في مجمل التفاعلات الكيميائية، يحدث تبادل المواد والطاقة، وهو أمر ضروري للغاية لعمل الجسم. يتم تمييز المراحل الرئيسية هنا - وهي المرحلة التحضيرية والتمثيل الغذائي. في المرحلة الأولى، تدخل المادة إلى الجسم عن طريق الغذاء، وتخضع لتحول كيميائي ثم تدخل إلى الدم والخلايا. المرحلة الثانية هي عملية التمثيل الغذائي - حيث تخضع المركبات التي تدخل الخلايا أيضًا إلى تحولات كيميائية.

يؤدي التمثيل الغذائي والطاقة في الخلية وظائف محددة. هذا هو استخراج الطاقة من البيئة وتحويلها إلى مركبات عالية الطاقة ضرورية لتزويد الخلايا باحتياجاتها من الطاقة. خلال هذه العملية، يتم تشكيل مركبات وسيطة، وهي سلائف المكونات الخلوية عالية الجزيئية، فضلا عن تخليق البروتينات والدهون والأحماض النووية والسكريات. بالإضافة إلى ذلك، تكون هذه العملية مصحوبة بتدمير وتركيب جزيئات حيوية خاصة. بعبارات أبسط، تتحلل الأنواع الأكثر تعقيدًا إلى أنواع أبسط، ويقوم الجسم، الذي ينفق الطاقة على هذا التحول، بتوليف المكونات الخلوية.

يسمح استقلاب المواد والطاقة للجسم بالتكاثر والنمو والحفاظ على بنيته والاستجابة للمؤثرات البيئية. لفهم جوهرها، عليك أن تأخذ بعين الاعتبار هوية الطاقة الخلوية. الخلية متساوية الحرارة، أي أن جميع أجزاء الخلايا لها نفس درجة الحرارة تقريبًا. الخلايا المختلفة عمليا لا تختلف عن بعضها البعض في الضغط.

إن استقلاب المواد والطاقة ليس أساس جميع العمليات الحياتية فحسب، بل هو من أهم الخصائص المحددة التي تميز المادة الحية عن المادة الميتة. يتم تحويل جميع العناصر التي تدخل الجسم بشكل طبيعي إلى مواد الأنسجة نفسها، ومن ثم إلى المنتجات النهائية.

يتم استقلاب المواد والطاقة ليس فقط في الخلية، ولكن أيضًا في السائل بين الخلايا، ويتم الحفاظ على ثبات تركيبته بمساعدة الدورة الدموية. أثناء مرور الدم عبر الشعيرات الدموية، يمكن أن تتجدد البلازما بالكامل 40 مرة. تلعب الإنزيمات دورًا مهمًا في هذه العمليات. إنهم يتصرفون وينظمون أيضًا المسارات الأيضية.

في جميع الكائنات الحية تمامًا، بغض النظر عن بدائيتها أو، على العكس من ذلك، تعقيدها، فإن أساس الحياة كلها هو عملية التمثيل الغذائي والطاقة في الجسم. فهو يحدد دورة الحياة بأكملها، منذ الولادة والنمو والشيخوخة وانتهاء بالوفاة.

تحدث عمليات مختلفة في الجسم - الدهون والماء والأملاح المعدنية والكربوهيدرات. وتشمل هذه إنشاء هياكل ومركبات جديدة مميزة لكل كائن حي. والنتيجة هي إطلاق الطاقة اللازمة لحياة الجسم والأنسجة والخلايا. المنتجات الأولية هي تكوين الأمونيا ومركبات الصوديوم والكلور والفلور وثاني أكسيد الكربون. تنتهي عملية استقلاب المواد والطاقة في الجسم بمرحلة إزالة الفضلات من الجسم، والتي يشارك في تنفيذها الدم والرئتان والأعضاء البولية.

يعتبر قانون حفظ المادة والطاقة الأساس النظري لأهم طريقة لدراسة العمليات مثل التمثيل الغذائي والطاقة أو تحقيق التوازن. أي أنه يتم تحديد كمية الطاقة والمواد التي تدخل الجسم وتنطلق منه على شكل حرارة ومنتجات نهائية أيضية أخرى. ولتحديد توازنها الإجمالي، يلزم معرفة الطرق الكيميائية الدقيقة وطرق إخراج العناصر المختلفة من الجسم. يتم تحديد توازن الطاقة من خلال محتوى السعرات الحرارية للمواد الغذائية وكمية الحرارة المتولدة، والتي يمكن قياسها وحسابها.

التمثيل الغذائي والطاقة، أو التمثيل الغذائي- مجموعة التحولات الكيميائية والفيزيائية للمواد والطاقة التي تحدث في الكائن الحي وتضمن نشاطه الحيوي. يشكل استقلاب المادة والطاقة كلا واحدا ويخضع لقانون حفظ المادة والطاقة.

يتكون التمثيل الغذائي من عمليات الاستيعاب والتفكك. الاستيعاب (الابتناء)- عملية امتصاص الجسم للمواد التي يتم خلالها استهلاك الطاقة. التشتت (التقويض)- عملية تحلل المركبات العضوية المعقدة التي تحدث مع إطلاق الطاقة.

المصدر الوحيد للطاقة لجسم الإنسان هو أكسدة المواد العضوية التي يزودها الغذاء. عندما يتم تقسيم المنتجات الغذائية إلى عناصرها النهائية - ثاني أكسيد الكربون والماء - يتم إطلاق الطاقة، يذهب جزء منها إلى العمل الميكانيكي الذي تؤديه العضلات، ويستخدم الجزء الآخر في تخليق مركبات أكثر تعقيدًا أو يتراكم في أجسام خاصة عالية الطاقة. مجمعات سكنية.

مركبات ماكرورجيكهي مواد يصاحب تحللها إطلاق كمية كبيرة من الطاقة. في جسم الإنسان، يتم تنفيذ دور المركبات عالية الطاقة بواسطة حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP) وفوسفات الكرياتين (CP).

استقلاب البروتين.

البروتينات(البروتينات) هي مركبات عالية الجزيئية مبنية من الأحماض الأمينية. المهام:

الوظيفة الهيكلية أو البلاستيكية هو أن البروتينات هي المكون الرئيسي لجميع الخلايا والهياكل بين الخلايا. تحفيزي أو إنزيمي وظيفة البروتينات هي قدرتها على تسريع التفاعلات الكيميائية الحيوية في الجسم.

وظيفة الحماية تتجلى البروتينات في تكوين الأجسام المناعية (الأجسام المضادة) عندما يدخل بروتين غريب (مثل البكتيريا) إلى الجسم. بالإضافة إلى ذلك، تعمل البروتينات على ربط السموم والسموم التي تدخل الجسم، وتضمن تخثر الدم وتوقف النزيف في حالة الجروح.

وظيفة النقل ينطوي على نقل العديد من المواد. أهم وظيفة للبروتينات هي النقل خصائص وراثية ، حيث تلعب البروتينات النووية دورًا رائدًا. هناك نوعان رئيسيان من الأحماض النووية: الأحماض الريبية النووية (RNA) والأحماض النووية الريبية منقوص الأكسجين (DNA).

الوظيفة التنظيمية تهدف البروتينات إلى الحفاظ على الثوابت البيولوجية في الجسم.

دور الطاقة البروتينات هي المسؤولة عن توفير الطاقة لجميع العمليات الحيوية في جسم الحيوان والإنسان. عندما يتأكسد 1 جرام من البروتين، يتم إطلاق طاقة تساوي في المتوسط 16.7 كيلوجول (4.0 كيلو كالوري).

متطلبات البروتين.يقوم الجسم بتكسير البروتينات وتصنيعها باستمرار. المصدر الوحيد لتخليق البروتين الجديد هو البروتينات الغذائية. في الجهاز الهضمي، يتم تقسيم البروتينات بواسطة الإنزيمات إلى أحماض أمينية ويتم امتصاصها في الأمعاء الدقيقة. من الأحماض الأمينية والببتيدات البسيطة، تقوم الخلايا بتصنيع البروتين الخاص بها، والذي يتميز فقط بكائن حي معين. لا يمكن استبدال البروتينات بمواد مغذية أخرى، لأن تركيبها في الجسم ممكن فقط من الأحماض الأمينية. وفي الوقت نفسه، يمكن للبروتين أن يحل محل الدهون والكربوهيدرات، أي يمكن استخدامه لتخليق هذه المركبات.

القيمة البيولوجية للبروتينات.لا يمكن تصنيع بعض الأحماض الأمينية في جسم الإنسان ويجب تزويدها بالغذاء في شكلها النهائي. وتسمى هذه الأحماض الأمينية عادة لا يمكن الاستغناء عنه، أو ضرورة حيوية. وتشمل هذه: فالين، ميثيونين، ثريونين، ليوسين، آيزوليوسين، فينيل ألانين، تريبتوفان وليسين، وفي الأطفال أيضًا أرجينين وهستيدين. يؤدي نقص الأحماض الأساسية في الطعام إلى اضطرابات في استقلاب البروتين في الجسم. يتم تصنيع الأحماض الأمينية غير الأساسية بشكل رئيسي في الجسم.

تسمى البروتينات التي تحتوي على جميع الأحماض الأمينية الضرورية كاملة بيولوجيا. أعلى قيمة بيولوجية للبروتينات هي الحليب والبيض والأسماك واللحوم. البروتينات الناقصة بيولوجيًا هي تلك التي تفتقر إلى حمض أميني واحد على الأقل لا يمكن تصنيعه في الجسم. البروتينات غير الكاملة هي بروتينات من الذرة والقمح والشعير.

