Ассимиляция и диссимиляция. Вещества, поступающие в клетку, подвергаются сложным изменениям, превращаясь в вещество самой клетки. Это усвоение веществ, уподобление их веществам клетки называется ассимиляцией. В процессе ассимиляции клетки обогащаются не только веществом, но и заключающейся в нем скрытой энергией. Наряду с созданием клеточного вещества в организме постоянно происходит его частичное разрушение. Разрушение, распад органических веществ, входящих в состав живой клетки, называется диссимиляцией. В процессе диссимиляции освобождается потенциальная, скрытая (химическая) энергия, которая превращается в другие формы энергии. Так, в скелетной мышце потенциальная энергия превращается в механическую (мышца сокращается, поднимает груз) и тепловую (температура мышцы повышается).

Существенную роль в диссимиляции играют окислительные процессы, протекающие при участии кислорода и связанные с освобождением потенциальной энергии. Помимо того, путем окисления обезвреживаются многие ядовитые продукты распада, которые всегда образуются в клетках тела. Ассимиляция и диссимиляция столь зависят друг от друга, что их можно рассматривать как две стороны одного и того же процесса - обмена веществ и превращения энергии в организме.

Поддержание постоянной температуры тела. В процессе обмена веществ непрерывно образуется тепло, избыток которого организм отдает в окружающую среду. Постоянство температуры поддерживается регуляцией либо образования тепла, т.е. интенсивности химических процессов (химическая теплорегуляция), либо отдачи тепла в окружающую среду (физическая теплорегуляция). В организме теплообразование повышается при усилении мышечной активности. В холодную погоду можно согреться, энергично двигаясь

или выполняя физическую работу. Повышение тонуса мышц и их непроизвольные сокращения (мышечная дрожь) также увеличивают образование тепла.

Нагретое тело может отдавать тепло путем его проведения, излучения и при испарении жидкости с его поверхности. Организм отдает тепло в основном через кожу. Теплоотдача снижается при сужении сосудов кожи, что ведет к ее охлаждению, и увеличивается при расширении сосудов или усилении потоотделения. Регулируется отдача тепла нервной системой.

Обмен белков, жиров и углеводов. Белки, входящие в состав различных тканей и органов, отличаются друг от друга по содержанию тех или иных аминокислот, последовательности, или порядку, их сочетания и по некоторым другим особенностям структуры. Специфичность белков может сохраниться лишь при условии, что синтез в точности воспроизводит их структуру. Именно так он и происходит в каждой клетке. Единственный его источник - аминокислоты и некоторые другие вещества, поступившие из крови.

Белки не откладываются в запас. При избыточном поступлении из кишечника аминокислоты частично превращаются в углеводы и жиры, причем содержащийся в них азот выделяется из организма в составе мочевины и некоторых других веществ. Обратного превращения произойти не может, так как в углеводах и жирах отсутствует азот. Если бы человек питался только углеводами и жирами, совсем не получая белков, он не мог бы восстанавливать каждодневные потери живого вещества своего тела и должен был бы погибнуть.

Жиры пищи очень различны. Так, бараний жир отличается от коровьего или свиного; растительные жиры также неодинаковы. Всасываются жиры почти исключительно в виде продуктов их расщепления - глицерина и жирных кислот. В клетках кишечной ворсинки снова образуется жир, но такой, который свойствен человеку. Всосавшийся жир попадает в лимфу, а оттуда по лимфатическим сосудам достигает кровеносной системы. С кровью он разносится по всем органам. В клетках жиры вступают в соединение с белками. Кроме того, молекулы жира входят в состав некоторых веществ, играющих важную роль в обмене веществ. Избыток жиров откладывается про запас в клетках жировой ткани, например в подкожной клетчатке, а в незначительном количестве и в других клетках. При распаде и окислении жира образуются углекислота и вода.

Углеводы всасываются в кровь в виде простых Сахаров, главным образом виноградного сахара, или глюкозы. Избыток сахара задерживается в печени, а также в мышцах, превращаясь в животный крахмал, или гликоген. Запасы гликогена в организме не превышают 500-600 г. По мере надобности часть гликогена снова превращается в сахар, который опять поступает в кровь и идет на питание органов и тканей тела. Как и жиры, углеводы расходуются всеми органами тела, в конечном счете окисляясь до углекислоты и воды.

Непосредственно под правой половиной диафрагмы, в верхней части брюшной полости, находится печень, принимающая участие во многих процессах обмена веществ. Это очень большой орган, масса которого у взрослого составляет примерно 1,5 кг (около 2% массы тела). У новорожденного ребенка печень особенно велика. Она занимает значительную часть брюшной полости, ее масса 130-140 г, или около 4% массы тела. Печень нередко называют центральной лабораторией нашего тела. Здесь происходит превращение аминокислот в углеводы, если человек питается преимущественно белковой пищей; здесь же углеводы могут превращаться в жиры. Вот почему в организме жиры откладываются даже в тех случаях, когда пища богата углеводами и бедна жирами.

