Материал: Биомолекулы. свойства, роль в биохимии человека, технологии получения. Хорохордина Е.А., Рудаков О.Б

Потребность в белках у человека зависит от его возраста, вида деятельности, от состояния организма. От количества и качества белков зависит рост и развитие растущего организма. Потребность ребенка в белках зависит не только от возраста, но и от состояния организма, от перенесенных инфекционных заболеваний и от условий питания с первых месяцев жизни. Дети, отстающие в физическом развитии, нуждаются в больших количествах белков, чем дети, развивающиеся нормально.

В питании самых маленьких детей количество белков животного происхождения достигают почти 100 %, для детей от 1 года до 3 лет – 75 %, для всех детей и подростков это количество не должно быть ниже 50 %. Взрослому человеку необходимо, чтобы количество белков из животных продуктов составляло не менее 30 %.

Необходимо, чтобы белки были в правильных соотношениях с другими пищевыми веществами - с углеводами, жирами, витаминами. При отсутствии или недостаточном содержании в пище углеводов, жиров или витаминов в организме значительно усиливаются процессы расщепления белков, и рекомендуемые нормы суточного потребления белков могут оказаться недостаточными.

В организме человека и животных происходит непрерывное окисление веществ, или, как принято говорить, горение. “Горючим”, или энергетичным, материалом служат главным образом углеводы и жиры, в меньшей степени белки.

Роль жиров в питании. Триацилглицеролы животного и растительного происхождения так же, как и углеводы, играют роль одного из основных источников энергии и, кроме того, служат источником углеродных атомов в биосинтезе холестерола и других стероидов. Триацилглицеролы растительного происхождения являются также источником незаменимых жирных кислот. 

Жиры в организме отлагаются в виде жировых запасов: подкожной клетчатки, сальника. Иногда жир откладывается в некоторых внутренних органах, например в печени, почках. Отложение жира в организме происходит не только за счет жиров пищи, но также и при обильном углеводном питании (мучные изделия, крупы, овощи, сахар и т. п.) в результате перехода углеродов в жиры. При обильном белковом питании также откладываются значительные количества жира. Следовательно, жир в организме может образоваться и из белков пищи.

Избыток жиров снижает усвояемость пищи, в частности ее белков, а также приводит к образованию в организме большого количества ядовитых веществ. Однако и слишком малое количество жиров сказывается на качестве пищи, ее вкусе и тоже приводит к снижению усвояемости всех пищевых веществ. Кроме того, жиры являются единственным источником жирорастворимых витаминов, которые играют очень важную роль в процессах жизнедеятельности организма. Поэтому недостаток жиров в пищи может вызвать серьезные нарушения в обмене веществ. В зависимости от общей калорийности пищи взрослому человеку рекомендуется потреблять в сутки от 75 до 110 г жира, причем не менее одной трети должно быть животных жиров, главным образом молочного жира [14-17].

Кроме жиров животного происхождения, в пищевом рационе обязательно должны быть представлены и растительные жиры, т. к. они содержат очень ценные для организма вещества, так называемые жирные ненасыщенные кислоты (линоленовую, линолевую).

В связи с тем, что жиры обладают более высокой калорийностью, нежели белки и углеводы, наличие жира дает возможность регулировать объем пищи. При замене жиров углеводами объем пищи увеличивается, т. к. для сохранения калорийности пищи приходится брать углеводов в два с лишним раза больше, чем жиров. В условиях севера жиры играют особо важную роль – они дают возможность повысить калорийность пищи, не увеличивая значительно ее объем.

Углеводы, жиры и белки являются основными или малопитательными веществами. Их ежедневное потребление зависит от веса, возраста и пола человека и измеряется сотнями граммов.

Роль витаминов в питании. Витамины делятся на две группы: водо­растворимые и жирорастворимые, они являются органическими микропита­тельными веществами; ежедневная потребность в них не превышает милли­граммов или даже микрограммов. Витамины являются незаменимыми компо­нентами ферментов, участвующих в метаболизме и других специализированных реакциях.

Роль неорганических веществ и микроэлементов в питании. Необходимые для нормального питания неорганические вещества можно разделить на две группы. К первой из них относятся такие элементы, как кальций, фосфор и магний, необходимые организму человека ежедневно в граммовых ко­личествах, а ко второй – железо, йод, цинк, медь и целый ряд других элементов, потребность в которых не превышает миллиграммов или даже микрограммов. Неорганические вещества выполняют различные функции: они используются как структурные компоненты костей и зубов, как электролиты при поддержании водно-солевого баланса крови и тканей.