توازن النيتروجين.توازن النيتروجين هو الفرق بين كمية النيتروجين الموجودة في غذاء الإنسان ومستواه في الفضلات.

توازن النيتروجين- حالة تكون فيها كمية النيتروجين المفرزة مساوية للكمية التي تدخل الجسم. يتم ملاحظة توازن النيتروجين لدى البالغين الأصحاء.

توازن النيتروجين الإيجابي- حالة تكون فيها كمية النيتروجين في إفرازات الجسم أقل بكثير من محتواها في الطعام، أي يلاحظ احتباس النيتروجين في الجسم. لوحظ توازن إيجابي للنيتروجين عند الأطفال بسبب زيادة النمو، عند النساء أثناء الحمل، أثناء التدريب الرياضي المكثف الذي يؤدي إلى زيادة الأنسجة العضلية، أثناء شفاء الجروح الكبيرة أو الشفاء من الأمراض الخطيرة.

نقص النيتروجين(توازن النيتروجين السلبي) يتم ملاحظته عندما تكون كمية النيتروجين المنطلقة أكبر من محتواها في الطعام الذي يدخل الجسم. النيتروجين السلبييتم ملاحظة التوازن أثناء تجويع البروتين والظروف المحمومة واضطرابات تنظيم الغدد الصم العصبية لاستقلاب البروتين.

انهيار البروتين وتخليق اليوريا. وأهم نواتج تحلل البروتين النيتروجينية التي تفرز في البول والعرق هي اليوريا وحمض اليوريك والأمونيا.

التمثيل الغذائي للدهون.

يتم تقسيم الدهون على الدهون البسيطة(الدهون المحايدة والشموع) الدهون المعقدة(الفسفوليبيدات،الجليكوليبيدات، السلفوليبيدات) و منشطات(الكوليسترول وإلخ.). يتم تمثيل الجزء الأكبر من الدهون في جسم الإنسان بالدهون المحايدة. الدهون المحايدة الغذاء البشري هو مصدر مهم للطاقة. عند أكسدة 1 جرام من الدهون، يتم إطلاق 37.7 كيلوجول (9.0 كيلو كالوري) من الطاقة.

الاحتياجات اليومية للبالغين من الدهون المحايدة هي 70-80 جم، للأطفال من سن 3-10 سنوات - 26-30 جم.

يمكن استبدال الدهون المحايدة للطاقة بالكربوهيدرات. ومع ذلك، هناك أحماض دهنية غير مشبعة - اللينوليك واللينولينيك والأراكيدونيك، والتي يجب بالضرورة أن تكون موجودة في النظام الغذائي البشري، وتسمى لا جريئة قابلة للاستبدال الأحماض.

يتم تمثيل الدهون المحايدة التي تشكل الغذاء والأنسجة البشرية بشكل رئيسي عن طريق الدهون الثلاثية التي تحتوي على الأحماض الدهنية - البالمتيك،دهني، الأوليك، اللينوليك واللينولينيك.

يلعب الكبد دورًا مهمًا في استقلاب الدهون. الكبد هو العضو الرئيسي الذي يحدث فيه تكوين أجسام الكيتون (حمض بيتا هيدروكسي بيوتريك، حمض الأسيتو أسيتيك، الأسيتون). تستخدم أجسام الكيتون كمصدر للطاقة.

تم العثور على الفوسفو والجليكوليبيدات في جميع الخلايا، ولكن بشكل رئيسي في الخلايا العصبية. الكبد هو العضو الوحيد الذي يحافظ على مستوى الدهون الفوسفاتية في الدم. يمكن الحصول على الكوليسترول والمنشطات الأخرى من الطعام أو تصنيعها في الجسم. الموقع الرئيسي لتخليق الكوليسترول هو الكبد.

في الأنسجة الدهنية، تترسب الدهون المحايدة في شكل الدهون الثلاثية.

تكوين الدهون من الكربوهيدرات. الإفراط في تناول الكربوهيدرات من الطعام يؤدي إلى ترسب الدهون في الجسم. عادة، في البشر، 25-30٪ من الكربوهيدرات الغذائية تتحول إلى دهون.

تكوين الدهون من البروتينات. البروتينات هي مواد بلاستيكية. فقط في ظل الظروف القصوى يتم استخدام البروتينات لأغراض الطاقة. من المرجح أن يحدث تحويل البروتين إلى أحماض دهنية من خلال تكوين الكربوهيدرات.

التمثيل الغذائي للكربوهيدرات.

يتم تحديد الدور البيولوجي للكربوهيدرات لجسم الإنسان في المقام الأول من خلال وظيفة الطاقة الخاصة بها. تبلغ قيمة الطاقة لـ 1 جرام من الكربوهيدرات 16.7 كيلوجول (4.0 كيلو كالوري).تعتبر الكربوهيدرات مصدرًا مباشرًا للطاقة لجميع خلايا الجسم وتؤدي وظائف بلاستيكية وداعمة.

الاحتياجات اليومية من الكربوهيدرات للشخص البالغ تقريبًا 0.5 كجم. ويتأكسد الجزء الرئيسي منها (حوالي 70%) في الأنسجة إلى الماء وثاني أكسيد الكربون. يتم تحويل حوالي 25-28% من الجلوكوز الغذائي إلى دهون ويتم تصنيع 2-5% منه فقط إلى الجليكوجين - وهو الكربوهيدرات الاحتياطية في الجسم.

الشكل الوحيد للكربوهيدرات الذي يمكن امتصاصه هو السكريات الأحادية. يتم امتصاصها بشكل رئيسي في الأمعاء الدقيقة ويتم نقلها عن طريق مجرى الدم إلى الكبد والأنسجة. يتم تصنيع الجليكوجين من الجلوكوز في الكبد. هذه العملية تسمى تكوين الجليكوجين. يمكن تقسيم الجليكوجين إلى جلوكوز. وتسمى هذه الظاهرة تحلل الجليكوجين. في الكبد، من الممكن تكوين كربوهيدرات جديدة من نواتج تحللها (حمض البيروفيك أو حمض اللاكتيك)، وكذلك من نواتج تحلل الدهون والبروتينات (أحماض الكيتو)، والتي تسمى تكوين السكر. تعد عمليات تكوين الجليكوجين وانحلال الجليكوجين وتولد الجليكوجين من العمليات المترابطة بشكل وثيق التي تحدث في الكبد والتي تضمن مستويات السكر في الدم المثلى.

وفي العضلات كذلكفي الكبد، يتم تصنيع الجليكوجين. يعد تحلل الجليكوجين أحد مصادر الطاقة اللازمة لتقلص العضلات. عندما ينهار الجليكوجين في العضلات، تبدأ العملية في تكوين أحماض البيروفيك واللاكتيك. هذه العملية تسمى تحلل السكر. خلال مرحلة الراحة، تتم إعادة تصنيع الجليكوجين من حمض اللاكتيك في الأنسجة العضلية.

مخيحتوي على احتياطيات صغيرة من الكربوهيدرات ويتطلب إمدادات ثابتة من الجلوكوز. يتأكسد الجلوكوز الموجود في أنسجة المخ في الغالب، ويتحول جزء صغير منه إلى حمض اللاكتيك. يتم تغطية إنفاق الطاقة في الدماغ حصريًا بالكربوهيدرات. يترافق انخفاض إمدادات الجلوكوز إلى الدماغ مع تغيرات في عمليات التمثيل الغذائي في الأنسجة العصبية وضعف وظائف المخ.

تكوين الكربوهيدرات من البروتينات والدهون (تكوين السكر).نتيجة لتحول الأحماض الأمينية، يتم تشكيل حمض البيروفيك، أثناء أكسدة الأحماض الدهنية، يتم تشكيل أنزيم الأسيتيل A، والذي يمكن تحويله إلى حمض البيروفيك، وهو مقدمة للجلوكوز. هذا هو المسار العام الأكثر أهمية للتخليق الحيوي للكربوهيدرات.

هناك علاقة فسيولوجية وثيقة بين المصدرين الرئيسيين للطاقة - الكربوهيدرات والدهون. تؤدي زيادة نسبة الجلوكوز في الدم إلى زيادة التخليق الحيوي للدهون الثلاثية وتقليل تحلل الدهون في الأنسجة الدهنية. تدخل كمية أقل من الأحماض الدهنية الحرة إلى الدم. في حالة حدوث نقص السكر في الدم، يتم تثبيط عملية تخليق الدهون الثلاثية، وتسريع تحلل الدهون، وتدخل الأحماض الدهنية الحرة إلى الدم بكميات كبيرة.

تبادل الماء والملح.

يتم تنفيذ جميع العمليات الكيميائية والفيزيائية والكيميائية التي تحدث في الجسم في بيئة مائية. يقوم الماء بالوظائف الهامة التالية في الجسم: المهام: 1) بمثابة مذيب للغذاء والتمثيل الغذائي. 2) ينقل المواد المذابة فيه. 3) يقلل الاحتكاك بين الأسطح الملامسة في جسم الإنسان؛ 4) يشارك في تنظيم درجة حرارة الجسم بسبب الموصلية الحرارية العالية وحرارة التبخر العالية.

إجمالي محتوى الماء في جسم الإنسان البالغ هو 50 —60% من كتلته، أي يصل 40-45 لتر.

من المعتاد تقسيم الماء إلى داخل الخلايا، داخل الخلايا (72٪)، وخارج الخلية، خارج الخلية (28٪). يقع الماء خارج الخلية داخل قاع الأوعية الدموية (كجزء من الدم والليمفاوية والسائل النخاعي) وفي الفضاء بين الخلايا.

