Материал: Шандра О.А. Нормальна фізіологія. Вибрані лекції _ навч. посіб. _ О.А. Шандра, Н.В. Общіна _ О._ОГМУ, 2005. - 322 с

3.Пластична функція: вуглеводи утворюють сполуки з білками у вигляді мукополісахаридів, глікопротеїдів та ін. і входять до складу цитоплазми, клітинних мембран, субклітинних структур, нуклеїнових кислот, ферментів.

4.Опорна функція — вуглеводи беруть участь в утворенні основної речовини кісток, хрящів, сполучної тканини.

5.Беруть участь у процесах осмосу. Глюкоза входить до складу рідин організму і бере участь у регуляції водного обміну, зв’язуючи воду.

6.Захисна функція: а) вуглеводи необхідні для знешкодження токсичних хімічних речовин у печінці (утворення глюкуронової кислоти); б) входять до складу антитіл і в зв’язку з цим беруть участь в імунному захисті організму.

7.Вуглеводи беруть участь у підтримці кислотно-лужної рівноваги, тому що сприяють згоранню кислотних продуктів білкового і жирового обміну до вуглекислого газу і води.

8.Глюкоза може бути джерелом синтезу невуглеводів (білків, жирів).

Етапи обміну вуглеводів:

— глікогенез;

— глікогеноліз (гліколіз);

— глюконеогенез (у дітей обмежений, тому що інтенсивний ріст ди-

тячого організму вимагає більшої кількості пластичного матеріалу — білків і жирів).

Усі три процеси взаємозалежні й спрямовані на підтримку сталості рівня цукру в крові. Печінка людини виділяє в кров у середньому 3,5 мг глюкози на 1 кг маси тіла в хвилину на 1 м2 поверхні тіла.

Потреби у вуглеводах у різні вікові періоди

Обмін вуглеводів в організмі дитини характеризується:

1.Набагато більшою інтенсивністю, ніж обмін вуглеводів в організмі дорослого.

2.Високою засвоюваністю вуглеводів (98–99 %), незалежно від способу вигодовування.

При надлишку вуглеводів у їжі глюкоза виводиться із сечею. Дітям властива більша, ніж дорослим, витривалість до підвищеного вмісту цукру в крові. У дорослих глюкоза з’являється в сечі, якщо з їжею її

надходить в організм 2,5–3,0 г на 1 кг маси тіла; у дітей це відбувається лише при надходженні 8,0–12,0 г/кг маси тіла.

У дитячому організмі ослаблене утворення вуглеводів з білків і жирів (гліконеогенез), тому що ріст вимагає посиленої витрати білкових і жирових запасів організму. Вуглеводи в організмі дитини депонуються в значно меншій кількості, ніж в організмі дорослого. Для дітей раннього віку властиве швидке виснаження вуглеводних запасів печінки.

Добова потреба у вуглеводах у дітей висока і становить у грудному віці 10–12 г на 1 кг маси тіла за добу, за рахунок яких повинно забезпечуватися близько 40 % усієї калорійної потреби дитини. У подальші

279

роки кількість вуглеводів залежно від конституційних особливостей дитини коливається від 8–9 до 12–15 г на 1 кг маси тіла за добу. У цей період за рахунок вуглеводів забезпечується вже 50–60 % усієї калорійної потреби. У першому півріччі життя дитина одержує необхідну кількість вуглеводів у вигляді дисахаридів. Із 6 міс виникає потреба в полісахаридах.

Добовакількість вуглеводів, якудітиповинніодержуватизїжею, значно збільшується з віком: від 1 до 3 років — 193 г, від 4 до 7 років — 287,9 г; від 8 до 13 років — 370 г; від 14 до 17 років — 470 г , що майже дорівнює нормі дорослого (500 г).

Особливістю організму дітей і підлітків є менш досконалий вуглеводний обмін щодо можливостей швидкої мобілізації внутрішніх вуглеводних ресурсів організму й особливо підтримки необхідної інтенсивності вуглеводного обміну при виконанні фізичної роботи. Так, у дітей і підлітків при виконанні фізичних вправ спостерігається зниження їх у крові, тимчасом як у дорослих виконання тих самих вправ призводить до підвищення рівня цукру в крові.

