Білковий обмін в організмі, що розвивається

Процеси росту, кількісними показниками яких є збільшення маси тіла і рівень позитивного азотистого балансу, - одна сторона розвитку. Друга його сторона - диференціація клітин і тканин, біохімічною основою якого є синтез ферментативних, структурних і функціональних білків.

Білки синтезуються з амінокислот, що надходять з органів травної системи. Причому ці амінокислоти поділяються на незамінні і замінні. Якщо незамінні амінокислоти (лейцин, метіонін і триптофан і ін.) не надходять з їжею, то в організмі синтез білків порушується. Особливо важливе надходження незамінних амінокислот для зростаючого організму, наприклад, відсутність лізина в їжі приводить до затримки росту, виснаження м'язової системи, нестача валіну - до розладів вестибулярного апарату в дитини.

При відсутності замінних амінокислот у їжі вони можуть синтезуватися з незамінних (тирозин може синтезуватися з фенілаланіну).

І нарешті, білки, що містять весь необхідний набір амінокислот, що забезпечують нормальні процеси синтезу, належать до біологічно повноцінних білків. Біологічна цінність того самого білку для різних людей різна в залежності від стану організму, харчового режиму, віку.

Добова потреба у білку на 1 кг ваги в дитини: у 1 рік - 4,8 г, 1-3 роки - 4-4,5 г; 6-10 років - 2,5-3 г, 12 і більш - 2,5 г, дорослі - 1,5-1,8 г. Отже, у залежності від віку діти до 4 років повинні одержувати 50 г білка, до 7 років - 70 г, з 7 років - 80 г за добу.

Про кількість білків, які надійшли в організм і зруйновались у ньому, судять за величиною азотистого балансу, тобто співвідношенню кількості азоту, що надходить в організм із їжею і виведеного з організму із сечею, потом і іншими виділеннями.

Як показали дослідження, прогресивна фаза розвитку характеризується інтенсивним білковим обміном і позитивним азотистим балансом. Чим молодший організм, тим вища величина позитивного балансу і значніша здатність затримувати азот їжі. Зі зниженням темпів росту знижується і здатність до затримки білкового обміну. Здатність утримувати азот і сірку в дітей підлягає значним індивідуальним коливанням і зберігається протягом усього періоду прогресивного росту. З припиненням росту спостерігається різке зниження затримки з їжі азоту і сірки, що відзначається в дорослих і людей похилого віку.

Як правило, дорослим людям не властива здатність до затримки азоту їжі, їхній метаболізм знаходиться в стані азотистої рівноваги. Це свідчить про те, що потенційні можливості до білкового синтезу зберігаються тривалий час - так, під впливом фізичного навантаження відбувається наростання маси м'язів (позитивний азотистий баланс).

У періоди стабільного і регресивного розвитку, по досягненню максимальної ваги і припинення росту, основну роль починають відігравати процеси самовідновлення, що відбуваються впродовж всього життя і які до старості згасають набагато повільніше, ніж інші види синтезу. Про інтенсивність самовідновлення можна судити за коефіцієнтом зношування (Рубнер), що характеризує ті мінімальні витрати, що пов'язані з основними процесами життєдіяльності при відсутності білків у їжі. Цей показник розраховується за мінімальною кількостю азоту, виділюваного із сечею, при достатній по калорійності, але безбілковій дієті, тобто за рівнем "ендогенного" азоту сечі.

Кількість азоту сечі за цих умов знижується з віком, причому в чоловіків цей показник трохи вищий, ніж у жінок, але до старості статеві відмінності зникають. Показано, що з віком величина синтезу самовідновлення зменшується.

Вікові зміни торкаються не тільки білкового, але також жирового і вуглеводного обміну.

3. Вікова динаміка обміну жирів і вуглеводів

Фізіологічна роль ліпідів - жирів, фосфатидів і стеринів в організмі полягає в тому, що вони входять до складу клітинних структур (пластичний обмін), а також використовуються як багаті джерела енергії (енергетичний обмін). Вуглеводи в організмі мають значення енергетичного матеріалу.

З віком змінюється жировий і вуглеводний обмін. У процесах росту і диференціювання жири відіграють істотну роль. Особливо важливі жироподобні речовини, насамперед тому, що вони необхідні для морфологічного і функціонального дозрівання нервової системи, для утворення усіх видів клітинних мембран. От чому потреба в них у дитячому віці велика. Потреба в жирах тим вища, чим менший вік дитини. З віком також збільшується абсолютна кількість жиру, необхідна для нормального розвитку дитини. Від 1 до 3 років необхідно 32,7 г; 4-7 років - 39,2 г, 8-13 років - 38,4 г за добу.

При високій інтенсивності окислення жирних кислот і їхньої утилізації в пластичних процесах у тілі дітей відкладення жиру невелике: жирові депо в них швидко виснажуються при нестачі вуглеводів у їжі. Інтенсивність синтезу значною мірою залежить від характеру харчування. Так, швидкість синтезу жирних кислот мікросомами печінки в новонароджених щурів поступово збільшувалася протягом усього періоду вигодовування материнським молоком, після відлучення від матері швидкість знижувалася і знову підвищувалася до рівня дорослої тварини, вже після переходу щурів на дефінітивне харчування.