يدخل الماء الجسم عبر الجهاز الهضمي على شكل سائل أو ماء كثيفمنتجات الطعام. يتشكل بعض الماء في الجسم نفسه أثناء عملية التمثيل الغذائي.

عندما يكون هناك فائض من الماء في الجسم، هناك الجفاف العام(التسمم المائي)، عند نقص الماء، ينتهك التمثيل الغذائي. يؤدي فقدان 10٪ من الماء إلى هذه الحالة تجفيف(الجفاف)، وتحدث الوفاة عند فقدان 20% من الماء.

جنبا إلى جنب مع الماء، تدخل المعادن (الأملاح) أيضا إلى الجسم. قريب 4% يجب أن تتكون الكتلة الجافة من الطعام من مركبات معدنية.

إحدى الوظائف المهمة للإلكتروليتات هي مشاركتها في التفاعلات الأنزيمية.

صوديوميضمن ثبات الضغط الأسموزي للسائل خارج الخلية، ويشارك في إنشاء إمكانات الغشاء الكهربي الحيوي، وفي تنظيم الحالة الحمضية القاعدية.

البوتاسيوميوفر الضغط الاسموزي للسائل داخل الخلايا، ويحفز تكوين الأسيتيل كولين. نقص أيونات البوتاسيوم يمنع عمليات الابتنائية في الجسم.

الكلوروهو أيضًا الأنيون الأكثر أهمية في السائل خارج الخلية، مما يضمن الضغط الاسموزي المستمر.

الكالسيوم والفوسفورتوجد بشكل رئيسي في أنسجة العظام (أكثر من 90٪). يعد محتوى الكالسيوم في البلازما والدم أحد الثوابت البيولوجية، حيث أن التغيرات الطفيفة في مستوى هذا الأيون يمكن أن تؤدي إلى عواقب وخيمة على الجسم. يؤدي انخفاض مستوى الكالسيوم في الدم إلى تقلصات عضلية لا إرادية وتشنجات، ويحدث الموت بسبب توقف التنفس. ويصاحب زيادة محتوى الكالسيوم في الدم انخفاض في استثارة الأنسجة العصبية والعضلية وظهور شلل جزئي وشلل وتكوين حصوات الكلى. الكالسيوم ضروري لبناء العظام، لذا يجب إمداد الجسم به بكميات كافية عن طريق الطعام.

الفوسفوريشارك في استقلاب العديد من المواد، فهو جزء من مركبات عالية الطاقة (مثل ATP). لترسب الفوسفور في العظام أهمية كبيرة.

حديدهو جزء من الهيموجلوبين والميوجلوبين، وهما المسؤولان عن تنفس الأنسجة، وكذلك الإنزيمات المشاركة في تفاعلات الأكسدة والاختزال. عدم تناول كمية كافية من الحديد في الجسم يعطل تخليق الهيموجلوبين. يؤدي انخفاض تخليق الهيموجلوبين إلى فقر الدم (فقر الدم). متطلبات الحديد اليومية للشخص البالغ هي 10-30 ميكروغرام.

اليودويوجد في الجسم بكميات قليلة. ومع ذلك، فإن أهميتها كبيرة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن اليود جزء من هرمونات الغدة الدرقية، والتي لها تأثير واضح على جميع عمليات التمثيل الغذائي، والنمو.وتطور الجسم.

التعليم واستهلاك الطاقة.

تتراكم الطاقة المنبعثة أثناء تحلل المواد العضوية على شكل ATP، ويتم الحفاظ على كميتها في أنسجة الجسم عند مستوى عالٍ. تم العثور على ATP في كل خلية من خلايا الجسم. تم العثور على أكبر كمية في العضلات الهيكلية - 0.2-0.5٪. يتزامن أي نشاط للخلية دائمًا في الوقت المناسب تمامًا مع انهيار ATP.

يجب استعادة جزيئات ATP المدمرة. يحدث هذا بسبب الطاقة التي يتم إطلاقها أثناء تحلل الكربوهيدرات والمواد الأخرى.

يمكن الحكم على كمية الطاقة التي ينفقها الجسم من خلال كمية الحرارة التي يطلقها على البيئة الخارجية.

طرق قياس استهلاك الطاقة (قياس السعرات الحرارية المباشرة وغير المباشرة).

معامل التنفس.

قياس السعرات الحرارية المباشرةيعتمد على التحديد المباشر للحرارة المنبعثة أثناء حياة الجسم. يتم وضع الشخص في غرفة خاصة لقياس السعرات الحرارية، حيث يتم أخذ كمية الحرارة المنبعثة من جسم الإنسان بعين الاعتبار. يتم امتصاص الحرارة الناتجة عن الجسم عن طريق الماء المتدفق عبر نظام الأنابيب الموضوعة بين جدران الغرفة. هذه الطريقة مرهقة للغاية ويمكن استخدامها في المؤسسات العلمية الخاصة.ونتيجة لذلك، يتم استخدامها على نطاق واسع في الطب العملي. طريقة غير مباشرة قياس السعرات الحرارية.جوهر هذه الطريقة هو أنه يتم تحديد حجم التهوية الرئوية أولاً، ثم كمية الأكسجين الممتص وثاني أكسيد الكربون المنطلق. تسمى نسبة حجم ثاني أكسيد الكربون المنطلق إلى حجم الأكسجين الممتص الحاصل التنفسي . ويمكن استخدام قيمة المعامل التنفسي للحكم على طبيعة المواد المؤكسدة في الجسم.

عند الأكسدة حاصل التنفس من الكربوهيدرات هو 1لأن للأكسدة الكاملة لجزيء واحدالجلوكوز يلزم وجود 6 جزيئات من الأكسجين للوصول إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، ويتم إطلاق 6 جزيئات من ثاني أكسيد الكربون:

С 6 Н12О 6 +60 2 =6С0 2 +6Н 2 0

معامل الجهاز التنفسي لأكسدة البروتين هو 0.8، لأكسدة الدهون - 0.7.

تحديد استهلاك الطاقة عن طريق تبادل الغازات.كميةالحرارة التي تنطلق في الجسم عند استهلاك لتر واحد من الأكسجين - المعادل الحراري للأكسجين - يعتمد على أكسدة المواد التي يستخدم فيها الأكسجين. ما يعادل السعرات الحراريةالأكسجين أثناء أكسدة الكربوهيدرات يساوي 21,13 كيلوجول (5.05 سعرة حرارية)، البروتينات— 20.1 كيلو جول (4.8 سعرة حرارية)، الدهون - 19.62 كيلو جول (4.686 سعرة حرارية).

استهلاك الطاقة في البشر يتم تحديدها على النحو التالي. يتنفس الشخص لمدة 5 دقائق من خلال قطعة فم توضع في الفم. قطعة الفم متصلة بكيس مصنوع من القماش المطاطي الصمامات هم يتم ترتيبها مثل هذا ماذا الرجل يتنفس بحرية الغلاف الجوي الهواء، ويزفر الهواء إلى داخل الكيس. استخدام الغاز ساعات قياس حجم الزفير هواء. تحدد مؤشرات محلل الغاز نسبة الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الهواء الذي يستنشقه الإنسان وزفيره. ثم يتم حساب كمية الأكسجين الممتص وثاني أكسيد الكربون المنطلق، وكذلك حاصل الجهاز التنفسي. وباستخدام الجدول المناسب، يتم تحديد السعرات الحرارية المكافئة للأكسجين على أساس معامل التنفس ويتم تحديد استهلاك الطاقة.

التمثيل الغذائي الأساسي وأهميته.

بي اكس- الحد الأدنى من الطاقة اللازمة للحفاظ على الأداء الطبيعي للجسم في حالة من الراحة الكاملة، باستثناء جميع التأثيرات الداخلية والخارجية التي قد تزيد من مستوى عمليات التمثيل الغذائي. يتم تحديد التمثيل الغذائي الأساسي في الصباح على معدة فارغة (12-14 ساعة بعد الوجبة الأخيرة)، في وضعية الاستلقاء، مع استرخاء العضلات الكامل، في ظروف درجة الحرارة المريحة (18-20 درجة مئوية). يتم التعبير عن عملية التمثيل الغذائي الأساسية من خلال كمية الطاقة التي يطلقها الجسم (كيلو جول / يوم).

في حالة من السلام الجسدي والعقلي الكامل يستهلك الجسم طاقةإلى: 1) العمليات الكيميائية التي تحدث باستمرار؛ 2) العمل الميكانيكي الذي تقوم به الأعضاء الفردية (القلب، عضلات الجهاز التنفسي، الأوعية الدموية، الأمعاء، إلخ)؛ 3) النشاط المستمر لجهاز الإفراز الغدي.

يعتمد التمثيل الغذائي الأساسي على العمر والطول ووزن الجسم والجنس. لوحظ الأيض الأساسي الأكثر كثافة لكل 1 كجم من وزن الجسم عند الأطفال. مع زيادة وزن الجسم، يزداد التمثيل الغذائي الأساسي. متوسط ​​معدل الأيض الأساسي للشخص السليم هو تقريبًا 4.2 كيلوجول (1 كيلو كالوري) لكل ساعة لكل 1 كجم من الوزن جسم.

من حيث استهلاك الطاقة أثناء الراحة، تكون أنسجة الجسم غير متجانسة. تستهلك الأعضاء الداخلية الطاقة بشكل أكثر نشاطًا، بينما تستهلك الأنسجة العضلية نشاطًا أقل.

كثافة التمثيل الغذائي الأساسي في الأنسجة الدهنية أقل بثلاث مرات منها في بقية الكتلة الخلوية للجسم. ينتج الأشخاص النحيفون حرارة أكثر لكل كيلوغراموزن الجسم من الكامل.

