Глава 8. Возрастные особенности обмена веществ. Обмен белков

В организме ребенка имеет место выраженное преобладание анаболических процессов, направленное на обеспечение его роста и развития. В связи с этим особое значение для детей имеют белки, главнейшая функция которых - пластическая. Аминокислоты, образующиеся при распаде белков пищи, используются для синтеза белков тканей, ферментов, биологически активных веществ - гормонов, медиаторов. Белкам свойственны опорная, сократительная, транспортная, защитная, регуляторная, энергетическая функции.

Основным источником их в первые месяцы жизни является материнское молоко, в дальнейшем - мясо, рыба, молочные продукты, яйца и др. Потребность ребёнка в белках составляет в среднем 2,5 - 4 г на 1 кг массы, тогда как у взрослого она значительно меньше и не превышает 1-1,5 г на 1 кг массы.

Для обеспечения нормального роста и развития ребёнку необходимо получать с пищей белки, включающие все незаменимые аминокислоты. В состав рациона ребёнка в возрасте до 3 лет должно входить не менее 75% полноценных белков, от 3 до 7 лет - 60 % и от 7 до 14 лет - 50 %. По содержанию незаменимых аминокислот для грудных детей наиболее подходящими являются белки материнского молока.

Критерий здоровья растущего организма - положительный азотистый баланс. Причём чем меньше возраст ребёнка, тем значительнее у него выражена ретенция азота. Высокому уровню её соответствует большая степень всасывания белков в желудочно-кишечном тракте у детей.

При грудном вскармливании часть альбуминов и глобулинов молока всасывается из кишечника, не расщепляясь предварительно. В результате этого в организм детей первых месяцев жизни поступают антитела и антитоксины.

Переваривание белков в желудке начинается под влиянием пепсина. Из-за низкой кислотности желудочного сока активность его у грудных детей невелика. В результате действия протеолитических ферментов желудка образуются пептоны, несложные полипептиды. Они поступают в кишечник, где, подвергаясь влиянию протеаз поджелудочной железы и кишечника - трипсина, химотрипсина, карбоксипептидазы, амино-, имино- и дипептидаз, расщепляются до свободных аминокислот. Последние всасываются через стенку тонкого кишечника и попадают в кровь.

Для детей раннего возраста характерны повышенная проницаемость кишечной стенки к белкам и продуктам их распада, низкая активность протеолитических ферментов кишечника, отсутствие процесса гниения в толстом кишечнике.

Всосавшиеся аминокислоты вместе с аминокислотами, образовавшимися при распаде тканевых белков, под влиянием протеаз попадают через кровь в печень и другие органы, где возможны различные пути превращения. Свободные аминокислоты служат материалом для синтеза новых тканевых белков, ферментов, биологически активных веществ, никотинамидных коферментов, порфиринов, пуриновых и пиримидиновых оснований, входящих в состав нуклеопротеидов, нуклеиновых кислот и др. Часть аминокислот подвергается переаминированию, дезаминированию и другим превращениям.

Синтез специфических для организма белков находится под контролем ДНК, входящих в состав клеточных ядер. В детском возрасте биосинтез протекает со значительно большей скоростью и чувствителен к воздействию мутагенных факторов.

Образование белка в организме - энергозависимый процесс. Основные поставщики макроэргов в детском возрасте - анаэробный гликолиз и гликогенолиз, энергетический эффект которых значительно ниже, чем аэробного гликолиза. Поэтому дети особенно чувствительны к дефициту углеводов, приводящему к торможению процессов синтеза белка, падению массы и задержке роста.

Один из путей превращения аминокислот - синтез белков плазмы и сыворотки крови, которые принимают участие в поддержании рН крови, вязкости, коллоидно-онкотического давления, в транспорте различных веществ, поддержании катионов крови на определённом уровне, в свёртывании крови, иммунных процессах и др. У взрослых содержание белков плазмы (сыворотки) крови в норме колеблется от 62 до 82 г/л. Причём на долю альбуминов приходится 40-50, глобулинов - 20-30, фибриногена - 2 г/л. Отношение альбуминов к глобулинам в норме равно 1,5-2,0. В первые 6 месяцев жизни содержание белков плазмы у детей ниже, чем у взрослых. Это объясняется тем, что скорость синтеза тканевых белков выше, чем белков плазмы. К концу 1-го года концентрация последних приближается к уровню взрослых. У новорожденных отмечается более высокое содержание гамма-глобулинов и соответственно низкое - альфа- и бета- глобулинов. К 3 годам отмеченные сдвиги полностью нивелируются и соотношение всех фракций белков крови существенно не отличается от показателей у взрослых.

В клетках растущих тканей ребёнка повышена концентрация аминокислот, что свидетельствует об активном транспорте их через клеточные мембраны. Содержание аминокислот в пуповинной крови вследствие нагнетающей функции плаценты выше, чем в крови детей более старшего возраста. У новорожденных повышена экскреция с мочой аминокислот - глицина, серина, аспарагина, лизина, гистидина, треонина, пролина и др. В первые месяцы жизни в моче определяется также этаноламин, гомоцитруллин, пролин, оксипролин. Эта так называемая физиологическая гипераминоацидурия говорит о незавершенности развития транспортных систем почечных канальцев для аминокислот в раннем детстве.

