Обмен веществ и питание

в процессе работы над учебными элементами вы должны:

► виды обменных процессов в организме;

► принципы рационального питания;

► физиологическое значение для организма белков, жиров, углеводов,

витаминов и минеральных веществ;

уметь:

► рассчитать суточную потребность в калориях;

►составить полноценный дневной рацион пищевых продуктов;

увидеть:

►значимость изучения обмена веществ и питания;

► полученные знания, отработать навыки;

► методический навык (взаимоконтроль, самоконтроль, обучение

работе по модульной технологии).

Диагностические индексы:

Уровень сложности (по трехбальной шкале) изучаемого материала …………… средний

Время (в уч.часах), необходимое для выполнения заданий модуля …………..… 4 часа

(2 часа – для аудиторной работы, 2 часа – для самостоятельной работы)

в организме

Жизнедеятельность организма требует постоянного поступления веществ для строительства клеток, поддержания обменных процессов и получения энергии, а также выведения продуктов распада. Источником энергии, пластического (строительного) материала, необходимых для обмена веществ витаминов и микроэлементов является питание — усвоение питательных веществ, поступающих с пищей. В процессе переваривания составные части пищи расщепляются и через стенки кишечника всасываются в кровь. Кровь транспортирует их различные органы и ткани.

Под обменом веществ, или метаболизмом, понимается совокупность изменений, которые претерпевают вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт до образования конечных продуктов распада, выделяемых из организма. В результате сложных изменений из компонентов, поступающих в клетки с пищей, образуются молекулы основных биологических соединений, специфических для данного организма. Этот процесс называется анаболизмом. Наряду с анаболизмом в организме непрерывно идет и процесс распада — катаболизм, или расщепление органических веществ с высвобождением энергии химических связей, которая по необходимости может превращаться в другие виды энергии: механическую и тепловую. Конечные продукты катаболизма (вода, углекислый газ, аммиак, мочевина, мочевая кислота) удаляются из организма через кровеносную и лимфатическую систему и органы выделения (почки, пищеварительный тракт, кожу, легкие). Соотношение процессов катаболизма и анаболизма определяет рост или разрушение тканей живого организма. В детском и подростковом возрасте анаболизм преобладает над катаболизмом: чем интенсивнее идут процессы роста, тем больше относительная потребность организма в питательных веществах, воде и энергии.

Все процессы, протекающие в организме, требуют определенных затрат энергии. Расход энергии в количественном отношении и ее поступление в организм выражают в тепловых единицах — калориях и килокалориях. Килокалория равняется количеству тепла, необходимого для повышения температуры 1 л воды на 1С. В среднем при сгорании внутри организма 1 г белка выделяется 4,1 кал, 1 г жира — 9,3 и 1 г углевода — 4,1 кал.

Минимальное количество калорий, необходимое для обеспечения потребностей организма, находящегося в состоянии полного мышечного и нервного покоя, называется энергией основного обмена. Основной обмен на единицу веса тела у детей значительно выше, чем у взрослых, так как в процессе роста и формирования новых клеток и тканей энергии затрачивается тем больше, чем младше ребенок (табл.1).
Таблица 1 Средние величины основного обмена у детей и подростков

Возраст	Основной обмен (ккал/кг массы тела)	Основной обмен (ккал/сутки)
1 месяц	60	250
До 1 года	55	550
От 1 до 3 лет	52	660
От 3 до 7 лет	48	900
От 7 до 11 лет	25	650
От 11 до 18 лет	24	>690

Органы и системы детского организма растут и развиваются, в тканях и клетках процессы ассимиляции преобладают над процессами диссимиляции — это требует постоянного и интенсивного поступления строительного материала в виде питательных веществ, прежде всего белков. Пластические процессы, или процессы построения тканей организма, требуют не только «строительного материала», но и значительных энергетических затрат, идущих на переработку этого материала с образованием специфичных для него биохимических соединений. Особенно высоки эти затраты в период, когда идет активная прибавка массы тела и роста, — в первый год жизни. Известно, что к 4-4,5 месяцам жизни масса тела ребенка удваивается, а к 10-11 месяцам — утраивается, рост ребенка к концу года увеличивается на 25 см. Для обеспечения быстрого нарастания массы тела и роста в первые три месяца жизни тратится 46% энергии, образующейся из поступающей пищи. Постепенно пластические процессы замедляются, уменьшается расход на них энергии. В возрасте 3-6 месяцев он составляет 26%, 6-9 месяцев — 13%, в 9-12 месяцев — 8%.

