Características do metabolismo em diferentes faixas etárias. Conceito de metabolismo e energia

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Introdução

Como você sabe, o metabolismo e a energia são a base da vida de todos os seres vivos. Na maioria dos órgãos e tecidos do corpo humano, novas células morrem e nascem constantemente, elementos celulares individuais e compostos químicos são sintetizados e destruídos. Os produtos da digestão de proteínas, gorduras e carboidratos, bem como vitaminas, substâncias inorgânicas e água potável atuam como material de construção (plástico) para novas formações. Ao mesmo tempo, a atividade vital e o trabalho de todos os sistemas e órgãos, todos os processos de construção e destrutivos do corpo e, finalmente, os processos de trabalho externo mental ou físico de uma pessoa exigirão gasto de energia. A fonte de energia, assim como o fornecedor de materiais de construção, são as substâncias de consumo dos alimentos. Como a formação e a destruição das estruturas biológicas, bem como a formação e o gasto de energia ao longo da vida, ocorrem de forma contínua, simultânea e em estreita inter-relação, esses processos são chamados de metabolismo e energia, ou, para abreviar, metabolismo.

1. Processos metabólicos

O metabolismo e a energia são a base dos processos vitais do corpo. No corpo humano, em seus órgãos, tecidos e células, ocorre um processo contínuo de síntese, ou seja, a formação de substâncias complexas a partir de substâncias mais simples. Ao mesmo tempo, ocorre a degradação e oxidação de substâncias orgânicas complexas que constituem as células do corpo.

O trabalho do corpo é acompanhado pela sua renovação contínua: algumas células morrem, outras as substituem. Em um adulto, 1/20 das células epiteliais da pele, metade de todas as células epiteliais do trato digestivo, cerca de 25 g de sangue, etc. morrem e são substituídas em 24 horas. O crescimento e a renovação das células do corpo só são possíveis se houver um fornecimento contínuo de oxigênio e nutrientes ao corpo. Os nutrientes são precisamente o material plástico e de construção com o qual o corpo é construído.

Para a renovação contínua, a construção de novas células do corpo, o funcionamento de seus órgãos e sistemas - coração, trato gastrointestinal, aparelho respiratório, rins e outros, é necessária energia para que uma pessoa realize o trabalho. Uma pessoa recebe essa energia por meio de decomposição e oxidação durante o processo metabólico. Consequentemente, os nutrientes que entram no corpo servem não apenas como material de construção plástico, mas também como fonte de energia necessária para o funcionamento normal do corpo.

Assim, o metabolismo é entendido como um conjunto de alterações que as substâncias sofrem desde o momento em que entram no trato digestivo até a formação dos produtos finais de degradação excretados do organismo.

2. Anabolismo e catabolismo

O metabolismo, ou metabolismo, é um processo finamente coordenado de interação entre dois processos mutuamente opostos que ocorrem em uma determinada sequência. O anabolismo é um conjunto de reações de síntese biológica que requerem energia. Os processos anabólicos incluem a síntese biológica de proteínas, gorduras, lipóides e ácidos nucléicos. Devido a essas reações, substâncias simples que entram nas células, com a participação de enzimas, entram em reações metabólicas e tornam-se substâncias do próprio corpo. O anabolismo cria a base para a renovação contínua de estruturas desgastadas.

A energia para processos anabólicos é fornecida por reações catabólicas, nas quais moléculas de substâncias orgânicas complexas são quebradas para liberar energia. Os produtos finais do catabolismo são água, dióxido de carbono, amônia, uréia, ácido úrico, etc. Essas substâncias não estão disponíveis para posterior oxidação biológica na célula e são removidas do corpo.

Os processos de anabolismo e catabolismo estão inextricavelmente ligados. Os processos catabólicos fornecem energia e materiais de partida para o anabolismo. Os processos anabólicos garantem a construção de estruturas que vão no sentido da restauração das células mortas, da formação de novos tecidos em conexão com os processos de crescimento do corpo; proporcionar a síntese de hormônios, enzimas e outros compostos necessários ao funcionamento celular; fornecem macromoléculas a serem decompostas para reações catabólicas.

Todos os processos metabólicos são catalisados e regulados por enzimas. As enzimas são catalisadores biológicos que “iniciam” reações nas células do corpo.

3. Formas de metabolismo

Metabolismo de proteínas. O papel das proteínas no metabolismo. As proteínas ocupam um lugar especial no metabolismo. Eles fazem parte do citoplasma, da hemoglobina, do plasma sanguíneo, de muitos hormônios, dos corpos imunológicos, mantêm a constância do ambiente água-sal do corpo e garantem seu crescimento. As enzimas que estão necessariamente envolvidas em todas as etapas do metabolismo são as proteínas.

Valor biológico das proteínas alimentares. Os aminoácidos usados para construir as proteínas do corpo são desiguais. Alguns aminoácidos (leucina, metionina, fenilalanina, etc.) são essenciais para o corpo. Se faltar um aminoácido essencial nos alimentos, a síntese de proteínas no corpo é gravemente perturbada. Os aminoácidos que podem ser substituídos por outros ou sintetizados no próprio corpo durante o metabolismo são chamados de não essenciais.

As proteínas alimentares que contêm todo o conjunto necessário de aminoácidos para a síntese normal de proteínas no corpo são chamadas de completas. Estes incluem principalmente proteínas animais. As proteínas alimentares que não contêm todos os aminoácidos necessários para a síntese protéica no corpo são chamadas de incompletas (por exemplo, gelatina, proteína de milho, proteína de trigo). O maior valor biológico é encontrado nas proteínas dos ovos, carne, leite e peixe. Na dieta mista, quando o alimento contém produtos de origem animal e vegetal, o conjunto de aminoácidos necessários à síntese protéica costuma ser entregue ao organismo.

O fornecimento de todos os aminoácidos essenciais é especialmente importante para um organismo em crescimento. Por exemplo, a ausência do aminoácido lisina nos alimentos leva ao crescimento atrofiado de uma criança e ao esgotamento de seu sistema muscular. A deficiência de valina causa distúrbios vestibulares em crianças.

Dos nutrientes, apenas as proteínas contêm nitrogênio, de modo que o lado quantitativo da nutrição protéica pode ser avaliado pelo balanço de nitrogênio. O equilíbrio de nitrogênio é a proporção entre a quantidade de nitrogênio recebida durante o dia dos alimentos e a quantidade de nitrogênio excretada do corpo durante o dia através da urina e das fezes. Em média, a proteína contém 16% de nitrogênio, ou seja, 1 g de nitrogênio está contido em 6,25 g de proteína. Multiplicando a quantidade de nitrogênio absorvido por 6,25, você pode determinar a quantidade de proteína recebida pelo corpo.

Em um adulto, geralmente é observado um equilíbrio de nitrogênio - as quantidades de nitrogênio introduzidas nos alimentos e excretadas com os produtos excretados coincidem. Quando mais nitrogênio entra no corpo a partir dos alimentos do que é excretado do corpo, falamos de um balanço positivo de nitrogênio. Esse equilíbrio é observado em crianças devido ao aumento do peso corporal durante o crescimento, durante a gravidez e durante atividades físicas intensas. Um saldo negativo é caracterizado pelo fato de a quantidade de nitrogênio introduzida ser menor que a removida. Pode ocorrer durante a fome de proteínas ou doenças graves.

Características do metabolismo protéico em crianças. No corpo da criança ocorrem processos intensivos de crescimento e formação de novas células e tecidos. A necessidade de proteína do corpo de uma criança é maior do que a de um adulto. Quanto mais intensos forem os processos de crescimento, maior será a necessidade de proteínas.

Em crianças, um balanço de nitrogênio positivo é observado quando a quantidade de nitrogênio introduzida com alimentos protéicos excede a quantidade de nitrogênio excretada na urina, o que garante a crescente necessidade de proteína do corpo. A necessidade diária de proteína por 1 kg de peso corporal para uma criança no primeiro ano de vida é de 4-5 g, de 1 a 3 anos - 4-4,5 g, de 6 a 10 anos - 2,5-3 g, acima de 12 anos - 2-2,5 g, em adultos - 1,5-1,8 g Segue-se que, dependendo da idade e do peso corporal, crianças de 1 a 4 anos devem receber 30-50 g de proteína por dia, de 4 a 7 anos - cerca de 70 g, a partir dos 7 anos - 75-80 g Nestes indicadores, o nitrogênio é retido no corpo tanto quanto possível. As proteínas não são armazenadas no corpo em reserva, portanto, se você fornecer mais alimentos do que o corpo necessita, não ocorrerá um aumento na retenção de nitrogênio e um aumento na síntese de proteínas. Pouca proteína nos alimentos causa diminuição do apetite da criança, perturba o equilíbrio ácido-base e aumenta a excreção de nitrogênio na urina e nas fezes. A criança precisa receber a quantidade ideal de proteínas com um conjunto de todos os aminoácidos necessários, e é importante que a proporção da quantidade de proteínas, gorduras e carboidratos na alimentação da criança seja de 1:1:3; nessas condições, o nitrogênio é retido no corpo tanto quanto possível.