لدى النساء عملية التمثيل الغذائي الأساسي أقل من الرجال. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن النساء لديهن كتلة أقل ومساحة سطح الجسم أقل. وفقا لقاعدة روبنر، فإن التمثيل الغذائي الأساسي يتناسب تقريبا مع سطح الجسم.

ولوحظت تقلبات موسمية في قيمة التمثيل الغذائي الأساسي - فقد زادت في الربيع وانخفضت في الشتاء. يؤدي النشاط العضلي إلى زيادة في عملية التمثيل الغذائي بما يتناسب مع شدة العمل المنجز.

تحدث تغييرات كبيرة في عملية التمثيل الغذائي الأساسي بسبب خلل في أعضاء وأنظمة الجسم. مع زيادة وظيفة الغدة الدرقية، والملاريا، وحمى التيفوئيد، والسل، المصحوبة بالحمى، يزداد التمثيل الغذائي الأساسي.

إنفاق الطاقة أثناء النشاط البدني.

أثناء العمل العضلي، يزيد إنفاق الطاقة في الجسم بشكل ملحوظ. هذه الزيادة في تكاليف الطاقة تشكل زيادة في العمل، وهي أكبر كلما زاد كثافة العمل.

ومقارنة بالنوم، يزداد استهلاك الطاقة بمقدار 3 مرات عند المشي ببطء، وبأكثر من 40 مرة عند الجري لمسافات قصيرة أثناء المنافسة.

أثناء ممارسة التمارين الرياضية على المدى القصير، يتم استهلاك الطاقة من خلال أكسدة الكربوهيدرات. أثناء التمرين العضلي لفترات طويلة، يقوم الجسم بتكسير الدهون بشكل رئيسي (80٪ من إجمالي الطاقة اللازمة). يتم توفير طاقة تقلصات العضلات لدى الرياضيين المدربين حصريًا عن طريق أكسدة الدهون. بالنسبة لشخص يشارك في العمل البدني، تزيد تكاليف الطاقة بما يتناسب مع كثافة العمل.

تَغذِيَة.

يتم تجديد تكاليف الطاقة في الجسم من خلال العناصر الغذائية. يجب أن يحتوي الغذاء على البروتينات والكربوهيدرات والدهون والأملاح المعدنية والفيتامينات بكميات قليلة وبالنسبة الصحيحة. الهضمالعناصر الغذائية تعتمدعلى الخصائص الفردية وحالة الجسم، وعلى كمية ونوعية الطعام، ونسبة مكوناته المختلفة، وطريقة التحضير. الأطعمة النباتية أقل قابلية للهضم من المنتجات الحيوانية لأن الأطعمة النباتية تحتوي على المزيد من الألياف.

النظام الغذائي البروتيني يعزز امتصاص وهضم العناصر الغذائية. عندما تسود الكربوهيدرات في الغذاء، يتم تقليل امتصاص البروتينات والدهون. إن استبدال المنتجات النباتية بمنتجات ذات أصل حيواني يعزز عمليات التمثيل الغذائي في الجسم. إذا أعطيت البروتينات من اللحوم أو منتجات الألبان بدلا من الخضروات، وخبز القمح بدلا من خبز الجاودار، فإن هضم المنتجات الغذائية يزيد بشكل كبير.

وبالتالي، لضمان التغذية السليمة للإنسان، من الضروري مراعاة درجة امتصاص الجسم للأطعمة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يحتوي الغذاء بالضرورة على جميع العناصر الغذائية الأساسية (الأساسية): البروتينات والأحماض الأمينية الأساسية والفيتامينات،الأحماض الدهنية غير المشبعة للغاية والمعادن والماء.

يتكون الجزء الأكبر من الطعام (75-80٪) من الكربوهيدرات والدهون.

نظام عذائي- كمية وتركيبة المنتجات الغذائية التي يحتاجها الإنسان يومياً. يجب أن يجدد إنفاق الطاقة اليومي في الجسم ويتضمن جميع العناصر الغذائية بكميات كافية.

لتجميع الحصص الغذائية، من الضروري معرفة محتوى البروتينات والدهون والكربوهيدرات في الأطعمة وقيمة الطاقة الخاصة بها. وبوجود هذه البيانات، من الممكن إنشاء نظام غذائي قائم على أساس علمي للأشخاص من مختلف الأعمار والأجناس والمهن.

النظام الغذائي وأهميته الفسيولوجية. من الضروري اتباع نظام غذائي معين وتنظيمه بشكل صحيح: ساعات ثابتة من الوجبات، فترات زمنية مناسبة بينها، توزيع النظام الغذائي اليومي خلال اليوم. يجب عليك دائمًا تناول الطعام في وقت معين، على الأقل 3 مرات يوميًا: الإفطار والغداء والعشاء. يجب أن تكون قيمة الطاقة في وجبة الإفطار حوالي 30٪ من إجمالي النظام الغذائي، والغداء - 40-50٪، والعشاء - 20-25٪. وينصح بتناول العشاء قبل 3 ساعات من موعد النوم.

التغذية السليمة تضمن النمو البدني الطبيعي والنشاط العقلي، وتزيد من أداء الجسم وتفاعله ومقاومته للتأثيرات البيئية.

وفقا لتعاليم I. P. Pavlov حول ردود الفعل المشروطة، يتكيف جسم الإنسان مع وقت معين لتناول الطعام: تظهر الشهية وتبدأ العصارات الهضمية في الافراج. تضمن الفواصل الزمنية المناسبة بين الوجبات الشعور بالامتلاء خلال هذا الوقت.

تناول الطعام ثلاث مرات في اليوم هو أمر فسيولوجي بشكل عام. ومع ذلك، يفضل أربع وجبات في اليوم، مما يزيد من امتصاص العناصر الغذائية، وخاصة البروتينات، ولا يوجد شعور بالجوع بين الوجبات الفردية ويتم الحفاظ على شهية جيدة. في هذه الحالة، تبلغ قيمة الطاقة في وجبة الإفطار 20٪، والغداء - 35٪، ووجبة خفيفة بعد الظهر - 15٪، والعشاء - 25٪.

نظام غذائي متوازن.تعتبر التغذية عقلانية إذا تم تلبية الحاجة إلى الغذاء بشكل كامل من الناحية الكمية والنوعية، وتم سداد جميع تكاليف الطاقة. إنه يعزز النمو السليم وتطور الجسم، ويزيد من مقاومته للتأثيرات الضارة للبيئة الخارجية، ويعزز تنمية القدرات الوظيفية للجسم ويزيد من كثافة العمل. تتضمن التغذية العقلانية تطوير الحصص الغذائية والوجبات الغذائية بما يتناسب مع مختلف السكان والظروف المعيشية.

كما سبقت الإشارة، فإن تغذية الشخص السليم تعتمد على حصص غذائية يومية. النظام الغذائي والنظام الغذائي للمريض يسمى النظام الغذائي. كل نظام عذائييحتوي على مكونات معينة من النظام الغذائي ويتميز بالخصائص التالية: 1) قيمة الطاقة؛ 2) التركيب الكيميائي. 3) الخصائص الفيزيائية (الحجم ودرجة الحرارة والاتساق)؛ 4) النظام الغذائي.

تنظيم عملية التمثيل الغذائي والطاقة.

لوحظت تغيرات منعكسة مشروطة في عملية التمثيل الغذائي والطاقة لدى البشر في حالات ما قبل البدء وما قبل العمل. يعاني الرياضيون قبل بدء المنافسة والعامل قبل العمل من زيادة في التمثيل الغذائي ودرجة حرارة الجسم وزيادة في استهلاك الأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون. يمكن أن يسبب تغيرات منعكسة مشروطة في عملية التمثيل الغذائي،الطاقة و العمليات الحراريةالناس لديهم التحفيز اللفظي.

التأثير العصبي أنظمة التمثيل الغذائي والطاقةالعمليات في الجسم يتم تنفيذها بعدة طرق:

التأثير المباشر للجهاز العصبي (من خلال منطقة ما تحت المهاد والأعصاب الصادرة) على الأنسجة والأعضاء.

التأثير غير المباشر على الجهاز العصبي من خلالالغدة النخامية (السوماتوتروبين);

غير مباشرتأثير الجهاز العصبي من خلال المناطق الاستوائيةالهرمونات الغدة النخامية والغدد الطرفية الداخليةإفراز؛

التأثير المباشر يعمل نظام (ما تحت المهاد) على نشاط الغدد الصماء ومن خلالها على عمليات التمثيل الغذائي في الأنسجة والأعضاء.

القسم الرئيسي للجهاز العصبي المركزي، الذي ينظم جميع أنواع عمليات التمثيل الغذائي والطاقة، هو تحت المهاد.له تأثير واضح على عمليات التمثيل الغذائي وتوليد الحرارة الغدد الداخليةإفراز. تعمل هرمونات قشرة الغدة الكظرية والغدة الدرقية بكميات كبيرة على زيادة عملية الهدم، أي انهيار البروتينات.

يُظهر الجسم بوضوح التأثير المترابط الوثيق للجهاز العصبي والغدد الصماء على عمليات التمثيل الغذائي والطاقة. وبالتالي، فإن إثارة الجهاز العصبي الودي ليس فقط له تأثير محفز مباشر على عمليات التمثيل الغذائي، ولكن أيضا يزيد من إفراز هرمونات الغدة الدرقية والغدة الكظرية (ثيروكسين والأدرينالين). ونتيجة لهذا، يتم تعزيز عملية التمثيل الغذائي والطاقة. بالإضافة إلى ذلك، تعمل هذه الهرمونات نفسها على زيادة نبرة الجهاز العصبي الودي. تغييرات كبيرة في عملية التمثيل الغذائيو يحدث التبادل الحراري عندما يكون هناك نقص في هرمونات الغدد الصماء في الجسم. على سبيل المثال، يؤدي نقص هرمون الغدة الدرقية إلى انخفاض في عملية التمثيل الغذائي الأساسي. ويرجع ذلك إلى انخفاض استهلاك الأنسجة للأكسجين وانخفاض توليد الحرارة. ونتيجة لذلك، تنخفض درجة حرارة الجسم.