Кроме расходов на рост и развитие, энергия используется на усвоение поступающей пищи. Расход энергии на усиление обмена веществ в ответ на принятую пищу называется специфическим динамическим действием пищи. У детей этот вид затраты энергии значительно меньше, чем у взрослых. Повышение обмена (и соответственно расхода энергии) более выражено при приеме белковой пищи и менее — содержащей жиры и углеводы.

При физической и умственной работе обмен усиливается, общее количество пищевых веществ, требующихся для его поддержания, возрастает. С ростом и развитием ребенка расходы энергии на мышечную работу повышаются вследствие увеличения двигательной активности. У детей раннего возраста двигательная активность относительно небольшая, но и у них расход энергии при крике и плаче может повышаться на 100-200%.

Таким образом, общую потребность ребенка в энергии составляют ее затраты на обеспечение пластических процессов, связанных с ростом ребенка, а также затраты на двигательную и умственную активность, основной обмен и специфическое динамическое действие пищи.

Для нормального развития энергетическая ценность потребляемой ребенком и подростком пищи должна в среднем на 10% превышать ежедневные энергозатраты. Нарушение этого правила приводит к остановке роста и прибавки массы тела, изменению физиологических функций организма, способствует снижению сопротивляемости инфекциям. Наиболее высока потребность в калориях (125-130 ккал/кг) у детей первых трех месяцев жизни, к году она снижается до 100 ккал на 1 кг массы тела.

Рассчитать суточную потребность в калориях можно по следующей формуле:

для детей до 1 года:

125 - 2 х П/кг, где II — возраст ребенка (месяцев);

для детей после 1 года:

100 - 2 х П/кг, где П — возраст ребенка (лет).

Так, для ребенка 5 лет суточная потребность в калориях на 1 кг массы тела будет составлять 100 - (2 х 5) = 90 кал.

Естественно, что потребность в калориях для различных детей имеет свои индивидуальные колебания. Подвижные дети испытывают большую потребность в поступлении энергии, и наоборот, более медлительные дети могут потреблять меньшее количество пищи. Энергозатраты у мальчиков обычно несколько выше, и они нуждаются в большем количестве пищи.

Энергозатраты зависят и от сезона. Так, в зимнее время года они повышаются в среднем на 10%: компенсировать их рекомендуется за счет увеличения количества жиров в рационе. Повышены энергозатраты и у людей, проживающих в холодных климатических зонах. Например, в приполярных районах Севера потребность в калориях увеличивается на 10 ккал/кг массы тела в сутки.

1. Из каких компонентов складываются энергетические затраты организма? Что понимается под основным обменом, под специфическим динамическим действием пищи?

2. Как можно рассчитать среднюю суточную потребность ребенка в калориях?

Учебный элемент – 2.

Цель: изучить принципы рационального питания

Потребность в питательных веществах растущего, развивающегося и активно двигающегося ребенка очень высока. Вместе с тем организм маленьких детей может усваивать далеко не всякую пищу. Пища ребенка по своему количеству и качеству должна соответствовать особенностям пищеварительного тракта и удовлетворять потребность растущего организма в необходимых веществах. Недостаточное, избыточное, одностороннее, не соответствующее пищеварительным возможностям ребенка питание ведет к возникновению гипотрофии, паратрофии, ожирения, малокровия, расстройств пищеварения, предрасполагает к инфекционным и другим болезням. Особенно это относится к вскармливанию детей раннего возраста, у которых процессы роста, развития, адаптации исключительно напряжены, а функциональные возможности системы пищеварения весьма ограниченны.

Под рациональным питанием понимают хорошо подобранный рацион, который отвечает индивидуальным особенностям организма, учитывает характер труда, половые и возрастные особенности, климатогеографические условия проживания.

