Особенности обмена веществ и энергии у детей и подростков

          Министерство Образования  и Науки Украины 

Национальный  Университет Физического  Воспитания и Спорта Украины 
 
 

                          
 

                       Кафедра :  
 
 
 

                                       

                      
 
 

                     Реферат с дисциплины «Биохимия»

                                                  На тему:

        «Особенности обмена веществ и энергии у детей и подростков» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                             
 

                                                                                         Студента 1-го курса, группы №52

                                                                                              Кулешова Владислава Юрьевича 
 
 
 
 

                                                       План 

Введение  

1. Пища как единственный  источник энергии  в организме  

2. Ассимиляция и  диссимиляция  

3. Обмен белков, жиров,  углеводов у детей  

4. Энергетическая сторона  обмена, скрытая энергия белков, жиров, углеводов   

5. Положительный баланс  азота у детей  

6. Энергетическая ценность  различных пищевых  продуктов  

7. Превращение энергии  в организме расход  энергии в различные  периоды       

Заключение  

Список  использованной литературы

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение  :  

         С древних времен люди понимали  огромное значение питания для  здоровья. Мыслители древности Гиппократ,  Цельс, Гален и другие посвящали  целые трактаты лечебным свойствам  различных видов пищи и разумному ее потреблению. Выдающийся ученый Востока Абу Али Ибн Сина (Авиценна) считал пищу источником здоровья, силы, бодрости.

И.И. Мечников полагал, что люди преждевременно стареют  и умирают в связи с неправильным питанием и что человек, питающийся рационально, может жить 120-150 лет.

Питание обеспечивает важнейшую функцию организма  человека, поставляя ему энергию, необходимую для покрытия затрат на процессы жизнедеятельности. Обновление клеток и тканей также происходит благодаря поступлению в организм с пищей «пластических» веществ — белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных солей. Наконец пища — источник образования ферментов, гормонов и других регуляторов обмена веществ в организме.

Для поддержания  нормального течения энергетических, пластических и каталитических процессов организму требуется определенное количество разнообразных пищевых веществ. От характера питания зависит обмен веществ в организме, структура и функции клеток, тканей, органов.

Правильное питание, с учетом условий жизни, труда и быта, обеспечивает постоянство внутренней среды организма человека, деятельность различных органов и систем и, таким образом, является непременным условием хорошего здоровья, гармонического развития, высокой работоспособности.

Неправильное  питание значительно снижает защитные силы организма и работоспособность, нарушает процессы обмена веществ, ведет к преждевременному старению и может способствовать возникновению многих заболеваний, в том числе и инфекционного происхождения, так как ослабленный организм подвержен любому отрицательному воздействию.

Биологическая ценность пищи определяется содержанием  в ней необходимых организму  незаменимых пищевых веществ  — белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных солей. Для нормальной жизнедеятельности человека требуется не только снабжение его адекватным (соответственно нуждам организма) количеством энергии и пищевых веществ, но и соблюдение определенных взаимоотношений между многочисленными факторами питания, каждому из которых принадлежит специфическая роль в обмене веществ. Питание, характеризующееся оптимальным соотношением пищевых веществ, называется сбалансированным.

Источниками пищевых  веществ являются продукты питания  животного и растительного происхождения, которые условно разделяют на несколько основных групп. Первая группа включает молоко и молочные продукты (творог, сыры, кефир, простоквашу, ацидофилин, сливки и др.); вторая — мясо, птицу, рыбу, яйца и изготовленные из них продукты; третья — хлебобулочные, макаронные и кондитерские изделия, крупы, сахар, картофель; четвертая — жиры; пятая — овощи, фрукты, ягоды, зелень; шестая — пряности, чай, кофе и какао.

В природе нет  идеальных продуктов питания, которые  содержали бы комплекс всех пищевых  веществ, необходимых человеку (исключение составляет материнское молоко). При разнообразном питании, то есть смешанной пищей, состоящей из продуктов животного и растительного происхождения, в организм человека обычно поступает вполне достаточно питательных веществ. Разнообразие продуктов питания в рационе положительно влияет на его пищевую ценность, так как различные продукты дополняют друг друга недостающими компонентами. Кроме того, разнообразное питание способствует лучшему усвоению пищи.  

1.

Свободная энергия  для организма может поступать  лишь с пищей. Она аккумулирована в сложных химических связях белков, жиров и углеводов. Для того чтобы освободить эту энергию, питательные вещества вначале подвергаются гидролизу, а потом - окислению в анаэробных или аэробных условиях.

В процессе гидролиза, который осуществляется в желудочно-кишечном тракте, высвобождается незначительная часть свободной энергии (менее 0,5%). Она не может быть использована для нужд биоэнергетики, т.к. не аккумулируется макроэргами типа АТФ. Она превращается лишь в тепловую энергию (первичную теплоту), которая используется организмом для поддерживания температурного гомеостаза.

2-й этап высвобождения  энергии – это процесс анаэробного  окисления. В частности, таким  способом высвобождается около  5% всей свободной энергии из  глюкозы при окислении до молочной кислоты. Эта энергия, однако, аккумулируется макроэргом АТФ и используется на совершение полезной работы, например, для мышечного сокращения, для работы натрий-калиевого насоса, но, в конечном итоге, она тоже превращается в теплоту, которая называется вторичной теплотой.

