Обмін речовин та енергії

- 9 -

Міністерство освіти і науки України

Вінницький державний педагогічний університет

ім. М. Коцюбинського

Інститут історії, етнології і права

Тема:

Обмін речовин та енергії.

Виконав

Студент групи 1-В (ІІЕП)

Вінниця 2007

План

1. Обмін речовин як основна функція життя.

2. Обмін білків.

3. Обмін жирів.

4. Обмін вуглеводів.

5. Водний і мінеральний обмін. Вітаміни.

6. Вікові особливості енергетичного обміну.

7. Харчування.

Обмін речовин як основна функція життя

Обмін речовин і енергії -- основа процесів життєдіяльності організму. У всіх організмів, від найпримітивніших до найскладнішого -- людського організму, обмін речовин і енергії -- основа життя.

В організмі людини, в його органах, тканинах, клітинах іде безперервний процес творення, утворення складних речовин із простіших. Одночасно з цим відбувається розпад, окислення складних органічних речовин, які входять до складу клітин організму.

Робота органів супроводжується безперервним оновленням їх: одні клітини гинуть, інші їх заміняють. У дорослої людини протягом доби гине і замінюється ¹/2о клітин шкірного епітелію, половина всіх клітин епітелію травного каналу, близько 25 г крові і т. п.

Ріст, оновлення клітин організму можливі тільки в тому разі, якщо в організм безперервно надходять кисень і поживні речовини. Поживні речовини -- той будівельний пластичний матеріал, із якого будується організм.

Для побудови нових клітин організму, безперервного оновлення їх, для роботи таких органів, як серце, травна система, дихальний апарат, нирки тощо, а також для здійснення людиною роботи потрібна енергія. Цю енергію людина дістає при розпаді і окисленні в процесі обміну речовин.

Таким чином, поживні речовини, які надходять в організм, є не тільки пластичним будівельним матеріалом, а й джерелом енергії, необхідної для життя.

Під обміном речовин розуміють сукупність змін, яких зазнають речовини від моменту їхнього надходження в травний канал до утворення кінцевих .продуктів розпаду, що виділяються з організму.

Анаболізм і катаболізм.

Процеси обміну речовин, або метаболізм, добре погоджені один з одним, відбуваються у певній послідовності. Сукупність реакцій біологічного синтезу, які потребують затрат енергії, називають анаболізмом. До анаболічних процесів належить біологічний синтез білків, жирів, ліпоїдів, нуклеїнових кислот. Внаслідок цих реакцій порівняно прості речовини, надходячи в клітини, за участю ферментів перетворюються в речовини самого організму. Анаболізм створює основу для безперервного оновлення структур, які зносилися.

Енергія для анаболічних процесів постачається реакціями катаболізму, при яких відбувається розщеплення молекул складних органічних речовин із вивільненням енергії. Кінцеві продукти катаболізму -- вода, вуглекислий газ, аміак, сечовина, сечова кислота та ін.-- не придатні для дальшого біологічного окислення в клітині і видаляються із організму.

Процеси анаболізму і катаболізму нерозривно звязані. Катаболічні процеси постачають для анаболізму енергію і вихідні речовини; анаболічні процеси приводять до побудови структур, які йдуть на відновлення відмираючих клітин, формування нових тканин у звязку з процесами росту організму, для синтезу гормонів, ферментів та інших сполук, необхідних для життєдіяльності клітини, а також постачають для реакцій катаболізму макромолекули, які підлягають розщепленню.

Всі процеси метаболізму каталізуються і регулюються ферментами -- речовинами білкової природи. Ферменти -- це ті біологічні каталізатори, які «запускають» реакції в клітинах організму,

Перетворення речовин.

Хімічні перетворення харчових речовин починаються в травному каналі. Тут складні речовини їжі розщеплюються до простіших, які можуть всмоктуватися в крові лімфу. Речовини, які надійшли в результаті всмоктування в кров або лімфу, приносяться до клітини, де і зазнають основних змін. Складні органічні речовини, які при цьому утворилися, входять до складу клітин і беруть участь у здійсненні їхніх функцій Перетворення речовин, які відбуваються всередині клітин, становлять суть внутрішньоклітинного, або проміжного, обміну. Вирішальна роль у внутрішньоклітинному обміні належить численним ферментам клітини. Завдяки їхній діяльності з речовинами клітини відбуваються складні перетворення, розриваються внутрішньомолекулярні хімічні звязки в них, що приводить до вивільнення енергії.

Особливого значення тут набувають реакції окислення і відновлення. З участю спеціальних ферментів здійснюються також інші типи хімічних реакцій у клітині, зокрема реакції перенесення залишка фосфорної кислоти (фосфорилювання), аміногрупи Np (переамінування), групи метилу СНз (трансметилювання) та ін. Енергія, яка вивільняється при цих реакціях, використовується для побудови нових речовин у клітині, на підтримання життєдіяльності організму.

