Характеристики на метаболизма в различни възрастови периоди. Концепция за метаболизъм и енергия

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru

Въведение

Както знаете, метаболизмът и енергията са в основата на живота на всички живи същества. В повечето органи и тъкани на човешкото тяло непрекъснато умират и се раждат нови клетки, синтезират се и се разрушават отделни клетъчни елементи и химични съединения. Продуктите от смилането на протеини, мазнини и въглехидрати, както и витамини, неорганични вещества и питейна вода действат като строителен (пластмасов) материал за нови образувания. В същото време жизнената дейност и работата на всички системи и органи, всички строителни и разрушителни процеси на тялото и накрая процесите на външна умствена или физическа работа на човек ще изискват енергийни разходи. Източникът на енергия, както и доставчикът на строителни материали, са хранителните вещества. Тъй като образуването и разрушаването на биологичните структури, както и образуването и изразходването на енергия през целия живот протичат непрекъснато, едновременно и в тясна взаимовръзка, тези процеси се наричат метаболизъм и енергия, или за съкращение метаболизъм.

1. Метаболитни процеси

Метаболизмът и енергията са в основата на жизнените процеси в организма. В човешкото тяло, в неговите органи, тъкани и клетки протича непрекъснат процес на синтез, т.е. образуване на сложни вещества от по-прости. В същото време се случва разграждането и окисляването на сложни органични вещества, които изграждат клетките на тялото.

Работата на тялото е придружена от непрекъснатото му обновяване: някои клетки умират, други ги заменят. При възрастен за 24 часа умират и се подменят 1/20 от кожните епителни клетки, половината от всички епителни клетки на храносмилателния тракт, около 25 g кръв и др.Растежът и обновяването на телесните клетки е възможно само ако има непрекъснато снабдяване на тялото с кислород и хранителни вещества. Хранителните вещества са именно градивният и пластичен материал, от който е изградено тялото.

За непрекъснатото обновяване, изграждането на нови клетки на тялото, работата на неговите органи и системи - сърце, стомашно-чревен тракт, дихателна система, бъбреци и други, човек се нуждае от енергия за извършване на работа. Човек получава тази енергия чрез гниене и окисляване по време на метаболитния процес. Следователно хранителните вещества, влизащи в тялото, служат не само като пластичен строителен материал, но и като източник на енергия, необходима за нормалното функциониране на тялото.

По този начин метаболизмът се разбира като набор от промени, които веществата претърпяват от момента, в който попаднат в храносмилателния тракт и до образуването на крайни продукти на разпадане, екскретирани от тялото.

2. Анаболизъм и катаболизъм

Метаболизмът или метаболизмът е фино координиран процес на взаимодействие между два взаимно противоположни процеса, протичащи в определена последователност. Анаболизмът е набор от реакции на биологичен синтез, които изискват енергия. Анаболните процеси включват биологичния синтез на протеини, мазнини, липоиди и нуклеинови киселини. Благодарение на тези реакции простите вещества, влизащи в клетките, с участието на ензими, влизат в метаболитни реакции и стават вещества на самото тяло. Анаболизмът създава основата за непрекъснато обновяване на износените структури.

Енергията за анаболните процеси се доставя от катаболни реакции, при които молекули на сложни органични вещества се разграждат, за да се освободи енергия. Крайните продукти на катаболизма са вода, въглероден диоксид, амоняк, урея, пикочна киселина и др. Тези вещества не са достъпни за по-нататъшно биологично окисление в клетката и се отстраняват от тялото.

Процесите на анаболизъм и катаболизъм са неразривно свързани. Катаболните процеси доставят енергия и изходни материали за анаболизъм. Анаболните процеси осигуряват изграждането на структури, които отиват към възстановяването на умиращите клетки, образуването на нови тъкани във връзка с процесите на растеж на тялото; осигуряват синтеза на хормони, ензими и други съединения, необходими за функционирането на клетките; доставят макромолекули за разграждане за катаболни реакции.

Всички метаболитни процеси се катализират и регулират от ензими. Ензимите са биологични катализатори, които „стартират“ реакции в клетките на тялото.

3. Форми на метаболизма

Метаболизъм на протеини. Ролята на протеините в метаболизма. Протеините заемат специално място в метаболизма. Те са част от цитоплазмата, хемоглобина, кръвната плазма, много хормони, имунни тела, поддържат постоянството на водно-солевата среда на тялото и осигуряват неговия растеж. Ензимите, които задължително участват във всички етапи на метаболизма, са протеините.

Биологична стойност на хранителните протеини. Аминокиселините, използвани за изграждане на протеините на тялото, са различни. Някои аминокиселини (левцин, метионин, фенилаланин и др.) са незаменими за организма. Ако в храната липсва незаменима аминокиселина, протеиновият синтез в организма е силно нарушен. Аминокиселините, които могат да бъдат заменени с други или синтезирани в самия организъм по време на метаболизма, се наричат неесенциални.

Хранителните протеини, които съдържат целия необходим набор от аминокиселини за нормален протеинов синтез в организма, се наричат пълноценни. Те включват предимно животински протеини. Хранителните протеини, които не съдържат всички аминокиселини, необходими за синтеза на протеини в тялото, се наричат непълни (например желатин, царевичен протеин, пшеничен протеин). Най-високата биологична стойност се намира в протеините на яйцата, месото, млякото и рибата. При смесена диета, когато храната съдържа продукти от животински и растителен произход, наборът от аминокиселини, необходими за синтеза на протеини, обикновено се доставя на тялото.

Снабдяването с всички незаменими аминокиселини е особено важно за растящия организъм. Например липсата на аминокиселината лизин в храната води до забавяне на растежа на детето и изчерпване на мускулната му система. Дефицитът на валин причинява вестибуларни нарушения при децата.

От хранителните вещества само протеините съдържат азот, така че количествената страна на протеиновото хранене може да се съди по азотния баланс. Азотният баланс е съотношението на количеството азот, получено през деня от храната, и азота, отделен от тялото през деня чрез урината и изпражненията. Средно протеинът съдържа 16% азот, т.е. 1 g азот се съдържа в 6,25 g протеин. Като умножите количеството на абсорбирания азот по 6,25, можете да определите количеството протеин, получено от тялото.

При възрастен обикновено се наблюдава азотен баланс - количествата азот, въведени с храната и отделени с отделените продукти, съвпадат. Когато с храната в организма постъпва повече азот, отколкото се отделя от тялото, говорим за положителен азотен баланс. Този баланс се наблюдава при деца поради увеличаване на телесното тегло по време на растеж, по време на бременност и при тежки физически натоварвания. Отрицателният баланс се характеризира с факта, че внесеното количество азот е по-малко от отстраненото. Може да се появи при белтъчен глад или тежко заболяване.

Характеристики на протеиновия метаболизъм при деца. В тялото на детето протичат интензивни процеси на растеж и образуване на нови клетки и тъкани. Необходимостта от протеини на тялото на детето е по-голяма от тази на възрастен. Колкото по-интензивни са процесите на растеж, толкова по-голяма е нуждата от протеин.

При децата се наблюдава положителен азотен баланс, когато количеството азот, въведен с протеинови храни, надвишава количеството азот, отделен с урината, което осигурява нуждата на растящия организъм от протеини. Дневната нужда от протеин на 1 kg телесно тегло за дете през първата година от живота е 4-5 g, от 1 до 3 години - 4-4,5 g, от 6 до 10 години - 2,5-3 g, над 12 години - 2-2,5 г, при възрастни - 1,5-1,8 г. От това следва, че в зависимост от възрастта и телесното тегло децата от 1 до 4 години трябва да получават 30-50 г протеин на ден, от 4 до 7 години - около 70 г, от 7 години - 75-80 г. При тези показатели азотът се задържа максимално в тялото. Протеините не се съхраняват в тялото в резерв, така че ако ги дадете с храната повече, отколкото тялото се нуждае, тогава няма да настъпи увеличаване на задържането на азот и увеличаване на протеиновия синтез. Твърде малкото протеин в храната води до намаляване на апетита на детето, нарушава киселинно-алкалния баланс и увеличава отделянето на азот в урината и изпражненията. На детето трябва да се даде оптимално количество протеин с набор от всички необходими аминокиселини, като е важно съотношението на количеството протеини, мазнини и въглехидрати в храната на детето да бъде 1: 1: 3; при тези условия азотът се задържа максимално в тялото.