Соединения меди, свинца, мышьяка и ряда других вредных для здоровья веществ вместе с пищей могут попасть в пищеварительный тракт, а оттуда в кровь. Известно, что кровь течет от кишечника сначала в печень, а потом уже к сердцу. Следовательно, вредные вещества, проникшие из кишечника в кровь, прежде всего, попадают в центральную лабораторию тела. Там они либо обезвреживаются, либо образуют нерастворимые соединения, которые, попав с желчью в кишечный канал, удаляются с испражнениями. Таким образом, печень - один из барьеров между внешней и внутренней средой организма.

В печени происходит обезвреживание ядовитых продуктов обмена. Так, ядовитый аммиак, образующийся при распаде белков, превращается в печени в безвредную мочевину, которая поступает в кровь, а затем выделяется с мочой.

Обмен веществ в детском возрасте. У новорожденного процессы обмена белков, жиров и углеводов обладают некоторыми специфическими особенностями. Если у взрослого человека 85-90% азота выделяется из организма в составе мочевины, то у новорожденного азот мочевины обычно не превышает 1/2 и 1/3 общего азота мочи. И наоборот, азот аммиака, мочевой кислоты и аминокислот в моче новорожденного содержится в несколько большем количестве, чем в моче взрослого человека, что связано с относительно слабым развитием некоторых функций печени.

Жир новорожденного имеет более высокую точку плавления. Такой же жир образуется и в первое время после рождения. Лишь постепенно жир становится таким же, как у взрослого человека.

Характерная особенность углеводного обмена в первые месяцы жизни ребенка - значительно большее, чем у взрослых, содержание в крови и моче продуктов неполного окисления углеводов. По мере усиления двигательной активности окислительные процессы становятся все более интенсивными.

Все эти особенности обмена выражены резко на первом году жизни и значительно слабее на втором и третьем.

Регуляция процессов обмена еще долгие годы отличается от той, какая наблюдается у взрослого человека. В функциональном отношении нервная система ребенка характеризуется отсутствием устойчивости. Резкие изменения возбудимости нервных клеток обусловливают значительные колебания интенсивности обмена веществ и его большую зависимость от воздействия различных факторов внешней среды. Неустойчивость процессов обмена выражена тем сильнее, чем моложе ребенок; в слабой степени ее можно обнаружить даже в подростковом возрасте. Неустойчивость проявляется в меньшем постоянстве состава и свойств крови. Так, у грудных детей количество сахара в 100 мл крови может колебаться в течение суток от 30 до 120 мг; столь же значительны изменения физико-химических свойств крови, содержания воды в тканях и пр.

Обмен воды и солей. Путем испарения через кожу и легкие, а также с мочой и калом человек ежедневно теряет не менее 2 л воды вместе с содержащимися в ней минеральными веществами - натрием, калием, кальцием, фосфором, железом и многими другими. Некоторые из них содержатся в организме в ничтожном количестве, но их отсутствие в пище приводит к тяжелым нарушениям обмена веществ. Так, кобальт, никель, цинк и ряд других элементов входят в состав некоторых ферментов, необходимых для обмена веществ. Элементы, содержание которых в организме необходимо, но ничтожно, получили название микроэлементов. Необходимые для организма минеральные вещества и воду человек получает в различных пищевых продуктах. Не хватает одного лишь хлористого натрия, особенно при потреблении растительной пищи.

Детский организм нуждается в большем количестве минеральных веществ. В связи с интенсивным ростом и окостенением скелета очень велика потребность в кальции и фосфоре. При недостаточном их введении в организм нарушается развитие скелета, портятся зубы. Велика потребность и в железе, необходимом для образования эритроцитов. Появление у маленьких детей судорог может зависеть от недостатка в организме магния. Все это надо учитывать при организации питания не только детей, но и женщин в период беременности и кормления грудью.

Витамины

Значение витаминов. В состав пищи должны входить особые органические вещества, получившие название витаминов. Установлено, что многие витамины входят в состав ферментов. Недостаточное их потребление резко изменяет деятельность организма, приводя к нарушениям обмена веществ и тяжелым заболеваниям. Состояние организма, развившееся в результате отсутствия в пище того или иного витамина, называется авитаминозом. Состояние организма при недостаточном введении витамина называется гиповитаминозом.

В продуктах, даже наиболее богатых витаминами, их содержание очень невелико. К тому же многие витамины малоустойчивы. Они разрушаются под влиянием высокой температуры, от действия солнечных лучей, а то и просто при длительном хранении. В основном витамины образуются в растениях. С растительной пищей они попадают в организм животного. Поэтому содержание витаминов в продуктах животного происхождения в значительной мере зависит от пищи животного. Так, летнее молоко гораздо богаче витаминами, чем зимнее, так как летом коровы получают свежий корм, а зимой питаются сеном, содержащим меньше витаминов.