Nos primeiros dias após o nascimento, o nitrogênio representa 6-7% da quantidade diária de urina. Com a idade, seu conteúdo relativo na urina diminui.

Metabolismo lento. A importância das gorduras no corpo. A gordura recebida dos alimentos no trato digestivo é decomposta em glicerol e ácidos graxos, que são absorvidos principalmente pela linfa e apenas parcialmente pelo sangue. Através dos sistemas linfático e circulatório, as gorduras entram no tecido adiposo. Existe muita gordura no tecido subcutâneo, ao redor de alguns órgãos internos (por exemplo, rins), bem como no fígado e nos músculos. As gorduras fazem parte das células (citoplasma, núcleo, membranas celulares), onde sua quantidade é constante. O acúmulo de gordura pode desempenhar outras funções. Por exemplo, a gordura subcutânea impede o aumento da transferência de calor, a gordura perinéfrica protege o rim de hematomas, etc.

A gordura é usada pelo corpo como uma rica fonte de energia. Com a quebra de 1 g de gordura no corpo, é liberada mais de duas vezes mais energia do que com a quebra da mesma quantidade de proteínas ou carboidratos. A falta de gordura nos alimentos perturba a atividade do sistema nervoso central e dos órgãos reprodutivos e reduz a resistência a várias doenças.

A gordura é sintetizada no corpo não apenas a partir de glicerol e ácidos graxos, mas também de produtos metabólicos de proteínas e carboidratos. A principal fonte de ácidos graxos insaturados são os óleos vegetais. A maioria deles está no óleo de linhaça e de cânhamo, mas há muito ácido linoléico no óleo de girassol.

Com as gorduras, o corpo recebe vitaminas nelas solúveis (A, D, E, etc.), que são de vital importância para o ser humano.

Para 1 kg de peso adulto por dia, devem ser fornecidos 1,25 g de gordura proveniente dos alimentos (80-100 g por dia).

Os produtos finais do metabolismo da gordura são o dióxido de carbono e a água.

Características do metabolismo da gordura em crianças. No corpo da criança, desde os primeiros seis meses de vida, as gorduras cobrem aproximadamente 50% das necessidades energéticas. Sem gorduras é impossível desenvolver imunidade geral e específica. O metabolismo da gordura em crianças é instável, se houver falta de carboidratos na alimentação ou com aumento do consumo, o depósito de gordura se esgota rapidamente.

A absorção de gordura em crianças é intensa. Durante a amamentação, até 90% das gorduras do leite são absorvidas, quando artificial - 85-90%. Em crianças mais velhas, as gorduras são absorvidas em 95-97%.

Para um aproveitamento mais completo das gorduras, os carboidratos devem estar presentes na alimentação infantil, pois quando faltam na dieta ocorre a oxidação incompleta das gorduras e os produtos metabólicos ácidos se acumulam no sangue.

A necessidade de gordura do corpo por 1 kg de peso corporal é maior quanto menor a idade da criança. Com a idade, a quantidade absoluta de gordura necessária para o desenvolvimento normal das crianças aumenta. De 1 a 3 anos, a necessidade diária de gordura é de 32,7 g, de 4 a 7 anos - 39,2 g, de 8 a 13 anos - 38,4 g.

Metabolismo de carboidratos.

Os carboidratos são a principal fonte de energia, principalmente durante o trabalho muscular intenso. Nos adultos, o corpo recebe mais da metade de sua energia dos carboidratos. A quebra dos carboidratos com liberação de energia pode ocorrer tanto em condições livres de oxigênio quanto na presença de oxigênio. Os produtos finais do metabolismo dos carboidratos são o dióxido de carbono e a água. Os carboidratos têm a capacidade de se decompor e oxidar rapidamente. Em caso de fadiga intensa ou grande esforço físico, ingerir alguns gramas de açúcar melhora o estado do corpo.

No sangue, a quantidade de glicose é mantida em um nível relativamente constante (cerca de 110 mg%). Uma diminuição nos níveis de glicose causa diminuição da temperatura corporal, perturbação do sistema nervoso e fadiga. O fígado desempenha um grande papel na manutenção de níveis constantes de açúcar no sangue. Um aumento na quantidade de glicose provoca sua deposição no fígado na forma de amido animal de reserva - glicogênio, que é mobilizado pelo fígado quando o nível de açúcar no sangue diminui. O glicogênio é formado não apenas no fígado, mas também nos músculos, onde pode acumular até 1-2%. As reservas de glicogênio no fígado chegam a 150 G. Durante o jejum e o trabalho muscular, essas reservas se esgotam.

A importância da glicose para o corpo não se limita ao seu papel como fonte de energia. Faz parte do citoplasma e, portanto, é necessário para a formação de novas células, principalmente durante o período de crescimento. Os carboidratos também fazem parte dos ácidos nucléicos.

Os carboidratos também são importantes no metabolismo do sistema nervoso central. Com uma diminuição acentuada na quantidade de açúcar no sangue, são observados distúrbios graves na atividade do sistema nervoso. Ocorrem convulsões, delírio, perda de consciência e alterações na atividade cardíaca. Se essa pessoa receber glicose no sangue ou açúcar regular para comer, depois de um tempo esses sintomas graves desaparecerão.

O açúcar não desaparece completamente do sangue, mesmo que esteja ausente dos alimentos, uma vez que os carboidratos no corpo podem ser formados a partir de proteínas e gorduras.

A necessidade de glicose de diferentes órgãos não é a mesma. O cérebro retém até 12% da glicose fornecida, os intestinos - 9%, os músculos - 7%, os rins - 5%. O baço e os pulmões quase não o retêm.

Metabolismo dos carboidratos em crianças. Nas crianças, o metabolismo dos carboidratos ocorre com grande intensidade, o que se explica pelo alto nível de metabolismo do organismo infantil. Os carboidratos no corpo de uma criança não servem apenas como principal fonte de energia, mas também desempenham um importante papel plástico na formação de membranas celulares e substâncias do tecido conjuntivo. Os carboidratos também participam da oxidação de produtos ácidos do metabolismo de proteínas e gorduras, o que ajuda a manter o equilíbrio ácido-base no corpo.

O crescimento intensivo do corpo de uma criança requer quantidades significativas de material plástico - proteínas e gorduras, portanto a formação de carboidratos em crianças a partir de proteínas e gorduras é limitada. A necessidade diária de carboidratos em crianças é alta e na infância é de 10-12 g por 1 kg de peso corporal. Nos anos subsequentes, a quantidade necessária de carboidratos varia de 8-9 a 12-15 g por 1 kg de peso corporal. Uma criança de 1 a 3 anos deve receber em média 193 g de carboidratos por dia com alimentação, de 4 a 7 anos - 287 g, de 9 a 13 anos - 370 g, de 14 a 17 anos - 470 g, por um adulto - 500 G.

Os carboidratos são absorvidos pelo corpo da criança melhor do que pelos adultos (em bebês - em 98-99%). Em geral, as crianças são relativamente mais tolerantes aos níveis elevados de açúcar no sangue do que os adultos. Em adultos, a glicose aparece na urina se for 2,5-3 g por 1 kg de peso corporal, e em crianças isso ocorre apenas quando são recebidos 8-12 g de glicose por 1 kg de peso corporal. Ingerir pequenas quantidades de carboidratos com alimentos pode fazer com que as crianças dupliquem o açúcar no sangue, mas após 1 hora o nível de açúcar no sangue começa a diminuir e após 2 horas está completamente normalizado.

Metabolismo de água e minerais. Vitaminas. A importância da água e dos sais minerais. Todas as transformações de substâncias no corpo ocorrem em ambiente aquático. A água dissolve os nutrientes que entram no corpo e transporta as substâncias dissolvidas. Juntamente com os minerais, participa na construção das células e em muitas reações metabólicas. A água está envolvida na regulação da temperatura corporal: ao evaporar, resfria o corpo, protegendo-o do superaquecimento.

A água e os sais minerais criam principalmente o ambiente interno do corpo, sendo o principal componente do plasma sanguíneo, da linfa e do fluido tecidual. Alguns sais dissolvidos na parte líquida do sangue estão envolvidos na transferência de gases no sangue.

A água e os sais minerais fazem parte dos sucos digestivos, o que determina sua importância para os processos digestivos. E embora nem a água nem os sais minerais sejam fontes de energia no corpo, a sua ingestão e eliminação normais do corpo é uma condição para o seu funcionamento normal. A água em um adulto representa aproximadamente 65% do peso corporal, em crianças - cerca de 80%.

A perda de água pelo organismo leva a distúrbios muito graves. Por exemplo, no caso de indigestão em bebês, a desidratação representa um grande perigo; isso acarreta convulsões e perda de consciência. Privar uma pessoa de água durante vários dias é fatal.

Troca de água. O corpo é constantemente reabastecido com água, absorvendo-a do trato digestivo. Uma pessoa precisa de 2 a 2,5 litros de água por dia com uma dieta normal e temperatura ambiente normal. Esta quantidade de água provém das seguintes fontes: água consumida para beber (cerca de 1 l); água contida nos alimentos (cerca de 1 l); água, que se forma no corpo durante o metabolismo de proteínas, gorduras e carboidratos (300-350 cm cúbicos).