Про особливості вуглеводного обміну у дітей порівняно з дорослими може свідчити вміст цукру в крові натщесерце (табл. 43).

У віці після 3–4 міс життя з часом функціонального дозрівання слизової оболонки травного каналу поряд з моно- і дисахаридами в харчуванні дітей певну питому вагу повинні посідати продукти, що багаті на полісахариди — крохмаль, клітковина. Важливим джерелом крохмалю та клітковини, починаючи з 4–5 міс життя, є овочі та круп’яні страви, а з 8–9 міс також сухарі та печиво. Потреби в грубій клітковині для дітей 2–5 років становлять 3,0–4,0 г/добу, для школярів — 4,1–6,7 г/добу.

Більш інтенсивний вуглеводний обмін у дитини порівняно з дорослими пов’язаний з підвищенням енергетичних потреб. Утворення вуглеводів з білків і жирів у дітей ослаблене. Що молодша дитина, то інтенсивніше у неї перебігають гліколітичні процеси і тим більше міститься молочної кислоти в крові. Навесні, коли підсилюються процеси росту, кількість молочної кислоти в крові вища, ніж узимку. Після 50 років

сприйнятливість до вуглеводів

280

ня глюкози в крові. Чутливими до змін вмісту глюкози в крові є також хеморецептори судин і тканин.

Збудження ядер гіпоталамуса призводить до збудження симпатичної нервової системи, посилення секреції катехоламінів, підвищеної продукції глюкагону, активованого синтезу ліберинів гіпоталамуса, виділення АКТГ, соматотропіну гіпофізом і глюкокортикоїдів наднирковими залозами. Секрецію катехоламінів стимулює гіпоглікемія.

Катехоламіни (адреналін, норадреналін, дофамін) циркулюють у крові в зв’язку з білком. Вільні катехоламіни швидко руйнуються під впливом ферментів. Збудженняβ-адренорецепторів викликає активацію аденілатциклази і синтез цАМФ (вторинного посередника), що запускає процес внутрішньоклітинного метаболізму. Збудження α-адреноре- цепторів викликає зниження концентрації цАМФ у клітинах-мішенях; активується кальційзалежна АТФ-аза, що регулює транспорт Са++ через мембрану (вторинний посередник).

Для регулювання рівня глюкози в крові більше значення має адреналін порівняно з іншими катехоламінами.

Вплив гормонів

1.Адреналін спричинює глікогеноліз у печінці та у м’язах.

2.Норадреналін і симпатична нервова система виконують подібну дію, але слабкіше.

3.Глюкагон. Його виділення стимулюють:

—гастрин;

—холецистокінін-панкеозимін;

—симпатична нервова система

Його виділення гальмують:

—секретин;

—соматостатин підшлункової залози.

Удії глюкагону розрізняють дві фази:

—глікогеноліз тільки в печінці;

—глюконеогенез;

—глюкагон виявляє свою дію через цАМФ.

4.АКТГ стимулює синтез і виділення глюкокортикоїдів (кортизол):

— підсилює розпад білка в тканинах, крім печінки;

— забезпечує глюконеогенез із амінокислот і жирних кислот;

— збільшує вміст глікогену в печінці за рахунок глюконеогенезу.

5.Соматотропін (СТГ). Його вироблення стимулюється гіпоглікемією. Для анаболічного ефекту СТГ потрібна участь інсуліну.

6.Інсулін. Вільний інсулін діє на м’язи, жирову тканину, печінку і мозок; зв’язаний з білками — на жирову тканину. Підсилюють секрецію інсуліну гормони з гіперглікемічним ефектом (СТГ, АКТГ, глюкокортикоїди), секретин, кишковий глюкагон, гастрин.

281

Інсулін має такі властивості:

—знижує вміст глюкози в крові, тому що збільшує проникність клітинних мембран для глюкози;

—активує в печінці глюкокіназу, що підсилює метаболізм вуглеводів;

—підсилює в печінці глюкогенез, у зв’язку з чим збільшується вміст глюкогену в печінці;

—гальмує в печінці глікогеноліз;

—гальмує глюконеогенез;

—сприяє перетворенню вуглеводів у жири.

