विभिन्न आयु अवधि में चयापचय की विशेषताएं। चयापचय और ऊर्जा की अवधारणा
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परिचय
जैसा कि आप जानते हैं, चयापचय और ऊर्जा सभी जीवित प्राणियों के जीवन का आधार हैं। मानव शरीर के अधिकांश अंगों और ऊतकों में, नई कोशिकाएं लगातार मरती हैं और पैदा होती हैं, व्यक्तिगत सेलुलर तत्व और रासायनिक यौगिक संश्लेषित और नष्ट होते हैं। प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट के पाचन के उत्पाद, साथ ही विटामिन, अकार्बनिक पदार्थ और पीने का पानी नई संरचनाओं के लिए निर्माण (प्लास्टिक) सामग्री के रूप में कार्य करते हैं। साथ ही, सभी प्रणालियों और अंगों की महत्वपूर्ण गतिविधि और कार्य, शरीर की सभी निर्माण और विनाशकारी प्रक्रियाओं और अंत में, किसी व्यक्ति के बाहरी मानसिक या शारीरिक कार्य की प्रक्रियाओं को ऊर्जा व्यय की आवश्यकता होगी। ऊर्जा का स्रोत, साथ ही निर्माण सामग्री के आपूर्तिकर्ता, भोजन के उपभोक्ता पदार्थ हैं। चूँकि जैविक संरचनाओं का निर्माण और विनाश, साथ ही जीवन भर ऊर्जा का निर्माण और व्यय, लगातार, एक साथ और निकट अंतर्संबंध में होता है, इन प्रक्रियाओं को चयापचय और ऊर्जा, या संक्षेप में चयापचय कहा जाता है।
1. चयापचय प्रक्रियाएं
चयापचय और ऊर्जा शरीर की महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं का आधार हैं। मानव शरीर में, उसके अंगों, ऊतकों और कोशिकाओं में, संश्लेषण की एक सतत प्रक्रिया होती है, यानी सरल पदार्थों से जटिल पदार्थों का निर्माण होता है। इसी समय, शरीर की कोशिकाओं को बनाने वाले जटिल कार्बनिक पदार्थों का टूटना और ऑक्सीकरण होता है।
शरीर का कार्य उसके निरंतर नवीनीकरण के साथ होता है: कुछ कोशिकाएँ मर जाती हैं, अन्य उनकी जगह ले लेती हैं। एक वयस्क में, त्वचा उपकला कोशिकाओं का 1/20 भाग, सभी पाचन तंत्र उपकला कोशिकाओं का आधा हिस्सा, लगभग 25 ग्राम रक्त, आदि मर जाते हैं और 24 घंटों के भीतर प्रतिस्थापित हो जाते हैं। शरीर की कोशिकाओं का विकास और नवीनीकरण तभी संभव है जब शरीर को ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की निरंतर आपूर्ति। पोषक तत्व वास्तव में भवन और प्लास्टिक सामग्री हैं जिनसे शरीर का निर्माण होता है।
निरंतर नवीकरण, शरीर की नई कोशिकाओं के निर्माण, उसके अंगों और प्रणालियों के काम - हृदय, जठरांत्र संबंधी मार्ग, श्वसन प्रणाली, गुर्दे और अन्य के लिए, एक व्यक्ति को काम करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। एक व्यक्ति को यह ऊर्जा चयापचय प्रक्रिया के दौरान क्षय और ऑक्सीकरण के माध्यम से प्राप्त होती है। नतीजतन, शरीर में प्रवेश करने वाले पोषक तत्व न केवल प्लास्टिक निर्माण सामग्री के रूप में काम करते हैं, बल्कि शरीर के सामान्य कामकाज के लिए आवश्यक ऊर्जा के स्रोत के रूप में भी काम करते हैं।
इस प्रकार, चयापचय को उन परिवर्तनों के एक सेट के रूप में समझा जाता है जो पदार्थ पाचन तंत्र में प्रवेश करने के क्षण से लेकर शरीर से उत्सर्जित अंतिम टूटने वाले उत्पादों के निर्माण तक होते हैं।
2. उपचय एवं अपचय
मेटाबॉलिज्म या उपापचय, एक निश्चित क्रम में होने वाली दो परस्पर विपरीत प्रक्रियाओं के बीच परस्पर क्रिया की एक सूक्ष्म रूप से समन्वित प्रक्रिया है। उपचय जैविक संश्लेषण प्रतिक्रियाओं का एक समूह है जिसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। एनाबॉलिक प्रक्रियाओं में प्रोटीन, वसा, लिपोइड और न्यूक्लिक एसिड का जैविक संश्लेषण शामिल है। इन प्रतिक्रियाओं के कारण, कोशिकाओं में प्रवेश करने वाले सरल पदार्थ, एंजाइमों की भागीदारी के साथ, चयापचय प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं और शरीर के ही पदार्थ बन जाते हैं। उपचय घिसी-पिटी संरचनाओं के निरंतर नवीनीकरण का आधार बनाता है।
एनाबॉलिक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा की आपूर्ति कैटोबोलिक प्रतिक्रियाओं द्वारा की जाती है, जिसमें ऊर्जा जारी करने के लिए जटिल कार्बनिक पदार्थों के अणु टूट जाते हैं। अपचय के अंतिम उत्पाद पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, यूरिया, यूरिक एसिड आदि हैं। ये पदार्थ कोशिका में आगे जैविक ऑक्सीकरण के लिए उपलब्ध नहीं हैं और शरीर से निकाल दिए जाते हैं।
उपचय और अपचय की प्रक्रियाएँ अटूट रूप से जुड़ी हुई हैं। कैटोबोलिक प्रक्रियाएं उपचय के लिए ऊर्जा और प्रारंभिक सामग्री की आपूर्ति करती हैं। एनाबॉलिक प्रक्रियाएं संरचनाओं के निर्माण को सुनिश्चित करती हैं जो मरने वाली कोशिकाओं की बहाली की ओर जाती हैं, शरीर की विकास प्रक्रियाओं के संबंध में नए ऊतकों का निर्माण करती हैं; कोशिका कार्यप्रणाली के लिए आवश्यक हार्मोन, एंजाइम और अन्य यौगिकों का संश्लेषण प्रदान करना; कैटोबोलिक प्रतिक्रियाओं के लिए टूटने के लिए मैक्रोमोलेक्यूल्स की आपूर्ति करें।
सभी चयापचय प्रक्रियाएं एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित और नियंत्रित होती हैं। एंजाइम जैविक उत्प्रेरक हैं जो शरीर की कोशिकाओं में प्रतिक्रियाएं "शुरू" करते हैं।
3. चयापचय के रूप
प्रोटीन चयापचय. चयापचय में प्रोटीन की भूमिका. प्रोटीन चयापचय में एक विशेष स्थान रखते हैं। वे साइटोप्लाज्म, हीमोग्लोबिन, रक्त प्लाज्मा, कई हार्मोन, प्रतिरक्षा निकायों का हिस्सा हैं, शरीर के जल-नमक वातावरण की स्थिरता बनाए रखते हैं और इसके विकास को सुनिश्चित करते हैं। एंजाइम जो चयापचय के सभी चरणों में आवश्यक रूप से शामिल होते हैं, प्रोटीन होते हैं।
खाद्य प्रोटीन का जैविक मूल्य। शरीर के प्रोटीन के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले अमीनो एसिड असमान हैं। कुछ अमीनो एसिड (ल्यूसीन, मेथिओनिन, फेनिलएलनिन, आदि) शरीर के लिए आवश्यक हैं। यदि भोजन में एक आवश्यक अमीनो एसिड गायब है, तो शरीर में प्रोटीन संश्लेषण गंभीर रूप से बाधित हो जाता है। अमीनो एसिड जिन्हें दूसरों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है या चयापचय के दौरान शरीर में ही संश्लेषित किया जा सकता है, गैर-आवश्यक कहलाते हैं।
खाद्य प्रोटीन जिनमें शरीर में सामान्य प्रोटीन संश्लेषण के लिए अमीनो एसिड का संपूर्ण आवश्यक सेट होता है, पूर्ण कहलाते हैं। इनमें मुख्य रूप से पशु प्रोटीन शामिल हैं। ऐसे खाद्य प्रोटीन जिनमें शरीर में प्रोटीन संश्लेषण के लिए आवश्यक सभी अमीनो एसिड नहीं होते हैं, अपूर्ण कहलाते हैं (उदाहरण के लिए, जिलेटिन, मकई प्रोटीन, गेहूं प्रोटीन)। सबसे अधिक जैविक मूल्य अंडे, मांस, दूध और मछली के प्रोटीन में पाया जाता है। मिश्रित आहार के साथ, जब भोजन में पशु और पौधों की उत्पत्ति के उत्पाद होते हैं, तो प्रोटीन संश्लेषण के लिए आवश्यक अमीनो एसिड का सेट आमतौर पर शरीर में पहुंचाया जाता है।
बढ़ते जीव के लिए सभी आवश्यक अमीनो एसिड की आपूर्ति विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, भोजन में अमीनो एसिड लाइसिन की अनुपस्थिति से बच्चे का विकास रुक जाता है और उसकी मांसपेशी प्रणाली कमजोर हो जाती है। वेलिन की कमी से बच्चों में वेस्टिबुलर विकार हो जाते हैं।
पोषक तत्वों में से, केवल प्रोटीन में नाइट्रोजन होता है, इसलिए प्रोटीन पोषण के मात्रात्मक पक्ष का अंदाजा नाइट्रोजन संतुलन से लगाया जा सकता है। नाइट्रोजन संतुलन दिन के दौरान भोजन से प्राप्त नाइट्रोजन की मात्रा और दिन के दौरान मूत्र और मल के माध्यम से शरीर से उत्सर्जित नाइट्रोजन का अनुपात है। औसतन, प्रोटीन में 16% नाइट्रोजन होता है, यानी 6.25 ग्राम प्रोटीन में 1 ग्राम नाइट्रोजन होता है। अवशोषित नाइट्रोजन की मात्रा को 6.25 से गुणा करके, आप शरीर द्वारा प्राप्त प्रोटीन की मात्रा निर्धारित कर सकते हैं।
एक वयस्क में, नाइट्रोजन संतुलन आमतौर पर देखा जाता है - भोजन के साथ पेश की गई और उत्सर्जित उत्पादों के साथ उत्सर्जित नाइट्रोजन की मात्रा मेल खाती है। जब शरीर से उत्सर्जित होने की तुलना में अधिक नाइट्रोजन भोजन से शरीर में प्रवेश करती है, तो हम सकारात्मक नाइट्रोजन संतुलन की बात करते हैं। यह संतुलन बच्चों में विकास के दौरान, गर्भावस्था के दौरान और भारी शारीरिक गतिविधि के दौरान शरीर के वजन में वृद्धि के कारण देखा जाता है। नकारात्मक संतुलन की विशेषता यह है कि डाली गई नाइट्रोजन की मात्रा हटाए गए नाइट्रोजन की मात्रा से कम है। यह प्रोटीन भुखमरी या गंभीर बीमारी के दौरान हो सकता है।
बच्चों में प्रोटीन चयापचय की विशेषताएं। बच्चे के शरीर में नई कोशिकाओं और ऊतकों के विकास और निर्माण की गहन प्रक्रियाएँ होती हैं। एक बच्चे के शरीर को प्रोटीन की आवश्यकता एक वयस्क की तुलना में अधिक होती है। विकास प्रक्रिया जितनी तीव्र होगी, प्रोटीन की आवश्यकता उतनी ही अधिक होगी।
बच्चों में, एक सकारात्मक नाइट्रोजन संतुलन तब देखा जाता है जब प्रोटीन खाद्य पदार्थों के साथ पेश की गई नाइट्रोजन की मात्रा मूत्र में उत्सर्जित नाइट्रोजन की मात्रा से अधिक हो जाती है, जो बढ़ते शरीर की प्रोटीन की आवश्यकता को सुनिश्चित करती है। जीवन के पहले वर्ष में एक बच्चे के शरीर के वजन के प्रति 1 किलो प्रोटीन की दैनिक आवश्यकता 4-5 ग्राम है, 1 से 3 साल तक - 4-4.5 ग्राम, 6 से 10 साल तक - 2.5-3 ग्राम, 12 साल से अधिक - 2-2.5 ग्राम, वयस्कों में - 1.5-1.8 ग्राम। इससे यह पता चलता है कि, उम्र और शरीर के वजन के आधार पर, 1 से 4 साल के बच्चों को प्रति दिन 30-50 ग्राम प्रोटीन मिलना चाहिए, 4 से 7 साल तक - लगभग 70 ग्राम, 7 साल से - 75-80 ग्राम। इन संकेतकों पर, नाइट्रोजन शरीर में यथासंभव बरकरार रहती है। प्रोटीन शरीर में आरक्षित रूप से संग्रहीत नहीं होते हैं, इसलिए यदि आप उन्हें शरीर की आवश्यकता से अधिक भोजन के साथ देते हैं, तो नाइट्रोजन प्रतिधारण में वृद्धि और प्रोटीन संश्लेषण में वृद्धि नहीं होगी। भोजन में बहुत कम प्रोटीन बच्चे की भूख में कमी का कारण बनता है, एसिड-बेस संतुलन को बाधित करता है, और मूत्र और मल में नाइट्रोजन के उत्सर्जन को बढ़ाता है। बच्चे को सभी आवश्यक अमीनो एसिड के सेट के साथ प्रोटीन की इष्टतम मात्रा दी जानी चाहिए, और यह महत्वपूर्ण है कि बच्चे के भोजन में प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट की मात्रा का अनुपात 1:1:3 हो; इन परिस्थितियों में, नाइट्रोजन शरीर में यथासंभव बरकरार रहती है।