Фази стабільного і регресивного розвитку характеризуються своєрідною переорієнтацією анаболічних процесів: переключення анаболізму із синтезу білків на синтез жирів, що складає одну з характерних рис вікових змін метаболізму при старінні. В основі вікової переорієнтації анаболізму в бік нагромадження жиру в ряді органів лежить зниження здатності тканин до окислювання жиру, внаслідок чого при незмінній і навіть зниженій швидкості синтезу жирних кислот організм збагачується жирами (так, спостерігався розвиток ожиріння навіть при 1-2 разовому харчуванні). Безсумнівним є і те, що в переорієнтації процесів синтезу, крім факторів харчування і нервової регуляції, має велике значення зміна гормонального спектра, зокрема зміни у швидкості утворення соматотропного гормону, АКТГ, гормонів щитоподібної залози, інсуліну, стероїдних гормонів.

Перебудовується з віком і вуглеводний обмін. У дітей обмін вуглеводів відбувається з більшою інтенсивністю, що пояснюється високим рівнем обміну речовин. У дитячому віці вуглеводи виконують не тільки енергетичну, але і пластичну функцію, формуючи клітинні мембрани, речовини сполучної тканини. Вуглеводи беруть участь в окислюванні продуктів білкового і жирового обміну, чим сприяють підтримці кислотно-лужної рівноваги в організмі. Добова потреба у вуглеводах у дітей висока і складає в грудному віці 10-12 г на 1 кг маси тіла. В наступні роки, у віці 8-9 років, вона зростає до 12-15 г на 1 кг маси тіла. З 1 до 3 років дитині в добу необхідно одержувати з їжею близько 193 г вуглеводів, 4-7 років - 287, 9-13 - 370, 14-17 рокам - 470, і дорослим - 500 гр.

Вуглеводи засвоюються дитячим організмом краще, ніж дорослим. Одним з істотних показників вікових змін вуглеводного обміну є різке збільшення до старості часу усунення гіперглікемії, викликаної введенням глюкози при пробах на цукрове навантаження. Наприклад, у дорослих глюкоза з'являється в сечі, якщо вона надходить у кількості 2,5-3 г на кг маси тіла, у той час як у дітей це відбувається лише при надходженні 8-12 г глюкози на 1 кг ваги.

Важливою частиною обміну речовин в організмі є водно-сольовий обмін. Перетворення речовин в організмі відбувається у водному середовищі, разом з мінеральними речовинами вода бере участь у побудові клітин і служить реагентом у клітинних хімічних реакціях. Концентрація мінеральних солей, розчинених у воді, визначає величину осмотичного тиску крові і внутрішньоклітинної рідини, маючи в такий спосіб велике значення для всмоктування і виділення. Зміни кількості води в організмі і зрушення в сольовому складі рідини тіла і тканинних структур спричиняють порушення стійкості колоїдів, наслідком чого можуть бути незворотні порушення і загибель окремих клітин і надалі організму вцілому. Саме тому збереження постійного вмісту Н₂О і мінерального складу є необхідною умовою нормальної життєдіяльності.

4. Водно-сольовий обмін і вік

У фазі прогресивного росту вода бере участь у процесах cтворення маси тіла. Відомо, наприклад, що з добового збільшення маси тіла в 25 г на частку Н₂О припадає 18 г, а білку – 3 г, жиру – 3 г і мінеральних солей - 1 г. Чим молодший організм, тим більша добова потреба в Н₂О. У перші півроку життя потреба дитини в Н₂О досягає 110-125 г на 1 кг ваги, до 2 років вона знижується до 115-136 г, у 6 років - 90-100 г, 18 років - 40-50 г. Діти здатні швидко втрачати і також швидко депонувати воду. При проведенні проби Кларка-Олдриджа розсмоктування стандартної кількості фізіологічного розчину, уведеного під шкіру в грудних дітей відбувається в середньому за 29 хв, 1-5 років - за 34 хв, 6-13 років - через 52 хв.

Загальною закономірністю індивідуальної еволюції є вікова дегідратація протоплазми організму, зменшення води у всіх тканинах. З віком відбувається перерозподіл води в тканинах - збільшується об’єм води в міжклітинних просторах і зменшується об’єм внутрішньоклітинної води.

Баланс багатьох мінеральних солей залежить від віку. У молодих людей вміст більшості неорганічних солей менше, ніж у дорослих. Особливе значення має обмін Са і Р. Підвищені вимоги до надходження цих елементів у дітей до року пояснюється посиленим утворенням кісткової тканини. Але не менше значення ці елементи мають і в старості. Тому у людей похилого віку необхідно вводити в раціон харчування продукти, що містять ці елементи (молоко, молочні продукти), щоб уникнути втрат цих елементів з кісткової тканини. А вміст NaCl, навпаки, варто знижувати в раціоні в зв'язку з ослабленням продукції мінералокортикоїдів у наднирниках з віком.