وتشارك هرمونات الغدد الصماء في تنظيم عملية التمثيل الغذائيو الطاقة، وتغيير نفاذية أغشية الخلايا (الأنسولين)، وتنشيط أنظمة إنزيمات الجسم (الأدرينالين، الجلوكاجون، وما إلى ذلك) والتأثير على التخليق الحيوي (الجلوكوكورتيكويدات).

وبالتالي، يتم تنظيم عملية التمثيل الغذائي والطاقة عن طريق الجهاز العصبي والغدد الصماء، مما يضمن تكيف الجسم مع الظروف المتغيرة لبيئته.

الأيض، أو كما يطلق عليه أيضًا "الأيض"، هو عملية معقدة تشارك فيها العديد من الأنظمة المختلفة. هذه العملية معقدة للغاية ومهمة بالنسبة لجسمنا لدرجة أنها لا تتوقف لثانية واحدة.

ما هو التمثيل الغذائي:

عملية التمثيل الغذائي في جسم الإنسان:

عملية تنطوي على تحلل البروتينات والدهون والكربوهيدرات، مما يسمح للجسم بتلقي الطاقة اللازمة لضمان الأداء الكامل. يعمل جسمنا بفضل عمل العمليات الأيضية في الخلايا. ولكي يقوم الجسم بوظائفه بشكل سليم، يجب توفير كمية كافية من الغذاء، والتي تتحول إلى هرمونات وإنزيمات نتيجة التفاعلات الكيميائية.

ما هي الإنزيمات:

الإنزيمات هي مواد تشارك في عملية التفاعلات الكيميائية التي تعمل على تكسير الدهون والبروتينات والكربوهيدرات. يتم الحفاظ على النشاط الحيوي للخلايا من خلال مثل هذه العمليات. أظهرت الأبحاث الحديثة وجود حوالي 3.5 ألف إنزيم. ومع ذلك، لا تستطيع الإنزيمات تنفيذ العمليات بشكل كامل دون مساعدة الهرمونات، لأنها تخضع لسيطرة الهرمونات نفسها.

ما هي الهرمونات:

يتم إنتاج الهرمونات عن طريق الغدد في نظام الغدد الصماء. تتفاعل مع نوع واحد من الإنزيمات وتمنع عمل الأنواع الأخرى. تجدر الإشارة إلى أن هؤلاء الأشخاص الذين يتناولون الهرمونات على شكل أقراص لا يمكنهم التحكم بشكل كامل وصحيح في توازنهم في الجسم. تعمل الهرمونات على الجسم بطرق مختلفة، فتحسن أداء بعض الأعضاء وتؤدي إلى تفاقم أداء أعضاء أخرى في نفس الوقت. على سبيل المثال، فكر في تناول الهرمونات لعلاج المفاصل، والتي يمكن أن تسبب مشاكل في الرؤية.

أنواع الأيض:

هناك نوعان من عمليات التمثيل الغذائي الأساسية في الجسم:

بناء

ويعني هذا المفهوم عملية كيميائية تتضمن تجديد وتكوين خلايا وأنسجة ومواد عضوية جديدة. تعمل هذه العملية على تجميع كمية معينة من الطاقة، والتي يتم استخدامها تدريجياً لحماية الجسم من العوامل الخارجية غير المواتية، مثل الأمراض والالتهابات المختلفة، كما أنها تعزز نمو الجسم ككل.

الهدم

وهو عكس عملية البناء، وهي العملية التي يتم فيها تكسير الدهون والكربوهيدرات والبروتينات لإنتاج الطاقة. ولا تقل هذه العملية أهمية بالنسبة للجسم، وهي جزء من عملية التمثيل الغذائي العامة. يقوم التفاعل الكيميائي التقويضي بتكسير الصيغ الجزيئية الكبيرة إلى صيغ أصغر، وبالتالي إطلاق الطاقة. ومع ذلك، في حالة وجود فائض من الطاقة المنطلقة، يقوم الجسم بتخزينها على شكل أنسجة دهنية.

يحتاج جسمنا بشكل خاص إلى المواد التي يحتاجها، مثل:

• ماء
  
• السناجب
  
• الكربوهيدرات
  
• الدهون
  
• المعادن والفيتامينات
  

هذه المكونات هي اللبنات الأساسية لجسمنا، فهي تساعد في تكوين أنسجة وخلايا جديدة تعزز النمو. العديد من العوامل المختلفة لها تأثير كبير على عملية التمثيل الغذائي. وتشمل: النشاط البدني، ونوع الجسم، وعدد السعرات الحرارية التي يتم تناولها، وغيرها.

ابطئ التمثيل الغذائي، والسبب في ذلك هو اتباع نظام غذائي صارم، والصيام، وقلة النوم، ورفض الكربوهيدرات. إذا كان الجسم لا يحصل على ما يكفي من السعرات الحرارية والمواد المغذية اللازمة للحياة، فهذايعتبر مجاعة، وتبدأ عملية توفير جميع الموارد، ويبدأ تراكم الدهون. الجسد يحميك من الموت، هو يعتني بك.

يؤدي النشاط البدني الثقيل أيضًا إلى إبطاء عملية التمثيل الغذائي لديك. حسنًا، الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن نمط الحياة الخامل يتسبب أيضًا في تراكم الدهون في الجسم، وهو ما يعتبره الجسم أيضًا مشكلة.

كيفية تسريع عملية التمثيل الغذائي؟ كل شيء يتطلب النهج الصحيح، وهي:

• تناول الطعام كثيرًا وبأجزاء صغيرة، واتبع نظامًا غذائيًا.
• الاهتمام بالرياضة
• تزويد الجسم بالفيتامينات والمعادن بالكميات المطلوبة
• لا تخطي وجبة الإفطار
• شرب كمية كافية من الماء

أما بالنسبة للتدريب، فيجب أن تسود هنا تدريبات القوة (كمال الأجسام) وتدريبات القلب (الجري والسباحة وركوب الدراجات وما إلى ذلك)، ويجب أن تكون تدريباتك صعبة حتى تتمكن من مدح نفسك بصدق بعد التمرين الجيد، لكن لا ينبغي أن تكون منهكة. الكثير لا يعني الخير، يجب أن يكون هناك وسط ذهبي في كل شيء. لماذا لا يجب عليك تخطي وجبة الإفطار؟ وجبة الإفطار هي الأهم من بين جميع الوجبات، وهي التي تبدأ عملية التمثيل الغذائي، واسمحوا لي أن أذكركم أيضًا أنه بعد الليل تتباطأ عملية التمثيل الغذائي، ولكننا سنسرعها من خلال تناول وجبة الإفطار في الوقت المحدد. يجب أن تؤخذ الفيتامينات والمعادن بشكل إضافي للحفاظ على التوازن الأمثل في الجسم، مرة أخرى - لا ينبغي الإفراط في استخدام الفواكه، فهي تحتوي على الكثير من الفركتوز، تذكر ذلك. يؤدي تناول الطعام بشكل متكرر وبكميات صغيرة إلى تسريع عملية التمثيل الغذائي لديك، ومن الأفضل تناول الطعام كل 2.5 إلى 3 ساعات. حسنًا، الماء جزء لا يتجزأ من كل ما ذكر أعلاه، فشرب الكمية المناسبة من الماء مهم للجسم وأثناء التدريب.

نصيحتي: عليك أن تتعلم الاهتمام بكل التفاصيل الصغيرة. إذا لم يؤخذ شيء ما في الاعتبار، فسوف يؤثر على النتيجة في النهاية.

أتمنى لكم كل النجاح والصبر!

الاسْتِقْلابهي مجموعة من التحولات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية والتي تضمن نموها وتطورها وعملياتها الحيوية وتكاثر ذريتها وتفاعلها النشط مع البيئة.
في جميع الكائنات الحية، من الأكثر بدائية إلى الأكثر تعقيدا، مثل الإنسان، أساس الحياة هو التمثيل الغذائي والطاقة. وبفضلها، لا يحافظ كل كائن حي على وجوده فحسب، بل يتطور وينمو. يحدد التمثيل الغذائي الطبيعة الدورية للحياة: الولادة والنمو والتطور والشيخوخة والموت.

استقلاب البلاستيك والطاقة

تحت تبادل البلاستيكفهم العمليات التي يتم خلالها إنشاء مركبات جديدة وهياكل جديدة مميزة لكائن معين في الخلايا. تحت استقلاب الطاقةفهم تحولات الطاقة هذه، والتي يتم خلالها إطلاق الطاقة اللازمة لحياة الخلايا والأنسجة والكائن الحي بأكمله نتيجة للأكسدة البيولوجية.
نتيجة الأكسدة البيولوجية هي تكوين مركبات ثاني أكسيد الكربون والأمونيا والفوسفور والصوديوم والكلور، التي تفرز من الجسم. هذه هي المرحلة النهائية من عملية التمثيل الغذائي. يتم تنفيذه عن طريق الدم والرئتين والغدد العرقية والأعضاء البولية.