जन्म के बाद पहले दिनों में, नाइट्रोजन मूत्र की दैनिक मात्रा का 6-7% बनाता है। उम्र के साथ, मूत्र में इसकी सापेक्ष सामग्री कम हो जाती है।
वसा के चयापचय। शरीर में वसा का महत्व. पाचन तंत्र में भोजन से प्राप्त वसा ग्लिसरॉल और फैटी एसिड में टूट जाती है, जो मुख्य रूप से लसीका में और केवल आंशिक रूप से रक्त में अवशोषित होती हैं। लसीका और संचार प्रणालियों के माध्यम से, वसा वसा ऊतकों में प्रवेश करती है। चमड़े के नीचे के ऊतकों में, कुछ आंतरिक अंगों (उदाहरण के लिए, गुर्दे) के आसपास, साथ ही यकृत और मांसपेशियों में बहुत अधिक वसा होती है। वसा कोशिकाओं (साइटोप्लाज्म, नाभिक, कोशिका झिल्ली) का हिस्सा हैं, जहां उनकी मात्रा स्थिर होती है। वसा का संचय अन्य कार्य भी कर सकता है। उदाहरण के लिए, चमड़े के नीचे की वसा बढ़ी हुई गर्मी हस्तांतरण को रोकती है, पेरिनेफ्रिक वसा गुर्दे को चोट आदि से बचाती है।
वसा का उपयोग शरीर द्वारा ऊर्जा के समृद्ध स्रोत के रूप में किया जाता है। शरीर में 1 ग्राम वसा के टूटने पर, समान मात्रा में प्रोटीन या कार्बोहाइड्रेट के टूटने की तुलना में दो गुना अधिक ऊर्जा निकलती है। भोजन में वसा की कमी केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और प्रजनन अंगों की गतिविधि को बाधित करती है और विभिन्न रोगों के प्रति सहनशक्ति कम कर देती है।
शरीर में वसा का संश्लेषण न केवल ग्लिसरॉल और फैटी एसिड से होता है, बल्कि प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट के चयापचय उत्पादों से भी होता है। असंतृप्त वसीय अम्लों का मुख्य स्रोत वनस्पति तेल हैं। उनमें से अधिकांश अलसी और भांग के तेल में होते हैं, लेकिन सूरजमुखी के तेल में बहुत अधिक लिनोलिक एसिड होता है।
वसा से शरीर को उनमें घुलनशील विटामिन (ए, डी, ई, आदि) प्राप्त होते हैं, जो मनुष्यों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।
प्रति दिन 1 किलो वयस्क वजन के लिए, भोजन से 1.25 ग्राम वसा (प्रति दिन 80-100 ग्राम) की आपूर्ति की जानी चाहिए।
वसा चयापचय के अंतिम उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड और पानी हैं।
बच्चों में वसा चयापचय की विशेषताएं। बच्चे के शरीर में, जीवन के पहले छह महीनों से, वसा लगभग 50% ऊर्जा आवश्यकता को पूरा करती है। वसा के बिना सामान्य और विशिष्ट प्रतिरक्षा विकसित करना असंभव है। बच्चों में वसा चयापचय अस्थिर है; यदि भोजन में कार्बोहाइड्रेट की कमी है या अधिक सेवन के साथ, वसा डिपो जल्दी समाप्त हो जाता है।
बच्चों में वसा का अवशोषण तीव्र होता है। स्तनपान कराने पर, 90% तक दूध वसा अवशोषित हो जाती है, कृत्रिम होने पर - 85-90%। बड़े बच्चों में वसा 95-97% तक अवशोषित होती है।
वसा के अधिक संपूर्ण उपयोग के लिए, बच्चों के भोजन में कार्बोहाइड्रेट मौजूद होना चाहिए, क्योंकि जब आहार में उनकी कमी होती है, तो वसा का अधूरा ऑक्सीकरण होता है और रक्त में अम्लीय चयापचय उत्पाद जमा हो जाते हैं।
प्रति 1 किलोग्राम वजन के हिसाब से शरीर को वसा की आवश्यकता जितनी अधिक होती है, बच्चे की उम्र उतनी ही कम होती है। उम्र के साथ, बच्चों के सामान्य विकास के लिए आवश्यक वसा की पूर्ण मात्रा बढ़ जाती है। 1 से 3 साल तक, वसा की दैनिक आवश्यकता 32.7 ग्राम, 4 से 7 साल तक - 39.2 ग्राम, 8 से 13 साल तक - 38.4 ग्राम है।
कार्बोहाइड्रेट चयापचय।
कार्बोहाइड्रेट ऊर्जा का मुख्य स्रोत हैं, खासकर गहन मांसपेशियों के काम के दौरान। वयस्कों में, शरीर को अपनी आधी से अधिक ऊर्जा कार्बोहाइड्रेट से प्राप्त होती है। ऊर्जा की रिहाई के साथ कार्बोहाइड्रेट का टूटना ऑक्सीजन मुक्त स्थितियों और ऑक्सीजन की उपस्थिति दोनों में हो सकता है। कार्बोहाइड्रेट चयापचय के अंतिम उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड और पानी हैं। कार्बोहाइड्रेट में जल्दी टूटने और ऑक्सीकरण करने की क्षमता होती है। अत्यधिक थकान या भारी शारीरिक परिश्रम की स्थिति में कुछ ग्राम चीनी लेने से शरीर की स्थिति में सुधार होता है।
रक्त में ग्लूकोज की मात्रा अपेक्षाकृत स्थिर स्तर (लगभग 110 मिलीग्राम%) पर बनी रहती है। ग्लूकोज के स्तर में कमी से शरीर के तापमान में कमी, तंत्रिका तंत्र में व्यवधान और थकान होती है। रक्त शर्करा के स्तर को स्थिर बनाए रखने में लीवर एक बड़ी भूमिका निभाता है। ग्लूकोज की मात्रा में वृद्धि से आरक्षित पशु स्टार्च - ग्लाइकोजन के रूप में यकृत में इसका जमाव होता है, जो रक्त शर्करा का स्तर कम होने पर यकृत द्वारा एकत्रित होता है। ग्लाइकोजन न केवल यकृत में, बल्कि मांसपेशियों में भी बनता है, जहां यह 1-2% तक जमा हो सकता है। यकृत में ग्लाइकोजन का भंडार 150 ग्राम तक पहुंच जाता है। उपवास और मांसपेशियों के काम के दौरान, ये भंडार समाप्त हो जाते हैं।
शरीर के लिए ग्लूकोज का महत्व ऊर्जा स्रोत के रूप में इसकी भूमिका तक सीमित नहीं है। यह साइटोप्लाज्म का हिस्सा है और इसलिए नई कोशिकाओं के निर्माण के लिए आवश्यक है, खासकर विकास अवधि के दौरान। कार्बोहाइड्रेट भी न्यूक्लिक एसिड का हिस्सा हैं।
केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में चयापचय में कार्बोहाइड्रेट भी महत्वपूर्ण हैं। रक्त में शर्करा की मात्रा में तेज कमी के साथ, तंत्रिका तंत्र की गतिविधि में गंभीर गड़बड़ी देखी जाती है। आक्षेप, प्रलाप, चेतना की हानि और हृदय गतिविधि में परिवर्तन होते हैं। यदि ऐसे व्यक्ति को रक्त में ग्लूकोज दिया जाए या नियमित रूप से चीनी खाने को दी जाए तो कुछ समय बाद ये गंभीर लक्षण गायब हो जाते हैं।
भोजन से अनुपस्थित होने पर भी चीनी रक्त से पूरी तरह से गायब नहीं होती है, क्योंकि शरीर में कार्बोहाइड्रेट प्रोटीन और वसा से बन सकते हैं।
विभिन्न अंगों की ग्लूकोज़ आवश्यकता एक समान नहीं होती है। मस्तिष्क आपूर्ति किए गए ग्लूकोज का 12%, आंतें - 9%, मांसपेशियां - 7%, गुर्दे - 5% तक बरकरार रखता है। प्लीहा और फेफड़े इसे लगभग बिल्कुल भी बरकरार नहीं रखते हैं।
बच्चों में कार्बोहाइड्रेट का चयापचय। बच्चों में, कार्बोहाइड्रेट चयापचय बहुत तीव्रता से होता है, जिसे बच्चों के शरीर में चयापचय के उच्च स्तर द्वारा समझाया जाता है। एक बच्चे के शरीर में कार्बोहाइड्रेट न केवल ऊर्जा के मुख्य स्रोत के रूप में काम करते हैं, बल्कि कोशिका झिल्ली और संयोजी ऊतक पदार्थों के निर्माण में भी महत्वपूर्ण प्लास्टिक भूमिका निभाते हैं। कार्बोहाइड्रेट प्रोटीन और वसा चयापचय के अम्लीय उत्पादों के ऑक्सीकरण में भी भाग लेते हैं, जो शरीर में एसिड-बेस संतुलन बनाए रखने में मदद करता है।
बच्चे के शरीर के गहन विकास के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में प्लास्टिक सामग्री - प्रोटीन और वसा की आवश्यकता होती है, इसलिए प्रोटीन और वसा से बच्चों में कार्बोहाइड्रेट का निर्माण सीमित होता है। बच्चों में कार्बोहाइड्रेट की दैनिक आवश्यकता अधिक होती है और शैशवावस्था में शरीर के वजन के प्रति 1 किलोग्राम 10-12 ग्राम होती है। बाद के वर्षों में, कार्बोहाइड्रेट की आवश्यक मात्रा शरीर के वजन के प्रति 1 किलो 8-9 से 12-15 ग्राम तक होती है। 1 से 3 वर्ष की आयु के बच्चे को भोजन के साथ प्रति दिन औसतन 193 ग्राम कार्बोहाइड्रेट दिया जाना चाहिए, 4 से 7 वर्ष तक - 287 ग्राम, 9 से 13 वर्ष तक - 370 ग्राम, 14 से 17 वर्ष तक - 470 ग्राम, के लिए एक वयस्क - 500 ग्राम
बच्चों का शरीर वयस्कों की तुलना में कार्बोहाइड्रेट को बेहतर तरीके से अवशोषित करता है (शिशुओं में - 98-99%)। सामान्य तौर पर, बच्चे वयस्कों की तुलना में उच्च रक्त शर्करा के स्तर के प्रति अपेक्षाकृत अधिक सहनशील होते हैं। वयस्कों में, ग्लूकोज मूत्र में दिखाई देता है यदि यह शरीर के वजन के प्रति 1 किलोग्राम 2.5-3 ग्राम है, और बच्चों में यह केवल तब होता है जब शरीर के वजन के प्रति 1 किलोग्राम 8-12 ग्राम ग्लूकोज प्राप्त होता है। भोजन के साथ थोड़ी मात्रा में कार्बोहाइड्रेट लेने से बच्चों का रक्त शर्करा दोगुना हो सकता है, लेकिन 1 घंटे के बाद रक्त शर्करा का स्तर कम होने लगता है और 2 घंटे के बाद यह पूरी तरह से सामान्य हो जाता है।
जल और खनिज चयापचय. विटामिन. जल एवं खनिज लवणों का महत्व. शरीर में पदार्थों के सभी परिवर्तन जलीय वातावरण में होते हैं। पानी शरीर में प्रवेश करने वाले पोषक तत्वों को घोलता है और घुले हुए पदार्थों को बाहर निकालता है। खनिजों के साथ मिलकर यह कोशिकाओं के निर्माण और कई चयापचय प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है। पानी शरीर के तापमान के नियमन में शामिल होता है: वाष्पित होकर, यह शरीर को ठंडा करता है, इसे ज़्यादा गरम होने से बचाता है।
पानी और खनिज लवण मुख्य रूप से शरीर के आंतरिक वातावरण का निर्माण करते हैं, जो रक्त प्लाज्मा, लसीका और ऊतक द्रव का मुख्य घटक होते हैं। रक्त के तरल भाग में घुले कुछ लवण रक्त में गैसों के स्थानांतरण में शामिल होते हैं।
पानी और खनिज लवण पाचक रसों का हिस्सा हैं, जो पाचन प्रक्रियाओं के लिए उनके महत्व को निर्धारित करते हैं। और यद्यपि न तो पानी और न ही खनिज लवण शरीर में ऊर्जा के स्रोत हैं, उनका सामान्य सेवन और शरीर से निष्कासन इसके सामान्य कामकाज के लिए एक शर्त है। एक वयस्क में पानी शरीर के वजन का लगभग 65% होता है, बच्चों में - लगभग 80%।
शरीर में पानी की कमी होने से बहुत गंभीर विकार हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, शिशुओं में अपच के मामले में, निर्जलीकरण एक बड़ा खतरा पैदा करता है; इसमें ऐंठन और चेतना की हानि शामिल है। किसी व्यक्ति को कई दिनों तक पानी से वंचित रखना घातक है।
जल विनिमय. पाचन तंत्र से पानी को अवशोषित करके शरीर में लगातार पानी की पूर्ति होती रहती है। एक व्यक्ति को सामान्य आहार और सामान्य परिवेश तापमान के साथ प्रतिदिन 2-2.5 लीटर पानी की आवश्यकता होती है। पानी की यह मात्रा निम्नलिखित स्रोतों से आती है: पीते समय खपत किया गया पानी (लगभग 1 लीटर); भोजन में निहित पानी (लगभग 1 लीटर); पानी, जो शरीर में प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट (300-350 घन सेमी) के चयापचय के दौरान बनता है।