В първите дни след раждането азотът съставлява 6-7% от дневното количество урина. С възрастта относителното му съдържание в урината намалява.

Метаболизъм на мазнините. Значението на мазнините в организма. Мазнините, получени от храната в храносмилателния тракт, се разграждат до глицерол и мастни киселини, които се абсорбират главно в лимфата и само частично в кръвта. Чрез лимфната и кръвоносната система мазнините навлизат в мастната тъкан. Има много мазнини в подкожната тъкан, около някои вътрешни органи (например бъбреците), както и в черния дроб и мускулите. Мазнините са част от клетките (цитоплазма, ядро, клетъчни мембрани), където тяхното количество е постоянно. Натрупванията на мазнини могат да изпълняват други функции. Например, подкожната мазнина предотвратява увеличеното пренасяне на топлина, перинефралната мазнина предпазва бъбрека от натъртвания и т.н.

Мазнините се използват от тялото като богат източник на енергия. При разграждането на 1 g мазнини в тялото се отделя повече от два пъти повече енергия, отколкото при разграждането на същото количество протеини или въглехидрати. Липсата на мазнини в храната нарушава дейността на централната нервна система и репродуктивните органи, намалява издръжливостта на различни заболявания.

Мазнините се синтезират в тялото не само от глицерол и мастни киселини, но и от метаболитни продукти на протеини и въглехидрати. Основният източник на ненаситени мастни киселини са растителните масла. Повечето от тях са в лененото и конопеното масло, но много линолова киселина има в слънчогледовото масло.

С мазнините тялото получава разтворими в тях витамини (A, D, E и др.), които са жизнено важни за човека.

За 1 kg тегло на възрастен на ден трябва да се доставят 1,25 g мазнини от храната (80-100 g на ден).

Крайните продукти на метаболизма на мазнините са въглероден диоксид и вода.

Характеристики на метаболизма на мазнините при деца. В тялото на детето, от първите шест месеца от живота, мазнините покриват приблизително 50% от енергийните нужди. Без мазнини е невъзможно да се развие общ и специфичен имунитет. Метаболизмът на мазнините при децата е нестабилен, ако има липса на въглехидрати в храната или при повишена консумация, мастното депо бързо се изчерпва.

Усвояването на мазнини при децата е интензивно. При кърмене се усвояват до 90% от млечните мазнини, при изкуствено - 85-90%. При по-големите деца мазнините се усвояват с 95-97%.

За по-пълноценно използване на мазнините въглехидратите трябва да присъстват в храната на децата, тъй като при липсата им в диетата настъпва непълно окисление на мазнините и в кръвта се натрупват киселинни метаболитни продукти.

Потребността на организма от мазнини на 1 кг телесно тегло е толкова по-висока, колкото по-малка е възрастта на детето. С възрастта абсолютното количество мазнини, необходимо за нормалното развитие на децата, нараства. От 1 до 3 години дневната нужда от мазнини е 32,7 g, от 4 до 7 години - 39,2 g, от 8 до 13 години - 38,4 g.

Въглехидратен метаболизъм.

Въглехидратите са основният източник на енергия, особено при интензивна мускулна работа. При възрастните тялото получава повече от половината енергия от въглехидрати. Разграждането на въглехидратите с освобождаване на енергия може да се случи както в безкислородни условия, така и в присъствието на кислород. Крайните продукти на въглехидратния метаболизъм са въглероден диоксид и вода. Въглехидратите имат свойството бързо да се разграждат и окисляват. При силна умора или големи физически натоварвания приемът на няколко грама захар подобрява състоянието на организма.

В кръвта количеството глюкоза се поддържа на относително постоянно ниво (около 110 mg%). Намаляването на нивата на глюкозата причинява понижаване на телесната температура, нарушаване на нервната система и умора. Черният дроб играе голяма роля в поддържането на постоянни нива на кръвната захар. Увеличаването на количеството глюкоза предизвиква нейното отлагане в черния дроб под формата на резервно животинско нишесте - гликоген, което се мобилизира от черния дроб при понижаване на нивото на кръвната захар. Гликогенът се образува не само в черния дроб, но и в мускулите, където може да се натрупа до 1-2%. Запасите от гликоген в черния дроб достигат 150 г. По време на гладуване и мускулна работа тези запаси се изчерпват.

Значението на глюкозата за организма не се ограничава до ролята й на източник на енергия. Той е част от цитоплазмата и следователно е необходим за образуването на нови клетки, особено през периода на растеж. Въглехидратите също са част от нуклеиновите киселини.

Въглехидратите също са важни за метаболизма в централната нервна система. При рязко намаляване на количеството захар в кръвта се наблюдават тежки нарушения в дейността на нервната система. Появяват се конвулсии, делириум, загуба на съзнание и промени в сърдечната дейност. Ако на такъв човек се даде глюкоза в кръвта или му се даде обикновена захар за ядене, след известно време тези тежки симптоми изчезват.

Захарта не изчезва напълно от кръвта, дори ако отсъства от храната, тъй като въглехидратите в тялото могат да се образуват от протеини и мазнини.

Нуждата от глюкоза на различните органи не е еднаква. Мозъкът задържа до 12% от доставената глюкоза, червата - 9%, мускулите - 7%, бъбреците - 5%. Далакът и белите дробове почти не го задържат.

Метаболизъм на въглехидрати при деца. При децата въглехидратният метаболизъм протича с голяма интензивност, което се обяснява с високото ниво на метаболизъм в детското тяло. Въглехидратите в тялото на детето не само служат като основен източник на енергия, но също така играят важна пластична роля в образуването на клетъчните мембрани и веществата на съединителната тъкан. Въглехидратите също участват в окисляването на киселинните продукти на метаболизма на протеините и мазнините, което спомага за поддържане на киселинно-алкалния баланс в организма.

Интензивният растеж на детския организъм изисква значителни количества пластичен материал - протеини и мазнини, поради което образуването на въглехидрати при децата от протеини и мазнини е ограничено. Дневната нужда от въглехидрати при децата е висока и в кърмаческа възраст е 10-12 g на 1 kg телесно тегло. През следващите години необходимото количество въглехидрати варира от 8-9 до 12-15 g на 1 kg телесно тегло. На дете на възраст от 1 до 3 години трябва да се дават средно 193 g въглехидрати на ден с храната, от 4 до 7 години - 287 g, от 9 до 13 години - 370 g, от 14 до 17 години - 470 g, за възрастен - 500 гр.

Въглехидратите се усвояват от тялото на детето по-добре, отколкото от възрастните (при кърмачета - с 98-99%). Като цяло децата са относително по-толерантни към високите нива на кръвната захар, отколкото възрастните. При възрастни глюкозата се появява в урината, ако е 2,5-3 g на 1 kg телесно тегло, а при деца това се случва само когато се приемат 8-12 g глюкоза на 1 kg телесно тегло. Приемът на малки количества въглехидрати с храната може да доведе до удвояване на кръвната захар при децата, но след 1 час нивото на кръвната захар започва да намалява и след 2 часа се нормализира напълно.

Воден и минерален метаболизъм. витамини. Значението на водата и минералните соли. Всички трансформации на веществата в тялото се извършват във водна среда. Водата разтваря хранителните вещества, които влизат в тялото, и транспортира разтворените вещества. Заедно с минералите участва в изграждането на клетките и в много метаболитни реакции. Водата участва в регулирането на телесната температура: като се изпарява, тя охлажда тялото, предпазвайки го от прегряване.

