват не само енергийна, но и пластична функция, образувайки клетъчни мембрани, съединителнотъканни вещества. Въглехидратите участват в окисляването на продуктите на протеиновия и мастния метаболизъм, което допринася за поддържането на киселинно-алкалния баланс в организма. Дневната нужда от въглехидрати при децата е висока и възлиза на 10-12 g на 1 kg телесно тегло в ранна детска възраст. През следващите години, на възраст 8-9 години, се увеличава до 12-15 g на 1 kg телесно тегло. От 1 до 3 години детето се нуждае от около 193 g въглехидрати на ден с храна, 4-7 години - 287, 9-13 - 370, 14-17 години - 470, а възрастните - 500 g.

Въглехидратите се усвояват по-добре от тялото на детето, отколкото от възрастен. Един от значимите показатели за свързани с възрастта промени във въглехидратния метаболизъм е рязкото увеличаване на времето за елиминиране на хипергликемията, причинено от въвеждането на глюкоза по време на тестове за захарно натоварване до напреднала възраст.

Важна част от метаболизма на тялото е водно-солевият метаболизъм.

Трансформацията на веществата в организма се извършва във водна среда, заедно с минералните вещества, водата участва в изграждането на клетките и служи като реагент в клетъчните химични реакции. Концентрацията на минералните соли, разтворени във вода, определя големината на осмотичното налягане на кръвта и тъканната течност, като по този начин е от голямо значение за усвояването и екскрецията. Промените в количеството вода в тялото и промените в солевия състав на телесните течности и тъканните структури водят до нарушаване на стабилността на колоидите, което може да доведе до необратими нарушения и смърт на отделни клетки, а след това и на тялото като цяло. Ето защо поддържането на постоянно количество вода и минерален състав е необходимо условие за нормален живот.

Във фазата на прогресивен растеж водата участва в процесите на създаване на телесна маса. Известно е например, че от дневното наддаване на тегло с 25 г водата е 18, протеините - 3, мазнините - 3 и минералните соли - 1 г. Колкото по-млад е тялото, толкова по-голяма е дневната нужда от вода. През първите шест месеца от живота нуждата на детето от вода достига 110-125 g на 1 kg тегло, до 2 години намалява до 115-136 g, на 6 години - 90-100 g, на 18 години - 40 -50 гр. Децата могат бързо да губят, а също и бързо да отлагат вода.

Общият модел на индивидуалната еволюция е намаляването на водата във всички тъкани. С възрастта се наблюдава преразпределение на водата в тъканите - обемът на водата в междуклетъчните пространства се увеличава, а обемът на вътреклетъчната вода намалява.

Балансът на много минерални соли зависи от възрастта. В младостта съдържанието на повечето неорганични соли е по-малко, отколкото при възрастните. Обмяната на калций и фосфор е от особено значение. Повишените изисквания за прием на тези елементи при деца под една година се обясняват с повишеното образуване на костна тъкан. Но тези елементи са не по-малко важни в напреднала възраст. Ето защо възрастните хора трябва да въведат в диетата си храни, съдържащи тези елементи (мляко, млечни продукти), за да избегнат консумацията на тези елементи от костната тъкан. А съдържанието на натриев хлорид, напротив, трябва да се намали в диетата поради отслабването на производството на минералокортикоиди в надбъбречните жлези с възрастта.

Важен индикатор за енергийните трансформации в тялото е за основен обмен.

Възрастова динамика на основния метаболизъм

Основният метаболизъм се разбира като минималното ниво на метаболизъм и консумация на енергия за тялото при строго постоянни условия: 14-16 часа преди хранене, в легнало положение в състояние на мускулна почивка при температура 8-20 С. В средата -възрастен човек, основният метаболизъм е 4187 J на 1 kg маса за 1 час. Средно това е 7-7,6 MJ на ден. Освен това за всеки човек основната метаболитна скорост е относително постоянна.

Основният метаболизъм при децата е по-интензивен, отколкото при възрастните, тъй като те имат относително голяма телесна повърхност на единица маса и преобладават процесите на дисимилация, а не на асимилация. Колкото по-малко е детето, толкова повече разходи за енергия за растеж. Така че свързаните с растежа енергийни разходи на 3 месеца са 36% на 6 месеца. - 26%, 9 месеца - 21% от общата енергийна стойност на храната.