التمثيل الغذائي والطاقة عبارة عن مجموعة من التحولات الكيميائية والفيزيائية التي تحدث في خلايا وأنسجة الكائن الحي وتضمن قابليته للحياة. جوهر عملية التمثيل الغذائي أو التمثيل الغذائي هو الاستهلاك المتسلسل من قبل الجسم لمختلف المواد من البيئة الخارجية، واستيعاب واستخدام وتراكم وفقدان المواد والطاقة طوال الحياة، مما يسمح للجسم بالحفاظ على نفسه، والنمو، والتطور، والتكيف مع البيئة والتكاثر الذاتي.

تحدث العمليات الأيضية على شكل مراحل متتالية: 1) استخلاص الطاقة من المواد العضوية التي تدخل الجسم مع الغذاء؛ 2) تحويل منتجات تحلل العناصر الغذائية إلى "لبنات بناء" لتركيب مواد خاصة بالجسم؛ 3) تخليق البروتينات والأحماض النووية والدهون والكربوهيدرات وعناصر الخلية الأخرى. 4) تخليق وتدمير تلك الجزيئات النشطة بيولوجيا والضرورية لتنفيذ وظائف محددة للجسم.

الغرض من عملية التمثيل الغذائي والطاقة هو: أولاً توفير احتياجات الجسم البلاستيكية، أي إيصال المواد الكيميائية اللازمة لبناء الجسم عناصره الهيكلية واستعادة المواد التي تتفكك في الجسم ويفقدها. من الجسم ثانياً: في إمداد جميع وظائف الجسم الحيوية بالطاقة.

تسليط الضوء بي اكس(يحدث أثناء الراحة الكاملة) والتمثيل الغذائي الوسيط (مجموعة التحولات الكيميائية من لحظة دخول المواد الغذائية المهضومة إلى الدم حتى إطلاق المنتجات الأيضية من الجسم).

ينقسم التمثيل الغذائي إلى عمليتين مترابطتين وتحدثان في وقت واحد في الخلية - الاستيعاب (الاستقلاب) والتشتت (التقويض). أثناء عملية البناء، يتم تصنيع المواد المعقدة حيويًا من جزيئات أولية أبسط. وفي الوقت نفسه، تقوم كل خلية بتجميع خصائصها السناجب, الدهون, الكربوهيدراتوغيرها من الاتصالات. أثناء عملية الهدم، يتم تقسيم الجزيئات العضوية الكبيرة إلى مركبات بسيطة مع إطلاق الطاقة في وقت واحد، والتي يتم تخزينها بشكل رئيسي في شكل ATP. تشير عملية الهدم إلى استقلاب الطاقة، الذي يضمن إيصال الطاقة اللازمة للحياة إلى الخلايا. خلال الحياة، يتم ملاحظة العلاقات الكمية المختلفة بين عمليات الاستيعاب والتفكيك: في كائن حي متزايد، يسود الاستيعاب؛ من سن 22 إلى 25 عامًا تقريبًا إلى 60 عامًا، يتم إنشاء توازن نسبي بين عملية الابتنائية والتقويض؛ وبعد 60 عاما، تتجاوز عمليات الاستيعاب قليلا عمليات الاستيعاب، والتي تكون مصحوبة بتغييرات في القدرات الوظيفية لمختلف أجهزة الجسم.

المراحل الرئيسية لعملية التمثيل الغذائي وأهميتها.المواد الرئيسية اللازمة لعمل الجسم هي السناجب, الدهون, الكربوهيدرات, المعادن, الفيتاميناتو ماء. العمليات الأيضية لهذه المواد لها سماتها المميزة. ولكن إلى جانب ذلك، هناك أنماط عامة تسمح لنا بالتمييز بين ثلاث مراحل من عملية التمثيل الغذائي: 1) معالجة المنتجات الغذائية في الأعضاء الهضمية، 2) التمثيل الغذائي الخلالي، 3) تكوين المنتجات الأيضية النهائية.

المرحلة الأولى- هذا هو الانهيار المتسلسل للمكونات الكيميائية للطعام في الجهاز الهضمي إلى هياكل جزيئية منخفضة وامتصاص المنتجات الكيميائية البسيطة الناتجة في الدم أو اللمف.

يحدث تحلل البروتينات والدهون والكربوهيدرات تحت تأثير إنزيمات معينة. يتم تقسيم البروتينات بواسطة الببتيدات إلى أحماض أمينية، والدهون بواسطة الليباز إلى جلسرين وأحماض دهنية، والكربوهيدرات المعقدة بواسطة الأميليز إلى سكريات أحادية. قيمة الطاقة في المرحلة الأولى من عملية التمثيل الغذائي ضئيلة وتتكون بشكل رئيسي من تحويل العناصر الغذائية إلى أبسط أشكالها، والتي يمكن أن تكون بمثابة مصدر للطاقة. هذه الأشكال هي الأحماض الأمينية (حوالي 20)، وثلاثة سداسيات (الجلوكوز والفركتوز والجلاكتوز)، البنتوز، وبعض السكريات النادرة، والجلسرين والأحماض الدهنية. يتم امتصاصها بسهولة في الدم والليمفاوية، ويحملها مجرى الدم إلى الكبد والأنسجة المحيطية، حيث تخضع لمزيد من التحولات.

المرحلة الثانيةيجمع التمثيل الغذائي بين تحويل الأحماض الأمينية والسكريات الأحادية والجلسرين والأحماض الدهنية. تؤدي عملية التمثيل الغذائي الخلالي إلى تكوين عدد قليل من المركبات الرئيسية التي تحدد التواصل بين المسارات الأيضية الفردية، وكذلك بين عمليات التوليف والانهيار؛ يطلق عليهم مجازيًا اسم المرجل الأيضي، أو المرجل الأيضي العام (الشكل 21). مثل هذا المركب، على سبيل المثال، هو حمض البيروفيك، البيروفات، الذي يلعب دور الرابط بين الكربوهيدرات والدهون ومعظم الأحماض الأمينية. حمض البيروفيك هو منتج شائع لتكسير الكربوهيدرات والدهون والبقايا الخالية من النيتروجين لبعض الأحماض الأمينية. جنبا إلى جنب مع هذا، يمكن أن يكون حمض البيروفيك بمثابة منتج لتوليف الكربوهيدرات والدهون، وكذلك المشاركة في نقل الأحماض الأمينية.

المنتج الرئيسي الرئيسي هو أنزيم الأسيتيل A ("الخلات النشطة")، والذي يتشكل نتيجة نزع الكربوكسيل التأكسدي متعدد المراحل لحمض البيروفيك والإضافة اللاحقة للإنزيم المساعد A. أنزيم الأسيتيل A هو نيوكليوتيد يحتوي على كبريتيد غني بالطاقة. رابطة. 0H يخضع بسهولة لمزيد من الأكسدة، ويعمل أيضًا كحلقة وصل موحدة لعملية التمثيل الغذائي للأحماض الدهنية وبعض الأحماض الأمينية.

ونتيجة لذلك، يتم تقليل استقلاب الدهون والبروتينات والكربوهيدرات إلى مسار مشترك - دورة حمض ثلاثي الكربوكسيل (دورة كريبس)، والانهيار التأكسدي للمنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والدهون والأحماض الأمينية. وبالتالي، فإن عمليات التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والدهون والبروتينات مترابطة في مرحلة المنتجات الأيضية الرئيسية ولها مسار نهائي مشترك (الشكل 21).

السناجب		الكربوهيدرات		الدهون
âá		âá		â
أحماض أمينية		السكريات الأحادية		الجلسرين		حمض دهني
â		âá		âá
	حمض البيروفيك
		â
		أسيتيل أنزيم أ
		â
		دورة حمض ثلاثي الكربوكسيل	2 ح	السلسلة التنفسية
		à
		ß
		2 ح
		à
		â â	2 ح
		ح2أوك2

أرز. 21. رسم بياني للعلاقة بين استقلاب الكربوهيدرات والبروتينات والدهون (حسب: دزيفيتسكايا, 1994)

تؤدي عمليات التمثيل الغذائي الخلالي إلى تخليق البروتينات والدهون والكربوهيدرات الخاصة بالأنواع ومجمعاتها - البروتينات النووية والدهون الفوسفاتية وما إلى ذلك، أي تكوين الأجزاء المكونة للجسم. إلى جانب ذلك، تعمل عمليات التبادل الخلالي كمصدر رئيسي للطاقة. يتحرر الجزء الرئيسي من الطاقة (2/3) نتيجة الأكسدة في دورة كريبس. أثناء التحولات الوسيطة للكربوهيدرات والدهون والبروتينات، يتم تحويل الطاقة المنطلقة إلى طاقة مركبات كيميائية خاصة تسمى com.macroergsأي المركبات التي تتراكم فيها الكثير من الطاقة.

في جسم الإنسان، يتم تنفيذ وظيفة الكائنات الكبيرة بواسطة مركبات الفوسفور المختلفة، وخاصة حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP). في ATP يتم تجميع 60-70٪ من إجمالي الطاقة المنبعثة أثناء عملية التمثيل الغذائي الخلالي للمواد الغذائية. ويتم تحويل 30-40٪ فقط من الطاقة المنبعثة أثناء أكسدة البروتينات والدهون والكربوهيدرات إلى طاقة حرارية ويتم إطلاقها من الجسم إلى البيئة الخارجية في عملية نقل الحرارة.

المرحلة الثالثةيتكون التبادل من تكوين وإصدار منتجات التبادل النهائية. تفرز المنتجات المحتوية على النيتروجين في البول (بشكل رئيسي) والبراز وبكميات صغيرة عبر الجلد. يتم إخراج الكربون بشكل رئيسي في شكل ثاني أكسيد الكربون عبر الرئتين وجزئيًا في البول والبراز. يتم إطلاق الهيدروجين في المقام الأول على شكل ماء عبر الرئتين والجلد، وكذلك في البول والبراز. تفرز المركبات المعدنية بنفس الطريقة.