Os principais órgãos que removem a água do corpo são os rins, as glândulas sudoríparas, os pulmões e os intestinos. Os rins removem do corpo 1,2-1,5 litros de água na urina por dia. As glândulas sudoríparas removem de 500 a 700 metros cúbicos da pele na forma de suor. cm de água por dia. Em temperatura normal e umidade do ar por 1 sq. cm de pele, cerca de 1 mg de água é liberado a cada 10 minutos. Os pulmões removem 350 metros cúbicos de vapor d'água. cm de água; essa quantidade aumenta acentuadamente com o aprofundamento e a aceleração da respiração, e então 700-800 metros cúbicos podem ser liberados por dia. cm de água. 100-150 metros cúbicos são excretados pelos intestinos com fezes por dia. cm de água; quando a atividade intestinal é interrompida, mais água pode ser excretada, o que leva ao esgotamento do corpo em água.

Para o funcionamento normal do corpo, é importante que a ingestão de água pelo corpo cubra completamente o seu consumo. Se mais água for removida do corpo do que entra, ocorre uma sensação de sede. A relação entre a quantidade de água consumida e a quantidade liberada é o balanço hídrico.

No corpo da criança predomina a água extracelular, o que provoca maior hidrolabilidade das crianças, ou seja, a capacidade de perder e acumular água rapidamente. A necessidade de água por 1 kg de peso corporal diminui com a idade e sua quantidade absoluta aumenta. Uma criança de três meses precisa de 150-170 g de água por 1 kg de peso, aos 2 anos - 95 g, aos 12-13 anos - 45 g. A necessidade diária de água para uma criança de um ano a criança tem 800 ml, aos 4 anos - 950-1000 ml, aos 5-6 anos - 1200 ml, aos 7-10 anos - 1350 ml, aos 11-14 anos - 1500 ml.

A importância dos sais minerais no processo de crescimento e desenvolvimento infantil. A presença de minerais está associada ao fenômeno de excitabilidade e condutividade no sistema nervoso. Os sais minerais proporcionam uma série de funções vitais do corpo, como o crescimento e desenvolvimento dos ossos, elementos nervosos, músculos; determinar a reação sanguínea (pH), contribuir para o funcionamento normal do coração e do sistema nervoso; utilizado para a formação de hemoglobina (ferro), ácido clorídrico do suco gástrico (cloro); manter uma certa pressão osmótica.

No recém-nascido, os minerais representam 2,55% do peso corporal, no adulto - 5%. Com uma dieta mista, um adulto recebe dos alimentos todos os minerais de que necessita em quantidades suficientes, e apenas o sal de cozinha é adicionado à comida humana durante o cozimento. O corpo de uma criança em crescimento precisa especialmente de um suprimento adicional de muitos minerais.

Os minerais têm um impacto importante no desenvolvimento infantil. O metabolismo do cálcio e do fósforo está associado ao crescimento ósseo, ao momento da ossificação da cartilagem e ao estado dos processos oxidativos no corpo. O cálcio afeta a excitabilidade do sistema nervoso, a contratilidade muscular, a coagulação do sangue e o metabolismo de proteínas e gorduras no corpo. O fósforo é necessário não apenas para o crescimento do tecido ósseo, mas também para o funcionamento normal do sistema nervoso, da maioria dos órgãos glandulares e de outros órgãos. O ferro faz parte da hemoglobina do sangue.

A maior necessidade de cálcio é observada no primeiro ano de vida da criança; nesta idade é oito vezes mais que no segundo ano de vida e 13 vezes mais que no terceiro ano; então a necessidade de cálcio diminui, aumentando ligeiramente durante a puberdade. Para crianças em idade escolar, a necessidade diária de cálcio é de 0,68-2,36 g, de fósforo - 1,5-4,0 g.A proporção ideal entre a concentração de sais de cálcio e fósforo para crianças em idade pré-escolar é de 1: 1, na idade de 8 a 10 anos - 1: 1,5, em adolescentes e escolares mais velhos - 1: 2. Com tais proporções, o desenvolvimento esquelético prossegue normalmente. O leite contém uma proporção ideal de sais de cálcio e fósforo, por isso a inclusão do leite na alimentação infantil é obrigatória.

A necessidade de ferro em crianças é maior do que em adultos: 1-1,2 mg por 1 kg de peso corporal por dia (em adultos - 0,9 mg). As crianças devem receber 25-40 mg de sódio por dia, potássio - 12-30 mg, cloro - 12-15 mg.

Vitaminas. São compostos orgânicos absolutamente necessários ao funcionamento normal do corpo. As vitaminas fazem parte de muitas enzimas, o que explica o importante papel das vitaminas no metabolismo. As vitaminas contribuem para a ação dos hormônios, aumentando a resistência do organismo às influências ambientais adversas (infecções, altas e baixas temperaturas, etc.). Eles são necessários para estimular o crescimento, a restauração de tecidos e células após lesões e cirurgias.

Ao contrário das enzimas e dos hormônios, a maioria das vitaminas não é produzida no corpo humano. Suas principais fontes são vegetais, frutas e bagas. As vitaminas também estão contidas no leite, carne e peixe. As vitaminas são necessárias em quantidades muito pequenas, mas a sua deficiência ou ausência nos alimentos perturba a formação das enzimas correspondentes, o que leva a doenças - deficiências vitamínicas.

Todas as vitaminas são divididas em dois grandes grupos: a) solúveis em água; b) solúvel em gorduras. As vitaminas solúveis em água incluem o grupo das vitaminas B, vitaminas C e P. As vitaminas lipossolúveis incluem as vitaminas A1 e A2, D, E, K.

A vitamina B1 (tiamina, aneurina) é encontrada em avelãs, arroz integral, pão integral, cevada e aveia, especialmente na levedura de cerveja e no fígado. A necessidade diária da vitamina é de 1 mg em crianças menores de 7 anos, 1,5 mg de 7 a 14 anos, 2 mg a partir de 14 anos e 2-3 mg em adultos.

Sem vitamina B1 nos alimentos, desenvolve-se a doença do beribéri. O paciente perde o apetite, cansa-se rapidamente e gradualmente aparece fraqueza nos músculos das pernas. Em seguida, ocorre perda de sensibilidade nos músculos das pernas, danos aos nervos auditivo e óptico, células da medula oblonga e da medula espinhal morrem, ocorre paralisia dos membros e, sem tratamento oportuno - morte.

Vitamina B2 (riboflavina). Em humanos, o primeiro sinal de falta dessa vitamina são as lesões cutâneas (mais frequentemente na região dos lábios). Aparecem fissuras, ficam molhadas e cobertas por uma crosta escura. Mais tarde, ocorrem danos aos olhos e à pele, acompanhados pela queda de escamas queratinizadas. No futuro, podem ocorrer anemia maligna, danos ao sistema nervoso, queda repentina da pressão arterial, convulsões e perda de consciência.

A vitamina B2 é encontrada no pão, trigo sarraceno, leite, ovos, fígado, carne e tomate. A necessidade diária é de 2-4 mg.

A vitamina PP (nicotinamida) é encontrada em vegetais verdes, cenouras, batatas, ervilhas, fermento, trigo sarraceno, centeio e pão de trigo, leite, carne e fígado. A necessidade diária em crianças é de 15 mg, em adultos - 15-25 mg.

Na deficiência de vitaminas RR, nota-se sensação de queimação na boca, salivação excessiva e diarreia. A língua fica vermelho-carmesim. Manchas vermelhas aparecem nos braços, pescoço e rosto. A pele fica áspera e áspera, por isso a doença é chamada de pelagra (do italiano pelle agra - pele áspera). Em casos graves da doença, a memória enfraquece, desenvolvem-se psicose e alucinações.

A vitamina B12 (cianocobalamina) em humanos é sintetizada nos intestinos. Encontrado nos rins, fígado de mamíferos e peixes. Com sua deficiência, o corpo desenvolve anemia maligna associada à formação prejudicada de glóbulos vermelhos.

A vitamina C (ácido ascórbico) é amplamente distribuída na natureza em vegetais, frutas, agulhas de pinheiro e fígado. O ácido ascórbico é bem preservado no chucrute. 100 g de agulhas de pinheiro contêm 250 mg de vitamina C, 100 g de roseira brava - 150 mg. A necessidade de vitamina C é de 50-100 mg por dia.

A falta de vitamina C causa escorbuto. Geralmente a doença começa com mal-estar geral e depressão. A pele fica com uma tonalidade cinza suja, as gengivas sangram e os dentes caem. Manchas escuras de hemorragia aparecem no corpo, algumas delas ulceram e causam dores agudas.

A vitamina A (retinol, axeroftol) no corpo humano é formada a partir do pigmento natural comum caroteno, encontrado em grandes quantidades em cenouras frescas, tomates, alface, damascos, óleo de peixe, manteiga, fígado, rins e gema de ovo. A necessidade diária de vitamina A para crianças é de 1 mg, para adultos - 2 mg.

