Обмен энергии и терморегуляция

Занятие 27. Обмен энергии. Терморегуляция энергетический обмен

Все процессы, происходящие в организме, можно разбить на 3 группы: пластические, энергетические, информационные.

Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом.

В процессе обмена веществ постоянно происходит превращение энергии: потенциальная энергия сложных органических соединений, поступивших с пищей, превращается в тепловую, механическую и электрическую.

За счет освобождающейся в организме энергии поддерживается определенная постоянная температура тела и совершается внешняя работа. Наибольшее количество энергии в организме расходуется на процесс движения, а также сердечную деятельность дыхание, перистальтику кишечника и др.

Часть заключенной в питательных веществах химической энергии преобразуется в другие биологически полезные формы — электрическую, осмотическую, механическую. Основная часть энергии выделяется в виде тепла.

В основе процессов обмена энергии лежат законы термодинамики — взаимных превращений различных видов энергии при переходах ее от одних тел к другим в форме теплоты или работы. С точки зрения термодинамики живые организмы относятся к открытым стационарным неравновесным системам. Это означает, что во-первых, они обмениваются с окружающей средой веществом и энергией.

Определение энергозатрат организма.

Вся энергия, выделяемая при распаде питательных веществ до конечных продуктов зависит только от состояния исходного вещества и конечных продуктов и не зависит от того, через какие промежуточные стадии или пути обмена идет их распад.

Когда физическая работа не совершается, вся химическая энергия переходит в тепло, что дает возможность использовать теплопродукцию в качестве показателя интенсивности энергетического обмена.

Количество тепла, выделяемого или поглощаемого в ходе различных физических и химических процессов, рассчитывают методами прямой и непрямой калориметрии.

В физиологии и медицине калориметрия используется для изучения тепловых эффектов в покое, при различных видах деятельности и при заболеваниях.

Прямая калориметрия.

Прямая калориметрия основана на непосредственном и полном учете количества выделенного организмом тепла. Измерения проводят в специальных камерах — биокалориметрах, хорошо герметизированных и теплоизолированных от окружающей среды. Для расчета количества выделенного тепла учитывают разность температур поступающей в камеру и оттекающей от нее воды.

Непрямая калориметрия.

Для расчета энергообразования у человека применяют метод непрямой калориметрии. Метод основан на определении количества потребленного кислорода и выделенной двуокиси углерода за определенный отрезок времени (полный газовый анализ) или в условиях относительного покоя — только количества поглощенного кислорода (неполный газовый анализ) с последующим расчетом теплопродукции.

Полный газовый анализ.

В настоящее время полный газовый анализ проводят открытым респираторным методом Дуглас а—Xолдейна. Метод основан на сборе выдыхаемого воздуха в специальный приемник (воздухонепроницаемый мешок) с последующим определением общего его количества и содержания в нем кислорода и двуокиси углерода при помощи газоанализаторов.

Схема определения энергетических затрат.

1. Зная содержание газов в атмосферном воздухе, можно вычислить, насколько уменьшилось содержание кислорода и насколько увеличилось содержание двуокиси углерода в выдыхаемом воздухе, а затем на основании этих данных определить дыхательный коэффициент.

Дыхательный коэффициент. Отношение объема выделенной двуокиси углерода к объему поглощенного кислорода называется дыхательным коэффициентом.

ДК = С0₂ (л) / 0₂ (л)

Для углеводов:ДК =1 Для жиров: ДК = 0,7 Для белков: ДК = 0,80

При смешанной пище дыхательный коэффициент составляет 0,8 — 0,9.

2. Определенному дыхательному коэффициенту соответствует определенный калорический эквивалент кислорода, т.е. количество тепла, которое освобождается при полном окислении 1 г питательного вещества (до конечных продуктов) в присутствии 1 л кислорода.

3. Найденный калорический эквивалент кислорода умножают на количество потребленного кислорода и находят количество энергии необходимое для выполнения определенного вида деятельности.

