Обмен веществ в организме человека: какие функции выполняет, виды, возрастные особенности, болезни

Обмен веществ и энергии подразумевает комплекс непростых биохимических реакций, разобраться в которых обычному человеку бывает довольно сложно. Данная статья поможет понять, какие процессы происходят в организме с необходимыми соединениями, которые мы потребляем с едой и что влияет на наш метаболизм.

Общая характеристика обмена веществ и энергии

Энергообмен и метаболизм протекают по общей схеме:

  • поступление веществ в организм, его преобразование и абсорбция;
  • применение в организме;
  • выведение или запасание излишков.

org%2F2000%2Fsvg%27%20viewBox%3D%270%200%20194%2069%27%2F%3E» class=»demilazyload» src=»https://attuale.ru/wp-content/uploads/2018/11/tehniki-dli-pohudenia-psihologia-1024×787.jpg» width=»443″>

Все процессы метаболизма разделяются на 2 типа:

  1. Ассимиляция (пластический обмен, анаболизм) – образование специфичных для организма соединений из поступивших в него веществ.
  2. Диссимиляция – процессы разложения сложных органических соединений до более простых, из которых потом будут образованы новые, особенные вещества.

    Реакции диссимиляции проходят с высвобождением энергии, поэтому совокупность такого вида процессов называют также энергообменом или катаболизмом.

Данные процессы противоположны друг другу, но тесно связаны между собой. Они протекают непрерывно, обеспечивая нормальную жизнедеятельность. За регуляцию обмена веществ и энергии отвечает нервная система.

Главным отделом ЦНС, управляющим всеми типами метаболизма, является гипоталамус.

Основные виды

В зависимости от форм соединений, которые подвергаются трансформации в организме, выделяют несколько видов обмена. Каждый из них имеет свою специфику.

Белки

Белки или пептиды – полимеры, образованные аминокислотами.

Выполняют множество жизненно важных функций:

  • структурная (присутствуют в структуре клеток тканей, составляющих организм человека);
  • ферментативная (ферменты – это белки, участвующие практически во всех биохимических процессах);
  • двигательная (взаимодействие пептидов актина и миозина обеспечивает все движения);
  • энергетическая (разлагаются, высвобождая энергию);
  • защитная (белки – иммуноглобулины участвуют в формировании иммунитета);
  • участвуют в регуляции водно-солевого баланса;
  • транспортная (обеспечивают доставку газов, биологически активных веществ, лекарственных средств и др.).

Попав в организм с продуктами питания, белки распадаются до аминокислот, из которых затем синтезируются новые, свойственные данному организму пептиды. При малом поступлении белков с продуктами питания, 10 из 20 необходимых аминокислот могут вырабатываться организмом, остальные же являются незаменимыми.

Этапы белкового метаболизма:

  • поступление белков с пищей;
  • распад пептидов до аминокислот в ЖКТ;
  • перемещение последних в печень;
  • распределение аминокислот в тканях;
  • биосинтез специфичных пептидов;
  • выведение из организма неиспользованных аминокислот в виде солей.

Жиры

К видам обмена веществ и энергии в организме человека относится и метаболизм жиров. Жиры — соединения глицерина и жирных кислот. Долгое время считалось, что их употребление не обязательно для полноценной работы организма. Однако определенные типы таких веществ содержат значимые противосклеротические составляющие. Обмен веществ в организме человека: какие функции выполняет, виды, возрастные особенности, болезниЖиры, будучи важным источником энергии, помогают сохранить в организме белки, которые начинают использоваться для ее получения при нехватке углеводов и липидов. Жиры обязательны для усвоения витаминов А, Е, D. Также липиды содержатся в цитоплазме и клеточной стенке.

Биологическая ценность жиров определяется типом жирных кислот, которыми они были образованы. Эти кислоты могут иметь два вида:

  1. Насыщенные, не имеющие в своей структуре двойных связей, считаются наиболее вредными, так как чрезмерное употребление продуктов с большим содержанием данного вида кислот может стать причиной атеросклероза, ожирения и прочих заболеваний. Присутствуют в сливочном масле, сливках, молоке, жирном мясе.

  2. Ненасыщенные — полезные для организма. К ним относятся Омега -3, -6 и -9 кислоты. Способствуют укреплению иммунитета, восстановлению гормонального фона, предупреждают отложение холестерина, улучшают внешний вид кожи, ногтей и волос. Источники подобных соединений — масла разных растений и рыбий жир.

Этапы обмена липидов:

  • поступление жиров в организм;
  • распад в ЖКТ до глицерина и жирных кислот;
  • образование липопротеидов в печени и тонком кишечнике;
  • транспорт липопротеидов в ткани;
  • образование специфических липидов клеток.

Обмен веществ в организме человека: какие функции выполняет, виды, возрастные особенности, болезниЖировые излишки откладываются под кожей или вокруг внутренних органов.

Углеводы

Углеводы или сахара — главный источник энергии в организме.

Процессы обмена углеводов:

  • преобразование углеводов в ЖКТ в простые сахара, которые затем всасываются;
  • превращение глюкозы в гликоген, его накопление в печени и мышцах либо использование для выработки энергии;
  • преобразование гликогена в глюкозу печенью в случае падения уровня сахара в крови;
  • создание глюкозы из неуглеводных компонентов;
  • превращение глюкозы в жирные кислоты;
  • кислородное разложение глюкозы до углекислого газа и воды.

Обмен веществ в организме человека: какие функции выполняет, виды, возрастные особенности, болезниВ случае чрезмерного употребления пищи, богатой глюкозой, углевод преобразуется в липиды. Они откладываются под кожей и могут быть использованы для дальнейшей трансформации энергии в клетках.