Кінцеві продукти внутрішньоклітинного обміну частково йдуть на побудову нових речовин клітини, а речовини, які не використовуються клітиною, виводяться із організму в результаті діяльності органів виділення.

АТФ.

Основним акумулятором і переносником енергії, що використовуються при синтетичних процесах, є аденозинтрифосфорна кислота (АТФ). У складі молекули АТФ є азотиста основа (аденін), цукор (рибоза) і фосфорна кислота (три залишки фосфорної кислоти).

Під впливом фермента АТФ-ази в молекулі АТФ розриваються звязки між фосфором і киснем і приєднується одна (а інколи дві) молекули води. Це супроводжується відщепленням одної (а інколи і двох) молекули фосфорної кислоти. Відщеплення кожної із двох кінцевих фосфатних груп у молекулі АТФ відбувається з виділенням великої кількості енергії. Внаслідок цього два кінцеві фосфатні звязки в молекулі АТФ дістали назву багатих на енергію звязків, або макроергічних. Завдяки макроергічним фосфатним звязкам жива клітина має зручну форму зберігання енергії; а у разі потреби ця енергія швидко вивільняється і використовується для життєдіяльності організму.

Обмін білків

Роль білків у обміні речовин.

Білки в обміні речовин займають особливе місце. Ф. Енгельс, щодо ролі білків казав, що життя -- спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є постійний обмін речовин із зовнішнім середовищем, що оточує їх, причому з припиненням цього обміну речовин припиняється і життя, що і приводить до розкладу білка. І справді, скрізь, де є життя, знаходять білки.

Білки входять до складу цитоплазми, гемоглобіну, плазми крові, багатьох гормонів, імунних тіл, підтримують сталість водно-сольового середовища організму. Без білків немає росту. Ферменти, які обовязково беруть участь у всіх етапах обміну речовин,-- білки.

Біологічна цінність білків їжі.

Амінокислоти, які йдуть на утворення білків організму, нерівноцінні. Деякі амінокислоти (лейцин, метіонін, фенілаланін тощо) незамінні для організму. Якщо в їжі відсутня незамінна амінокислота, то синтез білків в організмі різко порушується. Але є амінокислоти, які можуть бути замінені іншими або синтезовані в самому організмі в процесі обміну речовини. Це замінні амінокислоти.

Білки їжі, які містять весь необхідний набір амінокислот для нормального синтезу білка організму, називають повноцінними. До них належать переважно тваринні білки. Білки їжі, які не містять всіх необхідних для синтезу білка організму амінокислот, називають неповноцінними (наприклад, желатин білок кукурудзи, білок пшениці). Найвища біологічна цінність -- у білків яєць, мяса, молока, риби.

При змішаному харчуванні, коли в їжі є продукти тваринного і рослинного походження, в організм звичайно надходить необхідний для синтезу білків набір амінокислот.

Особливо важливе надходження всіх незамінних амінокислот для організму, який росте. Відсутність в їжі амінокислоти лізину приводить до затримання росту дитини, до виснаження її мязової системи. Нестача валіну спричиняє розлад рівноваги у дітей.

Тепер достатньо вивчено амінокислотний склад білків різних органів і тканин людини і харчових продуктів. Тому є _;можливість так комбінувати продукти харчування, щоб людина одержувала в харчовому раціоні всі життєво необхідні амінокислоти в потрібних кількостях і комбінаціях.

Із поживних речовин тільки до складу білків входить азот. Тому про кількісний бік білкового харчування можна судити за азотистим балансом. Азотистий баланс -- співвідношення кількості азоту, який надійшов протягом доби з їжею, і азоту, виведеного за добу із організму з сечею, калом і потом в результаті розпаду білка.

В середньому в білку міститься 16% азоту, тобто 1 г азоту в 6,25 г білка. Помноживши величину засвоєного азоту на 6,25, можна визначити кількість введеного в організм білка.

У дорослої людини звичайно спостерігається азотиста рівновага -- кількість введеного азоту з їжею і виведеного з продуктами виділення дорівнюють одне одному. Коли азоту з їжею надходить в організм більше, ніж його виводиться із організму, тоді говорять про позитивний азотистий баланс. Такий баланс спостерігається у дітей у звязку із збільшенням маси тіла при ростові, під час вагітності, при посиленому спортивному тренуванні. Негативний баланс характеризується тим, що кількість введеного азоту менша виведеного. Він може бути при білковому голодуванні, важких хворобах.

Розпад білків в організмі.

Ті амінокислоти, які не пішли на синтез специфічних білків, зазнають перетворень, під час яких вивільняються азотисті речовини. Від амінокислоти при цих перетвореннях відщеплюється азот у вигляді аміаку (МН₃). Азот у вигляді аміногрупи МН₂, відщепившись від однієї амінокислоти, може переноситися на іншу, і тоді в організмі будуються ті амінокислоти, яких йому не вистачає. Ці процеси відбуваються переважно в печінці, мязах, нирках. Безазотистий залишок амінокислоти зазнає дальших змін, в результаті утворюються вуглекислий газ і вода.

