Питание

Энергия химических связей веществ пищи — жиров, углеводов и белков и некоторых других — обеспечивает энергетические потребности организма человека

Современные представления о питании человека нашли отражение в теории. Пища — фактор, обеспечивающий человека энергией и компонентами, необходимыми для роста и развития организма. Рациональное питание способствует сохранению здоровья, работоспособности, используется в профилактике и лечении различных заболеваний. Вкус пищи, ее аромат, внешний вид могут влиять на настроение человека.

Согласно современной теории сбалансированного питания для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма необходимо его снабжение адекватным количеством энергии и пищевых веществ при соблюдении достаточно строгих взаимоотношений (баланса) между незаменимыми факторами питания, каждому из которых в обмене веществ принадлежит специфическая роль. В экстремальных условиях, например при полном голодании, организм человека может существовать определенное время за счет внутренних запасов и структур. Этот процесс получил название эндогенного питания.

Суточные энергозатраты человека и соответствующая им потребность в энергии составляют от 7100 до 21000 кДж (примерно 1700—5000 ккал) и более; они зависят от пола, возраста, характера труда и образа жизни.

В пищевых продуктах выделяют такие пищевые вещества (нутриенты) как белки (протеины), углеводы, жиры (липиды), витамины, минеральные вещества.

Белки составляют примерно 20% массы человеческого тела и более 50% сухой массы клетки. В тканях человека белки не откладываются «про запас», поэтому необходимо ежедневное их поступление с пищей.

Десять аминокислот из 20 известных не могут синтезироваться в организме человека. Их называют незаменимыми. К их числу относят триптофан, лизин, метионин, лейцин, изолейцин, валин, фенилаланин, треонин, гистидин, аргинин. Последние две аминокислоты являются незаменимыми только у детей, особенно новорожденных.

Белки пищи отличаются друг от друга по своей биологической ценности. Последняя зависит от наличия в них незаменимых аминокислот, их соотношения с заменимыми, перевариваемости в пищеварительном тракте. В среднем биологическая ценность выше у белков животного происхождения. Белки, содержащиеся в молоке, яйцах, мясе, печени, обладают оптимальным соотношением незаменимых аминокислот. Их усвояемость в пищеварительном тракте составляет 97%.

Растительные белки усваиваются гораздо хуже — лишь на 83-85% — из-за значительного содержания балластных (неперевариваемых) веществ в продуктах растительного происхождения. Растительная пища в большинстве своем содержит небольшое количество белка и часто дефицитна по триптофану, лизину, метионину. Лишь в бобовых (горохе, фасоли, сое) содержится высокий процент белка (24-45%). Семена подсолнечника, орехи имеют в своем составе около 20% белка. По аминокислотному составу к животным белкам приближаются белки сои, риса и ржи.

Потребность в белке зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности, климатических и национальных особенностей питания. В нашей стране для взрослых, не выполняющих существенной физической нагрузки, рекомендуемая суточная норма белка составляет чуть меньше 1 г на кг массы тела. За счет белка пищи должно обеспечиваться 1/6 доля в весовом выражении, 10-13% общей энергетической потребности организма; при этом 55% белка рекомендуемой нормы должны быть животного происхождения. Для детей и занятых физическим трудом взрослых норма белка существенно выше. Потребность детей в белке составляет 1, 5-4 г/кг массы тела в связи с преобладанием в организме пластических процессов.

Углеводы в состав пищевых продуктов входят в виде моносахаридов (фруктоза, глюкоза), олигосахаридов (сахароза, лактоза) и полисахаридов (крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества). Для человека углеводы являются основным источником энергии. При их окислении из 1 г в организме образуется 4 ккал (16, 7 кДж).

Средняя потребность в углеводах для людей, не занятых физическим трудом, равна 400-500 г/сут, в весовом выражении — 2/3 от суточного рациона, в калорическом — около 60%. При интенсивной физической нагрузке количество углеводов, необходимых организму, увеличивается.

При питании предпочтение должно отдаваться полисахаридам (крахмал, гликоген, пектин и др.), а не олиго-моносахаридам (сахароза, глюкоза, фруктоза, лактоза и др.). Первые медленнее перевариваются и динамика концентрации конечного продукта переваривания — глюкозы — в жидкостях организма более благоприятна для последующих метаболических процессов. Кроме того, они не обладают сладким вкусом, что значительно снижает опасность их чрезмерного потребления.