Значение воды и минеральных солей

Водно-солевой обмен – комплекс процессов поступления, применения и выведения воды и минералов. Большая часть жидкости поступает в организм извне. И также она в малых объемах выделяется в организме в ходе разложения питательных веществ.

Функции воды в организме:

  • структурная (необходимый компонент всех тканей);
  • растворение и транспорт веществ;
  • обеспечение многих биохимических реакций;
  • обязательный компонент биологических жидкостей;
  • обеспечивает постоянство водно-солевого баланса, участвует в терморегуляции.

Обмен веществ в организме человека: какие функции выполняет, виды, возрастные особенности, болезниИз организма жидкость выводится с помощью легких, потовых желез, мочевыделительной системы и кишечника.

Минеральные соли, получаемые с пищей, можно разделить на макро- и микроэлементы. К первым относят минералы, содержащиеся в значительных количествах — магний, кальций, натрий, фосфор и прочие. Микроэлементы нужны организму в очень малом объеме. К ним относятся железо, марганец, цинк, йод и другие элементы.

Нехватка минералов может негативно сказаться на деятельности различных систем организма. Так, при дефиците магния и калия наблюдаются сбои в работе ЦНС, мышц (в том числе и миокарда). Недостаток кальция и фосфора может сказаться на прочности костей, а нехватка йода — на функции щитовидной железы. Нарушения водно-солевого баланса способно стать причиной мочекаменной болезни.

Витамины

Витамины – большая группа простых соединений, необходимых для полноценной работы всех систем организма.

Витамины делятся на 2 группы:

  • водорастворимые (витамины группы В, витамин С и РР), не накапливающиеся в организме;
  • жирорастворимые (А, D, Е), имеющие подобное свойство накопления.

Определенные соединения (витамин В12, фолиевая кислота) вырабатываются кишечной микрофлорой. Многие витамины являются частью различных ферментов, без которых невозможно осуществление биохимических процессов.

Этапы обмена витаминов:

  • поступление с пищей;
  • перемещение к месту накопления или утилизации;
  • преобразование в кофермент (составляющее фермента небелкового происхождения);
  • соединение кофермента и апофермента (белковой части фермента).

При нехватке какого-либо витамина развивается гиповитаминоз, при избытке – гипервитаминоз.

Обмен энергии

Энергетический обмен (катаболизм) – комплекс реакций распада сложных питательных веществ до более простых с выходом энергии, без которой невозможны рост и развитие, движение и другие проявления жизнедеятельности. Полученная энергия накапливается в форме АТФ (универсальный энергетический источник в живых организмах), который содержится во всех клетках.

Количество энергии, высвобождаемой после употребления продукта питания, называется его энергетической ценностью. Измеряется этот показатель в килокалориях (ккал).

Энергообмен проходит в несколько этапов:

  1. Подготовительный. Подразумевает распад сложных питательных веществ в ЖКТ до более простых.
  2. Бескислородное брожение — трансформация глюкозы без участия кислорода. Процесс протекает в цитоплазме клеток.

    Конечными продуктами этапа являются 2 молекулы АТФ, вода и пировиноградная кислота.

  3. Кислородный или аэробный этап.

    Проходит в митохондриях (специальных органоидах клеток), при этом пировиноградная кислота распадается с участием кислорода, образуя 36 молекул АТФ.

Терморегуляция

Терморегуляцией называют способность живого организма поддерживать постоянную температуру тела, которая является важным показателем теплового обмена. Чтобы этот показатель был стабильным, должно соблюдаться равенство между теплоотдачей и теплопродукцией.

Теплопродукция —выделение тепла в организме. Его источником служат ткани, в которых протекают реакции с высвобождением энергии. Так, важную роль в терморегуляции играет печень, ведь в ней осуществляется множество биохимических процессов.

Теплоотдача или физическая регуляция может проходить по трем путям:

  • теплопроведение – отдача тепла окружающей среде и предметам, соприкасающимся с кожей;
  • теплоизлучение – отдача тепла воздуху и окружающим предметам путем излучения инфракрасных (тепловых) лучей;
  • испарение – отдача тепла с помощью улетучивания влаги с потом или в процессе дыхания.

Что влияет на процесс метаболизма

Обмен веществ каждого конкретного организма имеет свои особенности. Скорость метаболизма определяется несколькими факторами:

  • половая принадлежность (обычно у мужчин процессы метаболизма протекают несколько быстрее, чем у женщин);
  • генетический фактор;
  • доля мышечной массы (людям, обладающим развитой мускулатурой требуется больше энергии для работы мышц, поэтому происходящие процессы будут протекать быстрее);
  • возраст (с годами скорость обмена веществ снижается);
  • гормональный фон.

Огромное влияние на процесс метаболизма оказывает питание. Здесь важен и рацион, и режим приема пищи. Для правильной работы организма нужно оптимальное количество употребляемых белков, жиров, углеводов, витаминов, минералов и жидкости. Важно помнить, что принимать пищу лучше понемногу, но часто, так как большие перерывы между трапезами способствуют замедлению обмена веществ, а значит, могут привести к ожирению.

Источник: https://attuale.ru/obmen-veshhestv-i-energii-v-organizme-cheloveka-kratko-i-ponyatno/

Какую функцию в обмене веществ – какие функции выполняет, виды, возрастные особенности, болезни

  1. Понятие об обмене веществ. Значение обмена веществ. Виды и этапы обмена.

  2. Питательные вещества и их значение.

  3. Особенности обмена веществ у детей.

    • Ожирение, его причины, тактика воспитателя по отношению к ребенку, страдающему
    • ожирением.
  1. Обменом веществ называют совокупность
    физико-химических превращений,
    происходящих в организме и обеспечивающих
    его жизнедеятельность во взаимосвязи
  2. с внешней средой.
  3. Суть обмена веществ сводится к
    поступлению веществ из окружающей
    среды, их переработке (например, в
    пищеварительной системе), усвоению и
    использованию клетками организма и
    выделению в окружающую среду продуктов

  4. обмена, образовавшихся в клетках
  5. свойств живого организма.