शरीर से पानी निकालने वाले मुख्य अंग गुर्दे, पसीने की ग्रंथियां, फेफड़े और आंतें हैं। गुर्दे प्रतिदिन शरीर से मूत्र के माध्यम से 1.2-1.5 लीटर पानी निकाल देते हैं। पसीने की ग्रंथियाँ त्वचा के माध्यम से 500-700 क्यूबिक मीटर पसीने के रूप में निकाल देती हैं। प्रति दिन सेमी पानी। सामान्य तापमान और वायु आर्द्रता प्रति 1 वर्ग मीटर पर। त्वचा के सेमी, हर 10 मिनट में लगभग 1 मिलीग्राम पानी निकलता है। फेफड़े 350 घन मीटर जलवाष्प निकाल देते हैं। पानी का सेमी; सांस के गहराने और तेज होने के साथ यह मात्रा तेजी से बढ़ती है और फिर प्रति दिन 700-800 क्यूबिक मीटर बाहर निकल सकती है। पानी का सेमी. प्रति दिन 100-150 क्यूबिक मीटर मल के साथ आंतों के माध्यम से उत्सर्जित होता है। पानी का सेमी; जब आंतों की गतिविधि बाधित होती है, तो अधिक पानी उत्सर्जित हो सकता है, जिससे शरीर में पानी की कमी हो जाती है।
शरीर के सामान्य कामकाज के लिए यह महत्वपूर्ण है कि शरीर में पानी का सेवन इसकी खपत को पूरी तरह से कवर कर दे। यदि शरीर में प्रवेश करने से अधिक पानी शरीर से बाहर निकाल दिया जाए तो प्यास की अनुभूति होती है। उपभोग किए गए पानी की मात्रा और छोड़े गए पानी की मात्रा का अनुपात जल संतुलन है।
एक बच्चे के शरीर में, बाह्य कोशिकीय जल प्रबल होता है, इससे बच्चों में अधिक जल-विश्लेषण क्षमता होती है, यानी जल्दी से पानी खोने और जल्दी से पानी जमा करने की क्षमता। शरीर के वजन के प्रति 1 किलो पानी की आवश्यकता उम्र के साथ कम हो जाती है, और इसकी पूर्ण मात्रा बढ़ जाती है। तीन महीने के बच्चे को प्रति 1 किलो वजन के हिसाब से 150-170 ग्राम पानी की जरूरत होती है, 2 साल की उम्र में - 95 ग्राम, 12-13 साल की उम्र में - 45 ग्राम। एक साल के बच्चे के लिए पानी की दैनिक आवश्यकता बच्चे का वजन 800 मिली, 4 साल की उम्र में - 950-1000 मिली, 5-6 साल की उम्र में - 1200 मिली, 7-10 साल की उम्र में - 1350 मिली, 11-14 साल की उम्र में - 1500 मिली।
बच्चों की वृद्धि एवं विकास की प्रक्रिया में खनिज लवणों का महत्व। खनिजों की उपस्थिति तंत्रिका तंत्र में उत्तेजना और चालकता की घटना से जुड़ी है। खनिज लवण शरीर के कई महत्वपूर्ण कार्य प्रदान करते हैं, जैसे हड्डियों, तंत्रिका तत्वों, मांसपेशियों की वृद्धि और विकास; रक्त प्रतिक्रिया (पीएच) निर्धारित करें, हृदय और तंत्रिका तंत्र के सामान्य कामकाज में योगदान दें; हीमोग्लोबिन (आयरन), गैस्ट्रिक जूस के हाइड्रोक्लोरिक एसिड (क्लोरीन) के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है; एक निश्चित आसमाटिक दबाव बनाए रखें।
नवजात शिशु में, खनिज शरीर के वजन का 2.55% बनाते हैं, एक वयस्क में - 5%। मिश्रित आहार के साथ, एक वयस्क को भोजन से पर्याप्त मात्रा में सभी आवश्यक खनिज प्राप्त होते हैं, और खाना पकाने के दौरान मानव भोजन में केवल टेबल नमक मिलाया जाता है। बढ़ते बच्चे के शरीर को विशेष रूप से कई खनिजों की अतिरिक्त आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
खनिजों का बाल विकास पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। कैल्शियम और फॉस्फोरस का चयापचय हड्डियों के विकास, उपास्थि के जमने के समय और शरीर में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की स्थिति से जुड़ा होता है। कैल्शियम शरीर में तंत्रिका तंत्र की उत्तेजना, मांसपेशियों की सिकुड़न, रक्त के थक्के जमने, प्रोटीन और वसा के चयापचय को प्रभावित करता है। फास्फोरस की आवश्यकता न केवल हड्डी के ऊतकों की वृद्धि के लिए, बल्कि तंत्रिका तंत्र, अधिकांश ग्रंथियों और अन्य अंगों के सामान्य कामकाज के लिए भी होती है। आयरन रक्त हीमोग्लोबिन का हिस्सा है।
बच्चे के जीवन के पहले वर्ष में कैल्शियम की सबसे अधिक आवश्यकता देखी जाती है; इस उम्र में यह जीवन के दूसरे वर्ष की तुलना में आठ गुना अधिक और तीसरे वर्ष की तुलना में 13 गुना अधिक है; फिर कैल्शियम की आवश्यकता कम हो जाती है, यौवन के दौरान थोड़ी बढ़ जाती है। स्कूली बच्चों के लिए, कैल्शियम की दैनिक आवश्यकता 0.68-2.36 ग्राम है, फास्फोरस के लिए - 1.5-4.0 ग्राम। पूर्वस्कूली बच्चों के लिए कैल्शियम और फास्फोरस लवण की एकाग्रता के बीच इष्टतम अनुपात 1:1 है, 8-10 वर्ष की आयु में - 1:1.5, किशोरों और बड़े स्कूली बच्चों में - 1:2। ऐसे अनुपात के साथ, कंकाल का विकास सामान्य रूप से होता है। दूध में कैल्शियम और फास्फोरस लवण का आदर्श अनुपात होता है, इसलिए बच्चों के आहार में दूध को शामिल करना अनिवार्य है।
बच्चों में आयरन की आवश्यकता वयस्कों की तुलना में अधिक होती है: प्रति दिन शरीर के वजन के 1 किलो प्रति 1-1.2 मिलीग्राम (वयस्कों में - 0.9 मिलीग्राम)। बच्चों को प्रतिदिन 25-40 मिलीग्राम सोडियम, 12-30 मिलीग्राम पोटेशियम, 12-15 मिलीग्राम क्लोरीन मिलना चाहिए।
विटामिन. ये कार्बनिक यौगिक हैं जो शरीर के सामान्य कामकाज के लिए बिल्कुल आवश्यक हैं। विटामिन कई एंजाइमों का हिस्सा हैं, जो चयापचय में विटामिन की महत्वपूर्ण भूमिका की व्याख्या करता है। विटामिन हार्मोन की क्रिया में योगदान करते हैं, जिससे प्रतिकूल पर्यावरणीय प्रभावों (संक्रमण, उच्च और निम्न तापमान, आदि) के प्रति शरीर की प्रतिरोधक क्षमता बढ़ती है। वे चोट और सर्जरी के बाद विकास, ऊतक और कोशिका बहाली को प्रोत्साहित करने के लिए आवश्यक हैं।
एंजाइम और हार्मोन के विपरीत, अधिकांश विटामिन मानव शरीर में उत्पादित नहीं होते हैं। इनका मुख्य स्रोत सब्जियाँ, फल और जामुन हैं। दूध, मांस और मछली में भी विटामिन पाए जाते हैं। विटामिन की बहुत कम मात्रा में आवश्यकता होती है, लेकिन भोजन में उनकी कमी या अनुपस्थिति संबंधित एंजाइमों के गठन को बाधित करती है, जिससे रोग होते हैं - विटामिन की कमी।
सभी विटामिन दो बड़े समूहों में विभाजित हैं: ए) पानी में घुलनशील; बी) वसा में घुलनशील. पानी में घुलनशील विटामिन में विटामिन बी, विटामिन सी और पी का समूह शामिल है। वसा में घुलनशील विटामिन में विटामिन ए1 और ए2, डी, ई, के शामिल हैं।
विटामिन बी1 (थियामिन, एन्यूरिन) हेज़लनट्स, ब्राउन राइस, होलमील ब्रेड, जौ और दलिया में पाया जाता है, विशेष रूप से शराब बनाने वाले के खमीर और लीवर में। विटामिन की दैनिक आवश्यकता 7 वर्ष से कम उम्र के बच्चों में 1 मिलीग्राम, 7 से 14 वर्ष की आयु में 1.5 मिलीग्राम, 14 वर्ष की आयु में 2 मिलीग्राम और वयस्कों में 2-3 मिलीग्राम है।
भोजन में विटामिन बी1 के बिना बेरीबेरी रोग विकसित हो जाता है। रोगी की भूख कम हो जाती है, वह जल्दी थक जाता है और पैर की मांसपेशियों में धीरे-धीरे कमजोरी आने लगती है। फिर पैरों की मांसपेशियों में संवेदनशीलता का नुकसान होता है, श्रवण और ऑप्टिक तंत्रिकाओं को नुकसान होता है, मेडुला ऑबोंगटा और रीढ़ की हड्डी की कोशिकाएं मर जाती हैं, अंगों का पक्षाघात होता है, और समय पर उपचार के बिना - मृत्यु हो जाती है।
विटामिन बी2 (राइबोफ्लेविन)। मनुष्यों में, इस विटामिन की कमी का पहला संकेत त्वचा पर घाव (अक्सर होंठ क्षेत्र में) होता है। दरारें दिखाई देती हैं, गीली हो जाती हैं और गहरे रंग की परत से ढक जाती हैं। बाद में, आंखों और त्वचा को नुकसान पहुंचता है, साथ ही केराटाइनाइज्ड पपड़ी भी गिरने लगती है। भविष्य में, घातक एनीमिया, तंत्रिका तंत्र को नुकसान, रक्तचाप में अचानक गिरावट, आक्षेप और चेतना की हानि विकसित हो सकती है।
विटामिन बी2 ब्रेड, एक प्रकार का अनाज, दूध, अंडे, लीवर, मांस और टमाटर में पाया जाता है। इसकी दैनिक आवश्यकता 2-4 मिलीग्राम है।
विटामिन पीपी (निकोटिनमाइड) हरी सब्जियों, गाजर, आलू, मटर, खमीर, एक प्रकार का अनाज, राई और गेहूं की रोटी, दूध, मांस और यकृत में पाया जाता है। बच्चों में इसकी दैनिक आवश्यकता 15 मिलीग्राम है, वयस्कों में - 15-25 मिलीग्राम।
विटामिन की कमी आरआर के साथ, मुंह में जलन, अत्यधिक लार और दस्त का उल्लेख किया जाता है। जीभ लाल-लाल हो जाती है। बांहों, गर्दन और चेहरे पर लाल धब्बे दिखाई देते हैं। त्वचा खुरदरी और खुरदरी हो जाती है, इसीलिए इस बीमारी को पेलाग्रा (इतालवी पेले आगरा से - खुरदरी त्वचा) कहा जाता है। रोग के गंभीर मामलों में, याददाश्त कमजोर हो जाती है, मनोविकृति और मतिभ्रम विकसित होता है।
मनुष्यों में विटामिन बी12 (सायनोकोबालामिन) आंतों में संश्लेषित होता है। स्तनधारियों और मछलियों के गुर्दे, यकृत में पाया जाता है। इसकी कमी से, शरीर में लाल रक्त कोशिकाओं के खराब गठन से जुड़ा घातक एनीमिया विकसित हो जाता है।
विटामिन सी (एस्कॉर्बिक एसिड) प्रकृति में सब्जियों, फलों, पाइन सुइयों और यकृत में व्यापक रूप से वितरित होता है। साउरक्रोट में एस्कॉर्बिक एसिड अच्छी तरह से संरक्षित होता है। 100 ग्राम पाइन सुइयों में 250 मिलीग्राम विटामिन सी, 100 ग्राम गुलाब कूल्हों में 150 मिलीग्राम होता है। विटामिन सी की आवश्यकता प्रति दिन 50-100 मिलीग्राम है।
विटामिन सी की कमी से स्कर्वी रोग होता है। आमतौर पर यह बीमारी सामान्य अस्वस्थता और अवसाद से शुरू होती है। त्वचा गंदी भूरे रंग की हो जाती है, मसूड़ों से खून आने लगता है और दांत गिरने लगते हैं। शरीर पर रक्तस्राव के काले धब्बे दिखाई देते हैं, उनमें से कुछ में अल्सर हो जाता है और तेज दर्द होता है।
मानव शरीर में विटामिन ए (रेटिनॉल, एक्सेरोफथॉल) सामान्य प्राकृतिक वर्णक कैरोटीन से बनता है, जो ताजा गाजर, टमाटर, सलाद, खुबानी, मछली के तेल, मक्खन, यकृत, गुर्दे और अंडे की जर्दी में बड़ी मात्रा में पाया जाता है। बच्चों के लिए विटामिन ए की दैनिक आवश्यकता 1 मिलीग्राम है, वयस्कों के लिए - 2 मिलीग्राम।
विटामिन ए की कमी से बच्चों का विकास धीमा हो जाता है और "रतौंधी" यानी "रतौंधी" विकसित हो जाती है। मंद प्रकाश में दृश्य तीक्ष्णता में तेज गिरावट, जिससे गंभीर मामलों में पूर्ण लेकिन प्रतिवर्ती अंधापन हो सकता है।
बच्चों में सबसे आम बचपन की बीमारियों में से एक - रिकेट्स - को रोकने के लिए विटामिन डी (एर्गोकैल्सीफेरॉल) विशेष रूप से आवश्यक है। रिकेट्स के साथ, हड्डियों के निर्माण की प्रक्रिया बाधित हो जाती है, खोपड़ी की हड्डियाँ नरम और लचीली हो जाती हैं, और अंग मुड़े हुए हो जाते हैं। हाइपरट्रॉफाइड पार्श्विका और ललाट ट्यूबरकल खोपड़ी के नरम क्षेत्रों पर बनते हैं। सुस्त, पीला, अप्राकृतिक रूप से बड़ा सिर और छोटे धनुषाकार शरीर, बड़ा पेट, ऐसे बच्चे विकास में तेजी से मंद होते हैं।
