Metabolisma iezīmes dažādos vecuma periodos. Vielmaiņas un enerģijas jēdziens

Nosūtiet savu labo darbu zināšanu bāzē ir vienkārši. Izmantojiet zemāk esošo veidlapu

Studenti, maģistranti, jaunie zinātnieki, kuri izmanto zināšanu bāzi savās studijās un darbā, būs jums ļoti pateicīgi.

Publicēts http://www.allbest.ru

Ievads

Kā zināms, vielmaiņa un enerģija ir visu dzīvo būtņu dzīves pamatā. Lielākajā daļā cilvēka ķermeņa orgānu un audu nepārtraukti mirst un dzimst jaunas šūnas, tiek sintezēti un iznīcināti atsevišķi šūnu elementi un ķīmiskie savienojumi. Olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu sagremošanas produkti, kā arī vitamīni, neorganiskās vielas un dzeramais ūdens darbojas kā celtniecības (plastmasas) materiāls jauniem veidojumiem. Tajā pašā laikā visu sistēmu un orgānu dzīvībai svarīgajai darbībai un darbam, visiem ķermeņa uzbūves un destruktīvajiem procesiem un, visbeidzot, cilvēka ārējā garīgā vai fiziskā darba procesiem, būs nepieciešami enerģijas izdevumi. Enerģijas avots, kā arī būvmateriālu piegādātājs ir pārtikas patēriņa vielas. Tā kā bioloģisko struktūru veidošanās un iznīcināšana, kā arī enerģijas veidošanās un tērēšana dzīves laikā notiek nepārtraukti, vienlaicīgi un ciešā savstarpējā saistībā, šos procesus sauc par vielmaiņu un enerģiju vai saīsinājumu metabolismu.

1. Vielmaiņas procesi

Vielmaiņa un enerģija ir ķermeņa dzīvības procesu pamatā. Cilvēka organismā, tā orgānos, audos, šūnās notiek nepārtraukts sintēzes process, t.i., sarežģītu vielu veidošanās no vienkāršākām. Tajā pašā laikā notiek sarežģītu organisko vielu, kas veido ķermeņa šūnas, sadalīšanās un oksidēšanās.

Ķermeņa darbu pavada tā nepārtraukta atjaunošana: dažas šūnas mirst, citas tās aizstāj. Pieaugušam 1/20 ādas epitēlija šūnu, puse no visām gremošanas trakta epitēlija šūnām, apmēram 25 g asiņu utt., 24 stundu laikā tiek nomainītas Ķermeņa šūnu augšana un atjaunošana iespējama tikai tad, ja ir nepārtraukta skābekļa un barības vielu piegāde organismam. Uzturvielas ir tieši celtniecības un plastmasas materiāls, no kura tiek veidots ķermenis.

Nepārtrauktai atjaunošanai, jaunu ķermeņa šūnu uzbūvei, tā orgānu un sistēmu darbam - sirds, kuņģa-zarnu trakta, elpošanas sistēmas, nieru un citiem, cilvēkam ir nepieciešama enerģija darbu veikšanai. Cilvēks šo enerģiju saņem, sadaloties un oksidējoties vielmaiņas procesā. Līdz ar to barības vielas, kas nonāk organismā, kalpo ne tikai kā plastmasas būvmateriāls, bet arī kā enerģijas avots, kas nepieciešams organisma normālai darbībai.

Tādējādi vielmaiņa tiek saprasta kā izmaiņu kopums, ko vielas iziet no brīža, kad tās nonāk gremošanas traktā, līdz brīdim, kad veidojas galīgie no organisma izvadītie sadalīšanās produkti.

2. Anabolisms un katabolisms

Metabolisms jeb vielmaiņa ir precīzi koordinēts mijiedarbības process starp diviem savstarpēji pretējiem procesiem, kas notiek noteiktā secībā. Anabolisms ir bioloģiskās sintēzes reakciju kopums, kam nepieciešama enerģija. Anaboliskie procesi ietver proteīnu, tauku, lipoīdu un nukleīnskābju bioloģisko sintēzi. Pateicoties šīm reakcijām, vienkāršas vielas, kas nonāk šūnās, piedaloties enzīmiem, nonāk vielmaiņas reakcijās un kļūst par paša ķermeņa vielām. Anabolisms rada pamatu nepārtrauktai nolietoto struktūru atjaunošanai.

Enerģiju anaboliskajiem procesiem piegādā kataboliskās reakcijas, kurās tiek sadalītas sarežģītu organisko vielu molekulas, atbrīvojot enerģiju. Katabolisma galaprodukti ir ūdens, oglekļa dioksīds, amonjaks, urīnviela, urīnskābe utt. Šīs vielas nav pieejamas tālākai bioloģiskai oksidācijai šūnā un tiek izvadītas no organisma.

Anabolisma un katabolisma procesi ir nesaraujami saistīti. Kataboliskie procesi nodrošina enerģiju un izejvielas anabolismam. Anaboliskie procesi nodrošina tādu struktūru veidošanu, kas iet uz mirstošo šūnu atjaunošanos, jaunu audu veidošanos saistībā ar organisma augšanas procesiem; nodrošina hormonu, enzīmu un citu šūnu funkcionēšanai nepieciešamo savienojumu sintēzi; piegādā makromolekulas, kas jāsadala kataboliskajām reakcijām.

Visus vielmaiņas procesus katalizē un regulē fermenti. Fermenti ir bioloģiski katalizatori, kas "sāk" reakcijas ķermeņa šūnās.

3. Vielmaiņas formas

Olbaltumvielu metabolisms. Olbaltumvielu loma metabolismā. Olbaltumvielas vielmaiņā ieņem īpašu vietu. Tie ir daļa no citoplazmas, hemoglobīna, asins plazmas, daudziem hormoniem, imūnķermeņiem, uztur organisma ūdens-sāļu vides noturību un nodrošina tā augšanu. Fermenti, kas obligāti ir iesaistīti visos metabolisma posmos, ir olbaltumvielas.

Pārtikas olbaltumvielu bioloģiskā vērtība. Aminoskābes, ko izmanto ķermeņa olbaltumvielu veidošanai, ir nevienlīdzīgas. Dažas aminoskābes (leicīns, metionīns, fenilalanīns u.c.) ir organismam būtiskas. Ja pārtikā trūkst neaizvietojamās aminoskābes, olbaltumvielu sintēze organismā tiek nopietni traucēta. Aminoskābes, kuras var aizstāt ar citām vai sintezēt pašā organismā vielmaiņas laikā, sauc par nebūtiskām.

Pārtikas olbaltumvielas, kas satur visu nepieciešamo aminoskābju komplektu normālai olbaltumvielu sintēzei organismā, sauc par pilnīgām. Tie galvenokārt ietver dzīvnieku olbaltumvielas. Pārtikas olbaltumvielas, kas nesatur visas organisma proteīnu sintēzei nepieciešamās aminoskābes, sauc par nepilnīgām (piemēram, želatīns, kukurūzas proteīns, kviešu proteīns). Visaugstākā bioloģiskā vērtība ir olu, gaļas, piena un zivju olbaltumvielām. Ar jauktu uzturu, kad pārtika satur dzīvnieku un augu izcelsmes produktus, organismā parasti tiek nogādāts olbaltumvielu sintēzei nepieciešamais aminoskābju komplekts.

Visu neaizvietojamo aminoskābju nodrošināšana ir īpaši svarīga augošam organismam. Piemēram, aminoskābes lizīna trūkums pārtikā izraisa panīkušu bērna augšanu un viņa muskuļu sistēmas noplicināšanos. Valīna deficīts bērniem izraisa vestibulāros traucējumus.

No uzturvielām slāpekli satur tikai olbaltumvielas, tāpēc olbaltumvielu uztura kvantitatīvo pusi var spriest pēc slāpekļa līdzsvara. Slāpekļa līdzsvars ir attiecība starp slāpekļa daudzumu, kas dienas laikā tiek saņemts no pārtikas, un slāpekļa daudzumu, kas dienas laikā izdalās no organisma ar urīnu un fekālijām. Vidēji olbaltumvielas satur 16% slāpekļa, t.i., 1 g slāpekļa ir 6,25 g proteīna. Reizinot absorbētā slāpekļa daudzumu ar 6,25, var noteikt organisma saņemto olbaltumvielu daudzumu.

Pieaugušam cilvēkam parasti tiek novērots slāpekļa līdzsvars - sakrīt ar pārtiku ievadītā un ar izvadīšanas produktiem izdalītā slāpekļa daudzumi. Ja ar pārtiku organismā nonāk vairāk slāpekļa, nekā tiek izvadīts no organisma, mēs runājam par pozitīvu slāpekļa bilanci. Šis līdzsvars tiek novērots bērniem sakarā ar ķermeņa masas palielināšanos augšanas laikā, grūtniecības laikā un smagas fiziskās aktivitātes laikā. Negatīvu bilanci raksturo fakts, ka ievadītā slāpekļa daudzums ir mazāks nekā izņemtais. Tas var rasties olbaltumvielu bada vai smagas slimības laikā.

Olbaltumvielu metabolisma iezīmes bērniem. Bērna ķermenī notiek intensīvi augšanas un jaunu šūnu un audu veidošanās procesi. Bērna ķermeņa nepieciešamība pēc olbaltumvielām ir lielāka nekā pieaugušajam. Jo intensīvāki augšanas procesi, jo lielāka vajadzība pēc olbaltumvielām.

Bērniem pozitīvs slāpekļa līdzsvars tiek novērots, ja slāpekļa daudzums, kas tiek ievadīts ar olbaltumvielu pārtiku, pārsniedz ar urīnu izvadītā slāpekļa daudzumu, kas nodrošina augošā organisma vajadzību pēc olbaltumvielām. Ikdienas olbaltumvielu nepieciešamība uz 1 kg ķermeņa svara bērnam pirmajā dzīves gadā ir 4-5 g, no 1 līdz 3 gadiem - 4-4,5 g, no 6 līdz 10 gadiem - 2,5-3 g, vecākiem par 12 gadiem. - 2-2,5 g, pieaugušajiem - 1,5-1,8 g No tā izriet, ka bērniem vecumā no 1 līdz 4 gadiem jāsaņem 30-50 g olbaltumvielu dienā, no 4 līdz 7 gadiem - apm. 70 g, no 7 gadiem - 75-80 g Pie šiem rādītājiem slāpeklis tiek saglabāts organismā pēc iespējas vairāk. Olbaltumvielas organismā netiek uzkrātas rezervē, tāpēc, ja jūs tos iedodat ar pārtiku vairāk, nekā organismam nepieciešams, tad slāpekļa aiztures palielināšanās un olbaltumvielu sintēzes palielināšanās nenotiks. Pārāk mazs olbaltumvielu daudzums pārtikā samazina bērna apetīti, izjauc skābju-bāzes līdzsvaru un palielina slāpekļa izdalīšanos ar urīnu un izkārnījumiem. Bērnam ir jādod optimālais olbaltumvielu daudzums ar visu nepieciešamo aminoskābju komplektu, un ir svarīgi, lai olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu daudzuma attiecība bērna pārtikā būtu 1:1:3; šajos apstākļos slāpeklis tiek saglabāts organismā pēc iespējas vairāk.