.
Прекращение обмена веществ означает
биологическую смерть организма.
Способность к обмену – одно из важнейших

Вещества, поступающие в организм из
окружающей среды, расходуются на покрытие
пластических и энергетических нужд
организма, т.е. организм использует эти
вещества для построения собственных
клеток и тканей, а энергию химических
связей – для синтеза АТФ и др.
макроэргических соединений.

В свою
очередь энергия гидролиза АТФ может
превращаться в механическую, электрическую,
тепловую и др.

виды энергии, необходимые
для поддержания разных видов
жизнедеятельности организма: мышечного
сокращения, передачи нервного импульса,
синтеза веществ в соответствии с
генетической программой, поддержания

гомеостаза и т.д.

В ходе обмена постоянно идут процессы
ассимиляцииидиссимиляции.Ассимиляция(уподобление) – процесс
использования организмом внешних по
отношению к нему веществ и синтез своих
собственных на основе продуктов
расщепления. Процесс ассимиляции связан

  • сзатратами энергии.Диссимиляция(разуподобление) – процесс разрушения
  • сопровождаетсявыделением энергии.
  • энергии на деление клеток).
  • В литературе часто употребляются и
    такие термины как метаболизм
    обмен веществ,анаболизм– процессы
    синтеза веществ в организме, сопровождающиеся
  • поглощением энергии; икатаболизм– процессы распада веществ в организме,
  • стороны метаболизма.

веществ в организме и образование
продуктов обмена. Диссимиляция
Процессы ассимиляции и диссимиляции
связаны между собой, но не всегда
уравновешены. В растущем организме
преобладает ассимиляция, в стареющем
– диссимиляция, у взрослых людей эти
процессы чаще уравновешены. Диссимиляция
усиливается при интенсивном росте (дети
вытягиваются и худеют) и новообразованиях
(опухолевый рост сопровождается затратами

сопровождающиеся выделением энергии.
Анаболизм и катаболизм – две взаимосвязанные

Так как все обменные реакции имеют
энергетическую подоплеку, интенсивность
обменных процессов принято оценивать
в энергетических единицах (ккал.). В
связи с этим, различают следующие виды

обмена:

    1. Основной обменминимальноеколичество энергии, необходимое для поддержания жизнедеятельности в условиях физического и эмоционального покоя, утром, натощак, лежа, при условии нормальной температуры тела и окружающей среды. Основной обмен зависит от пола,
    2. возраста, роста, веса, состояния здоровья.
  1. Рабочая прибавка– количество энергии, необходимое для разных видов

    деятельности. Зависит от вида деятельности.

  2. Общий обмен– совокупность основного обмена и рабочей прибавки.

Обмен веществ протекает в 3 этапа:

  1. Этап поступления веществ в организм. Вещества поступают в организм через дыхательную, пищеварительную системы и кожу.

    В пищеварительной системе происходит расщепление питательных веществ, в результате которого они становятся пригодными для усвоения: а) питательные вещества теряют свою видовую специфичность и при поступлении в кровь уже не воспринимаются организмом как генетически чужеродный материал; б) питательные вещества превращаются в молекулы, которые можно транспортировать через клеточные мембраны и использовать в реакциях внутриклеточного обмена

    веществ;

    • Этап промежуточного обменавеществ, который протекает в клетках организма и сводится к разнообразным реакциям анаболического и катаболического характера. В результате этого этапа образуются продукты обмена, которые
    • подлежат выведению из организма;
    1. Этап выделения продуктов обмена, в котором участвуют дыхательная, пищеварительная, мочевыделительная
    2. системы и кожа.

Связующим звеном между структурами, в
которых проходят разные этапы обмена,
является, в первую очередь, кровь. Она
выполняет транспортные функции.

Именно
в кровь попадают кислород из дыхательной
системы, продукты расщепления из
пищеварительной системы, вещества с
поверхности кожи; именно кровь несет
эти вещества к клеткам; именно в кровь
попадают продукты обмена из клеток;
именно из крови продукты обмена попадают
в кожные железы, почки, легкие,
пищеварительные железы откуда с
пищеварительными соками — в пищеварительный
тракт и вместе с непереваренными

  • остатками пищи – в окружающую среду.
  • studfiles.net

Обмен веществ

Обмен веществ и энергии — основное свойство живого. В цитоплазме клеток органов и тканей постоянно идет процесс синтеза сложных высокомолекулярных соединений и одновременно с этим — их распад с выделением энергии и образованием простых низкомолекулярных веществ — диоксида углерода, воды, аммиака и др.

Процесс синтеза органических веществ называется ассимиляцией или пластическим обменом. В ходе ассимиляции обновляются органоиды клетки и накапливается запас энергии.

Распад структурных элементов клетки сопровождается выделением заключенной в химических связях энергии, а конечные продукты распада, вредные для организма, выводятся за пределы клетки и затем из организма.

Процесс распада органических веществ противоположен процессу ассимиляции и называется диссимиляцией. Подобного типа реакции идут с поглощением кислорода, поэтому расщепление органических веществ связано с окислением, а освобождающаяся при этом энергия идет на синтез АТФ, необходимой для ассимиляции.

Таким образом, ассимиляция и диссимиляция — это две противоположные, но взаимно связанные стороны единого процесса — обмена веществ. При нарушении ассимиляции и диссимиляции расстраивается весь обмен веществ. Непрерывный распад и окисление органических соединений возможны лишь тогда, когда количество

этих веществ в клетках постоянно пополняется. Поэтому при разработке пищевых норм учитываются калорийность пищевых продуктов: белков, жиров, углеводов с тем расчетом, чтобы расход энергии не превышал потребления.