Минеральные вещества, входящие в состав организма, непрерывно расходуются им, причем размеры этих трат зависят от вида деятельности, условий работы, состояния организма и т.п. Если пища человека разнообразна, то в ней в достаточном количестве содержатся все необходимые минеральные вещества (соли кальция, фосфора, магния, железа, меди, калия и др.).

Соли кальция и фосфора являются главнейшими составными частями костной системы; фосфор, кроме того, входит в состав нервной и других тканей. Лучшими источниками кальция являются молоко, молочнокислые продукты, сыворотка молока, сыр. Фосфор поступает в организм с продуктами животного и растительного происхождения и хорошо всасывается в кишечнике, причем фосфорные соединения, получаемые с продуктами животного происхождения (печенка, мозги, мясо, сыр, яйца), используются значительно лучше и оказывают благоприятное действие на нервную систему, особенно при напряженной умственной работе. Соли кальция и магния имеют большое значение для правильной работы сердечной мышцы и вообще всей мышечной системы. К числу источников солей магния относятся ржаной хлеб, крупы, отруби. Соли калия способствуют выведению воды через почки и регулированию содержания воды в тканях. Соли железа входят в состав красящего вещества крови (гемоглобина) и способствуют переносу кислорода от легких к тканям, а соли меди имеют большое значение для процессов кроветворения. К продуктам, богатым железом, относится говядина, яичный желток, ржаной и пшеничный хлеб из муки грубого помола, печенка, почки и др.

Большое значение для организма имеет также поваренная соль, которую многие привыкли считать только вкусовым веществом. Если организм в течение длительного времени не получает поваренной соли, то это вызывает серьезные болезненные явления – головокружения, обмороки, расстройство сердечной деятельности и т.п. Но и избыточное потребление соли отражается на состоянии сердечнососудистой системы, работе почек и других органов.

Для нормального питания человек должен получать с пищей более 44 различных незаменимых веществ. К ним относятся 10 аминокислот, 13 витаминов, 20 или более неорганических элементов (обычно в виде растворимых солей) и одна или несколько полиненасыщенных жирных кислот. К этим веществам следует также добавить клетчатку, состоящую в основном из целлюлозы и других не перевариваемых полимеров клеточных стенок растений. Клетчатка хотя и не переваривается и, следовательно, не участвует в метаболизме, необходима для правильной перистальтики кишечника.

Роль воды в питании. Ни одна живая клетка не может существовать без воды. Вода входит в состав всех органов и тканей организма. Все процессы, протекающие в организме, связаны с наличием воды, с растворимыми в ней веществами. Известно, что человек может существовать длительное время (месяц и больше) без пищи, но при отсутствии воды он погибает через несколько дней.

Значительное количество воды содержится в пищевых продуктах, в готовых блюдах, кроме того, вода употребляется в виде питья. Установлено, что все количество воды, получаемое за сутки человеком с пищей и питьем, в среднем равно 2-2,5 л. Это количество воды и надо считать дневной нормой для человека. Не рекомендуется употреблять излишнее количество воды, так как обильное питье вызывает усиленную работу сердца и почек.

Режим питания. Чтобы процессы всасывания могли протекать с максимальной интенсивностью и организм мог полностью использовать поступающие с пищей вещества, необходимо не только построить питание в соответствии с возрастом и видом деятельности, но и обеспечить правильный режим питания.

Пищу следует принимать в твердо установленные часы. Это имеет большое значение, т.к. деятельность пищеварительных желез в таких случаях начинается еще до принятия пищи. Питание в различные часы приводит к расстройству этой налаженной деятельности пищеварительных желез. Для взрослого человека наиболее рациональным признан 4- кратный прием пищи или, как минимум, 3- кратный. Отклонения от такого режима питания можно допускать для больного в период выздоровления после перенесенных тяжелых заболеваний, когда аппетит еще не восстановился. В таких случаях следует рекомендовать 5- и даже 6-кратное питание, т. е. необходимо добиться потребления больным всего суточного рациона, чего легче достигнуть при частых приемах небольших количеств пищи.

При трехкратном питании, которое может быть допущено для взрослого человека, пищу следует распределять следующим образом: на завтрак 30 % суточной нормы калорий, на обед 45 – 50 % и на ужин 20 – 25 %. Распределение пищи при четырехкратном питании: обед – 45 %, ужин – 20 % суточного рациона. При этом пищу, богатую белками (мясо, рыба, бобовые), следует потреблять в период наиболее активной деятельности, а не перед сном. Во время сна процессы пищеварения замедляются, а потому и приемы белковой пищи перед сном могут привести к худшей ее усвояемости и к худшему использованию белков тканями и органами. Последний прием пищи должен быть не менее чем за 3 - 4 часа до сна. Однако для многих полезно за 1 - 2 часа до сна выпить стакан молока, кефира или чая с хлебом или печеньем. Это особенно необходимо людям, страдающим желудочно-кишечными или сердечнососудистыми заболеваниями.

