Cechy metabolizmu w różnych okresach wiekowych. Pojęcie metabolizmu i energii

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru

Wstęp

Jak wiadomo, metabolizm i energia są podstawą życia wszystkich żywych istot. W większości narządów i tkanek ludzkiego ciała stale obumierają i rodzą się nowe komórki, syntetyzuje się i niszczy poszczególne elementy komórkowe i związki chemiczne. Produkty trawienia białek, tłuszczów i węglowodanów, a także witaminy, substancje nieorganiczne i woda pitna pełnią rolę materiału budowlanego (plastycznego) dla nowych formacji. Jednocześnie aktywność życiowa i praca wszystkich układów i narządów, wszystkie procesy budowlane i destrukcyjne organizmu, a wreszcie procesy zewnętrznej pracy umysłowej lub fizycznej człowieka będą wymagały wydatku energetycznego. Źródłem energii, a także dostawcą materiałów budowlanych, są substancje konsumpcyjne żywności. Ponieważ powstawanie i niszczenie struktur biologicznych, a także tworzenie i wydatkowanie energii przez całe życie zachodzą w sposób ciągły, jednocześnie i w ścisłym powiązaniu, procesy te nazywane są metabolizmem i energią, lub w skrócie metabolizmem.

1. Procesy metaboliczne

Metabolizm i energia są podstawą procesów życiowych organizmu. W organizmie człowieka, jego narządach, tkankach i komórkach zachodzi ciągły proces syntezy, czyli powstawania substancji złożonych z prostszych. Jednocześnie następuje rozkład i utlenianie złożonych substancji organicznych tworzących komórki organizmu.

Pracy organizmu towarzyszy jego ciągła odnowa: niektóre komórki obumierają, inne je zastępują. U osoby dorosłej 1/20 komórek nabłonka skóry, połowa wszystkich komórek nabłonka przewodu pokarmowego, około 25 g krwi itp. obumiera i zostaje zastąpiona w ciągu 24 godzin. Wzrost i odnowa komórek organizmu jest możliwa tylko wtedy, gdy tak jest ciągły dopływ tlenu i składników odżywczych do organizmu. Składniki odżywcze to właśnie budulec i tworzywo sztuczne, z którego zbudowany jest organizm.

Do ciągłej odnowy, budowy nowych komórek organizmu, pracy jego narządów i układów – serca, przewodu pokarmowego, układu oddechowego, nerek i innych, człowiek potrzebuje energii do wykonywania pracy. Człowiek otrzymuje tę energię poprzez rozkład i utlenianie w procesie metabolicznym. Dzięki temu składniki odżywcze dostające się do organizmu służą nie tylko jako plastyczny budulec, ale także źródło energii niezbędnej do prawidłowego funkcjonowania organizmu.

Zatem metabolizm rozumiany jest jako zespół zmian, jakim ulegają substancje od chwili ich dostania się do przewodu pokarmowego aż do powstania końcowych produktów rozkładu wydalanych z organizmu.

2. Anabolizm i katabolizm

Metabolizm lub metabolizm to precyzyjnie skoordynowany proces interakcji między dwoma wzajemnie przeciwstawnymi procesami zachodzącymi w określonej kolejności. Anabolizm to zespół reakcji syntezy biologicznej wymagających energii. Procesy anaboliczne obejmują biologiczną syntezę białek, tłuszczów, lipidów i kwasów nukleinowych. W wyniku tych reakcji proste substancje wnikające do komórek przy udziale enzymów wchodzą w reakcje metaboliczne i stają się substancjami samego organizmu. Anabolizm stwarza podstawę do ciągłej odnowy wyeksploatowanych struktur.

Energię do procesów anabolicznych dostarczają reakcje kataboliczne, podczas których cząsteczki złożonych substancji organicznych ulegają rozkładowi w celu wyzwolenia energii. Końcowymi produktami katabolizmu są woda, dwutlenek węgla, amoniak, mocznik, kwas moczowy itp. Substancje te nie podlegają dalszemu biologicznemu utlenianiu w komórce i są usuwane z organizmu.

Procesy anabolizmu i katabolizmu są ze sobą nierozerwalnie powiązane. Procesy kataboliczne dostarczają energii i materiałów wyjściowych do anabolizmu. Procesy anaboliczne zapewniają budowę struktur zmierzających do odbudowy umierających komórek, tworzenia nowych tkanek w związku z procesami wzrostu organizmu; zapewniają syntezę hormonów, enzymów i innych związków niezbędnych do funkcjonowania komórek; dostarczają makrocząsteczki, które ulegają rozkładowi w reakcjach katabolicznych.

Wszystkie procesy metaboliczne są katalizowane i regulowane przez enzymy. Enzymy to biologiczne katalizatory, które „rozpoczynają” reakcje w komórkach organizmu.

3. Formy metabolizmu

Metabolizm białek. Rola białek w metabolizmie. Białka zajmują szczególne miejsce w metabolizmie. Są częścią cytoplazmy, hemoglobiny, osocza krwi, wielu hormonów, ciał odpornościowych, utrzymują stałość środowiska wodno-solnego organizmu i zapewniają jego wzrost. Enzymami, które koniecznie biorą udział we wszystkich etapach metabolizmu, są białka.

Wartość biologiczna białek spożywczych. Aminokwasy użyte do budowy białek organizmu są nierówne. Niektóre aminokwasy (leucyna, metionina, fenyloalanina itp.) są niezbędne dla organizmu. Jeśli w pożywieniu brakuje niezbędnego aminokwasu, synteza białek w organizmie zostaje poważnie zakłócona. Aminokwasy, które można zastąpić innymi lub syntetyzować w organizmie podczas metabolizmu, nazywane są nieistotnymi.

Białka spożywcze, które zawierają cały zestaw aminokwasów niezbędnych do normalnej syntezy białek w organizmie, nazywane są kompletnymi. Należą do nich głównie białka zwierzęce. Białka żywności, które nie zawierają wszystkich aminokwasów niezbędnych do syntezy białek w organizmie, nazywane są niekompletnymi (na przykład żelatyna, białko kukurydziane, białko pszenicy). Największą wartość biologiczną wykazują białka jaj, mięsa, mleka i ryb. Przy diecie mieszanej, gdy w pożywieniu znajdują się produkty pochodzenia zwierzęcego i roślinnego, zazwyczaj dostarczany jest do organizmu zestaw aminokwasów niezbędnych do syntezy białek.

Dostarczenie wszystkich niezbędnych aminokwasów jest szczególnie ważne dla rosnącego organizmu. Na przykład brak aminokwasu lizyny w pożywieniu prowadzi do zahamowania wzrostu dziecka i wyczerpania jego układu mięśniowego. Niedobór waliny powoduje zaburzenia przedsionkowe u dzieci.

Spośród składników odżywczych tylko białka zawierają azot, więc ilościową stronę odżywienia białka można ocenić na podstawie bilansu azotowego. Bilans azotowy to stosunek ilości azotu otrzymanego w ciągu dnia z pożywienia do azotu wydalanego z organizmu w ciągu dnia z moczem i kałem. Białko zawiera średnio 16% azotu, czyli 1 g azotu znajduje się w 6,25 g białka. Mnożąc ilość wchłoniętego azotu przez 6,25, można określić ilość białka otrzymanego przez organizm.

U osoby dorosłej zwykle obserwuje się bilans azotowy - ilości azotu wprowadzanego z pożywieniem i wydalanego z wydalanymi produktami są zbieżne. Kiedy więcej azotu dostaje się do organizmu z pożywienia, niż jest wydalane z organizmu, mówimy o dodatnim bilansie azotowym. Równowagę tę obserwuje się u dzieci ze względu na wzrost masy ciała w okresie wzrostu, w czasie ciąży i podczas wzmożonego wysiłku fizycznego. Bilans ujemny charakteryzuje się tym, że ilość wprowadzonego azotu jest mniejsza niż usunięta. Może wystąpić podczas głodu białka lub ciężkiej choroby.

Cechy metabolizmu białek u dzieci. W organizmie dziecka zachodzą intensywne procesy wzrostu oraz powstawania nowych komórek i tkanek. Zapotrzebowanie organizmu dziecka na białko jest większe niż u osoby dorosłej. Im intensywniejsze procesy wzrostu, tym większe zapotrzebowanie na białko.

U dzieci dodatni bilans azotowy obserwuje się wówczas, gdy ilość azotu wprowadzonego z pokarmami białkowymi przewyższa ilość azotu wydalanego z moczem, co zapewnia rosnące zapotrzebowanie organizmu na białko. Dzienne zapotrzebowanie na białko na 1 kg masy ciała dziecka w pierwszym roku życia wynosi 4-5 g, od 1 do 3 lat - 4-4,5 g, od 6 do 10 lat - 2,5-3 g, powyżej 12 lat – 2-2,5 g, u dorosłych – 1,5-1,8 g. Wynika z tego, że w zależności od wieku i masy ciała dzieci od 1. do 4. roku życia powinny otrzymywać 30-50 g białka dziennie, od 4. do 7. roku życia – ok. 70 g, od 7 lat - 75-80 g. Przy tych wskaźnikach azot jest zatrzymywany w organizmie w jak największym stopniu. Białka nie są magazynowane w organizmie w rezerwie, więc jeśli podamy ich z pożywieniem więcej, niż organizm potrzebuje, to nie nastąpi wzrost retencji azotu i wzrost syntezy białek. Zbyt mała ilość białka w pożywieniu powoduje spadek apetytu dziecka, zaburza równowagę kwasowo-zasadową oraz zwiększa wydalanie azotu z moczem i kałem. Należy podawać dziecku optymalną ilość białka wraz z zestawem wszystkich niezbędnych aminokwasów, przy czym ważne jest, aby stosunek ilości białek, tłuszczów i węglowodanów w pożywieniu dziecka wynosił 1:1:3; w tych warunkach azot jest zatrzymywany w organizmie w jak największym stopniu.

W pierwszych dniach po urodzeniu azot stanowi 6-7% dziennej ilości moczu. Z wiekiem jego względna zawartość w moczu maleje.