Pirmajās dienās pēc dzimšanas slāpeklis veido 6-7% no ikdienas urīna daudzuma. Ar vecumu tā relatīvais saturs urīnā samazinās.

Tauku vielmaiņa. Tauku nozīme organismā. Tauki, kas saņemti ar pārtiku gremošanas traktā, tiek sadalīti glicerīnā un taukskābēs, kas uzsūcas galvenokārt limfā un tikai daļēji nonāk asinīs. Caur limfātisko un asinsrites sistēmu tauki nonāk taukaudos. Zemādas audos, ap dažiem iekšējiem orgāniem (piemēram, nierēm), kā arī aknās un muskuļos ir daudz tauku. Tauki ir daļa no šūnām (citoplazma, kodols, šūnu membrānas), kur to daudzums ir nemainīgs. Tauku uzkrāšanās var kalpot citām funkcijām. Piemēram, zemādas tauki novērš paaugstinātu siltuma pārnesi, perinefriskie tauki aizsargā nieres no sasitumiem utt.

Tauku ķermenis izmanto kā bagātīgu enerģijas avotu. Sadalot organismā 1 g tauku, izdalās vairāk nekā divas reizes vairāk enerģijas nekā sadalot tādu pašu daudzumu olbaltumvielu vai ogļhidrātu. Tauku trūkums pārtikā traucē centrālās nervu sistēmas un reproduktīvo orgānu darbību, samazina izturību pret dažādām slimībām.

Tauki organismā tiek sintezēti ne tikai no glicerīna un taukskābēm, bet arī no olbaltumvielu un ogļhidrātu vielmaiņas produktiem. Galvenais nepiesātināto taukskābju avots ir augu eļļas. Lielākā daļa no tām ir linsēklu un kaņepju eļļā, bet saulespuķu eļļā ir daudz linolskābes.

Ar taukiem organisms saņem tajos šķīstošos vitamīnus (A, D, E u.c.), kas ir vitāli svarīgi cilvēkam.

Uz 1 kg pieaugušā svara dienā ar pārtiku jāsaņem 1,25 g tauku (80-100 g dienā).

Tauku metabolisma galaprodukti ir oglekļa dioksīds un ūdens.

Tauku metabolisma iezīmes bērniem. Bērna organismā no pirmajiem sešiem dzīves mēnešiem tauki sedz aptuveni 50% no nepieciešamās enerģijas. Bez taukiem nav iespējams izveidot vispārēju un specifisku imunitāti. Tauku vielmaiņa bērniem ir nestabila, ja pārtikā trūkst ogļhidrātu vai ar palielinātu patēriņu, tauku depo ātri iztukšojas.

Tauku uzsūkšanās bērniem ir intensīva. Zīdīšanas laikā uzsūcas līdz 90% piena tauku, mākslīgos - 85-90%. Vecākiem bērniem tauki tiek absorbēti par 95-97%.

Lai pilnvērtīgāk izmantotu taukus, ogļhidrātiem ir jābūt bērnu pārtikā, jo, ja to trūkst uzturā, notiek nepilnīga tauku oksidēšanās un skābie vielmaiņas produkti uzkrājas asinīs.

Organisma vajadzība pēc taukiem uz 1 kg ķermeņa svara ir lielāka, jo jaunāks ir bērna vecums. Ar vecumu palielinās absolūtais tauku daudzums, kas nepieciešams bērnu normālai attīstībai. No 1 līdz 3 gadiem ikdienas nepieciešamība pēc taukiem ir 32,7 g, no 4 līdz 7 gadiem - 39,2 g, no 8 līdz 13 gadiem - 38,4 g.

Ogļhidrātu metabolisms.

Ogļhidrāti ir galvenais enerģijas avots, īpaši intensīva muskuļu darba laikā. Pieaugušajiem organisms vairāk nekā pusi enerģijas saņem no ogļhidrātiem. Ogļhidrātu sadalīšanās līdz ar enerģijas izdalīšanos var notikt gan bezskābekļa apstākļos, gan skābekļa klātbūtnē. Ogļhidrātu metabolisma galaprodukti ir oglekļa dioksīds un ūdens. Ogļhidrātiem ir spēja ātri sadalīties un oksidēties. Liela noguruma vai lielas fiziskas slodzes gadījumā, uzņemot dažus gramus cukura, uzlabojas organisma stāvoklis.

Asinīs glikozes daudzums tiek uzturēts relatīvi nemainīgā līmenī (apmēram 110 mg%). Glikozes līmeņa pazemināšanās izraisa ķermeņa temperatūras pazemināšanos, nervu sistēmas darbības traucējumus un nogurumu. Aknām ir liela nozīme pastāvīga cukura līmeņa asinīs uzturēšanā. Glikozes daudzuma palielināšanās izraisa tās nogulsnēšanos aknās rezerves dzīvnieku cietes - glikogēna veidā, ko aknas mobilizē, samazinoties cukura līmenim asinīs. Glikogēns veidojas ne tikai aknās, bet arī muskuļos, kur tas var uzkrāties līdz 1-2%. Glikogēna rezerves aknās sasniedz 150 g Badošanās un muskuļu darba laikā šīs rezerves ir izsmeltas.

Glikozes nozīme organismam neaprobežojas tikai ar tās kā enerģijas avota lomu. Tā ir daļa no citoplazmas un tāpēc ir nepieciešama jaunu šūnu veidošanai, īpaši augšanas periodā. Ogļhidrāti ir arī daļa no nukleīnskābēm.

Ogļhidrāti ir svarīgi arī metabolismā centrālajā nervu sistēmā. Ar strauju cukura daudzuma samazināšanos asinīs tiek novēroti nopietni nervu sistēmas darbības traucējumi. Parādās krampji, delīrijs, samaņas zudums un izmaiņas sirds darbībā. Ja šādam cilvēkam ievada asinīs glikozi vai iedod ēst parasto cukuru, tad pēc kāda laika šie smagie simptomi izzūd.

Cukurs pilnībā neizzūd no asinīm pat tad, ja tā nav pārtikā, jo ogļhidrāti organismā var veidoties no olbaltumvielām un taukiem.

Dažādu orgānu nepieciešamība pēc glikozes nav vienāda. Smadzenes saglabā līdz 12% no piegādātās glikozes, zarnas - 9%, muskuļi - 7%, nieres - 5%. Liesa un plaušas to gandrīz nemaz nesaglabā.

Ogļhidrātu metabolisms bērniem. Bērniem ogļhidrātu vielmaiņa notiek ar lielu intensitāti, kas izskaidrojams ar augsto metabolisma līmeni bērnu organismā. Ogļhidrāti bērna ķermenī kalpo ne tikai kā galvenais enerģijas avots, bet arī spēlē nozīmīgu plastisko lomu šūnu membrānu un saistaudu vielu veidošanā. Ogļhidrāti piedalās arī olbaltumvielu un tauku vielmaiņas skābo produktu oksidēšanā, kas palīdz uzturēt skābju-bāzes līdzsvaru organismā.

Bērna organisma intensīvai augšanai nepieciešams ievērojams daudzums plastmasas materiāla - olbaltumvielas un tauki, tāpēc ogļhidrātu veidošanās bērniem no olbaltumvielām un taukiem ir ierobežota. Bērniem ikdienas nepieciešamība pēc ogļhidrātiem ir augsta un zīdaiņa vecumā ir 10-12 g uz 1 kg ķermeņa svara. Turpmākajos gados nepieciešamais ogļhidrātu daudzums svārstās no 8-9 līdz 12-15 g uz 1 kg ķermeņa svara. Bērnam vecumā no 1 līdz 3 gadiem kopā ar uzturu jādod vidēji 193 g ogļhidrātu dienā, no 4 līdz 7 gadiem - 287 g, no 9 līdz 13 gadiem - 370 g, no 14 līdz 17 gadiem - 470 g, par pieaugušais - 500 g.

Bērna organisms ogļhidrātus uzņem labāk nekā pieaugušie (zīdaiņiem - par 98-99%). Kopumā bērni ir salīdzinoši labāk panesami pret augstu cukura līmeni asinīs nekā pieaugušie. Pieaugušajiem glikoze parādās urīnā, ja tā ir 2,5-3 g uz 1 kg ķermeņa svara, un bērniem tas notiek tikai tad, ja tiek saņemti 8-12 g glikozes uz 1 kg ķermeņa svara. Lietojot kopā ar pārtiku nelielu daudzumu ogļhidrātu, bērni var dubultot cukura līmeni asinīs, bet pēc 1 stundas cukura līmenis asinīs sāk pazemināties un pēc 2 stundām tas pilnībā normalizējas.

Ūdens un minerālvielu metabolisms. Vitamīni. Ūdens un minerālsāļu nozīme. Visas vielu pārvērtības organismā notiek ūdens vidē. Ūdens izšķīdina barības vielas, kas nonāk organismā, un transportē izšķīdušās vielas. Kopā ar minerālvielām tas piedalās šūnu veidošanā un daudzās vielmaiņas reakcijās. Ūdens ir iesaistīts ķermeņa temperatūras regulēšanā: iztvaikojot, tas atdzesē ķermeni, pasargājot to no pārkaršanas.

Ūdens un minerālsāļi veido galvenokārt ķermeņa iekšējo vidi, kas ir galvenā asins plazmas, limfas un audu šķidruma sastāvdaļa. Daži sāļi, kas izšķīdināti šķidrajā asins daļā, ir iesaistīti gāzu pārnesē asinīs.

Ūdens un minerālsāļi ir daļa no gremošanas sulām, kas nosaka to nozīmi gremošanas procesos. Un, lai gan ne ūdens, ne minerālsāļi organismā nav enerģijas avoti, to normāla uzņemšana un izvadīšana no organisma ir nosacījums tā normālai darbībai. Ūdens pieaugušajam veido aptuveni 65% no ķermeņa svara, bērniem - aptuveni 80%.

Ūdens zudums organismā izraisa ļoti nopietnus traucējumus. Piemēram, zīdaiņu gremošanas traucējumu gadījumā dehidratācija rada lielas briesmas, kas izraisa krampjus un samaņas zudumu. Vairāku dienu ūdens atņemšana cilvēkam ir letāla.

Ūdens apmaiņa. Ķermenis pastāvīgi tiek papildināts ar ūdeni, absorbējot to no gremošanas trakta. Cilvēkam ar normālu uzturu un normālu apkārtējās vides temperatūru nepieciešami 2-2,5 litri ūdens dienā. Šis ūdens daudzums nāk no šādiem avotiem: dzerot patērētais ūdens (apmēram 1 l); ūdens, kas atrodas pārtikā (apmēram 1 l); ūdens, kas organismā veidojas olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu vielmaiņas laikā (300-350 kub.cm).