В екстремна възраст (фазата на регресивно развитие) се наблюдава намаляване на телесното тегло, както и намаляване на линейните размери на човешкото тяло, основната скорост на метаболизма спада до ниски стойности. Освен това степента на намаление на основния метаболизъм на тази възраст според различни изследователи корелира със степента, в която възрастните хора показват признаци на изпадналост и загуба на работоспособност.

Що се отнася до половите различия в нивото на основния метаболизъм, те се откриват в онтогенезата още от 6-8 месеца. В същото време основният метаболизъм на момчетата е по-висок от този на момичетата. Такива връзки се запазват по време на пубертета, а към напреднала възраст се изравняват.

В онтогенезата варира не само средната стойност на енергийния метаболизъм, но и възможностите за повишаване на това ниво при условия на интензивна, например мускулна активност, се променят значително.

В ранна детска възраст недостатъчната функционална зрялост на мускулно-скелетната, сърдечно-съдовата и дихателната системи ограничава адаптивните възможности на реакцията на енергийния метаболизъм при физическо натоварване. В зряла възраст адаптивният капацитет, както и мускулната сила, достигат своя максимум. В напреднала възраст възможностите за компенсаторно повишаване на нивото на дишането и енергийния обмен при стресови условия се изчерпват поради намаляване на жизнения капацитет на белите дробове, коефициента на използване на кислород от тъканите и намаляване на функциите на сърдечно-съдовата система.

Бяха направени различни предположения и бяха предложени различни математически изрази за установяване на зависимостта на производството на енергия от параметрите, характеризиращи структурните особености на организма. И така, Рубнер вярва, че свързаните с възрастта промени в метаболизма са резултат от намаляване с възрастта на размера на относителната повърхност на тялото.

Направен е опит да се обясни спадът в нивото на метаболитните процеси в напреднала възраст с натрупването на подкожни мазнини и намаляването на температурата на кожата в тази възраст.

Забележителни са трудовете, в които промените в енергийния метаболизъм се разглеждат във връзка с формирането на терморегулационните механизми и участието на скелетната мускулатура в него (Magnus, 1899; Arshavsky, 1966-71).

Повишаването на тонуса на скелетните мускули с недостатъчна активност на центъра на блуждаещия нерв през първата година от живота допринася за повишаване на енергийния метаболизъм. Ролята на свързаното с възрастта преструктуриране на дейността на скелетната мускулатура в динамиката на енергийния метаболизъм е особено ясно разграничена при изследването на газообмена при хора от различни възрасти в покой и по време на физическа активност. За прогресивния растеж повишаването на метаболизма в покой се характеризира с намаляване на нивото на основния метаболизъм и подобряване на енергийната адаптация към мускулната активност. През периода на стабилната фаза се поддържа висок обмен на функционална почивка и обменът по време на работа се увеличава значително, достигайки стабилно, минимално ниво на основен метаболизъм. А в регресивната фаза разликата между обмена на функционална почивка и базалния обмен непрекъснато намалява, времето за почивка се удължава.

Много изследователи смятат, че намаляването на енергийния метаболизъм на целия организъм по време на онтогенезата се дължи преди всичко на количествени и качествени промени в метаболизма в самите тъкани, чийто мащаб се оценява от съотношението между основните механизми на освобождаване на енергия - анаеробни и аеробни. Това дава възможност да се открие потенциалът на тъканите да генерират и използват енергията на високоенергийните връзки.

В резултат на овладяването на тази глава ученикът трябва: зная

етапи на метаболизма и енергията: анаболизъм и катаболизъм;
характеристики на общия и основния метаболизъм;
специфично динамично действие на храната;
методи за оценка на енергийната консумация на тялото;
възрастови особености на метаболизма; да може
обясняват значението на метаболизма за човешкото тяло;
да свърже възрастовите характеристики на метаболизма с разхода на енергия в различни възрастови периоди;

собствен

Познания за участието на хранителните вещества в метаболизма.