Com a falta de vitamina A, o crescimento das crianças fica mais lento e desenvolve-se a “cegueira noturna”, ou seja, uma queda acentuada na acuidade visual com pouca iluminação, levando, em casos graves, à cegueira completa, mas reversível.

A vitamina D (ergocalciferol) é especialmente necessária para as crianças, para prevenir uma das doenças infantis mais comuns - o raquitismo. Com o raquitismo, o processo de formação óssea é interrompido, os ossos do crânio tornam-se macios e flexíveis e os membros ficam dobrados. Tubérculos parietais e frontais hipertrofiados se formam em áreas amolecidas do crânio. Letárgicas, pálidas, com uma cabeça anormalmente grande e um corpo curto com pernas arqueadas e uma barriga grande, essas crianças apresentam um desenvolvimento acentuadamente retardado.

Todos esses distúrbios graves estão associados à ausência ou deficiência de vitamina D no organismo, encontrada nas gemas, no leite de vaca e no óleo de peixe.

A vitamina D pode ser formada na pele humana a partir da pró-vitamina ergosterol sob a influência dos raios ultravioleta. O óleo de peixe, a exposição solar ou a irradiação ultravioleta artificial são meios de prevenção e tratamento do raquitismo.

4. Características do metabolismo energético relacionadas à idade

metabolismo biológico alimento carboidrato

Mesmo em condições de repouso total, a pessoa gasta uma certa quantidade de energia: o corpo gasta continuamente energia em processos fisiológicos que não param por um minuto. O nível mínimo de metabolismo e gasto energético do corpo é denominado metabolismo basal. O metabolismo basal é determinado em uma pessoa em estado de repouso muscular - deitada, com o estômago vazio, ou seja, 12-16 horas após a alimentação, a uma temperatura ambiente de 18-20 ° C (temperatura de conforto). Em uma pessoa de meia idade, o metabolismo basal é de 4.187 J por 1 kg de peso por hora. Em média, isso é de 7.140.000 a 7.560.000 J por dia. Para cada pessoa, a taxa metabólica basal é relativamente constante.

Características do metabolismo basal em crianças. Como as crianças têm uma superfície corporal relativamente maior por unidade de massa do que um adulto, o seu metabolismo basal é mais intenso do que o dos adultos. Nas crianças também existe um predomínio significativo dos processos de assimilação sobre os processos de dissimilação. Quanto mais nova for a criança, maiores serão os custos energéticos para o crescimento. Assim, o consumo de energia associado ao crescimento aos 3 meses é de 36%, aos 6 meses - 26%, aos 9 meses - 21% do valor energético total dos alimentos.

O metabolismo basal por 1 kg de peso em um adulto é de 96.600 J. Assim, em crianças de 8 a 10 anos, o metabolismo basal é duas a duas vezes e meia maior do que em adultos.

A taxa metabólica basal nas meninas é ligeiramente inferior à dos meninos. Essa diferença começa a aparecer já na segunda metade do primeiro ano de vida. O trabalho realizado pelos meninos acarreta maior consumo de energia do que pelas meninas.

A determinação da taxa metabólica basal geralmente tem valor diagnóstico. O metabolismo basal aumenta com a função tireoidiana excessiva e algumas outras doenças. Se a função da glândula tireóide, da glândula pituitária ou das gônadas for insuficiente, o metabolismo basal diminui.

Gasto energético durante a atividade muscular. Quanto mais difícil o trabalho muscular, mais energia a pessoa gasta. Para os alunos, a preparação para uma aula e uma aula na escola requerem energia 20-50% superior à energia metabólica basal.

Ao caminhar, o gasto energético é 150-170% superior ao metabolismo basal. Ao correr ou subir escadas, o consumo de energia excede o metabolismo basal em 3-4 vezes.

Treinar o corpo reduz significativamente o consumo de energia para o trabalho realizado. Isso se deve à diminuição do número de músculos envolvidos no trabalho, bem como às alterações na respiração e na circulação sanguínea.

Pessoas de profissões diferentes têm gastos energéticos diferentes. Durante o trabalho mental, os custos de energia são menores do que durante o trabalho físico. Os meninos têm um gasto energético diário total maior do que as meninas.

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A química biológica é uma ciência que estuda a natureza química das substâncias nos organismos vivos. O conceito de vitaminas, coenzimas e enzimas, hormônios. Fontes de vitaminas lipossolúveis e hidrossolúveis. O conceito de metabolismo e metabolismo energético, lipídico e proteico.

curso de palestras, adicionado em 21/01/2011

Funções dos nutrientes. O surgimento de sentimentos de fome e saciedade. Características de idade e gênero do metabolismo basal. Ação dinâmica específica dos alimentos. Método de calorimetria indireta para estudar o nível de metabolismo. A essência do processo de termorregulação.

apresentação, adicionada em 29/08/2013

Metabolismo e energia como principal função do corpo, suas principais fases e processos contínuos - assimilação e dissimilação. O papel das proteínas no corpo, o mecanismo do seu metabolismo. Troca de água, vitaminas, gorduras, carboidratos. Regulação da geração e transferência de calor.

resumo, adicionado em 08/08/2009

Metabolismo (metabolismo e energia) como um conjunto de reações químicas que ocorrem nas células e em todo o organismo, consistindo na síntese de moléculas complexas e novo protoplasma (anabolismo) e na quebra de moléculas com liberação de energia (catabolismo).

Plano.

Aula 17

Tópico: “Características do metabolismo relacionadas à idade”

12. Metabolismo e energia, suas características relacionadas com a idade.

13. Nutrientes, sua composição, valor energético, padrões nutricionais.

14. Prevenção de doenças gastrointestinais.

Metabolismo refere-se ao conjunto de alterações que as substâncias sofrem desde o momento em que entram no trato digestivo até a formação dos produtos finais de decomposição excretados do corpo. Ou seja, o metabolismo de todos os organismos, dos mais primitivos aos mais complexos, incluindo o corpo humano, é a base da vida.

No processo da vida, ocorrem mudanças contínuas no corpo: algumas células morrem, outras as substituem. Em um adulto, 1/20 das células epiteliais da pele e metade de todas as células epiteliais do trato digestivo, cerca de 25 g de sangue, etc. morrem e são substituídas em 24 horas.

Durante o processo de crescimento, a renovação das células do corpo só é possível quando o corpo recebe continuamente oxigênio e nutrientes, que são os materiais de construção a partir dos quais o corpo é construído. Mas para a construção de novas células do corpo, sua renovação contínua, bem como para que uma pessoa realize algum tipo de trabalho, é necessária energia. O corpo humano recebe essa energia através da decomposição e oxidação em processos metabólicos (metabolismo). Além disso, os processos metabólicos (anabolismo e catabolismo) são finamente coordenados entre si e ocorrem numa determinada sequência.

Sob anabolismo compreender o conjunto de reações de síntese. Sob catabolismo- um conjunto de reações de decomposição. Deve-se levar em conta que ambos os processos estão continuamente conectados. Os processos catabólicos fornecem ao anabolismo energia e substâncias iniciais, e os processos anabólicos proporcionam a síntese de estruturas, a formação de novos tecidos em conexão com os processos de crescimento do corpo, a síntese de hormônios e enzimas necessárias à vida.

Ao longo do desenvolvimento individual, as alterações mais significativas são experimentadas pela fase anabólica do metabolismo e, em menor grau, pela fase catabólica.

De acordo com seu significado funcional na fase anabólica do metabolismo, distinguem-se os seguintes tipos de síntese:

1) síntese de crescimento - aumento da massa proteica dos órgãos durante um período de aumento da divisão celular, crescimento do organismo como um todo.

2) síntese funcional e protetora - a formação de proteínas para outros órgãos e sistemas, por exemplo, a síntese de proteínas do plasma sanguíneo no fígado, a formação de enzimas e hormônios do trato digestivo.

3) síntese de regeneração (recuperação) - síntese de proteínas em tecidos em regeneração após lesão ou desnutrição.

4) síntese de auto-renovação associada à estabilização do corpo - reposição constante de componentes do ambiente interno que são destruídos durante a dissimilação.

Todas estas formas enfraquecem, embora de forma desigual, ao longo do desenvolvimento individual. Neste caso, mudanças especialmente significativas são observadas na síntese do crescimento. O período intrauterino apresenta as maiores taxas de crescimento. Por exemplo, o peso de um embrião humano aumenta em 1 bilhão em comparação com o peso de um zigoto. 20 milhões de vezes, e ao longo de 20 anos de crescimento humano progressivo, não aumenta mais do que 20 vezes.

Ao longo da vida pós-natal, ocorre um declínio adicional no nível de anabolismo.

Metabolismo de proteínas em um organismo em desenvolvimento. Os processos de crescimento, cujos indicadores quantitativos são o aumento do peso corporal e o nível de balanço positivo de nitrogênio, são um lado do desenvolvimento. Sua segunda face é a diferenciação de células e tecidos, cuja base bioquímica é a síntese de proteínas enzimáticas, estruturais e funcionais.