В молоке и молочных продуктах содержится дисахарид лактоза. Основным же источником углеводов в питание человека служат растения, в них они составляют 80-90% сухой массы. Растительные продукты очень богаты неперевариваемыми и неусвояемыми полисахаридами, в первую очередь целлюлозой. Грубоволокнистая неперевариваемая пища стимулирует перистальтику кишечника, адсорбирует некоторые катаболиты (в том числе токсические) в толстом кишечнике, способствует выведению холестерина, является одним из источников питания полезных для организма человека бактерий кишечника. Рекомендуемая для взрослого человека суточная доза балластных веществ составляет 25 г/сут.

Пищевые жиры представляют собой эфиры глицерина и высших жирных кислот. Последние обычно содержат четное число углеродных атомов и делятся на две большие группы: насыщенные и ненасыщенные. Насыщенные жирные кислоты в большом количестве (до 50% от общей массы) содержатся в твердых животных жирах. Ненасыщенные распространены в жидких маслах и продуктах моря. Во многих растительных маслах содержание их доходит до 80-90% (в подсолнечном, кукурузном, льняном, оливковом).

В организме человека в норме содержится 10-20% жира, но при некоторых нарушениях жирового обмена его количество может возрастать до 50%. Жиры и жироподобные вещества входят в состав клеточных мембран и оболочек нервных волокон, участвуют в синтезе желчных кислот, гормонов, витаминов. Жировые отложения — энергетический резерв организма.

Энергетическая ценность жиров более чем вдвое превышает таковую белков и углеводов. При окислении 1 г жиров выделяется 9 ккал (37, 3 кДж) энергии. Взрослому здоровому человеку рекомендуется употреблять 80-100 г жира в сутки, что обеспечивает 30-35 % суточной энергетической ценности рациона.

Незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты — линолевая и линоленовая — не могут синтезироваться в организме и должны обязательно поступать с пищей. Эти кислоты содержатся в растительных маслах, орехах, жире некоторых рыб и морских млекопитающих. Они и другие высшие ненасыщенные жирные кислоты препятствуют развитию атеросклероза, повышают устойчивость к инфекционным заболеваниям.

Пищевая ценность жира определяется наличием незаменимых жирных кислот, витаминов А, Е, D, перевариваемостью и всасываемостью. Наибольшей биологической ценностью обладают жиры, содержащие незаменимую линолевую кислоту и другие высшие ненасыщенные жирные кислоты. Усвояемость зависит от температуры плавления жира: если точка плавления ниже, чем температура человеческого тела, то усвояемость равна 97-98%, жиры с температурой плавления 50-60 ^оС усваиваются только на 70-80%.

С пищей в организм человека поступают и такие жироподобные вещества как стерины, фосфолипиды, жирорастворимые витамины. Самым известным из стеринов является холестерин. Он содержится в продуктах животного происхождения, однако может синтезироваться и в организме человека из промежуточных продуктов обмена углеводов и жиров.

Холестерин является источником желчных кислот, гормонов, предшественником витамина D₃. В крови, желчи холестерин удерживается в виде коллоидного раствора, благодаря связыванию с белками, ненасыщенными жирными кислотами, фосфатидами. При нарушении обмена этих веществ или их недостатке холестерин выпадает в виде мелких кристаллов, оседающих на стенках кровеносных сосудов, в желчных путях, что способствует развитию атеросклероза, образованию желчных камней.

Витаминами называют незаменимые нутриенты органической природы, разнообразного химического строения, которые необходимы для обеспечения обмена веществ в организме человека. Суточная в них потребность измеряется в миллиграммах и микрограммах и зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности, состояния здоровья. Витамины делят на водорастворимые (витамин С и витамины группы В) и жирорастворимые (витамины А, D, Е, К).

Большинство витаминов группы В содержится в наружных частях зерновых, в бобовых, в печени, дрожжах, яичном белке. Аскорбиновой кислотой (витамином С) богаты зеленые части растений, овощи, ягоды, цитрусовые и другие фрукты (особенно кислые), а также печень и почки. Витамин А содержится только в продуктах животного происхождения — сливочном масле, печени скота, трески, икре осетровых рыб, сырах. Он может синтезироваться в организме человека из -каротина (провитамина А). Основным источником последнего являются оранжево-окрашенные овощи, ягоды, фрукты. Витамин D содержится в печени, молочных жирах, икре рыб, жире из печени трески. Он также синтезируется в коже человека под действием ультрафиолетовых лучей. Богатым источником витамина Е являются растительные масла, яичные желтки, зеленые листья овощей. Листовые овощи, томаты, картофель, печень обеспечивают человека витамином К.

В наибольшей степени витамины сохраняются в овощах, употребляемых в свежем виде. Длительная варка и тушение снижает содержание витаминов. Быстрое замораживание и квашение сохраняют значительную их часть на длительный период.