С понятием рационального питания неразрывно связано определение его физиологических норм. Они являются средними ориентировочными величинами, отражающими оптимальные потребности отдельных групп населения в основных пищевых веществах и энергии.

Понятие рационального питания включает соблюдение трех основных принципов:

1. 
   обеспечение баланса энергии, поступающей с пищей и расходуемой
   

2. 
   удовлетворение потребности организма в определенных пищевых веществах;
   
3. 
   соблюдение режима питания.
   

Все это формирует культуру питания и является неотъемлемой частью культуры общества.

1. Что входит в понятие рационального питания?

возрастные периоды

Аминокислоты делятся на незаменимые и заменимые. Если незаменимые аминокислоты (триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин) не поступают с пищей, то синтез белков в организме нарушается. Особенно важно поступление незаменимых аминокислот для растущего организма, например, отсутствие лизина в пище приводит к задержке роста, истощению мышечной системы, недостаток валина — к расстройствам у ребенка двигательной координации. Заменимые аминокислоты синтезируются в организме.

Белки, включающие весь необходимый набор аминокислот, обеспечивающих нормальные процессы метаболизма, относятся к биологически полноценным белкам, содержащимся главным образом в продуктах животного происхождения (мясо, рыба, яйцо, молоко и др.). Белки перечисленных продуктов, проходя по пищеварительному тракту человека, успевают почти полностью расщепиться, около 95% входящих в них аминокислот переходит в кровь, чего не наблюдается с белками растительного происхождения. Так, белки пшеницы расщепляются и всасываются на 85%, ржаной муки — лишь на 65%. Поэтому важно, чтобы продукты животного происхождения составляли не менее 75% от пищевого рациона. Белок растительной пищи отличается более низкой биологической ценностью, поскольку не содержит достаточного количества незаменимых аминокислот. Для организма ребенка раннего возраста незаменимой аминокислотой является также гистидин, так как его синтез в первые годы жизни ограничен и не покрывает потребности растущего организма.

Правильный обмен белков возможен только при надлежащем соотношении их с другими пищевыми веществами (жирами, углеводами, минеральными солями). Организм ребенка очень чувствителен к недостатку белка и изменению его качественного состава. Быстрый рост ребенка требует сравнительно большого количества белка, являющегося основным пластическим (строительным) материалом. Из белков формируются клетки и ткани живого организма, они необходимы для синтеза гормонов, ферментов, для процессов кроветворения, выработки антител и формирования иммунитета.

В женском молоке содержится наиболее «идеальный» белок, усваивающийся почти полностью. При искусственном вскармливании потребность в содержании белка выше, чем при естественном, так как в желудочно-кишечном тракте младенца белок коровьего молока усваивается не полностью, а растительный еще меньше.

У детей более старшего возраста потребность в белках обеспечивается такими продуктами, как мясо, рыба, сыр, бобовые растения (содержат 16—25% белка), яйца, творог, пшеница, рожь, гречиха, пшено (8—15% белка), молоко, кефир и простокваша (3—5%), фрукты и овощи (0,5—2,5%).

Конечными продуктами обмена белков являются азотсодержащие вещества — мочевина и мочевая кислота. Из всех продуктов питания, получаемых человеком, лишь белки содержат азот, поэтому исследование белкового обмена ведется по балансу азота, содержащегося в принятой человеком пище и выделенного с каловыми массами, мочой. Для полноценного роста и развития ребенка и подростка нужен положительный азотистый баланс, в то время как для взрослого человека оптимальным является азотистое равновесие.

Жиры различаются по содержанию в них жирных кислот, которые подразделяются на насыщенные и ненасыщенные (ПНЖК — полиненасыщенные жирные кислоты), Жиры, содержащие преимущественно насыщенные жирные кислоты, обычно животного происхождения и имеют при комнатной температуре твердую консистенцию. В питании они играют роль в первую очередь источника энергии. Жиры растительного происхождения (растительные масла) содержат большое количество ненасыщенных жирных кислот и имеют жидкую консистенцию. Они составляют важнейший строительный материал для всех тканей организма и участвуют во многих обменных процессах. Некоторые ненасыщенные жирные кислоты не образуются в организме и являются незаменимыми (линолевая, линоленовая, арахидоновая). Биологическая ценность жиров определяется наличием в них незаменимых жирных кислот, отсутствие их в рационе приводит к патологическим нарушениям.