As proteínas são sintetizadas a partir de aminoácidos provenientes do sistema digestivo. Além disso, esses aminoácidos são divididos em essenciais e não essenciais. Se os aminoácidos essenciais (leucina, metionina e triptofano, etc.) não forem fornecidos com os alimentos, a síntese de proteínas no corpo será perturbada. O fornecimento de aminoácidos essenciais é especialmente importante para um organismo em crescimento, por exemplo, a falta de lisina nos alimentos leva ao retardo do crescimento, ao esgotamento do sistema muscular e a falta de valina leva a distúrbios de equilíbrio em uma criança.

Na ausência de aminoácidos essenciais nos alimentos, eles podem ser sintetizados a partir dos essenciais (a tirosina pode ser sintetizada a partir da fenilalanina).

E, finalmente, as proteínas que contêm todo o conjunto necessário de aminoácidos que garantem os processos normais de síntese são classificadas como proteínas biologicamente completas. O valor biológico da mesma proteína varia para pessoas diferentes, dependendo do estado do corpo, da dieta e da idade.

A necessidade diária de proteína por 1 kg de peso em uma criança: aos 1 ano - 4,8 g, 1-3 anos - 4-4,5 g; 6-10 anos - 2,5-3 g, 12 e mais - 2,5 g, adultos - 1,5-1,8 g Portanto, dependendo da idade, crianças menores de 4 anos devem receber 50 g de proteína, até 7 anos - 70 g, a partir dos 7 anos - 80 g por dia.

A quantidade de proteínas que entram no corpo e são destruídas nele é avaliada pelo valor do balanço de nitrogênio, ou seja, a proporção das quantidades de nitrogênio que entra no corpo com os alimentos e é excretada do corpo com urina, suor e outras secreções .

A capacidade de reter nitrogênio nas crianças está sujeita a flutuações individuais significativas e persiste durante todo o período de crescimento progressivo.

Via de regra, os adultos não têm a capacidade de reter o nitrogênio da dieta; seu metabolismo está em estado de equilíbrio de nitrogênio. Isso indica que o potencial de síntese protéica permanece por muito tempo - assim, sob a influência da atividade física, a massa muscular aumenta (balanço de nitrogênio positivo).

Durante os períodos de desenvolvimento estável e regressivo, ao atingir o peso máximo e cessar o crescimento, o papel principal passa a ser desempenhado pelos processos de autorrenovação, que ocorrem ao longo da vida e que chegam à velhice muito mais lentamente do que outros tipos de síntese. .

As mudanças relacionadas à idade afetam não apenas o metabolismo das proteínas, mas também das gorduras e dos carboidratos.

Dinâmica do metabolismo de gorduras e carboidratos relacionada à idade.

O papel fisiológico dos lipídios - gorduras, fosfatídeos e esteróis no corpo é que eles fazem parte das estruturas celulares (metabolismo plástico) e também são usados como ricas fontes de energia (metabolismo energético). Os carboidratos no corpo são importantes como material energético.

Com a idade, o metabolismo de gorduras e carboidratos muda. As gorduras desempenham um papel significativo nos processos de crescimento e diferenciação. As substâncias semelhantes à gordura são especialmente importantes, principalmente porque são necessárias para a maturação morfológica e funcional do sistema nervoso, para a formação de todos os tipos de membranas celulares. É por isso que a necessidade deles na infância é grande. Com a falta de carboidratos nos alimentos, os depósitos de gordura nas crianças se esgotam rapidamente. A intensidade da síntese depende em grande parte da natureza da nutrição.

As fases de desenvolvimento estável e regressivo são caracterizadas por uma reorientação peculiar dos processos anabólicos: uma mudança de anabolismo da síntese de proteínas para a síntese de gordura, que é uma das características das mudanças no metabolismo relacionadas à idade durante o envelhecimento.

A reorientação do anabolismo relacionada à idade para o acúmulo de gordura em vários órgãos baseia-se na diminuição da capacidade dos tecidos de oxidar a gordura, como resultado, com uma taxa constante e até reduzida de síntese de ácidos graxos, o corpo é enriquecido com gorduras (assim, o desenvolvimento da obesidade foi observado mesmo com 1 a 2 refeições ao dia). É também inegável que na reorientação dos processos de síntese, além dos fatores nutricionais e da regulação nervosa, as alterações no espectro hormonal são de grande importância, em particular as alterações na taxa de formação do hormônio somatotrópico, dos hormônios tireoidianos, da insulina e dos esteróides. hormônios.

Reestrutura com a idade e metabolismo de carboidratos. Nas crianças, o metabolismo dos carboidratos ocorre com maior intensidade, o que é explicado pela elevada taxa metabólica. Na infância, os carboidratos desempenham não apenas uma função energética, mas também uma função plástica, formando membranas celulares e substâncias do tecido conjuntivo. Os carboidratos participam da oxidação dos produtos do metabolismo das proteínas e das gorduras, o que ajuda a manter o equilíbrio ácido-base no corpo. A necessidade diária de carboidratos em crianças é alta e na infância é de 10-12 g por 1 kg de peso corporal. Nos anos subsequentes, aos 8-9 anos, aumenta para 12-15 g por 1 kg de peso corporal. De 1 a 3 anos, uma criança precisa receber cerca de 193 g de carboidratos por dia dos alimentos, 4-7 anos - 287, 9-13 - 370, 14-17 anos - 470 e adultos - 500 g.

Os carboidratos são melhor absorvidos pelo corpo das crianças do que pelos adultos. Um dos indicadores significativos de mudanças no metabolismo de carboidratos relacionadas à idade é um aumento acentuado na velhice no tempo necessário para eliminar a hiperglicemia causada pela administração de glicose durante testes de carga de açúcar.

Uma parte importante do metabolismo do corpo é o metabolismo do sal-água.

A transformação das substâncias no corpo ocorre no ambiente aquático: junto com os minerais, a água participa da construção das células e serve como reagente nas reações químicas celulares. A concentração de sais minerais dissolvidos na água determina a pressão osmótica do sangue e do fluido tecidual, sendo assim de grande importância para absorção e excreção. mudanças na quantidade de água no corpo e mudanças na composição salina dos fluidos corporais e estruturas dos tecidos acarretam uma violação da estabilidade dos colóides, o que pode resultar em danos irreversíveis e morte de células individuais e, em seguida, do corpo como um todo. É por isso que manter uma quantidade constante de água e composição mineral é uma condição necessária para uma vida normal.

Na fase de crescimento progressivo, a água participa dos processos de criação de peso corporal. Sabe-se, por exemplo, que de um aumento diário de peso corporal de 25 g, a água representa 18, a proteína - 3, a gordura - 3 e os sais minerais - 1 g. Quanto mais jovem o corpo, maior a necessidade diária de água. Nos primeiros seis meses de vida, a necessidade de água de uma criança atinge 110-125 g por 1 kg de peso, aos 2 anos diminui para 115-136 g, aos 6 anos - 90-100 g, aos 18 anos - 40-50 g. As crianças são capazes de perder água rapidamente e também depositar água rapidamente.

Um padrão geral de evolução individual é uma diminuição da água em todos os tecidos. Com a idade, ocorre uma redistribuição da água nos tecidos - o volume de água nos espaços intercelulares aumenta e o volume de água intracelular diminui.

O equilíbrio de muitos sais minerais depende da idade. Na juventude, o conteúdo da maioria dos sais inorgânicos é menor do que nos adultos. A troca de cálcio e fósforo é de particular importância. O aumento da necessidade de fornecimento desses elementos em crianças menores de um ano é explicado pelo aumento da formação de tecido ósseo. Mas estes elementos não são menos importantes na velhice. Portanto, os idosos precisam introduzir alimentos que contenham esses elementos (leite, laticínios) em sua dieta para evitar o desperdício desses elementos no tecido ósseo. O teor de cloreto de sódio, ao contrário, deve ser reduzido na dieta alimentar devido ao enfraquecimento da produção de mineralocorticóides nas glândulas supra-renais com a idade.

Um importante indicador das transformações de energia no corpo é o troca principal.

Dinâmica etária do metabolismo basal

A taxa metabólica basal é entendida como o nível mínimo de metabolismo e gasto energético do corpo em condições estritamente constantes: 14-16 horas antes da refeição, em posição supina em estado de repouso muscular a uma temperatura de 8-20 C. Em uma pessoa de meia idade, a taxa metabólica basal é de 4.187 J por 1 kg de massa por 1 hora, o que em média é de 7 a 7,6 MJ por dia. Além disso, para cada pessoa a taxa metabólica basal é relativamente constante.

O metabolismo basal em crianças é mais intenso do que em adultos, pois possuem uma superfície corporal relativamente grande por unidade de massa, e os processos de dissimilação e não de assimilação são predominantes. Quanto mais nova for a criança, maiores serão os custos energéticos para o crescimento. Portanto o gasto energético associado ao crescimento aos 3 meses de idade é de 36%, aos 6 meses de idade. - 26%, 9 meses. - 21% do valor energético total dos alimentos.