استقلاب البروتين. أهمية البروتينات. البروتينات أو البروتينات عبارة عن مركبات عضوية عالية الجزيئية مبنية من بقايا الأحماض الأمينية. تحتل البروتينات مكانة رائدة بين العناصر العضوية، حيث تمثل أكثر من 50٪ من الكتلة الجافة للخلية. يؤدون الوظائف التالية:

1) البلاستيك - مادة البناء الرئيسية للهياكل الخلوية (جزء من السيتوبلازم والهيموجلوبين والعديد من الهرمونات)؛

2) الأنزيمية - إنزيمات البروتين تحفز عمليات التمثيل الغذائي (التنفس والهضم والإفراز)؛

3) الطاقة - تزويد الجسم بالطاقة المتولدة من تحلل البروتينات.

4) بروتينات بلازما الدم الواقية توفر المناعة.

5) الاستتباب - الحفاظ على ثبات بيئة الماء والملح في الجسم؛

6) المحرك - تفاعل بروتينات الأكتين والميوسين المقلصة أثناء تقلص العضلات.

البروتينات هي الناقلات المادية للحياة وتشكل أساس جميع الهياكل الخلوية. يحدد التخليق الحيوي للبروتين نمو وتطور وتجديد جميع العناصر الهيكلية في الجسم. يحدد الدور المهم للبروتينات الحاجة إلى تجديدها المتكرر. يختلف معدل دوران البروتين باختلاف الأنسجة. يتم تجديد البروتينات الموجودة في الكبد والغشاء المخاطي للأمعاء وكذلك الأعضاء الأخرى وبلازما الدم بأعلى سرعة. على سبيل المثال، في الكبد البشري، يتم تكوين حوالي 25 جرامًا من البروتين الجديد يوميًا، ويتم استبدال حوالي 20 جرامًا في السيتوبلازم يوميًا، ويتم استبدال حوالي 8 جرام في الهيموجلوبين، وفي الظروف العادية، يتم استبدال ما يصل إلى 400 جرام من البروتين الجديد. يتم إنتاجه يوميًا في جسم الشخص البالغ وتتحلل نفس الكمية. يتم استبدال نصف تركيبة البروتين في الكبد ببروتين جديد خلال 5-7 أيام فقط. يتم تجديد البروتينات التي تشكل خلايا الدماغ والقلب والغدد التناسلية بشكل أبطأ، وكذلك بروتينات العضلات والجلد وخاصة الأنسجة الداعمة (الأوتار والعظام والغضاريف).

البروتينات الكاملة وغير الكاملة. يرتبط استقلاب البروتين في الجسم ارتباطًا وثيقًا بتغذية البروتين. إن تكوين الأحماض الأمينية في الطعام له أهمية كبيرة في تخليق البروتين. تنقسم جميع الأحماض الأمينية المستخدمة في تخليق البروتين إلى مجموعتين: 1) غير أساسية، ويمكن تعويض نقصها في الغذاء بأحماض أمينية أخرى، و2) أساسية أو حيوية، لا تتشكل في الجسم، ونقصها مما يسبب تعطيل تخليق البروتين.

لقد ثبت أنه من بين الأحماض الأمينية العشرين التي تشكل البروتينات، يتم تصنيع 12 منها (الأحماض الأمينية الأساسية)، و 8 لا يتم تصنيعها (الأحماض الأمينية الأساسية). بدون الأحماض الأمينية الأساسية، يتعطل تخليق البروتين بشكل كبير: يتوقف النمو وينخفض ​​وزن الجسم. تشمل الأحماض الأمينية الأساسية فالين، ليوسين، آيزوليوسين، ثريونين، ميثيونين، فينيلالين، تريبتوفان، ليسين. على سبيل المثال، يؤدي غياب الحمض الأميني ليسين في الغذاء إلى توقف نمو الطفل واستنزاف نظامه العضلي. نقص فالين يسبب اضطرابات التوازن عند الأطفال.

تحتوي الأطعمة الحيوانية على أحماض أمينية أساسية أكثر من الأطعمة النباتية. تسمى البروتينات التي تحتوي على المجموعة الكاملة المطلوبة من الأحماض الأمينية كاملة بيولوجيا. أعلى قيمة بيولوجية للبروتينات هي الحليب والبيض والأسماك واللحوم. السفليالبروتينات هي بروتينات من الذرة والقمح والشعير. تجدر الإشارة إلى أن اثنين من البروتينات المعيبة التي تحتوي على تركيبات مختلفة من الأحماض الأمينية يمكن أن تلبي بشكل مشترك احتياجات الجسم. وفي هذا الصدد، يجب ألا يحتوي طعام الطفل على كمية كافية من البروتين فحسب، بل يجب أن يشمل أيضًا بروتينات ذات قيمة بيولوجية عالية، أي ذات أصل حيواني.

مراحل استقلاب البروتين. استقلاب البروتين هو عملية الاستيعاب (التوليف والتحلل والإفراز) للمركبات المحتوية على النيتروجين (البروتينات والأحماض الأمينية بشكل أساسي) بواسطة خلايا وأنسجة الجسم.

يحدث تخليق البروتين من الأحماض الأمينية والبولي ببتيدات ذات الوزن الجزيئي المنخفض، والتي تتشكل أثناء تحلل البروتينات في الجهاز الهضمي إلى أحماض أمينية ويتم امتصاصها في الدم.

يتم تنفيذ الانهيار الأنزيمي للبروتينات عن طريق بروتينات العصائر الهضمية - المعدة والبنكرياس والأمعاء.

استقلاب البروتين المتوسط. يتم نقل الأحماض الأمينية والببتيدات الممتصة في الأمعاء عن طريق الدم إلى الكبد والأنسجة المحيطية. وهنا يستخدم بعضها لتركيب بروتينات الجسم، والبعض الآخر يدخل في تكوين عدد من مشتقات الأحماض الأمينية (قواعد البيورين والفوسفاتيديك). وأخيرا، تخضع بعض الأحماض الأمينية للتبليل، أي إزالة المجموعة الأمينية من الأحماض الأمينية وتحويلها إلى منتجات خالية من النيتروجين. تفرز المجموعات الأمينية التي تنقسم أثناء عملية التبليل من الجسم في البول على شكل أمونيا ويوريا.

وبالتالي، يتكون استقلاب البروتين الخلالي من عدة مراحل: 1) التخليق الحيوي للبروتين؛ 2) انهيار بروتينات الأنسجة، 3) تحويل الأحماض الأمينية. في عملية التبادل الخلالي للأحماض الأمينية، تظهر المواد الفعالة من الناحية الفسيولوجية: الهرمونات والنيوكليوتيدات والإنزيمات المساعدة (الشكل 22).

نتيجة استقلاب البروتين الخلالي، يتم تشكيل المنتجات النهائية (الأمونيا، حمض اليوريك، الكرياتين). اليوريا هي المنتج النهائي الرئيسي الذي يتكون أثناء استقلاب البروتين. يتم تصنيعه في الكبد من الأمونيا المنطلقة أثناء تمييع الأحماض الأمينية.

توازن النيتروجين -نسبة كمية النيتروجين التي تدخل الجسم مع الطعام وتنطلق منه. وبما أن البروتينات تحتوي على النيتروجين، فيمكن استخدام توازن النيتروجين للحكم على نسبة كمية البروتين التي يتم تلقيها وتدميرها في الجسم:

معرفة مقدار امتصاص النيتروجين، من السهل حساب كمية البروتين التي يتم إدخالها إلى الجسم. في المتوسط، يحتوي البروتين على 16٪ نيتروجين، أي 1 جرام من النيتروجين في 6.25 جرام من البروتين، لذلك عن طريق ضرب كمية النيتروجين الممتص بنسبة 6.25، يمكنك تحديد كمية البروتين التي يتم إدخالها إلى الجسم. يتم تحديد كمية انهيار البروتين اليومي بنفس الطريقة. هناك علاقة معينة بين كمية النيتروجين التي يتم إدخالها مع البروتينات الغذائية وكمية النيتروجين التي تفرز من الجسم. هذا الشرط يسمى توازن النيتروجين. وبالتالي، في حالة توازن النيتروجين، يكون انهيار هياكل البروتين في الجسم متوازنًا كميًا بواسطة البروتينات الغذائية. يميز توازن النيتروجين المسار الطبيعي لعمليات استقلاب البروتين في الجسم في ظل ظروف التغذية الكافية بالبروتين.

غذاء البروتين		بروتينات الأنسجة
â فساد		â فساد
الببتيدات		الببتيدات
â		â
	أحماض أمينية
ورم â		â com.interconversion
المواد ذات الطبيعة غير البروتينية		أحماض أمينية
أحماض أمينية	نه 3	اليوريا
â
بروتينات الأنسجة	توليف	فساد
	المواد النشطة بيولوجيا: الهرمونات والنيوكليوتيدات والإنزيمات المساعدة	فساد	مستقلبات دورة حمض ثلاثي الكربوكسيل
		â
		ثاني أكسيد الكربون 2 ح 2 أو

أرز. 22. طرق استخدام الأحماض الأمينية في عملية التمثيل الغذائي داخل الخلايا
(بواسطة: أندريفاوآخرون، 1998)

في الحالات التي يتجاوز فيها تناول النيتروجين إطلاقه - توازن النيتروجين الإيجابي. في هذه الحالة، يسود تخليق البروتين على انهياره. يتم دائمًا ملاحظة توازن النيتروجين الإيجابي المستقر مع زيادة وزن الجسم ويتم ملاحظته خلال فترة نمو الجسم، أثناء الحمل بسبب نمو الجنين، خلال فترة التعافي بعد الأمراض الخطيرة، وكذلك أثناء التدريب الرياضي المكثف، المصحوب بـ زيادة في كتلة العضلات. في هذه الحالات، يحدث احتباس النيتروجين في الجسم (احتباس النيتروجين).

