758
правок
Изменения
Новая страница: «{{Шаблон:Питание юных спортсменов}} == Особенности обмена веществ у детей и подростков == В…»
{{Шаблон:Питание юных спортсменов}}
== Особенности обмена веществ у детей и подростков ==
Все живые организмы характеризуются двумя принципиальными особенностями: обменом веществ и энергии и способностью к воспроизведению. В детском возрасте происходят разнообразные изменения обменных процессов, при этом обмен веществ и энергии подвергается не только количественным, но и качественным изменениям. Каждому возрастному периоду соответствует состояние метаболизма, обеспечивающее оптимальное для роста и развития ребенка соотношение пластических и биоэнергетических процессов. У растущего ребенка постепенно изменяются соотношения между основными фазами метаболизма - катаболизмом и анаболизмом.
Особенности метаболизма у детей и подростков определяют следующие факторы:
1) специфические потребности в пластическом материале, обусловленные приростом массы тела и развитием органов;
2) изменение ряда метаболических путей и циклов на различных этапах роста, что определяется дерепрессией генов-регуляторов, индукцией или подавлением синтеза белков-ферментов;
3) развитие устойчивой нейроэндокринной регуляции обмена и возрастные изменения чувствительности тканей-мишеней к метаболическому действию гормонов;
4) смена периодов роста и дифференцировки тканей, не совпадающая по времени в различных органах;
5) изменение пропорций внутренних органов и мышечной ткани по отношению к массе тела;
6) увеличение энергетических резервов организма в процессе роста;
7) относительное уменьшение объема внутренней среды (внеклеточной жидкости) за счет увеличения клеточной массы.
Растущему организму присуще свойство, названное гомеорезисом, т.е. поддержание постоянства в развивающихся системах. Гомеорезис - это проявление генной регуляции роста и анаболической направленности обмена веществ и энергии в организме ребенка.
=== Обмен белков и нуклеиновых кислот ===
Развитие функций органов и систем прямо или косвенно связано с состоянием и метаболизмом белков. Интенсивное развитие организма характеризуется также сменой форм и организации ферментативных процессов, включая изменения тканевых ферментных спектров и молекулярных форм в пределах одной изоферментной группы. Ведущую роль при этом играют как генетическая программа, так и нейроэндокринная система.
Интенсивность синтеза белков определяется соотношением нуклеиновых кислот в тканях, при этом существует прямая зависимость между приростом массы тела, содержанием белка и соотношением РНК и ДНК. На первом году жизни ребенка содержание ДНК в тканях наиболее высокое, в дальнейшем ее синтез постепенно замедляется из-за снижения активности ДНК-полимераз. В сердечной мышце, например, содержание ДНК постепенно снижается к 15 годам и в дальнейшем не изменяется. В мозге содержание ДНК начинает снижаться уже в первые месяцы жизни, тогда как синтез белка и миелина нарастает. Угнетение репликации ДНК сочетается с нарастанием синтеза ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Этим объясняется высокое содержание в тканях миокарда, мышц, печени рибосомальной РНК, причем оно не меняется от годовалого возраста до глубокой старости. В ткани головного мозга происходит постепенное снижение РНК от 1 года до 90 лет.
В тканях детского организма преобладают гидрофильные быстро обновляющиеся белки, и только к пубертатному периоду увеличивается количество склеропротеинов, отличающихся более жесткой структурой и меньшей гидрофильностью. В мышечной ткани с возрастом происходит быстрое накопление к периоду половой зрелости сократительных белков по сравнению с цитоплазматическими белками и миостроминами. Повышение концентрации [[коллаген]]а в тканях в процессе роста связано с замедлением скорости его обновления, и скорость его синтеза превышает скорость образования других белков. Нарастает и жесткость структуры коллагена, что связано с большим значением коллагена в создании механической опоры органов. Содержание миоглобина в [[Скелетные мышцы|скелетных мышцах]] увеличивается у детей 7—11 лет до 7,9 г, 12-13 лет - до 8,4 г, 16-17 лет - до 10,5 г.
С возрастом изменяется белковый спектр плазмы крови. На 13-й неделе внутриутробного развития определяются уже 10 фракций белков плазмы (у взрослого человека можно обнаружить до 200 белков). Содержание общего белка в плазме при рождении составляет 47-55 г/л, с возрастом постепенно увеличивается, достигая к 14 годам уровня взрослого человека (табл. 2).