Ряд витаминов (К, В₃, В₆, В_С) синтезируется микрофлорой, населяющей толстый кишечник человека. Никотиновая кислота может частично образовываться в тканях нашего организма из аминокислоты триптофана.

Роль витаминов в организме разнообразна. В большинстве своем они, являясь компонентом, необходимым для эффективной работы ферментов, участвуют во многих процессах обмена веществ, процессах роста и развития организма, повышают иммунный статус человека. Без них невозможно нормальное функционирование нервной системы, кожи, органов зрения. При недостатке витаминов развиваются специфические гипо- и авитаминозы (см. алиментарные заболевания). Наиболее дефицитными, чаще всего зимой и ранней весной, являются витамины С, В₁, В₂, А, так как они разрушаются в процессе хранения.

Кроме белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ организм человека также нуждается в воде, которая составляет около 60% общей массы тела. В сутки человеку требуется в среднем 1, 5-2, 5 литра жидкости. Большая часть ее поступает в виде напитков, часть — в составе различных пищевых продуктов. Кроме того, вода может синтезироваться в нашем организме за счет окисления жиров, белков, углеводов. Так, при окислении 100 г жира выделяется 107 г эндогенной воды. Без воды невозможен ни один из процессов жизнедеятельности человека.

Таким образом, питание человека должно быть построено так, чтобы оно полностью обеспечивало потребность организма в энергии и веществах, необходимых для его роста и развития. При этом наиболее рациональным признан четырехразовый прием пищи, где по 20-25% суточной потребности удовлетворяется во время первого завтрака и ужина, 10-15% — во время второго завтрака или полдника и 40-45% во время обеда. В идеале пищевой рацион должен подбираться для каждого человека индивидуально в зависимости от особенностей его обмена веществ, возраста, пола, национальности, физической нагрузки, уровня здоровья, климатических условий. Несоблюдение принципов сбалансированного питания может приводить к различным нарушениям обмена веществ (см. Алиментарные заболевания).

В зависимости от количества минеральных веществ в организме человека и в пищевых продуктах их подразделяют на макро- и микроэлементы. К первым относятся кальций, калий, магний, натрий, фосфор, хлор, сера. Их содержание в 100 г ткани измеряется десятками и сотнями миллиграммов. Концентрация в тканях микроэлементов выражается десятыми, сотыми и даже тысячными долями миллиграмма. К ним относятся железо, кобальт, цинк, фтор, йод и др.

Функции минеральных веществ в организме человека чрезвычайно разнообразны. Они обеспечивают постоянство осмотического давления, входят в состав сложных органических соединений (гемоглобина, гормонов, ферментов), служат материалом для образования костной и зубной ткани.

Магний необходим для нормального протекания биосинтеза белков и обмена углеводов в организме. Он обладает успокаивающим, сосудорасширяющим, желчегонным и мочегонным действием, повышает двигательную активность кишечника. Суточная потребность взрослого человека в магнии составляет 350-500 мг. Она возрастает при беременности и кормлении грудью. Недостаточность магния приводит к задержке роста, нарушению усвоения пищи, апатии, депрессии, мышечной слабости, судорожным состояниям. Длительный дефицит вызывает усиленное отложение солей кальция в стенках артериальных сосудов, сердце, почках. По данным ряда исследователей, недостаток магния является одной из причин повышенной частоты сердечно-сосудистых заболеваний в географических районах с мягкой водой. Магниевую диету назначают больным с гипертонической болезнью. Магнием богаты продукты растительного происхождения, особенно пшеничные отруби, крупы, соевая мука, грецкие орехи, бобовые, курага, белокочанная капуста и др.

Калий совместно с натрием и хлором принимает участие в поддержании осмотического равновесия в организме, обеспечивает процессы возбуждения и торможения в нервной системе, сокращения мышц, в том числе и сердечной мышцы. Калий способствует выведению из организма натрия и воды, что важно при устранении отеков. Суточная потребность взрослого человека в нем составляет 2-4 г. Калиевая диета включает продукты богатые калием с низким содержанием натрия (в соотношении примерно 10:1). Она применяется в медицинских учреждениях при гипертонической болезни, нарушении кровообращения. Больше всего калия в сушеных абрикосах, изюме, апельсинах, мандаринах, картофеле, грецких и лесных орехах, морской капусте, бобовых.