Аміак, який утворився при розпаді білків в організмі (речовина отруйна), знешкоджується в печінці, де перетворюється на сечовину; остання у складі сечі виводиться із організму.

Кінцеві продукти розпаду білків в організмі -- не тільки сечовина, а й сечова кислота та інші азотисті речовини. Вони виводяться із організму з сечею та потом.

Особливості білкового обміну в дітей.

В організмі дитини інтенсивно відбуваються процеси росту і формування нових клітин і тканин. Це вимагає надходження в дитячий організм відносно більшої кількості білка, ніж у дорослої людини. Чим інтенсивніші процеси росту, тим більша потреба в білку.

Показником рівня обміну білків у організмі є співвідношення між кількістю азоту, який вводиться в організм із білковою їжею, і кількістю азоту, що виводиться із організму з сечею. Із всіх поживних речовин тільки білки мають у своєму складі азот і тільки з ними він надходить в організм. У дітей буває позитивний азотистий баланс, тоді кількість азоту, який надходить з білковою їжею, перевищує кількість азоту, що виводиться із сечею. Тільки тоді в організмі, що росте, задовольнятимуться потреби в білку.

Добова потреба в білку на 1 кг маси тіла у дитини на першому році життя становить 4...5 г, від 1 до 3 років -- 4...4,5 г, від 6 до 10 років -- 2,5...З г, старше 12 років -- 2...2,5 г, у дорослих-- 1,5...1,8 г. Отже, залежно від віку і маси діти від 1 до 4 років повинні одержувати на добу білка -- ЗО...50 г, від 4 до 7 років -- близько 70 г, з 7 років -- 75...80 г. При цих показниках азот максимально затримується в організмі.

Білки не відкладаються в організмі про запас, тому, якщо давати їх з їжею більше, ніж це потрібно організмові, збільшення затримання азоту і, отже, наростання синтезу білка не відбудеться. При цьому у дитини погіршується апетит, порушується кислотно-лужна рівновага, посилюється виведення азоту із сечею і калом. Дитині треба давати оптимальну кількість білка, з набором всіх необхідних амінокислот; при цьому важливо, щоб співвідношення кількості білків, жирів і вуглеводів у їжі дитини було 1:1:3; за таких умов азот максимально затримується в організмі.

Ми уже говорили, що більша частина азоту, який надходить в організм із білковою їжею, виділяється з сечею. З віком вміст азоту в сечі змінюється. В перші дні після народження азот становить 6...7% добової кількості сечі. З віком відносний вміст його в сечі зменшується.

Обмін жирів. Значення жирів у організмі.

Жир, що надійшов з їжею, у травному каналі розщеплюється на гліцерин і жирні кислоти, які всмоктуються в основному в лімфу і лише частково в кров.

Через лімфатичну і кровоносну системи жири надходять головним чином у жирову тканину, яка має для організму значення депо жиру. Багато жиру в підшкірній клітковині, навколо деяких внутрішніх органів (наприклад, нирок), а також у печінці і мязах. Жири входять до складу клітин (цитоплазма, ядро, клітинні мембрани), де їх кількість стала. Скупчення жиру можуть виконувати також інші функції. Наприклад, підшкірний жир перешкоджає посиленій віддачі тепла, принирковий жир охороняє нирку від ушибів і т. п.

Жир використовується організмом як багате джерело енергії. При розпаді 1 г жиру в організмі вивільняється енергії у два з лишком рази більше, ніж при розпаді такої ж кількості білків або вуглеводів.

Нестача жирів у їжі веде до порушення діяльності центральної нервової системи і органів розмноження, знижує стійкість " до різних захворювань.

Жир синтезується в організмі не тільки із гліцерину і жирних кислот, а й з продуктів обміну білків і вуглеводів. Деякі неграничні жирні кислоти, необхідні організмові (лінолева, ліноленова, арахідонова), повинні надходити в організм у готовому вигляді, бо він не може їх синтезувати. Містяться неграничні жирні кислоти в оліях. Найбільше їх в лляній і конопляній олії, але багато лінолевої кислоти і в соняшниковій олії. Цим пояснюється висока поживна цінність маргарину, в якому міститься значна кількість рослинних жирів.

З жирами в організм надходять розчинні в них вітаміни (вітаміни А, О, Е тощо), які мають для людини життєво важливе значення.

На 1 кг маси дорослої людини на добу повинно надходити з їжею 1,25 г жирів (80...100 г на добу).

Кінцеві продукти обміну жирів -- вуглекислий газ і вода.

Особливості обміну жирів у дітей.