Водата и минералните соли създават главно вътрешната среда на тялото, като са основният компонент на кръвната плазма, лимфата и тъканната течност. Някои соли, разтворени в течната част на кръвта, участват в преноса на газове в кръвта.

Водата и минералните соли са част от храносмилателните сокове, което определя тяхното значение за храносмилателните процеси. И въпреки че нито водата, нито минералните соли са източници на енергия в организма, нормалният им прием и извеждане от организма е условие за нормалното му функциониране. Водата при възрастен съставлява приблизително 65% от телесното тегло, при деца - около 80%.

Загубата на вода от организма води до много сериозни нарушения. Например, в случай на лошо храносмилане при кърмачета, дехидратацията представлява голяма опасност, което води до конвулсии и загуба на съзнание. Лишаването на човек от вода за няколко дни е фатално.

Воден обмен. Тялото непрекъснато се зарежда с вода, като я абсорбира от храносмилателния тракт. Човек се нуждае от 2-2,5 литра вода на ден при нормално хранене и нормална температура на околната среда. Това количество вода идва от следните източници: вода, консумирана при пиене (около 1 л); вода, съдържаща се в храната (около 1 л); вода, която се образува в организма при обмяната на протеини, мазнини и въглехидрати (300-350 куб. см).

Основните органи, които отстраняват водата от тялото, са бъбреците, потните жлези, белите дробове и червата. Бъбреците отделят 1,2-1,5 литра вода с урина от тялото на ден. Потните жлези отделят 500-700 кубически метра през кожата под формата на пот. см вода на ден. При нормална температура и влажност на въздуха на 1 кв. cm кожа, на всеки 10 минути се отделя около 1 mg вода. Белите дробове отвеждат 350 кубически метра водна пара. см вода; това количество рязко се увеличава със задълбочаване и учестяване на дишането и тогава могат да се отделят 700-800 кубически метра на ден. см вода. През червата с изпражненията на ден се отделят 100-150 куб.м. см вода; когато чревната дейност е нарушена, може да се отдели повече вода, което води до изчерпване на тялото от вода.

За нормалното функциониране на организма е важно постъпването на вода в тялото да покрива напълно нейната консумация. Ако повече вода се отстранява от тялото, отколкото влиза в него, се появява чувство на жажда. Съотношението на количеството консумирана вода към освободеното количество е водният баланс.

В тялото на детето преобладава извънклетъчната вода, което води до по-голяма хидролабилност на децата, т.е. способността бързо да губят и бързо да натрупват вода. Нуждата от вода на 1 кг телесно тегло намалява с възрастта, а абсолютното й количество нараства. Тримесечно дете се нуждае от 150-170 г вода на 1 кг тегло, на 2 години - 95 г, на 12-13 години - 45 г. Дневната нужда от вода за едногодишно дете дете е 800 ml, на 4 години - 950-1000 ml, на 5 -6 години - 1200 ml, на 7-10 години - 1350 ml, на 11-14 години - 1500 ml.

Значението на минералните соли в процеса на растеж и развитие на детето. Наличието на минерали се свързва с феномена на възбудимост и проводимост в нервната система. Минералните соли осигуряват редица жизненоважни функции на тялото, като растеж и развитие на костите, нервните елементи, мускулите; определят кръвната реакция (pH), допринасят за нормалното функциониране на сърцето и нервната система; използва се за образуване на хемоглобин (желязо), солна киселина на стомашен сок (хлор); поддържа определено осмотично налягане.

При новородено минералите съставляват 2,55% от телесното тегло, при възрастен - 5%. При смесена диета възрастен получава всички необходими минерали в достатъчни количества от храната, а само трапезна сол се добавя към човешката храна по време на готвене. Растящият детски организъм особено се нуждае от допълнителна доставка на много минерали.

Минералите имат важно влияние върху развитието на детето. Метаболизмът на калций и фосфор е свързан с растежа на костите, времето на осификация на хрущяла и състоянието на окислителните процеси в тялото. Калцият влияе върху възбудимостта на нервната система, контрактилитета на мускулите, съсирването на кръвта, метаболизма на протеините и мазнините в организма. Фосфорът е необходим не само за растежа на костната тъкан, но и за нормалното функциониране на нервната система, повечето жлезисти и други органи. Желязото е част от кръвния хемоглобин.

Най-голямата нужда от калций се наблюдава през първата година от живота на детето; на тази възраст е осем пъти повече, отколкото през втората година от живота, и 13 пъти повече, отколкото през третата година; след това нуждата от калций намалява, леко се увеличава през пубертета. За учениците дневната нужда от калций е 0,68-2,36 g, за фосфор - 1,5-4,0 g. 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, при юноши и по-големи ученици - 1: 2. При такива съотношения развитието на скелета протича нормално. Млякото съдържа идеално съотношение на калциеви и фосфорни соли, така че включването на мляко в диетата на децата е задължително.

Нуждата от желязо при деца е по-висока, отколкото при възрастни: 1-1,2 mg на 1 kg телесно тегло на ден (при възрастни - 0,9 mg). Децата трябва да получават натрий 25-40 mg на ден, калий - 12-30 mg, хлор - 12-15 mg.

витамини. Това са органични съединения, които са абсолютно необходими за нормалното функциониране на тялото. Витамините са част от много ензими, което обяснява важната роля на витамините в метаболизма. Витамините допринасят за действието на хормоните, повишавайки устойчивостта на организма към неблагоприятни влияния на околната среда (инфекции, високи и ниски температури и др.). Те са необходими за стимулиране на растежа, възстановяването на тъканите и клетките след наранявания и операции.

За разлика от ензимите и хормоните, повечето витамини не се произвеждат в човешкото тяло. Техните основни източници са зеленчуци, плодове и плодове. Витамините се съдържат и в млякото, месото и рибата. Витамините са необходими в много малки количества, но техният дефицит или липса в храната нарушава образуването на съответните ензими, което води до заболявания - витаминни дефицити.

Всички витамини се делят на две големи групи: а) водоразтворими; б) разтворими в мазнини. Водоразтворимите витамини включват групата на витамините B, витамините C и P. Мастноразтворимите витамини включват витамините A1 и A2, D, E, K.

Витамин В1 (тиамин, аневрин) се съдържа в лешниците, кафявия ориз, пълнозърнестия хляб, ечемика и овесените ядки, особено в бирената мая и черния дроб. Дневната нужда от витамина е 1 mg при деца под 7 години, 1,5 mg от 7 до 14 години, 2 mg от 14 години и 2-3 mg при възрастни.

Без витамин В1 в храната се развива болестта бери-бери. Пациентът губи апетит, бързо се уморява и постепенно се появява слабост в мускулите на краката. След това се наблюдава загуба на чувствителност в мускулите на краката, увреждане на слуховия и зрителния нерв, клетките на продълговатия и гръбначния мозък умират, настъпва парализа на крайниците и без навременно лечение - смърт.

Витамин B2 (рибофлавин). При хората първият признак за липса на този витамин са кожните лезии (най-често в областта на устните). Появяват се пукнатини, намокрят се и се покриват с тъмна кора. По-късно се развива увреждане на очите и кожата, придружено от падане на кератинизирани люспи. В бъдеще може да се развие злокачествена анемия, увреждане на нервната система, внезапно спадане на кръвното налягане, конвулсии и загуба на съзнание.

Витамин B2 се съдържа в хляба, елдата, млякото, яйцата, черния дроб, месото и доматите. Дневната нужда от него е 2-4 мг.

Витамин РР (никотинамид) се намира в зелени зеленчуци, моркови, картофи, грах, мая, елда, ръжен и пшеничен хляб, мляко, месо и черен дроб. Дневната нужда от него при деца е 15 mg, при възрастни - 15-25 mg.

При дефицит на витамин RR се отбелязват усещане за парене в устата, прекомерно слюноотделяне и диария. Езикът става пурпурночервен. Червени петна се появяват по ръцете, шията и лицето. Кожата загрубява и загрубява, поради което заболяването се нарича пелагра (от италиански pelle agra – груба кожа). При тежки случаи на заболяването паметта отслабва, развиват се психози и халюцинации.