Galvenie orgāni, kas izvada ūdeni no organisma, ir nieres, sviedru dziedzeri, plaušas un zarnas. Nieres dienā no organisma izvada 1,2-1,5 litrus ūdens ar urīnu. Sviedru dziedzeri caur ādu sviedru veidā izvada 500-700 kubikmetrus. cm ūdens dienā. Pie normālas temperatūras un gaisa mitruma uz 1 kv. cm ādas, ik pēc 10 minūtēm izdalās aptuveni 1 mg ūdens. Plaušas izvada 350 kubikmetrus ūdens tvaiku. cm ūdens; šis daudzums strauji palielinās, padziļinot un paātrinoties elpošanai, un tad dienā var izdalīties 700-800 kubikmetru. cm ūdens. Ar fekālijām caur zarnām izdalās 100-150 kubikmetri dienā. cm ūdens; kad tiek traucēta zarnu darbība, var izdalīties vairāk ūdens, kas noved pie organisma izsīkuma ūdenī.

Normālai organisma funkcionēšanai ir svarīgi, lai ūdens uzņemšana organismā pilnībā segtu tā patēriņu. Ja no organisma tiek izvadīts vairāk ūdens, nekā tajā nonāk, rodas slāpju sajūta. Patērētā ūdens daudzuma attiecība pret izvadīto daudzumu ir ūdens bilance.

Bērna organismā dominē ārpusšūnu ūdens, kas bērniem rada lielāku hidrolabilitāti, t.i., spēju ātri zaudēt un ātri uzkrāties ūdeni. Ūdens nepieciešamība uz 1 kg ķermeņa svara samazinās līdz ar vecumu, un tā absolūtais daudzums palielinās. Trīs mēnešus vecam bērnam nepieciešams 150-170 g ūdens uz 1 kg svara, 2 gadus vecam - 95 g, 12-13 gadus vecam - 45 g ūdens ikdienas vajadzībām bērns ir 800 ml, 4 gadu vecumā - 950-1000 ml, 5 - 6 gadus vecs - 1200 ml, 7-10 gadus vecs - 1350 ml, 11-14 gadus vecs - 1500 ml.

Minerālsāļu nozīme bērna augšanas un attīstības procesā. Minerālu klātbūtne ir saistīta ar nervu sistēmas uzbudināmības un vadītspējas fenomenu. Minerālsāļi nodrošina vairākas organisma dzīvībai svarīgas funkcijas, piemēram, kaulu, nervu elementu, muskuļu augšanu un attīstību; nosaka asins reakciju (pH), veicina normālu sirds un nervu sistēmas darbību; izmanto hemoglobīna (dzelzs), kuņģa sulas sālsskābes (hlora) veidošanai; uzturēt noteiktu osmotisko spiedienu.

Jaundzimušajam minerālvielas veido 2,55% no ķermeņa svara, pieaugušam cilvēkam - 5%. Ar jauktu uzturu pieaugušais visas nepieciešamās minerālvielas pietiekamā daudzumā saņem no pārtikas, un ēdiena gatavošanas laikā cilvēka pārtikai pievieno tikai galda sāli. Augoša bērna ķermenim īpaši nepieciešama daudzu minerālvielu papildu piegāde.

Minerālvielām ir liela ietekme uz bērna attīstību. Kalcija un fosfora vielmaiņa ir saistīta ar kaulu augšanu, skrimšļa pārkaulošanās laiku un oksidatīvo procesu stāvokli organismā. Kalcijs ietekmē nervu sistēmas uzbudināmību, muskuļu kontraktilitāti, asins recēšanu, olbaltumvielu un tauku vielmaiņu organismā. Fosfors ir nepieciešams ne tikai kaulu audu augšanai, bet arī normālai nervu sistēmas, vairuma dziedzeru un citu orgānu darbībai. Dzelzs ir daļa no asins hemoglobīna.

Vislielākā nepieciešamība pēc kalcija tiek novērota bērna pirmajā dzīves gadā; šajā vecumā tas ir astoņas reizes vairāk nekā otrajā dzīves gadā un 13 reizes vairāk nekā trešajā gadā; tad nepieciešamība pēc kalcija samazinās, pubertātes laikā nedaudz pieaugot. Skolēniem ikdienas nepieciešamība pēc kalcija ir 0,68-2,36 g, pēc fosfora - 1,5-4,0 g Optimālā kalcija un fosfora sāļu koncentrācijas attiecība pirmsskolas vecuma bērniem ir 1: 1, 8-10 gadu vecumā. 1: 1,5, pusaudžiem un vecākiem skolēniem - 1: 2. Ar šādām attiecībām skeleta attīstība norit normāli. Piens satur ideālu kalcija un fosfora sāļu attiecību, tāpēc piena iekļaušana bērnu uzturā ir obligāta.

Dzelzs nepieciešamība bērniem ir lielāka nekā pieaugušajiem: 1-1,2 mg uz 1 kg ķermeņa svara dienā (pieaugušajiem - 0,9 mg). Bērniem dienā jāsaņem 25-40 mg nātrija, 12-30 mg kālija, 12-15 mg hlora.

Vitamīni. Tie ir organiskie savienojumi, kas ir absolūti nepieciešami normālai organisma darbībai. Vitamīni ir daļa no daudziem fermentiem, kas izskaidro vitamīnu svarīgo lomu vielmaiņā. Vitamīni veicina hormonu darbību, palielinot organisma izturību pret nelabvēlīgu vides ietekmi (infekcijām, augstām un zemām temperatūrām utt.). Tie ir nepieciešami, lai stimulētu augšanu, audu un šūnu atjaunošanos pēc traumām un operācijām.

Atšķirībā no enzīmiem un hormoniem, lielākā daļa vitamīnu cilvēka organismā netiek ražoti. To galvenie avoti ir dārzeņi, augļi un ogas. Vitamīnus satur arī piens, gaļa un zivis. Vitamīni ir nepieciešami ļoti mazos daudzumos, taču to trūkums vai trūkums pārtikā izjauc attiecīgo enzīmu veidošanos, kas noved pie slimībām – vitamīnu trūkuma.

Visi vitamīni ir sadalīti divās lielās grupās: a) ūdenī šķīstošie; b) šķīst taukos. Pie ūdenī šķīstošiem vitamīniem pieder B vitamīnu grupa, vitamīni C un P. Pie taukos šķīstošiem vitamīniem pieder vitamīni A1 un A2, D, E, K.

B1 vitamīns (tiamīns, aneirīns) ir atrodams lazdu riekstos, brūnajos rīsos, pilngraudu maizē, miežos un auzu pārslās, īpaši alus raugā un aknās. Ikdienas nepieciešamība pēc vitamīna ir 1 mg bērniem līdz 7 gadu vecumam, 1,5 mg no 7 līdz 14 gadu vecumam, 2 mg no 14 gadu vecuma un 2-3 mg pieaugušajiem.

Bez B1 vitamīna pārtikā attīstās beriberi slimība. Pacients zaudē apetīti, ātri nogurst, kāju muskuļos pamazām parādās vājums. Tad tiek zaudēta kāju muskuļu jutība, tiek bojāti dzirdes un redzes nervi, mirst iegarenās smadzenes un muguras smadzeņu šūnas, rodas ekstremitāšu paralīze, un bez savlaicīgas ārstēšanas - nāve.

B2 vitamīns (riboflavīns). Cilvēkiem pirmā šī vitamīna trūkuma pazīme ir ādas bojājumi (visbiežāk lūpu zonā). Parādās plaisas, kļūst mitras un pārklājas ar tumšu garozu. Vēlāk veidojas acu un ādas bojājumi, ko pavada keratinizēto zvīņu nokrišana. Nākotnē var attīstīties ļaundabīga anēmija, nervu sistēmas bojājumi, pēkšņa asinsspiediena pazemināšanās, krampji, samaņas zudums.

B2 vitamīns ir atrodams maizē, griķos, pienā, olās, aknās, gaļā un tomātos. Ikdienas nepieciešamība pēc tā ir 2-4 mg.

PP vitamīns (nikotīnamīds) ir atrodams zaļajos dārzeņos, burkānos, kartupeļos, zirņos, raugā, griķos, rudzu un kviešu maizē, pienā, gaļā un aknās. Ikdienas nepieciešamība pēc tā bērniem ir 15 mg, pieaugušajiem - 15-25 mg.

Ar vitamīna deficītu RR tiek novērota dedzinoša sajūta mutē, pārmērīga siekalošanās un caureja. Mēle kļūst tumšsarkana. Sarkani plankumi parādās uz rokām, kakla un sejas. Āda kļūst raupja un raupja, tāpēc slimību sauc par pellagru (no itāļu pelle agra — raupja āda). Smagos slimības gadījumos pavājinās atmiņa, attīstās psihoze un halucinācijas.

B12 vitamīns (cianokobalamīns) cilvēkiem tiek sintezēts zarnās. Satur zīdītāju un zivju nierēs, aknās. Ar tā trūkumu organismā attīstās ļaundabīga anēmija, kas saistīta ar sarkano asins šūnu veidošanās traucējumiem.

C vitamīns (askorbīnskābe) dabā ir plaši izplatīts dārzeņos, augļos, priežu skujās un aknās. Askorbīnskābe labi saglabājas skābētos kāpostos. 100 g priežu skuju satur 250 mg C vitamīna, 100 g mežrozīšu gūžas - 150 mg. Nepieciešamība pēc C vitamīna ir 50-100 mg dienā.

C vitamīna trūkums izraisa skorbutu. Parasti slimība sākas ar vispārēju savārgumu un depresiju. Āda iegūst netīri pelēku nokrāsu, smaganas asiņo un zobi izkrīt. Uz ķermeņa parādās tumši asiņošanas plankumi, daži no tiem čūlas un izraisa asas sāpes.

A vitamīns (retinols, akseroftols) cilvēka organismā veidojas no parastā dabīgā pigmenta karotīna, kas lielos daudzumos atrodams svaigos burkānos, tomātos, salātos, aprikozēs, zivju eļļā, sviestā, aknās, nierēs, olas dzeltenumā. Dienas nepieciešamība pēc A vitamīna bērniem ir 1 mg, pieaugušajiem - 2 mg.

Ar A vitamīna trūkumu bērnu augšana palēninās un attīstās “nakts aklums”, t.i. straujš redzes asuma kritums vājā apgaismojumā, kas smagos gadījumos izraisa pilnīgu, bet atgriezenisku aklumu.

D vitamīns (ergokalciferols) bērniem ir īpaši nepieciešams, lai novērstu vienu no izplatītākajām bērnu slimībām – rahītu. Ar rahītu tiek traucēts kaulu veidošanās process, galvaskausa kauli kļūst mīksti un elastīgi, un ekstremitātes kļūst saliektas. Uz mīkstinātām galvaskausa vietām veidojas hipertrofēti parietālie un frontālie bumbuļi. Letarģiski, bāli, ar nedabiski lielu galvu un īsu izliektu ķermeni, lielu vēderu, tādi bērni ir strauji atpalikuši attīstībā.

Visi šie smagie traucējumi ir saistīti ar D vitamīna trūkumu vai deficītu organismā, kas atrodams dzeltenumos, govs pienā un zivju eļļā.

Cilvēka ādā no provitamīna ergosterola ultravioleto staru ietekmē var veidoties D vitamīns. Zivju eļļa, saules iedarbība vai mākslīgais ultravioletais starojums ir līdzekļi rahīta profilaksei un ārstēšanai.