Наряду с обменом органических веществ в организме человека осуществляется водный и солевой обмен. Эти вещества не являются источниками энергии и питательными веществами, но их значение для организма очень велико. Вода входит в состав клеток, межклеточной и тканевой жидкости, плазмы и лимфы. Общее ее количество в организме человека составляет 70%.

В клетках вода химически связана с белками, углеводами и другими соединениями. Она растворяет органические и неорганические соединения. Всасывание питательных веществ в кишечнике, их поглощение клетками из тканевой жидкости и выведение из клеток конечных продуктов обмена может осуществляться только в растворенном состоянии и при участии воды.

Вода — непосредственный участник всех реакций гидролиза.

Суточная потребность в воде взрослого человека 2,5-3 л. Эта потребность зависит от условий и температуры среды. Поступает вода в организм при питье и в составе пищи.

В тонком и толстом отделах кишечника вода всасывается в кровь, откуда она поступает в ткани, а из них вместе с продуктами распада проникает в кровь и лимфу.

Из организма вода выводится в основном через почки, а также кожу, легкие (в виде пара) и с калом. Обмен воды в организме тесна связан с обменом солей.

Минеральные вещества поступают в организм человека с пищей, откладываются в виде солей и входят в состав различных органических соединений. Так, железо включено в молекулу гемоглобина и участвует в транспортировке кислорода и диоксида углерода, йод — в состав гормона щитовидной железы, сера и цинк содержатся в гормонах поджелудочной железы.

Для кроветворения необходимы железо, кобальт, медь; соли кальция и фосфора входят в состав костей; калий и натрий создают определенную концентрацию ионов в клеточной мембране и по обе стороны от нее и т. д. Общее количество минеральных веществ в теле человека составляет около 4,5%. Все эти элементы поступают в организм с пищей и водой.

Железа много в яблоках, иода — в морской капусте, кальция — в молоке, сыре, брынзе, в яйцах и т. д. Человек нуждается в постоянном поступлении натрия и хлора. Натрий создает определенную концентрацию ионов в плазме, тканевой жидкости, хлор (составная часть соляной кислоты) — компонент желудочного сока.

Эти важнейшие элементы организм получает с поваренной солью.

Обмен белков. Белковые пищевые продукты — творог, нежирное мясо, рыба, яйцо и другие, попав в пищеварительный тракт, подвергаются механической и химической обработке. В желудке белок расщепляется до пептидов, а в двенадцатиперстной кишке — до аминокислот.

В тонком кишечнике аминокислоты всасываются в кровь и разносятся ко всем органам и тканям. В клетке из аминокислот синтезируются специфические для данной ткани белки. Так, в клетках мышц идет синтез белка миозина, в молочной железе’- казеина и т. д.

Часть белков, входящих в состав клеток органов и тканей, а также аминокислоты, поступившие в организм, но не использованные в синтезе белка, подвергаются распаду с освобождением 17,6 кДж энергии на 1 г вещества и образованием продуктов распада белка: воды, диоксида углерода, аммиака, мочевины и др.

Все продукты диссимиляции белка выделяются из организма в составе мочи, пота и частично с выдыхаемым воздухом. В запас белки не откладываются. У взрослого человека их синтезируется столько, сколько необходимо для компенсации распавшихся белков. При избытке белковой пищи она преобразуется в жиры и гликоген.

Потребность белков в сутки составляет 100-118 г. В детском организме синтез белков превышает их распад, что учитывается при составлении рационов питания.

Обмен углеводов. Углеводы, входящие в состав продуктов растительного происхождения, в организме человека расщепляются до глюкозы, которая поступает в кровь и разносится по всему телу. Содержание глюкозы в крови относительно постоянно и не превышает 0,08-0,12%.

Если глюкоза поступает в кровь в большем количестве, то этот избыток в печени превращается в животный крахмал — гликоген, который накапливается, а затем при необходимости снова распадается до глюкозы. При расщеплении 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж энергии.

Ее потребление увеличивается с возрастанием нагрузки при физической работе. Часть энергии используется для механической работы и служит источником тепла, другая часть идет на синтез молекул АТФ. При избытке углеводов в организме они превращаются в жиры.

Суточная потребность углеводов составляет 450-500 г. —

Обмен жиров. Жиры входят в состав растительной и животной пищи.

Часть синтезированного в организме жира откладывается в запас, другая часть поступает в клетку, где вместе с жироподобными веществами (липоидами) служит пластическим материалом, из которого строятся мембраны клеток и органоидов. Жиры- важный источник энергии.

При их окислении выделяются диоксид углерода, вода и освобождается энергия. Расщепление 1 г жиров сопровождается выделением 38,9 кДж энергии. Жиры могут синтезироваться в организме человека из углеводов и белков. Суточная потребность в них для взрослого человека 100 г.

Обмен жиров, белков и углеводов взаимосвязан. Отклонение от нормы обмена одного из этих веществ влечет за собой нарушение обмена других веществ. Например, при расстройстве обмена углеводов продукты их неполного распада нарушают обмен белков и жиров, расщепление которых тоже идет не до конца, с образованием ядовитых веществ, отравляющих организм.

Витамины (от лат. «вита» — жизнь) — органические соединения разнообразной химической природы, необходимые для нормального роста и развития организма. Они способствуют нормальному протеканию всех жизненных процессов в организме. Значение витаминов было доказано работами русского врача Н. И. Лунина в опытах над животными.

Заболевания, развивающиеся при недостатке витаминов в организме, называются авитаминозами. Здоровому взрослому человеку требуется в сутки всего несколько миллиграммов различных витаминов. Экспериментально было доказано, что витамины входят в состав ферментов, которые, являясь биологическими катализаторами, ускоряют обмен веществ.