Metabolizm tłuszczów. Znaczenie tłuszczów w organizmie. Tłuszcz otrzymany z pożywienia w przewodzie pokarmowym rozkłada się na glicerol i kwasy tłuszczowe, które wchłaniają się głównie do limfy, a tylko częściowo do krwi. Poprzez układ limfatyczny i krwionośny tłuszcze dostają się do tkanki tłuszczowej. Dużo tłuszczu znajduje się w tkance podskórnej, wokół niektórych narządów wewnętrznych (na przykład nerek), a także w wątrobie i mięśniach. Tłuszcze wchodzą w skład komórek (cytoplazmy, jądra, błon komórkowych), gdzie ich ilość jest stała. Nagromadzenie tłuszczu może pełnić inne funkcje. Na przykład tłuszcz podskórny zapobiega zwiększonemu przenoszeniu ciepła, tłuszcz okołonerkowy chroni nerki przed siniakami itp.

Tłuszcz jest wykorzystywany przez organizm jako bogate źródło energii. Przy rozpadzie 1 g tłuszczu w organizmie uwalnia się ponad dwa razy więcej energii niż przy rozpadzie tej samej ilości białek czy węglowodanów. Brak tłuszczu w pożywieniu zaburza pracę centralnego układu nerwowego i narządów rozrodczych oraz zmniejsza odporność na różne choroby.

Tłuszcz syntetyzuje się w organizmie nie tylko z glicerolu i kwasów tłuszczowych, ale także z produktów przemiany materii białek i węglowodanów. Głównym źródłem nienasyconych kwasów tłuszczowych są oleje roślinne. Najwięcej z nich znajduje się w oleju lnianym i konopnym, ale w oleju słonecznikowym jest dużo kwasu linolowego.

Wraz z tłuszczami organizm otrzymuje rozpuszczalne w nich witaminy (A, D, E itp.), które są niezwykle ważne dla człowieka.

Na 1 kg masy ciała osoby dorosłej dziennie należy dostarczyć z pożywienia 1,25 g tłuszczu (80-100 g dziennie).

Końcowymi produktami metabolizmu tłuszczów są dwutlenek węgla i woda.

Cechy metabolizmu tłuszczów u dzieci. W organizmie dziecka od pierwszych sześciu miesięcy życia tłuszcze pokrywają około 50% zapotrzebowania energetycznego. Bez tłuszczów nie da się wykształcić odporności ogólnej i specyficznej. Metabolizm tłuszczów u dzieci jest niestabilny; jeśli w pożywieniu brakuje węglowodanów lub przy ich zwiększonym spożyciu, zapasy tłuszczu szybko się wyczerpują.

Wchłanianie tłuszczu u dzieci jest intensywne. Podczas karmienia piersią wchłania się do 90% tłuszczów mlecznych, podczas gdy sztuczne - 85-90%. U starszych dzieci tłuszcze są wchłaniane w 95-97%.

Aby zapewnić pełniejsze wykorzystanie tłuszczu, węglowodany muszą być obecne w żywności dla dzieci, ponieważ gdy ich brakuje w diecie, następuje niepełne utlenianie tłuszczów i gromadzą się we krwi kwaśne produkty przemiany materii.

Zapotrzebowanie organizmu na tłuszcz w przeliczeniu na 1 kg masy ciała jest tym większe, im młodszy jest wiek dziecka. Wraz z wiekiem zwiększa się bezwzględna ilość tłuszczu niezbędna do prawidłowego rozwoju dzieci. Od 1 do 3 lat dzienne zapotrzebowanie na tłuszcz wynosi 32,7 g, od 4 do 7 lat - 39,2 g, od 8 do 13 lat - 38,4 g.

Metabolizm węglowodanów.

Węglowodany są głównym źródłem energii, zwłaszcza podczas intensywnej pracy mięśni. U dorosłych organizm otrzymuje ponad połowę energii z węglowodanów. Rozkład węglowodanów z wydzieleniem energii może zachodzić zarówno w warunkach beztlenowych, jak i w obecności tlenu. Końcowymi produktami metabolizmu węglowodanów są dwutlenek węgla i woda. Węglowodany mają zdolność szybkiego rozkładu i utleniania. W przypadku silnego zmęczenia lub dużego wysiłku fizycznego przyjęcie kilku gramów cukru poprawia kondycję organizmu.

We krwi ilość glukozy utrzymuje się na stosunkowo stałym poziomie (około 110 mg%). Spadek poziomu glukozy powoduje obniżenie temperatury ciała, zaburzenia pracy układu nerwowego i uczucie zmęczenia. Wątroba odgrywa dużą rolę w utrzymaniu stałego poziomu cukru we krwi. Zwiększenie ilości glukozy powoduje jej odkładanie się w wątrobie w postaci rezerwowej skrobi zwierzęcej – glikogenu, który jest mobilizowany przez wątrobę, gdy spada poziom cukru we krwi. Glikogen powstaje nie tylko w wątrobie, ale także w mięśniach, gdzie może gromadzić się nawet w 1-2%. Zapasy glikogenu w wątrobie sięgają 150 g. Podczas postu i pracy mięśniowej zapasy te ulegają wyczerpaniu.

Znaczenie glukozy dla organizmu nie ogranicza się do jej roli jako źródła energii. Jest częścią cytoplazmy i dlatego jest niezbędny do tworzenia nowych komórek, zwłaszcza w okresie wzrostu. Węglowodany są również częścią kwasów nukleinowych.

Węglowodany odgrywają również ważną rolę w metabolizmie w ośrodkowym układzie nerwowym. Przy gwałtownym spadku ilości cukru we krwi obserwuje się poważne zaburzenia czynności układu nerwowego. Występują drgawki, majaczenie, utrata przytomności i zmiany w czynności serca. Jeśli takiej osobie zostanie podana do krwi glukoza lub zwykły cukier do spożycia, to po pewnym czasie te dotkliwe objawy ustępują.

Cukier nie znika całkowicie z krwi, nawet jeśli nie ma go w pożywieniu, ponieważ węglowodany w organizmie mogą powstawać z białek i tłuszczów.

Zapotrzebowanie na glukozę w różnych narządach nie jest takie samo. Mózg zatrzymuje do 12% dostarczonej glukozy, jelita – 9%, mięśnie – 7%, nerki – 5%. Śledziona i płuca prawie w ogóle go nie zatrzymują.

Metabolizm węglowodanów u dzieci. U dzieci metabolizm węglowodanów zachodzi z dużą intensywnością, co tłumaczy się wysokim poziomem metabolizmu w organizmie dziecka. Węglowodany w organizmie dziecka są nie tylko głównym źródłem energii, ale także odgrywają ważną rolę plastyczną w tworzeniu błon komórkowych i substancji tkanki łącznej. Węglowodany biorą także udział w utlenianiu kwaśnych produktów metabolizmu białek i tłuszczów, co pomaga w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie.

Intensywny rozwój organizmu dziecka wymaga znacznych ilości tworzywa sztucznego – białek i tłuszczów, dlatego tworzenie się węglowodanów z białek i tłuszczów u dzieci jest ograniczone. Dzienne zapotrzebowanie na węglowodany u dzieci jest wysokie i w okresie niemowlęcym wynosi 10-12 g na 1 kg masy ciała. W kolejnych latach zapotrzebowanie na węglowodany waha się od 8-9 do 12-15 g na 1 kg masy ciała. Dziecko w wieku od 1 do 3 lat powinno otrzymywać średnio 193 g węglowodanów dziennie z pożywieniem, od 4 do 7 lat – 287 g, od 9 do 13 lat – 370 g, od 14 do 17 lat – 470 g, dla osoba dorosła - 500 gr.

Węglowodany są wchłaniane przez organizm dziecka lepiej niż osoby dorosłe (u niemowląt – o 98-99%). Ogólnie rzecz biorąc, dzieci są stosunkowo bardziej tolerancyjne na wysoki poziom cukru we krwi niż dorośli. U dorosłych glukoza pojawia się w moczu, jeśli wynosi 2,5-3 g na 1 kg masy ciała, a u dzieci ma to miejsce dopiero po przyjęciu 8-12 g glukozy na 1 kg masy ciała. Przyjmowanie niewielkich ilości węglowodanów z jedzeniem może spowodować, że u dzieci podwoi się poziom cukru we krwi, jednak po 1 godzinie poziom cukru we krwi zaczyna spadać, a po 2 godzinach całkowicie się normalizuje.

Metabolizm wody i minerałów. Witaminy. Znaczenie wody i soli mineralnych. Wszelkie przemiany substancji w organizmie zachodzą w środowisku wodnym. Woda rozpuszcza składniki odżywcze dostające się do organizmu i transportuje rozpuszczone substancje. Razem z minerałami bierze udział w budowie komórek oraz w wielu reakcjach metabolicznych. Woda bierze udział w regulacji temperatury ciała: parując, chłodzi organizm, chroniąc go przed przegrzaniem.

Woda i sole mineralne tworzą głównie środowisko wewnętrzne organizmu, będąc głównym składnikiem osocza krwi, limfy i płynu tkankowego. Niektóre sole rozpuszczone w płynnej części krwi biorą udział w przenoszeniu gazów we krwi.

Woda i sole mineralne wchodzą w skład soków trawiennych, co decyduje o ich znaczeniu dla procesów trawiennych. I choć ani woda, ani sole mineralne nie są źródłem energii w organizmie, to ich prawidłowe spożycie i wydalanie z organizmu jest warunkiem jego prawidłowego funkcjonowania. Woda u osoby dorosłej stanowi około 65% masy ciała, u dzieci - około 80%.

Utrata wody przez organizm prowadzi do bardzo poważnych zaburzeń. Na przykład w przypadku niestrawności u niemowląt dużym niebezpieczeństwem jest odwodnienie, które powoduje drgawki i utratę przytomności. Pozbawienie człowieka wody na kilka dni jest śmiertelne.

Wymiana wody. Organizm jest stale uzupełniany wodą poprzez wchłanianie jej z przewodu pokarmowego. Osoba potrzebuje 2-2,5 litra wody dziennie przy normalnej diecie i normalnej temperaturze otoczenia. Ta ilość wody pochodzi z następujących źródeł: woda spożywana podczas picia (około 1 l); woda zawarta w żywności (około 1 l); woda, która powstaje w organizmie podczas metabolizmu białek, tłuszczów i węglowodanów (300-350 cm sześciennych).

Głównymi narządami usuwającymi wodę z organizmu są nerki, gruczoły potowe, płuca i jelita. Nerki usuwają z organizmu 1,2-1,5 litra wody z moczem dziennie. Gruczoły potowe usuwają przez skórę 500-700 metrów sześciennych w postaci potu. cm wody dziennie. Przy normalnej temperaturze i wilgotności powietrza na 1 m2. cm skóry co 10 minut uwalnia się około 1 mg wody. Płuca usuwają 350 metrów sześciennych pary wodnej. cm wody; ilość ta gwałtownie wzrasta wraz z pogłębianiem się i przyspieszaniem oddechu, a następnie dziennie można uwolnić 700-800 metrów sześciennych. cm wody. Dziennie wydalane jest przez jelita z kałem 100-150 metrów sześciennych. cm wody; gdy czynność jelit zostaje zakłócona, może zostać wydalona większa ilość wody, co prowadzi do wyczerpania organizmu w wodę.