4. Ar vecumu saistītās enerģijas metabolisma īpašības

metabolisms bioloģiskais pārtikas ogļhidrāts

Pat pilnīgas atpūtas apstākļos cilvēks tērē noteiktu enerģijas daudzumu: ķermenis nepārtraukti tērē enerģiju fizioloģiskiem procesiem, kas neapstājas ne uz minūti. Minimālo vielmaiņas un enerģijas patēriņa līmeni ķermenim sauc par bazālo metabolismu. Bāzes vielmaiņa tiek noteikta cilvēkam muskuļu miera stāvoklī - guļus stāvoklī, tukšā dūšā, t.i., 12-16 stundas pēc ēšanas, apkārtējās vides temperatūrā 18-20 ° C (komforta temperatūra). Pusmūža cilvēkam bazālais metabolisms ir 4187 J uz 1 kg svara stundā. Vidēji tas ir 7 140 000–7 560 000 J dienā. Katrai personai bazālais vielmaiņas ātrums ir relatīvi nemainīgs.

Bāzes metabolisma iezīmes bērniem. Tā kā bērniem ir salīdzinoši lielāka ķermeņa virsma uz masas vienību nekā pieaugušajam, viņu pamata vielmaiņa ir intensīvāka nekā pieaugušajiem. Arī bērniem ir ievērojams asimilācijas procesu pārsvars pār disimilācijas procesiem. Jo jaunāks bērns, jo lielākas ir enerģijas izmaksas izaugsmei. Tādējādi enerģijas patēriņš, kas saistīts ar izaugsmi 3 mēnešu vecumā, ir 36%, 6 mēnešu vecumā - 26%, 9 mēnešu vecumā - 21% no pārtikas kopējās enerģētiskās vērtības.

Bāzes metabolisms uz 1 kg svara pieaugušajam ir 96 600 J. Tādējādi 8-10 gadus veciem bērniem bazālais metabolisms ir divas vai divarpus reizes lielāks nekā pieaugušajiem.

Meiteņu pamata vielmaiņas ātrums ir nedaudz zemāks nekā zēniem. Šī atšķirība sāk parādīties jau pirmā dzīves gada otrajā pusē. Zēnu darbs ir saistīts ar lielāku enerģijas patēriņu nekā meitenēm.

Bāzes vielmaiņas ātruma noteikšanai bieži ir diagnostiska nozīme. Bāzes metabolisms palielinās ar pārmērīgu vairogdziedzera darbību un dažām citām slimībām. Ja vairogdziedzera, hipofīzes vai dzimumdziedzeru funkcija ir nepietiekama, bazālā vielmaiņa samazinās.

Enerģijas patēriņš muskuļu darbības laikā. Jo smagāks ir muskuļu darbs, jo vairāk enerģijas cilvēks tērē. Skolēniem, gatavojoties stundai un stundai skolā, ir nepieciešama par 20-50% lielāka enerģija nekā vielmaiņas pamatenerģija.

Ejot, enerģijas patēriņš ir par 150-170% lielāks nekā bazālā vielmaiņa. Skrienot vai kāpjot pa kāpnēm, enerģijas izmaksas pārsniedz bazālo vielmaiņu 3-4 reizes.

Ķermeņa trenēšana ievērojami samazina enerģijas patēriņu veiktajam darbam. Tas ir saistīts ar darbā iesaistīto muskuļu skaita samazināšanos, kā arī elpošanas un asinsrites izmaiņām.

Dažādu profesiju cilvēkiem ir dažādi enerģijas izdevumi. Garīgā darba laikā enerģijas izmaksas ir zemākas nekā fiziskajā darbā. Zēniem ir lielāks ikdienas enerģijas patēriņš nekā meitenēm.

Ievietots vietnē Allbest.ru

...

Līdzīgi dokumenti

Metabolisma būtība cilvēka organismā. Pastāvīga vielu apmaiņa starp ķermeni un ārējo vidi. Produktu aerobā un anaerobā sadalīšanās. Bazālā metabolisma apjoms. Siltuma avots organismā. Cilvēka ķermeņa termoregulācijas nervu mehānisms.

lekcija, pievienota 28.04.2013

Metabolisma, anabolisma un katabolisma jēdziens. Cilvēka ķermeņa vielmaiņas procesu veidi. Ķermeņa nepieciešamība pēc vitamīniem un šķiedrvielām. Enerģijas apmaiņa miera stāvoklī un muskuļu darba laikā. Vielu un enerģijas vielmaiņas procesu regulēšana.

prezentācija, pievienota 03.05.2015

Metabolisma problēmas kā cilvēka ķermeņa galvenās funkcijas izpēte zinātniskajā literatūrā. Ogļhidrātu metabolisms kā to transformācijas procesu kopums organismā, tā fāzes. Vitamīnu veidošanās un piegādes avots. Metabolisma regulēšana.

kursa darbs, pievienots 01.02.2014

Vielmaiņas un vielmaiņas procesu klasifikācija. Organismu veidi pēc vielmaiņas procesu atšķirībām, to izpētes metodes. Metode vielu uzskaitei, kas nonāk organismā un iziet no tā, izmantojot slāpekļa metabolisma piemēru. Galvenās ķermeņa funkcijas un olbaltumvielu avoti.

prezentācija, pievienota 12.01.2014

Metabolisma loma ķermeņa plastisko un enerģijas vajadzību nodrošināšanā. Siltuma ražošanas un siltuma pārneses iezīmes. Metabolisms un enerģija dažādos ķermeņa funkcionālās aktivitātes līmeņos. Cilvēka ķermeņa temperatūra un tās regulēšana.

anotācija, pievienota 09.09.2009

Vielu un enerģijas transformācijas, kas notiek dzīvos organismos un ir to dzīves aktivitātes pamatā. Vielmaiņas un enerģijas mērķis, attiecības starp anaboliskajiem un kataboliskajiem procesiem. Ogļhidrātu un tauku enerģētiskā vērtība organismā.

abstrakts, pievienots 28.05.2010

Bioloģiskā ķīmija ir zinātne, kas pēta dzīvo organismu vielu ķīmisko raksturu. Vitamīnu, koenzīmu un enzīmu, hormonu jēdziens. Taukos šķīstošo un ūdenī šķīstošo vitamīnu avoti. Vielmaiņas un enerģijas, lipīdu un olbaltumvielu metabolisma jēdziens.

lekciju kurss, pievienots 21.01.2011

Barības vielu funkcijas. Izsalkuma un sāta sajūtas rašanās. Bazālās metabolisma vecuma un dzimuma īpašības. Pārtikas specifiskā dinamiskā darbība. Netiešās kalorimetrijas metode vielmaiņas līmeņa pētīšanai. Termoregulācijas procesa būtība.

prezentācija, pievienota 29.08.2013

Vielmaiņa un enerģija kā galvenā ķermeņa funkcija, tās galvenās fāzes un notiekošie procesi - asimilācija un disimilācija. Olbaltumvielu loma organismā, to metabolisma mehānisms. Ūdens, vitamīnu, tauku, ogļhidrātu apmaiņa. Siltuma ražošanas un siltuma pārneses regulēšana.

abstrakts, pievienots 08.08.2009

Metabolisms (metabolisms un enerģija) kā ķīmisku reakciju kopums, kas notiek šūnās un visā organismā, kas sastāv no sarežģītu molekulu un jaunu protoplazmu sintēzes (anabolisms) un molekulu sadalīšanās ar enerģijas izdalīšanos (katabolisms).

Plānot.

17. lekcija

Tēma: “Ar vecumu saistītās vielmaiņas īpatnības”

12. Vielmaiņa un enerģija, tās ar vecumu saistītās īpašības.

13. Uzturvielas, to sastāvs, enerģētiskā vērtība, uzturvērtības normas.

14. Kuņģa-zarnu trakta slimību profilakse.

Metabolisms attiecas uz izmaiņu kopumu, ko vielas iziet no brīža, kad tās nonāk gremošanas traktā, līdz veidojas galīgie noārdīšanās produkti, kas izvadīti no organisma. Tas ir, vielmaiņa visos organismos, no primitīvākajiem līdz vissarežģītākajiem, ieskaitot cilvēka ķermeni, ir dzīvības pamats.

Dzīves procesā organismā notiek nepārtrauktas izmaiņas: dažas šūnas mirst, citas tās aizstāj. Pieaugušam cilvēkam 24 stundu laikā mirst un tiek aizstātas 1/20 ādas epitēlija šūnu un puse no visām gremošanas trakta epitēlija šūnām, aptuveni 25 g asiņu utt.

Augšanas procesā organisma šūnu atjaunošana iespējama tikai tad, ja organisms nepārtraukti saņem skābekli un barības vielas, kas ir būvmateriāli, no kuriem organisms tiek būvēts. Bet jaunu ķermeņa šūnu uzbūvei, to nepārtrauktai atjaunošanai, kā arī, lai cilvēks veiktu kādu darbu, nepieciešama enerģija. Cilvēka ķermenis šo enerģiju saņem, sadaloties un oksidējoties vielmaiņas procesos (vielmaiņas procesā). Turklāt vielmaiņas procesi (anabolisms un katabolisms) ir savstarpēji precīzi saskaņoti un notiek noteiktā secībā.

Zem anabolisms izprast sintēzes reakciju kopumu. Zem katabolisms- sadalīšanās reakciju kopums. Jāņem vērā, ka abi šie procesi ir nepārtraukti saistīti. Kataboliskie procesi nodrošina anabolismu ar enerģiju un izejvielām, un anaboliskie procesi nodrošina struktūru sintēzi, jaunu audu veidošanos saistībā ar organisma augšanas procesiem, dzīvībai nepieciešamo hormonu un enzīmu sintēzi.

Visā individuālajā attīstībā visbūtiskākās izmaiņas piedzīvo vielmaiņas anaboliskā fāze un, mazākā mērā, kataboliskā fāze.

Pēc to funkcionālās nozīmes metabolisma anaboliskajā fāzē izšķir šādus sintēzes veidus:

1) augšanas sintēze - orgānu proteīna masas palielināšanās pastiprinātas šūnu dalīšanās periodā, organisma augšana kopumā.

2) funkcionālā un aizsargājošā sintēze - olbaltumvielu veidošanās citiem orgāniem un sistēmām, piemēram, asins plazmas olbaltumvielu sintēze aknās, gremošanas trakta enzīmu un hormonu veidošanās.

3) reģenerācijas (atveseļošanās) sintēze - proteīnu sintēze atjaunojošos audos pēc traumas vai nepietiekama uztura.

4) pašatjaunošanās sintēze, kas saistīta ar ķermeņa stabilizāciju - pastāvīga iekšējās vides sastāvdaļu papildināšana, kas tiek iznīcinātas disimilācijas laikā.

Visas šīs formas vājinās, kaut arī nevienmērīgi, individuālās attīstības laikā. Šajā gadījumā īpaši nozīmīgas izmaiņas tiek novērotas augšanas sintēzē. Intrauterīnajā periodā ir visaugstākie augšanas rādītāji. Piemēram, cilvēka embrija svars palielinās par 1 miljardu salīdzinājumā ar zigotas svaru. 20 miljonus reižu, un 20 gadu progresīvas cilvēka izaugsmes laikā tas palielinās ne vairāk kā 20 reizes.

Visā pēcdzemdību periodā anabolisma līmenis turpina pazemināties.