Na velhice (fase de desenvolvimento regressivo), observa-se diminuição do peso corporal, bem como diminuição das dimensões lineares do corpo humano, e o metabolismo basal cai para valores baixos. Além disso, o grau de diminuição do metabolismo basal nesta idade correlaciona-se, segundo vários investigadores, com a extensão em que os sinais de fragilidade e perda de desempenho são expressos nos idosos.

Quanto às diferenças de gênero no nível de metabolismo basal, elas são detectadas na ontogênese dos 6-8 meses. Ao mesmo tempo, a taxa metabólica basal nos meninos é maior do que nas meninas. Esses relacionamentos persistem durante a puberdade e, na velhice, suavizam.

Na ontogênese, não apenas o valor médio do metabolismo energético varia, mas também as possibilidades de aumentar esse nível em condições de intensa, por exemplo, atividade muscular, mudam significativamente.

Na primeira infância, a maturidade funcional insuficiente dos sistemas músculo-esquelético, cardiovascular e respiratório limita as capacidades adaptativas da reação do metabolismo energético durante a atividade física. Na idade adulta, a capacidade adaptativa, assim como a força muscular, atingem o seu máximo. Na velhice, as possibilidades de aumento compensatório do nível de respiração e troca de energia sob estresse se esgotam devido à diminuição da capacidade vital dos pulmões, do coeficiente de utilização de oxigênio pelos tecidos e à diminuição das funções do sistema cardiovascular.

Várias suposições foram feitas e várias expressões matemáticas foram propostas para estabelecer a dependência da produção de energia em parâmetros que caracterizam as características estruturais do organismo. Assim, Rubner acreditava que as mudanças no metabolismo relacionadas à idade são o resultado de uma diminuição no tamanho da superfície relativa do corpo com a idade.

Procurou-se explicar o declínio dos processos metabólicos na velhice pelo acúmulo de gordura subcutânea e pela diminuição da temperatura da pele nessa idade.

Destacam-se os trabalhos em que as mudanças no metabolismo energético são consideradas em conexão com a formação dos mecanismos de termorregulação e a participação dos músculos esqueléticos nele (Magnus, 1899; Arshavsky, 1966-71).

Um aumento no tônus do músculo esquelético com atividade insuficiente do centro do nervo vago durante o primeiro ano de vida ajuda a aumentar o metabolismo energético. O papel da reestruturação da atividade muscular esquelética relacionada à idade na dinâmica do metabolismo energético é especialmente destacado no estudo das trocas gasosas em pessoas de diferentes idades em repouso e durante a atividade física. O crescimento progressivo é caracterizado por um aumento no metabolismo em repouso, uma diminuição no nível de metabolismo basal e uma melhor adaptação energética à atividade muscular. Durante a fase estável, um alto metabolismo funcional em repouso é mantido e o metabolismo durante o trabalho aumenta significativamente, atingindo um nível mínimo e estável de metabolismo basal. E na fase regressiva, a diferença entre o metabolismo funcional de repouso e o metabolismo basal diminui continuamente e o tempo de repouso aumenta.

Muitos pesquisadores acreditam que a diminuição do metabolismo energético de todo o organismo durante a ontogênese se deve, em primeiro lugar, a mudanças quantitativas e qualitativas no metabolismo dos próprios tecidos, cuja magnitude é julgada pela relação entre os principais mecanismos de energia liberação - anaeróbica e aeróbica. Isso permite determinar as capacidades potenciais dos tecidos para gerar e utilizar a energia de ligações de alta energia.

Metabolismo chame um complexo complexo de vários processos interdependentes e interdependentes que ocorrem no corpo desde o momento em que essas substâncias entram nele até o momento em que são liberadas. O metabolismo é uma condição necessária para a vida. Constitui uma de suas manifestações obrigatórias.

Para o funcionamento normal do corpo é necessário receber matéria alimentar orgânica, sais minerais, água e oxigênio do meio externo. Durante um período igual à expectativa média de vida de uma pessoa, ela consome 1,3 toneladas de gorduras, 2,5 toneladas de proteínas, 12,5 toneladas de carboidratos e 75 toneladas de água.

Etapas principais

O metabolismo consiste nos processos de entrada de substâncias no corpo, suas alterações no trato digestivo, absorção, transformações dentro das células e remoção de seus produtos de degradação. Os processos associados à transformação de substâncias dentro das células são chamados de metabolismo intracelular ou intermediário.

Como resultado do metabolismo intracelular, são sintetizados hormônios, enzimas e diversos compostos, utilizados como material estrutural para a construção de células e substância intercelular, o que garante a renovação e o crescimento do organismo em desenvolvimento.

Os processos que resultam na formação da matéria viva são chamados anabolismo ou assimilação.

O outro lado do metabolismo é que as substâncias que formam uma estrutura viva sofrem degradação. Este processo de destruição da matéria viva é denominado catabolismo ou dissimilação. Os processos de assimilação e dissimilação estão intimamente relacionados, embora sejam opostos nos resultados finais. Assim, sabe-se que os produtos de degradação de diversas substâncias contribuem para a sua melhor síntese.

A oxidação dos produtos de degradação serve como fonte de energia, que o corpo gasta constantemente, mesmo em estado de repouso completo. Nesse caso, as mesmas substâncias utilizadas para a síntese de moléculas maiores podem sofrer oxidação. Por exemplo, no fígado, o glicogênio é sintetizado a partir de parte dos produtos da degradação dos carboidratos, e a energia para essa síntese é fornecida por outra parte deles, que está incluída nos processos metabólicos ou metabólicos. Os processos de assimilação e dissimilação ocorrem com a participação obrigatória de enzimas.

Em diferentes faixas etárias, a natureza do metabolismo muda. Durante o período de crescimento e desenvolvimento, caracteriza-se pela maior intensidade, o que garante processos plásticos e estruturais. A necessidade de proteína durante o crescimento por unidade de peso corporal é significativamente maior do que em adultos.

A taxa metabólica basal em crianças é 1,5-2 vezes maior que a taxa metabólica basal de um adulto. O valor relativo do metabolismo basal (em quilocalorias por 1 kg de peso corporal) diminui com a idade: em crianças de 2 a 3 anos - 55, 6 a 7 anos - 42, 10 a 11 anos - 33, 12 a 13 anos velho - 34, em adultos - 24.

A infância e a adolescência são caracterizadas por um gasto energético relativamente elevado. O gasto energético médio de um adulto é de 45 kcal por 1 kg de peso corporal, para crianças de 1 a 5 anos - 80-100 kcal, para adolescentes de 13 a 16 anos - 50-65 kcal.

O aumento do metabolismo basal e do gasto energético em crianças e adolescentes ditam a necessidade de uma abordagem especial para organizar a sua nutrição.

Assim, na escola e na adolescência, quando o gasto energético nos diversos tipos de atividades aumenta significativamente, é necessário levar em conta que a sua oferta na alimentação diária deve provir de proteínas (cerca de 14%), gorduras (cerca de 31%) e carboidratos. (cerca de 55%) . Garantir os processos plásticos e as funções energéticas do corpo é mais plenamente alcançado com uma dieta equilibrada.

Nutrição

O conceito de alimentação equilibrada baseia-se na determinação da quantidade absoluta de cada um dos fatores nutricionais e na sua proporção, tendo em conta as características fisiológicas de uma determinada idade.

O desequilíbrio dos principais componentes da nutrição afeta negativamente os processos metabólicos, afetando negativamente o crescimento. Isto é especialmente evidente quando há uma violação da proporção de componentes proteicos e gordurosos na dieta.

A proporção racional de proteínas e gorduras na alimentação infantil é de 1:1. O conteúdo aproximado de gorduras, gorduras e carboidratos nos alimentos é 1:1:3 para crianças pequenas e 1:1:4 para crianças mais velhas. 270 Capítulo b

Durante o período de crescimento e desenvolvimento, é importante a função plástica dos elementos minerais, que são parte integrante das células e tecidos do corpo, bem como dos biocatalisadores dos processos metabólicos. O cálcio, elemento estrutural do tecido ósseo, merece atenção especial. Foi estabelecido que o metabolismo e a absorção do cálcio no organismo dependem do teor de fósforo e magnésio. Com o excesso desses elementos, a formação de formas digestíveis de cálcio é limitada e ele é excretado do organismo. A proporção ideal de cálcio e fósforo nos alimentos para bebês para absorção pelo organismo é de 1,2:1, de 1 ano a 3 anos - 1:1, acima de 4 anos - 1:1,2 ou 1:1,5. A proporção ideal de cálcio e magnésio é de 1:0,7.

Nutrição infantil tem uma série de diferenças em relação à dieta dos adultos. Durante a infância, especialmente nas crianças pequenas, a necessidade de nutrientes e energia é relativamente maior do que nos adultos. Isso se explica pelo predomínio da assimilação sobre a desimilação, associada ao ritmo acelerado de crescimento e desenvolvimento da criança. A fundamentação científica das normas para as necessidades nutricionais das crianças das diferentes faixas etárias e a fundamentação dos conjuntos de produtos necessários à cobertura dessas necessidades foi efectuada com base no desenvolvimento do corpo da criança. Os valores das necessidades fisiológicas de crianças de diferentes faixas etárias em nutrientes são estabelecidos levando em consideração as características funcionais e anatômicas e morfológicas inerentes a cada faixa etária. As necessidades nutricionais recomendadas para crianças destinam-se a evitar, tanto quanto possível, tanto a desnutrição nas crianças como a introdução de excesso de nutrientes nos seus corpos.