Таблица 2 '''Содержание общего белка и соотношение фракций белков сыворотки крови в зависимости от возраста (% к концентрации общего белка)'''
<table border="1" style="border-collapse:collapse;" cellpadding="3">
<tr><td rowspan="2">
<p>Возраст</p></td><td rowspan="2">
<p>Общий</p>
<p>белок,</p>
<p>г/л</p></td><td rowspan="2">
<p>Альбумины</p></td><td colspan="4">
<p>Глобулины</p></td></tr>
<tr><td>
<p>альфа1</p></td><td>
<p>альфа2</p></td><td>
<p>бета</p></td><td>
<p>гамма</p></td></tr>
<tr><td>
<p>Новорожденные</p></td><td>
<p>47-65</p></td><td>
<p>65,6</p></td><td>
<p>5,2</p></td><td>
<p>7,1</p></td><td>
<p>7,5</p></td><td>
<p>14,6</p></td></tr>
<tr><td>
<p>До 1 года</p></td><td>
<p>57-73</p></td><td>
<p>62,1</p></td><td>
<p>5,7</p></td><td>
<p>11,5</p></td><td>
<p>10,1</p></td><td>
<p>10,8</p></td></tr>
<tr><td>
<p>До 3 лет</p></td><td>
<p>59-79</p></td><td>
<p>62,4</p></td><td>
<p>5,2</p></td><td>
<p>10,8</p></td><td>
<p>9,5</p></td><td>
<p>12,3</p></td></tr>
<tr><td>
<p>До 6 лет</p></td><td>
<p>62-78</p></td><td>
<p>61,9</p></td><td>
<p>5,0</p></td><td>
<p>8,9</p></td><td>
<p>9,9</p></td><td>
<p>14,3</p></td></tr>
<tr><td>
<p>До 14 лет</p></td><td>
<p>67-91</p></td><td>
<p>63,3</p></td><td>
<p>5,6</p></td><td>
<p>6,7</p></td><td>
<p>9,4</p></td><td>
<p>15,1</p></td></tr>
<tr><td>
<p>Взрослые</p></td><td>
<p>65-85</p></td><td>
<p>53,8-62,1</p></td><td>
<p>2,7-5,1</p></td><td>
<p>7,4-10,2</p></td><td>
<p>11,7-15,3</p></td><td>
<p>15,6-21,4</p></td></tr>
</table>
Содержание гемоглобина в крови при рождении несколько выше, чем у взрослых, но к концу первого года жизни постепенно снижается до 105-110 г/л. Со второго года жизни происходит повышение концентрации общего гемоглобина, и в период полового созревания он становится таким же, как у взрослых.
В организме новорожденных детей 80-90% концентрации общего гемоглобина составляет фетальный гемоглобин (HbF, а2, Уг)> затем содержание его резко снижается и у детей старше 3 лет становится постоянным — 0,5-1,0%.
Обмен [[Аминокислоты|аминокислот]] у ребенка протекает весьма активно (особенно в печени), обеспечивая поддержание процессов роста и развития. К 2 годам активность процессов превращения аминокислот в печени приближается к уровню взрослых.
Для интенсивного синтеза белков в организме ребенка требуется достаточное количество полноценных белков, богатых незаменимыми аминокислотами. Потребность в белках у детей 4-6 лет — 3,5 г/кг массы тела в сутки, 7-11 лет — 3 г/кг, 12-15 лет — 2,5 г/кг. Суточная потребность детей школьного возраста в незаменимых аминокислотах составляет от 19 мг (гистидин) до 196 мг (лейцин).
Отсутствие или недостаточное количество хотя бы одной аминокислоты проявляется общими симптомами: прекращение роста, потеря веса, склонность к различным инфекционным заболеваниям, отрицательный [[азотистый баланс]].
Азотистый баланс как один из важнейших показателей обмена белков в растущем организме всегда является положительным. Степень ретенции азота (задержки азота в % от введенного с пищей) в организме прежде всего определяется периодом развития и прямо пропорциональна константе роста. Чем моложе организм, тем значительнее эта задержка (табл. 3).