Olbaltumvielu metabolisms jaunattīstības organismā. Augšanas procesi, kuru kvantitatīvie rādītāji ir ķermeņa masas palielināšanās un pozitīva slāpekļa bilances līmenis, ir viena attīstības puse. Tās otrā puse ir šūnu un audu diferenciācija, kuras bioķīmiskais pamats ir fermentatīvo, strukturālo un funkcionālo proteīnu sintēze.

Olbaltumvielas tiek sintezētas no aminoskābēm, kas nāk no gremošanas sistēmas. Turklāt šīs aminoskābes ir sadalītas neaizvietojamās un nebūtiskās. Ja neaizvietojamās aminoskābes (leicīns, metionīns un triptofāns u.c.) netiek piegādātas ar pārtiku, tad organismā tiek traucēta olbaltumvielu sintēze. Neaizvietojamo aminoskābju nodrošinājums ir īpaši svarīgs augošam organismam, piemēram, lizīna trūkums pārtikā izraisa augšanas aizkavēšanos, muskuļu sistēmas izsīkumu, bet valīna trūkums bērnam izraisa līdzsvara traucējumus.

Ja pārtikā nav neaizvietojamo aminoskābju, tās var sintezēt no neaizvietojamām (tirozīnu var sintezēt no fenilalanīna).

Visbeidzot, olbaltumvielas, kas satur visu nepieciešamo aminoskābju komplektu, kas nodrošina normālus sintēzes procesus, tiek klasificētas kā bioloģiski pilnvērtīgas olbaltumvielas. Viena un tā paša proteīna bioloģiskā vērtība dažādiem cilvēkiem atšķiras atkarībā no ķermeņa stāvokļa, uztura un vecuma.

Ikdienas olbaltumvielu nepieciešamība uz 1 kg svara bērnam: 1 gada vecumā - 4,8 g, 1-3 gadi - 4-4,5 g; 6-10 gadi - 2,5-3 g, 12 un vairāk - 2,5 g, pieaugušie - 1,5-1,8 g Tāpēc bērniem līdz 4 gadu vecumam jāsaņem 50 g proteīna, līdz 7 gadiem - 70 g. no 7 gadiem - 80 g dienā.

Organismā nonākušo un tajā iznīcināto olbaltumvielu daudzumu vērtē pēc slāpekļa bilances vērtības, tas ir, slāpekļa daudzumu attiecības, kas organismā nonāk ar pārtiku un izdalās no organisma ar urīnu, sviedriem un citiem izdalījumiem. .

Spēja saglabāt slāpekli bērniem ir pakļauta ievērojamām individuālām svārstībām un saglabājas visā progresīvās augšanas periodā.

Parasti pieaugušie nespēj saglabāt uzturā esošo slāpekli, un viņu metabolisms ir slāpekļa līdzsvara stāvoklī. Tas liecina, ka proteīnu sintēzes potenciāls saglabājas ilgu laiku – līdz ar to fizisko aktivitāšu ietekmē palielinās muskuļu masa (pozitīvs slāpekļa līdzsvars).

Stabilas un regresīvas attīstības periodos, sasniedzot maksimālo svaru un apstājoties augšanai, galveno lomu sāk spēlēt pašatjaunošanās procesi, kas notiek visu mūžu un kuri vecumdienās izgaist daudz lēnāk nekā citi sintēzes veidi. .

Ar vecumu saistītas izmaiņas ietekmē ne tikai olbaltumvielu, bet arī tauku un ogļhidrātu vielmaiņu.

Ar vecumu saistītā tauku un ogļhidrātu metabolisma dinamika.

Lipīdu – tauku, fosfatīdu un sterīnu fizioloģiskā loma organismā ir tāda, ka tie ir daļa no šūnu struktūrām (plastiskā vielmaiņa), kā arī tiek izmantoti kā bagātīgi enerģijas avoti (enerģijas vielmaiņa). Ogļhidrāti organismā ir svarīgi kā enerģijas materiāls.

Ar vecumu mainās tauku un ogļhidrātu vielmaiņa. Taukiem ir nozīmīga loma augšanas un diferenciācijas procesos. Taukiem līdzīgas vielas ir īpaši svarīgas, pirmkārt, tāpēc, ka tās ir nepieciešamas nervu sistēmas morfoloģiskai un funkcionālai nobriešanai, visu veidu šūnu membrānu veidošanai. Tāpēc bērnībā nepieciešamība pēc tiem ir liela. Tā kā pārtikā trūkst ogļhidrātu, tauku noliktavas bērniem tiek ātri iztukšotas. Sintēzes intensitāte lielā mērā ir atkarīga no uztura rakstura.

Stabilas un regresīvas attīstības fāzes raksturo savdabīga anabolisko procesu pārorientācija: anabolisma pārslēgšanās no proteīnu sintēzes uz tauku sintēzi, kas ir viena no raksturīgajām ar vecumu saistītām vielmaiņas izmaiņām novecošanas laikā.

Ar vecumu saistītā anabolisma pārorientācija uz tauku uzkrāšanos vairākos orgānos pamatojas uz audu spēju oksidēt taukus samazināšanos, kā rezultātā ar nemainīgu un pat samazinātu taukskābju sintēzes ātrumu organisms tiek novājināts. bagātināts ar taukiem (tātad aptaukošanās attīstība novērota pat ar 1-2 ēdienreizēm dienā). Tāpat nenoliedzami, ka sintēzes procesu pārorientēšanā papildus uztura faktoriem un nervu regulācijai liela nozīme ir hormonālā spektra izmaiņām, jo īpaši izmaiņām somatotropā hormona, vairogdziedzera hormonu, insulīna un steroīdu veidošanās ātrumā. hormoni.

Pārstrukturējas līdz ar vecumu un ogļhidrātu metabolisms. Bērniem ogļhidrātu metabolisms notiek ar lielāku intensitāti, kas izskaidrojams ar augstu vielmaiņas ātrumu. Bērnībā ogļhidrāti veic ne tikai enerģētisko, bet arī plastisko funkciju, veidojot šūnu membrānas un saistaudu vielas. Ogļhidrāti piedalās olbaltumvielu un tauku vielmaiņas produktu oksidēšanā, kas palīdz uzturēt skābju-bāzes līdzsvaru organismā. Bērniem ikdienas nepieciešamība pēc ogļhidrātiem ir augsta un zīdaiņa vecumā ir 10-12 g uz 1 kg ķermeņa svara. Turpmākajos gados, 8-9 gadu vecumā, tas palielinās līdz 12-15 g uz 1 kg ķermeņa svara. No 1 līdz 3 gadiem bērnam ar pārtiku dienā jāsaņem aptuveni 193 g ogļhidrātu, 4-7 gadi - 287, 9-13 - 370, 14-17 gadi - 470, bet pieaugušajiem - 500 g.

Bērnu organisms ogļhidrātus absorbē labāk nekā pieaugušie. Viens no nozīmīgākajiem ar vecumu saistītu ogļhidrātu metabolisma izmaiņu rādītājiem ir straujš vecuma pieaugums laikā, kas nepieciešams, lai likvidētu hiperglikēmiju, ko izraisa glikozes ievadīšana cukura slodzes testu laikā.

Svarīga vielmaiņas sastāvdaļa organismā ir ūdens-sāls metabolisms.

Vielu transformācija organismā notiek ūdens vidē kopā ar minerālvielām, ūdens piedalās šūnu konstrukcijā un kalpo kā reaģents šūnu ķīmiskajās reakcijās. Ūdenī izšķīdināto minerālsāļu koncentrācija nosaka asins un audu šķidruma osmotisko spiedienu, tādējādi tam ir liela nozīme uzsūkšanās un izvadīšanas procesā. ūdens daudzuma izmaiņas organismā un izmaiņas ķermeņa šķidrumu un audu struktūru sāļu sastāvā izraisa koloīdu stabilitātes pārkāpumu, kas var izraisīt neatgriezeniskus atsevišķu šūnu bojājumus un nāvi, bet pēc tam arī ķermeni kopumā. Tāpēc pastāvīga ūdens daudzuma un minerālvielu sastāva uzturēšana ir nepieciešams nosacījums normālai dzīvei.

Progresīvās augšanas fāzē ūdens piedalās ķermeņa svara veidošanas procesos. Ir zināms, ka, piemēram, no ikdienas ķermeņa masas pieauguma par 25 g ūdens veido 18, olbaltumvielas - 3, tauki - 3 un minerālsāļi - 1 g, jo jaunāks ķermenis, jo lielāka ir ikdienas nepieciešamība ūdens. Pirmajos sešos dzīves mēnešos bērna nepieciešamība pēc ūdens sasniedz 110-125 g uz 1 kg svara, pēc 2 gadiem tā samazinās līdz 115-136 g, 6 gados - 90-100 g, 18 gadi - 40-50 g Bērni spēj ātri zaudēt un arī ātri nogulsnēties.

Vispārējs individuālās evolūcijas modelis ir ūdens samazināšanās visos audos. Ar vecumu notiek ūdens pārdale audos - palielinās ūdens tilpums starpšūnu telpās un samazinās intracelulārā ūdens tilpums.

Daudzu minerālsāļu līdzsvars ir atkarīgs no vecuma. Jaunībā lielākā daļa neorganisko sāļu saturs ir mazāks nekā pieaugušajiem. Īpaši svarīga ir kalcija un fosfora apmaiņa. Paaugstinātas prasības šo elementu piegādei bērniem līdz viena gada vecumam tiek skaidrotas ar pastiprinātu kaulaudu veidošanos. Bet šie elementi ir ne mazāk svarīgi vecumdienās. Tāpēc gados vecākiem cilvēkiem savā uzturā ir jāiekļauj pārtikas produkti, kas satur šos elementus (piens, piena produkti), lai izvairītos no šo elementu izšķērdēšanas no kaulaudiem. Gluži pretēji, nātrija hlorīda saturs uzturā ir jāsamazina, jo ar vecumu samazinās mineralokortikoīdu ražošana virsnieru dziedzeros.

Svarīgs enerģijas transformāciju rādītājs organismā ir o galvenā apmaiņa.

Bazālā metabolisma vecuma dinamika

Ar bazālo vielmaiņas ātrumu saprot minimālo vielmaiņas un enerģijas patēriņa līmeni organismā stingri nemainīgos apstākļos: 14-16 stundas pirms ēšanas, guļus stāvoklī muskuļu miera stāvoklī 8-20 C temperatūrā. Pusmūža cilvēkam bazālais vielmaiņas ātrums ir 4187 J uz 1 kg masas 1 stundā. Vidēji tas ir 7-7,6 MJ dienā. Turklāt katram cilvēkam pamata vielmaiņas ātrums ir relatīvi nemainīgs.

Bāzes vielmaiņa bērniem ir intensīvāka nekā pieaugušajiem, jo viņiem ir salīdzinoši liela ķermeņa virsma uz masas vienību, un dominē disimilācijas, nevis asimilācijas procesi. Jo jaunāks bērns, jo lielākas ir enerģijas izmaksas izaugsmei. Tātad enerģijas patēriņš, kas saistīts ar izaugsmi 3 mēnešu vecumā, ir 36%, 6 mēnešu vecumā. - 26%, 9 mēneši. - 21% no pārtikas kopējās enerģētiskās vērtības.