В організмі дитини з першого півріччя життя за рахунок жирів забезпечується приблизно на 50% потреба в енергії. Без жирів неможливе вироблення загального і специфічного імунітету. Обмін жирів у дітей нестійкий, при нестачі в їжі вуглеводів або при посиленій витраті їх швидко вичерпується депо жиру.

Всмоктування жирів у дітей інтенсивне. При грудному вигодовуванні засвоюється до 90% жирів молока, при штучному-- 85...90%; у старших дітей жири засвоюються на 95...97%. Для кращого використання жиру в їжі дітей повинно бути досить також вуглеводів, бо при дефіциті вуглеводів у їжі відбувається неповне окислення жирів і у крові накопичуються кислі продукти обміну.

Потреба організму в жирах на 1 кг маси тіла тим вища, чим менший вік дитини

З віком збільшується абсолютна кількість жиру, необхідного для нормального розвитку дітей. Від 1 до 3 років добова потреба в жирові 32,7 г, від 4 до 7 років -- 39,2 г, від 8 до 13 років -- 38,4 г.

Обмін вуглеводів

Роль вуглеводів в організмі. Протягом життя людина зїдає близько 10 т вуглеводів. Вони надходять в організм головним чином у вигляді крохмалю. Розщепившись у травному каналіглюкози, вуглеводи всмоктуються в кров і засвоюються клі-^!нами. Особливо багата на вуглеводи рослинна їжа: хліб, кру-і, овочі, фрукти. Продукти тваринного походження (за винятком молока) містять мало вуглеводів.

Вуглеводи -- головне джерело енергії, особливо при посиленій мязовій роботі. У дорослих людей більше половини енергії організм одержує за рахунок вуглеводів. Розпад вуглеводів вивільненням енергії може відбуватися як у безкисневих умовах, так і в присутності кисню. Кінцеві продукти обміну вуглеводів -- вуглекислий газ і вода. Вуглеводи мають здатність швидко розпадатися і окислятися.

При сильному втомленні, під час важких спортивних змагань споживання кількох шматочків цукру поліпшує стан організму.

В крові кількість глюкози підтримується на відносно стало-рівні (близько 110 мг%). Зменшення вмісту глюкози веде до зниження температури тіла, розладу діяльності нервової системи, втомлення. У підтриманні постійного рівня цукру в крові велику роль відіграє печінка. Підвищення кількості глюкози зумовлює відкладення її в печінці у вигляді запасного тваринного крохмалю -- глікогену. Глікоген мобілізується перетинкою при зниженні вмісту цукру у крові. Глікоген утворюється тільки у печінці, а й у мязах, де його може накопичуватися до 1--2%. Запаси глікогену в печінці досягають 150 г. При голодуванні і мязовій роботі ці запаси скорочуються. Якщо вміст глюкози в крові збільшується до 0,17%, то вона тінає виводитися із організму з сечею. Звичайно це відбувається при вживанні з їжею великої кількості вуглеводів. Тим самим вміст цукру в крові вирівнюється. [Проте в крові може бути і стійке підвищення вмісту цукру, трапляється при порушенні функції залоз внутрішньої секреції (головним чином підшлункової), що приводить до розвитку цукрового діабету. При цьому захворюванні втрачається здатність тканин засвоювати цукор, а також перетворювати в глікоген і відкладати в печінці. Тому рівень цукру в кро-авжди підвищений, що спричинює посилене виділення його сечею.

Значення глюкози для організму не вичерпується її роллю як джерела енергії. Вона входить до складу цитоплазми і, отже, необхідна для утворення нових клітин, особливо в період росту. Входять вуглеводи і до складу нуклеїнових кислот. Вуглеводи мають важливе значення також для обміну речовин у центральній нервовій системі. При різкому зниженні кількості цукру в крові бувають різкі розлади діяльності нервової системи. Настають судоми, марення, втрата свідомості, зміна діяльності серця. Якщо такій людині ввести в кров глюкозу або дати зїсти звичайний цукор, то через деякий час ці жкі симптоми минають.

Повністю цукор із крові не зникає навіть при відсутності його в їжі, бо в організмі вуглеводи можуть утворюватися із білків і жирів.

Потреба в глюкозі різних органів неоднакова. Мозок затримує до 12% глюкози, що надходить до організму, кишечник-- 9, мязи -- 7, нирки -- 5%. Селезінка і легені майже зовсім її не затримують.

Обмін вуглеводів у дітей.

У дітей обмін вуглеводів здійснюється з великою інтенсивністю, що пояснюється високим рівнем обміну речовин взагалі в дитячому організмі. Вуглеводи в дитячому організмі виконують не тільки роль основних джерел енергії, а й важливу пластичну роль при формуванні клітинних оболонок, речовини сполучної тканини. Вуглеводи беруть участь в окисленні кислих продуктів білкового і жирового обміну, чим сприяють підтриманню кислотно-лужної рівноваги в організмі.

