Лекція 5
ОБМІН РЕЧОВИН ТА ЕНЕРГІЇ В ОНТОГЕНЕЗІ
ОБМІН БІЛКІВ
Функції білків в організмі:
1.Утворюють структурну основу всіх клітин і субклітинних структур (пластична функція).
2.Є передавачами спадкової інформації (нуклеопротеїди, до складу яких входять ДНК і РНК).
3.Прискорюють хімічні процеси — білки-ферменти.
4.Регулюють процеси життєдіяльності — білки-гормони.
5.Створюють онкотичний тиск, беруть участь у водообміні.
6.Беруть участь в імунітеті (імуноглобуліни).
7.Виконуютьенергетичнуроль: 1,0 мбілка+ О2 → 4,1 ККал(17,18 КДж).
8.Виконують специфічні функції, що лежать в основі диференціювання окремих фізіологічних систем (функціональні білки).
Вміст білків в організмі людини
Уплода — 10 % від маси тіла.
Унемовлят — 12 %.
Упідлітків — 18 %.
Уюнаків 16–18 років — 20 %.
Види білкового синтезу
Зафункціональнимзначеннямрозрізняютьтаківидибілковогосинтезу:
1.Синтез росту — збільшення білкової маси органів у період росту і диференціації організму в цілому. Кількісними показниками росту є збільшення маси тіла і рівень позитивного азотистого балансу.
2.Синтез специфічних білків — лежить в основі диференціації клітин
ітканин та являє собою синтез специфічних ферментативних структурних і функціональних білків. Наприклад, синтез ферментативних систем, що забезпечують утворення кінцевих продуктів білкового обміну сечової кислоти, — сечовини; формування згортальної та антизгортальної систем.
269
3.Синтез функціональних білків — утворення білків «на вивід» для інших органів і систем (білки плазми крові, білкові ферменти залоз травної системи, білкові гормони деяких залоз внутрішньої секреції).
4.Синтез регенерації (збудженої) виникає для регенерації ушкодже-
них тканин чи при неповноцінному харчуванні.
5. Синтез самовідновлення, пов’язаний зі стабілізацією організму, — постійне поповнення компонентів цитоплазми, що руйнуються у процесі дисиміляції.
Потреба в білках у різні вікові періоди
Фізіологічна потреба в білках є багатокомпонентним поняттям. У першу чергу вона визначається кількістю білка, що йде на підтримку життєдіяльності та компенсацію неминучих втрат білка. Ця величина стабільна і становить 0,9 г/кг маси тіла дитини раннього віку. Крім того, потреба в білках передбачає таку їх кількість, яка необхідна для синтезу нових клітин. У середньому білка, необхідного для приросту 1 г маси тіла, потрібно 0,05 г/кг маси тіла.
При обліку середньодобового приросту маси тіла ця додаткова величина потреби в білку для дітей перших 3 міс життя становить у середньому 1,5 г/кг маси тіла, а у віці 11–12 міс — 0,2–0,5 г/кг маси тіла. Встановлено додаткову кількість білка: на приріст маси тіла необхідно додати до показника 0,9 г/кг маси тіла, що в сумі становить ту основну його кількість, яка необхідна дитині 1-го року життя для забезпечення
основних фізіологічних процесів (табл. 39). |
Таблиця 39 |
||||
|
Потреба в білках залежно від віку |
||||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Кількість в г/кг маси тіла |
|
Добова |
||
|
|
|
|
||
Вік |
рік (за даними |
рік (за даними |
|
|
|
ВООЗ) |
вітчизняних |
|
|
потреба |
|
|
|
||||
|
|
вчених) |
|
|
|
Грудний вік |
|
|
|
|
|
до 1 року |
2,0 |
5–5,5 |
|
— |
|
1–3 роки |
2,0 |
3,0–4,0 |
|
53,0 |
|
4–6 років |
2,0 |
3,0 |
|
|
68,0 |
7–9 років |
2,0 |
3,0 |
|
|
79,0 |
10–15 років |
2,0 |
— |
|
85,0–93,0 |
|
16–19 років |
1,0 |
— |
|
90,0–100,0 |
|
Дорослі |
1,0 |
— |
|
Залежно від |
|
|
|
|
|
|
категорії роботи |
|
|
|
|
|
й енерговитрат |
Літні, старі |
1,2 |
— |
|
Залежно від |
|
люди |
|
|
|
|
енерговтрат |
Співвідношення з жирами і вуглеводами 1:1:4 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
270
У будь-якому віковому періоді потреба в білку складається з:
1)мінімальної потреби, що забезпечує тільки ендогенні витрати
білка;
2)фізіологічної потреби, крім ендогенних витрат, що включає
кількість білка, необхідного для росту; 3) середньофізіологічної потреби з урахуванням коефіцієнта «запа-
су», що дорівнює 1,3.