Dla prawidłowego funkcjonowania organizmu ważne jest, aby przyjmowanie wody do organizmu całkowicie pokrywało jej spożycie. Jeśli więcej wody zostanie usunięte z organizmu niż do niego wpłynie, pojawia się uczucie pragnienia. Bilans wodny to stosunek ilości wody spożytej do ilości wydalonej.

W organizmie dziecka dominuje woda pozakomórkowa, co powoduje większą hydrolowalność u dzieci, czyli zdolność do szybkiej utraty i szybkiego gromadzenia wody. Zapotrzebowanie na wodę na 1 kg masy ciała maleje wraz z wiekiem, a jej bezwzględna ilość wzrasta. Trzymiesięczne dziecko potrzebuje 150-170 g wody na 1 kg masy ciała, w wieku 2 lat - 95 g, w wieku 12-13 lat - 45 g. Dzienne zapotrzebowanie na wodę dla rocznego dziecka dziecko ma 800 ml, w wieku 4 lat - 950-1000 ml, w wieku 5-6 lat - 1200 ml, w wieku 7-10 lat - 1350 ml, w wieku 11-14 lat - 1500 ml.

Znaczenie soli mineralnych w procesie wzrostu i rozwoju dziecka. Obecność minerałów związana jest ze zjawiskiem pobudliwości i przewodnictwa w układzie nerwowym. Sole mineralne zapewniają szereg funkcji życiowych organizmu, takich jak wzrost i rozwój kości, elementów nerwowych, mięśni; określić reakcję krwi (pH), przyczynić się do prawidłowego funkcjonowania serca i układu nerwowego; stosowany do tworzenia hemoglobiny (żelaza), kwasu solnego z soku żołądkowego (chloru); utrzymać określone ciśnienie osmotyczne.

U noworodka minerały stanowią 2,55% masy ciała, u osoby dorosłej - 5%. Dzięki diecie mieszanej osoba dorosła otrzymuje z pożywienia wszystkie potrzebne minerały w wystarczających ilościach, a podczas gotowania do żywności dla ludzi dodaje się tylko sól kuchenną. Rosnący organizm dziecka szczególnie potrzebuje dodatkowej podaży wielu minerałów.

Minerały mają istotny wpływ na rozwój dziecka. Metabolizm wapnia i fosforu jest powiązany ze wzrostem kości, czasem kostnienia chrząstki i stanem procesów oksydacyjnych w organizmie. Wapń wpływa na pobudliwość układu nerwowego, kurczliwość mięśni, krzepliwość krwi, metabolizm białek i tłuszczów w organizmie. Fosfor jest potrzebny nie tylko do wzrostu tkanki kostnej, ale także do prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego, większości gruczołów i innych narządów. Żelazo jest częścią hemoglobiny we krwi.

Największe zapotrzebowanie na wapń obserwuje się w pierwszym roku życia dziecka; w tym wieku jest to osiem razy więcej niż w drugim roku życia i 13 razy więcej niż w trzecim roku życia; następnie zapotrzebowanie na wapń maleje, nieznacznie wzrastając w okresie dojrzewania. Dla dzieci w wieku szkolnym dzienne zapotrzebowanie na wapń wynosi 0,68-2,36 g, na fosfor - 1,5-4,0 g. Optymalny stosunek stężenia soli wapnia i fosforu dla dzieci w wieku przedszkolnym wynosi 1: 1, w wieku 8-10 lat - 1: 1,5, u młodzieży i starszych dzieci w wieku szkolnym - 1: 2. Przy takich proporcjach rozwój szkieletu przebiega normalnie. Mleko zawiera idealny stosunek soli wapnia i fosforu, dlatego włączenie mleka do diety dzieci jest obowiązkowe.

Zapotrzebowanie na żelazo u dzieci jest większe niż u dorosłych: 1-1,2 mg na 1 kg masy ciała na dobę (u dorosłych - 0,9 mg). Dzieci powinny otrzymywać 25-40 mg sodu dziennie, potas - 12-30 mg, chlor - 12-15 mg.

Witaminy. Są to związki organiczne, które są absolutnie niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Witaminy są częścią wielu enzymów, co wyjaśnia ważną rolę witamin w metabolizmie. Witaminy przyczyniają się do działania hormonów, zwiększając odporność organizmu na niekorzystne wpływy środowiska (infekcje, wysokie i niskie temperatury itp.). Są niezbędne do stymulacji wzrostu oraz odbudowy tkanek i komórek po urazach i operacjach.

W przeciwieństwie do enzymów i hormonów większość witamin nie jest wytwarzana w organizmie człowieka. Ich głównym źródłem są warzywa, owoce i jagody. Witaminy znajdują się także w mleku, mięsie i rybach. Witaminy są potrzebne w bardzo małych ilościach, ale ich niedobór lub brak w pożywieniu zakłóca tworzenie odpowiednich enzymów, co prowadzi do chorób - niedoborów witamin.

Wszystkie witaminy są podzielone na dwie duże grupy: a) rozpuszczalne w wodzie; b) rozpuszczalny w tłuszczach. Witaminy rozpuszczalne w wodzie obejmują grupę witamin B, witaminy C i P. Do witamin rozpuszczalnych w tłuszczach zaliczamy witaminy A1 i A2, D, E, K.

Witamina B1 (tiamina, aneuryna) występuje w orzechach laskowych, brązowym ryżu, pieczywie razowym, jęczmieniu i płatkach owsianych, zwłaszcza w drożdżach piwnych i wątrobie. Dzienne zapotrzebowanie na tę witaminę wynosi 1 mg u dzieci poniżej 7 lat, 1,5 mg od 7 do 14 lat, 2 mg od 14 lat i 2-3 mg u dorosłych.

Bez witaminy B1 w pożywieniu rozwija się choroba beri-beri. Pacjent traci apetyt, szybko się męczy, stopniowo pojawia się osłabienie mięśni nóg. Następnie następuje utrata wrażliwości mięśni nóg, uszkodzenie nerwów słuchowych i wzrokowych, komórki rdzenia przedłużonego i rdzenia kręgowego obumierają, następuje paraliż kończyn, a bez szybkiego leczenia - śmierć.

Witamina B2 (ryboflawina). U człowieka pierwszą oznaką braku tej witaminy są zmiany skórne (najczęściej w okolicy warg). Pojawiają się pęknięcia, stają się mokre i pokrywają się ciemną skorupą. Później rozwija się uszkodzenie oczu i skóry, któremu towarzyszy odpadanie zrogowaciałych łusek. W przyszłości może rozwinąć się niedokrwistość złośliwa, uszkodzenie układu nerwowego, nagły spadek ciśnienia krwi, drgawki i utrata przytomności.

Witamina B2 występuje w pieczywie, kaszy gryczanej, mleku, jajach, wątrobie, mięsie i pomidorach. Dzienne zapotrzebowanie na nią wynosi 2-4 mg.

Witamina PP (nikotynamid) występuje w zielonych warzywach, marchwi, ziemniakach, grochu, drożdżach, kaszy gryczanej, pieczywie żytnim i pszennym, mleku, mięsie i wątrobie. Dzienne zapotrzebowanie na nią u dzieci wynosi 15 mg, u dorosłych – 15-25 mg.

W przypadku niedoboru witaminy RR obserwuje się pieczenie w jamie ustnej, nadmierne ślinienie i biegunkę. Język staje się szkarłatno-czerwony. Czerwone plamy pojawiają się na ramionach, szyi i twarzy. Skóra staje się szorstka i szorstka, dlatego choroba nazywa się pelagra (od włoskiego pelle agra – szorstka skóra). W ciężkich przypadkach choroby pamięć ulega osłabieniu, rozwijają się psychozy i halucynacje.

Witamina B12 (cyjanokobalamina) u człowieka jest syntetyzowana w jelitach. Zawarty w nerkach, wątrobie ssaków i ryb. Wraz z jego niedoborem w organizmie rozwija się niedokrwistość złośliwa związana z upośledzonym tworzeniem czerwonych krwinek.

Witamina C (kwas askorbinowy) jest szeroko rozpowszechniona w przyrodzie w warzywach, owocach, igłach sosny i wątrobie. Kwas askorbinowy jest dobrze zachowany w kiszonej kapuście. 100 g igieł sosny zawiera 250 mg witaminy C, 100 g owoców róży – 150 mg. Zapotrzebowanie na witaminę C wynosi 50-100 mg dziennie.

Brak witaminy C powoduje szkorbut. Zwykle choroba zaczyna się od ogólnego złego samopoczucia i depresji. Skóra przybiera brudnoszary odcień, dziąsła krwawią, a zęby wypadają. Na ciele pojawiają się ciemne plamy krwotoczne, niektóre z nich owrzodzą i powodują ostry ból.

Witamina A (retinol, akseroftol) w organizmie człowieka powstaje z pospolitego, naturalnego barwnika – karotenu, występującego w dużych ilościach w świeżej marchwi, pomidorach, sałacie, morelach, oleju rybnym, maśle, wątrobie, nerkach i żółtku jaja. Dzienne zapotrzebowanie na witaminę A dla dzieci wynosi 1 mg, dla dorosłych - 2 mg.

Przy braku witaminy A wzrost dzieci spowalnia i rozwija się „ślepota nocna”, tj. gwałtowny spadek ostrości wzroku przy słabym oświetleniu, prowadzący w ciężkich przypadkach do całkowitej, ale odwracalnej ślepoty.

Witamina D (ergokalcyferol) jest szczególnie niezbędna dzieciom, aby zapobiegać jednej z najczęstszych chorób wieku dziecięcego – krzywicy. W przypadku krzywicy proces tworzenia kości zostaje zakłócony, kości czaszki stają się miękkie i giętkie, a kończyny zginają się. Na zmiękczonych obszarach czaszki tworzą się przerośnięte guzki ciemieniowe i czołowe. Letargiczny, blady, z nienaturalnie dużą głową i krótkim tułowiem o łukowatych nogach, dużym brzuchem, takie dzieci są znacznie opóźnione w rozwoju.

Wszystkie te poważne zaburzenia są związane z brakiem lub niedoborem witaminy D w organizmie, która występuje w żółtkach, mleku krowim i oleju rybnym.