Інтенсивний ріст дитячого організму потребує значної кількості пластичного матеріалу -- білків і жирів. Тому в дітей утворення вуглеводів із білків і жирів обмежене. Добова потреба у вуглеводах у дітей висока і становить у грудному віці 10...12 г на 1 кг маси тіла. В наступні роки потрібна кількість вуглеводів коливається від 8...9 до 12..Л5 г на 1 кг маси.

Від 1 до 3 років на добу дитині треба давати з їжею в середньому 193 г вуглеводів, від 4 до 7 років -- 287 г, від 9 до 13 років -- 370 г, від 14 до 17 років -- 470 г, дорослому -- 500 г.

Засвоюються вуглеводи дитячим організмом краще, ніж дорослим (у немовлят на 98...99%). Проте, як говорилося вище, при надмірній кількості цукру, який надійшов у організм, він виводиться з сечею. Взагалі діти відрізняються відносно більшою витривалістю до підвищеного вмісту цукру в крові, ніж дорослі.

У дорослих глюкоза зявляється в сечі, якщо її надходить 2,5...З г на 1 кг маси тіла, тоді як у дітей лише при надходженні 8...12 г глюкози на 1 кг маси. Вживання значної кількості вуглеводів з їжею може призвести до збільшення у дітей цукру в крові у два рази, але уже через годину вміст цукру в крові починає знижуватися, а через 2 год повертається до норми.

Водний і мінеральний обмін. Вітаміни

Значення води і мінеральних солей.

Всі перетворення речовин в організмі здійснюються у водному середовищі. Вода розчиняє харчові речовини, які надійшли в організм. Разом з мінеральними речовинами вона бере участь у побудові клітин і в багатьох реакціях обміну.

Вода бере участь у регулюванні температури тіла; випаровуючись, вона охолоджує тіло, охороняючи його від перегрівання, транспортує розчинені речовини.

Вода і мінеральні солі створюють в основному внутрішнє середовище організму, будучи основною складовою частиною плазми крові, лімфи і тканинної рідини. Деякі солі, розчинені в рідкій частині крові, беруть участь у перенесенні газів кровю..

Вода і мінеральні солі входять до складу травних соків, що значною мірою визначає їхнє значення для процесів травлення. І хоч ні вода, ні мінеральні солі не є джерелом енергії в організмі, нормальне надходження і виведення їх із організму є умовою його нормальної діяльності. Досить сказати, що вода у дорослої людини становить приблизно 65% маси тіла, а у дітей -- близько 80%.

Втрата організмом води призводить до дуже тяжких порушень. Наприклад, при розладі травлення у немовлят найнебезпечнішим є зневоднювання організму, що тягне за собою судоми, втрату свідомості. Позбавлення людини води на кілька днів смертельне.

Водний обмін.

Організм поповнюється водою постійно внаслідок всмоктування її із травного каналу. Людині потрібно на добу 2...2,5 л води при нормальному харчовому режимі та нормальній температурі навколишнього середовища. Ця кількість води складається із таких джерел: 1) води, споживаної при питті (близько 1 л); 2) води, яка міститься в їжі (близько 1 л); 3) води, яка утворюється в організмі під час обміну білків, жирів і вуглеводів (300...350 см³).

Основні органи, які виділяють воду із організму,-- нирки, потові залози, легені і кишки. Нирки за добу виділяють із організму 1,2...1,5 л води у складі сечі. Потові залози через шкіру у вигляді поту виділяють 500...700 см³ води за добу. При нормальній температурі і вологості повітря на 1 см² шкірного покриву кожні 10 хв виділяється близько 1 мг води.

Легенями у вигляді водяної пари виводиться 350 см³ води. Ця кількість різко зростає при поглибленні і прискоренні дихання, і за добу тоді може виділятися 700...800 см³ води.

Через кишки з калом виводиться за добу 100...150 см³ води. При розладі діяльності кишок може виділятися більша кількість води (при проносі), що призводить до збіднення організму водою. Для нормальної діяльності організму важливо, щоб надходження води в організм повністю покривало витрату її. Якщо води виводиться із організму більше, ніж надходить в нього, виникає відчуття спраги. Відношення кількості вжитої води до кількості виділеної становить водний баланс.

Значення води в процесі росту і розвитку дитини.

В організмі дитини переважає позаклітинна вода, з цим повязана велика гідролабільність дітей, тобто здатність швидко втрачати і швидко набирати воду. Потреба у воді на 1 кг маси тіла з вікомзменшується, а--абсолютна кількість її зростає. Тримісячній дитині потрібно 150...170 г води на 1 кг маси, в 2 роки -- 95 г, в 12...13 років -- 45 г. Добова потреба у воді у річної дитини 80 мл, в чотири роки -- 950...1000 мл, в 5...6 років--1200 мл, в 7...10 років -- 1350 мл, в 11...14 років -- 1500 мл.

Значення мінеральних солей у процесі росту і розвитку дитини.