لا يتم ترسيب البروتينات في الجسم، أي لا يتم تخزينها. لذلك، عندما يتم استهلاك كمية كبيرة من البروتين مع الطعام، يتم إنفاق جزء منه فقط للأغراض البلاستيكية، بينما يتم إنفاق الأغلبية لأغراض الطاقة. وفي هذا الصدد، يحتاج الطفل إلى إعطاء الكمية المثلى من البروتين، مع مجموعة من جميع الأحماض الأمينية.

عندما تزيد كمية النيتروجين التي تفرز من الجسم عن الكمية التي يتم تناولها، يتم تحديدها على أنها توازن النيتروجين السلبي. يحدث توازن النيتروجين السلبي عندما يكون هناك غياب كامل أو كمية غير كافية من البروتين في الغذاء، وكذلك عند تناول الطعام الذي يحتوي على بروتينات غير كاملة. في كل هذه الحالات، يحدث مجاعة البروتين. مع تجويع البروتين، تقل كثافة تخليق البروتين وتكسيره.

يؤدي انخفاض نشاط تخليق البروتين، وخاصة البروتينات الأساسية وظيفيًا، إلى تعطيل عمل الأعضاء والأنظمة. يعاني الجسم المتنامي بشكل خاص: يتم تثبيط النمو، ويتم انتهاك تكوين الهيكل العظمي، وذلك بسبب نقص المواد البلاستيكية اللازمة لبناء الهياكل الخلوية.

السمات المرتبطة بالعمر لاستقلاب البروتين. تحدث في جسم الطفل عمليات نمو وتكوين خلايا وأنسجة جديدة بشكل مكثف. ولذلك، فإن الحاجة إلى البروتينات لدى الطفل أعلى بكثير منها لدى البالغين. كلما كانت عمليات النمو أكثر كثافة، كلما زادت الحاجة إلى البروتين.

طور معهد التغذية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم الطبية معايير لمتطلبات البروتين اليومية لكل 1 كجم من وزن الجسم للأطفال: ما يصل إلى سنة واحدة - 5-5.5 جم، من 1 إلى 3 سنوات - 4-4.5 جم، من من 4 إلى 7 سنوات - 3.5-4 جم، من 8 إلى 12 سنة - 3 جم وأكثر من 12 سنة - 2-2.5 جم، عند هذه القيم يتم الاحتفاظ بالنيتروجين في الجسم قدر الإمكان. ليس فقط الكمية، ولكن أيضًا جودة البروتين المقدم مهمة. يتم تحديد اكتمال البروتينات من خلال وجود الأحماض الأمينية اللازمة لبناء البروتينات في جسم الطفل.

مع التقدم في السن، تتغير الحاجة إلى الأحماض الأمينية الأساسية وغير الأساسية. لا يحتاج الأطفال في السنة الأولى من العمر إلى كمية أكبر بكثير من الأحماض النووية فحسب، بل يحتاجون أيضًا إلى تركيبة مختلفة نوعيًا من الأحماض الأمينية الغذائية. في نفس العمر، لوحظ أكبر احتباس للبروتين في الجسم، حيث يزيد وزن الجسم بسرعة. لوحظ أكبر توازن إيجابي للنيتروجين في الأشهر الثلاثة الأولى من الحياة.

بعد ذلك، تنخفض قيمة الرصيد، التي تظل إيجابية طوال الوقت، وبحلول نهاية العام لا توجد تغييرات كبيرة في توازن النيتروجين. لذلك، على سبيل المثال، وفقًا لـ A. F. Tolkachevskaya (1960)، احتباس النيتروجين لدى الأطفال في السنة الأولى من العمر بمتوسطات جم / كجم: 3 أشهر - 0.28، 3-6 أشهر - 0.20، 6- 9 أشهر - 0.21، 9- 12 شهرًا - 0.23 (مقتبس من: ماركوسيان، 1969). تختلف درجة استخدام الجسم للنيتروجين بشكل فردي. لا يعتمد استهلاك النيتروجين الغذائي والاحتفاظ به على احتياجات الجسم المرتبطة بالعمر فحسب، بل يعتمد أيضًا على كمية البروتين المقدمة مع الطعام. الطفل، على عكس شخص بالغ، لديه القدرة على تراكم البروتين مؤقتا. كلما زاد إدخال النيتروجين مع الطعام، زاد احتباسه في الجسم (الجدول 34).

طاولة 34. احتباس النيتروجين لدى أطفال ما قبل المدرسة مع اختلاف محتوى البروتين في النظام الغذائي (حسب: مخاموف, 1959)

لوحظ أفضل احتباس للنيتروجين لدى الأطفال من عمر 1.6 إلى 3 سنوات بجرعة يومية من البروتين تساوي 4 جرام لكل 1 كجم من الوزن. لقد ثبت أنه بالنسبة للأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 7 و 8 سنوات، فإن جرعة يومية من البروتين تساوي 2.2-2.5 جرام لكل 1 كجم من الوزن تحافظ فقط على توازن النيتروجين. عند تناول جرعة أقل يكون الرصيد سلبيًا، وعند جرعة مقدارها 2.8-3 جم لكل 1 كجم من الوزن يصبح موجبًا.

مع التقدم في السن، تزداد كمية المنتجات غير المؤكسدة في البول، وتتغير النسب بين الأجزاء الفردية من النيتروجين والكبريت في البول، وتحدث تغييرات في إفراز حمض اللاكتيك والكرياتين.

يحدث أدنى محتوى من النيتروجين الكلي في البول في الأشهر الثلاثة الأولى من الحياة، وفي الأشهر اللاحقة وحتى السنة الأولى هناك زيادة في محتوى النيتروجين في البول. إن الكمية اليومية من النيتروجين التي تفرز في البول، وخاصة خلال السنوات الأربع الأولى من الحياة، تتزايد بسرعة. في عمر 4-6 سنوات، يتراوح إجمالي النيتروجين في البول من 98-162 ملجم/ساعة. تصل كمية النيتروجين لكل 1 كجم من الوزن إلى قيمتها القصوى بعمر 6 سنوات، ثم تبدأ في الانخفاض تدريجياً.

لكل 1 كجم من الوزن، تتضاعف كمية اليوريا، التي تتزايد تدريجياً في السنة الأولى من العمر، في السنة الثانية، ثم تزيد تدريجياً مرة أخرى حتى 5-6 سنوات، وبعد ذلك تبدأ في الانخفاض. لذلك، على سبيل المثال، إذا كان المولود الجديد يفرز 0.17 جرام من اليوريا لكل 1 كجم من الوزن في البول، فإن الطفل البالغ من العمر 6 سنوات - 0.81، والبالغ من العمر 13 عامًا - 0.64.

وبالتالي، فإن فترة النمو الأكثر كثافة تتوافق مع أقل إطلاق لليوريا. فيما يتعلق بالمحتوى الموجود في بول الأطفال حمض اليوريك,فإن إفرازه لكل 1 كجم من الوزن خلال السنة الأولى من العمر يتجاوز بشكل كبير إفراز الشخص البالغ. يكون محتوى حمض البوليك مرتفعًا بشكل خاص في الأشهر الثلاثة الأولى، ثم ينخفض ​​إلى حد ما، ولكن بحلول نهاية العام لا يزال يتجاوز المعدل الطبيعي للبالغين بمقدار 2-4 مرات. تزداد الكمية اليومية من حمض البوليك بالتساوي إلى حد ما مع تقدم العمر، حيث تبلغ 260 ملجم في السنة الثانية من العمر، و560 ملجم في عمر 10 سنوات، و600 ملجم في عمر 13 عامًا، و800 ملجم في البالغين. وفي الوقت نفسه، يتناقص الإفراز النسبي لحمض البوليك مع تقدم العمر.

ميزة أخرى لاستقلاب النيتروجين لدى الأطفال هي الوجود المستمر للكرياتين في البول. عادة، لا يتم إخراج الكرياتين في بول البالغين، ولكن عند الأطفال، بدءًا من لحظة الولادة، يستمر إفراز الكرياتين في البول حتى سن البلوغ. مع تقدم العمر، ينخفض ​​\u200b\u200bإفراز الكرياتين في البول بشكل ملحوظ، ويزيد تركيز الكرياتينين، وبحلول سن 15-16 عامًا يقترب من مستوى الشخص البالغ.

في سن 5-6 سنوات، لا توجد فروق بين الجنسين في إطلاق كل من الكرياتين والكرياتينين، فهي تظهر فقط في عمر 10-13 سنة، ويكون إطلاق الكرياتين لدى الفتيات أكثر من الأولاد.

فيما يتعلق بإفراز الكرياتينين، تظهر الاختلافات بين الجنسين بدءًا من عمر 9 سنوات تقريبًا وتصبح أكثر وضوحًا عند عمر 14-16 عامًا. عند الأولاد، تكون الكمية اليومية من الكرياتينين التي تفرز في البول أعلى بكثير منها عند الفتيات. ويبدو أن هذه الاختلافات بين الجنسين تفسر بالتطور الأكبر للجهاز العضلي لدى الأولاد مقارنة بالفتيات في نفس العمر.