Vecumā (regresīvās attīstības fāzē) tiek novērota ķermeņa masas samazināšanās, kā arī cilvēka ķermeņa lineāro izmēru samazināšanās, un bazālā vielmaiņa nokrītas līdz zemām vērtībām. Turklāt, pēc dažādu pētnieku domām, bazālās vielmaiņas samazināšanās pakāpe šajā vecumā korelē ar to, cik lielā mērā veciem cilvēkiem tiek izteiktas vājuma un veiktspējas zuduma pazīmes.

Kas attiecas uz dzimumu atšķirībām bazālā metabolisma līmenī, tās tiek konstatētas ontoģenēzē no 6-8 mēnešiem. Tajā pašā laikā bazālais vielmaiņas ātrums zēniem ir augstāks nekā meitenēm. Šādas attiecības saglabājas pubertātes laikā, un vecumdienās tās izlīdzinās.

Ontoģenēzes laikā mainās ne tikai enerģijas metabolisma vidējā vērtība, bet arī būtiski mainās iespējas šo līmeni paaugstināt intensīvas, piemēram, muskuļu aktivitātes apstākļos.

Agrā bērnībā muskuļu un skeleta sistēmas, sirds un asinsvadu un elpošanas sistēmu nepietiekams funkcionālais briedums ierobežo enerģijas metabolisma reakcijas adaptīvās spējas fiziskās aktivitātes laikā. Pieaugušā vecumā adaptīvās spējas, kā arī muskuļu spēks sasniedz maksimumu. Vecumdienās iespējas kompensējoši paaugstināt elpošanas un enerģijas apmaiņas līmeni stresa apstākļos ir izsmeltas, jo samazinās plaušu vitālās spējas, skābekļa izmantošanas koeficients audos un samazinās ķermeņa funkcijas. kardiovaskulārā sistēma.

Ir izteikti dažādi pieņēmumi un piedāvātas dažādas matemātiskas izteiksmes, lai noteiktu enerģijas ražošanas atkarību no organisma uzbūves īpatnībām raksturojošiem parametriem. Tādējādi Rubners uzskatīja, ka ar vecumu saistītas vielmaiņas izmaiņas ir saistītas ar ķermeņa relatīvās virsmas lieluma samazināšanos ar vecumu.

Vielmaiņas procesu samazināšanos vecumdienās mēģināja skaidrot ar zemādas tauku uzkrāšanos un ādas temperatūras pazemināšanos šajā vecumā.

Ievērības cienīgi ir darbi, kuros enerģijas metabolisma izmaiņas aplūkotas saistībā ar termoregulācijas mehānismu veidošanos un skeleta muskuļu līdzdalību tajā (Magnus, 1899; Arshavsky, 1966-71).

Skeleta muskuļu tonusa paaugstināšanās ar nepietiekamu vagusa nervu centra aktivitāti pirmajā dzīves gadā palīdz palielināt enerģijas vielmaiņu. Ar vecumu saistītās skeleta muskuļu aktivitātes pārstrukturēšanas loma enerģijas metabolisma dinamikā īpaši skaidri izcelta gāzu apmaiņas pētījumos dažāda vecuma cilvēkiem miera stāvoklī un fiziskās aktivitātes laikā. Progresīvai izaugsmei miera stāvoklī esošā metabolisma palielināšanos raksturo pamata metabolisma līmeņa pazemināšanās un uzlabota enerģijas pielāgošanās muskuļu aktivitātei. Stabilās fāzes laikā tiek uzturēta augsta funkcionālā atpūtas vielmaiņa un vielmaiņa darba laikā ievērojami palielinās, sasniedzot stabilu, minimālu bazālās vielmaiņas līmeni. Un regresīvā fāzē atšķirība starp funkcionālo atpūtas metabolismu un bazālo metabolismu nepārtraukti samazinās, un atpūtas laiks pagarinās.

Daudzi pētnieki uzskata, ka visa organisma enerģijas metabolisma samazināšanās ontoģenēzes laikā ir saistīta, pirmkārt, ar kvantitatīvām un kvalitatīvām metabolisma izmaiņām pašos audos, kuru lielumu spriež pēc attiecības starp galvenajiem enerģijas mehānismiem. atbrīvošana - anaeroba un aeroba. Tas ļauj noteikt audu potenciālās spējas radīt un izmantot augstas enerģijas saišu enerģiju.

Vielmaiņa sauc par kompleksu dažādu savstarpēji atkarīgu un savstarpēji atkarīgu procesu kompleksu, kas notiek organismā no brīža, kad šīs vielas tajā nonāk, līdz brīdim, kad tās izdalās. Metabolisms ir nepieciešams dzīves nosacījums. Tā ir viena no tās obligātajām izpausmēm.

Normālai organisma funkcionēšanai nepieciešams no ārējās vides saņemt organisko pārtikas materiālu, minerālsāļus, ūdeni un skābekli. Periodā, kas ir vienāds ar cilvēka vidējo dzīves ilgumu, viņš patērē 1,3 tonnas tauku, 2,5 tonnas olbaltumvielu, 12,5 tonnas ogļhidrātu un 75 tonnas ūdens.

Galvenie posmi

Metabolisms sastāv no vielu iekļūšanas organismā procesiem, to izmaiņām gremošanas traktā, uzsūkšanās, transformācijām šūnās un to sadalīšanās produktu izvadīšanas. Procesus, kas saistīti ar vielu pārveidošanu šūnās, sauc par intracelulāru vai starpposma metabolismu.

Intracelulārās vielmaiņas rezultātā tiek sintezēti hormoni, enzīmi un visdažādākie savienojumi, ko izmanto kā strukturālu materiālu šūnu un starpšūnu konstruēšanai, kas nodrošina attīstošā organisma atjaunošanos un augšanu.

Tiek saukti procesi, kuru rezultātā veidojas dzīvā viela anabolisms vai asimilācija.

Otra vielmaiņas puse ir tā, ka vielas, kas veido dzīvu struktūru, sadalās. Šo dzīvās vielas iznīcināšanas procesu sauc katabolisms vai disimilācija. Asimilācijas un disimilācijas procesi ir ļoti cieši saistīti, lai gan gala rezultātos tie ir pretēji. Tādējādi ir zināms, ka dažādu vielu sadalīšanās produkti veicina to pastiprinātu sintēzi.

Sadalīšanās produktu oksidēšana kalpo kā enerģijas avots, ko organisms pastāvīgi tērē pat pilnīgas atpūtas stāvoklī. Šajā gadījumā tās pašas vielas, kas tiek izmantotas lielāku molekulu sintēzei, var tikt oksidētas. Piemēram, aknās glikogēns tiek sintezēts no daļas ogļhidrātu sadalīšanās produktu, un enerģiju šai sintēzei nodrošina cita to daļa, kas tiek iekļauta vielmaiņas jeb vielmaiņas procesos. Asimilācijas un disimilācijas procesi notiek ar obligātu fermentu līdzdalību.

Dažādos vecuma periodos mainās vielmaiņas raksturs. Augšanas un attīstības periodā to raksturo vislielākā intensitāte, kas nodrošina plastiskos un strukturālos procesus. Olbaltumvielu nepieciešamība augšanas laikā uz ķermeņa svara vienību ir ievērojami lielāka nekā pieaugušajiem.

Bāzes vielmaiņas ātrums bērniem ir 1,5-2 reizes lielāks nekā pieaugušais. Bazālā metabolisma relatīvā vērtība (kilokalorijās uz 1 kg ķermeņa svara) samazinās līdz ar vecumu: bērniem 2-3 gadi - 55, 6-7 gadi - 42, 10-11 gadi - 33, 12-13 gadi. veci - 34, pieaugušajiem - 24.

Bērnību un pusaudžu vecumu raksturo salīdzinoši lieli enerģijas izdevumi. Pieauguša cilvēka vidējais enerģijas patēriņš ir 45 kcal uz 1 kg ķermeņa svara, bērniem vecumā no 1-5 gadiem - 80-100 kcal, pusaudžiem no 13-16 gadiem - 50-65 kcal.

Palielināts bazālais metabolisms un enerģijas patēriņš bērniem un pusaudžiem nosaka nepieciešamību pēc īpašas pieejas viņu uztura organizēšanai.

Tādējādi skolas un pusaudža gados, kad ievērojami palielinās enerģijas patēriņš dažāda veida aktivitātēm, ir jāņem vērā, ka to nodrošināšanai ikdienas uzturā jābūt no olbaltumvielām (ap 14%), taukiem (apmēram 31%) un ogļhidrātiem. (apmēram 55%). Organisma plastisko procesu un enerģētisko funkciju nodrošināšana vispilnīgāk tiek panākta ar sabalansētu uzturu.

Uzturs

Sabalansēta uztura koncepcija balstās uz katra uztura faktora absolūtā daudzuma un to attiecības noteikšanu, ņemot vērā konkrētā vecuma fizioloģiskās īpašības.

Uztura galveno sastāvdaļu nelīdzsvarotība negatīvi ietekmē vielmaiņas procesus, negatīvi ietekmējot augšanu. Tas ir īpaši redzams, ja uzturā tiek pārkāpta olbaltumvielu un tauku komponentu attiecība.

Olbaltumvielu un tauku racionālā attiecība bērnu uzturā ir 1:1. Aptuvenais tauku, tauku un ogļhidrātu saturs pārtikā ir 1:1:3 maziem bērniem un 1:1:4 vecākiem bērniem. 270 b nodaļa

Augšanas un attīstības periodā svarīga ir minerālelementu plastiskā funkcija, kas ir neatņemama ķermeņa šūnu un audu sastāvdaļa, kā arī vielmaiņas procesu biokatalizatori. Īpaša uzmanība ir pelnījusi kalciju, kas ir kaulu audu struktūras elements. Ir noskaidrots, ka kalcija vielmaiņa un uzsūkšanās organismā ir atkarīga no fosfora un magnija satura. Ar šo elementu pārpalikumu tiek ierobežota sagremojamo kalcija formu veidošanās, un tas tiek izvadīts no organisma. Optimālā kalcija un fosfora attiecība zīdaiņu pārtikā, lai tā uzsūktos organismā, ir 1,2:1, no 1 gada līdz 3 gadiem - 1:1, vecākiem par 4 gadiem - 1:1,2 vai 1:1,5. Optimālā kalcija un magnija attiecība ir 1:0,7.

Bērnu uzturs ir vairākas atšķirības no pieaugušo uztura. Bērnībā, īpaši maziem bērniem, nepieciešamība pēc uzturvielām un enerģijas ir salīdzinoši lielāka nekā pieaugušajiem. Tas izskaidrojams ar asimilācijas pārsvaru pār desimilāciju, kas saistīta ar strauju bērna augšanas un attīstības tempu. Dažādu vecuma grupu bērnu uztura vajadzību normu zinātniskais pamatojums un šo vajadzību apmierināšanai nepieciešamo produktu komplektu pamatojums tika veikts, pamatojoties uz bērna ķermeņa attīstību. Dažādu vecuma grupu bērnu fizioloģisko vajadzību vērtības pēc uzturvielām tiek noteiktas, ņemot vērā katrai vecuma grupai raksturīgās funkcionālās un anatomiskās un morfoloģiskās īpašības. Ieteicamās uztura prasības bērniem ir izstrādātas tā, lai pēc iespējas izvairītos gan no nepietiekama uztura bērniem, gan no lieko uzturvielu ievadīšanas viņu organismā.