ये सभी गंभीर विकार शरीर में विटामिन डी की अनुपस्थिति या कमी से जुड़े हैं, जो जर्दी, गाय के दूध और मछली के तेल में पाया जाता है।
मानव त्वचा में पराबैंगनी किरणों के प्रभाव में प्रोविटामिन एर्गोस्टेरॉल से विटामिन डी का निर्माण किया जा सकता है। मछली का तेल, धूप में रहना या कृत्रिम पराबैंगनी विकिरण रिकेट्स की रोकथाम और उपचार के साधन हैं।
4. ऊर्जा चयापचय की आयु संबंधी विशेषताएं
चयापचय जैविक भोजन कार्बोहाइड्रेट
पूर्ण आराम की स्थिति में भी, एक व्यक्ति एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा खर्च करता है: शरीर लगातार शारीरिक प्रक्रियाओं पर ऊर्जा खर्च करता है जो एक मिनट के लिए भी नहीं रुकती हैं। शरीर के लिए चयापचय और ऊर्जा व्यय के न्यूनतम स्तर को बेसल चयापचय कहा जाता है। बेसल चयापचय एक व्यक्ति में मांसपेशियों के आराम की स्थिति में निर्धारित होता है - लेटे हुए, खाली पेट पर, यानी खाने के 12-16 घंटे बाद, 18-20 डिग्री सेल्सियस (आराम तापमान) के परिवेश के तापमान पर। एक मध्यम आयु वर्ग के व्यक्ति में, बेसल चयापचय प्रति घंटे 1 किलोग्राम वजन पर 4187 J होता है। औसतन, यह प्रति दिन 7,140,000-7,560,000 J है। प्रत्येक व्यक्ति के लिए, बेसल चयापचय दर अपेक्षाकृत स्थिर होती है।
बच्चों में बेसल चयापचय की विशेषताएं। चूँकि बच्चों के शरीर की सतह प्रति इकाई द्रव्यमान एक वयस्क की तुलना में अपेक्षाकृत बड़ी होती है, इसलिए उनका बेसल चयापचय वयस्कों की तुलना में अधिक तीव्र होता है। बच्चों में भी प्रसार प्रक्रियाओं पर आत्मसात प्रक्रियाओं की महत्वपूर्ण प्रबलता होती है। बच्चा जितना छोटा होगा, विकास के लिए ऊर्जा की लागत उतनी ही अधिक होगी। इस प्रकार, 3 महीने की उम्र में वृद्धि से जुड़ी ऊर्जा खपत 36% है, 6 महीने की उम्र में - 26%, 9 महीने की उम्र में - भोजन के कुल ऊर्जा मूल्य का 21%।
एक वयस्क में प्रति 1 किलो वजन पर बेसल चयापचय 96,600 जे है। इस प्रकार, 8-10 वर्ष के बच्चों में, बेसल चयापचय वयस्कों की तुलना में दो या ढाई गुना अधिक है।
लड़कियों में बेसल चयापचय दर लड़कों की तुलना में थोड़ी कम होती है। यह अंतर जीवन के पहले वर्ष की दूसरी छमाही में ही दिखाई देने लगता है। लड़कों द्वारा किये जाने वाले कार्य में लड़कियों की तुलना में अधिक ऊर्जा की खपत होती है।
बेसल चयापचय दर का निर्धारण अक्सर नैदानिक मूल्य होता है। अत्यधिक थायरॉयड फ़ंक्शन और कुछ अन्य बीमारियों के साथ बेसल चयापचय बढ़ जाता है। यदि थायरॉइड ग्रंथि, पिट्यूटरी ग्रंथि, या गोनाड का कार्य अपर्याप्त है, तो बेसल चयापचय कम हो जाता है।
मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान ऊर्जा व्यय। मांसपेशियों का काम जितना कठिन होगा, व्यक्ति उतनी ही अधिक ऊर्जा खर्च करेगा। स्कूली बच्चों के लिए, स्कूल में एक पाठ और एक पाठ की तैयारी के लिए बेसल चयापचय ऊर्जा की तुलना में 20-50% अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
चलते समय, ऊर्जा व्यय बेसल चयापचय से 150-170% अधिक होता है। दौड़ते या सीढ़ियाँ चढ़ते समय, ऊर्जा की लागत बेसल चयापचय से 3-4 गुना अधिक हो जाती है।
शरीर को प्रशिक्षित करने से किए गए कार्य के लिए ऊर्जा की खपत काफी कम हो जाती है। यह काम में शामिल मांसपेशियों की संख्या में कमी के साथ-साथ श्वास और रक्त परिसंचरण में परिवर्तन के कारण होता है।
विभिन्न व्यवसायों के लोगों का ऊर्जा व्यय अलग-अलग होता है। मानसिक कार्य के दौरान ऊर्जा की लागत शारीरिक कार्य की तुलना में कम होती है। लड़कियों की तुलना में लड़कों का कुल दैनिक ऊर्जा व्यय अधिक होता है।
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चयापचय (चयापचय और ऊर्जा) कोशिकाओं और पूरे जीव में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के एक सेट के रूप में, जिसमें जटिल अणुओं और नए प्रोटोप्लाज्म (एनाबोलिज्म) का संश्लेषण और ऊर्जा की रिहाई (अपचय) के साथ अणुओं का टूटना शामिल है।
योजना।
व्याख्यान 17
विषय: "चयापचय की उम्र से संबंधित विशेषताएं"
12. चयापचय और ऊर्जा, इसकी आयु संबंधी विशेषताएं।
13. पोषक तत्व, उनकी संरचना, ऊर्जा मूल्य, पोषण मानक।
14. गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल रोगों की रोकथाम.
मेटाबोलिज्म उन परिवर्तनों के समूह को संदर्भित करता है जो पदार्थों के पाचन तंत्र में प्रवेश करने से लेकर शरीर से निकलने वाले अंतिम ब्रेकडाउन उत्पादों के निर्माण तक होते हैं। अर्थात्, मानव शरीर सहित सबसे आदिम से लेकर सबसे जटिल तक सभी जीवों में चयापचय ही जीवन का आधार है।
जीवन की प्रक्रिया में, शरीर में निरंतर परिवर्तन होते रहते हैं: कुछ कोशिकाएँ मर जाती हैं, अन्य उनकी जगह ले लेती हैं। एक वयस्क में, त्वचा की उपकला कोशिकाओं का 1/20 भाग और पाचन तंत्र की सभी उपकला कोशिकाओं का आधा हिस्सा, लगभग 25 ग्राम रक्त, आदि मर जाते हैं और 24 घंटों के भीतर बदल दिए जाते हैं।
विकास की प्रक्रिया के दौरान, शरीर की कोशिकाओं का नवीनीकरण तभी संभव है जब शरीर को लगातार ऑक्सीजन और पोषक तत्व मिलते रहते हैं, जो निर्माण सामग्री हैं जिनसे शरीर का निर्माण होता है। लेकिन शरीर की नई कोशिकाओं के निर्माण, उनके निरंतर नवीनीकरण के साथ-साथ व्यक्ति को किसी प्रकार के कार्य करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। मानव शरीर को यह ऊर्जा चयापचय प्रक्रियाओं (मेटाबॉलिज्म) में क्षय और ऑक्सीकरण के माध्यम से प्राप्त होती है। इसके अलावा, चयापचय प्रक्रियाएं (उपचय और अपचय) एक-दूसरे के साथ सूक्ष्मता से समन्वित होती हैं और एक निश्चित क्रम में होती हैं।
अंतर्गत उपचयसंश्लेषण प्रतिक्रियाओं के सेट को समझें। अंतर्गत अपचय- अपघटन प्रतिक्रियाओं का एक सेट. यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि ये दोनों प्रक्रियाएँ लगातार जुड़ी हुई हैं। कैटोबोलिक प्रक्रियाएं ऊर्जा और प्रारंभिक पदार्थों के साथ उपचय प्रदान करती हैं, और अनाबोलिक प्रक्रियाएं संरचनाओं का संश्लेषण, शरीर की विकास प्रक्रियाओं के संबंध में नए ऊतकों का निर्माण, जीवन के लिए आवश्यक हार्मोन और एंजाइमों का संश्लेषण प्रदान करती हैं।
व्यक्तिगत विकास के दौरान, सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तन चयापचय के एनाबॉलिक चरण और कुछ हद तक कैटोबोलिक चरण द्वारा अनुभव किए जाते हैं।
चयापचय के अनाबोलिक चरण में उनके कार्यात्मक महत्व के अनुसार, निम्नलिखित प्रकार के संश्लेषण प्रतिष्ठित हैं:
1) वृद्धि संश्लेषण - बढ़े हुए कोशिका विभाजन की अवधि के दौरान अंगों के प्रोटीन द्रव्यमान में वृद्धि, समग्र रूप से जीव की वृद्धि।
2) कार्यात्मक और सुरक्षात्मक संश्लेषण - अन्य अंगों और प्रणालियों के लिए प्रोटीन का निर्माण, उदाहरण के लिए, यकृत में रक्त प्लाज्मा प्रोटीन का संश्लेषण, पाचन तंत्र के एंजाइम और हार्मोन का निर्माण।
3) पुनर्जनन का संश्लेषण (पुनर्प्राप्ति) - चोट या कुपोषण के बाद पुनर्जीवित ऊतकों में प्रोटीन का संश्लेषण।
4) शरीर के स्थिरीकरण से जुड़े स्व-नवीकरण का संश्लेषण - आंतरिक वातावरण के घटकों की निरंतर पुनःपूर्ति जो विघटन के दौरान नष्ट हो जाते हैं।
ये सभी रूप व्यक्तिगत विकास के दौरान, असमान रूप से, कमजोर हो जाते हैं। इस मामले में, विकास संश्लेषण में विशेष रूप से महत्वपूर्ण परिवर्तन देखे जाते हैं। अंतर्गर्भाशयी अवधि में सबसे अधिक वृद्धि दर होती है। उदाहरण के लिए, एक मानव भ्रूण का वजन युग्मनज के वजन की तुलना में 1 बिलियन बढ़ जाता है। 20 मिलियन गुना, और 20 वर्षों की प्रगतिशील मानव वृद्धि में यह 20 गुना से अधिक नहीं बढ़ता है।
प्रसवोत्तर जीवन के दौरान, उपचय के स्तर में और गिरावट आती है।
एक विकासशील जीव में प्रोटीन चयापचय।विकास प्रक्रियाएं, जिसके मात्रात्मक संकेतक शरीर के वजन में वृद्धि और सकारात्मक नाइट्रोजन संतुलन का स्तर हैं, विकास का एक पक्ष हैं। इसका दूसरा पक्ष कोशिकाओं और ऊतकों का विभेदन है, जिसका जैव रासायनिक आधार एंजाइमेटिक, संरचनात्मक और कार्यात्मक प्रोटीन का संश्लेषण है।
प्रोटीन अमीनो एसिड से संश्लेषित होते हैं जो पाचन तंत्र से आते हैं। इसके अलावा, इन अमीनो एसिड को आवश्यक और गैर-आवश्यक में विभाजित किया गया है। यदि भोजन के साथ आवश्यक अमीनो एसिड (ल्यूसीन, मेथिओनिन और ट्रिप्टोफैन, आदि) की आपूर्ति नहीं की जाती है, तो शरीर में प्रोटीन संश्लेषण बाधित हो जाता है। बढ़ते जीव के लिए आवश्यक अमीनो एसिड की आपूर्ति विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, भोजन में लाइसिन की कमी से विकास मंदता, मांसपेशियों की प्रणाली का ह्रास होता है, और वेलिन की कमी से बच्चे में संतुलन संबंधी विकार हो जाते हैं।
भोजन में आवश्यक अमीनो एसिड की अनुपस्थिति में, उन्हें आवश्यक अमीनो एसिड से संश्लेषित किया जा सकता है (टायरोसिन को फेनिलएलनिन से संश्लेषित किया जा सकता है)।
और अंत में, जिन प्रोटीनों में अमीनो एसिड का संपूर्ण आवश्यक सेट होता है जो सामान्य संश्लेषण प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करता है उन्हें जैविक रूप से पूर्ण प्रोटीन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। एक ही प्रोटीन का जैविक मूल्य अलग-अलग लोगों के शरीर की स्थिति, आहार और उम्र के आधार पर भिन्न-भिन्न होता है।
एक बच्चे में प्रति 1 किलो वजन पर दैनिक प्रोटीन की आवश्यकता: 1 वर्ष में - 4.8 ग्राम, 1-3 वर्ष में - 4-4.5 ग्राम; 6-10 वर्ष - 2.5-3 ग्राम, 12 और अधिक - 2.5 ग्राम, वयस्क - 1.5-1.8 ग्राम। इसलिए, उम्र के आधार पर, 4 साल से कम उम्र के बच्चों को 50 ग्राम प्रोटीन, 7 साल तक - 70 ग्राम, मिलना चाहिए। 7 साल से - 80 ग्राम प्रति दिन।
शरीर में प्रवेश करने वाले और नष्ट होने वाले प्रोटीन की मात्रा को नाइट्रोजन संतुलन के मूल्य से आंका जाता है, अर्थात नाइट्रोजन की मात्रा का अनुपात जो भोजन के साथ शरीर में प्रवेश करता है और मूत्र, पसीने और अन्य स्राव के साथ शरीर से उत्सर्जित होता है। .