Витамин В12 (цианокобаламин) при хората се синтезира в червата. Съдържа се в бъбреците, черния дроб на бозайници и риби. При неговия дефицит в организма се развива злокачествена анемия, свързана с нарушено образуване на червени кръвни клетки.

Витамин С (аскорбинова киселина) е широко разпространен в природата в зеленчуци, плодове, борови иглички и черен дроб. Аскорбиновата киселина се запазва добре в киселото зеле. 100 г борови връхчета съдържат 250 мг витамин С, 100 г шипки – 150 мг. Нуждата от витамин С е 50-100 mg на ден.

Липсата на витамин С причинява скорбут. Обикновено заболяването започва с общо неразположение и депресия. Кожата придобива мръсносив оттенък, венците кървят и зъбите падат. По тялото се появяват тъмни петна от кръвоизлив, някои от които се разязвяват и причиняват остра болка.

Витамин А (ретинол, аксерофтол) в човешкото тяло се образува от обичайния естествен пигмент каротин, който се намира в големи количества в пресни моркови, домати, марули, кайсии, рибено масло, масло, черен дроб, бъбреци и яйчен жълтък. Дневната нужда от витамин А за деца е 1 mg, за възрастни - 2 mg.

При липса на витамин А растежът на децата се забавя и се развива „нощна слепота“, т.е. рязък спад на зрителната острота при слаба светлина, водещ в тежки случаи до пълна, но обратима слепота.

Витамин D (ергокалциферол) е особено необходим на децата за профилактика на едно от най-честите детски заболявания - рахит. При рахит се нарушава процесът на образуване на костите, костите на черепа стават меки и гъвкави, а крайниците се огъват. Върху омекотените участъци на черепа се образуват хипертрофирани париетални и фронтални туберкули. Летаргични, бледи, с неестествено голяма глава и късо тяло с извити крака, голям корем, такива деца са рязко изостанали в развитието.

Всички тези тежки нарушения са свързани с липсата или дефицита на витамин D в организма, който се съдържа в жълтъците, кравето мляко и рибеното масло.

Витамин D може да се образува в човешката кожа от провитамина ергостерол под въздействието на ултравиолетовите лъчи. Рибеното масло, излагането на слънце или изкуственото ултравиолетово облъчване са средства за профилактика и лечение на рахит.

4. Възрастови характеристики на енергийния метаболизъм

метаболизъм биологична храна въглехидрат

Дори в условията на пълна почивка човек изразходва определено количество енергия: тялото непрекъснато изразходва енергия за физиологични процеси, които не спират нито за минута. Минималното ниво на метаболизъм и разход на енергия за тялото се нарича основен метаболизъм. Основният метаболизъм се определя при човек в състояние на мускулна почивка - в легнало положение, на празен стомах, т.е. 12-16 часа след хранене, при температура на околната среда 18-20 ° C (комфортна температура). При човек на средна възраст основният метаболизъм е 4187 J на 1 kg тегло на час. Средно това е 7 140 000-7 560 000 J на ден. За всеки човек основната скорост на метаболизма е относително постоянна.

Характеристики на основния метаболизъм при деца. Тъй като децата имат относително по-голяма телесна повърхност на единица маса от възрастен, техният основен метаболизъм е по-интензивен от този на възрастните. При децата също има значително превес на процесите на асимилация над процесите на дисимилация. Колкото по-малко е детето, толкова по-високи са енергийните разходи за растеж. По този начин консумацията на енергия, свързана с растежа на възраст от 3 месеца, е 36%, на възраст от 6 месеца - 26%, на 9 месеца - 21% от общата енергийна стойност на храната.

Базалният метаболизъм на 1 kg тегло при възрастен е 96 600 J. Така при деца на 8-10 години основният метаболизъм е два или два и половина пъти по-висок, отколкото при възрастни.

Основният метаболизъм при момичетата е малко по-нисък, отколкото при момчетата. Тази разлика започва да се появява още през втората половина на първата година от живота. Работата, извършвана от момчетата, е свързана с по-висок разход на енергия, отколкото от момичетата.

Определянето на основния метаболизъм често има диагностична стойност. Основният метаболизъм се увеличава при прекомерна функция на щитовидната жлеза и някои други заболявания. Ако функцията на щитовидната жлеза, хипофизата или половите жлези е недостатъчна, основният метаболизъм намалява.

Разход на енергия по време на мускулна дейност. Колкото по-трудна е мускулната работа, толкова повече енергия изразходва човек. За учениците подготовката за урок и урокът в училище изискват енергия с 20-50% по-висока от основната метаболитна енергия.

При ходене разходът на енергия е 150-170% по-висок от основния метаболизъм. При бягане или изкачване на стълби разходите за енергия надвишават основния метаболизъм 3-4 пъти.

Тренирането на тялото значително намалява разхода на енергия за извършваната работа. Това се дължи на намаляване на броя на мускулите, участващи в работата, както и на промени в дишането и кръвообращението.

Хората с различни професии имат различен разход на енергия. По време на умствена работа разходите за енергия са по-ниски, отколкото при физическа работа. Момчетата имат по-висок общ дневен разход на енергия от момичетата.

Публикувано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Същността на обмяната на веществата в човешкото тяло. Постоянна обмяна на вещества между тялото и външната среда. Аеробно и анаеробно разграждане на продуктите. Количеството на основния метаболизъм. Източник на топлина в тялото. Нервният механизъм на терморегулацията на човешкото тяло.

лекция, добавена на 28.04.2013 г

Концепцията за метаболизъм, анаболизъм и катаболизъм. Видове метаболитни процеси в човешкото тяло. Нуждата на тялото от витамини и диетични фибри. Обмен на енергия в покой и по време на мускулна работа. Регулиране на метаболитните процеси на веществата и енергията.

презентация, добавена на 05.03.2015 г

Изследване на проблема за метаболизма като основна функция на човешкото тяло в научната литература. Метаболизмът на въглехидратите като набор от процеси на тяхната трансформация в организма, неговите фази. Източник на образуване и доставка на витамини. Регулиране на метаболизма.

курсова работа, добавена на 01.02.2014 г

Класификация на метаболитни и метаболитни процеси. Видове организми според различията в метаболитните процеси, методи за тяхното изследване. Метод за отчитане на веществата, влизащи и излизащи от тялото, използвайки примера на азотния метаболизъм. Основни функции и източници на протеини за организма.

презентация, добавена на 01/12/2014

Ролята на метаболизма в осигуряването на пластичните и енергийните нужди на организма. Характеристики на топлопроизводството и топлообмена. Метаболизъм и енергия на различни нива на функционална активност на организма. Температурата на човешкото тяло и нейното регулиране.

резюме, добавено на 09.09.2009 г

Трансформации на вещества и енергия, които се случват в живите организми и са в основата на тяхната жизнена дейност. Целта на метаболизма и енергията, връзката между анаболните и катаболните процеси. Енергийна стойност на въглехидратите и мазнините в организма.

резюме, добавено на 28.05.2010 г

Биологичната химия е наука, която изучава химичната природа на веществата в живите организми. Концепцията за витамини, коензими и ензими, хормони. Източници на мастноразтворими и водоразтворими витамини. Концепцията за метаболизъм и енергия, липиден и протеинов метаболизъм.

курс от лекции, добавен на 21.01.2011 г

Функции на хранителните вещества. Появата на чувство на глад и ситост. Възрастови и полови характеристики на основния метаболизъм. Специфично динамично действие на храната. Индиректен калориметричен метод за изследване на нивото на метаболизма. Същността на процеса на терморегулация.

презентация, добавена на 29.08.2013 г

Метаболизмът и енергията като основна функция на тялото, неговите основни фази и протичащи процеси - асимилация и дисимилация. Ролята на протеините в организма, механизмът на техния метаболизъм. Обмяна на вода, витамини, мазнини, въглехидрати. Регулиране на топлопроизводството и топлообмена.