Таблица 3 '''Ретенция азота у детей различного возраста'''
<table border="1" style="border-collapse:collapse;" cellpadding="3">
<tr><td>
<p>Возраст</p></td><td>
<p>Ретенция, %</p></td></tr>
<tr><td>
<p>З года</p></td><td>
<p>25,2</p></td></tr>
<tr><td>
<p>7-10 лет</p></td><td>
<p>20,5</p></td></tr>
<tr><td>
<p>11—13 лет</p></td><td>
<p>13,8</p></td></tr>
<tr><td>
<p>14-17 лет</p></td><td>
<p>11,0</p></td></tr>
</table>
=== Обмен углеводов и липидов ===
Обмен [[Углеводы|углеводов]] и липидов у детей практически не отличается от их метаболизма у взрослого человека. В первые дни жизни ребенка происходит стабилизация углеводного обмена и переход от анаэробного [[гликолиз]]а, характерного для плода, к аэробному окислению. Уровень глюкозы в крови ребенка соответствует уровню взрослого человека. Однако у детей дошкольного и раннего школьного возраста имеется склонность к [[Гипогликемия|гипогликемии]] (понижению концентрации глюкозы в крови) при недостаточном ее поступлении с пищей. Это связано с несовершенством нейроэндокринной регуляции мобилизации [[гликоген]]а печени и повышенной утилизацией глюкозы тканями. Утилизация глюкозы приходит к типу взрослых постепенно в возрасте 8-14 лет. Потребность в углеводах у ребенка довольно высока и составляет 10-15 г/кг массы тела для детей младшего школьного возраста и 15 г/кг и более старшего школьного возраста.
Каждому периоду онтогенеза человека свойственны особенности обмена липидов различных классов. Роль жиров в обеспечении энергетическим и пластическим материалом тем выше, чем меньше возраст ребенка. С момента рождения и до 6 лет размер адипоцитов (клеток жировой ткани) увеличивается в 3 раза, достигая размеров клеток взрослого человека в возрасте 12 лет. Количество адипоцитов увеличивается до 10-16-летнего возраста. Рост жировых депо происходит нелинейно, жир накапливается постепенно в течение первых 9 месяцев жизни, затем незначительный прирост к 7 годам. Далее вновь наблюдается рост жировых депо с резким накоплением в подростковом периоде, зависящим от пола ребенка. В онтогенезе изменяется не только структура жировой ткани, но и ее состав. Жировая ткань новорожденных содержит 56,5% воды и 35,5% липидов, у взрослого человека - 71,7% липидов и 26,3% воды. С возрастом ребенка увеличивается отношение «ненасыщенные жирные кислоты/насыщенные жирные кислоты»; жирнокислотный состав жировой ткани стабилизируется к 5 годам.
Обмен жиров у детей носит неустойчивый характер. При значительном расходе углеводов может иметь место истощение жировых запасов. У детей до 10 лет наблюдается повышенная склонность к образованию кетоновых тел - продуктов неполного окисления жирных кислот - и кетозу (снижению [[PH крови: кислотно-щелочное равновесие|pH крови]] за счет накопления кетоновых тел). При этом уровень кетоновых тел в крови отражает состояние не только липидного, но и углеводного и белкового метаболизма.
Уровень [[холестерин]]а в сыворотке крови при рождении в 3-4 раза ниже, чем у взрослых, причем как свободного, так и связанного. Значительный прирост концентрации холестерина (в 1,5-2 раза) за счет связанной формы происходит к концу первого года жизни. В дальнейшем к 12 годам уровень холестерина повышается за счет обеих его фракций. Более высокие изменения показателей липидного обмена возникают в период полового созревания и зависят от концентрации андрогенов и эстрогенов. У девочек установлены более высокие показатели в крови общего холестерина, холестерина в липопротеидах низкой плотности (ЛПНП) и липопротеидах высокой плотности (ЛПВП). С возрастом уровень ЛПВП снижается, ЛПНП - повышается. Уже у детей от 2 до 14 лет содержание ЛПНП существенно не изменяется, но у мальчиков 11-14 лет их концентрация ниже, чем у девочек, что связано с половыми различиями в гормональной регуляции обмена веществ.