З наявністю мінеральних речовин повязане явище збудливості-- одна із основних властивостей живого (натрій, калій, хлор). Ріст і розвиток кісток, нервових елементів, мязів залежать від вмісту мінеральних речовин. Вони визначають реакцію крові (рН)), сприяють нормальній діяльності серця і нервової системи, використовуються для утворення гемоглобіну (залізо), соляної кислоти шлункового соку (хлор). Мінеральні солі створюють необхідний для життєдіяльності клітин певний осмотичний тиск.

У новонародженого мінеральні речовини становлять 2,55% маси тіла, у дорослого -- 5%.

При змішаному харчуванні доросла людина одержує всі необхідні їй мінеральні речовини в достатній кількості з їжею. Тільки кухонну сіль добавляють до їжі при її кулінарній обробці. Дитячий організм, який росте, особливо потребує додаткового надходження багатьох мінеральних речовин.

Мінеральні речовини справляють важливий вплив на розвиток дитини. З кальцієвим і фосфорним обміном повязані ріст кісток, строки окостеніння хрящів і стан окислювальних процесів у організмі. Кальцій впливає на збудливість нервової системи, скоротність мязів, здатність крові зсідатися, білковий і жировий обмін в організмі. Фосфор потрібний не тільки для росту кісткової тканини, а й для нормального функціонування нервової системи, більшості залозистих та інших органів.

Залізо входить до складу гемоглобіну крові.

Найбільша потреба в кальції відзначається на першому році життя дитини; в цьому віці вона у 8 разів більша, ніж на другому році життя, і в 13 разів більша, ніж на третьому році, потім потреба в кальції знижується, трохи підвищуючись у період статевого дозрівання. Добова потреба в кальції у школярів 0,68...2,36 г. Добова потреба у фосфорі 1,5...4,0 г.

Оптимальне співвідношення між концентрацією солей кальцію і фосфору для дітей шкільного віку становить 1:1, у віці 8...10 років -- 1 : 1,5, у підлітків і старших школярів -- 1:2. При таких показниках розвиток скелета відбувається нормально. В молоці ідеальне співвідношення солей кальцію і фосфору, тому включення молока в раціон харчування дітей обовязкове.

Потреба в залізі у дітей вища, ніж у дорослих (1...1.2 .мг на 1 кг маси на добу, а у дорослих -- 0,9 мг). Натрію діти повинні одержувати 25...40 мг на добу, калію--12...ЗО мг, хлору -- 12...15 мг.

Вітаміни.

Вітаміни -- органічні сполуки, конче потрібні для нормального функціонування організму Вітаміни входять до.-складу багатьох ферментів. Дим пояснюється важлива роль вітамінів в обміні речовин. Вітаміни сприяють дії гормонів, а також підвищенню опірності організму до несприятливих впливів зовнішнього середовища (інфекція, дія високої і низької температури тощо). Вони необхідні для стимулювання росту, відновлення тканин і клітин після травм і операцій.

На відміну від ферментів і гормонів більшість вітамінів не утворюється в організмі людини. Головним джерелом їх є овочі, фрукти і ягоди. Містяться вітаміни також у молоці, мясі, рибі. Вітаміни потрібні в дуже невеликій кількості, але нестача їх або відсутність у їжі порушує утворення відповідних ферментів, що веде до захворювань -- авітамінозів.

Всі вітаміни поділяють на дві великі групи: 1) розчинні у воді; 2) розчинні в жирах.

До водорозчинних вітамінів відносять групу вітамінів В. вітаміни С і Р.

До жиророзчинних вітамінів належать вітаміни аі і А₂, О,

Е, К.

Вітамін В1 (тіамін, аневрин) міститься в лісових горіхах, неочищеному рисі, хлібі грубого помелу, ячмінній і вівсяній крупах, особливо багато його в пивних дріжджах і печінці. Добова потреба в вітаміні у дітей до 7 років 1 мг, від 7 до 14 років -- 1,5 мг, з 14 років -- 2 мг, дорослих -- 2...З мг.

При відсутності в їжі вітаміну ВІ розвивається захворювання бері-бері. Хворий втрачає апетит, швидко втомлюється, поступово зявляється слабкість у мязах ніг. Потім настає втрата чутливості в мязах ніг, ураження слухового і зорового нервів, гинуть клітини довгастого і спинного мозку, настає параліч кінцівок. Без своєчасного лікування настає смерть.

Вітамін В₂ (рибофлавін). У людини першими ознаками відсутності цього вітаміну є ураження шкіри (найчастіше в області губ). Зявляються тріщини, які мокріють і вкриваються темною кіркою. Далі розвивається ураження очей і шкіри, яке супроводжується відпаданням зроговілих лусочок. Пізніше можуть розвиватися злоякісне недокрівя, ураження нервової системи, раптове падіння артеріального тиску, судоми, втрата свідомості.

