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 °C. 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

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.