Вікові особливості вуглеводного обміну зумовлені низкою факторів:

1.Продукція інсуліну і глюкагону зазнає вікової динаміки. У дитя-

чому і молодому віці в підшлунковій залозі переважають великі острівці β-клітин, ЩО продукують інсулін. У старечому віці виявляється багато острівців малого розміру, які утримують α-клітини, що продукують глюкагон. Отже, в дитячому і молодому віці переважає секреція інсуліну, а в старечому — глюкагону.

2.Метаболізм вуглеводів здійснюється різними шляхами:

—у плода має місце анаеробний шлях розпаду вуглеводів, тому що кисню не вистачає для окислювальних процесів. Синтез глікогену в печінці підсилюється в останньому триместрі вагітності;

—у дитини 1 міс постнатального періоду однакові за інтенсивністю аеробний і анаеробний шляхи розщеплення вуглеводів, відбувається інтенсивний гліколіз з утворенням молочної кислоти;

—у грудному віці й пізніше починає діяти глюконеогенез і не потрібно використовувати резерви глюкози. Потреби забезпечуються і глюконеогенезом;

—у підлітків активується синтез соматотропіну, що стимулює синтез інсуліну; можливе настання виснаження інсулярного апарату, у цьому випадку розвивається гіперглікемія, може розвинутися цукровий діабет.

3. Навчальне і м’язове навантаження, емоційні навантаження впливають на вуглеводний обмін і його ендокринну регуляцію.

У школярів тривалі перерви в прийомі їжі спричинюють гіпоглікемію, що призводить до погіршання успішності в школі та емоційного статусу.

У школярів з високим початковим рівнем глюкози (на рівні верхньої межі норми) після занять розвивається гіпоглікемія, вміст глюкози падає до нижньої межі.

У школярів з низьким вмістом глюкози на рівні нижньої межі норми після занять вміст глюкози в крові підвищується (навіть вище норми).

Прим’язовихнавантаженнях гіпоглікемія виникаєшвидшевдітей, ніж

удорослих, тому що новостворена глюкоза не встигає за її витратою, у зв’язку з тим, що потужність ферментів глюконеогенезу ще низька.

У процесі старіння вуглеводний обмін поступово зазнає змін:

—порушується активність синтетичних і особливо гліколітичних ферментів;

282

—знижується глюкогенодепонуюча функція печінки;

—зменшуються запаси глікогену в міокарді;

—зменшується проникність клітинних мембран;

—послаблюються механізми окислення глюкози;

—підсилюється глюконеогенез і зберігаються великі можливості печінки до глюконеогенезу;

—змінюються шляхи перетворення глюкози через те, що в старості пригнічується синтез білків, має місце обмеження утилізації амінокислот у синтезі інших речовин;

—підсилюється катаболізм вуглеводів і зменшується використання глюкози клітинами;

—збільшується утворення лактату, що утилізується в процесі глюконеогенезу.

Обмін ліпідів

Функції ліпідів в організмі:

1.Є джерелом енергії: 1,0 г жиру + О2 → 9,3 ккал (38,9718 кДж).

2.Виконують пластичну функцію, тому що входять до складу структурних компонентів клітин організму.

3.Є попередниками деяких гормонів (глюкокортикоїдів, статевих залоз, простагландинів), є вихідним матеріалом (холестерин) для синтезу жовчних кислот.

4.Стимулюють низку процесів клітинного метаболізму.

5.Стимулюють низку процесів неспецифічного імунітету, зокрема, пов’язують віруси з клітинної мембрани.

6.Виконують захисну функцію через те, що є амортизаторами при травмах для внутрішніх органів (жирові капсули внутрішніх органів).

7.Єджереломендогенноїводи: зі100,0 гжируутворюється107 млводи.

8.Знижують поверхневий натяг, наприклад альвеол (із фосфоліпідів утворюється сурфактант у легенях).

9.Гліколіпіди (цереброзиди і гангліозиди) інактивують деякі бактеріальні отрути.

10.Беруть участь у терморегуляції:

—як джерело теплоутворення;

—як біологічна термоізолююча система (шаром нейтрального жиру

впідшкірній клітковині).

11.Є носіями жиророзчинних вітамінів А, D, Е, К.

12.Сприяють всмоктуванню жиророзчинних вітамінів А, D, Е, К.

Складні ліпіди і стероїди

1. Фосфоліпіди містять:

—жирні кислоти;

—спирти;

—азотисті основи;

—фосфорну кислоту.

283