बच्चों में नाइट्रोजन बनाए रखने की क्षमता महत्वपूर्ण व्यक्तिगत उतार-चढ़ाव के अधीन है और प्रगतिशील विकास की पूरी अवधि के दौरान बनी रहती है।
एक नियम के रूप में, वयस्कों में आहार नाइट्रोजन को बनाए रखने की क्षमता नहीं होती है; उनका चयापचय नाइट्रोजन संतुलन की स्थिति में होता है। यह इंगित करता है कि प्रोटीन संश्लेषण की क्षमता लंबे समय तक बनी रहती है - इस प्रकार, शारीरिक गतिविधि के प्रभाव में, मांसपेशियों का द्रव्यमान बढ़ता है (सकारात्मक नाइट्रोजन संतुलन)।
स्थिर और प्रतिगामी विकास की अवधि के दौरान, अधिकतम वजन तक पहुंचने और विकास की समाप्ति पर, स्व-नवीकरण की प्रक्रियाएं मुख्य भूमिका निभाना शुरू कर देती हैं, जो पूरे जीवन में होती हैं और जो अन्य प्रकार के संश्लेषण की तुलना में बुढ़ापे में बहुत धीरे-धीरे खत्म हो जाती हैं। .
उम्र से संबंधित परिवर्तन न केवल प्रोटीन, बल्कि वसा और कार्बोहाइड्रेट चयापचय को भी प्रभावित करते हैं।
वसा और कार्बोहाइड्रेट चयापचय की आयु-संबंधित गतिशीलता।
शरीर में लिपिड - वसा, फॉस्फेटाइड्स और स्टेरोल्स की शारीरिक भूमिका यह है कि वे सेलुलर संरचनाओं (प्लास्टिक चयापचय) का हिस्सा हैं, और ऊर्जा के समृद्ध स्रोतों (ऊर्जा चयापचय) के रूप में भी उपयोग किए जाते हैं। शरीर में कार्बोहाइड्रेट ऊर्जा सामग्री के रूप में महत्वपूर्ण हैं।
उम्र के साथ, वसा और कार्बोहाइड्रेट चयापचय में परिवर्तन होता है। वसा वृद्धि और विभेदन की प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वसा जैसे पदार्थ विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं, मुख्यतः क्योंकि वे सभी प्रकार की कोशिका झिल्लियों के निर्माण के लिए, तंत्रिका तंत्र की रूपात्मक और कार्यात्मक परिपक्वता के लिए आवश्यक हैं। इसीलिए बचपन में इनकी बहुत आवश्यकता होती है। भोजन में कार्बोहाइड्रेट की कमी से बच्चों में वसा भंडार जल्दी ख़त्म हो जाते हैं। संश्लेषण की तीव्रता काफी हद तक पोषण की प्रकृति पर निर्भर करती है।
स्थिर और प्रतिगामी विकास के चरणों को एनाबॉलिक प्रक्रियाओं के एक अजीब पुनर्संरचना की विशेषता है: प्रोटीन संश्लेषण से वसा संश्लेषण तक एनाबॉलिज्म का एक स्विच, जो उम्र बढ़ने के दौरान चयापचय में उम्र से संबंधित परिवर्तनों की विशिष्ट विशेषताओं में से एक है।
कई अंगों में वसा संचय के प्रति उपचय का आयु-संबंधित पुनर्अभिविन्यास वसा को ऑक्सीकरण करने के लिए ऊतकों की क्षमता में कमी पर आधारित है, जिसके परिणामस्वरूप, फैटी एसिड संश्लेषण की निरंतर और यहां तक कि कम दर के साथ, शरीर होता है वसा से समृद्ध (इस प्रकार, दिन में 1-2 बार भोजन करने पर भी मोटापे का विकास देखा गया)। यह भी निर्विवाद है कि संश्लेषण प्रक्रियाओं के पुनर्रचना में, पोषण संबंधी कारकों और तंत्रिका विनियमन के अलावा, हार्मोनल स्पेक्ट्रम में परिवर्तन का बहुत महत्व है, विशेष रूप से सोमाटोट्रोपिक हार्मोन, थायराइड हार्मोन, इंसुलिन और स्टेरॉयड के गठन की दर में परिवर्तन। हार्मोन.
उम्र के साथ पुनर्गठन और कार्बोहाइड्रेट चयापचय।बच्चों में, कार्बोहाइड्रेट चयापचय अधिक तीव्रता के साथ होता है, जिसे उच्च चयापचय दर द्वारा समझाया जाता है। बचपन में, कार्बोहाइड्रेट न केवल एक ऊर्जा कार्य करते हैं, बल्कि एक प्लास्टिक कार्य भी करते हैं, जिससे कोशिका झिल्ली और संयोजी ऊतक पदार्थ बनते हैं। कार्बोहाइड्रेट प्रोटीन और वसा चयापचय उत्पादों के ऑक्सीकरण में भाग लेते हैं, जो शरीर में एसिड-बेस संतुलन बनाए रखने में मदद करता है। बच्चों में कार्बोहाइड्रेट की दैनिक आवश्यकता अधिक होती है और शैशवावस्था में शरीर के वजन के प्रति 1 किलोग्राम 10-12 ग्राम होती है। बाद के वर्षों में, 8-9 वर्ष की आयु में, यह शरीर के वजन के प्रति 1 किलोग्राम 12-15 ग्राम तक बढ़ जाता है। 1 से 3 साल तक, एक बच्चे को भोजन से प्रतिदिन लगभग 193 ग्राम कार्बोहाइड्रेट प्राप्त करने की आवश्यकता होती है, 4-7 वर्ष की आयु में - 287 ग्राम, 9-13 वर्ष की आयु में - 370 ग्राम, 14-17 वर्ष की आयु में - 470 ग्राम, और वयस्कों को - 500 ग्राम।
वयस्कों की तुलना में बच्चों के शरीर में कार्बोहाइड्रेट बेहतर अवशोषित होते हैं। कार्बोहाइड्रेट चयापचय में उम्र से संबंधित परिवर्तनों के महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक शुगर लोड परीक्षणों के दौरान ग्लूकोज के प्रशासन के कारण होने वाले हाइपरग्लेसेमिया को खत्म करने में लगने वाले समय में बुढ़ापे में तेज वृद्धि है।
शरीर में चयापचय का एक महत्वपूर्ण हिस्सा जल-नमक चयापचय है।
शरीर में पदार्थों का परिवर्तन जलीय वातावरण में होता है; खनिजों के साथ, पानी कोशिकाओं के निर्माण में भाग लेता है और सेलुलर रासायनिक प्रतिक्रियाओं में एक अभिकर्मक के रूप में कार्य करता है। पानी में घुले खनिज लवणों की सांद्रता रक्त और ऊतक द्रव के आसमाटिक दबाव को निर्धारित करती है, इस प्रकार अवशोषण और उत्सर्जन के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है। शरीर में पानी की मात्रा में परिवर्तन और शरीर के तरल पदार्थ और ऊतक संरचनाओं की नमक संरचना में बदलाव से कोलाइड्स की स्थिरता का उल्लंघन होता है, जिसके परिणामस्वरूप व्यक्तिगत कोशिकाओं और फिर पूरे शरीर की अपरिवर्तनीय क्षति और मृत्यु हो सकती है। इसीलिए पानी और खनिज संरचना की निरंतर मात्रा बनाए रखना सामान्य जीवन के लिए एक आवश्यक शर्त है।
प्रगतिशील विकास चरण में, पानी शरीर का वजन बनाने की प्रक्रियाओं में भाग लेता है। उदाहरण के लिए, यह ज्ञात है कि शरीर के वजन में 25 ग्राम की दैनिक वृद्धि में से 18 ग्राम पानी, 3 ग्राम प्रोटीन, 3 ग्राम वसा और 1 ग्राम खनिज लवण होते हैं। शरीर जितना छोटा होगा, दैनिक आवश्यकता उतनी ही अधिक होगी पानी। जीवन के पहले छह महीनों में, एक बच्चे की पानी की आवश्यकता प्रति 1 किलोग्राम वजन 110-125 ग्राम तक पहुंच जाती है, 2 साल तक यह घटकर 115-136 ग्राम हो जाती है, 6 साल में - 90-100 ग्राम, 18 साल में - 40-50 छ. बच्चे पानी को तेजी से खोने और जमा करने में भी सक्षम होते हैं।
व्यक्तिगत विकास का एक सामान्य पैटर्न सभी ऊतकों में पानी की कमी है। उम्र के साथ, ऊतकों में पानी का पुनर्वितरण होता है - अंतरकोशिकीय स्थानों में पानी की मात्रा बढ़ जाती है और अंतःकोशिकीय पानी की मात्रा कम हो जाती है।
कई खनिज लवणों का संतुलन उम्र पर निर्भर करता है। युवाओं में अधिकांश अकार्बनिक लवणों की मात्रा वयस्कों की तुलना में कम होती है। कैल्शियम और फास्फोरस के आदान-प्रदान का विशेष महत्व है। एक वर्ष से कम उम्र के बच्चों में इन तत्वों की आपूर्ति के लिए बढ़ती आवश्यकताओं को हड्डी के ऊतकों के बढ़ते गठन द्वारा समझाया गया है। लेकिन बुढ़ापे में ये तत्व कम महत्वपूर्ण नहीं हैं। इसलिए, वृद्ध लोगों को हड्डी के ऊतकों से इन तत्वों को बर्बाद होने से बचाने के लिए इन तत्वों (दूध, डेयरी उत्पाद) वाले खाद्य पदार्थों को अपने आहार में शामिल करने की आवश्यकता है। इसके विपरीत, उम्र के साथ अधिवृक्क ग्रंथियों में मिनरलोकॉर्टिकोइड्स के उत्पादन के कमजोर होने के कारण आहार में सोडियम क्लोराइड की मात्रा कम की जानी चाहिए।
शरीर में ऊर्जा परिवर्तन का एक महत्वपूर्ण संकेतक ओ है मुख्य विनिमय.