Характеристики на метаболизма в организма

Метаболизъм, или метаболизъм(от гръцки. метаболизъм -трансформация) е съвкупност от химични и физични трансформации, които се случват в живия организъм и осигуряват неговата жизнена дейност във връзка с външната среда. В метаболизма и енергията се освобождават два противоположни взаимосвързани процеса: анаболизъм, който е основата асимилация, и катаболизъм, който се основава на дисимилация.

анаболизъм(от гръцки. анабол -повишаване) - набор от процеси на синтез на тъканни и клетъчни структури, както и съединения, необходими за жизнената дейност на тялото. Анаболизмът осигурява растежа, развитието и обновяването на биологичните структури, натрупването на енергиен субстрат. Енергията се съхранява под формата на високоенергийни фосфатни съединения (макроерги) като АТФ.

Катаболизъм(от гръцки. катаболе -падащи надолу) - съвкупност от процеси на разпадане на тъканни и клетъчни структури и разцепване на сложни съединения за енергийно и пластично подпомагане на жизнените процеси. По време на катаболизма се отделя химическа енергия, която се използва от тялото за поддържане на структурата и функцията на клетката, както и за осигуряване на специфична клетъчна активност: мускулна контракция, отделяне на секрети на жлезите и др. Крайните продукти на катаболизма - вода, въглероден диоксид, амоняк, урея, пикочна киселина и др. - се отстраняват от тялото.

Така катаболните процеси доставят енергия и предшественици за анаболизъм. Анаболните процеси са необходими за изграждането и възстановяването на структурите и клетките, образуването на тъкани по време на растежа, за синтеза на хормони, ензими и други съединения, необходими за жизнената дейност на организма. За катаболни реакции те доставят макромолекули, които да бъдат разцепени. Процесите на анаболизъм и катаболизъм са взаимосвързани и са в тялото в състояние динамичен баланс.Състоянието на равновесно или неравновесно съотношение на анаболизъм и катаболизъм зависи от възрастта, здравословното състояние, извършеното физическо или психическо напрежение. При децата преобладаването на анаболните над катаболните процеси характеризира процесите на растеж и натрупване на тъканна маса. Най-интензивното увеличение на телесното тегло се наблюдава през първите три месеца от живота - 30 g / ден. До годината намалява до 10 g / ден, през следващите години спадът продължава. Енергийната цена на растежа също е най-висока през първите три месеца и възлиза на около 140 kcal / ден, или 36% от енергийната стойност на храната. От три години до пубертета тя намалява до 30 kcal / ден, а след това отново се повишава - до 110 kcal / ден. Анаболните процеси са по-интензивни при възрастни по време на възстановителния период след боледуване. Преобладаването на катаболните процеси е характерно за хора, които са стари или изтощени от тежко продължително заболяване. По правило това се дължи на постепенното разрушаване на тъканните структури и освобождаването на енергия.

Същността на метаболизма се състои в приемането на различни хранителни вещества от външната среда в тялото, усвояването и използването им като източници на енергия и материал за изграждане на структурите на тялото и освобождаването на метаболитни продукти, образувани в процеса на жизненоважна дейност. във външната среда. В тази връзка има четирите основни съставни части на обменната функция“.

извличане на енергия от околната среда под формата на химическа енергия на органични вещества;
превръщането на хранителните вещества от бедните в по-прости вещества, от които се образуват макромолекули, съставляващи компонентите на клетките;
сглобяване на протеини, нуклеинови киселини и други клетъчни компоненти от тези вещества;
синтез и разрушаване на молекули, необходими за изпълнението на различни специфични функции на организма.

Метаболизмът на тялото протича на няколко етапа. Първи етап -трансформация на хранителните вещества в храносмилателния тракт. Тук сложните вещества на бедността се разграждат на по-прости – глюкоза, аминокиселини и мастни киселини, които могат да се абсорбират в кръвта или лимфата. Когато хранителните вещества се разграждат в храносмилателния тракт, се освобождава енергия, която се нарича първична топлина.Използва се от тялото за поддържане на термична хомеостаза.