Існує також «оптимальна потреба в білку» (білковий оптимум), що включає середньофізіологічну потребу з урахуванням поправочного коефіцієнта запасу.
Усі форми синтезу пов’язані одна з одною і послаблюються з віком, хоча й нерівномірно.
Найбільших змін зазнає синтез росту: у прогресивній формі він розвивається інтенсивніше, поступово послаблюючись на момент припинення росту.
До старості послаблюються синтез регенерації та самовідновлення. Це проявляється в погіршанні загоєння ран, у збільшенні часу загоєння та у появі зовнішніх ознак старості шкіри, наприклад, у зв’язку з ослабленням синтезу самовідновлення, що підтримує в старості зниження рівня біохімічного гомеостазу до останніх днів життя.
Синтез росту у внутрішньоутробний період
За весь період внутрішньоутробного життя зародок збільшується в
1мільярд 20 мільйонів разів (1,02×109) (табл. 40).
Упостнатальному житті маса тіла людини збільшується не більше, ніж у 20 разів при середній швидкості росту 0,0043 % за добу (не більше
5подвоєнь).
Улюдини особливий тип ембріогенезу порівняно з тваринами: тривалі терміни внутрішньоутробного розвитку, тривалий термін плодо-
вого періоду з досить досконалим типом трофіки. При низькій швидкості росту створюються всі умови для тривалої й складної диференціації клітин, органогенезу і формотворення, включаючи диференціацію та функціональне дозрівання нервової системи.
При аналізі динаміки збільшення білкової маси тіла ембріона з’ясовано, що у людини справжня швидкість росту в передплідному періоді (3–4 міс утробного розвитку) становить 5,35 % за добу (К=5,25), на кінець вагітності знижується до 1,42 % (К=3,40). За 196 діб внутрішньоутробного життя маса білків збільшується в 372 рази. Вже в ембріогенезі починається загасання анаболічних процесів, пов’язаних з ростом, тобто зі збільшенням маси клітин і міжклітинної речовини, важливим компонентом яких є білки (табл. 41).
Швидкість росту в постнатальний період
Протягом постнатального життя відбувається подальше падіння анаболізму (табл. 42).