При недостатке витаминов ферменты оказываются неполноценными, что приводит к нарушению обмена веществ. Витамины образуются в растительных организмах, но имеются и в продуктах животного происхождения. Обозначаются они заглавными буквами латинского алфавита: А, В, С, D, Е, К, РР, Н. Некоторые буквы, например В, охватывают целые группы: от B1 до B15.

Одни из них растворимы в жирах (А, D, Е), другие — в воде (В, С).

Важнейший из витаминов — витамин А. Его называют витамином роста, он участвует в окислительно-восстановительных реакциях обмена.

При нехватке в организме витамина А наблюдается сухость кожи, сухость роговицы глаза и ее помутнение. С недостатком витамина А связано нарушение сумеречного зрения («куриная слепота»).

Наиболее богаты витамином А печень рыб, сливочное масло, молоко, морковь, абрикосы и др.

Витамин С, или аскорбиновая кислота, синтезируется в растениях и накапливается в шиповнике, лимоне, черной смородине, зеленом луке, плодах клюквы и др. В настоящее время разработан промышленный синтез витамина С. При его недостатке развивается цинга. Особенно чувствуется нехватка витамина С к весне (у человека появляется сонливость, усталость, апатия).

Витамин D играет важную роль в обмене кальция, фосфора и в целом — в процессе образования костей. При отсутствии витамина D соли кальция и фосфора не откладываются в костях, а выводятся из организма и поэтому кости, особенно у детей, размягчаются.

Под тяжестью тела ноги искривляются, на ребрах образуются утолщения — четки, задерживается развитие зубов. Наиболее богаты витамином D печень рыб, сливочное масло, икра, желток яйца. Растения содержат вещество, близкое к витамину D, — эргостерин, который под влиянием солнечных и ультрафиолетовых лучей переходит в витамин D.

Эргостерин находится в коже человека, поэтому для детей необходимо пребывание на солнце.

Витамины группы В (B1, В2, В6, B12 и др.) регулируют многие ферментативные реакции обмена веществ, особенно обмена белков, аминокислот, нуклеиновых кислот.

При их недостатке нарушаются функции нервной системы (например, болезнь бери-бери), желудочно-кишечного тракта (поносы), кроветворных органов (злокачественное малокровие) и др.

Эти витамины содержатся в печени млекопитающих и некоторых рыб, в почках, петрушке и др.

Авитаминозы, возникающие от недостатка витаминов, могут развиться как в случае нехватки одного из витаминов, так и нескольких из них. Расстройства здоровья человека возможны и при избытке витаминов.

Макро- и микроэлементы

Источник: https://ehalov.ru/raznoe-2/kakuyu-funkciyu-v-obmene-veshhestv-kakie-funkcii-vypolnyaet-vidy-vozrastnye-osobennosti-bolezni.html

Обмен веществ. Виды обмена, возрастные и индивидуальные особенности

Обмен веществ и энергии — основа процессов жизнедеятельности организма. Обмен веществ — характерный признак всех живых существ. Без обмена веществ жизнь невозможна.

В организме человека, его органах, тканях, клетках непрерывно образуются, разрушаются, обновляются клеточные структуры и различные сложные химические соединения.

Для построения новых клеток организма, их непрерывного обновления, для работы таких органов, как мозг, сердце, желудочно-кишечный тракт, дыхательный аппарат, почки и т. д., а также для совершения человеком работы нужна энергия. Эту энергию человек получает в процессе обмена веществ.

 Источником энергии, необходимой для жизни, служат питательные вещества, поступающие в организм.

Анаболизмом называют реакцию биологического синтеза сложных молекул основных биологических соединений, специфичных для данного организма, из простых компонентов, поступающих в клетки организма. Например, из аминокислот в процессе анаболизма образуются сложные полипептиды, или белки. Анаболизм требует затраты энергии.

Энергия для анаболических процессов поставляется реакциямикатаболизма, при которых происходит расщепление молекул сложных органических веществ с освобождением энергии. Конечные продукты катаболизма — вода, углекислый газ, аммиак, мочевина, мочевая кислота и др.

— недоступны для дальнейшего биологического окисления в клетке и удаляются из организма. Превалирование анаболических процессов приводит к накоплению ткани, происходит рост организма; преобладание катаболизма над анаболизмом приводит к разрушению ткани, уменьшению массы организма — его истощению.

У взрослых обычно при нормальном состоянии организма анаболические и катаболические процессы находятся в состоянии равновесия.

Основные этапы обмена веществ в организме. Химические превращения пищевых веществ начинаются в пищеварительном тракте. Здесь сложные вещества пищи расщепляются до более простых, способных всосаться в кровь или лимфу.

Вещества, поступившие в результате всасывания в кровь или лимфу, приносятся в клетки, где и претерпевают основные изменения. Образовавшиеся сложные органические вещества входят в состав клеток и принимают участие в осуществлении их функций.

Конечные продукты внутриклеточного обмена частично идут на построение новых веществ клетки, а не используемые клеткой вещества удаляются из организма в результате деятельности органов выделения.

Вся энергия, которую тратит человек в процессе жизнедеятельности в течение суток, носит название общий обмен. Он складывается из расхода энергии на:

  • Основной обмен
  • Специфически динамическое действие пищи (усвоение пищи)
  • Рабочую прибавку (физическую(нервно-мышечную) деятельность).

Основной обмен. Энергетические затраты организма в условиях покоя, связанные с поддержанием минимального, необходимого для жизнедеятельности клеток уровня обменных процессов, называют основным обменом. Основной обмен определяют у человека в состоянии мышечного покоя — лежа, натощак, т. е.

через 12—16 ч после еды, при температуре окружающей среды 18—20°С (температура комфорта). У человека среднего возраста основной обмен составляет 4187 Дж на 1 кг массы в час. В среднем это 7140—7560 тыс. Дж в сутки. Для каждого человека величина основного обмена относительно постоянна.