Atkāpšanās no šiem principiem negatīvi ietekmē bērnu attīstību. Vairāki patoloģiski apstākļi saistīta ar nepilnvērtīgu uzturu bērniem agrīnā vecumā. Tie ietver: traucēta zobu veidošanās, kariesa, diabēta risks, hipertensijas sindroms, nieru patoloģijas, alerģiskas slimības, aptaukošanās.

Pārtika ir vienīgais avots, no kura bērns saņem nepieciešamo plastmasas materiālu un enerģiju. Bet bērna ķermenis no pieaugušā tieši atšķiras ar to, ka tajā strauji notiek augšanas un attīstības procesi.

Bērnu un pusaudžu ķermenim ir vairākas citas nozīmīgas iezīmes. Bērnu ķermeņa audi sastāv no 25% olbaltumvielu, tauku, ogļhidrātu, minerālsāļu un 75% ūdens. Bāzes metabolisms bērniem notiek 1,5-2 reizes ātrāk nekā pieaugušajiem. Bērnu un pusaudžu organismā viņu augšanas un attīstības dēļ asimilācijas process ņem virsroku pār disimilāciju. Paaugstinātas muskuļu aktivitātes dēļ palielinās to kopējās enerģijas izmaksas. Vidējais enerģijas patēriņš dienā (kcal) uz 1 kg ķermeņa svara dažāda vecuma bērniem un pieaugušajam ir:

Šīs nodaļas apguves rezultātā studentam vajadzētu: zināt

vielmaiņas un enerģijas posmi: anabolisms un katabolisms;
vispārējās un bazālās metabolisma īpašības;
pārtikas specifiskā dinamiskā iedarbība;
organisma enerģijas patēriņa novērtēšanas metodes;
ar vecumu saistītas vielmaiņas īpašības; būt spējīgam
izskaidro vielmaiņas nozīmi cilvēka organismam;
saistīt ar vecumu saistītās vielmaiņas īpašības ar enerģijas patēriņu dažādos vecuma periodos;

pašu

Zināšanas par uzturvielu līdzdalību vielmaiņā.

Metabolisma raksturojums organismā

Metabolisms, vai vielmaiņa(no grieķu val vielmaiņa - transformācija) ir ķīmisku un fizikālu transformāciju kopums, kas notiek dzīvā organismā un nodrošina tā dzīvībai svarīgo darbību saistībā ar ārējo vidi. Vielmaiņā un enerģētikā ir divi pretēji savstarpēji saistīti procesi: anabolisms, kas ir pamatā asimilācija, un katabolisms, kura pamatā ir disimilācija.

Anabolisms(no grieķu val anabols - pieaugums) - audu un šūnu struktūru, kā arī ķermeņa dzīvībai nepieciešamo savienojumu sintēzes procesu kopums. Anabolisms nodrošina bioloģisko struktūru augšanu, attīstību un atjaunošanos, enerģijas substrāta uzkrāšanos. Enerģija tiek uzglabāta augstas enerģijas fosfātu savienojumu (makroergu) veidā, piemēram, ATP.

Katabolisms(no grieķu val katabole - nomešana) - audu un šūnu struktūru sadalīšanās un sarežģītu savienojumu sadalīšanās procesu kopums dzīvības procesu enerģētiskajam un plastiskam atbalstam. Katabolisma laikā izdalās ķīmiskā enerģija, ko organisms izmanto šūnas struktūras un darbības uzturēšanai, kā arī specifisku šūnu darbību nodrošināšanai: muskuļu kontrakcijai, dziedzeru sekrēta izdalīšanai u.c. Katabolisma galaprodukti – ūdens, oglekļa dioksīds, amonjaks, urīnviela, urīnskābe u.c. – tiek izvadīti no organisma.

Tādējādi kataboliskie procesi piegādā enerģiju un izejvielas anabolismam. Anaboliskie procesi ir nepieciešami struktūru un šūnu uzbūvei un atjaunošanai, audu veidošanai augšanas laikā, hormonu, enzīmu un citu organisma funkcionēšanai nepieciešamo savienojumu sintēzei. Kataboliskajām reakcijām tie piegādā makromolekulas, kas jāsadala. Anabolisma un katabolisma procesi ir savstarpēji saistīti un atrodas organismā stāvoklī dinamiskais līdzsvars. Anabolisma un katabolisma līdzsvara vai nelīdzsvarotības stāvoklis ir atkarīgs no vecuma, veselības stāvokļa, fiziskā vai garīgā stresa. Bērniem anabolisko procesu pārsvars pār kataboliskajiem raksturo audu masas augšanas un uzkrāšanās procesus. Visintensīvākais ķermeņa masas pieaugums vērojams pirmajos trīs dzīves mēnešos – 30 g/dienā. Ar gadu tas samazinās līdz 10 g/dienā, turpmākajos gados samazinājums turpinās. Arī izaugsmes enerģijas izmaksas ir vislielākās pirmajos trīs mēnešos un ir aptuveni 140 kcal dienā jeb 36% no pārtikas enerģētiskās vērtības. No trim gadiem līdz pubertātes vecumam tas samazinās līdz 30 kcal/dienā, un pēc tam atkal palielinās – līdz 110 kcal/dienā. Pieaugušajiem anaboliskie procesi ir intensīvāki atveseļošanās periodā pēc slimības. Katabolisko procesu pārsvars ir raksturīgs veciem vai smagas ilgstošas slimības nogurušiem cilvēkiem. Parasti tas ir saistīts ar pakāpenisku audu struktūru iznīcināšanu un enerģijas izdalīšanos.

Metabolisma būtība ir dažādu uzturvielu iekļūšana organismā no ārējās vides, to asimilācija un izmantošana kā enerģijas un materiāla avoti ķermeņa struktūru veidošanai un vielmaiņas produktu izdalīšana, kas veidojas dzīvībai svarīgās aktivitātes procesā. ārējā vide. Šajā sakarā viņi izceļ četras galvenās apmaiņas funkcijas sastāvdaļas."

enerģijas ieguve no vides organisko vielu ķīmiskās enerģijas veidā;
barības vielu, kas nāk no pārtikas, pārvēršana vienkāršākās vielās, no kurām veidojas makromolekulas, kas veido šūnu sastāvdaļas;
proteīnu, nukleīnskābju un citu šūnu komponentu montāža no šīm vielām;
dažādu specifisku ķermeņa funkciju veikšanai nepieciešamo molekulu sintēze un iznīcināšana.

Metabolisms organismā notiek vairākos posmos. Pirmais posms - barības vielu transformācija gremošanas traktā. Šeit kompleksās vielas tiek sadalītas vienkāršākajās – glikozē, aminoskābēs un taukskābēs, kuras var uzsūkties asinīs vai limfā. Kad barības vielas tiek sadalītas kuņģa-zarnu traktā, tiek atbrīvota enerģija, ko sauc primārais siltums.Ķermenis to izmanto, lai uzturētu temperatūras homeostāzi.

Otrā fāze vielu transformācija notiek ķermeņa šūnu iekšienē. Tas ir tā sauktais intracelulārais vai starpposma, maiņa.Šūnas iekšienē tiek oksidēti un fosforilēti vielmaiņas pirmā posma produkti - glikoze, taukskābes, glicerīns, aminoskābes. Šos procesus pavada enerģijas izdalīšanās, kuras lielākā daļa tiek glabāta augstas enerģijas ATP saitēs. Reakcijas produkti nodrošina šūnu ar celtniecības blokiem dažādu molekulāro komponentu sintēzei. Šajā procesā izšķiroša loma ir daudziem fermentiem. Ar to piedalīšanos šūnas iekšienē tiek veiktas sarežģītas ķīmiskas oksidācijas un reducēšanas, fosforilēšanas, transaminācijas uc Metabolisms šūnā ir iespējams tikai ar visu sarežģīto olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu bioķīmisko transformāciju integrāciju. to kopīgie enerģijas avoti (ATP) un kopīgu prekursoru vai kopīgu starpproduktu esamība. Šūnas kopējā enerģijas rezerve veidojas bioloģiskās oksidācijas reakcijas rezultātā.

Bioloģiskā oksidācija var būt aeroba vai anaeroba. Aerobika(no lat. aeg - gaiss) procesiem ir nepieciešama skābekļa klātbūtne, tie tiek veikti mitohondrijās, un tos pavada liela enerģijas daudzuma uzkrāšanās, kas sedz galvenos ķermeņa enerģijas izdevumus. Anaerobs procesi notiek bez skābekļa līdzdalības, galvenokārt citoplazmā, un tos pavada neliela enerģijas daudzuma uzkrāšanās ATP formā, ko izmanto, lai apmierinātu ierobežotās šūnas īstermiņa vajadzības. Tādējādi pieauguša cilvēka muskuļu audiem raksturīgi aerobie procesi, savukārt augļa un bērnu enerģijas metabolismā pirmajās dzīves dienās dominē anaerobie procesi.

Pilnīgi oksidējoties 1 M glikozei vai aminoskābēm, veidojas 25,5 M ATP, un, pilnībā oksidējoties taukiem, veidojas 91,8 M ATP. ATP uzkrāto enerģiju organisms izmanto lietderīga darba veikšanai un pārvēršas sekundārajā siltumā. Tādējādi enerģija, kas izdalās, oksidējot barības vielas šūnā, galu galā tiek pārvērsta siltumenerģijā. Aerobās oksidācijas rezultātā uzturvielu produkti tiek pārvērsti par C0 2 un H 2 0, kas ir organismam nekaitīgi.

Tomēr šūnā var notikt arī tieša skābekļa kombinācija ar oksidējamām vielām bez enzīmu līdzdalības, ko sauc par brīvo radikāļu oksidāciju. Tas rada brīvos radikāļus un peroksīdus, kas ir ļoti toksiski ķermenim. Tie bojā šūnu membrānas un iznīcina strukturālos proteīnus. Šāda veida oksidēšanās novēršana ir vitamīnu E, A, C u.c., kā arī mikroelementu (Se u.c.) patēriņš, kas brīvos radikāļus pārvērš stabilās molekulās un novērš toksisku peroksīdu veidošanos. Tas nodrošina normālu bioloģiskās oksidācijas gaitu šūnā.

Noslēdzošais posms vielmaiņa - sadalīšanās produktu izdalīšanās ar urīnu un sviedru un tauku dziedzeru izdalījumiem.

Plastmasa un enerģijas vielmaiņa organismā darbojas kā vienots veselums, taču dažādu uzturvielu loma to īstenošanā ir atšķirīga. Pieaugušam cilvēkam tauku un ogļhidrātu sadalīšanās produkti galvenokārt tiek izmantoti enerģijas procesu nodrošināšanai, bet olbaltumvielas tiek izmantotas šūnu struktūru veidošanai un atjaunošanai. Bērniem, pateicoties organisma intensīvai augšanai un attīstībai, ogļhidrāti piedalās plastiskos procesos. Bioloģiskā oksidēšana kalpo kā avots ne tikai ar enerģiju bagātiem fosfātiem, bet arī oglekļa savienojumiem, ko izmanto aminoskābju, ogļhidrātu, lipīdu un citu šūnu komponentu biosintēzē. Tas izskaidro ievērojami augstāku enerģijas metabolisma intensitāti bērniem.