Втора фазатрансформацията на веществата се извършва вътре в клетките на тялото. Това е така нареченият вътреклетъчен, или междинен, обмен.Вътре в клетката продуктите от първия етап на метаболизма - глюкоза, мастни киселини, глицерол, аминокиселини - се окисляват и фосфорилират. Тези процеси са придружени от освобождаване на енергия, по-голямата част от която се съхранява в макроергичните връзки на АТФ. Продуктите на реакцията осигуряват на клетката градивни елементи за синтеза на различни молекулярни компоненти. Решаваща роля в това играят множество ензими. С тяхно участие вътре в клетката се извършват сложни химични реакции на окисление и редукция, фосфорилиране, трансаминиране и т. н. общи предшественици или общи междинни продукти. Общият енергиен резерв на клетката се образува поради реакцията на биологично окисление.

Биологичното окисляване е аеробно и анаеробно. Аеробика(от лат. aeg -въздух) процесите изискват кислород, извършват се в митохондриите и са придружени от натрупване на голямо количество енергия, което покрива основната консумация на енергия на тялото. Анаеробнипроцесите протичат без участието на кислород, главно в цитоплазмата и са съпроводени с натрупване на малко количество енергия под формата на АТФ, която се използва за задоволяване на ограничените краткосрочни нужди на клетката. Така че за мускулната тъкан на възрастен човек са характерни аеробни процеси, докато анаеробните процеси преобладават в енергийния метаболизъм на плода и децата от първите дни от живота.

При пълно окисление на 1 М глюкоза или аминокиселини се образуват 25,5 М АТФ, а при пълно окисление на мазнините 91,8 М АТФ. Съхранената в АТФ енергия се използва от тялото за извършване на полезна работа и се превръща във вторична топлина. Така енергията, освободена от окисляването на хранителните вещества в клетката, в крайна сметка се превръща в топлинна енергия. В резултат на аеробното окисление хранителните продукти се превръщат в C0 2 и H 2 0, които са безвредни за организма.

В клетката обаче може да има и директна комбинация от кислород с окисляеми вещества без участието на ензими, което се нарича свободно радикално окисление. Това произвежда свободни радикали и пероксиди, които са силно токсични за тялото. Те увреждат клетъчните мембрани и разрушават структурните протеини. Предупреждение за този вид окисляване е консумацията на витамини Е, А, С и др., както и микроелементи (Se и др.), които превръщат свободните радикали в стабилни молекули и предотвратяват образуването на токсични пероксиди. Това осигурява нормално протичане на биологичното окисление в клетката.

Финален етапметаболизъм - отделяне на продукти на разпад с урина и екскреции на потните и мастните жлези.

Пластичният и енергийният метаболизъм в организма действат като едно цяло, но ролята на различните хранителни вещества в тяхното осъществяване не е еднаква. При възрастен, продуктите от разграждането на мазнините и въглехидратите се използват главно за осигуряване на енергийни процеси, а протеините - за изграждане и възстановяване на клетъчните структури. При децата, поради интензивния растеж и развитие на тялото, въглехидратите участват в пластичните процеси. Биологичното окисление служи като източник не само на богати на енергия фосфати, но и на въглеродни съединения, използвани в биосинтеза на аминокиселини, въглехидрати, липиди и други клетъчни компоненти. Това обяснява значително по-високата интензивност на енергийния метаболизъм при децата.

Цялата енергия на химичните връзки на хранителните вещества, влизащи в тялото, в крайна сметка се превръща в топлина (първична и вторична топлина), следователно по количеството генерирана топлина може да се прецени количеството енергия, изразходвана за осъществяване на жизненоважна дейност.

За оценка на енергийната консумация на тялото се използват методи на директна и непряка калориметрия, с помощта на които е възможно да се определи количеството топлина, отделяно от човешкото тяло. Директна калориметриясе основава на измерване на количеството топлина, което тялото отделя в околната среда (например на час или на ден). За тази цел човек се поставя в специална клетка - калориметър(фиг.12.1). Стените на калориметъра се измиват с вода, чиято температура на нагряване се използва за преценка на количеството освободена енергия. Директната калориметрия осигурява висока точност при оценка на енергийната консумация на тялото, но поради своята тромавост и сложност, този метод се използва само за специални цели.