Міститься вітамін В₂ в хлібі, гречаній крупі, молоці, яйцях, печінці, мясі, томатах. Добова потреба в ньому 2...4 мг.

Вітамін РР (нікотинамід) міститься в зелених овочах, моркві, картоплі, горосі, дріжджах, гречаній крупі, житньому хлібі, молоці, мясі, печінці. Добова потреба в ньому у дітей 15 мг, дорослих -- 15...25 мг.

При авітамінозі РР відмічається відчуття жару в роті, сильне слиновиділення і проноси. Язик стає малиново-червоним. На руках, шиї, обличчі зявляються червоні плями. Шкіра стає груба і шершава, тому захворювання дістало назву пелагра(від Італ. реііа а§га -- шершава шкіра). При важкому перебігові хвороби слабшає память, розвиваються психози і галюцинації.

Вітамін В₁₂ (ціанкобаламін) у людини синтезується в кишках. Міститься в нирках, печінці ссавців і риб. При його нестачі в організмі розвивається злоякісне недокрівя, повязане з порушенням утворення еритроцитів.

Вітамін С (аскорбінова кислота) дуже поширений у природі в овочах, фруктах, хвої, в печінці. Добре зберігається аскорбінова кислота у квашеній капусті. У 100 г хвої міститься 250 мг вітаміну С, в 100 г шипшини--150 мг. Потреба в вітаміні С 50...100 мг на день.

Нестача вітаміну С спричинює захворювання на цингу. Звичайно хвороба починається із загальної слабкості, пригніченості. Шкіра набуває бруднувато-сірого відтінку, ясна кровоточать, випадають зуби. На тілі зявляються темні плями крововиливів, деякі з них вкриваються виразками і викликають різкий біль. Раніше дуже часто цинга забирала багато людських життів.

Вітамін А (ретинол, аксерофтол) в організмі людини утворюється із поширеного природного пігмента каротину, який є у великих кількостях у свіжій моркві, помідорах, салаті, абрикосах, рибячому жирові, вершковому маслі, печінці, нирках, жовтку яєць. Добова потреба дітей у вітаміні А 1 мг, дорослих -- 2 мг.

При нестачі вітаміну А уповільнюється ріст дітей, розвивається «куряча сліпота», тобто різке падіння гостроти зору при неяскравому освітленні, яке призводить у тяжких випадках до повної, але оборотної сліпоти.

Вітамін D (ергокальциферол). Однією із найпоширеніших хвороб дитячого віку, яка в деяких країнах уражає понад половину дітей у віці до пяти років, є рахіт. При рахіті порушується процес формування кісток, кістки черепа стають мякі і податливі, кінцівки викривляються. На розмякшених ділянках черепа утворюються гіпертрофовані тімяні і лобові бугри. Мляві, бліді, з неприродно великою головою і коротким кривоногим тілом, великим животом, такі діти різко відстають у розвитку.

Всі ці важкі порушення спричинені відсутністю або нестачею в організмі вітаміну О, який міститься в жовтках, коровячому молоці, рибячому жирі.

Вітамін В може утворюватися в шкірі людини із провітаміну ергостеролу під впливом ультрафіолетових променів. Зрозуміло у звязку з цим, чому діти найчастіше хворіють на рахіт, взимку, ніж влітку. Рибячий жир, перебування на сонці або штучне ультрафіолетове опромінення є могутніми засобами запобігання і лікування рахіту.

Вікові особливості енергетичного обміну

Основний обмін.

Навіть в умовах повного спокою людина витрачає деяку кількість енергії. В організмі безперервно витрачається енергія на фізіологічні процеси, які не припиняються ні на хвилину.

Мінімальний для організму рівень обміну речовин і енергетичних затрат називають основним обміном. Основний обмін визначають у лю.тчни у стані мязового спокою -- лежачи, натщесерце, тобто через 12...16 год після їди, при температурі навколишнього середовища 18...20°С (температура комфорту). У людини середнього віку основний обмін становить 4,187 кДж на 1 кг маси на 1 год. В середньому це 7 140...7 560 кДж на добу. Для кожної людини величина основного обміну відносно стала.

Основний обмін у дітей інтенсивніший, ніж у дорослих, бо на одиницю маси у них припадає відносно більша поверхня тіла, .ніж у дорослої людини. Значно переважають також процеси асиміляції над процесами дисиміляції.

Енергетичні затрати на ріст тим більші, чим молодша дитина. Так, витрата енергії, повязана з ростом, у віці трьох місяців становить 36%, У віці шести місяців -- 26%, девяти місяців-- 21% загальної енергетичної цінності їжі.

Коливання основного обміну і велика його інтенсивність у молодшому віці добре виражені при розрахунку як на одиницю маси, так і на одиницю поверхні

Основний обмін на 1кг маси у дорослої людини становить 96,6 кДж. Таким чином, у дітей 8...10 років основний обмін у *2...2,5 раза вищий, ніж у дорослих.