Основной обмен у детей интенсивнее, чем у взрослых. У детей 8—9 лет основной обмен в 2—2,5 раза больше, чем у взрослого. Динамика основного обмена с возрастом тесно связана с энергетическими затратами на рост. Энергетические затраты на рост тем больше, чем моложе ребенок.

Так, расход энергии, связанный с ростом, в возрасте 3 месяцев составляет 36%, в возрасте 6 месяцев —26%, 10 месяцев —21 % общей энергетической ценности пищи. Величина основного обмена у девочек несколько ниже, чем у мальчиков. Это различие начинает проявляться уже во второй половине первого года жизни.

По изменению темпов ростовых процессов и интенсивности обмена девочки опережают мальчиков примерно на год.

Чем тяжелее мышечная работа, тем больше энергии тратит человек. У школьников подготовка к уроку, урок в школе требуют энергии на 20—50% выше энергии основного обмена. При ходьбе затраты энергии на 160%—170% превышают основной обмен. При беге, подъеме по лестнице затраты энергии превышают основной обмен в 3—4 раза.

Тренировка организма значительно сокращает расход энергии на выполняемую работу. Это связано с уменьшением числа двигательных единиц, принимающих участие в работе, а также с изменением дыхания и кровообращения.

При умственном труде энергетические затраты ниже, чем при физическом. У людей разных профессий затраты энергии различны.

Относительная величина общего суточного расхода энергии с возрастом уменьшается — с момента рождения и до взрослого состояния примерно в 3 раза

Обмен белков и изменение с возрастом потребности организма в белках.

Белки входят в состав цитоплазмы, гемоглобина, плазмы крови, многих гормонов, иммунных тел, поддерживают постоянство водно-солевой среды организма. Без белков нет роста. Ферменты, обязательно участвующие во всех этапах обмена веществ,— белки.

Продукты расщепления белков в пищеварительном тракте — аминокислоты всасываются в кровь, из этих аминокислот синтезируются белковые структуры организма. Аминокислоты бывают незаменимые (при их отсутствии синтез белков в организме резко нарушается) и заменимые (могут быть заменены другими или синтезированы в самом организме в процессе обмена веществ).

Белки пищи, содержащие весь необходимый набор аминокислот для нормального синтеза белка организма, называют полноценными. Наиболее высокая биологическая ценность у белков яиц, мяса, молока, рыбы. В организме ребенка идут интенсивно процессы роста и формирования новых клеток и тканей.

Это требует поступления в детский организм относительно большего количества белка, чем у взрослого человека. Чем интенсивнее идут процессы роста, тем больше потребность в белке.

Особенности жирового обмена в детском возрасте. Поступивший с пищей жир в пищеварительном тракте расщепляется на глицерин и жирные кислоты, которые всасываются в основном в лимфу и лишь частично в кровь.

В организме из этих веществ, а также из продуктов обмена углеводов и белков синтезируется жир, который используется организмом прежде всего как богатый источник энергии. При распаде жира выделяется в 2 раза больше энергии, чем при распаде равного количества белков и углеводов.

Кроме того, жир является обязательной составной частью клеточных структур: цитоплазмы, ядра и клеточной мембраны, особенно нервных клеток. Не израсходованный в организме жир откладывается в запас в виде жировых отложений.

С жирами в организм поступают растворимые в них витамины (витамины A, D, Е и др.), имеющие для человека жизненно важное значение. На 1 кг массы взрослого человека в сутки должно поступать с пищей 1,25 г жиров (80—100 г в сутки). Конечные продукты обмена  жиров — углекислый  газ  и  вода.

В организме ребенка первого полугодия жизни за счет жиров покрывается примерно на 50% потребность в энергии. Без жиров невозможна выработка общего и специфического иммунитета. Обмен жиров у детей неустойчив, при недостатке в пище углеводов или при усиленном их расходе быстро истощаются депо жира. Всасывание жиров у детей идет интенсивно.

При грудном вскармливании усваивается до 90% жиров молока, при искусственном — 85—90%; у старших детей жиры усваиваются на 95-97%.

Обмен углеводов и его возрастные особенности. Углеводы являются основным источником энергии. Наибольшее количество углеводов содержится в злаках, картофеле. Богаты углеводами также овощи и фрукты. Расщепившись в пищеварительном тракте до глюкозы, углеводы всасываются в кровь и усваиваются клетками организма.

При отсутствии углеводов в пище они могут вырабатываться из продуктов распада белков и жиров. Особенно чувствительной к снижению уровня глюкозы в крови (глипогликемии) является центральная нервная система.

Уже незначительное снижение сахара в крови вызывает слабость, головокружение, при значительном падении углеводов наступают разные вегетативные расстройства, судороги, потеря сознания. Углеводы обладают способностью быстро распадаться и окисляться.

Быстрота распада глюкозы и возможность быстрого извлечения и переработки ее резерва — гликогена создают условия для экстренной мобилизации энергетических ресурсов при резком эмоциональном возбуждении, интенсивных мышечных нагрузках. При сильном утомлении во время продолжительных спортивных соревнований прием нескольких кусочков сахара улучшает состояние организма.

Интенсивный рост детского организма требует значительных количеств пластического материала — белков и жиров. Поэтому у детей образование углеводов из белков и жиров ограниченно.

Водно-солевой обмен. Значение воды и минеральных солей в процессе роста и развития ребенка. Хотя ни вода, ни минеральные соли не являются источниками энергии, их поступление и выведение из организма является условием его нормальной жизнедеятельности. Ведь все превращения веществ в организме совершаются в водной среде.

Вода растворяет пищевые вещества, поступившие в организм вместе с минеральными веществами, она принимает участие в построении клеток и во многих реакциях обмена. Вода и минеральные соли являются основной составной частью плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости, создают в основном внутреннюю среду организма.