Энергетический обмен

Обмен веществ

Обмен веществ (метаболизм) складывается из процессов расщепления и синтеза — диссимиляции и ассимиляции, постоянно протекающих в организме. Чтобы жизнь продолжалась, количество поступающей энергии должно превышать (или как минимум равняться) количеству расходуемой энергии, поэтому диссимиляция и ассимиляция поддерживают определенный баланс друг с другом.

Энергетический обмен

Энергетический обмен (диссимиляция — от лат. dissimilis ‒ несходный) — обратная ассимиляции сторона обмена веществ, совокупность реакций, которые приводят к высвобождению энергии химических связей. Это реакции расщепления жиров, белков, углеводов, нуклеиновых кислот до простых веществ.

Возможно три этапа диссимиляции: подготовительный, анаэробный и аэробный. Среда обитания определяет количество этапов диссимиляции. Их может быть три, если организм обитает в кислородной среде, и два, если речь идет об организме, обитающем в бескислородной среде (к примеру, в кишечнике).

Обсудим этапы энергетического обмена более подробно:

Подготовительный этап

Подготовительный этап осуществляется ферментами в ЖКТ. В результате действия ферментов сложные вещества превращаются в более простые: полимеры распадаются на мономеры. Это сопровождается разрывом химических связей и выделением энергии, большая часть которой рассеивается в виде тепла.

Под действием ферментов белки расщепляются на аминокислоты, жиры — на глицерин и жирные кислоты, сложные углеводы — до простых сахаров.

Этот этап является последним для организмов-анаэробов, обитающих в условиях, где кислород отсутствует. На этапе гликолиза происходит расщепление молекулы глюкозы: образуется 2 молекулы АТФ и 2 молекулы пировиноградной кислоты (ПВК). Происходит данный этап в цитоплазме клеток.

Кислородный этап (аэробный)

Этот этап доступен только для аэробов — организмов, живущих в кислородной среде. Из каждой молекулы ПВК, образовавшейся на этапе гликолиза, синтезируется 18 молекул АТФ — в сумме с двух ПВК выход составляет 36 молекул АТФ.

Таким образом, суммарно с одной молекулы глюкозы можно получить 38 АТФ (гликолиз + кислородный этап).

Кислородный этап протекает на кристах митохондрий (складках, выпячиваниях внутренней мембраны), где наибольшая концентрация окислительных ферментов. Главную роль в этом процессе играет так называемый цикл Кребса, который подробно изучает биохимия.

АТФ — аденозинтрифосфорная кислота

Трудно переоценить роль в клетке АТФ — универсального источника энергии. Молекула АТФ состоит из азотистого основания — аденина, углевода — рибозы и трех остатков фосфорной кислоты.

Между остатками фосфорной кислоты находятся макроэргические связи — ковалентные связи, которые гидролизуются с выделением большого количества энергии. Их принято обозначать типографическим знаком тильда «∽».

АТФ гидролизуется до АДФ (аденозиндифосфорная кислота), а затем и до АМФ (аденозинмонофосфорная кислота). Гидролиз АТФ сопровождается выделением энергии (E) на каждом этапе и может быть представлен такой схемой:

• АТФ + H₂O = АДФ + H₃PO₄ + E
• АДФ + H₂O = АМФ + H₃PO₄ + E
• АМФ + H₂O = аденин + рибоза + H₃PO₄ + E

Пластический обмен

АТФ является универсальным источником энергии в клетке: энергия макроэргических связей АТФ используется для реакций пластического обмена (ассимиляции), протекающих с затратой энергии: синтеза белка на рибосоме (трансляции), удвоению ДНК (репликации) и т.д.