резюме, добавено на 08/08/2009

Метаболизъм (метаболизъм и енергия) като набор от химични реакции, протичащи в клетките и в целия организъм, състоящи се в синтеза на сложни молекули и нова протоплазма (анаболизъм) и разграждането на молекулите с освобождаване на енергия (катаболизъм).

Планирайте.

Лекция 17

Тема: „Особености на метаболизма, свързани с възрастта“

12. Метаболизъм и енергия, възрастовите му характеристики.

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

14. Профилактика на стомашно-чревни заболявания.

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

В процеса на живот в тялото настъпват непрекъснати промени: някои клетки умират, други ги заместват. При възрастен човек за 24 часа умират и се подменят 1/20 от кожните епителни клетки и половината от всички епителни клетки на храносмилателния тракт, около 25 g кръв и др.

По време на процеса на растеж обновяването на клетките на тялото е възможно само когато тялото непрекъснато получава кислород и хранителни вещества, които са строителните материали, от които е изградено тялото. Но за изграждането на нови клетки на тялото, тяхното непрекъснато обновяване, както и за извършване на някаква работа на човек, е необходима енергия. Човешкото тяло получава тази енергия чрез гниене и окисляване в метаболитни процеси (метаболизъм). Освен това метаболитните процеси (анаболизъм и катаболизъм) са фино координирани помежду си и протичат в определена последователност.

Под анаболизъмразберете набора от реакции на синтез. Под катаболизъм- набор от реакции на разлагане. Трябва да се има предвид, че и двата процеса са непрекъснато свързани. Катаболните процеси осигуряват анаболизма с енергия и изходни вещества, а анаболните процеси осигуряват 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-значими промени претърпяват 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 в период на повишено клетъчно делене, растеж на организма като цяло.

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

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

4) синтез на самообновяване, свързан със стабилизиране на тялото - постоянно попълване на компоненти на вътрешната среда, които се унищожават по време на дисимилация.

Всички тези форми отслабват, макар и неравномерно, през цялото индивидуално развитие. В този случай се наблюдават особено значителни промени в синтеза на растежа. Интраутеринният период има най-високи темпове на растеж. Например теглото на човешкия ембрион се увеличава с 1 милиард в сравнение с теглото на зиготата. 20 милиона пъти, а за 20 години прогресивен човешки растеж се увеличава не повече от 20 пъти.

През целия постнатален живот има допълнителен спад в нивото на анаболизъм.

Метаболизъм на протеини в развиващ се организъм.Процесите на растеж, чиито количествени показатели са увеличаване на телесното тегло и нивото на положителен азотен баланс, са едната страна на развитието. Втората му страна е диференциацията на клетките и тъканите, биохимичната основа на която е синтезът на ензимни, структурни и функционални протеини.

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

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

И накрая, протеините, които съдържат целия необходим набор от аминокиселини, които осигуряват нормалните процеси на синтез, се класифицират като биологично пълноценни протеини. Биологичната стойност на един и същ протеин варира за различните хора в зависимост от състоянието на тялото, диетата и възрастта.

Дневната нужда от протеин на 1 kg тегло на дете: на 1 година - 4,8 g, 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, влизащи в тялото и унищожени в него, се оценява по стойността на азотния баланс, т.е. съотношението на количествата азот, които влизат в тялото с храната и се отделят от тялото с урина, пот и други секрети .

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

По правило възрастните нямат способността да задържат хранителния азот, техният метаболизъм е в състояние на азотно равновесие. Това показва, че потенциалът за протеинов синтез остава за дълго време - по този начин под въздействието на физическата активност се увеличава мускулната маса (положителен азотен баланс).

В периоди на стабилно и регресивно развитие, при достигане на максимално тегло и спиране на растежа, основна роля започват да играят процесите на самообновяване, които се случват през целия живот и които изчезват в напреднала възраст много по-бавно от другите видове синтез .

Свързаните с възрастта промени засягат не само протеиновия, но и мастния и въглехидратния метаболизъм.

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 са важни като енергиен материал.

С възрастта метаболизмът на мазнините и въглехидратите се променя. Мазнините играят важна роля в процесите на растеж и диференциация. Мазноподобните 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 депа при децата бързо се изчерпват. Интензивността на синтеза до голяма степен зависи от естеството на храненето.

Фазите на стабилно и регресивно развитие се характеризират със своеобразна преориентация на анаболните процеси: превключване на анаболизма от синтеза на протеини към синтеза на мазнини, което е една от характерните черти на свързаните с възрастта промени в метаболизма по време на стареене.

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 е обогатени с мазнини (по този начин се наблюдава развитие на затлъстяване дори при 1-2 хранения на ден). Също така е безспорно, че при пренасочването на процесите на синтез, в допълнение към хранителните фактори и нервната регулация, промените в хормоналния спектър са от голямо значение, по-специално промените в скоростта на образуване на соматотропен хормон, хормони на щитовидната жлеза, инсулин и стероиди хормони.

Реструктурира се с възрастта и въглехидратния метаболизъм.При децата въглехидратният метаболизъм протича с по-голяма интензивност, което се обяснява с високата скорост на метаболизма. В детството въглехидратите изпълняват не само енергийна, но и пластична функция, образувайки клетъчни мембрани и съединителнотъканни вещества. Въглехидратите участват в окисляването на продуктите от метаболизма на протеини и мазнини, което спомага за поддържане на киселинно-базовия баланс в организма. Дневната нужда от въглехидрати при децата е висока и в кърмаческа възраст е 10-12 g на 1 kg телесно тегло. През следващите години, на възраст 8-9 години, тя се увеличава до 12-15 g на 1 kg телесно тегло. От 1 до 3 години детето трябва да получава около 193 g въглехидрати на ден от храната, 4-7 години - 287, 9-13 - 370, 14-17 години - 470, а възрастните - 500 g.

Въглехидратите се усвояват по-добре от детския организъм, отколкото от възрастните. Един от значимите показатели за свързаните с възрастта промени във въглехидратния метаболизъм е рязкото увеличение в напреднала възраст на времето, необходимо за елиминиране на хипергликемията, причинена от прилагането на глюкоза по време на тестове за натоварване със захар.

Важна част от метаболизма в организма е водно-солевият метаболизъм.

Трансформацията на веществата в организма се извършва във водна среда, заедно с минералите водата участва в изграждането на клетките и служи като реагент в клетъчните химични реакции. Концентрацията на минерални соли, разтворени във вода, определя осмотичното налягане на кръвта и тъканната течност, като по този начин е от голямо значение за абсорбцията и екскрецията. промените в количеството вода в тялото и промените в солния състав на телесните течности и тъканните структури водят до нарушаване на стабилността на колоидите, което може да доведе до необратимо увреждане 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 дневно наддаване на телесно тегло от 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 тя намалява до 115-136 g, на 6 години - 90-100 g, 18 години - 40-50 g. ж) Децата могат бързо да губят и също така бързо да отлагат вода.

Общ модел на индивидуална еволюция е намаляването на водата във всички тъкани. С възрастта настъпва 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-ниско, отколкото при възрастните. Обмяната на калций и фосфор е от особено значение. Повишените изисквания за доставка 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 загубата на тези елементи от костната тъкан. Съдържанието на натриев хлорид, напротив, трябва да се намали в диетата поради отслабването на производството на минералкортикоиди в надбъбречните жлези с възрастта.

Важен показател за енергийните трансформации в организма е о основна борса.

Възрастова динамика на основния метаболизъм

Базалната скорост на метаболизма се разбира като минималното ниво на метаболизма и енергийния разход на тялото при строго постоянни условия: 14-16 часа преди хранене, в легнало положение в състояние на мускулна почивка при температура 8-20 ° С. При човек на средна възраст основната скорост на метаболизма е 4187 J на 1 kg маса за 1 час, което е средно 7-7,6 MJ на ден. Освен това за всеки човек основната скорост на метаболизма 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 по-високи са енергийните разходи за растеж. Така че енергийният разход, свързан с растежа на 3-месечна възраст, е 36%, на 6-месечна възраст. - 26%, 9 месеца. - 21% от общата енергийна стойност на храната.