Witamina D może powstawać w ludzkiej skórze z prowitaminy ergosterolu pod wpływem promieni ultrafioletowych. Olej rybny, ekspozycja na słońce lub sztuczne promieniowanie ultrafioletowe to metody zapobiegania i leczenia krzywicy.

4. Charakterystyka metabolizmu energetycznego związana z wiekiem

metabolizm żywność biologiczna węglowodany

Nawet w warunkach całkowitego odpoczynku osoba wydaje pewną ilość energii: ciało stale zużywa energię na procesy fizjologiczne, które nie zatrzymują się na minutę. Minimalny poziom metabolizmu i wydatków energetycznych organizmu nazywa się metabolizmem podstawowym. Podstawową przemianę materii określa się u osoby w stanie spoczynku mięśniowego – w pozycji leżącej, na pusty żołądek, tj. 12-16 godzin po posiłku, w temperaturze otoczenia 18-20°C (temperatura komfortowa). U osoby w średnim wieku podstawowy metabolizm wynosi 4187 J na 1 kg masy ciała na godzinę. Średnio jest to 7 140 000-7 560 000 J dziennie. Dla każdej osoby podstawowe tempo przemiany materii jest stosunkowo stałe.

Cechy podstawowej przemiany materii u dzieci. Ponieważ dzieci mają stosunkowo większą powierzchnię ciała na jednostkę masy niż dorośli, ich podstawowy metabolizm jest intensywniejszy niż u dorosłych. U dzieci także występuje znaczna przewaga procesów asymilacyjnych nad procesami dysymilacyjnymi. Im młodsze dziecko, tym wyższe koszty energii potrzebne do wzrostu. Zatem zużycie energii związane ze wzrostem w wieku 3 miesięcy wynosi 36%, w wieku 6 miesięcy - 26%, 9 miesięcy - 21% całkowitej wartości energetycznej pożywienia.

Podstawowy metabolizm na 1 kg masy ciała u osoby dorosłej wynosi 96 600 J. Zatem u dzieci w wieku 8-10 lat podstawowy metabolizm jest dwa lub dwa i pół razy większy niż u dorosłych.

Podstawowa przemiana materii u dziewcząt jest nieco niższa niż u chłopców. Różnica ta zaczyna pojawiać się już w drugiej połowie pierwszego roku życia. Praca wykonywana przez chłopców wiąże się z większym zużyciem energii niż przez dziewczęta.

Określenie podstawowej przemiany materii często ma wartość diagnostyczną. Podstawowa przemiana materii wzrasta wraz z nadmierną czynnością tarczycy i niektórymi innymi chorobami. Jeśli funkcja tarczycy, przysadki mózgowej lub gonad jest niewystarczająca, podstawowa przemiana materii ulega pogorszeniu.

Wydatek energetyczny podczas pracy mięśni. Im cięższa praca mięśni, tym więcej energii człowiek zużywa. Dla dzieci w wieku szkolnym przygotowanie się do lekcji i lekcja w szkole wymagają energii o 20-50% wyższej niż podstawowa energia metaboliczna.

Podczas chodzenia wydatek energetyczny jest o 150-170% większy niż podstawowy metabolizm. Podczas biegania lub wchodzenia po schodach koszty energii przekraczają podstawowy metabolizm 3-4 razy.

Trening organizmu znacząco zmniejsza zużycie energii na wykonywaną pracę. Dzieje się tak na skutek zmniejszenia liczby mięśni biorących udział w pracy, a także zmian w oddychaniu i krążeniu krwi.

Osoby wykonujące różne zawody mają różne wydatki energetyczne. Podczas pracy umysłowej koszty energii są niższe niż podczas pracy fizycznej. Chłopcy mają wyższy całkowity dzienny wydatek energetyczny niż dziewczęta.

Opublikowano na Allbest.ru

...

Podobne dokumenty

Istota metabolizmu w organizmie człowieka. Stała wymiana substancji pomiędzy organizmem a środowiskiem zewnętrznym. Aerobowy i beztlenowy rozkład produktów. Ilość podstawowego metabolizmu. Źródło ciepła w organizmie. Nerwowy mechanizm termoregulacji organizmu człowieka.

wykład, dodano 28.04.2013

Pojęcie metabolizmu, anabolizmu i katabolizmu. Rodzaje procesów metabolicznych zachodzących w organizmie człowieka. Zapotrzebowanie organizmu na witaminy i błonnik pokarmowy. Wymiana energii w spoczynku i podczas pracy mięśni. Regulacja procesów metabolicznych substancji i energii.

prezentacja, dodano 05.03.2015

Badanie problemu metabolizmu jako głównej funkcji organizmu człowieka w literaturze naukowej. Metabolizm węglowodanów jako zespół procesów ich przemian w organizmie, jego fazy. Źródło powstawania i dostarczania witamin. Regulacja metabolizmu.

praca na kursie, dodano 01.02.2014

Klasyfikacja procesów metabolicznych i metabolicznych. Rodzaje organizmów ze względu na różnice w procesach metabolicznych, metody ich badania. Metoda rozliczania substancji wchodzących i wychodzących z organizmu na przykładzie metabolizmu azotu. Główne funkcje i źródła białek dla organizmu.

prezentacja, dodano 01.12.2014

Rola metabolizmu w zaspokajaniu potrzeb plastycznych i energetycznych organizmu. Cechy wytwarzania i wymiany ciepła. Metabolizm i energia na różnych poziomach aktywności funkcjonalnej organizmu. Temperatura ciała człowieka i jej regulacja.

streszczenie, dodano 09.09.2009

Przemiany substancji i energii zachodzące w organizmach żywych i leżące u podstaw ich aktywności życiowej. Cel metabolizmu i energii, związek procesów anabolicznych i katabolicznych. Wartość energetyczna węglowodanów i tłuszczów w organizmie.

streszczenie, dodano 28.05.2010

Chemia biologiczna to nauka zajmująca się badaniem natury chemicznej substancji występujących w organizmach żywych. Pojęcie witamin, koenzymów i enzymów, hormonów. Źródła witamin rozpuszczalnych w tłuszczach i wodzie. Pojęcie metabolizmu i metabolizmu energii, lipidów i białek.

przebieg wykładów, dodano 21.01.2011

Funkcje składników odżywczych. Pojawienie się uczucia głodu i sytości. Cechy wieku i płci w zakresie podstawowej przemiany materii. Specyficzne dynamiczne działanie pożywienia. Metoda kalorymetrii pośredniej do badania poziomu metabolizmu. Istota procesu termoregulacji.

prezentacja, dodano 29.08.2013

Metabolizm i energia jako główna funkcja organizmu, jego główne fazy i procesy zachodzące - asymilacja i dysymilacja. Rola białek w organizmie, mechanizm ich metabolizmu. Wymiana wody, witamin, tłuszczów, węglowodanów. Regulacja wytwarzania i wymiany ciepła.

streszczenie, dodano 08.08.2009

Metabolizm (metabolizm i energia) jako zespół reakcji chemicznych zachodzących w komórkach i całym organizmie, polegający na syntezie złożonych cząsteczek i nowej protoplazmy (anabolizm) oraz rozpadzie cząsteczek z wyzwoleniem energii (katabolizm).

Plan.

Wykład 17

Temat: „Cechy metabolizmu związane z wiekiem”

12. Metabolizm i energia, cechy związane z wiekiem.

13. Składniki odżywcze, ich skład, wartość energetyczna, normy żywieniowe.

14. Profilaktyka chorób przewodu pokarmowego.

Metabolizm odnosi się do zespołu zmian, jakim ulegają substancje od chwili ich dostania się do przewodu pokarmowego do powstania końcowych produktów rozkładu wydalanych z organizmu. Oznacza to, że metabolizm we wszystkich organizmach, od najbardziej prymitywnych do najbardziej złożonych, w tym w organizmie człowieka, jest podstawą życia.

W procesie życia w organizmie zachodzą ciągłe zmiany: niektóre komórki umierają, inne je zastępują. U osoby dorosłej 1/20 komórek nabłonka skóry i połowa wszystkich komórek nabłonka przewodu pokarmowego, około 25 g krwi itp. umiera i zostaje zastąpiona w ciągu 24 godzin.

W procesie wzrostu odnowa komórek organizmu jest możliwa tylko wtedy, gdy organizm stale otrzymuje tlen i składniki odżywcze, czyli budulec, z którego zbudowany jest organizm. Ale do budowy nowych komórek ciała, ich ciągłej odnowy, a także do wykonywania przez człowieka jakiejś pracy, potrzebna jest energia. Organizm ludzki otrzymuje tę energię poprzez rozkład i utlenianie w procesach metabolicznych (metabolizmie). Co więcej, procesy metaboliczne (anabolizm i katabolizm) są ze sobą ściśle skoordynowane i zachodzą w określonej kolejności.

Pod anabolizm zrozumieć zestaw reakcji syntezy. Pod katabolizm- zespół reakcji rozkładu. Należy wziąć pod uwagę, że oba te procesy są ze sobą w sposób ciągły powiązane. Procesy kataboliczne zapewniają anabolizm energii i substancji wyjściowych, a procesy anaboliczne zapewniają syntezę struktur, tworzenie nowych tkanek w związku z procesami wzrostu organizmu, syntezę hormonów i enzymów niezbędnych do życia.

W rozwoju indywidualnym największe zmiany zachodzą w fazie anabolicznej metabolizmu oraz, w mniejszym stopniu, w fazie katabolicznej.

Ze względu na ich znaczenie funkcjonalne w anabolicznej fazie metabolizmu wyróżnia się następujące typy syntezy:

1) synteza wzrostu - wzrost masy białkowej narządów w okresie wzmożonego podziału komórek, wzrostu organizmu jako całości.

2) synteza funkcjonalna i ochronna - tworzenie białek dla innych narządów i układów, na przykład synteza białek osocza krwi w wątrobie, tworzenie enzymów i hormonów przewodu pokarmowego.

3) synteza regeneracji (regeneracja) - synteza białek w tkankach regenerujących się po urazie lub niedożywieniu.

4) synteza samoodnowy związana ze stabilizacją organizmu - ciągłe uzupełnianie składników środowiska wewnętrznego, które ulegają zniszczeniu podczas dysymilacji.