В результате пластического обмена в нашем организме происходит синтез белков, жиров и углеводов.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Энергетический обмен в организме

» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>

Энергетический обмен в организме

В процессе жизнедеятельности организм непрерывно расходует энергию: на синтез различных соединений, на совершение мы­шечной работы, на осуществление дыхания, пищеварения, кро­вообращения, на поддержание температуры тела, на преодоление осмотических сил во время секреторных и выделительных про­цессов, на поддержание, мембранных потенциалов и т. д.. Эту энергию клетки получают из белков, жиров и углеводов пищи. Все превращения веществ связаны с энергетическими превраще­ниями. В процессе обмена веществ сложные органические веще­ства с большим содержанием энергии превращаются в результа­те окислительных процессов в менее сложные вещества, при этом происходит освобождение энергии, которая переходит из одного вида в другой. В конечном итоге все виды энергии пере­ходят в тепловую; часть энергий сразу выделяется в виде тепла

первичное тепло, после использования АТФ часть энергии трансформируется во вторичное тепло.

Разработка основных норм питания разных групп населения.

Физиологические нормы питания для различных возрастных и профессиональных групп населения дифференцированы в зави­симости oт:

– пола;
– возраста;
– состояния здоровья;
– профессии;
– климатических условий

Особенность: у женщин учитывают состояние беременности и лактации.

Профессия: используется лечебно – профилактическое питание для работающих с вредными производственными факторами, применяют продукты (молоко, вареная свекла, морковь, творог, сыр, соки), которые либо снижают действие вредного фактора, либо способствуют его быстрому выведению из организма.

Состояние здоровья:
– лечебное питание: в стационарах, 15 столов (диет).
– диетическое питание: для людей, страдающих хроническими заболеваниями вне обострения. Ограничение продуктов, блюд, формы приготовления.

Исследование энергетического обмена в клинике.

1. Для диагностики и прогноза заболевания, наблюдения за его течением и эффективностью лечебных мероприятий
2. Исследование энергетического обмена при физической на­грузке позволяет выяснить функциональную недостаточность сердечно – сосудистой и дыхательной системы, которая не обнаруживается в состоянии покоя.
3. Исследование энергетического обмена у реконвалесцентов может служить основанием; для определения времени восстанов­ления работоспособности,
4. У спортсменов позволяет выяснить эффективность трени­ровки, предельных возможностей спортсмена.

Приход и расход питательных веществ.

Приход — суточный рацион питания.

Расход:
– на обеспечение пластических процессов: рост и обновление клеточных элементов тканей.
– энергетическое обеспечение физиологических процессов: электрических, химических, осмотических, механических.

Суточная потребность: определяется физиологическими нормами питания для различных возрастных и профессиональных групп населения.

У адекватно питающегося взрослого человека с достаточной дви­гательной активностью обычно имеет место энергетическое рав­новесие: поступление в организм энергии соответствует ее рас­ходу.

Методы физиологической калоримерии

Методы оценки энергетического баланса основаны на двух принципах:
– прямого измерения количества выделившегося тепла (прямая калориметрия);
– непрямого измерения путем определения количества погло­щаемого кислорода и выделяемого углекислого газа (непрямая калориметрия).

Прямая калориметрия:

1. водяная;
2. воздушная;
3. изотермическая;
4. компенсационная.

Непрямая калориметрии:

1. метод Крога;
2. метод Шатерникова;
3. метод Дугласа-Холдейна.

Непрямая (косвенная) калориметрия

Не проводится теплоизмерение, осуществляется газовый анализ: определяется химический состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха с помощью газоанализаторов.

На основании газоанализа определяют:
1. Объем потребленного организмом кислорода;
2. Объем выделенного из организма углекислого газа.

Показатели косвенно отражают интенсивность окислительных процессов. На основании полученных данных рассчитывают ды­хательный коэффициент.

Дыхательный коэффициент – это отношение выделенного угле­кислого газа к объему потребленного организмом кислорода.
Значение этого показателя зависит от того, какие вещества и в каком количестве окисляются в организме.

При окислении белков ДК=0,8; жиров ДК=0,7.

В организме осуществляется смешанный тип окисления и ре­зультирующая сумма ДК зависит от количественного соотноше­ния 3-х типов реакций.
Так как человек находится на смешанном питании в стандарт­ных условиях ДК=0,85-0,86.

Определение калорической стоимости кислорода.