Вода участвует в регуляции температуры тела, испаряясь, она предохраняет тело от перегрева. Все пищеварительные соки содержат воду и минеральные соли. Вода составляет большой процент массы тела (у взрослого человека примерно 65%, у детей 75—80%). Особенно велико содержание воды в крови (92%).

Человек без воды может существовать значительно меньше времени, чем без пищи,— всего несколько дней. При нормальной температуре окружающей среды и нормальном пищевом режиме потребность воды у взрослого человека составляет 2—2,5 л.

Это количество воды поступает из следующих источников: 1) воды, потребляемой при питье (около 1 л); 2) воды, содержащейся в пище (около 1 л); 3) воды, которая образуется в организме при обмене белков, жиров и углеводов (300—350 см3). Если воды выводится из организма больше, чем поступает в него, возникает чувство жажды.

Отношение количества потребленной воды к количеству выделенной составляет водный баланс. Организм ребенка быстро теряет и быстро накапливает воду.

Организм нуждается в постоянном поступлении минеральных солей. Минеральные вещества необходимы для нормального функционирования организма. Так, с наличием минеральных веществ, содержащих натрий, калий, хлор, связано явление возбудимости — одно из основных свойств живого. Рост и развитие костей, мышц зависят от содержания минеральных веществ.

Они определяют реакцию крови (рН), способствуют нормальной деятельности сердца и нервной системы, используются для образования гемоглобина (железо), соляной кислоты желудочного сока (хлор). Минеральные соли создают столь необходимое для жизнедеятельности клеток определенное осмотическое давление.

В молоке имеется идеальное соотношение солей кальция и фосфора, поэтому включение молока в рацион питания детей обязательно.

Витамины и их значение. Витамины — органические соединения, совершенно необходимые для нормального функционирования организма. Витамины входят в состав многих ферментов. Это объясняет важную роль витаминов в обмене веществ.

Витамины способствуют действию гормонов, а также повышению сопротивляемости организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды (инфекция, действие высокой и низкой температуры и т.д.). Они необходимы для стимулирования роста, восстановления тканей и клеток после травм и операций.

В отличие от ферментов и гормонов, большинство витаминов не образуется в организме человека. Главным их источником являются овощи, фрукты и ягоды. Содержатся витамины также в молоке, мясе, рыбе.

Витамины требуются в очень небольших количествах, но их недостаточность или отсутствие в пище нарушает образование соответствующих ферментов.

Источник: https://students-library.com/library/read/87237-obmen-vesestv-vidy-obmena-vozrastnye-i-individualnye-osobennosti

Обмен веществ у детей

У детей в период их роста и развития анаболические процессы преобладают над катаболическими, причем степень преобладания соответствует скорости роста, которая отражает изменение массы за определенное время.

Процессы обмена в организме человека связаны с определенными структурными образованиями. В митохондриях совершается большая часть обменных процессов, специально окислительные и энергетические процессы (цикл Кребса, дыхательная цепь, окислительное фосфорилирование и др.).

Поэтому митохондрии клетки часто называют «силовыми станциями» клетки, которые снабжают энергией все остальные ее части. В рибосомах осуществляется синтез белков, а необходимая энергия для синтеза получается из митохондрий.

Основное вещество протоплазмы — гиалоплазма — принимает большое участие в процессах гликолиза и других ферментативных реакциях.

Наряду с клеточными структурами, тканями и органами, создаваемыми в процессе онтогенеза всего однажды и на всю жизнь, многие клеточные структуры не являются постоянными.

Они находятся в процессе непрерывного построения и расщепления, что зависит от обмена веществ. Известно, что продолжительность жизни эритроцитов составляет 80-120 дней, нейтрофилов — 1-3 дня, тромбоцитов — 8-11 дней.

Половина всех белков плазмы крови обновляется за 2-4 дня. Даже вещество кости и эмаль зубов постоянно подвергаются обновлению.

Поступательное развитие человеческого организма определяется наследственной информацией, благодаря которой образуются специфичные для каждой ткани человека белки. Многие из генетически детерминированных белков входят в состав ферментных систем человеческого организма.

Таким образом, по своей сути все процессы обмена веществ являются ферментативными и протекают последовательно, что координируется сложной системой цепей регуляции с прямыми и обратными связями.

У ребенка, в отличие от взрослого, происходит становление и созревание обменных процессов, отражающее общую тенденцию развития и созревания организма со всеми их дисгармониями и критическими состояниями.

Факторы внешней среды могут выступать как индукторы и стимуляторы созревания обменных процессов или целых функциональных систем. Вместе с тем нередко грани между позитивным, стимулирующим развитие внешним воздействием (или его дозой) и тем же воздействием с разрушительным патологическим эффектом могут быть очень тонкими.

Выражением этого является лабильность обмена, частые и более выраженные его нарушения при различных условиях жизни или заболеваниях.

[11], [12], [13], [14], [15], [16]

Нарушение обмена веществ у детей

У детей нарушения обмена веществ условно можно разделить на три группы.

Первая группа болезней обмена веществ — это наследственные, генетически обусловленные заболевания, реже — анатомические пороки развития.

Как правило, основой таких обменных заболеваний является дефицит (различной выраженности) фермента или ферментов, необходимых для метаболизации того или иного вещества, и отмечается устойчивая неблагоприятная ситуация с расщеплением исходных пищевых компонентов, промежуточной трансформацией или синтезом новых метаболитов или элиминацией конечных продуктов.

Нередко дефицит или избыток веществ, возникающие в условиях измененного обмена, оказывают весьма существенное влияние на жизнеспособность ребенка или его физиологические функции.

