2.10 Sistemi Energetici

IL METABOLISMO ENERGETICO NEI BAMBINI E NEGLI ADOLESCENTI

  1. Introduzione:Il metabolismo energetico è una funzione del corpo che ha un effetto importante sulla spesa energetica.

Le spese di energia del corpo sono composte da tre parti diverse tra loro:

  • Il metabolismo basale;
  • L’approvvigionamento energetico di attività funzionale e dispendio energetico sulla crescita;
  • Lo sviluppo dei processi di adattamento;

La proporzione di queste spese è determinata dallo stadio di sviluppo individuale e condizioni di vita specifici. Il metabolismo basale (il livello minimo di produzione di energia in condizioni di riposo assoluto), a sua volta, si compone di tre tipi di spesa di energia primaria:

  • Livello minimo di funzioni fisiologiche vitali;
  • Cicli intracellulari di processi biochimici;
  • Processi riparativi, tra cui la crescita e la spesa per lo sviluppo;

Con l’età, la spesa del metabolismo basale e della crescita per lo sviluppo è considerevolmente ridotta, mentre la spesa dell’attività funzionale può aumentare (per esempio, la spesa energetica muscolare di un adulto può essere a volte superiore a quella di un bambino), e subisce in ogni caso importanti cambiamenti qualitativi.
Cambiamenti Età del metabolismo basale
La misurazione del metabolismo basale è complessa da realizzare al di fuori di una clinica e viene effettuata in una condizione di riposo 2-4 ore dopo l’assunzione di cibo.
I bambini di oggi hanno a riposo valori di metabolismo basale ancora più bassi rispetto agli standard.
Con l’età il tasso di metabolismo (per unità di massa corporea) a riposo è ridotto, dall’infanzia all’età adulta diminuisce di 1,5 – 2 volte.
Questo cambiamento è stato studiato negli ultimi 150 anni. Dal tempo di Max Rubner (1883) è noto che nei mammiferi la produzione di calore per unità di massa viene ridotta, mentre il tasso di metabolismo, in relazione allo spazio di superficie, è praticamente costante. Questi cambiamenti del metabolismo sono stati principalmente spiegati dalla spesa di termoregolazione, ma si è scoperto che in condizioni di temperatura, senza alcuna produzione di calore in più, questo allineamento persiste. Per molto tempo l’aumento del tasso metabolico nei bambini è stato attribuito alla spesa metabolica sulla crescita (Karlberg, 1952). Ma questa ipotesi non è stata confermata dai fatti. La crescita di un neonato è più intensa nei primi 6 mesi dopo la nascita. Il coefficiente di crescita in questo periodo è di 4,0 (Schmal’hausen, 1935). A un anno dalla nascita, il coefficiente si riduce sensibilmente, da più di 10 volte – a 0,3. Il tasso di metabolismo basale è al suo apice a 1 anno di età. Calcoli speciali (Kornienko & Gohblit, 1983) hanno dimostrato che la vera spesa per la sintesi, associata a processi di crescita, anche nei primi 3 mesi post-natali, quando la velocità di crescita del bambino è al suo apice, è non più di 20 kcal / giorno, che è 7-8% della spesa totale.
Durante il primo anno dopo la nascita, la produzione di calore non è ridotta, ma rimane allo stesso livello o addirittura aumenta, mentre la massa corporea durante questo periodo è triplicata. Solo un anno dopo la nascita viene raggiunto il tasso di metabolismo di 55 kcal / kg al giorno, e dopo 3 anni di vita il metabolismo basale inizia a ridursi gradualmente fino a raggiunge il livello di una persona adulta (25 kcal / kg al giorno) solo durante la pubertà.
L’aumento del metabolismo basale entro il primo anno di vita di un bambino è correlato da alcuni autori con una diminuzione del volume di spazio intracellulare nella maggior parte dei tessuti. Secondo Brück (1970), se il tasso di consumo di ossigeno per unità di massa di neonati a riposo è di 5,0 ml O2 / kg / min, e nei bambini di un anno è di 8,2 ml O2 / kg / min, quindi ricalcolato si scopre che un neonato consuma 9,0 ml O2 / kg / min, e i bambini di un anno – 10,9 ml O2 / kg / min.
Come appena accennato il tasso di metabolismo basale inizia a ridursi a partire dai tre anni. (Fig.1)
La causa principale di questo fenomeno è il cambiamento nella composizione corporea correlata con l’età e l’aumento della massa relativa di tessuto osseo, tessuto adiposo, muscoli scheletrici, etc.

  1. Holliday (1971) ha già dimostrato che una graduale diminuzione del tasso di metabolismo dei bambini può essere facilmente spiegata dalla crescita irregolare di organi, presumendo che il tasso metabolico di crescita dei tessuti in via di sviluppo post-natale è costante.

Per esempio, è noto che la massa del cervello (che contribuisce notevolmente al livello del metabolismo basale) per i neonati è il 12% della loro massa corporea, mentre negli adulti è solo il 2%. Gli organi interni (fegato, reni, ecc) crescono anche in modo non uniforme, e hanno un alto livello di spesa energetica. Allo stesso tempo, il tessuto muscolare la cui quantità relativa è quasi raddoppiata nel periodo di sviluppo postnatale, è caratterizzato da un tasso di metabolismo a riposo molto lento, circa 18 kcal / kg / al giorno.
Il valore del metabolismo basale è particolarmente importante per la diagnosi ed il trattamento di diverse malattie endocrinologiche, come l’obesità.

Fig 1. Dinamica di velocità di crescita e metabolismo basale nei bambini dalla nascita alla maturità. (Kornienko, 1979)

Un altro fattore che potrebbe giocare un ruolo importante è la variazione di attività metabolica dei tessuti in un organismo in crescita, che si verifica con l’età (Conrad & Miller, 1956; Nagorny et al., 1963).
Utilizzando lo spettrofotometro differenziale di Chance abbiamo misurato il citocromo, che è un fermento terminale della catena ossidativa dei mitocondri, in omogenati di tessuto di ratti Wistar durante l’ontogenesi (Fig.2).
Questi dati permettono di confrontare non solo il potenziale dell’attività metabolica dei vari tessuti, ma anche di osservare le sue modificazioni, comprese quelle che si verificano con l’età.
Fig. 2. Citocromo n omogenati di tessuti di ratto Wistar durante ontogenesi (Kornienko, 1979).

Il tessuto adiposo bruno ha il più alto potenziale attività metabolica, sia nei ratti giovani e adulti; il fegato è il secondo potenziale. Entrambi i tessuti sono caratterizzati dal rapido incremento del citocromo all’età di 16-20 giorni, che può essere spiegato con il fatto che in quel momento i ratti giovani lasciano il nido per iniziare la loro vita separata, il che richiede l’attivazione di processi di termoregolazione. Quando si raggiunge l’età adulta, il contenuto di citocromo in tutti questi tessuti si riduce notevolmente.
Il contenuto di fermenti di ossidazione nei tessuti cardiaci e polmonari è il più stabile – rimane quasi invariato con l’età.


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