Калорическая стоимость кислорода – это количество тепло­вой энергии в килокалориях, выделяемой из организма при потреблении 1 л кислорода.

Данный показатель зависит от дыхательного коэффициента и определяется по специальным таблицам, где каждому значению ДК соответствует значение калорической стоимости кислорода.

Например: ДК = 0,8; КС = 4,801 ккал,
ДК = 0,9; КС = 4,924 ккал.
Таким образом, данные газоанализа переводят в тепловые еди­ницы.
Объем кислорода, потребленный организмом в единицу вре­мени (сутки, час, минута).

Появляется возможность определить количество тепла, выде­ленного организмом в единицу времени. Используется табличная калорическая стоимость кислорода и умножается на объем ки­слорода.

Методы косвенной калориметрии

1. Методы закрытых систем.

Используются замкнутые камеры, в которые помещается иссле­дуемый объект. Температура постоянная = 18-20° С. Постоянная влажность. В камеру подается кислород, прибор показывает расход кислорода. Из камеры удаляется отработанный воздух, проходит через фильтры поглотителей. Прибор поглотителя уг­лекислого газа покажет объем газа, выделенного из организма.

Метод Шатерникова в клинике не используется.

Метод Крога.

Крог предложил метаболиметр. Дыхательный коэффициент не определяется, для анализа используется стандартная величина ДК=0,86; т.е. допускается, что пациент находится на смешанном питании.

В ходе дыхания часть кислорода, который находится в метаболиметре, поглощается организмом. Выдыхаемый воздух поступа­ет в метаболиметр и поглощается натронной известью, следова­тельно, в метаболиметре поддерживается низкая концентрация углекислого газа, что не делает воздух вредным для здоровья и дыхания.

Через несколько минут происходит опускание верхнего цилинд­ра, так как уменьшается объем кислорода. На специальной шка­ле можно определить объем кислорода, потребленного организ­мом. Объем углекислого газа не определяется, так как значение ДК принимают стандартное.

2. Методы открытых систем.

Метод называется Дугласа – Холдейна.

Для забора выдыхаемого воздуха используется мешок Дугласа. Испытуемый вдыхает воздух атмосферы, а отработанный воздух поступает в мешок. Через несколько минут выдыхаемый воздух поступает в газоанализатор, который выдает информацию о со­держании кислорода и углекислого газа в выдыхаемом воздухе.

Содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере постоян­но, следовательно, по изменениям концентраций кислорода и углекислого Таза вычисляется объем потребленного кислорода и выделенного углекислого газа в единицу времени. Дальнейший расчет проводится по схеме. Им пользуются все клиники, где имеются больные с нарушениями энергетического обмена.

Основной обмен и факторы, влияющие на его величину

Основной обмен – это физиологический показатель, отражаю­щий уровень энергетических процессов в стандартных условиях, которые максимально приближены к состоянию функционально­го покоя организма.

Косвенно отражает интенсивность обмена энергии в условиях мышечного и психического покоя. Это минимальный уровень энергетических затрат: базальный уровень энергетического обме­на.

Для определение основного обмена необходимо выполнение 5 условий:

1. Время – исследование проводится утром до 9 часов после сна.
2. Натощак, так как прием и действие пищи вызывает интен­сификацию энергетических процессов: специфически динамиче­ское действие пищи (СДД).
3. Температура комфорта в помещении: 18-20° С.
4. Исследование проводится лежа, т.е. в состоянии мышечного покоя.
5. Предварительно исключается прием фармакологических препаратов, влияющих на энергетические процессы; а также нар­котических веществ.

В данных условиях у здорового взрослого человека основной обмен составляет от 1600 до 1800 ккал. Допустимые колебания + 10%.

Факторы, определяющие потребность организма в энергии.

1. Уровень обменных процессов, направленных на сохранение постоянства внутренней среды организма и самообновление его морфологических структур.
2. Расход энергии на питание/ адаптацию организма к меняю­щимся условиям окружающей среды, на трудовую деятельность и активный отдых.

