ВВЕДЕНИЕ
С древних времен люди понимали огромную важность питания для здоровья. Мыслители древности, такие, как Гиппократ, Цельс, Гален и другие посвятили целые трактаты целебным свойствам различных видов пищи и ее разумному потреблению. Абу Али Ибн Сина (Авиценна), известный ученый на Востоке, считал пищу источником здоровья, силы и мощности.
И.И. Мечников считал, что люди стареют и умирают преждевременно из-за нездоровой пищи и что человек, который ест правильно, может прожить 120-150 лет.
Питание обеспечивает наиболее важную функцию для человеческого тела, обеспечивая его энергией, необходимой для покрытия расходов на жизненные процессы. Обновление клеток и тканей также связано с использованием «пластических» веществ с пищевыми продуктами – белками, жирами, углеводами, витаминами и минеральными солями. Наконец, пища является источником образования ферментов, гормонов и других метаболических регуляторов обмена веществ в организме.
Для поддержания нормального потока энергии, пластических и каталитических процессов организму требуется определенное количество различных питательных веществ. Метаболизм в организме, структура и функция клеток, тканей и органов зависят от характера питания.
Правильное питание, с учетом условий жизни, работы и жизни, обеспечивает постоянство внутренней среды человеческого тела, деятельность различных органов и систем и, таким образом, является предпосылкой хорошего здоровья, гармоничного развития, высокой эффективности.
Неправильное питание значительно снижает защитные силы организма и его работоспособность, нарушает обменные процессы, приводит к преждевременному старению и может способствовать возникновению многих заболеваний, в том числе инфекционного происхождения, потому что ослабленный организм подвергается негативным последствиям.
Биологическая ценность пищи определяется содержанием необходимых питательных веществ, необходимых организму – белками, жирами, углеводами, витаминами, минеральными солями. Для нормальной жизни человека необходимо не только снабжать его адекватным (в соответствии с потребностями организма) количеством энергии и питательных веществ, но и соблюдать определенные отношения между многочисленными питательными факторами, каждый из которых играет определенную роль в метаболизме. Питание, характеризующееся оптимальным соотношением питательных веществ, называется сбалансированным.
1 Динамика метаболических процессов
Метаболическое благополучие ребенка определяет адекватность его развития и созревания. В зрелом взрослом организме метаболизм находится в состоянии относительно стабильного равновесия с внешней средой. У детей в процессе роста и развития наблюдаются значительные изменения в морфологических характеристиках тканей, их химическом составе и метаболизме, поэтому детский организм нельзя рассматривать как уменьшенную копию взрослого.
Качественные и количественные изменения метаболических процессов, наблюдаемые в детстве, происходят в соответствии с генетической программой развития и потребностями организма ребенка. В связи с этим существует ряд особенностей, которые отличают метаболизм ребенка от взрослого человека.
1. Дети характеризуются высокой интенсивностью некоторых аспектов метаболизма. Это особенно справедливо для быстрых анаболических процессов, которые включают различные типы синтеза и высокую активность энергетического обмена, обеспечивая биосинтетические реакции с энергией АТФ.
С момента оплодотворения яйца до момента рождения доношенного новорожденного масса увеличивается в 650 миллионов раз, а длина тела плода увеличивается в 5 тысяч раз за весь внутриутробный период. Это указывает на интенсивные метаболические процессы, при которых анаболические реакции преобладают над катаболизмом; у взрослых уровень этих двух фаз метаболизма выровнен.
Из-за увеличения массы тела и развития органов в организме существуют особые потребности в пластическом материале, что вызывает высокую интенсивность анаболизма. У детей, особенно в ранние возрастные периоды, синтез белка протекает с высокой скоростью, которые расходуются на обеспечение процессов роста, обновления и дифференциации тканей; синтез белков, которые выполняют определенные функции в организме, постоянно увеличивается (например, передача различных соединений). Активно происходит синтез нуклеиновых кислот и обмен азотистых оснований. В частности, мочевая кислота, характеризующая состояние пуринового обмена, образуется у детей в 220 раз быстрее, чем у взрослых. Интенсивно осуществляется потребление клеток и обмен аминокислотами, что связано с их ускоренным использованием в метаболизме.
2. Качественная реструктуризация ряда метаболических путей, в зависимости от возраста ребенка.
В процессе роста ребенка происходит физическое и нейропсихическое развитие организма, образование функциональных систем и обмен веществ. Активность любого тела состоит из набора метаболических процессов, происходящих в клетке, и каждый конкретный период жизни ребенка имеет свои специфические метаболические характеристики.
2 Особенности энергетического обмена у детей
В функционировании различных органов и систем ведущая роль принадлежит обмену энергией. Все процессы, находящиеся в основе жизни тела, требуют затрат на энергию. Каждый возрастной период имеет свои особенности энергетического обмена.
Внутриутробный период
В период эмбриогенеза образование тканей, их рост и дифференциация происходят с высокой скоростью, что требует образования значительного количества пластического материала, синтеза функционально активных белков – ферментов. Чрезвычайная напряженность процессов роста определяет наличие интенсивного энергетического метаболизма еще до рождения ребенка. Плацентарное кровообращение, функционирующее в пренатальный период характеризуется относительно низким содержанием кислорода для плода. В результате анаэробный гликолиз протекает довольно активно в тканях развивающегося эмбриона и плода. По сравнению с аэробным гликолизом, этот метаболический путь дает меньше энергии, глюкоза потребляется неэкономично, а высокий уровень производства энергии обеспечивается увеличением потребления глюкозы трансплацентарно из материнской крови [6, с. 28].