В напреднала възраст (фазата на регресивно развитие) се наблюдава намаляване на телесното тегло, както и намаляване на линейните размери на човешкото тяло, а основният метаболизъм спада до ниски стойности. Освен това степента на намаляване на основния метаболизъм на тази възраст корелира, според различни изследователи, със степента, до която признаците на слабост и загуба на работоспособност са изразени при възрастните хора.

Що се отнася до половите различия в нивото на основния метаболизъм, те се откриват в онтогенезата от 6-8 месеца. В същото време основният метаболизъм при момчетата е по-висок, отколкото при момичетата. Такива отношения се запазват през пубертета, а в напреднала възраст се изглаждат.

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 опорно-двигателния апарат, сърдечно-съдовата и дихателната система ограничава адаптивните възможности на реакцията на енергийния метаболизъм по време на физическа активност. В зряла възраст адаптивният капацитет, както и мускулната сила достигат своя максимум. В напреднала възраст възможностите за компенсаторно повишаване на нивото на дишане и енергообмен при стрес се изчерпват поради намаляване на жизнения капацитет на белите дробове, коефициента на използване на кислород от тъканите и намаляване на функциите на сърдечносъдова система.

Направени са различни предположения и са предложени различни математически изрази за установяване на зависимостта на производството на енергия от параметрите, характеризиращи структурните особености на организма. Така Rubner вярва, че свързаните с възрастта промени в метаболизма са резултат от намаляване на размера на относителната повърхност на тялото с възрастта.

Направен е опит да се обясни намаляването на метаболитните процеси в напреднала възраст с натрупването на подкожна мазнина и намаляването на температурата на кожата в тази възраст.

Заслужават внимание трудовете, в които промените в енергийния метаболизъм се разглеждат във връзка с формирането на механизмите на терморегулация и участието на скелетните мускули в него (Magnus, 1899; Arshavsky, 1966-71).

Повишаването на тонуса на скелетните мускули с недостатъчна активност на центъра на вагусния нерв през първата година от живота спомага за повишаване на енергийния метаболизъм. Ролята на свързаното с възрастта преструктуриране на активността на скелетните мускули в динамиката на енергийния метаболизъм е особено ясно подчертана при изследването на газообмена при хора от различни възрасти в покой и по време на физическа активност. За прогресивния растеж, увеличаването на метаболизма в покой се характеризира с намаляване на нивото на основния метаболизъм и подобрена енергийна адаптация към мускулната активност. По време на стабилната фаза се поддържа висок функционален метаболизъм на почивка и метаболизмът по време на работа се повишава значително, достигайки стабилно, минимално ниво на основен метаболизъм. А в регресивната фаза разликата между метаболизма на функционалната почивка и базалния метаболизъм непрекъснато намалява и времето на 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, чиято величина се определя от връзката между основните механизми на енергия освобождаване - анаеробно и аеробно. Това дава възможност да се определят потенциалните способности на тъканите да генерират и използват енергията на високоенергийните връзки.

Метаболизъмнаричаме сложен комплекс от различни взаимозависими и взаимозависими процеси, които протичат в тялото от момента, в който тези вещества навлязат в него до момента, в който се освободят. Метаболизмът е необходимо условие за живот. То представлява едно от задължителните му проявления.

За нормалното функциониране на тялото е необходимо да се получава органичен хранителен материал, минерални соли, вода и кислород от външната среда. За период, равен на средната продължителност на живота на човек, той консумира 1,3 тона мазнини, 2,5 тона протеини, 12,5 тона въглехидрати и 75 тона вода.

Основни етапи

Метаболизмът се състои от процесите на навлизане на вещества в тялото, техните промени в храносмилателния тракт, абсорбция, трансформации в клетките и отстраняване на техните разпадни продукти. Процесите, свързани с трансформацията на вещества в клетките, се наричат вътреклетъчен или междинен метаболизъм.

В резултат на вътреклетъчния метаболизъм се синтезират хормони, ензими и различни съединения, използвани като структурен материал за изграждането на клетките и междуклетъчното вещество, което осигурява обновяването и растежа на развиващия се организъм.

Процесите, в резултат на които се образува живата материя, се наричат анаболизъмили асимилация.

Другата страна на метаболизма е, че веществата, които образуват жива структура, се разпадат. Този процес на унищожаване на живата материя се нарича катаболизъмили дисимилация. Процесите на асимилация и дисимилация са много тясно свързани, въпреки че са противоположни в крайните си резултати. По този начин е известно, че продуктите на разпадане на различни вещества допринасят за техния засилен синтез.

Окисляването на продуктите на разпадане служи като източник на енергия, която тялото постоянно изразходва дори в състояние на пълна почивка. В този случай същите вещества, които се използват за синтеза на по-големи молекули, могат да бъдат подложени на окисление. Например в черния дроб гликогенът се синтезира от част от продуктите на разграждане на въглехидратите, а енергията за този синтез се осигурява от друга част от тях, която се включва в метаболитни или метаболитни процеси. Процесите на асимилация и дисимилация протичат със задължителното участие на ензими.

В различните възрастови периоди естеството на метаболизма се променя. През периода на растеж и развитие се характеризира с най-голяма интензивност, което осигурява пластични и структурни процеси. Необходимостта от протеин по време на растеж на единица телесно тегло е значително по-голяма, отколкото при възрастни.

Основният метаболизъм при деца е 1,5-2 пъти по-висок от основния метаболизъм на възрастен. Относителната стойност на основния метаболизъм (в килокалории на 1 kg телесно тегло) намалява с възрастта: при деца на 2-3 години - 55, 6-7 години - 42, 10-11 години - 33, 12-13 години стари - 34, при възрастни - 24.

Детството и юношеството се характеризират с относително висок разход на енергия. Средният енергиен разход на възрастен е 45 kcal на 1 kg телесно тегло, за деца на възраст 1-5 години - 80-100 kcal, за юноши на 13-16 години - 50-65 kcal.

Повишеният основен метаболизъм и разход на енергия при деца и юноши диктуват необходимостта от специален подход при организиране на тяхното хранене.

По този начин в училищна и юношеска възраст, когато енергийните разходи за различни видове дейност се увеличават значително, е необходимо да се вземе предвид, че тяхното осигуряване в ежедневната диета трябва да идва от протеини (около 14%), мазнини (около 31%) и въглехидрати. (около 55%). Осигуряването на пластичните процеси и енергийните функции на организма се постига най-пълно с балансирано хранене.

Хранене

Концепцията за балансирана диета се основава на определяне на абсолютното количество на всеки от хранителните фактори и тяхното съотношение, като се вземат предвид физиологичните особености на определена възраст.

Дисбалансът на основните компоненти на храненето влияе неблагоприятно на метаболитните процеси, което се отразява негативно на растежа. Това е особено очевидно, когато има нарушение на съотношението на протеиновите и мастните компоненти в диетата.

Рационалното съотношение на протеини и мазнини в храненето на децата е 1:1. Приблизителното съдържание на мазнини, мазнини и въглехидрати в храната е 1:1:3 за малки деца и 1:1:4 за по-големи деца. 270 Глава b

В периода на растеж и развитие е важна пластичната функция на минералните елементи, които са неразделна част от клетките и тъканите на тялото, както и биокатализатори на метаболитните процеси. Калцият, който е структурен елемент на костната тъкан, заслужава специално внимание. Установено е, че метаболизмът и усвояването на калция в организма зависи от съдържанието на фосфор и магнезий. При излишък от тези елементи образуването на смилаеми форми на калций е ограничено и той се екскретира от тялото. Оптималното съотношение на калций и фосфор в храните за кърмачета за усвояване от организма е 1,2:1, от 1 година до 3 години - 1:1, над 4 години - 1:1,2 или 1:1,5. Оптималното съотношение на калций и магнезий е 1:0,7.