За да се определи консумацията на енергия на човек, често се използва по-прост и по-достъпен метод. индиректен калоримет

Ориз. 12.1.

Калориметърът се използва за изследвания върху хора. Общата освободена енергия се състои от: 1) генерираната топлина, измерена чрез повишаването на температурата на водата, протичаща в намотка на камерата; 2) латентна топлина на изпаряване, измерена, но количеството водна пара, извлечена от околния въздух от първия абсорбер H 2 0; 3) работа, насочена към обекти извън камерата. Консумацията на 0 2 се измерва с неговото количество, което трябва да се добави, за да остане съдържанието му в камерата постоянно.

Рии -по данни за газообмен. Като се има предвид, че общото количество енергия, освободена от тялото, е резултат от разграждането на протеини, мазнини и въглехидрати, както и познаването на количеството енергия, освободено по време на разграждането на всяко от тези вещества (енергийната им стойност), и количеството от разложените вещества за определен период от време е възможно да се изчисли количеството освободена енергия. За да установите кои вещества са претърпели окисляване в тялото (протеини, мазнини или въглехидрати), изчислете дихателна честота(DC), което се разбира като съотношението на обема на изпуснатия въглероден диоксид към обема на абсорбирания кислород. Респираторният коефициент е различен, когато протеините, мазнините и въглехидратите се окисляват. Индиректната калориметрия се нарича общ газов анализ, когато е известно количеството на погълнатия кислород и издишания въглероден диоксид. За да го изпълните, се нуждаете от оборудване, което ви позволява да определите обема на въглероден диоксид. В класическата биоенергетика за тази цел се използват торба Дъглас, газов часовник и газов анализатор Холдън, в който има абсорбатори на въглероден диоксид и кислород. Методът ви позволява да оцените процентното съотношение на 0 2 и C0 2 в изследваната въздушна проба. Данните от измерването се използват за изчисляване на обема на абсорбирания кислород и издишания въглероден диоксид.

Нека анализираме същността на този метод, като използваме примера за окисляване на глюкоза. Общата формула за разграждане на въглехидратите се изразява с уравнението

За мазнините DC е 0,7. При окисляването на протеин и смесена храна стойността на DC приема междинна стойност: между 1 и 0,7.

Субектът поема мундщука на чантата Дъглас в устата си (фиг. 12.2), носът му се затваря с щипка и целият въздух, издишван за определен период от време, се събира в гумена торбичка.

Обемът на издишания въздух се определя с помощта на газов часовник. От торбата се взема въздушна проба и се определя съдържанието на кислород и въглероден диоксид в нея. Газовото съдържание на вдишвания въздух е известно. Разликата в процентите се използва за изчисляване на количеството консумиран кислород, емитирания въглероден диоксид и DC:

Като се знае стойността на DC, се намира калоричният еквивалент на кислород (KEO2) (Таблица 12.1), т.е. количеството топлина, генерирано в тялото, когато се изразходва 1 литър кислород.

Ориз. 12.2.

Умножавайки стойността на KE0 2 по броя на консумираните литри 0 2, се получава обменната стойност за периода от време, през който е определен газообменът.

Според него се определя дневният обменен курс.

В момента има автоматични газови анализатори, които ви позволяват да определяте едновременно обема на консумирания 0 2 и обема на издишания CO2. Въпреки това, повечето от наличните медицински изделия могат да определят само обема на абсорбирания 0 2, поради което методът се използва широко в практиката индиректна калориметрия, или непълен газов анализ. В този случай се определя само обемът на погълнатия 0 2, така че изчисляването на DC е невъзможно. Традиционно се приема, че въглехидратите, протеините и мазнините се окисляват в тялото. Смята се, че DC в този случай е 0,85. Той съответства на KE0 2, равен на 4,862 kcal / l. По-нататъшните изчисления се извършват като при пълен газов анализ.

Таблица 12.1

Стойността на DC и EC0 2 при окисляването на различни хранителни вещества в организма