Величина основного обміну у дівчаток трохи нижча, ніж у хлопчиків. Ця різниця починає виявлятися уже у другій половині першого року життя. Виконувана робота у хлопчиків викликає більші витрати енергії, ніж у дівчаток.

Визначення величини основного обміну часто має діагностичне значення. Підвищується основний обмін при надмірній функції щитовидної залози і деяких інших захворюваннях. При недостатності функції щитовидної залози, гіпофіза, статевих залоз основний обмін знижується.

Витрата енергії при мязовій діяльності.

Чим важча мязова робота, тим більше енергії витрачає людина. У школярів підготовка до уроку, урок у школі вимагають енергії на 20. ..50% більше, ніж енергія основного обміну.

При ходінні затрати енергії на 150. ..170% перевищують основний обмін. Під час бігу, підіймання по сходах затрати енергії перевищують основний обмін у 3...4 рази.

Тренування організму значно скорочує витрати енергії на виконувану роботу. Це повязане із зменшенням кількості мязів, які беруть участь у роботі, а також із зміною дихання і кровообігу.

При механізації праці в сільському господарстві і промисловості, впровадженні машинної техніки знижуються затрати енергії людьми, що працюють. При розумовій праці енергетичні затрати нижчі, ніж при фізичній.

У людей різних професій затрати енергії різні. Відносна величина загальної добової витрати енергії з віком зменшується.. У хлопчиків загальна добова витрата енергії більша, ніж у дівчаток.

Харчування

Енергія харчових речовин.

На сьогодні склалася концепція збалансованого харчування. Згідно з цією концепцією кількість їжі, яку споживають, повинна відповідати енергетичним затратам людини. Іншими словами, в харчуванні повинен постійно витримуватися певний енергетичний баланс.

Енергетична цінність 1 г білків і 1 г вуглеводів дорівнює 17,22 кДж, а 1 г жиру -- 39,06 кДж. Знаючи енергетичну цінність спожитих з їжею білків, жирів і вуглеводів, можна підрахувати калорійність харчового раціону людини, що має важливе значення при організації раціонального харчування.

Норми харчування

При складанні харчового раціону звичайно враховують калорійність їжі, яку споживають. Проте цього не досить для організації повноцінного харчування.

Для організму важливо, щоб у їжі були всі необхідні харчові речовини (білки, жири, вуглеводи, вода, мінеральні солі та вітаміни). Важливе значення має також співвідношення харчових речовин у раціоні. Для дітей молодшого шкільного віку найкращим вважається співвідношення білків до жирів і вуглеводів 1:1:6, для дітей більш раннього віку -- 1:2:3, для дорослих -- 1:1:4.

При складанні раціонів харчування дітей особливу увагу треба приділяти забезпеченню дитячого організму вітамінами і мінеральними речовинами.

При змішаному харчуванні в організм надходить різноманітний набір амінокислот, вітамінів, тому цінність їжі підвищується. Різноманітна їжа викликає кращий апетит, сильну секрецію травних соків, що сприяє її кращому засвоєнню, їжа повинна бути достатньою за обємом і калорійністю, тобто повинна викликати відчуття ситості і повністю покривати всі енергетичні затрати організму. Маса вживаної їжі має бути залежно від віку від 2000 до 2600 г на добу.

Режим харчування.

Поняття «раціональне харчування» включає в себе не тільки кількість і якість їжі, яку вживають, а й правильний режим її вживання, тобто розподіл добового раціону за часом.

Харчова і біологічна цінність продуктів знижуються, коли їдять практично два рази на день; діти взагалі погано переносять тривалі перерви в годуванні. При надто частому харчуванні їжа не встигає перетравлюватися, діти втрачають апетит.

Для дітей у перші два місяці життя найраціональнішим є 7-разове годування, у віці від 3 до 5 місяців -- 6-разове, від 5 місяців до 1 року -- 5-разове харчування. Для учнів найраціональніше 4-разове прийняття їжі. При такому режимі харчування інтервал між споживанням їжі не перевищує 4 год. їсти треба в один і той же час. При цьому утворюється умовний рефлекс на час, у шлунку виділяється апетитний сік, який сприяє кращому травленню.

Ранковий сніданок дітей повинен бути ситним і містити не менше 25% добового раціону. Другий сніданок у школі може становити 20% добового раціону. В шкільному гарячому сніданкові повинно міститися 15...ЗО г білка, 15...20 г жиру, 80...100 г вуглеводів. Обід звичайно становить 35% добового раціону, вечеря -- близько .20 % .

Мясні і рибні страви рекомендується вживати в першій половині дня, бо вони багаті на екстрактивні речовини і збудливо діють на нервову систему, ввечері рекомендуються молочно-рослинні страви.

В раціон рекомендується включати ¹/3 білків і жирів у вигляді продуктів тваринного походження.