बेसल चयापचय की आयु गतिशीलता
बेसल चयापचय दर को सख्ती से स्थिर परिस्थितियों में शरीर के लिए चयापचय और ऊर्जा व्यय के न्यूनतम स्तर के रूप में समझा जाता है: भोजन से 14-16 घंटे पहले, 8-20 सी के तापमान पर मांसपेशियों के आराम की स्थिति में लेटने की स्थिति में। एक मध्यम आयु वर्ग के व्यक्ति में, बेसल चयापचय दर 4187 जे प्रति 1 किलोग्राम द्रव्यमान प्रति 1 घंटा है। औसतन, यह प्रति दिन 7-7.6 एमजे है। इसके अलावा, प्रत्येक व्यक्ति के लिए बेसल चयापचय दर अपेक्षाकृत स्थिर होती है।
बच्चों में बेसल चयापचय वयस्कों की तुलना में अधिक तीव्र होता है, क्योंकि उनके शरीर की प्रति इकाई द्रव्यमान की सतह अपेक्षाकृत बड़ी होती है, और आत्मसात करने के बजाय विघटन की प्रक्रियाएं प्रबल होती हैं। बच्चा जितना छोटा होगा, विकास के लिए ऊर्जा की लागत उतनी ही अधिक होगी। तो 3 महीने की उम्र में विकास से जुड़ा ऊर्जा व्यय 6 महीने की उम्र में 36% है। - 26%, 9 महीने। - भोजन के कुल ऊर्जा मूल्य का 21%।
वृद्धावस्था (प्रतिगामी विकास का चरण) में, शरीर के वजन में कमी देखी जाती है, साथ ही मानव शरीर के रैखिक आयामों में भी कमी आती है, और बेसल चयापचय कम मूल्यों तक गिर जाता है। इसके अलावा, विभिन्न शोधकर्ताओं के अनुसार, इस उम्र में बेसल चयापचय में कमी की डिग्री इस बात से संबंधित है कि वृद्ध लोगों में कमजोरी और प्रदर्शन में कमी के लक्षण किस हद तक व्यक्त किए जाते हैं।
बेसल चयापचय के स्तर में लिंग अंतर के लिए, उन्हें 6-8 महीनों से ओटोजेनेसिस में पता लगाया जाता है। वहीं, लड़कों में बेसल मेटाबॉलिक रेट लड़कियों की तुलना में अधिक होता है। ऐसे रिश्ते युवावस्था के दौरान बने रहते हैं, और बुढ़ापे में वे सहज हो जाते हैं।
ओटोजेनेसिस में, न केवल ऊर्जा चयापचय का औसत मूल्य भिन्न होता है, बल्कि तीव्र परिस्थितियों में इस स्तर को बढ़ाने की संभावनाएं भी, उदाहरण के लिए, मांसपेशी गतिविधि, महत्वपूर्ण रूप से बदलती हैं।
बचपन में, मस्कुलोस्केलेटल, हृदय और श्वसन प्रणालियों की अपर्याप्त कार्यात्मक परिपक्वता शारीरिक गतिविधि के दौरान ऊर्जा चयापचय प्रतिक्रिया की अनुकूली क्षमताओं को सीमित कर देती है। वयस्कता में, अनुकूली क्षमता, साथ ही मांसपेशियों की ताकत, अपने अधिकतम तक पहुंच जाती है। वृद्धावस्था में, तनाव के तहत श्वसन और ऊर्जा विनिमय के स्तर में प्रतिपूरक वृद्धि की संभावनाएं फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता में कमी, ऊतकों द्वारा ऑक्सीजन के उपयोग के गुणांक और कार्यों में कमी के कारण समाप्त हो जाती हैं। हृदय प्रणाली।
जीव की संरचनात्मक विशेषताओं को दर्शाने वाले मापदंडों पर ऊर्जा उत्पादन की निर्भरता स्थापित करने के लिए विभिन्न धारणाएँ बनाई गई हैं और विभिन्न गणितीय अभिव्यक्तियाँ प्रस्तावित की गई हैं। इस प्रकार, रूबनेर का मानना था कि चयापचय में उम्र से संबंधित परिवर्तन उम्र के साथ शरीर की सापेक्ष सतह के आकार में कमी का परिणाम हैं।
बुढ़ापे में उपचर्म वसा के संचय और इस उम्र में त्वचा के तापमान में कमी से चयापचय प्रक्रियाओं में गिरावट को समझाने का प्रयास किया गया था।
उल्लेखनीय वे कार्य हैं जिनमें थर्मोरेग्यूलेशन तंत्र के निर्माण और उसमें कंकाल की मांसपेशियों की भागीदारी के संबंध में ऊर्जा चयापचय में परिवर्तन पर विचार किया जाता है (मैग्नस, 1899; अर्शावस्की, 1966-71)।
जीवन के पहले वर्ष के दौरान वेगस तंत्रिका केंद्र की अपर्याप्त गतिविधि के साथ कंकाल की मांसपेशी टोन में वृद्धि ऊर्जा चयापचय को बढ़ाने में मदद करती है। ऊर्जा चयापचय की गतिशीलता में कंकाल की मांसपेशियों की गतिविधि के उम्र से संबंधित पुनर्गठन की भूमिका विशेष रूप से आराम के समय और शारीरिक गतिविधि के दौरान विभिन्न उम्र के लोगों में गैस विनिमय के अध्ययन में स्पष्ट रूप से उजागर की गई है। प्रगतिशील वृद्धि के लिए, आराम चयापचय में वृद्धि को बेसल चयापचय के स्तर में कमी और मांसपेशियों की गतिविधि के लिए बेहतर ऊर्जा अनुकूलन की विशेषता है। स्थिर चरण के दौरान, एक उच्च कार्यात्मक आराम चयापचय बनाए रखा जाता है और काम के दौरान चयापचय काफी बढ़ जाता है, जो बेसल चयापचय के स्थिर, न्यूनतम स्तर तक पहुंच जाता है। और प्रतिगामी चरण में, कार्यात्मक आराम चयापचय और बेसल चयापचय के बीच का अंतर लगातार कम हो जाता है, और आराम का समय लंबा हो जाता है।
कई शोधकर्ताओं का मानना है कि ओटोजेनेसिस के दौरान पूरे जीव की ऊर्जा चयापचय में कमी, सबसे पहले, ऊतकों में चयापचय में मात्रात्मक और गुणात्मक परिवर्तनों के कारण होती है, जिसकी भयावहता ऊर्जा के मुख्य तंत्र के बीच संबंधों से आंकी जाती है। रिलीज़ - अवायवीय और एरोबिक। इससे उच्च-ऊर्जा बांड की ऊर्जा उत्पन्न करने और उपयोग करने के लिए ऊतकों की संभावित क्षमताओं को निर्धारित करना संभव हो जाता है।
उपापचयविभिन्न अन्योन्याश्रित और अन्योन्याश्रित प्रक्रियाओं का एक जटिल परिसर कहलाते हैं जो शरीर में इन पदार्थों के प्रवेश के क्षण से लेकर उनके निकलने के क्षण तक घटित होते हैं। जीवन के लिए मेटाबॉलिज्म एक आवश्यक शर्त है। यह इसकी अनिवार्य अभिव्यक्तियों में से एक है।
शरीर के सामान्य कामकाज के लिए बाहरी वातावरण से जैविक खाद्य सामग्री, खनिज लवण, पानी और ऑक्सीजन प्राप्त करना आवश्यक है। एक व्यक्ति की औसत जीवन प्रत्याशा के बराबर अवधि में, वह 1.3 टन वसा, 2.5 टन प्रोटीन, 12.5 टन कार्बोहाइड्रेट और 75 टन पानी का उपभोग करता है।
मुख्य चरण
चयापचय में शरीर में प्रवेश करने वाले पदार्थों की प्रक्रियाएं, पाचन तंत्र में उनके परिवर्तन, अवशोषण, कोशिकाओं के भीतर परिवर्तन और उनके टूटने वाले उत्पादों को हटाना शामिल है। कोशिकाओं के अंदर पदार्थों के परिवर्तन से जुड़ी प्रक्रियाओं को इंट्रासेल्युलर या मध्यवर्ती चयापचय कहा जाता है।
इंट्रासेल्युलर चयापचय के परिणामस्वरूप, हार्मोन, एंजाइम और विभिन्न प्रकार के यौगिकों को संश्लेषित किया जाता है, जिनका उपयोग कोशिकाओं और अंतरकोशिकीय पदार्थ के निर्माण के लिए संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है, जो विकासशील जीव के नवीकरण और विकास को सुनिश्चित करता है।
वे प्रक्रियाएँ जिनके परिणामस्वरूप जीवित पदार्थ का निर्माण होता है, कहलाती हैं उपचयया मिलाना.
चयापचय का दूसरा पक्ष यह है कि जो पदार्थ जीवित संरचना बनाते हैं उनका विघटन होता है। जीवित पदार्थ के विनाश की यह प्रक्रिया कहलाती है अपचयया असमानता. आत्मसातीकरण और प्रसार की प्रक्रियाएँ बहुत निकट से संबंधित हैं, हालाँकि वे अपने अंतिम परिणामों में विपरीत हैं। इस प्रकार, यह ज्ञात है कि विभिन्न पदार्थों के टूटने वाले उत्पाद उनके संवर्धित संश्लेषण में योगदान करते हैं।
टूटने वाले उत्पादों का ऑक्सीकरण ऊर्जा के स्रोत के रूप में कार्य करता है, जिसे शरीर पूर्ण आराम की स्थिति में भी लगातार खर्च करता है। इस मामले में, वही पदार्थ जो बड़े अणुओं के संश्लेषण के लिए उपयोग किए जाते हैं, ऑक्सीकरण से गुजर सकते हैं। उदाहरण के लिए, यकृत में, ग्लाइकोजन को कार्बोहाइड्रेट टूटने वाले उत्पादों के हिस्से से संश्लेषित किया जाता है, और इस संश्लेषण के लिए ऊर्जा उनके दूसरे हिस्से द्वारा प्रदान की जाती है, जो चयापचय या चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल होती है। आत्मसात और प्रसार की प्रक्रियाएँ एंजाइमों की अनिवार्य भागीदारी के साथ होती हैं।
विभिन्न आयु अवधियों में चयापचय की प्रकृति बदल जाती है। वृद्धि और विकास की अवधि के दौरान, यह सबसे बड़ी तीव्रता की विशेषता है, जो प्लास्टिक और संरचनात्मक प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करता है। शरीर के वजन की प्रति इकाई वृद्धि के दौरान प्रोटीन की आवश्यकता वयस्कों की तुलना में काफी अधिक होती है।
बच्चों में बेसल चयापचय दर एक वयस्क की बेसल चयापचय दर से 1.5-2 गुना अधिक है। बेसल चयापचय का सापेक्ष मूल्य (शरीर के वजन के प्रति 1 किलोग्राम किलोकलरीज में) उम्र के साथ घटता जाता है: 2-3 वर्ष के बच्चों में - 55, 6-7 वर्ष की आयु - 42, 10-11 वर्ष की आयु - 33, 12-13 वर्ष वृद्ध - 34, वयस्कों में - 24।
बचपन और किशोरावस्था में अपेक्षाकृत अधिक ऊर्जा व्यय होता है। एक वयस्क का औसत ऊर्जा व्यय शरीर के वजन के प्रति 1 किलोग्राम 45 किलो कैलोरी है, 1-5 वर्ष की आयु के बच्चों के लिए - 80-100 किलो कैलोरी, 13-16 वर्ष के किशोरों के लिए - 50-65 किलो कैलोरी।
बच्चों और किशोरों में बेसल चयापचय और ऊर्जा व्यय में वृद्धि उनके पोषण को व्यवस्थित करने के लिए एक विशेष दृष्टिकोण की आवश्यकता को निर्धारित करती है।
इस प्रकार, स्कूल और किशोरावस्था में, जब विभिन्न प्रकार की गतिविधियों पर ऊर्जा व्यय काफी बढ़ जाता है, तो यह ध्यान रखना आवश्यक है कि दैनिक आहार में उनका प्रावधान प्रोटीन (लगभग 14%), वसा (लगभग 31%) और कार्बोहाइड्रेट से आना चाहिए। (लगभग 55%) . संतुलित आहार से शरीर की प्लास्टिक प्रक्रियाओं और ऊर्जा कार्यों को पूरी तरह से सुनिश्चित किया जा सकता है।
पोषण
संतुलित आहार की अवधारणा किसी विशेष आयु की शारीरिक विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए प्रत्येक पोषण संबंधी कारकों की पूर्ण मात्रा और उनके अनुपात को निर्धारित करने पर आधारित है।
पोषण के मुख्य घटकों का असंतुलन चयापचय प्रक्रियाओं पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है, विकास को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। यह विशेष रूप से तब स्पष्ट होता है जब आहार में प्रोटीन और वसा घटकों के अनुपात का उल्लंघन होता है।
बच्चों के पोषण में प्रोटीन और वसा का तर्कसंगत अनुपात 1:1 है। भोजन में वसा, वसा और कार्बोहाइड्रेट की अनुमानित सामग्री छोटे बच्चों के लिए 1:1:3 और बड़े बच्चों के लिए 1:1:4 है। 270 अध्याय बी
वृद्धि और विकास की अवधि के दौरान, खनिज तत्वों का प्लास्टिक कार्य महत्वपूर्ण है, जो शरीर की कोशिकाओं और ऊतकों का एक अभिन्न अंग हैं, साथ ही चयापचय प्रक्रियाओं के जैव उत्प्रेरक भी हैं। कैल्शियम, जो हड्डी के ऊतकों का एक संरचनात्मक तत्व है, विशेष ध्यान देने योग्य है। यह स्थापित किया गया है कि शरीर में कैल्शियम का चयापचय और अवशोषण फास्फोरस और मैग्नीशियम की सामग्री पर निर्भर करता है। इन तत्वों की अधिकता से कैल्शियम के सुपाच्य रूपों का निर्माण सीमित हो जाता है और यह शरीर से बाहर निकल जाता है। शरीर द्वारा अवशोषण के लिए शिशुओं के भोजन में कैल्शियम और फास्फोरस का इष्टतम अनुपात 1.2:1 है, 1 वर्ष से 3 वर्ष तक - 1:1, 4 वर्ष से अधिक - 1:1.2 या 1:1.5। कैल्शियम और मैग्नीशियम का इष्टतम अनुपात 1:0.7 है।
बच्चों का पोषणवयस्कों के आहार से कई अंतर हैं। बचपन के दौरान, विशेषकर छोटे बच्चों में, वयस्कों की तुलना में पोषक तत्वों और ऊर्जा की आवश्यकता अपेक्षाकृत अधिक होती है। यह बच्चे की वृद्धि और विकास की तीव्र गति से जुड़े, डीसिमिलेशन पर आत्मसात की प्रबलता द्वारा समझाया गया है। विभिन्न आयु वर्ग के बच्चों की पोषण संबंधी आवश्यकताओं के मानदंडों की वैज्ञानिक पुष्टि और इन जरूरतों को पूरा करने के लिए आवश्यक उत्पादों के सेट की पुष्टि बच्चे के शरीर के विकास के आधार पर की गई। पोषक तत्वों के लिए विभिन्न आयु वर्ग के बच्चों की शारीरिक आवश्यकताओं के मूल्य प्रत्येक आयु वर्ग में निहित कार्यात्मक और शारीरिक और रूपात्मक विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए स्थापित किए जाते हैं। बच्चों के लिए अनुशंसित पोषण संबंधी आवश्यकताओं को, जहां तक संभव हो, बच्चों में कुपोषण और उनके शरीर में अतिरिक्त पोषक तत्वों के प्रवेश से बचने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
इन सिद्धांतों से विचलन बच्चों के विकास पर नकारात्मक प्रभाव डालता है। अनेक रोगात्मक स्थितियाँकम उम्र में बच्चों में खराब पोषण से जुड़ा हुआ है। इनमें शामिल हैं: बिगड़ा हुआ दांत गठन, क्षय, मधुमेह का खतरा, उच्च रक्तचाप सिंड्रोम, गुर्दे की विकृति, एलर्जी संबंधी रोग, मोटापा।
भोजन ही एकमात्र स्रोत है जिससे बच्चे को आवश्यक प्लास्टिक सामग्री और ऊर्जा प्राप्त होती है। लेकिन एक बच्चे का शरीर एक वयस्क से इस मायने में भिन्न होता है कि उसके भीतर वृद्धि और विकास की प्रक्रियाएँ तेजी से होती हैं।
बच्चों और किशोरों के शरीर में कई अन्य महत्वपूर्ण विशेषताएं होती हैं। बच्चों के शरीर के ऊतकों में 25% प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट, खनिज लवण और 75% पानी होता है। बच्चों में बेसल चयापचय एक वयस्क की तुलना में 1.5-2 गुना तेजी से होता है। बच्चों और किशोरों के शरीर में उनकी वृद्धि और विकास के कारण आत्मसात्करण की प्रक्रिया असम्मिलन पर प्रबल होती है। मांसपेशियों की गतिविधि बढ़ने के कारण उनकी कुल ऊर्जा लागत बढ़ जाती है। विभिन्न उम्र के बच्चों और एक वयस्क के लिए शरीर के वजन के प्रति 1 किलो प्रति दिन औसत ऊर्जा खपत (किलो कैलोरी) है:
इस अध्याय में महारत हासिल करने के परिणामस्वरूप, छात्र को यह करना चाहिए: जानना
- चयापचय और ऊर्जा के चरण: उपचय और अपचय;
- सामान्य और बेसल चयापचय की विशेषताएं;
- भोजन का विशिष्ट गतिशील प्रभाव;
- शरीर के ऊर्जा व्यय का आकलन करने के तरीके;
- उम्र से संबंधित चयापचय संबंधी विशेषताएं; करने में सक्षम हों
- मानव शरीर के लिए चयापचय के महत्व को समझा सकेंगे;
- विभिन्न आयु अवधियों में आयु-संबंधित चयापचय विशेषताओं को ऊर्जा खपत के साथ जोड़ना;
अपना
चयापचय में पोषक तत्वों की भागीदारी का ज्ञान।
शरीर में चयापचय की विशेषताएं
चयापचय, या उपापचय(ग्रीक से मेटाबोल -परिवर्तन) रासायनिक और भौतिक परिवर्तनों का एक समूह है जो एक जीवित जीव में होता है और बाहरी वातावरण के साथ मिलकर इसकी महत्वपूर्ण गतिविधि सुनिश्चित करता है। चयापचय और ऊर्जा में, दो परस्पर विरोधी प्रक्रियाएं होती हैं: उपचय, जो अंतर्निहित है मिलाना, और अपचय, जिसका आधार है असम्बद्धता.