Q = ОО + МД + СДД.
Q – энерготраты;
ОО – основной обмен;
МД – мышечная деятельность;
СДД – специфическое динамическое действие пищи.

Затраты энергии в условиях основного обмена.

1. Химические процессы в организме.
2. Механическая работа, выполняемая отдельными органами:
– сердце;
– дыхательная система (дыхательные мышцы);
– кровеносные сосуды;
– кровеносные сосуды;
– кишечник.
3. Постоянная деятельность железисто- секреторного аппарата.

Факторы, повышающие основной обмен

Внешние факторы:

1. Мышечная работа;
2. Изменение температуры окружающей среды;
3. Процессы переваривания и усвоения пищи;
4. Нервно-эмоциональное напряжение;
5. Условно-рефлекторная деятельность и другие нервные влияния;
6. Эндокринные заболевания.

Внутренние факторы:

1. Возраст;
2. Масса тела (вес);
3. Рост;
4. Пол.

Совокупность основного обмена и энергетических трат организ­ма, обеспечивающих его жизнедеятельность в условиях терморе­гуляторной, эмоциональной, пищевой и рабочей нагрузок назы­вают рабочим обменом.

Терморегуляторное повышение интенсивности обмена веществ и энергии развивается в условиях охлаждения и может достигать 300%.

При эмоциях увеличение расхода энергии у взрослого человека составляет 40-90% от уровня основного обмена и связано главным образом с вовлечением мышечных реакций – фазных и

Во время сна уровень метаболизма на 10-15% ниже, чем в ус­ловиях бодрствования, что обусловлено расслаблением мышц, снижением тонуса симпатическом нервной системы, снижением выработки гормонов надпочечников и щитовидной железы, уве­личивающих катаболизм.

Специфическое динамическое действие пищи представляет собой повышение расхода энергии, связанное с превращением пита­тельных веществ в организме, после их всасывания из пищева­рительного тракта. Так прием белковой пищи увеличивает обмен на 30-40%, а при питании жирами и углеводами обмен увеличи­вается на 4-15%.

Регуляция обмена энергии

На уровне отдельных клеток и органов можно обнаружить нали­чие местных механизмов регуляции процесса энергообразования. Так, при повышении активности и расхода энергии в клетках организма накапливается АДФ и неорганический фосфат, обра­зующийся при расщеплении молекулы АТФ. Повышение кон­центрации АДФ является фактором, ускоряющим ресинтез АТФ. Неорганический фосфат играет роль сигнального фактора, который по принципу обратной связи активируй пластические процессы клетки. В результате яри длительном повышении на­грузки увеличивается синтез структур и растут функциональные возможности клетки,

Регуляция процессов в целом организме осуществляется вегета­тивной нервной и эндокринной системами. В гипоталамусе рас­положены центры голода, жажды, пищевого и питьевого насы­щения; раздражение «эрготропных» и «трофотроиных» зон гипо­таламуса может приводить к значительному преобладанию соот­ветственно катаболических или анаболических процессов.

Гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджелудочной и других эндокринных желез оказывают влияние как на рост, размножение. Развитие организма, так и на соотношение процессов анаболизма и катаболизма.

Лимбическая кора больших полушарий способствует вегетатив­ному, в том числе метаболическому обеспечению, эмоциональных реакций. Новая кора может быть субстратом: для выработки индивидуальных механизмов регуляции – условных рефлексов.

Биоэнергетика и терморегуляция. Теоретические вопросы по кафедральному методическому пособию

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Биоэнергетика и терморегуляция.

Теоретические вопросы по кафедральному методическому пособию.

1. Источники и пути превращения энергии в организме человека. Понятие о первичной и вторичной теплоте.

2. Принцип метода прямой калориметрии.

3. Принцип методов непрямой калориметрии. Метод полного (Дугласа-Холдена) и неполного газового анализа (метод Крога).

4. Понятие о калорическом эквиваленте кислорода, дыхательном коэффициенте и энергетической ценности белков, жиров, углеводов.