Wszystkie te formy słabną, choć nierównomiernie, w trakcie rozwoju indywidualnego. W tym przypadku szczególnie istotne zmiany obserwuje się w syntezie wzrostu. Okres wewnątrzmaciczny charakteryzuje się najwyższym tempem wzrostu. Na przykład masa ludzkiego zarodka wzrasta o 1 miliard w porównaniu z masą zygoty. 20 milionów razy, a w ciągu 20 lat postępującego rozwoju człowieka wzrasta nie więcej niż 20 razy.

Przez całe życie poporodowe następuje dalszy spadek poziomu anabolizmu.

Metabolizm białek w organizmie rozwijającym się. Procesy wzrostowe, których ilościowymi wskaźnikami są przyrost masy ciała i poziom dodatniego bilansu azotowego, to jedna strona rozwoju. Jej drugą stroną jest różnicowanie komórek i tkanek, którego podstawą biochemiczną jest synteza białek enzymatycznych, strukturalnych i funkcjonalnych.

Białka syntetyzowane są z aminokwasów pochodzących z układu trawiennego. Ponadto aminokwasy te dzielą się na niezbędne i nieistotne. Jeśli niezbędne aminokwasy (leucyna, metionina i tryptofan itp.) nie są dostarczane z pożywieniem, synteza białek w organizmie zostaje zakłócona. Dostarczenie niezbędnych aminokwasów jest szczególnie ważne dla rozwijającego się organizmu, np. brak lizyny w pożywieniu prowadzi do opóźnienia wzrostu, wyczerpania układu mięśniowego, a brak waliny prowadzi do zaburzeń równowagi u dziecka.

W przypadku braku niezbędnych aminokwasów w pożywieniu można je syntetyzować z niezbędnych (tyrozynę można syntetyzować z fenyloalaniny).

I wreszcie białka zawierające cały niezbędny zestaw aminokwasów zapewniający normalne procesy syntezy są klasyfikowane jako białka kompletne biologicznie. Wartość biologiczna tego samego białka jest różna u różnych osób w zależności od stanu organizmu, diety i wieku.

Dzienne zapotrzebowanie na białko na 1 kg masy ciała dziecka: w wieku 1 roku - 4,8 g, w wieku 1-3 lat - 4-4,5 g; 6-10 lat – 2,5-3 g, 12 lat i więcej – 2,5 g, dorośli – 1,5-1,8 g Dlatego w zależności od wieku dzieci do 4 roku życia powinny otrzymywać 50 g białka, do 7 lat – 70 g, od 7 lat - 80 g dziennie.

Ilość białek wchodzących do organizmu i ulegających w nim zniszczeniu ocenia się na podstawie wartości bilansu azotowego, czyli stosunku ilości azotu, który dostaje się do organizmu z pożywieniem i jest wydalany z organizmu z moczem, potem i innymi wydzielinami .

Zdolność zatrzymywania azotu u dzieci podlega znacznym wahaniom osobniczym i utrzymuje się przez cały okres stopniowego wzrostu.

Z reguły dorośli nie mają zdolności zatrzymywania azotu z pożywienia; ich metabolizm znajduje się w stanie równowagi azotowej. Wskazuje to, że potencjał do syntezy białek utrzymuje się przez długi czas – tym samym pod wpływem aktywności fizycznej następuje wzrost masy mięśniowej (dodatni bilans azotowy).

W okresach stabilnego i regresywnego rozwoju, po osiągnięciu maksymalnej masy ciała i ustaniu wzrostu, główną rolę zaczynają odgrywać procesy samoodnowy, które zachodzą przez całe życie i które zanikają w starszym wieku znacznie wolniej niż inne rodzaje syntezy .

Zmiany związane z wiekiem wpływają nie tylko na metabolizm białek, ale także tłuszczów i węglowodanów.

Związana z wiekiem dynamika metabolizmu tłuszczów i węglowodanów.

Fizjologiczna rola lipidów – tłuszczów, fosfatydów i steroli w organizmie polega na tym, że wchodzą one w skład struktur komórkowych (metabolizm plastyczny), a także są wykorzystywane jako bogate źródło energii (metabolizm energetyczny). Węglowodany w organizmie są ważne jako materiał energetyczny.

Wraz z wiekiem zmienia się metabolizm tłuszczów i węglowodanów. Tłuszcze odgrywają znaczącą rolę w procesach wzrostu i różnicowania. Substancje tłuszczopodobne są szczególnie ważne, przede wszystkim dlatego, że są niezbędne do morfologicznego i funkcjonalnego dojrzewania układu nerwowego, do tworzenia wszystkich typów błon komórkowych. Dlatego zapotrzebowanie na nie w dzieciństwie jest ogromne. Przy braku węglowodanów w pożywieniu zapasy tłuszczu u dzieci szybko się wyczerpują. Intensywność syntezy zależy w dużej mierze od charakteru żywienia.

Fazy stabilnego i regresywnego rozwoju charakteryzują się swoistą reorientacją procesów anabolicznych: przejściem anabolizmu z syntezy białek na syntezę tłuszczu, co jest jedną z charakterystycznych cech związanych z wiekiem zmian w metabolizmie podczas starzenia.

Związana z wiekiem reorientacja anabolizmu w kierunku gromadzenia się tłuszczu w wielu narządach polega na zmniejszeniu zdolności tkanek do utleniania tłuszczu, w wyniku czego przy stałym, a nawet obniżonym tempie syntezy kwasów tłuszczowych, organizm wzbogacony w tłuszcze (stąd rozwój otyłości obserwowano już przy 1-2 posiłkach dziennie). Nie można zaprzeczyć, że w reorientacji procesów syntezy, oprócz czynników odżywczych i regulacji nerwowej, ogromne znaczenie mają zmiany w spektrum hormonalnym, w szczególności zmiany szybkości powstawania hormonu somatotropowego, hormonów tarczycy, insuliny i sterydów. hormony.

Restrukturyzuje się wraz z wiekiem i metabolizm węglowodanów. U dzieci metabolizm węglowodanów zachodzi z większą intensywnością, co tłumaczy się wysokim tempem metabolizmu. W dzieciństwie węglowodany pełnią nie tylko funkcję energetyczną, ale także plastyczną, tworząc błony komórkowe i substancje tkanki łącznej. Węglowodany biorą udział w utlenianiu produktów metabolizmu białek i tłuszczów, co pomaga w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie. Dzienne zapotrzebowanie na węglowodany u dzieci jest wysokie i w okresie niemowlęcym wynosi 10-12 g na 1 kg masy ciała. W kolejnych latach, w wieku 8-9 lat, wzrasta do 12-15 g na 1 kg masy ciała. Od 1 do 3 lat dziecko musi otrzymywać około 193 g węglowodanów dziennie z pożywienia, 4-7 lat - 287, 9-13 - 370, 14-17 lat - 470, a dorośli - 500 g.

Węglowodany są lepiej wchłaniane przez organizm dzieci niż dorosłych. Jednym z istotnych wskaźników związanych z wiekiem zmian w metabolizmie węglowodanów jest gwałtowne wydłużenie w starszym wieku czasu potrzebnego do wyeliminowania hiperglikemii spowodowanej podaniem glukozy podczas testów obciążenia cukrem.

Ważną częścią metabolizmu w organizmie jest metabolizm wody i soli.

Przemiany substancji w organizmie zachodzą w środowisku wodnym; wraz z minerałami woda bierze udział w budowie komórek i służy jako odczynnik w komórkowych reakcjach chemicznych. Stężenie soli mineralnych rozpuszczonych w wodzie decyduje o ciśnieniu osmotycznym krwi i płynu tkankowego, stąd ma ogromne znaczenie dla wchłaniania i wydalania. zmiany ilości wody w organizmie oraz zmiany składu soli płynów ustrojowych i struktur tkankowych pociągają za sobą naruszenie stabilności koloidów, co może skutkować nieodwracalnym uszkodzeniem i śmiercią poszczególnych komórek, a następnie całego organizmu. Dlatego utrzymanie stałej ilości wody i składu mineralnego jest warunkiem koniecznym normalnego życia.

W fazie postępującego wzrostu woda bierze udział w procesach tworzenia masy ciała. Wiadomo np., że na dzienny przyrost masy ciała wynoszący 25 g, woda stanowi 18, białko – 3, tłuszcze – 3, a sole mineralne – 1 g. Im młodszy organizm, tym większe dzienne zapotrzebowanie woda. W pierwszych sześciu miesiącach życia zapotrzebowanie dziecka na wodę osiąga 110-125 g na 1 kg masy ciała, po 2 latach spada do 115-136 g, po 6 latach - 90-100 g, 18 lat - 40-50 g. Dzieci potrafią szybko tracić i szybko odkładać wodę.

Ogólnym wzorcem ewolucji indywidualnej jest spadek zawartości wody we wszystkich tkankach. Z wiekiem następuje redystrybucja wody w tkankach – zwiększa się objętość wody w przestrzeniach międzykomórkowych i zmniejsza się objętość wody wewnątrzkomórkowej.

Bilans wielu soli mineralnych zależy od wieku. U młodzieży zawartość większości soli nieorganicznych jest niższa niż u dorosłych. Szczególne znaczenie ma wymiana wapnia i fosforu. Zwiększone zapotrzebowanie na podaż tych pierwiastków u dzieci do pierwszego roku życia tłumaczy się wzmożonym tworzeniem tkanki kostnej. Ale te elementy są nie mniej ważne w starszym wieku. Dlatego osoby starsze muszą wprowadzać do swojej diety pokarmy zawierające te pierwiastki (mleko, przetwory mleczne), aby nie marnować tych pierwiastków z tkanki kostnej. Natomiast zawartość chlorku sodu należy zmniejszać w diecie ze względu na słabnącą z wiekiem produkcję mineralokortykoidów w nadnerczach.

Ważnym wskaźnikiem przemian energetycznych w organizmie jest o główna wymiana.

Dynamika wieku podstawowej przemiany materii

Przez podstawową przemianę materii rozumie się minimalny poziom przemiany materii i wydatku energetycznego organizmu w ściśle stałych warunkach: 14-16 godzin przed posiłkiem, w pozycji leżącej, w stanie spoczynku mięśni, w temperaturze 8-20°C. U osoby w średnim wieku podstawowa przemiana materii wynosi 4187 J na 1 kg masy na 1 godzinę. Średnio jest to 7-7,6 MJ na dzień. Co więcej, dla każdej osoby podstawowe tempo przemiany materii jest stosunkowo stałe.

