Анатомія, фізіологія дітей з основами гігієни та фізкультури - Антонік В.І. - 4.8. Вікові особливості обміну речовин та енергії. Режим раціонального харчування дітей

Як відомо, обмін речовин та енергії є основою життєдіяльності всіх живих істот. В більшості органів і тканин організму людини постійно відмирають і народжуються нові клітини, синтезуються і руйнуються окремі клітинні елементи та хімічні сполуки. В ролі будівельного (пластичного) матеріалу для нових утворень виступають продукти перетравлення білків, жирів та вуглеводів, а також вітаміни, неорганічні речовини та питна вода. Разом з цим, життєдіяльність і робота всіх систем та органів, всі будівельні та руйнівні процеси організму і, нарешті, процеси зовнішньої розумової або фізичної роботи людини потребують витрат енергії. Джерелом енергії, як і постачальником будівельних матеріалів, є споживчі речовини їжі. Так як утворення і руйнування біологічних структур, а також утворення і витрачання енергії на протязі життя відбуваються безперервно, одночасно і в тісному взаємозв'язку, то ці процеси називаються обміном речовин та енергії або для скорочення обміном речовин.

Під обміном речовин всередині організму слід розуміти зміни, яких зазнають всі компоненти їжі з моменту їх надходження у травний тракт до виведення назовні зайвих продуктів розпаду власних клітин організму, що відмирають. Всі процеси обміну речовин керуються ферментами, а вся сукупність ферментативних реакцій обміну, що відбуваються в організмі, називається метаболізмом. В окремих клітинах може налічуватись більше 1000 ферментів і вони здатні діяти в певній послідовності: продукт реакції, каталіз якої активізує перший фермент, стає субстратом для наступної реакції, якою керує наступний фермент і так далі.

При обміні речовин відбуваються два протилежні процеси: анаболізм і катаболізм, або асиміляція і дисиміляція.

Анаболізм (від грецького anaboie — підйом), або асиміляція — це реакції біологічного синтезу складних органічних сполук з простих компонентів (амінокислот, жирних кислот, моноцукрів та інших), що потрапляють в клітини організму. Наприклад, із амінокислот утворюються білки клітин; жирні кислоти використовуються для побудови матрикса (стінок) органел клітин та для іншого. Анаболізм завжди супроваджу-ються накопиченням енергії, наприклад, у формі макроергічних структур типу аденозінтрифосфорної кислоти (А ТФ). В результаті анаболізму створюються нові клітини, або їх елементи замість тих що відмирають (руйнуються), а також виростають нові клітини і тканини під час росту організму дітей, або при збільшенні маси тіла у дорослих. Анаболізм (синтез) білків називається пластичним обміном.

Енергія для анаболізму та для всіх видів внутрішньої та зовнішньої роботи організму утворюється реакціями катаболізму (від грецького katabole — руйнування), або дисиміляції, при котрих відбувається розщеплення молекул органічних речовин з виділенням квантів енергії. Кінцевими продуктами катаболізму є вода, вуглекислий газ, сечовина, сечова і молочна кислоти та інші продукти, що зайві організму і які підлягають видаленню. Енергія в основному утворюється за рахунок реакцій фосфорилювання аденінових сполук і перетворення аденозінтрифосфорної кислоти (АТФ) у аденозіндіфосфорну кислоту (АДФ) з наступним ресиитезом АТФ. При вказаних перетвореннях саме і виділяються кванти енергії.

В залежності від співвідношення процесів анаболізму і катаболізму можливі три варіанти стану організму:

• динамічна рівновага, коли процеси анаболізму і катаболізму врівноважені, кількість клітин і тканин не змінюється, що властиво дорослому, здоровому організму у збалансованому стані; ріст, коли процеси анаболізму перебільшують, відбувається накопичення тканин, тобто ріст розмірів організму, що властиво дитячому організму або організму, який набирає вагу;

• часткова втрата структур тіла, коли перебільшують процеси катаболізму. При такому стані йде втрата тканин, зменшення маси тіла, виснаження організму. Таке властиво хворому або старіючому організму, а також організму, в якому цілеспрямовано зменшують масу тіла.

Для нормальної життєдіяльності організму необхідно своєчасне і повне забезпечення його клітин пластичними матеріалами та енергією, адекватно тим фактичним витратам, які потребує відповідна функціональна активність. За цих умов інтенсивність і напрямок обміну речовин кожну мить повинен відповідати потребам клітин та адекватно змінюватись. Наприклад, потреба м'язів у АТФ при переході від стану спокою до напруженої фізичної роботи за 1 секунду може зростати більше ніж у 100 разів.

Саморегуляція пластичного та енергетичного обмінів здійснюється за рахунок зміни активності ферментів, а зовнішня регуляція цього процесу забезпечується на клітинному, гуморальному та нервовому рівнях. При клітинній регуляції фермент змінює швидкість біохімічних реакцій, з'єднуючись з субстратом, що приймає участь у цих реакціях. Після змін субстрату, фермент виходить із комплексу реакцій непошкодженим і починає новий цикл. Швидкість таких реакцій в окремих клітинах коливається від 6 до 40 тис. за хвилину. При гуморальній регуляції гормони діють на ферменти, пригнічуючи або підсилюючи їх активність. При нервовій регуляції або змінюється інтенсивність роботи ендокринних залоз, або безпосередньо змінюється активність самих ферментів у клітинах.

Обмін речовин і енергії складається з обміну білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, неорганічних сполук та води.