Функциональные и метаболические особенности, присущие детям и подросткам, являются одними из факторов, определяющих физическую работоспособность и развитие аэробной и анаэробной производительности в онтогенезе.
== Особенности обмена веществ у детей и подростков ==
Все живые организмы характеризуются двумя принципиальными особенностями: обменом веществ и энергии и способностью к воспроизведению. В детском возрасте происходят разнообразные изменения обменных процессов, при этом обмен веществ и энергии подвергается не только количественным, но и качественным изменениям. Каждому возрастному периоду соответствует состояние метаболизма, обеспечивающее оптимальное для роста и развития ребенка соотношение пластических и биоэнергетических процессов. У растущего ребенка постепенно изменяются соотношения между основными фазами метаболизма - катаболизмом и анаболизмом.
Особенности метаболизма у детей и подростков определяют следующие факторы:
1) специфические потребности в пластическом материале, обусловленные приростом массы тела и развитием органов;
2) изменение ряда метаболических путей и циклов на различных этапах роста, что определяется дерепрессией генов-регуляторов, индукцией или подавлением синтеза белков-ферментов;
3) развитие устойчивой нейроэндокринной регуляции обмена и возрастные изменения чувствительности тканей-мишеней к метаболическому действию гормонов;
4) смена периодов роста и дифференцировки тканей, не совпадающая по времени в различных органах;
5) изменение пропорций внутренних органов и мышечной ткани по отношению к массе тела;
6) увеличение энергетических резервов организма в процессе роста;
7) относительное уменьшение объема внутренней среды (внеклеточной жидкости) за счет увеличения клеточной массы.
Растущему организму присуще свойство, названное гомеорезисом, т.е. поддержание постоянства в развивающихся системах. Гомеорезис - это проявление генной регуляции роста и анаболической направленности обмена веществ и энергии в организме ребенка.
=== Обмен белков и нуклеиновых кислот ===
Развитие функций органов и систем прямо или косвенно связано с состоянием и метаболизмом белков. Интенсивное развитие организма характеризуется также сменой форм и организации ферментативных процессов, включая изменения тканевых ферментных спектров и молекулярных форм в пределах одной изоферментной группы. Ведущую роль при этом играют как генетическая программа, так и нейроэндокринная система.
Интенсивность синтеза белков определяется соотношением нуклеиновых кислот в тканях, при этом существует прямая зависимость между приростом массы тела, содержанием белка и соотношением РНК и ДНК. На первом году жизни ребенка содержание ДНК в тканях наиболее высокое, в дальнейшем ее синтез постепенно замедляется из-за снижения активности ДНК-полимераз. В сердечной мышце, например, содержание ДНК постепенно снижается к 15 годам и в дальнейшем не изменяется. В мозге содержание ДНК начинает снижаться уже в первые месяцы жизни, тогда как синтез белка и миелина нарастает. Угнетение репликации ДНК сочетается с нарастанием синтеза ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Этим объясняется высокое содержание в тканях миокарда, мышц, печени рибосомальной РНК, причем оно не меняется от годовалого возраста до глубокой старости. В ткани головного мозга происходит постепенное снижение РНК от 1 года до 90 лет.
В тканях детского организма преобладают гидрофильные быстро обновляющиеся белки, и только к пубертатному периоду увеличивается количество склеропротеинов, отличающихся более жесткой структурой и меньшей гидрофильностью. В мышечной ткани с возрастом происходит быстрое накопление к периоду половой зрелости сократительных белков по сравнению с цитоплазматическими белками и миостроминами. Повышение концентрации [[коллаген]]а в тканях в процессе роста связано с замедлением скорости его обновления, и скорость его синтеза превышает скорость образования других белков. Нарастает и жесткость структуры коллагена, что связано с большим значением коллагена в создании механической опоры органов. Содержание миоглобина в [[Скелетные мышцы|скелетных мышцах]] увеличивается у детей 7—11 лет до 7,9 г, 12-13 лет - до 8,4 г, 16-17 лет - до 10,5 г.
С возрастом изменяется белковый спектр плазмы крови. На 13-й неделе внутриутробного развития определяются уже 10 фракций белков плазмы (у взрослого человека можно обнаружить до 200 белков). Содержание общего белка в плазме при рождении составляет 47-55 г/л, с возрастом постепенно увеличивается, достигая к 14 годам уровня взрослого человека (табл. 2).