5. Основной обмен и факторы, обусловливающие уровень основного обмена у людей.

6. *Факторы, влияющие на уровень основного обмена (индивидуальные, климатические, патологические).

7. Рабочий обмен. Факторы, его определяющие. Коэффициент физической активности (КФА).

8. *Энергетический баланс организма человека и животных. Понятие о гомо-, пойкило- и гетеротермии.

9. *Температура человека, ее характеристики для различных частей тела человека.

10. Физические пути теплообмена тела человека с окружающей средой.

11. *Адаптивные системы терморегуляции: поведенческая, морфологическая и физиологическая адаптация.

12. Физиологические механизмы теплообразования – химическая терморегуляция (сократительный и несократительный термогенез).

13. Физиологические механизмы теплоотдачи – физическая терморегуляция.

14. Регуляция температуры тела человека. Нервные механизмы терморегуляции: центральные и периферические терморецепторы.

15. Структура центральной нервной системы, участвующие в регуляции температурного гомеостазиса.

16. Роль гуморальных факторов в регуляции теплообразования и теплоотдачи.

17. *Нарушение терморегуляции. Гипотермия и гипертермия. Применение гипотермии в клинике.

1. Источники и пути превращения энергии в организме человека. Понятие о первичной и вторичной теплоте.

Источником энергии для организма являются продукты гидролиза углеводов, жиров и белков, поступающих с пищей, циркулирующие в крови вместе с продуктами диссимиляции клеточных структур и составляющие общий фонд питательных веществ (в основном, мономеров).

В энергетическом обмене углеводы и жиры имеют большее значение, чем белки, которые в основном используются в организме для поддержания и реконструкции его клеток. Углеводы являются основным материалом, за счет которого происходит освобождение энергии необходимой для внутриклеточной работы. Углеводы в организме существуют в виде глюкозы, циркулирующей в крови, и в виде гликогена, который находится во внутриклеточных включениях в различных тканях (в печени – в нем гликоген составляет 1-4% массы клеток, в мышцах – в нем гликоген составляет около 0,5% массы клеток). Если запасы собственного гликогена клетки исчерпаны, используется глюкоза крови.

Освобождение энергии химических связей углеводов может идти двумя путями:

· без участия кислорода – анаэробный гликолиз;

· с участием кислорода – аэробный гликолиз, который дает в 25-30 раз больше энергии, чем анаэробный гликолиз.

Освобождение энергии из химических связей жиров и белков идет только с участием кислорода.

Энергетические потребности головного мозга покрываются исключительно за счет глюкозы.

Несмотря на огромную значимость глюкозы в энергетическом обмене, жиры являются «энергетическим банком» организма – так, в одном грамм-молекуле жира содержится в 2,8 раза больше энергии, чем в глюкозе. Жир может подвергаться непосредственному окислению, а также превращаться в гликоген.

Живая клетка может использовать только энергию макроэргических соединений. Поэтому химическая энергия белков, жиров и углеводов пищи

Обмен энергии и терморегуляция

Учебник подготовлен в соответствии с новой программой по физиологии для вузов физической культуры и требованиями Государственного стандарта высшего профессионального образования.

Для студентов, аспирантов, научных сотрудников, преподавателей, тренеров и врачей, работающих в области физической культуры.

Книга: Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная

3.5. Особенности терморегуляции, обмена веществ и энергии

3.5. Особенности терморегуляции, обмена веществ и энергии

Процессы теплообмена у подростков и юношей отличаются от этих процессов у детей более младшего возраста. С увеличением габаритов тела увеличиваются градиенты температуры кожи от туловища к дистальным отделам конечностей.

Становятся более выраженными суточные колебания температуры тела. Средние суточные изменения температуры ядра тела у годовалого ребенка составляют 0,25 °C, у дошкольников – 0,34 °C, в юношеском возрасте – около 1,0 °C.