उपचय(ग्रीक से एनाबोले -वृद्धि) - ऊतक और सेलुलर संरचनाओं के संश्लेषण की प्रक्रियाओं का एक सेट, साथ ही शरीर के जीवन के लिए आवश्यक यौगिक। उपचय जैविक संरचनाओं की वृद्धि, विकास और नवीकरण, ऊर्जा सब्सट्रेट के संचय को सुनिश्चित करता है। ऊर्जा को एटीपी जैसे उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट यौगिकों (मैक्रोएर्ग्स) के रूप में संग्रहित किया जाता है।
अपचय(ग्रीक से काटाबोले -नीचे फेंकना) - ऊतक और सेलुलर संरचनाओं के विघटन की प्रक्रियाओं का एक सेट और जीवन प्रक्रियाओं के ऊर्जावान और प्लास्टिक समर्थन के लिए जटिल यौगिकों का टूटना। अपचय के दौरान, रासायनिक ऊर्जा निकलती है, जिसका उपयोग शरीर कोशिका की संरचना और कार्य को बनाए रखने के साथ-साथ विशिष्ट सेलुलर गतिविधियों को सुनिश्चित करने के लिए करता है: मांसपेशियों में संकुचन, ग्रंथियों के स्राव का स्राव, आदि। अपचय के अंतिम उत्पाद - पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, यूरिया, यूरिक एसिड, आदि - शरीर से निकाल दिए जाते हैं।
इस प्रकार, अपचयी प्रक्रियाएँ उपचय के लिए ऊर्जा और प्रारंभिक सामग्री की आपूर्ति करती हैं। एनाबॉलिक प्रक्रियाएं संरचनाओं और कोशिकाओं के निर्माण और बहाली, विकास के दौरान ऊतकों के निर्माण, हार्मोन, एंजाइम और शरीर के कामकाज के लिए आवश्यक अन्य यौगिकों के संश्लेषण के लिए आवश्यक हैं। कैटोबोलिक प्रतिक्रियाओं के लिए वे टूटने के लिए मैक्रोमोलेक्यूल्स की आपूर्ति करते हैं। उपचय और अपचय की प्रक्रियाएँ आपस में जुड़ी हुई हैं और शरीर में एक अवस्था में होती हैं गतिशील संतुलन.उपचय और अपचय के संतुलन या गैर-संतुलन अनुपात की स्थिति उम्र, स्वास्थ्य की स्थिति, शारीरिक या मानसिक तनाव पर निर्भर करती है। बच्चों में, कैटोबोलिक पर एनाबॉलिक प्रक्रियाओं की प्रबलता ऊतक द्रव्यमान के विकास और संचय की प्रक्रियाओं की विशेषता है। शरीर के वजन में सबसे तीव्र वृद्धि जीवन के पहले तीन महीनों में देखी जाती है - 30 ग्राम/दिन। साल दर साल यह घटकर 10 ग्राम/दिन हो जाती है, बाद के वर्षों में यह कमी जारी रहती है। विकास की ऊर्जा लागत भी पहले तीन महीनों में सबसे अधिक होती है और यह लगभग 140 किलो कैलोरी/दिन या भोजन के ऊर्जा मूल्य का 36% होती है। तीन साल से युवावस्था तक, यह घटकर 30 किलो कैलोरी/दिन हो जाता है, और फिर बढ़कर 110 किलो कैलोरी/दिन हो जाता है। बीमारी के बाद ठीक होने की अवधि के दौरान वयस्कों में एनाबॉलिक प्रक्रियाएं अधिक तीव्र होती हैं। कैटोबोलिक प्रक्रियाओं की प्रबलता उन लोगों के लिए विशिष्ट है जो बूढ़े हैं या किसी गंभीर दीर्घकालिक बीमारी से थक चुके हैं। एक नियम के रूप में, यह ऊतक संरचनाओं के क्रमिक विनाश और ऊर्जा की रिहाई से जुड़ा है।
चयापचय का सार बाहरी वातावरण से विभिन्न पोषक तत्वों के शरीर में प्रवेश, उनके आत्मसात और शरीर की संरचनाओं के निर्माण के लिए ऊर्जा और सामग्री के स्रोतों के रूप में उपयोग और महत्वपूर्ण गतिविधि की प्रक्रिया में गठित चयापचय उत्पादों की रिहाई है। बाहरी वातावरण। इस संबंध में वे प्रकाश डालते हैं एक्सचेंज फ़ंक्शन के चार मुख्य घटक।"
- कार्बनिक पदार्थों की रासायनिक ऊर्जा के रूप में पर्यावरण से ऊर्जा निकालना;
- भोजन से आने वाले पोषक तत्वों का सरल पदार्थों में परिवर्तन, जिससे कोशिकाओं के घटक बनाने वाले मैक्रोमोलेक्यूल्स बनते हैं;
- इन पदार्थों से प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड और अन्य सेलुलर घटकों का संयोजन;
- शरीर के विभिन्न विशिष्ट कार्यों को करने के लिए आवश्यक अणुओं का संश्लेषण और विनाश।
शरीर में मेटाबॉलिज्म कई चरणों में होता है। प्रथम चरण -पाचन तंत्र में पोषक तत्वों का परिवर्तन। यहां, जटिल पदार्थ सरल पदार्थों में टूट जाते हैं - ग्लूकोज, अमीनो एसिड और फैटी एसिड, जिन्हें रक्त या लसीका में अवशोषित किया जा सकता है। जब जठरांत्र पथ में पोषक तत्व टूट जाते हैं, तो ऊर्जा निकलती है, जिसे कहा जाता है प्राथमिक ताप.इसका उपयोग शरीर द्वारा तापमान होमियोस्टैसिस को बनाए रखने के लिए किया जाता है।
दूसरा चरणपदार्थों का परिवर्तन शरीर की कोशिकाओं के अंदर होता है। यह तथाकथित इंट्रासेल्युलर है, या मध्यवर्ती, अदला-बदली।कोशिका के अंदर, चयापचय के पहले चरण के उत्पाद - ग्लूकोज, फैटी एसिड, ग्लिसरॉल, अमीनो एसिड - ऑक्सीकरण और फॉस्फोराइलेटेड होते हैं। ये प्रक्रियाएँ ऊर्जा की रिहाई के साथ होती हैं, जिनमें से अधिकांश उच्च-ऊर्जा एटीपी बांड में संग्रहीत होती हैं। प्रतिक्रिया उत्पाद कोशिका को विभिन्न आणविक घटकों के संश्लेषण के लिए बिल्डिंग ब्लॉक्स प्रदान करते हैं। इस प्रक्रिया में अनेक एंजाइम निर्णायक भूमिका निभाते हैं। उनकी भागीदारी से, कोशिका के अंदर ऑक्सीकरण और कमी, फॉस्फोराइलेशन, ट्रांसएमिनेशन आदि की जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाएं की जाती हैं। कोशिका में चयापचय प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट के सभी जटिल जैव रासायनिक परिवर्तनों की भागीदारी के साथ ही संभव है। उनके सामान्य ऊर्जा स्रोत (एटीपी) और सामान्य अग्रदूतों या सामान्य मध्यवर्ती के अस्तित्व के कारण। कोशिका का कुल ऊर्जा भंडार जैविक ऑक्सीकरण की प्रतिक्रिया के कारण बनता है।
जैविक ऑक्सीकरण एरोबिक या अवायवीय हो सकता है। एरोबिक(अक्षांश से. एईजी -वायु) प्रक्रियाओं के लिए ऑक्सीजन की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, ये माइटोकॉन्ड्रिया में किए जाते हैं और बड़ी मात्रा में ऊर्जा के संचय के साथ होते हैं, जो शरीर के मुख्य ऊर्जा व्यय को कवर करते हैं। अवायवीयप्रक्रियाएं ऑक्सीजन की भागीदारी के बिना होती हैं, मुख्य रूप से साइटोप्लाज्म में और एटीपी के रूप में थोड़ी मात्रा में ऊर्जा के संचय के साथ होती हैं, जिसका उपयोग कोशिका की सीमित अल्पकालिक जरूरतों को पूरा करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार, एक वयस्क के मांसपेशी ऊतक को एरोबिक प्रक्रियाओं की विशेषता होती है, जबकि जीवन के पहले दिनों में भ्रूण और बच्चों के ऊर्जा चयापचय में अवायवीय प्रक्रियाएं प्रबल होती हैं।
1 एम ग्लूकोज या अमीनो एसिड के पूर्ण ऑक्सीकरण के साथ, 25.5 एम एटीपी बनता है, और वसा के पूर्ण ऑक्सीकरण के साथ, 91.8 एम एटीपी बनता है। एटीपी में संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग शरीर द्वारा उपयोगी कार्य करने के लिए किया जाता है और इसे द्वितीयक ऊष्मा में परिवर्तित किया जाता है। इस प्रकार, कोशिका में पोषक तत्वों के ऑक्सीकरण से निकलने वाली ऊर्जा अंततः तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। एरोबिक ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप, पोषक तत्व उत्पाद C0 2 और H 2 0 में परिवर्तित हो जाते हैं, जो शरीर के लिए हानिरहित होते हैं।
हालाँकि, एंजाइमों की भागीदारी के बिना ऑक्सीकरण योग्य पदार्थों के साथ ऑक्सीजन का सीधा संयोजन, जिसे मुक्त कण ऑक्सीकरण कहा जाता है, कोशिका में भी हो सकता है। इससे मुक्त कण और पेरोक्साइड उत्पन्न होते हैं जो शरीर के लिए अत्यधिक विषैले होते हैं। वे कोशिका झिल्ली को नुकसान पहुंचाते हैं और संरचनात्मक प्रोटीन को नष्ट कर देते हैं। इस प्रकार के ऑक्सीकरण की रोकथाम में विटामिन ई, ए, सी, आदि के साथ-साथ सूक्ष्म तत्वों (एसई, आदि) का सेवन शामिल है, जो मुक्त कणों को स्थिर अणुओं में परिवर्तित करते हैं और विषाक्त पेरोक्साइड के गठन को रोकते हैं। यह कोशिका में जैविक ऑक्सीकरण के सामान्य पाठ्यक्रम को सुनिश्चित करता है।
अंतिम चरणचयापचय - पसीने और वसामय ग्रंथियों के मूत्र और मलमूत्र के साथ टूटने वाले उत्पादों की रिहाई।
प्लास्टिक और ऊर्जा चयापचय शरीर में एक पूरे के रूप में कार्य करते हैं, लेकिन उनके कार्यान्वयन में विभिन्न पोषक तत्वों की भूमिका अलग-अलग होती है। एक वयस्क में, वसा और कार्बोहाइड्रेट के टूटने के उत्पादों का उपयोग मुख्य रूप से ऊर्जा प्रक्रियाएं प्रदान करने के लिए किया जाता है, और प्रोटीन का उपयोग कोशिका संरचनाओं के निर्माण और पुनर्स्थापित करने के लिए किया जाता है। बच्चों में, शरीर की गहन वृद्धि और विकास के कारण, कार्बोहाइड्रेट प्लास्टिक प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। जैविक ऑक्सीकरण न केवल ऊर्जा से भरपूर फॉस्फेट के स्रोत के रूप में कार्य करता है, बल्कि अमीनो एसिड, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड और अन्य कोशिका घटकों के जैवसंश्लेषण में उपयोग किए जाने वाले कार्बन यौगिकों के भी स्रोत के रूप में कार्य करता है। यह बच्चों में ऊर्जा चयापचय की उल्लेखनीय उच्च तीव्रता की व्याख्या करता है।
शरीर में प्रवेश करने वाले पोषक तत्वों के रासायनिक बंधों की सारी ऊर्जा अंततः ऊष्मा (प्राथमिक और द्वितीयक ऊष्मा) में परिवर्तित हो जाती है, इसलिए, उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा से, जीवन गतिविधियों को पूरा करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा का अंदाजा लगाया जा सकता है।
शरीर के ऊर्जा व्यय का आकलन करने के लिए, प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री विधियों का उपयोग किया जाता है, जिसके साथ कोई मानव शरीर द्वारा उत्पन्न गर्मी की मात्रा निर्धारित कर सकता है। प्रत्यक्ष कैलोरीमेट्रीयह शरीर द्वारा पर्यावरण में छोड़ी जाने वाली गर्मी की मात्रा को मापने पर आधारित है (उदाहरण के लिए, प्रति घंटा या प्रति दिन)। इस प्रयोजन के लिए व्यक्ति को एक विशेष कक्ष में रखा जाता है - कैलोरीमीटर(चित्र 12.1)। कैलोरीमीटर की दीवारों को पानी से धोया जाता है, जिसके ताप तापमान का उपयोग जारी ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जाता है। प्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री शरीर के ऊर्जा व्यय का आकलन करने में उच्च सटीकता प्रदान करती है, लेकिन इसकी भारीपन और जटिलता के कारण, इस विधि का उपयोग केवल विशेष उद्देश्यों के लिए किया जाता है।
किसी व्यक्ति के ऊर्जा व्यय को निर्धारित करने के लिए, अक्सर एक सरल और अधिक सुलभ विधि का उपयोग किया जाता है अप्रत्यक्ष कैलोरीमीटर
चावल। 12.1.