Метаболические реакции пластического и энергетического метаболизма у плода направлены на подготовку к его существованию вне тела матери. Родовой акт является самым сильным стрессом для новорожденного ребенка. Эффективность адаптации плода к данному стрессу напрямую связана с накоплением в организме субстратов, используемых для энергии. Плод в свои тканях (печень, мышечная ткань, надпочечники и пр.) интенсивно накапливает гликоген, в основном из-за глюкозы, поступающей из материнской крови. Это раннее накопление гликогена в печени приводит к тому, что преждевременно рожденные дети выживают. Жиры также образуются в теле плода, источником которого являются кетовые тела, которые свободно проходят через плацентарный барьер. За последние 3 месяца внутриутробной жизни в плоде откладывается 600-700 г жира. Наряду с нормальной жировой тканью в теле плода образуется бурая жировая ткань, которая, сыграв свою роль сразу после рождения, постепенно исчезает. Значение этой ткани – в процессах терморегуляции новорожденных.
Внеутробный период
Когда ребенок попадает во внеутробную среду, этот период сочетается с переходом от плаценты к легочному газообмену, изменениями в рационе и воздействием на новорожденного окружающей температурой, ниже, чем тело матери. Эта разница температур может составлять 15-18°. Это сильно влияет на метаболизм новорожденного, а также вызывает ответную реакцию мышечной системы ребенка – появление мышечного тонуса, что обеспечивает высокий уровень терморегуляции.
3 Возрастная динамика основного обмена
Основной энергетический обмен понимается как минимальный уровень метаболизма и энергетических затрат организма в постоянных условиях: за 14-16 часов до еды, в состоянии мышечного остатка при температуре 8-20°. В среднем основной метаболизм составляет 4187 Дж за 1 кг часа. В среднем это 7-7,6 МДж в день. Кроме того, для каждого человека величина основного обмена метаболизма относительно постоянна.
Основной уровень обмена веществ у детей более интенсивный, чем у взрослых, поскольку у них относительно большая поверхность тела на единицу массы и преобладает диссимиляции, а не ассимиляция. Энергетические затраты на рост выше у ребенка, чем у взрослого. Таким образом, потребление энергии, связанное с ростом в возрасте 3 месяцев, составляет 36%, в возрасте 6 месяцев – 26%, 9 месяцев – 21% от общей энергетической ценности пищи.
В глубокой старости (фазе регрессивного развития) происходит снижение массы тела, а также уменьшение линейных размеров человеческого тела, основной обмен падает до низких значений. Более того, степень снижения скорости энергетического обмена в этом возрасте коррелирует, по мнению разных исследователей, с тем, что у пожилых людей проявляются признаки дряхлости и потери трудоспособности.
Что касается половых различий в уровне основного обмена, то они обнаруживаются в онтогенезе с 6-8 месяцев. В этом случае основной метаболизм у мальчиков выше, чем у девочек. Такие отношения сохраняются во время полового созревания, а в старости они сглаживаются.
В онтогенезе варьируется не только среднее изменение энергетического метаболизма, но и возможность увеличения этого уровня в условиях интенсивной активности, например, мышечной активности.
В раннем детстве недостаточная функциональная зрелость костно-мышечной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем ограничивает адаптивную способность реакции энергетического обмена во время физических нагрузок. В зрелом возрасте адаптивная способность, а также мышечная сила достигают своего максимума. В пожилом возрасте исчерпываются возможности компенсационного увеличения уровня дыхания и обмена энергией при стрессе за счет снижения емкости легких, использования кислорода в тканях и сниженных функций сердечно-сосудистой системы [3, с. 54].
Рубнер полагал, что возрастные изменения при энергетическом обмене являются результатом уменьшения размера относительной поверхности тела с возрастом. Была сделана попытка объяснить снижение уровня метаболических процессов в старости путем накопления подкожного жира и снижения температуры кожи в этом возрасте.
Заслуживает внимания работы, в которых рассматриваются изменения энергетического обмена в связи с образованием механизмов терморегуляции и участия в ней скелетных мышц [4, с. 45].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Метаболизм и энергия представляют собой совокупность процессов трансформации веществ и энергии, происходящих в живых организмах, а также обмена веществ и энергии между организмом и окружающей средой.
Метаболизм и энергия являются основой жизнедеятельности организмов и являются одним из важнейших специфических признаков живой материи, отличающих жизнь от неживых объектов. В метаболизме или энергетическом обмене, обеспечивая наиболее сложную регуляцию на разных уровнях, задействовано множество ферментных систем. В процессе метаболизма вещества, входящие в организм, трансформируются в их собственные вещества в тканях организма и в конечные продукты, которые удаляются из организма. Во время этих преобразований энергия выделяется и поглощается.
Основные этапы метаболизма у детей от рождения до образования взрослого организма имеют несколько особенностей. В то же время меняются количественные характеристики, происходит качественная перестройка метаболических процессов. У детей, в отличие от взрослых, значительная часть энергии расходуется на рост и пластические процессы, которые являются самыми большими у новорожденных и маленьких детей.
Энергия и окислительные процессы в организме ребенка более интенсивны, о чем свидетельствуют основные показатели метаболизма, величина которых зависит от возраста и структуры человека, темпов роста и других факторов. Энергетический обмен у детей всех возрастов выше, чем у взрослых. Значительное количество энергии расходуется на процессы ассимиляции и роста. У детей также имеется несовершенная регуляция, которая определяет нестабильность и метаболическое расстройство л. Наряду с вышеуказанными особенностями, в детстве отмечена уникальность каждого из основных типов метаболизма – белков, углеводов и жиров.