Из животных жиров в детском питании предпочтительно использовать сливочное масло, которое содержит витамины А и D и хорошо усваивается детским организмом, так как температура плавления этого жира (24-26°С) ниже температуры тела ребенка. Хуже усваиваются организмом тугоплавкие жиры: говяжий (т. пл. 41—43°С) и тем более бараний (т. пл. 44—5ГС).

В рацион ребенка обязательно нужно вводить растительные жиры, содержащие ПНЖК. Основные источники их — подсолнечное, оливковое, кукурузное масло и др. Имея низкую температуру плавления, они легко усваиваются организмом и не раздражают кишечник. Желательно, чтобы они составляли не менее 20% всего суточного рациона жиров.

Большое значение для организма в целом и особенно нервной системы имеют фосфолипиды — важнейший компонент клеточных мембран, определяющий их строение и проницаемость, а также активность локализованных в мембранах ферментов. Содержатся фосфолипиды в яичном желтке (3—4%), в бобовых и некоторых злаках (до 1%), нерафинированном растительном масле (1—2%), сырах (0,5—1%), мясе и птице, рыбе, в меньшем количестве — в рафинированном растительном и сливочном масле.

Нейрогуморалъная регуляция жирового обмена: нервная регуляция осуществляется гипоталамусом. Активизация процессов отложения жира осуществляется парасимпатическим отделом нервной системы, усиление его распада — симпатическим отделом. В гуморальной регуляции участвуют соматотропный гормон гипофиза, гормоны мозгового слоя надпочечников (адреналин и норадреналин), щитовидной железы (тироксин и трийодтиронин). Тормозят мобилизацию жира из жировой ткани глюкокортикоиды и инсулин.

Баланс жировых веществ очень важен для развития детского организма. При недостатке жировых веществ в пище ребенка замедляется рост, снижается иммунитет, нарушается состояние кожи и ее защитные функции. Избыток жиров угнетает секрецию пищеварительных желез, ухудшает переваривание и усвоение белка, нарушает фосфорно-кальциевый обмен.

Углеводы разделяют на простые и сложные. Сложные углеводы — полисахариды, к которым относятся крахмал растений, гликоген животных, клетчатка, содержащаяся в оболочках растительных клеток, — медленно расщепляются и усваиваются организмом. Простые углеводы — сахароза, глюкоза, фруктоза, галактоза и другие — имеют сладкий вкус и усваиваются организмом значительно быстрее.

Потребность в углеводах индивидуальна и зависит от возраста, характера деятельности человека и качества других потребляемых им пищевых продуктов. Она превышает потребность в белках и жирах в 4 раза.

Углеводы детским организмом усваиваются лучше, чем взрослым. Одним из существенных показателей возрастных изменений углеводного обмена является резкое увеличение к старости времени нормализации уровня глюкозы крови при пробах на сахарную нагрузку. Например, у взрослых глюкоза появляется в моче, если она поступает в количестве 2,5—3 г на кг массы тела, в то время как у детей это происходит лишь при поступлении 8—12 г глюкозы.

Как недостаток, так и избыток углеводов в пище ведет к ухудшению процессов пищеварения. Чрезмерное поступление углеводов в организм усиливает образование жира, отложение его в подкожной клетчатке и жировой ткани вокруг внутренних органов, в печени, тем самым способствуя развитию ожирения, а также вызывает аллергические реакции. При избыточном поступлении сахара и сладких продуктов в кишечнике у ребенка может возникнуть чрезмерное брожение, усиленная перистальтика (сокращения кишечных стенок), частый стул.

Количественная потребность детей в белках, жирах, углеводах и энергии в зависимости от возраста приведена в табл. 8.2 и 8.3 (точное определение потребностей детей дошкольного возраста требует расчета в г/кг массы тела, в более старшем возрасте допустимо опираться на абсолютные величины, определяемые в граммах).
Таблица 8.2