O desvio destes princípios tem um impacto negativo no desenvolvimento das crianças. Uma série de condições patológicas associada à má nutrição em crianças em tenra idade. Estes incluem: formação dentária prejudicada, cárie, risco de diabetes, síndrome de hipertensão, patologia renal, doenças alérgicas, obesidade.

A comida é a única fonte da qual a criança recebe o material plástico e a energia necessários. Mas o corpo de uma criança difere do de um adulto precisamente porque os processos de crescimento e desenvolvimento ocorrem rapidamente dentro dele.

O corpo das crianças e adolescentes possui uma série de outras características significativas. Os tecidos do corpo das crianças consistem em 25% de proteínas, gorduras, carboidratos, sais minerais e 75% de água. O metabolismo basal em crianças é 1,5-2 vezes mais rápido do que em um adulto. No corpo da criança e do adolescente, devido ao seu crescimento e desenvolvimento, o processo de assimilação prevalece sobre a dissimilação. Devido ao aumento da atividade muscular, seus custos totais de energia aumentam. O consumo médio de energia por dia (kcal) por 1 kg de peso corporal para crianças de várias idades e um adulto é:

Como resultado do domínio deste capítulo, o aluno deverá: saber

etapas do metabolismo e energia: anabolismo e catabolismo;
características do metabolismo geral e basal;
efeito dinâmico específico dos alimentos;
métodos de avaliação do gasto energético do corpo;
características metabólicas relacionadas à idade; ser capaz de
explicar a importância do metabolismo para o corpo humano;
relacionar as características metabólicas relacionadas com a idade com o consumo de energia em diferentes períodos etários;

ter

Conhecimento da participação dos nutrientes no metabolismo.

Características do metabolismo no corpo

Metabolismo, ou metabolismo(do grego metabólito - transformação) é um conjunto de transformações químicas e físicas que ocorrem em um organismo vivo e garantem sua atividade vital em conjunto com o ambiente externo. No metabolismo e na energia, existem dois processos opostos e interligados: o anabolismo, que está subjacente assimilação, e catabolismo, cuja base é dissimilação.

Anabolismo(do grego anábole - ascensão) - conjunto de processos de síntese de tecidos e estruturas celulares, bem como de compostos necessários à vida do corpo. O anabolismo garante crescimento, desenvolvimento e renovação de estruturas biológicas, acúmulo de substrato energético. A energia é armazenada na forma de compostos de fosfato de alta energia (macroergs), como o ATP.

Catabolismo(do grego catabole - jogando para baixo) - um conjunto de processos de desintegração de estruturas teciduais e celulares e a quebra de compostos complexos para o suporte energético e plástico dos processos vitais. Durante o catabolismo, é liberada energia química, que é utilizada pelo organismo para manter a estrutura e função da célula, bem como para garantir atividades celulares específicas: contração muscular, secreção de secreções glandulares, etc. Os produtos finais do catabolismo - água, dióxido de carbono, amônia, uréia, ácido úrico, etc. - são removidos do corpo.

Assim, os processos catabólicos fornecem energia e materiais de partida para o anabolismo. Os processos anabólicos são necessários para a construção e restauração de estruturas e células, a formação de tecidos durante o crescimento, para a síntese de hormônios, enzimas e outros compostos necessários ao funcionamento do corpo. Para reações catabólicas, eles fornecem macromoléculas para serem decompostas. Os processos de anabolismo e catabolismo estão interligados e estão no corpo em um estado equilíbrio dinâmico. O estado de equilíbrio ou proporção de desequilíbrio entre anabolismo e catabolismo depende da idade, estado de saúde, estresse físico ou mental. Nas crianças, o predomínio dos processos anabólicos sobre os catabólicos caracteriza os processos de crescimento e acúmulo de massa tecidual. O aumento mais intenso do peso corporal é observado nos primeiros três meses de vida - 30 g/dia. A cada ano diminui para 10 g/dia, nos anos subsequentes a diminuição continua. O custo energético do crescimento também é maior nos primeiros três meses e equivale a cerca de 140 kcal/dia ou 36% do valor energético dos alimentos. Dos três anos até a puberdade, diminui para 30 kcal/dia e depois aumenta novamente - para 110 kcal/dia. Os processos anabólicos são mais intensos em adultos durante o período de recuperação após a doença. A predominância de processos catabólicos é típica de pessoas idosas ou exaustas por uma doença grave e prolongada. Via de regra, isso está associado à destruição gradual das estruturas dos tecidos e à liberação de energia.

A essência do metabolismo é a entrada no corpo de vários nutrientes do ambiente externo, sua assimilação e utilização como fontes de energia e material para a construção das estruturas do corpo e a liberação de produtos metabólicos formados no processo de atividade vital no ambiente externo. Neste sentido, destacam quatro componentes principais da função de troca."

extrair energia do meio ambiente na forma de energia química de substâncias orgânicas;
a transformação dos nutrientes provenientes dos alimentos em substâncias mais simples, a partir das quais se formam as macromoléculas que constituem os componentes das células;
montagem de proteínas, ácidos nucleicos e outros componentes celulares a partir destas substâncias;
síntese e destruição de moléculas necessárias para realizar diversas funções específicas do corpo.

O metabolismo no corpo ocorre em vários estágios. Primeira etapa - transformação de nutrientes no trato digestivo. Aqui, as substâncias complexas são divididas em substâncias mais simples - glicose, aminoácidos e ácidos graxos, que podem ser absorvidos pelo sangue ou pela linfa. Quando os nutrientes são decompostos no trato gastrointestinal, é liberada energia, que é chamada calor primário.É usado pelo corpo para manter a homeostase da temperatura.

Segunda fase a transformação de substâncias ocorre dentro das células do corpo. Este é o chamado intracelular, ou intermediário, intercâmbio. Dentro da célula, os produtos do primeiro estágio do metabolismo - glicose, ácidos graxos, glicerol, aminoácidos - são oxidados e fosforilados. Esses processos são acompanhados pela liberação de energia, a maior parte da qual é armazenada em ligações ATP de alta energia. Os produtos da reação fornecem à célula os blocos de construção para a síntese de uma variedade de componentes moleculares. Numerosas enzimas desempenham um papel decisivo neste processo. Com a sua participação, são realizadas no interior da célula reações químicas complexas de oxidação e redução, fosforilação, transaminação, etc.. O metabolismo na célula só é possível com a integração de todas as transformações bioquímicas complexas de proteínas, gorduras e carboidratos com a participação de suas fontes de energia comuns (ATP) e devido à existência de precursores comuns ou intermediários comuns. A reserva total de energia da célula é formada devido à reação de oxidação biológica.

A oxidação biológica pode ser aeróbica ou anaeróbica. Aeróbico(de lat. aeg - ar) os processos requerem a presença de oxigênio, são realizados nas mitocôndrias e são acompanhados pelo acúmulo de grande quantidade de energia, cobrindo o principal gasto energético do corpo. Anaeróbico os processos ocorrem sem a participação do oxigênio, principalmente no citoplasma e são acompanhados pelo acúmulo de uma pequena quantidade de energia na forma de ATP, utilizada para satisfazer as necessidades limitadas de curto prazo da célula. Assim, o tecido muscular de um adulto é caracterizado por processos aeróbios, enquanto os processos anaeróbicos predominam no metabolismo energético do feto e das crianças nos primeiros dias de vida.

Com a oxidação completa de 1 M de glicose ou aminoácidos, forma-se 25,5 M de ATP, e com a oxidação completa das gorduras, forma-se 91,8 M de ATP. A energia armazenada no ATP é utilizada pelo corpo para realizar trabalhos úteis e é convertida em calor secundário. Assim, a energia liberada pela oxidação dos nutrientes na célula é finalmente convertida em energia térmica. Como resultado da oxidação aeróbica, os produtos nutricionais são convertidos em C0 2 e H 2 0, que são inofensivos ao corpo.

Porém, uma combinação direta de oxigênio com substâncias oxidáveis sem a participação de enzimas, chamada oxidação por radicais livres, também pode ocorrer na célula. Isso produz radicais livres e peróxidos que são altamente tóxicos para o corpo. Eles danificam as membranas celulares e destroem proteínas estruturais. A prevenção deste tipo de oxidação consiste no consumo de vitaminas E, A, C, etc., bem como de microelementos (Se, etc.), que convertem os radicais livres em moléculas estáveis e evitam a formação de peróxidos tóxicos. Isso garante o curso normal da oxidação biológica na célula.

Estágio final metabolismo - a liberação de produtos de degradação com a urina e excretas das glândulas sudoríparas e sebáceas.