Детско храненеима редица разлики от диетата на възрастните. По време на детството, особено при малките деца, нуждата от хранителни вещества и енергия е относително по-висока, отколкото при възрастните. Това се обяснява с преобладаването на асимилацията над дезимилацията, свързана с бързия темп на растеж и развитие на детето. Научната обосновка на нормите за хранителните нужди на деца от различни възрастови групи и обосновката на набора от продукти, необходими за покриване на тези нужди, се извършва въз основа на развитието на тялото на детето. Стойностите на физиологичните нужди на деца от различни възрастови групи от хранителни вещества се установяват, като се вземат предвид функционалните и анатомичните и морфологични характеристики, присъщи на всяка възрастова група. Препоръчителните хранителни изисквания за деца са предназначени да избягват, доколкото е възможно, както недохранването при децата, така и въвеждането на излишни хранителни вещества в телата им.

Отклонението от тези принципи има отрицателно въздействие върху развитието на децата. Редица патологични състояниясвързани с лошото хранене на децата в ранна възраст. Те включват: нарушено формиране на зъбите, кариес, риск от диабет, синдром на хипертония, бъбречна патология, алергични заболявания, затлъстяване.

Храната е единственият източник, от който детето получава необходимия пластичен материал и енергия. Но тялото на детето се различава от възрастен точно по това, че процесите на растеж и развитие протичат бързо в него.

Организмът на децата и юношите има редица други значими характеристики. Тъканите на детското тяло се състоят от 25% протеини, мазнини, въглехидрати, минерални соли и 75% вода. Основният метаболизъм при деца протича 1,5-2 пъти по-бързо, отколкото при възрастни. В организма на децата и юношите, поради техния растеж и развитие, процесът на асимилация преобладава над дисимилацията. Поради повишената мускулна активност, техните общи енергийни разходи се увеличават. Средната консумация на енергия на ден (kcal) на 1 kg телесно тегло за деца от различни възрасти и възрастен е:

В резултат на усвояването на тази глава студентът трябва: зная

етапи на метаболизма и енергията: анаболизъм и катаболизъм;
характеристики на общия и основния метаболизъм;
специфичен динамичен ефект на храната;
методи за оценка на енергийния разход на организма;
метаболитни особености, свързани с възрастта; да бъде в състояние да
обяснява значението на метаболизма за човешкия организъм;
свържете свързаните с възрастта метаболитни характеристики с потреблението на енергия в различни възрастови периоди;

собствен

Познаване на участието на хранителните вещества в метаболизма.

Характеристики на метаболизма в организма

Метаболизъм или метаболизъм(от гръцки метаболизъм -трансформация) е набор от химически и физически трансформации, които се случват в живия организъм и осигуряват неговата жизнена дейност във връзка с външната среда. В метаболизма и енергията има два противоположни взаимосвързани процеса: анаболизъм, който стои в основата асимилация, и катаболизъм, чиято основа е дисимилация.

Анаболизъм(от гръцки анабол -възход) - набор от процеси на синтез на тъканни и клетъчни структури, както и съединения, необходими за живота на тялото. Анаболизмът осигурява растеж, развитие и обновяване на биологичните структури, натрупване на енергиен субстрат. Енергията се съхранява под формата на високоенергийни фосфатни съединения (макроерги), като АТФ.

Катаболизъм(от гръцки катаболе -хвърляне) - набор от процеси на разпадане на тъканни и клетъчни структури и разграждане на сложни съединения за енергийна и пластична поддръжка на жизнените процеси. По време на катаболизма се освобождава химическа енергия, която се използва от тялото за поддържане на структурата и функцията на клетката, както и за осигуряване на специфични клетъчни дейности: мускулна контракция, секреция на секрети от 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 изходни материали за анаболизма. Анаболните процеси са необходими за изграждането и възстановяването на структури и клетки, образуването на тъкани по време на растежа, за синтеза на хормони, ензими и други съединения, необходими за функционирането на тялото. За катаболните реакции те доставят макромолекули за разграждане. Процесите на анаболизъм и катаболизъм са взаимосвързани и се намират в тялото в състояние динамичен баланс.Състоянието на равновесно или неравновесно съотношение на анаболизма и катаболизма зависи от възрастта, здравословното състояние, физическия или психически стрес. При децата преобладаването на анаболните процеси над катаболните характеризира процесите на растеж и натрупване на тъканна маса. Най-интензивно нарастване на телесното тегло се наблюдава през първите три месеца от живота - 30 g/ден. До годината тя намалява до 10 g / ден, през следващите години намаляването продължава. Енергийните разходи за растеж също са най-големи през първите три месеца и възлизат 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 заболяване. Преобладаването на катаболните процеси е характерно за хора в напреднала възраст или изтощени от тежко продължително заболяване. По правило това е свързано с постепенното разрушаване на тъканните структури и освобождаването на енергия.

Същността на метаболизма е постъпването в тялото на различни хранителни вещества от външната среда, тяхното усвояване и използване като източници на енергия и материал за изграждане на структурите на тялото и освобождаването на метаболитни продукти, образувани в процеса на жизнената дейност, в външна среда. В тази връзка подчертават четири основни компонента на обменната функция."

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

Метаболизмът в организма протича на няколко етапа. Първи етап -трансформация на хранителни вещества в храносмилателния тракт. Тук сложните вещества се разграждат на по-прости - глюкоза, аминокиселини и мастни киселини, които могат да се абсорбират в кръвта или лимфата. При разграждането на хранителните вещества в стомашно-чревния тракт се отделя енергия, която се нарича първична топлина.Тя се използва от тялото за поддържане на температурната 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 във високоенергийни АТФ връзки. Продуктите на реакцията осигуряват на клетката градивните елементи за синтеза на различни молекулни компоненти. Многобройни ензими играят решаваща роля в този процес. С тяхно участие вътре в клетката се извършват сложни химични реакции на окисление и редукция, фосфорилиране, трансаминиране и др.. Метаболизмът в клетката е възможен само при интегрирането на всички сложни биохимични трансформации на протеини, мазнини и въглехидрати с участието на техните общи енергийни източници (ATP) и поради съществуването на общи прекурсори или общи междинни продукти. Общият енергиен резерв на клетката се формира поради реакцията на биологично окисление.

Биологичното окисление може да бъде аеробно или анаеробно. Аеробика(от лат. aeg -въздух) процесите изискват наличието на кислород, извършват се в митохондриите и са придружени от натрупване на голямо количество енергия, покриващо основните енергийни разходи на тялото. Анаеробнипроцесите протичат без участието на кислород, главно в цитоплазмата и са придружени от натрупването на малко количество енергия под формата на АТФ, използвано за задоволяване на ограничените краткосрочни нужди на клетката. По този начин мускулната тъкан на възрастен се характеризира с аеробни процеси, докато анаеробните процеси преобладават в енергийния метаболизъм на плода и децата през първите дни от живота.

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

Но в клетката може да се получи и директна комбинация на кислород с окисляеми вещества без участието на ензими, наречена свободнорадикално окисление. Това произвежда свободни радикали и пероксиди, които са силно токсични за тялото. Те увреждат клетъчните мембрани и разрушават структурните протеини. Предотвратяването на 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 нормалното протичане на биологичното окисление в клетката.

Краен етапметаболизъм - освобождаване на продукти от разпадането с урина и екскрети на потните и мастните жлези.

Пластичният и енергийният метаболизъм действат като едно цяло в организма, но ролята на различните хранителни вещества в тяхното осъществяване е различна. При възрастен, продуктите от разграждането на мазнини и въглехидрати се използват главно за осигуряване на енергийни процеси, а протеините се използват 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 биосинтезата на аминокиселини, въглехидрати, липиди и други клетъчни компоненти. Това обяснява значително по-високия интензитет на енергийния метаболизъм при децата.

Цялата енергия на химичните връзки на хранителните вещества, постъпващи в тялото, в крайна сметка се превръща в топлина (първична и вторична топлина), следователно по количеството генерирана топлина може да се прецени количеството енергия, необходимо за извършване на жизнени дейности.