После 9-летнего возраста происходят качественные изменения процессов терморегуляции. Снижается значение химической терморегуляции, обеспечивающей поддержание постоянства температуры тела за счет изменений интенсивности метаболических процессов, и повышается роль физической терморегуляции, изменяющей отдачу тепла с поверхности кожи за счет сосудистых реакций. Хотя терморегуляционное усиление теплопродукции в целом снижается по мере взросления, у подростков 10–14 лет этот механизм снова временно возрастает в 1-ю фазу пубертатного периода.

В среднем школьном возрасте завершается созревание физиологических механизмов, регулирующих потоотделение. По количеству и характеру реакций термическое и психогенное потоотделение с окончанием переходного периода приближается к аналогичным показателям взрослых.

Совершенствование механизмов теплоотдачи улучшает адаптацию юношеского организма к большому диапазону изменений температур окружающей среды. Терморегуляционные реакции в юношеском возрасте становятся более эффективными и экономичными. В температурном ядре тела к 18-летнему возрасту устанавливается средняя величина температуры тела, соответствующая взрослым.

На протяжении среднего и старшего школьного возраста происходят перемены в обмене веществ и энергии. Уменьшается преобладание процессов ассимиляции над процессами диссимиляции.

Величина основного обмена у детей этого возраста в расчете на единицу массы тела или поверхности тела заметно снижается. У девочек она ниже, чем у мальчиков, и раньше приближается к уровню зрелого организма. Лишь в пубертатном возрасте основной обмен у девочек временно оказывается выше, чем у мальчиков. Суточная величина основного обмена возрастает у подростков по отношению к детям младшего школьного возраста почти в 1,5 раза, достигая примерно 1300–1400 ккал, а в юношеском возрасте приближается к уровню зрелого организма (1700 ккал).

Увеличение массы тела и повышение двигательной активности вызывают нарастание и общего объема суточных энерготрат: в среднем школьном возрасте они составляют около 2500–2700 ккал, а в старшем школьном возрасте – 2800–2900 ккал.

С возрастом происходит и перестройка в процессах обмена веществ. С окончанием роста массы тела падает относительная потребность организма в белках. Положительный азотистый баланс к юношескому возрасту постепенно сменяется азотистым равновесием, характерным для взрослого организма. Относительная потребность в белке (на 1 кг массы тела) с возрастом снижается: в 1–3 года – 4–4,5 г, в 6-10 лет – 2,5–3 г, у подростков – 2–2,5 г, у взрослых – 1,5–1,8 г. Общая же суточная потребность в белках возрастает с ростом массы тела: у дошкольников – около 70 г, в младшем школьном возрасте – 75–80 г, в среднем школьном возрасте – примерно 85–90 г, в старшем школьном возрасте – 90-100 г (как у взрослых).

Аналогичны величины суточной потребности в жирах. У подростков еще достаточно высока потребность в поступлении жира с пищей. В период полового созревания жиры используются для пластических процессов формирования состава тела, а холестерин необходим для синтезирования половых стероидных гормонов. Вместе с тем избыточное поступление жира при низкой двигательной активности приводит к ожирению. У подростков, характеризующихся избыточными жировыми отложениями, величина основного обмена на единицу массы тела может быть ниже на 20–30 % из-за низкой интенсивности процессов обмена в жировых клетках. Сравнительно большим содержанием жира в составе тела объясняется также более низкий уровень основного обмена у женщин по сравнению с мужчинами.

Относительная интенсивность углеводного обмена у подростков снижается, а суточная потребность в углеводах растет: у младших школьников она составляет около 300 г, в среднем школьном возрасте – 340–370 г, в старшем школьном возрасте – около 400 г, у взрослых – 500–600 г. Углеводы обеспечивают в организме подростка как пластические процессы, так и энергетические. Повышение объема двигательной активности подростков увеличивает их потребность в углеводах.

В растущем организме велика потребность в поступлении необходимого количества витаминов и минеральных веществ. Кальций и фосфор нужны для формирования скелета, железо – для образования гемоглобина. Однако по мере увеличения возраста относительная потребность в воде, витаминах и минеральных веществах снижается.