कैलोरीमीटर का उपयोग मनुष्यों पर किये जाने वाले शोध के लिए किया जाता है। जारी की गई कुल ऊर्जा में शामिल हैं: 1) परिणामी गर्मी, चैम्बर कॉइल में बहने वाले पानी के तापमान में वृद्धि से मापी जाती है; 2) वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा, पहले अवशोषक एच 2 0 द्वारा आसपास की हवा से निकाले गए जल वाष्प की मात्रा से मापी जाती है; 3) कैमरे के बाहर स्थित वस्तुओं पर लक्षित कार्य। 0 2 की खपत को उस मात्रा से मापा जाता है जिसे जोड़ा जाना है ताकि कक्ष में इसकी सामग्री स्थिर रहे
री -गैस एक्सचेंज डेटा के अनुसार। यह ध्यान में रखते हुए कि शरीर द्वारा जारी ऊर्जा की कुल मात्रा प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट के टूटने का परिणाम है, और इनमें से प्रत्येक पदार्थ (उनके ऊर्जा मूल्य) के टूटने के दौरान जारी ऊर्जा की मात्रा और मात्रा को भी जानना है। एक निश्चित अवधि में क्षय हुए पदार्थों से निकलने वाली ऊर्जा की मात्रा की गणना करना संभव है। यह निर्धारित करने के लिए कि शरीर में किन पदार्थों (प्रोटीन, वसा या कार्बोहाइड्रेट) का ऑक्सीकरण हुआ है, गणना करें श्वसन अनुपात(डीसी), जिसे अवशोषित ऑक्सीजन की मात्रा के लिए जारी कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा के अनुपात के रूप में समझा जाता है। प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकरण के दौरान श्वसन गुणांक भिन्न होता है। यदि अवशोषित ऑक्सीजन और उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा के बारे में जानकारी है, तो अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री विधि को "पूर्ण गैस विश्लेषण" कहा जाता है। ऐसा करने के लिए, आपको ऐसे उपकरण की आवश्यकता होगी जो आपको कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा निर्धारित करने की अनुमति दे। शास्त्रीय बायोएनर्जी में, एक डगलस बैग, एक गैस घड़ी और एक होल्डन गैस विश्लेषक, जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन अवशोषक होते हैं, का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जाता है। यह विधि आपको अध्ययन के तहत वायु नमूने में 0 2 और C0 2 के प्रतिशत का अनुमान लगाने की अनुमति देती है। माप डेटा के आधार पर, अवशोषित ऑक्सीजन और उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा की गणना की जाती है।
आइए ग्लूकोज ऑक्सीकरण के उदाहरण का उपयोग करके इस विधि के सार की जांच करें। कार्बोहाइड्रेट के टूटने का कुल सूत्र समीकरण द्वारा व्यक्त किया गया है
वसा के लिए, DC 0.7 है। प्रोटीन और मिश्रित खाद्य पदार्थों के ऑक्सीकरण के दौरान, डीसी मान एक मध्यवर्ती मान लेता है: 1 और 0.7 के बीच।
विषय डगलस बैग के मुखपत्र को अपने मुंह में लेता है (चित्र 12.2), उसकी नाक को एक क्लैंप से बंद कर दिया जाता है, और एक निश्चित अवधि के दौरान छोड़ी गई सभी हवा को एक रबर बैग में एकत्र किया जाता है।
साँस छोड़ने वाली हवा की मात्रा गैस घड़ी का उपयोग करके निर्धारित की जाती है। बैग से हवा का नमूना लिया जाता है और उसमें ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा निर्धारित की जाती है। साँस की हवा में गैसों की मात्रा ज्ञात होती है। प्रतिशत में अंतर के आधार पर, खपत की गई ऑक्सीजन, जारी कार्बन डाइऑक्साइड और डीसी की मात्रा की गणना की जाती है:
DC का मान जानकर, ऑक्सीजन का कैलोरी समतुल्य (CEO2) ज्ञात करें (तालिका 12.1), अर्थात। 1 लीटर ऑक्सीजन की खपत होने पर शरीर में उत्पन्न होने वाली गर्मी की मात्रा।
चावल। 12.2.
KE0 2 के मान को उपभोग किए गए लीटर की संख्या 0 2 से गुणा करके, उस समय की अवधि के लिए विनिमय मूल्य प्राप्त किया जाता है जिसके दौरान गैस विनिमय निर्धारित किया गया था।
इसका उपयोग दैनिक विनिमय दर निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
वर्तमान में, स्वचालित गैस विश्लेषक हैं जो आपको एक साथ खपत 0 2 की मात्रा और उत्सर्जित सीओ 2 की मात्रा निर्धारित करने की अनुमति देते हैं। हालाँकि, अधिकांश उपलब्ध चिकित्सा उपकरण केवल अवशोषित 0 2 की मात्रा निर्धारित कर सकते हैं, इसलिए इस विधि का व्यापक रूप से अभ्यास में उपयोग किया जाता है अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री, या अपूर्ण गैस विश्लेषण। इस मामले में, केवल अवशोषित 0 2 की मात्रा निर्धारित की जाती है, इसलिए डीसी की गणना असंभव है। यह पारंपरिक रूप से स्वीकार किया जाता है कि कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा शरीर में ऑक्सीकृत होते हैं। ऐसा माना जाता है कि इस मामले में DC 0.85 के बराबर है। यह 4.862 kcal/l के बराबर EC0 2 से मेल खाता है। आगे की गणना पूर्ण गैस विश्लेषण की तरह की जाती है।
तालिका 12.1
शरीर में विभिन्न पोषक तत्वों के ऑक्सीकरण के दौरान DC और EC0 2 का मान
बहुत से लोग देखते हैं कि जैसे-जैसे उनकी उम्र बढ़ती है, छुट्टियों के बाद वापस आकार में आना कठिन होता जाता है। ऐसे भी मामले होते हैं जब अतिरिक्त पाउंड ऐसे दिखने लगते हैं मानो हवा से निकले हों। ऐसा क्यों हो रहा है?
द एमडी फैक्टर डाइट की लेखिका डॉ. कैरोलिन सेडरक्विस्ट का मानना है कि कुछ लोगों में मेटाबोलिक परिवर्तन (हालांकि वे व्यक्ति-दर-व्यक्ति भिन्न होते हैं) 20, 30, 40 या 50 की उम्र के आसपास दिखाई देने लगते हैं। इसलिए, प्रत्येक व्यक्ति के लिए यह जानना उपयोगी होगा कि शरीर की चयापचय प्रणाली कैसे काम करती है और किसी भी उम्र में इसके कामकाज को कैसे अनुकूलित किया जाए।
20, 30, 40 और 50 वर्ष की आयु में शरीर में चयापचय परिवर्तन की विशेषता होती है
नीचे मुख्य चयापचय परिवर्तन दिए गए हैं जो लगभग हर दस साल में शरीर में होते हैं। यह समझने योग्य है कि आधार के रूप में लिए गए समय चिह्न अनुमानित हैं और व्यक्ति के स्वास्थ्य और जीवनशैली के आधार पर भिन्न हो सकते हैं।
चयापचय में परिवर्तन प्रत्येक व्यक्ति में व्यक्तिगत रूप से प्रकट होते हैं।
20 से 30 वर्ष की आयु के बीच चयापचय
औसतन, यह वह उम्र है जब बहुत से लोग अपनी उच्चतम आराम चयापचय दर का अनुभव करते हैं, यानी। जब हम कुछ नहीं करते. यह विशेषता आनुवंशिक कारकों पर भी निर्भर करती है, लेकिन मानव गतिविधि का स्तर इस पहलू में एक बड़ी भूमिका निभाता है।
यह भी याद रखना आवश्यक है कि लगभग 25 वर्ष की आयु तक हड्डियों के गहन विकास की प्रक्रिया जारी रहती है, इसलिए कैलोरी काफी तीव्रता से जलती है। 30 वर्ष की आयु के करीब, बहुत से लोग नोटिस करते हैं कि उच्च कैलोरी वाले खाद्य पदार्थों के साथ स्वतंत्रता लेने से समस्या क्षेत्रों में अनावश्यक सेंटीमीटर की उपस्थिति होती है। हालाँकि, नियमित व्यायाम और उचित खान-पान आपको जल्दी ही सही आकार में वापस आने में मदद करेगा।
30 से 40 वर्ष की आयु के बीच चयापचय
यदि इस समय तक आपने शक्ति प्रशिक्षण शुरू नहीं किया है, तो इसे शुरू करने का समय आ गया है। विश्राम चयापचय दर का सीधा संबंध मांसपेशियों से होता है। मांसपेशियों का द्रव्यमान जितना अधिक होगा, शरीर को आराम करने सहित, जलाने के लिए उतनी ही अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी। लगभग 30 वर्ष की आयु से, मांसपेशियों का द्रव्यमान प्रति वर्ष 1% की दर से कम होने लगता है। यदि आप अपनी मांसपेशियों का उपयोग नहीं करते हैं, तो आप मान सकते हैं कि आपके शरीर में वसा जमा हो जाएगी। शक्ति प्रशिक्षण (सप्ताह में 2-3 बार) इस अप्रिय प्रक्रिया के परिणामों को रोकने में मदद करेगा।
मांसपेशियों का कम होना और वृद्धि हार्मोन का उत्पादन कम होना धीमी चयापचय में योगदान देता है।
महिलाओं को आम तौर पर मांसपेशियों को बनाए रखने में कठिनाई होती है। पुरुषों में टेस्टोस्टेरोन का स्तर महिलाओं की तुलना में बहुत अधिक होता है, इसलिए पुरुषों में शरीर में वसा का प्रतिशत महिलाओं की तुलना में बहुत कम होता है। और पुरुषों में मांसपेशियों का द्रव्यमान तदनुसार अधिक होता है।
उम्र से संबंधित एक अन्य विशेषता लगभग 30 वर्ष की आयु में वृद्धि हार्मोन के उत्पादन में कमी है। परिणामस्वरूप, चयापचय में मंदी की ओर परिवर्तन होता है। शक्ति प्रशिक्षण से उत्पादित वृद्धि हार्मोन की मात्रा बढ़ाने में मदद मिलेगी।
40 से 50 वर्ष की आयु के बीच चयापचय
सर्वेक्षणों से पता चला है कि, 40 वर्ष की आयु तक, महिलाएं औसतन 6 साल तक आहार पर रहने का प्रबंधन करती हैं, लेकिन 5 साल के भीतर, वजन कम करने वाली 95% महिलाएं अपना खोया हुआ वजन वापस पा लेती हैं। इसलिए, इष्टतम चयापचय दर को बनाए रखना महत्वपूर्ण है। अन्य बातों के अलावा, प्रोटीन इस मामले में आपका सहायक होगा। यह इसलिए जरूरी है ताकि आपको भूख न लगे और आपकी मांसपेशियां मजबूत और ताकतवर बनें।
दैनिक प्रोटीन की आवश्यकता कई कारकों पर निर्भर करती है। एक योग्य पोषण विशेषज्ञ पोषक तत्वों की आवश्यक मात्रा की सबसे सटीक गणना कर सकता है। लेकिन इंटरनेट पर ऐसे कई ऑनलाइन कैलकुलेटर हैं जो गणना स्वयं करना संभव बनाते हैं।
