Лекция 8. Обмен веществ и питание
В результате изучения материала данной главы студент будет:
знать
• о метаболизме, его основных процессах и характеризующих его показателях;
• об основных питательных веществах, необходимых человеку, и возрастных особенностях потребности в этих веществах;
• о возрастных особенностях метаболизма и обусловленной ими возрастной потребности в основных питательных веществах;
• требования к сбалансированному рациону питания в различные возрастные периоды, направленные на предупреждение нарушений развития и здоровья;
уметь
• анализировать потребности в основных продуктах питания в разные периоды онтогенеза и обусловленные ими возрастные требования к рациону питания;
владеть навыками
• составления сбалансированного рациона и режима питания с учетом возрастных потребностей;
• культурно-просветительной работы по организации сбалансированного питания и предупреждению нарушений питания у детей и подростков.
Характеристика и виды обменных процессов в организме
Жизнедеятельность организма требует постоянного поступления веществ для строительства клеток, поддержания обменных процессов и получения энергии, а также выведения продуктов распада. Источником энергии, пластического (строительного) материала, необходимых для обмена веществ витаминов и микроэлементов является питание – усвоение питательных веществ, поступающих с пищей. В процессе переваривания составные части пищи расщепляются и через стенки кишечника всасываются в кровь, кровь транспортирует их различные органы и ткани.
Под обменом веществ, или метаболизмом, понимается совокупность изменений, которые претерпевают вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт до образования конечных продуктов распада, выделяемых из организма. В результате сложных изменений из компонентов, поступающих в клетки с пищей, образуются молекулы основных биологических соединений, специфических для данного организма. Этот процесс называется анаболизмом. Наряду с анаболизмом в организме непрерывно идет и процесс распада – катаболизм, или расщепление органических веществ с высвобождением энергии химических связей, которая по необходимости может превращаться в другие виды энергии: механическую и тепловую. Конечные продукты катаболизма (вода, углекислый газ, аммиак, мочевина, мочевая кислота) удаляются из организма через кровеносную и лимфатическую систему и органы выделения (почки, пищеварительный тракт, кожу, легкие). Соотношение процессов катаболизма и анаболизма определяет рост или разрушение тканей живого организма. В детском и подростковом возрасте анаболизм преобладает над катаболизмом: чем интенсивнее идут процессы роста, тем больше относительная потребность организма в питательных веществах, воде и энергии.
Правильное в количественном и качественном отношении питание – важнейший фактор гармоничного метаболизма, обеспечивающего рост и развитие ребенка. Оно необходимо для поддержания двигательной активности, иммунной сопротивляемости и адаптационных ресурсов организма.
Все процессы, протекающие в организме, требуют определенных затрат энергии. Расход энергии в количественном отношении и ее поступление в организм выражают в тепловых единицах – калориях и килокалориях. Килокалория равняется количеству тепла, необходимого для повышения температуры 1 л воды на 1°С. В среднем при сгорании внутри организма 1 г белка выделяется 4,1 кал, 1 г жира – 9,3 и 1 г углевода – 4,1 кал.
Минимальное количество калорий, необходимое для обеспечения потребностей организма, находящегося в состоянии полного мышечного и нервного покоя, называется энергией основного обмена. Основной обмен на единицу веса тела у детей значительно выше, чем у взрослых, так как в процессе роста и формирования новых клеток и тканей энергии затрачивается тем больше, чем младше ребенок (табл. 8.1).
Таблица 8.1
Средние величины основного обмена у детей и подростков
|
Возраст |
Основной обмен (ккал/кг массы тела) |
Основной обмен (ккал/сутки) |
|
1 месяц |
60 |
250 |
|
До 1 [-ода |
55 |
550 |
|
От 1 до 3 лет |
52 |
660 |
|
От 3 до 7 лет |
48 |
900 |
|
От 7 до 11 лет |
25 |
650 |
|
От 11 до 18 лет |
24 |
> 690 |
Органы и системы детского организма растут и развиваются, в тканях и клетках процессы ассимиляции преобладают над процессами диссимиляции – это требует постоянного и интенсивного поступления строительного материала в виде питательных веществ, прежде всего белков. Пластические процессы, или процессы построения тканей организма, требуют не только "строительного материала", но и значительных энергетических затрат, идущих на переработку этого материала с образованием специфичных для него биохимических соединений. Особенно высоки эти затраты в период, когда идет активная прибавка массы тела и роста, – в первый год жизни. Известно, что к 4–4,5 месяцам жизни масса тела ребенка удваивается, а к 10–11 месяцам – утраивается, рост ребенка к концу года увеличивается на 25 см. Для обеспечения быстрого нарастания массы тела и роста в первые три месяца жизни тратится 46% энергии, образующейся из поступающей пищи. Постепенно пластические процессы замедляются, уменьшается расход на них энергии. В возрасте 3–6 месяцев он составляет 26%, 6–9 месяцев – 13%, в 9–12 месяцев – 8%.
Кроме расходов на рост и развитие, энергия используется на усвоение поступающей пищи. Расход энергии на усиление обмена веществ в ответ на принятую пищу называется специфическим динамическим действием пищи. У детей этот вид затраты энергии значительно меньше, чем у взрослых. Повышение обмена (и соответственно расхода энергии) более выражено при приеме белковой пищи и менее – содержащей жиры и углеводы.
При физической и умственной работе обмен усиливается, общее количество пищевых веществ, требующихся для его поддержания, возрастает. С ростом и развитием ребенка расходы энергии на мышечную работу повышаются вследствие увеличения двигательной активности. У детей раннего возраста двигательная активность относительно небольшая, но и у них расход энергии при крике и плаче может повышаться на 100–200%.
Таким образом, общую потребность ребенка в энергии составляют ее затраты на обеспечение пластических процессов, связанных с ростом ребенка, а также затраты на двигательную и умственную активность, основной обмен и специфическое динамическое действие пищи.
Для нормального развития энергетическая ценность потребляемой ребенком и подростком пищи должна в среднем на 10% превышать ежедневные энергозатраты. Нарушение этого правила приводит к остановке роста и прибавки массы тела, изменению физиологических функций организма, способствует снижению сопротивляемости инфекциям. Наиболее высока потребность в калориях (125–130 ккал/кг) у детей первых трех месяцев жизни, к году она снижается до 100 ккал на 1 кг массы тела.
Рассчитать суточную потребность в калориях можно по следующей формуле:
для детей до 1 года:
125 – 2 × П/кт, где П – возраст ребенка (месяцев);
для детей после 1 года:
100 – 2 × П/кг, где П – возраст ребенка (лет).
Так, для ребенка 5 лет суточная потребность в калориях на 1 кг массы тела будет составлять 100 – (2 × 5) = 90 кал.
Естественно, что потребность в калориях для различных детей имеет свои индивидуальные колебания. Подвижные дети испытывают большую потребность в поступлении энергии, и наоборот, более медлительные дети могут
потреблять меньшее количество нищи. Энергозатраты у мальчиков обычно несколько выше, и они нуждаются в большем количестве пищи.
В тех случаях, когда дети достаточно времени находятся вне помещения, энергозатраты зависят и от сезона. Так, в зимнее время года они повышаются в среднем на 10%; компенсировать их рекомендуется за счет увеличения количества жиров в рационе. Повышены энергозатраты и у людей, проживающих в холодных климатических зонах. Например, в приполярных районах Севера потребность в калориях увеличивается на 10 ккал/кг массы тела в сутки.