Podstawowa przemiana materii u dzieci jest bardziej intensywna niż u dorosłych, ponieważ mają one stosunkowo dużą powierzchnię ciała na jednostkę masy i dominują procesy dysymilacji, a nie asymilacji. Im młodsze dziecko, tym wyższe koszty energii potrzebne do wzrostu. Zatem wydatek energetyczny związany ze wzrostem w 3 miesiącu życia wynosi 36% w 6 miesiącu życia. - 26%, 9 miesięcy. - 21% całkowitej wartości energetycznej żywności.

W starszym wieku (faza rozwoju regresywnego) obserwuje się spadek masy ciała, zmniejszenie wymiarów liniowych ciała człowieka, a podstawowa przemiana materii spada do niskich wartości. Co więcej, zdaniem różnych badaczy stopień zmniejszenia podstawowej przemiany materii w tym wieku koreluje ze stopniem, w jakim u osób starszych ujawniają się oznaki słabości i utraty sprawności.

Jeśli chodzi o różnice między płciami w poziomie podstawowego metabolizmu, są one wykrywane w ontogenezie od 6-8 miesięcy. Jednocześnie podstawowa przemiana materii u chłopców jest wyższa niż u dziewcząt. Takie relacje utrzymują się w okresie dojrzewania, a na starość ulegają wygładzeniu.

W ontogenezie zmienia się nie tylko średnia wartość metabolizmu energetycznego, ale także znacząco zmieniają się możliwości zwiększenia tego poziomu w warunkach intensywnej np. aktywności mięśni.

We wczesnym dzieciństwie niedostateczna dojrzałość funkcjonalna układu mięśniowo-szkieletowego, sercowo-naczyniowego i oddechowego ogranicza możliwości adaptacyjne reakcji metabolizmu energetycznego podczas wysiłku fizycznego. W wieku dorosłym zdolności adaptacyjne, a także siła mięśni osiągają maksimum. W starszym wieku możliwości kompensacyjnego zwiększenia poziomu oddychania i wymiany energii pod wpływem stresu wyczerpują się ze względu na zmniejszenie pojemności życiowej płuc, współczynnika wykorzystania tlenu przez tkanki i pogorszenie funkcji układu oddechowego. układu sercowo-naczyniowego.

Przyjęto różne założenia i zaproponowano różne wyrażenia matematyczne w celu ustalenia zależności produkcji energii od parametrów charakteryzujących cechy strukturalne organizmu. Rubner uważał zatem, że związane z wiekiem zmiany w metabolizmie są wynikiem zmniejszania się wraz z wiekiem wielkości względnej powierzchni ciała.

Podjęto próbę wyjaśnienia osłabienia procesów metabolicznych w starszym wieku gromadzeniem się podskórnej tkanki tłuszczowej i obniżeniem temperatury skóry w tym wieku.

Na uwagę zasługują prace, w których rozważa się zmiany w metabolizmie energetycznym w powiązaniu z powstawaniem mechanizmów termoregulacji i udziałem w nim mięśni szkieletowych (Magnus, 1899; Arshavsky, 1966-71).

Zwiększenie napięcia mięśni szkieletowych przy niewystarczającej aktywności ośrodka nerwu błędnego w pierwszym roku życia pomaga zwiększyć metabolizm energetyczny. Rola związanej z wiekiem restrukturyzacji aktywności mięśni szkieletowych w dynamice metabolizmu energetycznego jest szczególnie wyraźnie podkreślona w badaniach wymiany gazowej u osób w różnym wieku w spoczynku i podczas wysiłku fizycznego. W przypadku postępującego wzrostu wzrost metabolizmu spoczynkowego charakteryzuje się obniżeniem poziomu podstawowego metabolizmu i lepszą adaptacją energetyczną do aktywności mięśni. W fazie stabilnej utrzymuje się wysoki funkcjonalny metabolizm spoczynkowy, a metabolizm podczas pracy znacznie wzrasta, osiągając stabilny, minimalny poziom podstawowej przemiany materii. W fazie regresyjnej różnica między funkcjonalnym metabolizmem spoczynkowym a metabolizmem podstawowym stale się zmniejsza, a czas odpoczynku się wydłuża.

Wielu badaczy uważa, że spadek metabolizmu energetycznego całego organizmu podczas ontogenezy wynika przede wszystkim z ilościowych i jakościowych zmian w metabolizmie w samych tkankach, których wielkość ocenia się na podstawie związku między głównymi mechanizmami energii uwalnianie - beztlenowe i tlenowe. Umożliwia to określenie potencjalnych zdolności tkanek do generowania i wykorzystania energii wiązań wysokoenergetycznych.

Metabolizm nazwać złożonym kompleksem różnych współzależnych i współzależnych procesów zachodzących w organizmie od momentu wejścia tych substancji do momentu ich uwolnienia. Metabolizm jest warunkiem koniecznym do życia. Stanowi jeden z jego obowiązkowych przejawów.

Do prawidłowego funkcjonowania organizmu niezbędne jest pobieranie organicznego materiału spożywczego, soli mineralnych, wody i tlenu ze środowiska zewnętrznego. W okresie równym średniej długości życia człowieka zużywa on 1,3 tony tłuszczów, 2,5 tony białek, 12,5 tony węglowodanów i 75 ton wody.

Główne etapy

Na metabolizm składają się procesy przedostawania się substancji do organizmu, ich przemiany w przewodzie pokarmowym, wchłanianie, przemiany wewnątrzkomórkowe oraz usuwanie produktów ich rozkładu. Procesy związane z przemianą substancji wewnątrz komórek nazywane są metabolizmem wewnątrzkomórkowym lub pośrednim.

W wyniku metabolizmu wewnątrzkomórkowego syntetyzowane są hormony, enzymy i różnorodne związki, wykorzystywane jako materiał strukturalny do budowy komórek oraz substancja międzykomórkowa, która zapewnia odnowę i wzrost rozwijającego się organizmu.

Procesy, w wyniku których powstaje materia ożywiona, nazywane są anabolizm Lub asymilacja.

Drugą stroną metabolizmu jest to, że substancje tworzące żywą strukturę ulegają rozkładowi. Ten proces niszczenia żywej materii nazywa się katabolizm lub dysymilacja. Procesy asymilacji i dysymilacji są ze sobą bardzo ściśle powiązane, chociaż ich końcowe skutki są przeciwne. Wiadomo zatem, że produkty rozkładu różnych substancji przyczyniają się do ich wzmożonej syntezy.

Utlenianie produktów rozkładu służy jako źródło energii, którą organizm stale zużywa nawet w stanie całkowitego odpoczynku. W takim przypadku utlenianiu mogą ulec te same substancje, które służą do syntezy większych cząsteczek. Na przykład w wątrobie glikogen syntetyzuje się z części produktów rozkładu węglowodanów, a energię do tej syntezy zapewnia inna ich część, która bierze udział w procesach metabolicznych lub metabolicznych. Procesy asymilacji i dysymilacji zachodzą przy obowiązkowym udziale enzymów.

W różnych okresach wiekowych zmienia się charakter metabolizmu. W okresie wzrostu i rozwoju charakteryzuje się największą intensywnością, co zapewnia procesy plastyczne i strukturalne. Zapotrzebowanie na białko w okresie wzrostu na jednostkę masy ciała jest znacznie większe niż u dorosłych.

Podstawowa przemiana materii u dzieci jest 1,5-2 razy większa niż podstawowa przemiana materii u osoby dorosłej. Względna wartość podstawowej przemiany materii (w kilokaloriach na 1 kg masy ciała) maleje wraz z wiekiem: u dzieci 2-3 lata - 55, 6-7 lat - 42, 10-11 lat - 33, 12-13 lat stary - 34, u dorosłych - 24.

Dzieciństwo i dorastanie charakteryzują się stosunkowo wysokim wydatkiem energetycznym. Średni wydatek energetyczny osoby dorosłej wynosi 45 kcal na 1 kg masy ciała, dla dzieci w wieku 1-5 lat – 80-100 kcal, dla młodzieży 13-16 lat – 50-65 kcal.

Zwiększony podstawowy metabolizm i wydatek energetyczny u dzieci i młodzieży dyktują potrzebę specjalnego podejścia do organizacji ich żywienia.

Zatem w szkole i okresie dojrzewania, gdy znacząco wzrasta wydatek energetyczny na różnego rodzaju aktywność, należy liczyć się z tym, że ich podaż w codziennej diecie powinna pochodzić z białek (ok. 14%), tłuszczów (ok. 31%) i węglowodanów (około 55%). Zapewnienie procesów plastycznych i funkcji energetycznych organizmu najpełniej możliwe jest dzięki zbilansowanej diecie.

Odżywianie

Koncepcja zbilansowanej diety opiera się na ustaleniu bezwzględnej ilości każdego ze składników odżywczych oraz ich proporcji, z uwzględnieniem cech fizjologicznych danego wieku.

Brak równowagi głównych składników żywienia niekorzystnie wpływa na procesy metaboliczne, negatywnie wpływając na wzrost. Jest to szczególnie widoczne, gdy dochodzi do naruszenia proporcji składników białka i tłuszczu w diecie.

Racjonalna proporcja białek i tłuszczów w żywieniu dzieci wynosi 1:1. Przybliżona zawartość tłuszczów, tłuszczów i węglowodanów w pożywieniu wynosi 1:1:3 dla małych dzieci i 1:1:4 dla starszych dzieci. 270 Rozdział b

W okresie wzrostu i rozwoju istotna jest funkcja plastyczna pierwiastków mineralnych, będących integralną częścią komórek i tkanek organizmu oraz biokatalizatorami procesów metabolicznych. Na szczególną uwagę zasługuje wapń, będący elementem strukturalnym tkanki kostnej. Ustalono, że metabolizm i wchłanianie wapnia w organizmie zależy od zawartości fosforu i magnezu. Przy nadmiarze tych pierwiastków tworzenie przyswajalnych form wapnia jest ograniczone i jest on wydalany z organizmu. Optymalny stosunek wapnia i fosforu do wchłaniania przez organizm w pokarmach dla niemowląt wynosi 1,2:1, od 1 roku do 3 lat – 1:1, powyżej 4 lat – 1:1,2 lub 1:1,5. Optymalny stosunek wapnia i magnezu wynosi 1:0,7.