O metabolismo plástico e energético atuam como um todo no corpo, mas o papel dos vários nutrientes em sua implementação é diferente. Em um adulto, os produtos da quebra de gorduras e carboidratos são usados principalmente para fornecer processos energéticos, e as proteínas são usadas para construir e restaurar estruturas celulares. Nas crianças, devido ao intenso crescimento e desenvolvimento do corpo, os carboidratos participam de processos plásticos. A oxidação biológica serve como fonte não apenas de fosfatos ricos em energia, mas também de compostos de carbono utilizados na biossíntese de aminoácidos, carboidratos, lipídios e outros componentes celulares. Isso explica a intensidade significativamente maior do metabolismo energético em crianças.

Toda a energia das ligações químicas dos nutrientes que entram no corpo é finalmente convertida em calor (calor primário e secundário), portanto, pela quantidade de calor gerada, pode-se avaliar a quantidade de energia necessária para realizar as atividades vitais.

Para avaliar o gasto energético do corpo, são utilizados métodos de calorimetria direta e indireta, com os quais é possível determinar a quantidade de calor gerada pelo corpo humano. Calorimetria direta baseia-se na medição da quantidade de calor que o corpo libera no meio ambiente (por exemplo, por hora ou por dia). Para tanto, uma pessoa é colocada em uma cela especial - calorímetro(Fig. 12.1). As paredes do calorímetro são lavadas com água, cuja temperatura de aquecimento é usada para determinar a quantidade de energia liberada. A calorimetria direta oferece alta precisão na avaliação do gasto energético do corpo, mas devido ao seu volume e complexidade, esse método é utilizado apenas para fins especiais.

Para determinar o gasto energético de uma pessoa, costuma-se usar um método mais simples e acessível calorímetro indireto

Arroz. 12.1.

O calorímetro é utilizado para pesquisas realizadas em humanos. A energia total liberada consiste em: 1) calor resultante, medido pelo aumento da temperatura da água que flui na serpentina da câmara; 2) calor latente de vaporização, medido pela quantidade de vapor d'água extraído do ar circundante pelo primeiro absorvedor H 2 0; 3) trabalhos voltados para objetos localizados fora da câmera. O consumo de 0 2 é medido pela quantidade que deve ser adicionada para que seu conteúdo na câmara permaneça constante

rii - de acordo com dados de troca gasosa. Considerando que a quantidade total de energia liberada pelo organismo é resultado da quebra de proteínas, gorduras e carboidratos, e também sabendo a quantidade de energia liberada durante a quebra de cada uma dessas substâncias (seu valor energético), e a quantidade de substâncias decompostas durante um determinado período de tempo, é possível calcular a quantidade de energia liberada. Para determinar quais substâncias sofreram oxidação no corpo (proteínas, gorduras ou carboidratos), calcule quociente respiratório(DC), que é entendido como a razão entre o volume de dióxido de carbono liberado e o volume de oxigênio absorvido. O coeficiente respiratório é diferente durante a oxidação de proteínas, gorduras e carboidratos. Se houver informações sobre os volumes de oxigênio absorvido e dióxido de carbono exalado, o método de calorimetria indireta é denominado “análise completa de gases”. Para fazer isso, você precisa de um equipamento que permita determinar o volume de dióxido de carbono. Na bioenergia clássica, são utilizados para esse fim uma bolsa de Douglas, um relógio de gás e um analisador de gases Holden, que contém absorvedores de dióxido de carbono e oxigênio. O método permite estimar a porcentagem de 0 2 e C0 2 na amostra de ar em estudo. Com base nos dados de medição, é calculado o volume de oxigênio absorvido e dióxido de carbono exalado.

Vamos examinar a essência deste método usando o exemplo da oxidação da glicose. A fórmula total para a decomposição dos carboidratos é expressa pela equação

Para gorduras, DC é 0,7. Durante a oxidação de proteínas e alimentos mistos, o valor DC assume um valor intermediário: entre 1 e 0,7.

O sujeito leva à boca o bocal da bolsa de Douglas (Fig. 12.2), seu nariz é fechado com uma pinça e todo o ar exalado em um determinado período de tempo é coletado em uma bolsa de borracha.

O volume de ar exalado é determinado por meio de um relógio de gás. Uma amostra de ar é retirada da bolsa e o conteúdo de oxigênio e dióxido de carbono nela é determinado. O conteúdo de gases no ar inalado é conhecido. Com base na diferença percentual, calcula-se a quantidade de oxigênio consumido, dióxido de carbono liberado e DC:

Conhecendo o valor de DC, encontre o equivalente calórico do oxigênio (CEO2) (Tabela 12.1), ou seja, a quantidade de calor gerada no corpo quando 1 litro de oxigênio é consumido.

Arroz. 12.2.

Multiplicando o valor de KE0 2 pela quantidade de litros consumidos 0 2, obtém-se o valor de troca para o período de tempo em que foi determinada a troca gasosa.

É usado para determinar a taxa de câmbio diária.

Atualmente, existem analisadores automáticos de gases que permitem determinar simultaneamente o volume de 0 2 consumido e o volume de CO 2 exalado. No entanto, a maioria dos dispositivos médicos disponíveis só pode determinar o volume de 0 2 absorvido, por isso o método é amplamente utilizado na prática calorimetria indireta, ou análise de gás incompleta. Neste caso, apenas o volume de 0 2 absorvido é determinado, portanto o cálculo da DC é impossível. É convencionalmente aceito que carboidratos, proteínas e gorduras são oxidados no corpo. Acredita-se que DC neste caso seja igual a 0,85. Corresponde a CE0 2 igual a 4,862 kcal/l. Cálculos adicionais são realizados como em uma análise completa de gás.

Tabela 12.1

O valor de DC e EC0 2 durante a oxidação de vários nutrientes no corpo

Muitas pessoas percebem que voltar à forma após as férias se torna cada vez mais difícil à medida que envelhecem. Também há casos em que quilos extras começam a aparecer do nada. Por que isso está acontecendo?

Caroline Cederquist, autora de The MD Factor Diet, acredita que as alterações metabólicas (embora variem de pessoa para pessoa) começam a aparecer por volta dos 20, 30, 40 ou 50 anos para algumas pessoas. Portanto, será útil para cada pessoa saber como funciona o sistema metabólico do corpo e como otimizar o seu funcionamento em qualquer idade.

Alterações metabólicas características do corpo aos 20, 30, 40 e 50 anos

Abaixo estão as principais alterações metabólicas que ocorrem no corpo aproximadamente a cada dez anos. Vale entender que os tempos tomados como base são aproximados e podem variar dependendo da saúde e do estilo de vida da pessoa.

Mudanças no metabolismo se manifestam em cada pessoa individualmente.

Metabolismo entre 20 e 30 anos

Em média, esta é a idade em que muitas pessoas apresentam a sua taxa metabólica de repouso mais elevada, ou seja, quando não fazemos nada. Esta característica também depende de fatores genéticos, mas o nível de atividade humana desempenha um grande papel neste aspecto.

É preciso lembrar também que até cerca dos 25 anos o processo de intenso crescimento ósseo continua, por isso as calorias são queimadas de forma bastante intensa. Perto dos 30 anos, muitas pessoas percebem que tomar liberdade com alimentos altamente calóricos leva ao aparecimento de centímetros desnecessários em áreas problemáticas. No entanto, o exercício regular e uma alimentação inteligente irão ajudá-lo a voltar à forma rapidamente.

Metabolismo entre 30 e 40 anos

Se a essa altura você ainda não começou a fazer treinamento de força, é hora de começar. A taxa metabólica de repouso está diretamente relacionada à massa muscular. Quanto maior a massa muscular, mais energia o corpo precisará queimar, inclusive em repouso. A partir dos 30 anos, a massa muscular começa a diminuir a uma taxa de 1% ao ano. Se você não usar os músculos, poderá aceitar que a gordura se acumulará em seu corpo. O treinamento de força (2 a 3 vezes por semana) ajudará a prevenir as consequências desse processo desagradável.

A diminuição da massa muscular e a diminuição da produção do hormônio do crescimento contribuem para um metabolismo mais lento.

As mulheres geralmente têm dificuldade em manter a massa muscular. Os níveis de testosterona nos homens são muito mais elevados do que nas mulheres, por isso a percentagem de gordura corporal nos homens é muito menor do que nas mulheres. E a massa muscular nos homens é correspondentemente maior.

Outra característica relacionada à idade é a diminuição da produção do hormônio do crescimento por volta dos 30 anos de idade. Como resultado, há uma mudança no metabolismo no sentido de sua desaceleração. O treinamento de força ajudará a aumentar a quantidade de hormônio do crescimento produzido.

Metabolismo entre 40 e 50 anos

Pesquisas mostram que, em média, até os 40 anos, as mulheres conseguem manter a dieta por 6 anos, mas em 5 anos, 95% das mulheres que perdem peso recuperam o peso perdido. Portanto, é importante manter uma taxa metabólica ideal. Entre outras coisas, a proteína será sua auxiliar nesse assunto. É necessário para que você não sinta fome e seus músculos fiquem cada vez mais fortes.

A necessidade diária de proteína depende de vários fatores. Um nutricionista qualificado pode calcular com mais precisão a quantidade necessária de nutrientes. Mas existem várias calculadoras online na Internet que permitem fazer você mesmo os cálculos.