Таблица 2 '''Содержание общего белка и соотношение фракций белков сыворотки крови в зависимости от возраста (% к концентрации общего белка)'''
<table border="1" style="border-collapse:collapse;" cellpadding="3">
<tr><td rowspan="2">
<p>Возраст</p></td><td rowspan="2">
<p>Общий</p>
<p>белок,</p>
<p>г/л</p></td><td rowspan="2">
<p>Альбумины</p></td><td colspan="4">
<p>Глобулины</p></td></tr>
<tr><td>
<p>альфа1</p></td><td>
<p>альфа2</p></td><td>
<p>бета</p></td><td>
<p>гамма</p></td></tr>
<tr><td>
<p>Новорожденные</p></td><td>
<p>47-65</p></td><td>
<p>65,6</p></td><td>
<p>5,2</p></td><td>
<p>7,1</p></td><td>
<p>7,5</p></td><td>
<p>14,6</p></td></tr>
<tr><td>
<p>До 1 года</p></td><td>
<p>57-73</p></td><td>
<p>62,1</p></td><td>
<p>5,7</p></td><td>
<p>11,5</p></td><td>
<p>10,1</p></td><td>
<p>10,8</p></td></tr>
<tr><td>
<p>До 3 лет</p></td><td>
<p>59-79</p></td><td>
<p>62,4</p></td><td>
<p>5,2</p></td><td>
<p>10,8</p></td><td>
<p>9,5</p></td><td>
<p>12,3</p></td></tr>
<tr><td>
<p>До 6 лет</p></td><td>
<p>62-78</p></td><td>
<p>61,9</p></td><td>
<p>5,0</p></td><td>
<p>8,9</p></td><td>
<p>9,9</p></td><td>
<p>14,3</p></td></tr>
<tr><td>
<p>До 14 лет</p></td><td>
<p>67-91</p></td><td>
<p>63,3</p></td><td>
<p>5,6</p></td><td>
<p>6,7</p></td><td>
<p>9,4</p></td><td>
<p>15,1</p></td></tr>
<tr><td>
<p>Взрослые</p></td><td>
<p>65-85</p></td><td>
<p>53,8-62,1</p></td><td>
<p>2,7-5,1</p></td><td>
<p>7,4-10,2</p></td><td>
<p>11,7-15,3</p></td><td>
<p>15,6-21,4</p></td></tr>
</table>
Содержание гемоглобина в крови при рождении несколько выше, чем у взрослых, но к концу первого года жизни постепенно снижается до 105-110 г/л. Со второго года жизни происходит повышение концентрации общего гемоглобина, и в период полового созревания он становится таким же, как у взрослых.
В организме новорожденных детей 80-90% концентрации общего гемоглобина составляет фетальный гемоглобин (HbF, а2, Уг)> затем содержание его резко снижается и у детей старше 3 лет становится постоянным — 0,5-1,0%.
Обмен [[Аминокислоты|аминокислот]] у ребенка протекает весьма активно (особенно в печени), обеспечивая поддержание процессов роста и развития. К 2 годам активность процессов превращения аминокислот в печени приближается к уровню взрослых.
Для интенсивного синтеза белков в организме ребенка требуется достаточное количество полноценных белков, богатых незаменимыми аминокислотами. Потребность в белках у детей 4-6 лет — 3,5 г/кг массы тела в сутки, 7-11 лет — 3 г/кг, 12-15 лет — 2,5 г/кг. Суточная потребность детей школьного возраста в незаменимых аминокислотах составляет от 19 мг (гистидин) до 196 мг (лейцин).
Отсутствие или недостаточное количество хотя бы одной аминокислоты проявляется общими симптомами: прекращение роста, потеря веса, склонность к различным инфекционным заболеваниям, отрицательный [[азотистый баланс]].
Азотистый баланс как один из важнейших показателей обмена белков в растущем организме всегда является положительным. Степень ретенции азота (задержки азота в % от введенного с пищей) в организме прежде всего определяется периодом развития и прямо пропорциональна константе роста. Чем моложе организм, тем значительнее эта задержка (табл. 3).