Żywienie dzieci różni się pod wieloma względami od diety osób dorosłych. W dzieciństwie, zwłaszcza u małych dzieci, zapotrzebowanie na składniki odżywcze i energię jest stosunkowo większe niż u dorosłych. Tłumaczy się to przewagą asymilacji nad dezymilacją, związaną z szybkim tempem wzrostu i rozwoju dziecka. Naukowe uzasadnienie norm potrzeb żywieniowych dzieci w różnych grupach wiekowych oraz uzasadnienie zestawów produktów niezbędnych do pokrycia tych potrzeb przeprowadzono na podstawie rozwoju organizmu dziecka. Wartości potrzeb fizjologicznych dzieci w różnych grupach wiekowych na składniki odżywcze ustala się z uwzględnieniem cech funkcjonalnych, anatomicznych i morfologicznych właściwych dla każdej grupy wiekowej. Zalecane wymagania żywieniowe dzieci mają na celu uniknięcie, w miarę możliwości, zarówno niedożywienia dzieci, jak i wprowadzenia nadmiaru składników odżywczych do ich organizmu.

Odstępstwa od tych zasad mają negatywny wpływ na rozwój dzieci. Szereg stanów patologicznych związane ze złym odżywianiem u dzieci we wczesnym wieku. Należą do nich: zaburzenia powstawania zębów, próchnica, ryzyko cukrzycy, zespół nadciśnienia, patologia nerek, choroby alergiczne, otyłość.

Jedzenie jest jedynym źródłem, z którego dziecko otrzymuje niezbędny materiał plastyczny i energię. Ale ciało dziecka różni się od ciała dorosłego właśnie tym, że szybko zachodzą w nim procesy wzrostu i rozwoju.

Ciało dzieci i młodzieży ma wiele innych istotnych cech. Tkanki ciała dzieci składają się z 25% białek, tłuszczów, węglowodanów, soli mineralnych i 75% wody. Podstawowa przemiana materii u dzieci przebiega 1,5-2 razy szybciej niż u osoby dorosłej. W organizmie dzieci i młodzieży, ze względu na ich wzrost i rozwój, proces asymilacji przeważa nad dysymilacją. Ze względu na wzmożoną aktywność mięśni wzrasta ich całkowity koszt energetyczny. Średnie dzienne spożycie energii (kcal) na 1 kg masy ciała dla dzieci w różnym wieku i osoby dorosłej wynosi:

W wyniku opanowania tego rozdziału student powinien: wiedzieć

etapy metabolizmu i energii: anabolizm i katabolizm;
charakterystyka metabolizmu ogólnego i podstawowego;
specyficzne działanie dynamiczne żywności;
metody oceny wydatku energetycznego organizmu;
cechy metaboliczne związane z wiekiem; móc
wyjaśnić znaczenie metabolizmu dla organizmu człowieka;
powiązać cechy metaboliczne związane z wiekiem ze zużyciem energii w różnych okresach wiekowych;

własny

Znajomość udziału składników odżywczych w metabolizmie.

Charakterystyka metabolizmu w organizmie

Metabolizm lub metabolizm(z greckiego metabolizm - transformacja) to zespół przemian chemicznych i fizycznych zachodzących w żywym organizmie i zapewniających jego żywotną aktywność w połączeniu ze środowiskiem zewnętrznym. W metabolizmie i energii zachodzą dwa przeciwstawne, wzajemnie powiązane procesy: anabolizm, który leży u podstaw asymilacja i katabolizm, którego podstawą jest dysymilacja.

Anabolizm(z greckiego anabol - wzrost) - zespół procesów syntezy struktur tkankowych i komórkowych, a także związków niezbędnych do życia organizmu. Anabolizm zapewnia wzrost, rozwój i odnowę struktur biologicznych, akumulację substratu energetycznego. Energia jest magazynowana w postaci wysokoenergetycznych związków fosforanowych (makroergów), takich jak ATP.

Katabolizm(z greckiego katabol - rzucanie) - zespół procesów rozpadu struktur tkankowych i komórkowych oraz rozkładu związków złożonych w celu energetycznego i plastycznego wsparcia procesów życiowych. Podczas katabolizmu uwalniana jest energia chemiczna, która organizm wykorzystuje do utrzymania struktury i funkcji komórki, a także do zapewnienia określonych czynności komórkowych: skurczu mięśni, wydzielania wydzieliny gruczołów itp. Końcowe produkty katabolizmu - woda, dwutlenek węgla, amoniak, mocznik, kwas moczowy itp. - są usuwane z organizmu.

Zatem procesy kataboliczne dostarczają energii i materiałów wyjściowych do anabolizmu. Procesy anaboliczne są niezbędne do budowy i odbudowy struktur i komórek, tworzenia tkanek podczas wzrostu, do syntezy hormonów, enzymów i innych związków niezbędnych do funkcjonowania organizmu. Do reakcji katabolicznych dostarczają makrocząsteczek do rozkładu. Procesy anabolizmu i katabolizmu są ze sobą powiązane i zachodzą w organizmie w stanie równowaga dynamiczna. Stan równowagi lub nierównowagowy stosunek anabolizmu i katabolizmu zależy od wieku, stanu zdrowia, stresu fizycznego lub psychicznego. U dzieci przewaga procesów anabolicznych nad katabolicznymi charakteryzuje procesy wzrostu i akumulacji masy tkankowej. Najbardziej intensywny przyrost masy ciała obserwuje się w pierwszych trzech miesiącach życia – 30 g/dobę. Z roku na rok spada do 10 g/dzień, w kolejnych latach spadek ten utrzymuje się. Koszt energetyczny wzrostu jest również największy w pierwszych trzech miesiącach i wynosi około 140 kcal/dzień, czyli 36% wartości energetycznej pożywienia. Od trzech lat do okresu dojrzewania spada do 30 kcal/dzień, a następnie ponownie wzrasta – do 110 kcal/dzień. Procesy anaboliczne są intensywniejsze u osób dorosłych w okresie rekonwalescencji po chorobie. Przewaga procesów katabolicznych jest typowa dla osób starszych lub wyczerpanych ciężką, długotrwałą chorobą. Z reguły wiąże się to ze stopniowym niszczeniem struktur tkankowych i uwalnianiem energii.

Istotą metabolizmu jest wprowadzanie do organizmu różnych składników odżywczych ze środowiska zewnętrznego, ich przyswajanie i wykorzystanie jako źródła energii i materiału do budowy struktur organizmu oraz uwalnianie do organizmu produktów przemiany materii powstających w procesie czynności życiowych. otoczenie zewnętrzne. Pod tym względem podkreślają cztery główne składniki funkcji wymiany.”

pozyskiwanie energii ze środowiska w postaci energii chemicznej substancji organicznych;
przemiana składników odżywczych pochodzących z pożywienia w prostsze substancje, z których powstają makrocząsteczki tworzące składniki komórek;
składanie białek, kwasów nukleinowych i innych składników komórkowych z tych substancji;
synteza i niszczenie cząsteczek niezbędnych do wykonywania różnych specyficznych funkcji organizmu.

Metabolizm w organizmie przebiega w kilku etapach. Pierwszy etap - przemiany składników odżywczych w przewodzie pokarmowym. Tutaj złożone substancje rozkładane są na prostsze - glukozę, aminokwasy i kwasy tłuszczowe, które mogą zostać wchłonięte do krwi lub limfy. Podczas rozkładu składników odżywczych w przewodzie pokarmowym uwalniana jest energia, tzw ciepło pierwotne. Jest wykorzystywana przez organizm do utrzymania homeostazy temperaturowej.

Druga faza przemiana substancji zachodzi wewnątrz komórek organizmu. Jest to tak zwany proces wewnątrzkomórkowy lub mediator, giełda. Wewnątrz komórki produkty pierwszego etapu metabolizmu - glukoza, kwasy tłuszczowe, glicerol, aminokwasy - ulegają utlenieniu i fosforylacji. Procesom tym towarzyszy uwalnianie energii, która w większości zmagazynowana jest w wysokoenergetycznych wiązaniach ATP. Produkty reakcji dostarczają komórce budulca do syntezy różnorodnych składników molekularnych. Decydującą rolę w tym procesie odgrywają liczne enzymy. Przy ich udziale wewnątrz komórki zachodzą złożone reakcje chemiczne utleniania i redukcji, fosforylacji, transaminacji itp. Metabolizm w komórce jest możliwy tylko przy integracji wszystkich złożonych przemian biochemicznych białek, tłuszczów i węglowodanów. ich wspólne źródła energii (ATP) oraz ze względu na istnienie wspólnych prekursorów lub wspólnych półproduktów. Całkowita rezerwa energii ogniwa powstaje w wyniku reakcji utleniania biologicznego.

Utlenianie biologiczne może być tlenowe lub beztlenowe. Aerobik(od łac. eg- powietrze) procesy wymagają obecności tlenu, zachodzą w mitochondriach i towarzyszy im gromadzenie dużej ilości energii, pokrywającej główny wydatek energetyczny organizmu. Beztlenowy procesy zachodzą bez udziału tlenu, głównie w cytoplazmie i towarzyszy im akumulacja niewielkiej ilości energii w postaci ATP, wykorzystywanej do zaspokojenia ograniczonych, krótkotrwałych potrzeb komórki. Zatem tkanka mięśniowa osoby dorosłej charakteryzuje się procesami tlenowymi, podczas gdy w metabolizmie energetycznym płodu i dzieci w pierwszych dniach życia dominują procesy beztlenowe.

Przy całkowitym utlenieniu 1 M glukozy lub aminokwasów powstaje 25,5 M ATP, a przy całkowitym utlenieniu tłuszczów powstaje 91,8 M ATP. Energia zmagazynowana w ATP jest wykorzystywana przez organizm do wykonywania użytecznej pracy i zamieniana na ciepło wtórne. W ten sposób energia uwalniana w wyniku utleniania składników odżywczych w komórce jest ostatecznie przekształcana w energię cieplną. W wyniku utleniania tlenowego produkty odżywcze przekształcają się w C0 2 i H 2 0, które są nieszkodliwe dla organizmu.

Jednak w komórce może również zachodzić bezpośrednie połączenie tlenu z substancjami ulegającymi utlenieniu bez udziału enzymów, zwane utlenianiem wolnorodnikowym. W wyniku tego powstają wolne rodniki i nadtlenki, które są wysoce toksyczne dla organizmu. Uszkadzają błony komórkowe i niszczą białka strukturalne. Zapobieganie tego typu utlenianiu polega na spożywaniu witamin E, A, C itp., a także mikroelementów (Se itp.), które przekształcają wolne rodniki w stabilne cząsteczki i zapobiegają tworzeniu się toksycznych nadtlenków. Zapewnia to prawidłowy przebieg biologicznego utleniania w komórce.

Finałowy etap metabolizm - uwalnianie produktów rozkładu z moczem i wydalinami potu i gruczołów łojowych.