Visa organismā nonākošā barības vielu ķīmisko saišu enerģija galu galā tiek pārvērsta siltumā (primārajā un sekundārajā siltumā), tāpēc pēc saražotā siltuma daudzuma var spriest par enerģijas daudzumu, kas nepieciešams dzīvības darbību veikšanai.

Lai novērtētu ķermeņa enerģijas patēriņu, tiek izmantotas tiešās un netiešās kalorimetrijas metodes, ar kurām var noteikt cilvēka ķermeņa radīto siltuma daudzumu. Tiešā kalorimetrija ir balstīta uz siltuma daudzuma mērīšanu, ko organisms izdala vidē (piemēram, stundā vai dienā). Šim nolūkam cilvēks tiek ievietots īpašā kamerā - kalorimetrs(12.1. att.). Kalorimetra sienas mazgā ar ūdeni, kura sildīšanas temperatūru izmanto, lai noteiktu izdalītās enerģijas daudzumu. Tiešā kalorimetrija nodrošina augstu precizitāti ķermeņa enerģijas patēriņa novērtēšanā, taču tās apjomīguma un sarežģītības dēļ šī metode tiek izmantota tikai īpašiem mērķiem.

Lai noteiktu cilvēka enerģijas patēriņu, bieži tiek izmantota vienkāršāka un pieejamāka metode netiešais kalorimetrs

Rīsi. 12.1.

Kalorimetru izmanto pētījumos ar cilvēkiem. Kopējā atbrīvotā enerģija sastāv no: 1) iegūtā siltuma, ko mēra ar kameras spolē plūstošā ūdens temperatūras paaugstināšanos; 2) latentais iztvaikošanas siltums, ko mēra ar ūdens tvaiku daudzumu, ko no apkārtējā gaisa izsūc pirmais absorbētājs H 2 0; 3) darbs, kas vērsts uz objektiem, kas atrodas ārpus kameras. 0 2 patēriņu mēra pēc daudzuma, kas jāpievieno, lai tā saturs kamerā paliktu nemainīgs

rii - pēc gāzes apmaiņas datiem. Ņemot vērā, ka kopējais organisma izdalītās enerģijas daudzums ir olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu sadalīšanās rezultāts, kā arī zinot katras šīs vielas sadalīšanās laikā izdalītās enerģijas daudzumu (to enerģētisko vērtību) un sadalītās vielas noteiktā laika periodā, iespējams aprēķināt izdalītās enerģijas daudzumu. Lai noteiktu, kuras vielas organismā ir oksidējušās (olbaltumvielas, tauki vai ogļhidrāti), aprēķiniet elpošanas koeficients(DC), ko saprot kā izdalītā oglekļa dioksīda tilpuma attiecību pret absorbētā skābekļa tilpumu. Olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu oksidēšanās laikā elpošanas koeficients ir atšķirīgs. Ja ir informācija par absorbētā skābekļa un izelpotā oglekļa dioksīda apjomiem, netiešās kalorimetrijas metodi sauc par “pilnas gāzes analīzi”. Lai to paveiktu, ir nepieciešams aprīkojums, kas ļauj noteikt oglekļa dioksīda daudzumu. Klasiskajā bioenerģētikā šim nolūkam izmanto Douglas maisiņu, gāzes pulksteni un Holden gāzes analizatoru, kas satur oglekļa dioksīda un skābekļa absorbētājus. Metode ļauj novērtēt 0 2 un C0 2 procentuālo daudzumu pētāmajā gaisa paraugā. Pamatojoties uz mērījumu datiem, tiek aprēķināts absorbētā skābekļa un izelpotā oglekļa dioksīda tilpums.

Apskatīsim šīs metodes būtību, izmantojot glikozes oksidācijas piemēru. Kopējo ogļhidrātu sadalīšanas formulu izsaka ar vienādojumu

Taukiem DC ir 0,7. Olbaltumvielu un jauktu pārtikas produktu oksidēšanas laikā līdzstrāvas vērtībai ir starpvērtība: no 1 līdz 0,7.

Subjekts paņem Duglasa maisa iemutni mutē (12.2. att.), viņa deguns tiek aizvērts ar skavu, un viss noteiktā laika periodā izelpotais gaiss tiek savākts gumijas maisiņā.

Izelpotā gaisa tilpumu nosaka, izmantojot gāzes pulksteni. No maisa ņem gaisa paraugu un nosaka skābekļa un oglekļa dioksīda saturu tajā. Gāzu saturs ieelpotajā gaisā ir zināms. Pamatojoties uz procentuālo atšķirību, aprēķina patērētā skābekļa daudzumu, atbrīvoto oglekļa dioksīdu un līdzstrāvas daudzumu:

Zinot līdzstrāvas vērtību, atrodiet skābekļa kaloriju ekvivalentu (CEO2) (12.1. tabula), t.i. siltuma daudzums, kas rodas organismā, patērējot 1 litru skābekļa.

Rīsi. 12.2.

Reizinot KE0 2 vērtību ar patērēto litru skaitu 0 2, iegūst apmaiņas vērtību laika periodam, kurā tika noteikta gāzes apmaiņa.

To izmanto, lai noteiktu dienas valūtas kursu.

Pašlaik ir pieejami automātiskie gāzes analizatori, kas ļauj vienlaikus noteikt patērētā 0 2 un izelpotā CO 2 daudzumu. Tomēr lielākā daļa pieejamo medicīnas ierīču var noteikt tikai absorbētā 0 2 tilpumu, tāpēc metode tiek plaši izmantota praksē. netiešā kalorimetrija, vai nepilnīga gāzes analīze. Šajā gadījumā tiek noteikts tikai absorbētā 0 2 tilpums, tāpēc līdzstrāvas aprēķināšana nav iespējama. Parasti tiek pieņemts, ka ogļhidrāti, olbaltumvielas un tauki organismā tiek oksidēti. Tiek uzskatīts, ka līdzstrāva šajā gadījumā ir vienāda ar 0,85. Tas atbilst EC0 2, kas vienāds ar 4,862 kcal/l. Papildu aprēķini tiek veikti tāpat kā ar pilnu gāzes analīzi.

12.1. tabula

DC un EC0 2 vērtība dažādu uzturvielu oksidēšanās laikā organismā

Daudzi cilvēki ievēro, ka pēc brīvdienām atjaunoties formā kļūst arvien grūtāk, novecojot. Ir arī gadījumi, kad liekie kilogrami sāk parādīties it kā no zila gaisa. Kāpēc tas notiek?

Dr. Caroline Cederquist, grāmatas The MD Factor Diet autore, uzskata, ka vielmaiņas izmaiņas (lai gan tās atšķiras no cilvēka uz cilvēku) dažiem cilvēkiem sāk parādīties aptuveni 20, 30, 40 vai 50 gadu vecumā. Tāpēc ikvienam cilvēkam būs noderīgi zināt, kā darbojas organisma vielmaiņas sistēma un kā optimizēt tās darbību jebkurā vecumā.

Metabolisma izmaiņas, kas raksturīgas ķermenim 20, 30, 40 un 50 gadu vecumā

Zemāk ir norādītas galvenās vielmaiņas izmaiņas, kas organismā notiek aptuveni ik pēc desmit gadiem. Ir vērts saprast, ka laika atzīmes, kas ņemtas par pamatu, ir aptuvenas un var atšķirties atkarībā no personas veselības un dzīvesveida.

Metabolisma izmaiņas katrā cilvēkā izpaužas individuāli.

Metabolisms vecumā no 20 līdz 30 gadiem

Vidēji šis ir vecums, kurā daudzi cilvēki piedzīvo augstāko vielmaiņas ātrumu miera stāvoklī, t.i. kad mēs neko nedarām. Šī īpašība ir atkarīga arī no ģenētiskajiem faktoriem, taču liela nozīme šajā aspektā ir cilvēka darbības līmenim.

Tāpat jāatceras, ka līdz aptuveni 25 gadu vecumam turpinās intensīvs kaulu augšanas process, tāpēc kalorijas tiek sadedzinātas diezgan intensīvi. Tuvāk 30 gadu vecumam daudzi cilvēki pamana, ka, uzņemoties brīvību ar augstu kaloriju pārtiku, problemātiskajās zonās parādās nevajadzīgi centimetri. Tomēr regulāras fiziskās aktivitātes un gudra ēšana palīdzēs diezgan ātri atgūt formu.

Metabolisms vecumā no 30 līdz 40 gadiem

Ja līdz šim laikam neesat sācis veikt spēka treniņus, ir pienācis laiks sākt. Vielmaiņas ātrums miera stāvoklī ir tieši saistīts ar muskuļu masu. Jo lielāka ir muskuļu masa, jo vairāk enerģijas ķermenim vajadzēs sadedzināt, arī miera stāvoklī. Apmēram no 30 gadu vecuma muskuļu masa sāk samazināties ar ātrumu 1% gadā. Ja jūs neizmantojat savus muskuļus, varat pieņemt, ka tauki uzkrāsies jūsu ķermenī. Spēka treniņi (2-3 reizes nedēļā) palīdzēs novērst šī nepatīkamā procesa sekas.

Samazināta muskuļu masa un samazināta augšanas hormona ražošana veicina lēnāku vielmaiņu.

Sievietēm parasti ir grūti saglabāt muskuļu masu. Testosterona līmenis vīriešiem ir daudz augstāks nekā sievietēm, tāpēc vīriešu ķermeņa tauku procentuālais daudzums ir daudz zemāks nekā sievietēm. Un muskuļu masa vīriešiem ir attiecīgi lielāka.

Vēl viena ar vecumu saistīta iezīme ir augšanas hormona ražošanas samazināšanās aptuveni 30 gadu vecumā. Tā rezultātā vielmaiņa mainās uz tā palēnināšanos. Spēka treniņi palīdzēs palielināt saražotā augšanas hormona daudzumu.

Metabolisms vecumā no 40 līdz 50 gadiem

Aptaujas liecina, ka vidēji līdz 40 gadu vecumam sievietēm diētās izdodas ievērot 6 gadus, bet 5 gadu laikā 95% sieviešu, kuras zaudē svaru, atgūst zaudēto svaru. Tāpēc ir svarīgi uzturēt optimālu vielmaiņas ātrumu. Cita starpā proteīns būs jūsu palīgs šajā jautājumā. Tas ir nepieciešams, lai jūs nejustos izsalcis, un jūsu muskuļi augtu spēcīgi un spēcīgi.

Dienas nepieciešamība pēc proteīna ir atkarīga no vairākiem faktoriem. Kvalificēts uztura speciālists visprecīzāk var aprēķināt nepieciešamo uzturvielu daudzumu. Taču internetā ir pieejami vairāki tiešsaistes kalkulatori, kas ļauj veikt aprēķinus pašam.