271
272
|
|
Показники росту в пренатальний період |
|
|
Таблиця 40 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тривалість росту |
Маса тіла |
Приріст |
Cw×100 |
Час одного |
|
|
|
|
Періоди |
|
|
маси тіла |
відносна |
подвоєння |
Кількість |
K=C/wt |
||
|
|
на кінець |
|||||||
|
|
||||||||
|
Доби |
% до всього |
періоду, г |
за добу (W), |
швидкості |
маси за |
подвоєнь |
|
|
|
|
ембріогенезу |
|
год |
росту |
добу, t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зародковий |
56 |
20,00 |
3×10-6 – 4,00 |
0,071 |
25,00 |
2,74 |
20,50 |
|
7,10 |
Передплідний |
56 |
20,00 |
110,0 0 |
2,07 |
5,92 |
4,65 |
4,66 |
|
5,61 |
1-й плідний |
84 |
30,00 |
1350,00 |
14,76 |
3,00 |
23,10 |
4,00 |
|
4,38 |
2-й плідний |
84 |
30,00 |
3062,00 |
20,00 |
0,98 |
70,50 |
0,50 |
|
2,41 |
Увесь |
280 |
100,00 |
3062,00 |
9,70 |
8,70 |
10,20 |
29,66 |
|
5,00 |
ембріогенез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примітка. W — початкова маса, W — маса до часу t, Cw — швидкість росту (дійсна чи відносна), це відношення приросту до величини організму у віці (часу) t, t — вік, час, протягом якого маса тіла збільшується від mgW, К — константа росту, фактор інтенсивності росту, ∆W/∆t= K×mtk -1; Cw = K×mtk - 1/mtk = K/t; Cw = K/t; K= Cw×t.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 41 |
|
|
Характеристика приросту білкової маси в людини в різні періоди ембріонального розвитку |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вміст |
Приріст |
|
|
Час (термін) |
|
|
|
||
|
Періоди |
|
|
|
Вміст |
|
|
|
білка |
білка |
Cw×100 |
|
одного |
|
|
|
||||
|
|
|
Дні |
білка |
|
|
наприкінці |
за добу |
|
подвоєння |
Кількість |
К=С/wt |
||||||||
|
|
|
розвитку |
в тілі, % |
|
|
періоду, мг |
∆W, мг |
за добу |
|
маси білка |
подвоєнь |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на добу, t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зародковий |
|
|
60–84 |
|
4,87 |
|
|
1250,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Передплідний |
|
85–112 |
|
5,05 |
|
|
5570,00 |
|
154,00 |
5,35 |
13,00 |
|
2,16 |
|
5,25 |
||||
|
1-й плідний |
|
113–196 |
|
8,60 |
|
141 000,00 |
|
1612,00 |
3,75 |
18,50 |
|
4,55 |
|
5,85 |
|||||
|
2-й плідний |
|
197–280 |
13,80 |
|
465 000,00 |
|
38,50 |
1,42 |
48,80 |
|
1,72 |
|
3,40 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Динаміка темпів росту хлопчиків, W0 = 3,23 кг |
|
Таблиця 42 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆W |
|
Відносна швидкість |
|
|
Час (термін) |
|
|
||
|
Періоди |
|
Вік |
|
|
W, мг |
|
|
|
K=Cwt |
|
Кількість |
||||||||
|
|
|
|
|
за добу, |
|
росту за місяць, |
|
|
одного |
|
подвоєнь |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
год |
|
Cw×100 |
|
|
подвоєння, t |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Малюковий |
|
0–3 міс |
|
4,088 |
|
|
9,54 |
|
23,40 |
|
2,140 |
|
0,319 |
1 |
|||||
|
|
|
|
4–6 міс |
|
8,166 |
|
|
45,30 |
|
9,71 |
|
1,090 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
7–9 міс |
|
9,703 |
|
|
17,05 |
|
5,76 |
|
0,785 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
10–12 міс |
|
10,500 |
|
8,85 |
|
2,63 |
|
0,430 |
|
|
|
|
||||
|
Раннє дитинство |
1–2 роки |
|
12,71 |
|
|
6,14 |
|
1,59 |
|
0,430 |
|
2,95 |
1 |
||||||
|
|
|
|
2–3 роки |
|
15,00 |
|
|
6,19 |
|
1,18 |
|
0,46 |
|
|
|
|
|||
|
1-ше дитинство |
|
4–8 років |
|
24,70 |
|
|
4,27 |
|
0,835 |
|
0,61 |
|
6,16 |
1 |
|||||
|
2-ге дитинство |
|
9–12 років |
|
36,90 |
|
|
8,46 |
|
0,790 |
|
1,01 |
|
4,60 |
|
|
||||
273 |
Підлітковий вік |
|
13–17 років |
|
60,70 |
|
|
13,20 |
|
0,830 |
|
1,50 |
|
4,60 |
1 |
|||||
Юнацький вік |
|
17–18 років |
|
62,30 |
|
|
4,45 |
|
0,216 |
|
0,48 |
|
|
1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|