За оценка на енергийния разход на тялото се използват методи на директна и индиректна калориметрия, с които може да се определи количеството топлина, генерирана 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 килия - калориметър(фиг. 12.1). Стените на калориметъра се измиват с вода, чиято температура на нагряване се използва за определяне на количеството освободена енергия. Директната калориметрия осигурява висока точност при оценката на енергийния разход на тялото, но поради своята обемност и сложност този метод се използва само за специални цели.

За да се определи енергийният разход на човек, често се използва по-прост и по-достъпен метод индиректен калориметър

Ориз. 12.1.

Калориметърът се използва за изследвания, извършвани върху хора. Общата освободена енергия се състои от: 1) получената топлина, измерена чрез повишаването на температурата на водата, протичаща в намотката на камерата; 2) латентна топлина на изпарение, измерена чрез количеството водна пара, извлечена от околния въздух от първия абсорбатор H 2 0; 3) работа, насочена към обекти, разположени извън камерата. Консумацията на 0 2 се измерва с количеството, което трябва да се добави, така че съдържанието му в камерата да остане постоянно

рии -според данните за газообмена. Като се има предвид, че общото количество енергия, освободено от тялото, е резултат от разграждането на протеини, мазнини и въглехидрати, а също и като се знае количеството енергия, освободено по време на разграждането на всяко от тези вещества (тяхната енергийна стойност), и количеството на разложени вещества за определен период от време, е възможно да се изчисли количеството освободена енергия. За да определите кои вещества са претърпели окисление в тялото (протеини, мазнини или въглехидрати), изчислете дихателен коефициент(DC), което се разбира като съотношението на обема на отделения въглероден диоксид към обема на абсорбирания кислород. Дихателният коефициент е различен по време на окисляването на протеини, мазнини и въглехидрати. Ако има информация за обемите на абсорбирания кислород и издишания въглероден диоксид, методът на индиректната калориметрия се нарича "пълен газов анализ". За да направите това, имате нужда от оборудване, което ви позволява да определите обема на въглеродния диоксид. В класическата биоенергетика за тази цел се използват чанта Дъглас, газов часовник и газов анализатор Холдън, който съдържа абсорбери на въглероден диоксид и кислород. Методът ви позволява да оцените процентното съдържание на 0 2 и CO 2 в изследваната проба от въздух. Въз основа на данните от измерването се изчислява обемът на абсорбирания кислород и издишания въглероден диоксид.

Нека разгледаме същността на този метод, използвайки примера за окисляване на глюкоза. Общата формула за разграждане на въглехидратите се изразява с уравнението

За мазнините DC е 0,7. По време на окисляването на протеинови и смесени храни стойността на DC приема междинна стойност: между 1 и 0,7.

Субектът взема мундщука на торбата на Дъглас в устата си (фиг. 12.2), носът му се затваря със скоба и целият въздух, издишан за определен период от време, се събира в гумена торба.

Обемът на издишания въздух се определя с помощта на газов часовник. От торбата се взема проба въздух и се определя съдържанието на кислород и въглероден диоксид в нея. Известно е съдържанието на газове във вдишания въздух. Въз основа на разликата в процентите се изчислява количеството консумиран кислород, освободен въглероден диоксид и DC:

Знаейки стойността на DC, намерете калоричния еквивалент на кислород (CEO2) (Таблица 12.1), т.е. количеството топлина, генерирано в тялото при консумация на 1 литър кислород.

Ориз. 12.2.

Чрез умножаване на стойността на KE0 2 по броя на изразходваните литри 0 2 се получава обменната стойност за периода от време, през който е определен газовият обмен.

Използва се за определяне на дневния обменен курс.

В момента има автоматични газови анализатори, които ви позволяват едновременно да определяте обема на консумирания 0 2 и обема на издишания CO 2 . Повечето налични медицински устройства обаче могат да определят само обема на абсорбирания 0 2 , така че методът се използва широко в практиката индиректна калориметрия, или непълен газов анализ. В този случай се определя само обемът на абсорбирания 0 2, така че изчисляването на DC е невъзможно. Традиционно се приема, че въглехидратите, протеините и мазнините се окисляват в организма. Смята се, че DC в този случай е равен на 0,85. Съответства на EC0 2 равен на 4,862 kcal/l. По-нататъшните изчисления се извършват както при пълен газов анализ.

Таблица 12.1

Стойността на DC и EC0 2 по време на окисляването на различни хранителни вещества в тялото

Много хора забелязват, че с възрастта им става все по-трудно да се върнат във форма след празниците. Има и случаи, когато излишните килограми започват да се появяват сякаш от нищото. Защо се случва това?

Д-р Caroline Cederquist, автор на The MD Factor Diet, вярва, че метаболитните промени (въпреки че варират от човек на човек) започват да се появяват около 20, 30, 40 или 50-годишна възраст за някои хора. Ето защо ще бъде полезно за всеки човек да знае как работи метаболитната система на тялото и как да оптимизира нейното функциониране на всяка възраст.

Метаболитни промени, характерни за тялото на 20, 30, 40 и 50 години

По-долу са основните метаболитни промени, които се случват в тялото приблизително на всеки десет години. Струва си да се разбере, че времевите марки, взети за основа, са приблизителни и могат да варират в зависимост от здравето и начина на живот на човека.

Промените в метаболизма се проявяват при всеки човек поотделно.

Метаболизъм между 20 и 30 години

Средно това е възрастта, на която много хора изпитват най-високата си скорост на метаболизма в покой, т.е. когато не правим нищо. Тази характеристика зависи и от генетични фактори, но нивото на човешка активност играе голяма роля в този аспект.

Също така е необходимо да се помни, че до около 25-годишна възраст процесът на интензивен растеж на костите продължава, така че калориите се изгарят доста интензивно. По-близо до 30-годишна възраст много хора забелязват, че свободата с висококалорични храни води до появата на ненужни сантиметри в проблемните зони. Редовните упражнения и разумното хранене обаче ще ви помогнат да се върнете във форма доста бързо.

Метаболизъм между 30 и 40 години

Ако до този момент не сте започнали да правите силови тренировки, време е да започнете. Скоростта на метаболизма в покой е пряко свързана с мускулната маса. Колкото по-голяма е мускулната маса, толкова повече енергия ще трябва да изгори тялото, включително и в покой. От около 30-годишна възраст мускулната маса започва да намалява със скорост от 1% годишно. Ако не използвате мускулите си, можете да приемете, че мазнините ще се натрупват в тялото ви. Силовите тренировки (2-3 пъти седмично) ще помогнат за предотвратяване на последствията от този неприятен процес.

Намалената мускулна маса и намаленото производство на растежен хормон допринасят за по-бавния метаболизъм.

На жените обикновено им е трудно да поддържат мускулна маса. Нивата на тестостерон при мъжете са много по-високи, отколкото при жените, така че процентът на телесните мазнини при мъжете е много по-нисък, отколкото при жените. И мускулната маса при мъжете съответно е по-голяма.

Друга особеност, свързана с възрастта, е намаляването на производството на растежен хормон на около 30-годишна възраст. В резултат на това има промяна в метаболизма към неговото забавяне. Силовите тренировки ще помогнат за увеличаване на количеството произведен хормон на растежа.

Метаболизъм между 40 и 50 години

Проучванията показват, че средно до 40-годишна възраст жените успяват да спазват диети в продължение на 6 години, но в рамките на 5 години 95% от жените, които отслабват, възвръщат загубеното тегло. Ето защо е важно да се поддържа оптимална скорост на метаболизма. Освен всичко друго, протеинът ще бъде ваш помощник по този въпрос. Необходимо е, за да не се чувствате гладни и мускулите ви да растат силни и силни.

Дневната нужда от протеин зависи от редица фактори. Квалифицираният диетолог може най-точно да изчисли необходимото количество хранителни вещества. Но в интернет има редица онлайн калкулатори, които ви позволяват да направите сами изчисленията.