3-й этап –  основной этап высвобождения  энергии до 94,5% всей энергии, которая  способна высвободиться в условиях  организма. Осуществляется этот  процесс в цикле Кребса: в нем  происходит окисление пировиноградной  кислоты (продукт окисления глюкозы) и ацетилкоэнзима А (продукт окисления аминокислот и жирных кислот). В процессе аэробного окисления свободная энергия высвобождается в результате отрыва водорода и переноса его электронов и протонов по цепи дыхательных ферментов на кислород. При этом освобождение энергии идет не одномоментно, а постепенно, поэтому большую часть этой свободной энергии (примерно 52-55%) удается аккумулировать в энергию макроэрга (АТФ). Остальная часть в результате «несовершенства» биологического окисления теряется в виде первичной теплоты. После использования свободной энергии, запасенной в АТФ, для совершения полезной работы она превращается во вторичную теплоту.

Таким образом, вся свободная энергия, которая  высвобождается при окислении питательных  веществ, в конечном итоге, превращается в тепловую энергию. Поэтому замер количества тепловой энергии, которую выделяет организм, является методом определения энерготрат организма.

В результате окисления  глюкоза, аминокислоты и жирные кислоты  в организме превращаются в углекислый газ и воду.

Энергетический  обмен животного организма (валовый  обмен) складывается из основного обмена и рабочей прибавки к основному  обмену. Исходной величиной уровня обменных процессов является основной обмен. Указанные стандартные условия определения основного обмена характеризуют те факторы, которые могут влиять на интенсивность процессов обмена веществ у человека.

При полном распаде  в организме 1 г белков и 1 г углеводов  выделяется по 4 ккал (16,747 кДж) энергии, 1 г жиров — 9 ккал (37,681 кДж), этилового спирта — 7 ккал (29,309 кДж), органических кислот (лимонной, яблочной, уксусной и др.) — по 2,5-3,6 ккал (10,4670-15,0724 кДж). Другие пищевые вещества не являются источниками энергии. Таким образом, если точно знать, какое количество энергетических веществ поступает с пищей в организм человека (это определяется по специальным таблицам), можно легко подсчитать суточное количество полученной энергии.

Продукты питания  не равнозначны по энергетической ценности; она зависит от их химического состава. Основным энергетическим материалом служат углеводы, жиры и, частично, белки. Из этого не следует, что пищевые вещества могут быть заменены друг другом и для организма безразлично, за счет каких продуктов получена энергия. Значение различных продуктов питания определяется не только энергетической ценностью, но и их качественным составом.

В зависимости  от количества энергии все пищевые  продукты делятся на продукты с высокой, средней и низкой энергетической ценностью. К продуктам с высокой  энергетической ценностью относятся сливочное и растительные масла, животные жиры, жирная свинина, сахар, мед, кондитерские изделия. Среднюю энергетическую ценность имеют умеренной жирности колбасы, мясо и рыба, сметана, сливки, сыр, хлебобулочные и макаронные изделия, крупы. Низкой энергетической ценностью характеризуются овощи и фрукты, ягоды, молоко, кефир, нежирные сорта мяса, рыбы, тощий творог, яйца.

Поступившие в  избытке в организм пищевые вещества превращаются в жиры и откладываются  в жировой ткани, что при определенных условиях может привести к развитию ожирения. Основной обмен веществ осуществляется в процессе жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя. При заболеваниях, сопровождающихся повышением температуры тела, он повышается (при тиреотоксикозе, туберкулезе, легочной и сердечной недостаточности).

Соответствие  поступающих в организм энергетических веществ затратам энергии на его  жизнедеятельность обеспечивается сбалансированным питанием. Достоверным  показателем соответствия поступления и расхода энергии в организме взрослого человека является постоянство массы тела. Избыточная энергетическая ценность рациона питания приводит к увеличению массы тела. При недостатке пищи организм расходует запасные энергетические вещества, в результате чего человек теряет в массе тела. При длительной нехватке питательных веществ расходуются не только запасные вещества, но и белки клеток, что существенно снижает защитные свойства организма и неблагоприятно сказывается на состоянии здоровья.  

2.

Пластический и энергетический обмены клетки (ассимиляция и диссимиляция). В клетке обнаружены примерно тысяча ферментов. С помощью такого мощного каталитического аппарата осуществляется сложнейшая и многообразная химическая деятельность. Из громадного числа химических реакций клетки выделяются два противоположных типа реакций - синтез и расщепление.

Реакция синтеза. В клетке постоянно идут процессы созидания.

Из простых  веществ образуются более сложные, из низкомолекулярных - высокомолекулярные. Синтезируются белки, сложные углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты. Синтезированные вещества используются для построения разных частей клетки, ее органоидов, секретов, ферментов, запасных веществ. Синтетические реакции особенно интенсивно идут в растущей клетке, постоянно происходит синтез веществ для замены молекул, израсходованных или разрушенных при повреждении. На место каждой разрушенной молекулы белка или какого-нибудь другого вещества встает новая молекула. Таким путем клетка сохраняет постоянными свою форму и химический состав, несмотря на непрерывное их изменение в процессе жизнедеятельности.

Синтез веществ, идущий в клетке, называют биологическим  синтезом или сокращенно биосинтезом. Все реакции биосинтеза идут с  поглощением энергии. Совокупность реакций биосинтеза называют пластическим обменом или ассимиляцией (лат. "симилис" - сходный). Смысл этого процесса состоит в том, что поступающие в клетку из внешней среды пищевые вещества, резко отличающиеся от вещества клетки, в результате химических превращений становятся веществами клетки.

Реакции расщепления. Сложные вещества распадаются на более простые, высокомолекулярные - на низкомолекулярные. Белки распадаются  на аминокислоты, крахмал - на глюкозу. Эти вещества расщепляются на еще  более низкомолекулярные соединения, и в конце концов образуется совсем простые, бедные энергией вещества - СО2 и Н2О. Реакции расщепления в большинстве случаев сопровождаются выделением энергии. Биологическое значение этих реакций состоит в обеспечении клетки энергией. Любая форма активности - движение, секреция, биосинтез и др. - нуждается в затрате энергии.