Функциональные группы свободных аминокислот широко вовлекаются в различные реакции обмена веществ. Прежде всего это относится к аминогруппам, участвующим в процессах переаминирования и дезаминирования. Первый путь имеет наибольшее значение для организма. В реакциях переаминирования принимают участие пиридоксалевые ферменты трансаминазы, механизм действия которых заключается в переносе аминогруппы одной альфа-аминокислоты с образованием второй альфа-аминокислоты. Пиридоксалевая группа связана с ферментом, действующим при этом как посредник. Наибольшей активностью из них обладают аспартатаминотрансфераза (АСТ) и аланинамино-трансфераза (АЛТ).

Процессы переаминирования у детей протекают интенсивнее, чем у взрослых, о чем свидетельствует высокая активность в сыворотке крови АСТ и АЛТ, особенно у новорожденных. В связи с этим в детском возрасте отмечается и большая потребность в витамине В₆ (пиридоксине).

Одним из путей катаболизма аминокислот - ферментное декарбоксилирование, приводящее к образованию биогенных аминов : гистамина из гистидина, серотонина из окситриптофана, гамма-аминомасляной кислоты из глутаминовой, тирамина из тиразина и др. Коферментом декарбоксилаз является также пиридоксальфосфат. Возникшие при декарбоксилировании амины обезвреживаются при участии моноамино- и диаминооксидаза. При дезаминировании моноаминов синтезируются аммиак и альдегиды, подвергающиеся дальнейшим превращениям.

Другой процесс катаболизма аминокислот представляет собой их окислительное дезаминирование, идущее с появлением аммиака и кетокислот. Среди дегидрогеназ высокой активностью обладает лишь НАД-зависимая глутаматдегидрогеназа (ГДГ), принимающая участие в дезаминировании не только глутаминовой кислоты, но и других аминокислот.

Образовавшиеся при деградации аминокислот продукты подвергаются различным превращениям. Так, углекислый газ используется для синтеза щавелевоуксусной кислоты, пуриновых и пиримидиновых оснований, мочевины, жирных кислот и частично выделяется из организма. Кето- и органические кислоты идут на синтез новых аминокислот, гликогена, глюкозы, жиров, ацетоновых тел, могут окисляться в цикле Кребса.

Аммиак, будучи токсическим продуктом, быстро обезвреживается путём взаимодействия с глутаминовой или аспарагиновой кислотой, в процессе которого образуются соответствующие амиды. Особое место этот процесс занимает в головном мозге, где содержание глутаминовой кислоты в 10 раз выше, чем в крови. В почках аммиак используется для нейтрализации кислот, при этом образуются амонийные соли. Синтез мочевины, происходящий в орнитиновом цикле, является основным путем нейтрализации аммиака в организме, а мочевина - главным конечным продуктом азотного обмена у человека.

Процесс образования мочевины и мочевой кислоты у ребёнка подвержен значительным возрастным колебаниям. У детей он идёт менее интенсивно, чем у взрослых, в связи с низкой активностью ферментов, принимающих участие в её синтезе.

Своеобразие белкового обмена веществ у детей проявляется в иных количественных соотношениях, чем у взрослых, продуктов азотистого обмена, выводимых с мочой. Моча плода содержит лишь следы мочевины и избыток мочевой кислоты, что сопровождается отложением последней в почечной ткани, развитием "мочекислого инфаркта" новорожденных. Первые 3 месяца жизни характеризуются наибольшей экскрецией мочевой кислоты и относительно низкой - мочевины.

У взрослых общее количество азота, выделяемого с мочой за сутки, составляет 10-18 г. Из них 80 % приходится на долю мочевины. В детском возрасте содержание азота значительно ниже. Суточная экскреция его у новорожденных находится в пределах 0,3-0,5 г, с возрастом она увеличивается и к 10-14 годам достигает 9-10 г. Азот мочевины у ребенка 7-дневного возраста составляет 74,0 %, аммиака - 8,7 %, мочевой кислоты - 6,3 % и азот других веществ - 11,0 %; у взрослых - соответственно 84,9 %, 3,5 %, 2,0 %, 9,6 %. Помимо мочевины, мочевой кислоты, аминокислот, аммиака с мочой выводятся креатинин, креатин, индикан и др.

Низкое содержание аммиака в моче после рождения резко возрастает к концу 1-2-й недели и остаётся достаточно высоким в течение всего 1-го года жизни.

У детей наблюдается физиологическая креатинурия: у мальчиков - до 10 лет, у девочек - до 12-16 лет. В моче взрослых обнаруживаются только следы креатина. Процент азота креатина к азоту мочи в первые дни жизни составляет 0,7-0,8, к году - 0,3-0,4, что связано с недостаточностью ферментативных систем в мышцах, осуществляющих его обмен. Креатин лишь в малой степени переходит в креатинин и, оставаясь неиспользованным, приводит к креатинурии. Суточная экскреция последнего с мочой увеличивается с возрастом.

Моча здоровых детей содержит также следы индикана. Количество его увеличивается при усилении гнилостных процессов в кишечнике.

Для всех детей характерен положительный азотистый баланс - необходимое условие для роста: наиболее высокая усвояемость азота в организме наблюдается в первые месяцы жизни, затем она постепенно снижается и у детей 2-3 лет составляет 30 %, 4-6 лет - 25 %, 7-8 лет - 21 %, 11-13 лет - 13,8 %. У взрослых, как правило, устанавливается азотистое равновесие. У детей показатели азотистого обмена подвержены большим индивидуальным колебаниям и в значительной степени зависят от количества и качества белка в пище, соотношения его с другими ингредиентами

(углеводами, жирами, витаминами), конституциональных особенностей организма.