Наряду с фосфором кальций является основным минеральным компонентом костей и зубов. В них сосредоточено до 99% всего кальция организма. Кроме этого он участвует в процессах свертываемости крови, поддержании осмотического равновесия внутренней среды организма, нормальной проницаемости стенок сосудов, возбудимости нервной системы и сердечной мышцы, он необходим для нормальной сократимости мышц, активации ряда ферментов и гормонов. Снижение уровня кальция ведет к нарушению минерализации костей, снижению мышечного тонуса, судорогам. Гиперкальциемия вызывает нарушение сердечной деятельности, отложение этого минерала в стенках сосудов, канальцах почек и в других внутренних органах, что ведет к необратимым расстройствам их функций.

Рацион взрослого здорового человека должен содержать 0, 8-1 г кальция. Потребность в нем возрастает при беременности, кормлении грудью, лечении переломов. Высоким содержанием кальция отличается молоко, творог, сыры, зеленый лук, петрушка, фасоль, соя, урюк и курага, яблоки, яичный желток.

Кальций относится к трудно усвояемым элементам. Его всасывание возможно только при воздействии желчных кислот. Так как при избытке жиров возникает конкуренция за эти кислоты, жирная пища нарушает процесс усвоения этого макроэлемента организмом. Всасываемость кальция затрудняется также некоторыми кислотами, содержащимися в отрубях, ржаном хлебе, щавеле, какао, а также пищей, богатой магнием.

Натрий поставляется в организм человека в основном с поваренной солью. По официальным данным суточная его норма составляет 4-6 г (примерно 10-15 г соли), но существует и мнение, что эти нормативы сильно завышены и требуют пересмотра. Потребность в натрии возрастает при обильном потоотделении, перегревании, частых рвотах и поносах. Натрий играет основную роль в поддержании постоянства осмотического давления и объема жидкости в организме. Он обеспечивает более чем на 30% щелочные резервы плазмы крови, принимает участие в образовании желудочного сока, активирует ряд ферментов слюнных желез и поджелудочной железы, регулирует выделение почками продуктов обмена веществ, участвует в транспорте аминокислот, сахаров и калия в клетки.

При избыточном потреблении натрия может наблюдаться задержка воды в организме, что осложняет деятельность сердца и у людей, предрасположенных к сердечно-сосудистым заболеваниям, способствует повышению артериального давления. Диету с пониженным содержанием соли рекомендуют людям с гипертонией, сердечной недостаточностью, заболеваниями почек.

С поваренной солью в организм человека поступает и хлор. Суточная потребность в нем составляет примерно 5 г. Физиологическое значение этого элемента связано с его участием в регуляции водно-солевого обмена и осмотического давления в тканях и клетках. Хлор входит в состав соляной кислоты желудочного сока.

Подавляющая часть фосфора организма (до 80%) сосредоточена в костной ткани. Фосфолипиды служат основным структурным компонентом клеточных мембран. Фосфаты и их органические соединения принимают участие в процессах хранения и использования генетического материала, энергетическом обеспечении всех процессов жизнедеятельности. Суточная потребность в фосфоре для взрослого человека колеблется от 1000-1500 мг. Наиболее богаты этим компонентом молоко, творог, сыры, яичный желток, многие крупы (особенно рис), говядина и говяжья печень, почки.

Недостаток фосфора, связанный с нехваткой его в пище, практически не встречается. Но если дефицит возник, то у человека наблюдается размягчение костей, снижение умственной и физической работоспособности. Если уровень фосфора в пище превышает уровень кальция более, чем в два раза, то это способствует вымыванию кальция из костей и отложению его на стенках кровеносных сосудов, что приводит к их ломкости, а также в тканях почек. Избыточное потребление фосфора особенно опасно для детей первых месяцев жизни (обычно это случается при вскармливании младенцев коровьим молоком). Их почки не справляются с выведением фосфора и кальция, что может привести к образованию в них камней.

Сера — непременная составная часть некоторых аминокислот. Суточный рацион человека должен содержать 4-5 г серы. Для этого питание должно включать мясо, куриные яйца, овсяную и гречневую крупы, хлеб, молоко, сыры, бобовые и капусту.

Железо необходимо для процессов кроветворения. Около 55% его в организме входит в состав гемоглобина эритроцитов, примерно 24% — в состав миоглобина мышц, а 21% хранится про запас в печени и селезенке. Именно наличие железа обуславливает красный цвет крови и мышц. Железо входит также в состав некоторых белков, принимающих участие в переносе электронов по дыхательной цепи и в окислительно-восстановительных реакциях. При его недостатке развивается малокровие. Суточная потребность человека в железе составляет около 10 мг для мужчин и 18 мг для женщин. Богаты железом печень и почки, белые грибы, персики, абрикосы, яблоки, рожь, фасоль, горох, куриные яйца. Практически полностью в кишечнике человека всасывается железо, входящее в состав гемоглобина крови, миоглобина мышц мясной и рыбной пищи. Гораздо хуже усваивается железо из растительной пищи и куриных яиц. При смешанном пищевом рационе усвоение этого минерального вещества обычно не превышает 20%. Для усвоения железа необходимы витамины В₁₂ и С.