Сохранение здоровья или нормальной жизнедеятельности для таких больных требует постоянных мер коррекции и помощи, нередко пожизненных ограничений, заместительных мер, клинико-лабораторного мониторинга, специальных продуктов питания. Значительная часть генетически детерминированных болезней или нарушений обмена веществ может вообще не проявляться клинически в детском возрасте.

Дети — носители этого патологического состояния привлекают к себе внимание только во взрослом периоде жизни после возникновения у них относительно ранних или тяжелых форм сосудистых заболеваний (атеросклероз сосудов головного мозга или сердца), гипертонической болезни, хронических обструктивных заболеваний легких, цирроза печени и т. д. Относительно раннее выявление генетических или биохимических маркеров этих заболеваний исключительно эффективно для предупреждения их быстрого прогрессирования во взрослом периоде жизни.

Вторая группа — транзиторные нарушения обмена веществ. Они обусловлены задержкой созревания определенных ферментных систем к рождению ребенка или слишком ранним контактом с тем веществом, которое нормально переносится детьми в более старшем возрасте. Это мы определяем как болезни, состояния или реакции дезадаптации.

Дети, страдающие задержкой развития ферментных систем, обычно не справляются с той пищевой нагрузкой, которую переносят большинство детей.

Одним из этих транзиторных нарушений является, например, транзиторная лактазная недостаточность, которая проявляется частым жидким стулом кислой реакции и пенистого вида в первые 1/2-2 мес жизни. При этом дети нормально набирают массу тела, не имеют каких-либо видимых отклонений.

Обычно к 2-3 мес стул нормализуется, и даже, наоборот, ребенок страдает запором. Такие состояния обычно не требуют необходимых при генетически обусловленной лактазной недостаточности подходов.

У некоторых детей первых дней жизни при кормлении грудью возникает преходящая гиперфенилаланинемия, которая исчезает по мере роста ребенка. Это группа преимущественно соматических нарушений, которые наследственно не обусловлены. Их можно трактовать как «критические состояния развития», как физиологическую базу для реакций или состояний дезадаптации.

Третья группа — синдромы нарушения обмена веществ, возникающие во время различных заболеваний или сохраняющиеся какой-то период после перенесенного заболевания (например, синдром мальабсорбции после кишечных инфекций).

Это наиболее многочисленная группа, с которой встречается врач. Среди них часто наблюдается лактазная и сахаразная недостаточность, обусловливающая синдром затяжной (иногда и хронической) диареи после кишечных инфекций.

Обычно соответствующие диетические мероприятия позволяют устранить эти проявления.

Возможно, что имеется весьма существенная генетическая основа и в таких транзиторных состояниях, так как они выявляются не у каждого ребенка, но степень выраженности этого генетического предрасположения нарушения обмена веществ существенно ниже, чем при постоянной пищевой интолерантности.

Источник: https://ilive.com.ua/health/obmen-veshchestv-u-detey_109707i16018.html

Возрастные особенности обмена веществ. Часть 1

В этой части лекции «Возрастные особенности обмена веществ» речь идет об особенностях обмена белков.

Особенности обмена белков

Потребность в белке у растущего организма больше, чем у взрослого. В период роста белок необходим для формирования новых клеток и тканей. Чем меньше возраст ребенка, тем большее количество белка требуется на каждый килограмм массы тела.

Так, на первом году жизни ребенка на каждый килограмм массы тела требуется 5-5,5 г белка, в возрасте от 1 года до 3 лет — 4-4,5 г, от 4 до 7 лет — 3,5-4 г, от 8 до 12 лет — 3 г, старше 12 лет — 2-2,5 г. Потребность у мальчиков в белках больше, чем у девочек.

Синтез белка в развивающемся организме преобладает над его распадом. Поэтому для детей характерен положительный азотистый баланс. Существуют оптимальные суточные дозы белков, при которых отмечается максимальная задержка, или ретенция, азота в организме.

Например, в возрасте от 1,5 до 3 лет максимальная ретенция отмечается при 4 г белка на 1 кг массы тела. Увеличение количества белка выше этой нормы не сопровождается ростом задержки азота в организме. Ретенция азота зависит также от количественного соотношения белков, жиров и углеводов в питании ребенка.

Наилучшая ретенция отмечается в тех случаях, когда это соотношение равно 1:1:4. Особенно необходимо, чтобы дети получали с пищей достаточные количества незаменимых аминокислот.

Лизина, который способствует росту и кроветворению, требуется в сутки 3,2-4,8 г; суточное потребление триптофана, также необходимого для роста, равно 1 г и т.д. У детей в возрасте от 1 до 3 лет 75% белка, получаемого с пищей, должно быть животного происхождения, 25% — растительного.

С увеличением возраста содержание в пище белков животного происхождения должно уменьшаться, и в 5 лет количество того и другого белка должно быть одинаковым. В пище детей старшего школьного возраста, как и у взрослых, животный белок должен составлять 30%, а растительный — 70%.

Чем меньше возраст детей, тем менее интенсивно идет распад аминокислот до конечных продуктов обмена. Соответственно, у детей первых месяцев жизни выводится с мочой наибольшее количество аминокислот. К концу первого года количество их в моче становится таким же, как и у взрослых.

Азотистый обмен детей характеризуется наличием в их моче креатина, в то время как моча взрослых его не содержит. Считают, что это связано с недостаточным развитием мышц, удерживающих во взрослом состоянии креатин. Только к 17-18 годам креатин исчезает из мочи.

Относительное количество мочевины в моче детей до 6 лет возрастает, а затем начинает уменьшаться. Количество мочевой кислоты, также рассчитанное на 1 кг массы тела, с возрастом уменьшается.

Источник: http://www.psyworld.ru/for-students/lectures/anatomy-and-physiology-of-a-childrens-organism/764-2009-09-18-07-14-39.html

Ссылка на основную публикацию