Metabolizm plastyczny i energetyczny pełnią w organizmie jedną całość, jednak rola poszczególnych składników odżywczych w ich realizacji jest inna. U osoby dorosłej produkty rozkładu tłuszczów i węglowodanów wykorzystywane są głównie do zapewnienia procesów energetycznych, a białka służą do budowy i odtwarzania struktur komórkowych. U dzieci, ze względu na intensywny wzrost i rozwój organizmu, węglowodany uczestniczą w procesach plastycznych. Utlenianie biologiczne jest źródłem nie tylko bogatych w energię fosforanów, ale także związków węgla wykorzystywanych w biosyntezie aminokwasów, węglowodanów, lipidów i innych składników komórkowych. Wyjaśnia to znacznie większą intensywność metabolizmu energetycznego u dzieci.

Cała energia wiązań chemicznych składników odżywczych wchodzących do organizmu zostaje ostatecznie zamieniona na ciepło (ciepło pierwotne i wtórne), dlatego też na podstawie ilości wytworzonego ciepła można ocenić ilość energii potrzebnej do wykonywania czynności życiowych.

Do oceny wydatku energetycznego organizmu stosuje się metody kalorymetrii bezpośredniej i pośredniej, za pomocą których można określić ilość ciepła wytworzonego przez organizm człowieka. Kalorymetria bezpośrednia opiera się na pomiarze ilości ciepła wydzielanego przez organizm do otoczenia (na przykład w ciągu godziny lub dnia). W tym celu osobę umieszcza się w specjalnej celi - kalorymetr(ryc. 12.1). Ścianki kalorymetru przemywane są wodą, której temperatura ogrzewania służy do określenia ilości wydzielonej energii. Kalorymetria bezpośrednia zapewnia dużą dokładność w ocenie wydatku energetycznego organizmu, jednak ze względu na swoją objętość i złożoność metoda ta stosowana jest wyłącznie do celów specjalnych.

Aby określić wydatek energetyczny danej osoby, często stosuje się prostszą i bardziej dostępną metodę kalorymetr pośredni

Ryż. 12.1.

Kalorymetr służy do badań prowadzonych na ludziach. Na całkowitą uwolnioną energię składają się: 1) powstałe ciepło, mierzone wzrostem temperatury wody przepływającej w wężownicy komory; 2) utajone ciepło parowania, mierzone ilością pary wodnej pobranej z otaczającego powietrza przez pierwszy absorber H 2 0; 3) praca skierowana na obiekty znajdujące się poza kamerą. Zużycie 0 2 mierzone jest ilością, jaką należy dolać, aby jego zawartość w komorze pozostała stała

rii - według danych giełdy gazowej. Biorąc pod uwagę, że całkowita ilość energii wydzielonej przez organizm jest wynikiem rozkładu białek, tłuszczów i węglowodanów, a także znając ilość energii wydzielonej podczas rozkładu każdej z tych substancji (ich wartość energetyczną) oraz ilość substancji rozkładających się w określonym czasie, można obliczyć ilość wydzielonej energii. Aby określić, które substancje uległy utlenieniu w organizmie (białka, tłuszcze czy węglowodany), wykonaj obliczenia współczynnik oddechowy(DC), przez co rozumie się stosunek objętości uwolnionego dwutlenku węgla do objętości pochłoniętego tlenu. Współczynnik oddechowy jest inny podczas utleniania białek, tłuszczów i węglowodanów. Jeśli istnieją informacje o objętościach zaabsorbowanego tlenu i wydychanego dwutlenku węgla, metodę kalorymetrii pośredniej nazywa się „pełną analizą gazów”. Aby to wykonać, potrzebny jest sprzęt, który pozwala określić objętość dwutlenku węgla. W klasycznej bioenergii wykorzystuje się do tego celu worek Douglasa, zegar gazowy i analizator gazu Holdena, który zawiera pochłaniacze dwutlenku węgla i tlenu. Metoda pozwala oszacować zawartość procentową 0 2 i C0 2 w badanej próbce powietrza. Na podstawie danych pomiarowych obliczana jest objętość pochłoniętego tlenu i wydychanego dwutlenku węgla.

Przeanalizujmy istotę tej metody na przykładzie utleniania glukozy. Całkowity wzór na rozkład węglowodanów wyraża równanie

Dla tłuszczów DC wynosi 0,7. Podczas utleniania białek i żywności mieszanej wartość DC przyjmuje wartość pośrednią: pomiędzy 1 a 0,7.

Badany bierze do ust ustnik worka Douglasa (ryc. 12.2), nos zamyka zaciskiem, a całe wydychane przez pewien czas powietrze gromadzi się w gumowym worku.

Objętość wydychanego powietrza określa się za pomocą zegara gazowego. Z worka pobiera się próbkę powietrza i określa się w niej zawartość tlenu i dwutlenku węgla. Znana jest zawartość gazów we wdychanym powietrzu. Na podstawie różnicy procentowej oblicza się ilość zużytego tlenu, uwolnionego dwutlenku węgla i DC:

Znając wartość DC, znajdź kaloryczny odpowiednik tlenu (CEO2) (tabela 12.1), tj. ilość ciepła wytworzona w organizmie po zużyciu 1 litra tlenu.

Ryż. 12.2.

Mnożąc wartość KE0 2 przez liczbę zużytych litrów 0 2, otrzymuje się wartość wymienną za okres czasu, w którym określono wymianę gazową.

Służy do ustalenia dziennego kursu wymiany.

Obecnie dostępne są automatyczne analizatory gazów, które pozwalają jednocześnie określić objętość zużytego 0 2 i objętość wydychanego CO 2 . Jednak większość dostępnych wyrobów medycznych umożliwia jedynie określenie objętości wchłoniętego 0 2 , dlatego metoda ta jest szeroko stosowana w praktyce kalorymetria pośrednia lub niekompletna analiza gazu. W tym przypadku wyznaczana jest jedynie objętość pochłoniętego 0 2, więc obliczenie DC jest niemożliwe. Konwencjonalnie przyjmuje się, że węglowodany, białka i tłuszcze ulegają utlenieniu w organizmie. Uważa się, że DC w tym przypadku wynosi 0,85. Odpowiada to EC0 2 równemu 4,862 kcal/l. Dalsze obliczenia przeprowadza się jak w przypadku pełnej analizy gazu.

Tabela 12.1

Wartość DC i EC0 2 podczas utleniania różnych składników odżywczych w organizmie

Wiele osób zauważa, że powrót do formy po wakacjach staje się z wiekiem coraz trudniejszy. Zdarzają się również przypadki, gdy dodatkowe kilogramy zaczynają pojawiać się jak z powietrza. Dlaczego to się dzieje?

Doktor Caroline Cederquist, autorka książki The MD Factor Diet, uważa, że u niektórych osób zmiany metaboliczne (choć różnią się one w zależności od osoby) zaczynają pojawiać się około 20, 30, 40 lub 50 lat. Dlatego każdemu przyda się wiedza, jak działa układ metaboliczny organizmu i jak zoptymalizować jego funkcjonowanie w każdym wieku.

Zmiany metaboliczne charakterystyczne dla organizmu w wieku 20, 30, 40 i 50 lat

Poniżej przedstawiono główne zmiany metaboliczne zachodzące w organizmie mniej więcej co dziesięć lat. Warto zrozumieć, że przyjęte jako podstawa oznaczenia czasu są przybliżone i mogą się różnić w zależności od stanu zdrowia i stylu życia danej osoby.

Zmiany w metabolizmie objawiają się indywidualnie u każdej osoby.

Metabolizm między 20 a 30 rokiem życia

Jest to średnio wiek, w którym wiele osób doświadcza najwyższego tempa metabolizmu spoczynkowego, tj. kiedy nic nie robimy. Cecha ta zależy również od czynników genetycznych, jednak dużą rolę odgrywa w tym aspekcie poziom aktywności człowieka.

Trzeba też pamiętać, że do około 25. roku życia proces intensywnego wzrostu kości trwa, dlatego kalorie spalane są dość intensywnie. Bliżej 30. roku życia wiele osób zauważa, że pobłażanie wysokokalorycznym potrawom prowadzi do pojawienia się niepotrzebnych centymetrów w obszarach problematycznych. Jednak regularne ćwiczenia i rozsądne odżywianie pomogą dość szybko wrócić do formy.

Metabolizm między 30 a 40 rokiem życia

Jeśli do tego czasu nie zacząłeś ćwiczyć siłowo, czas zacząć. Tempo metabolizmu spoczynkowego jest bezpośrednio powiązane z masą mięśniową. Im większa masa mięśniowa, tym więcej energii organizm będzie musiał spalić, także w spoczynku. Od około 30 roku życia masa mięśniowa zaczyna spadać w tempie 1% rocznie. Jeśli nie używasz mięśni, możesz zaakceptować fakt, że tłuszcz będzie gromadził się w Twoim organizmie. Trening siłowy (2-3 razy w tygodniu) pomoże zapobiec skutkom tego nieprzyjemnego procesu.

Zmniejszona masa mięśniowa i zmniejszona produkcja hormonu wzrostu przyczyniają się do spowolnienia metabolizmu.

Kobietom na ogół trudno jest utrzymać masę mięśniową. Poziom testosteronu u mężczyzn jest znacznie wyższy niż u kobiet, dlatego procent tkanki tłuszczowej u mężczyzn jest znacznie niższy niż u kobiet. Natomiast masa mięśniowa u mężczyzn jest odpowiednio większa.

Kolejną cechą związaną z wiekiem jest zmniejszenie produkcji hormonu wzrostu około 30. roku życia. W efekcie następuje zmiana metabolizmu w stronę jego spowolnienia. Trening siłowy pomoże zwiększyć ilość wytwarzanego hormonu wzrostu.

Metabolizm między 40 a 50 rokiem życia

Badania wykazały, że średnio do 40. roku życia kobietom udaje się utrzymać dietę przez 6 lat, ale w ciągu 5 lat 95% kobiet, które tracą na wadze, odzyskuje utraconą wagę. Dlatego ważne jest utrzymanie optymalnego tempa metabolizmu. Twoim pomocnikiem w tej kwestii będzie między innymi białko. Jest to konieczne, abyś nie odczuwał głodu, a Twoje mięśnie rosły mocne i mocne.

Dzienne zapotrzebowanie na białko zależy od wielu czynników. Wykwalifikowany dietetyk może najdokładniej obliczyć wymaganą ilość składników odżywczych. W Internecie dostępnych jest jednak wiele kalkulatorów online, które umożliwiają samodzielne wykonanie obliczeń.