Йод в довольно большом количестве содержится в морской капусте, кальмарах, креветках, морской рыбе. Есть он также в хлебобулочных изделиях, молочных продуктах. Суточная потребность в йоде для взрослого здорового человека составляет 0, 1-0, 2 мг.

Есть места, где содержание йода заметно снижено в почве, воде, местных пищевых продуктах. Это вызывает развитие эндемического зоба, характеризующееся нарушением синтеза гормонов щитовидной железы, что сопровождается вялостью, сонливостью, апатией, нарушением обмена веществ. Для профилактики этого заболевания в питании населения этих мест используется иодированная поваренная соль.

При значительном дефиците в рационе йода, меди, кобальта и марганца нарушается обмен витамина С, снижается количество эритроцитов крови.

При недостатке кобальта снижается аппетит, развивается малокровие и некоторые нарушения со стороны центральной нервной системы. Достоинством кобальта считается его способность угнетать дыхание клеток злокачественных опухолей, усиливать противомикробные свойства пенициллина. Больше всего кобальта содержит говядина, говяжья печень, виноград, редис, салат, огурец, репчатый лук. В сутки человек должен съедать 0, 1-0, 2 мг кобальта.

В настоящее время известно около 25 белков, в состав которых входит медь. Они необходимы для регулирования процессов снабжения клеток кислородом, образования гемоглобина и созревания эритроцитов, синтеза белков соединительной ткани. Медь способствует транспорту железа в костный мозг, повышению активности инсулина, более полной утилизации организмом белков и углеводов. Для этого необходимо ежедневное поступление с пищей 2-3 мг меди. Для этого необходимо употреблять в пищу горох и другие зеленые овощи, хлебобулочные изделия, рыбу, мясо и печень скота. Особенно много меди в печени. 1 литр питьевой воды содержит примерно 1 мг меди.

Никель участвует в процессах кроветворения, обмене жиров, обеспечении клеток кислородом. Он содержится в частности в мясе, овощах, рыбе, молоке.

Цинк входит в состав ферментов, обеспечивающих течение окислительно-восстановительных реакций. При длительном недостатке цинка в пище замедляется рост, снижается функция половых желез и гипофиза, снижается иммунитет, замедляется заживление ран. Суточная потребность в цинке составляет 10-15 мг. Больше всего его в мясе птицы и скота, говяжьей печени, фасоли, горохе, кукурузе.

Марганец необходим человеку для нормального роста, поддержания репродуктивной функции, образования соединительной ткани. Он участвует в регуляции углеводного и липидного обмена. Недостаточность марганца проявляется в виде снижения массы тела, понижения уровня холестерина в крови, сопровождается тошнотой и рвотой. Физиологическая потребность в марганце плохо изучена. Предположительная суточная потребность людей в нем составляет 2-5 мг. Чрезвычайно богаты марганцем кофе и чай. Много его в злаках, бобовых, орехах. Очистка злаковых приводит к прогрессирующему снижению содержания в них этого микроэлемента.

Хром в пищевых продуктах присутствует в виде неорганических солей, которые практически не усваиваются организмом, и комплексов с органическими соединениями, адсорбция которых в кишечнике идет значительно более интенсивно. Комплексы хрома с органическими соединениями иногда называют «фактором толерантности к глюкозе», так как он влияет на усвояемость организмом глюкозы и ее уровень в крови. Введение хрома пациентам способствует понижению уровня холестерина в крови. Предполагают, что в сутки в зависимости от его химической природы человек должен получать 50-200 мкг хрома. Наиболее высоким содержанием хорошо усвояемого хрома отличаются пекарские дрожжи, печень, пшеничная мука грубого помола.

Фтор принимает участие в образовании костей и зубов. Суточная потребность в нем не установлена. Основным источником фтора является питьевая вода, содержащая обычно около 1 мг этого элемента на 1 л. Богата фтором рыба (особенно треска и сом), орехи и печень. В местности, где содержание фтора в питьевой воде ниже 0, 5 мг/л, ее специально фторируют для профилактики кариеса зубов. Избыточное поступление в организм фтора вызывает развитие флюороза, которое проявляется крапчатостью зубной эмали.