Для взрослого человека потребность в витаминах определяется в основном их потерей в связи с частичным разрушением в организме. У детей потребность в витаминах выше, так как для растущего организма витамины нужны и как важнейшая часть новообразующегося живого вещества, ибо установлено что многие витамины входят в состав ферментных групп белковых молекул. Связь витаминов с белками подтверждается тем, что при авитаминозе для успешного лечения введение этих витаминов должно сопровождаться кормлением пищей, богатой белками.

Витамин С, или аскорбиновая кислота. С давних пор было известно, что в голодные годы, а также во время войн особенно среди населения осажденных городов нередко появляются заболевания цингой. Цинга - тяжелая болезнь. Вначале появляются общая слабость, утомляемость, боль в ногах, затем начинают кровоточить десны, возникают кровоизлияния в коже, мышцах и внутренних органах, нарушается кроветворная функция костного мозга и развивается тяжелое малокровие, повышается восприимчивость к заразным болезням. Однако больные быстро поправляются при достаточном введении в организм витамина С. Он находится главным образом в живых растительных клетках. Особенно много его в томатах (помидорах), плодах шиповника, зеленом луке, капусте, шпинате, черной смородине, лимонах, апельсинах, мандаринах, землянике, крыжовнике, малине, некоторых сортах яблок. При длительном хранении, сушке и консервировании продуктов, а также при неправильном приготовлении пищи витамин С частично или полностью разрушается.

Витамин А. При отсутствии или недостатке в пище витамина А расстраивается зрение и наступает тяжелое заболевание глаз, которое может привести к слепоте. Серьезные нарушения возникают в эпителиальных тканях, в частности в коже и слизистых оболочках. В детском возрасте отсутствие витамина А ведет к задержке роста. Больше всего витамина А в рыбьем жире, им богаты печень, сливочное масло, яичный желток, а из растительных продуктов - морковь, шпинат, щавель, зеленый лук, красный перец и др. Точнее говоря, в растениях содержится не витамин А, а каротин, из которого образуется витамин А в организме животного.

Витамины группы В. То, что прежде называли витамином В, представляет собой смесь витаминов. Содержатся они в семенах злаков и бобовых растений, в лесных орехах, а также в капусте, картофеле, свекле, моркови, томатах и салате. Особенно много их в пивных дрожжах. Из животных продуктов сравнительно богаты витаминами группы В яичный желток, икра, печень, почки, сердце, ветчина, молоко. Их недостаток или отсутствие в пище приводит к тяжелым заболеваниям. Утомляемость, потеря аппетита, наклонность к запорам, мышечная слабость, замедление и приостановка роста, некоторые заболевания глаз, частое появление на коже трещин, расстройство кроветворения, нарушения деятельности нервной системы - все это нередко зависит от недостатка в пище того или иного витамина группы В.

Витамин D. В детском возрасте отсутствие или недостаток в пище витамина D ведет к заболеванию рахитом. Рахит - болезнь детей, особенно раннего возраста. При этом заболевании нарушается обмен кальция и фосфора, что в основном проявляется в изменениях в костях скелета, а также в мышцах.

Кроме активного витамина D, в. пище обычно содержится провитамин, который откладывается в коже. Под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца провитамин превращается в активный витамин. Этим объясняется давно известный факт, что рахит чаще возникает у детей, живущих в сырых, темных помещениях, лишенных свежего воздуха и солнца, а также у детей, живущих в хороших условиях, но мало бывающих на свежем воздухе. Заболевают чаще дети недоношенные, находящиеся на искусственном вскармливании, а также страдающие хроническими расстройствами пищеварения и питания. Летом заболевание рахитом наблюдается реже, чем зимой, когда дети мало бывают на солнце.

Начальные признаки развивающегося рахита чаще всего обнаруживаются на первом году жизни. Дети становятся раздражительными, плохо спят, при малейшем шуме вздрагивают. У них появляется повышенная потливость, особенно затылка. Беспокойные движения головы по подушке приводят к облысению затылка. В костях появляются участки размягчения, что ведет к деформации частей скелета. Так, грудная клетка сдавливается с боков и выступает вперед («куриная», или «килевидная», грудь), а иногда как бы вдавливается внутрь. Могут появиться искривления позвоночника и костей ног. В тяжелых случаях деформируются и кости таза, что у девочек впоследствии может неблагоприятно сказаться на родовом акте. Дети, страдающие рахитом, позже, чем здоровые, начинают сидеть, стоять, ходить, у них позже прорезываются зубы. Рахит может продолжаться многие месяцы и оставлять на всю жизнь различные деформации скелета.