Таблица 3 '''Ретенция азота у детей различного возраста'''
<table border="1" style="border-collapse:collapse;" cellpadding="3">
<tr><td>
<p>Возраст</p></td><td>
<p>Ретенция, %</p></td></tr>
<tr><td>
<p>З года</p></td><td>
<p>25,2</p></td></tr>
<tr><td>
<p>7-10 лет</p></td><td>
<p>20,5</p></td></tr>
<tr><td>
<p>11—13 лет</p></td><td>
<p>13,8</p></td></tr>
<tr><td>
<p>14-17 лет</p></td><td>
<p>11,0</p></td></tr>
</table>
=== Обмен углеводов и липидов ===
Обмен [[Углеводы|углеводов]] и липидов у детей практически не отличается от их метаболизма у взрослого человека. В первые дни жизни ребенка происходит стабилизация углеводного обмена и переход от анаэробного [[гликолиз]]а, характерного для плода, к аэробному окислению. Уровень глюкозы в крови ребенка соответствует уровню взрослого человека. Однако у детей дошкольного и раннего школьного возраста имеется склонность к [[Гипогликемия|гипогликемии]] (понижению концентрации глюкозы в крови) при недостаточном ее поступлении с пищей. Это связано с несовершенством нейроэндокринной регуляции мобилизации [[гликоген]]а печени и повышенной утилизацией глюкозы тканями. Утилизация глюкозы приходит к типу взрослых постепенно в возрасте 8-14 лет. Потребность в углеводах у ребенка довольно высока и составляет 10-15 г/кг массы тела для детей младшего школьного возраста и 15 г/кг и более старшего школьного возраста.
Каждому периоду онтогенеза человека свойственны особенности обмена липидов различных классов. Роль жиров в обеспечении энергетическим и пластическим материалом тем выше, чем меньше возраст ребенка. С момента рождения и до 6 лет размер адипоцитов (клеток жировой ткани) увеличивается в 3 раза, достигая размеров клеток взрослого человека в возрасте 12 лет. Количество адипоцитов увеличивается до 10-16-летнего возраста. Рост жировых депо происходит нелинейно, жир накапливается постепенно в течение первых 9 месяцев жизни, затем незначительный прирост к 7 годам. Далее вновь наблюдается рост жировых депо с резким накоплением в подростковом периоде, зависящим от пола ребенка. В онтогенезе изменяется не только структура жировой ткани, но и ее состав. Жировая ткань новорожденных содержит 56,5% воды и 35,5% липидов, у взрослого человека - 71,7% липидов и 26,3% воды. С возрастом ребенка увеличивается отношение «ненасыщенные жирные кислоты/насыщенные жирные кислоты»; жирнокислотный состав жировой ткани стабилизируется к 5 годам.
Обмен жиров у детей носит неустойчивый характер. При значительном расходе углеводов может иметь место истощение жировых запасов. У детей до 10 лет наблюдается повышенная склонность к образованию кетоновых тел - продуктов неполного окисления жирных кислот - и кетозу (снижению [[PH крови: кислотно-щелочное равновесие|pH крови]] за счет накопления кетоновых тел). При этом уровень кетоновых тел в крови отражает состояние не только липидного, но и углеводного и белкового метаболизма.
Уровень [[холестерин]]а в сыворотке крови при рождении в 3-4 раза ниже, чем у взрослых, причем как свободного, так и связанного. Значительный прирост концентрации холестерина (в 1,5-2 раза) за счет связанной формы происходит к концу первого года жизни. В дальнейшем к 12 годам уровень холестерина повышается за счет обеих его фракций. Более высокие изменения показателей липидного обмена возникают в период полового созревания и зависят от концентрации андрогенов и эстрогенов. У девочек установлены более высокие показатели в крови общего холестерина, холестерина в липопротеидах низкой плотности (ЛПНП) и липопротеидах высокой плотности (ЛПВП). С возрастом уровень ЛПВП снижается, ЛПНП - повышается. Уже у детей от 2 до 14 лет содержание ЛПНП существенно не изменяется, но у мальчиков 11-14 лет их концентрация ниже, чем у девочек, что связано с половыми различиями в гормональной регуляции обмена веществ.
Функциональные и метаболические особенности, присущие детям и подросткам, являются одними из факторов, определяющих физическую работоспособность и развитие аэробной и анаэробной производительности в онтогенезе.