Правильный режим питания способствует трудоспособности человека и является одним из важнейших условий нормальной деятельности желудочно-кишечного тракта. Такие заболевания, как гастриты, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, хронические колиты, часто являются результатом неправильного питания, отсутствия установленного режима питания. При построении рационального питания необходимо учитывать, что приемы пищи должны оставлять чувство удовлетворения. Это достигается при условии, что к моменту приема пищи появляется аппетит, а после ее приема – чувство насыщения на определенный промежуток времени. Чувство насыщения зависит от ряда причин: от объема и состава пищи, от количества выделенного желудочного сока, а также и от того, насколько принятая пища отвечает сложившимся привычкам человека. Если человеку, привыкшему к объемистой пищи, дать пищу более калорийную, питательную, но малую по объему, то у него останется чувство голода. Наиболее длительное чувство насыщения вызывает мясо в сочетании с гарниром, приготовленным из картофеля, других овощей и круп, богатых углеводами.

Не следует принимать пищу при ненормальном эмоциональном состоянии. Усталость, боль, страх, горе, беспокойство, депрессия, гнев, воспаления, лихорадка и т.п. приводят к тому, что пищеварительные соки перестают выделяться и нормальное движение пищеварительного тракта замедляется или совсем останавливается. Поэтому если вы устали, то перед едой отдохните немного. Нет ничего лучше  небольшого отдыха или расслабления для восстановления жизненных сил уставшего человека. Пусть за столом царят мир и радость. Это должно быть главным правилом в жизни. Ведь в это время вы строите свое тело и здоровье.

Роль пищи в сохранении здоровья. Само здоровье ничем не является без его содержания, без диагностики здоровья, средств его обеспечения и практики обеспечения здоровья. К наиболее важным средствам обеспечения здоровья относят и правильное рациональное питание.

Пища является одним из важнейших факторов окружающей среды, оказывающих влияние на состояние здоровья, работоспособности, умственного и физического развития, а также на продолжительность жизни человека.

Связь питания и здоровья была подмечена еще в древности. Люди видели, что от неправильного питания дети плохо растут и развиваются, взрослые болеют, быстро утомляются, плохо работают и погибают.

В XVII веке адмирал английского флота Джордж Ансон в сражениях с испанской флотилией не потерял ни одного солдата, а от вспыхнувшей на кораблях цинги у него погибло 800 человек из 1000. Отсутствие витаминов в пище оказалось сильнее и опаснее оружия врагов.

После того, как на Алеутские острова в 1912 году были завезены рафинированные продукты (сахар, мука, консервы), у детей быстро распространился кариес зубов и уже в 1924 году почти все молодое население Алеут, употреблявшие новую завезенную пищу, страдало от кариеса. История пестрит подобными случаями. Наблюдения показывают зависимость возникновения язв, опухолей и других заболеваний желудочно-кишечного тракта и других систем организма от качества пищи, недостаточности в ней витаминных комплексов. Одновременно с этим можно привести примеры и обратной зависимости, когда с улучшением питания значительно снижалось заболеваемость населения.

Основные нарушения в питании, наблюдаемые в различных возрастных и профессиональных группах обычно одинаковы. Это, в первую очередь, избыток в пище углеводов и жиров животного происхождения и дефицит овощей, фруктов и ягод, а также наиболее страшное последствие изменения ритма жизни – нарушение режима питания.

Каждое из этих нарушений, даже отдельно взятое, может влиять на состояние здоровья человека. Попробуем проанализировать каждое из них.

При избытке углеводов, особенно чистых сахаров, физиологически в организме происходит задержка воды, отмечается отечность, повышается расход витамина В₁ и как результат – дефицит В₁, ведущий к нарушению деятельности центральной нервной системы. Понижаются защитные свойства организма, увеличивается риск заболеваемости онкологическими болезнями и сахарным диабетом из-за нарушения функционирования поджелудочной железы. Не стоит забывать и о кариесе.

Исследования в США показали, что увеличение сердечнососудистых заболеваний совпадает с общим увеличением потребления сахара. При правильном построении питания надо стремиться к уменьшению потребления белого сахара за счет искусственных заменителей сахара, меда, вареньем, плодово-ягодных культур.

Что касается избытка животных жиров и дефицита жиров растительного происхождения, то для избежания этого нарушения в питании нет особых сложностей. Надо лишь довести до населения сведения о необходимости вводить ежедневно в рацион 20-30 грамм растительных жиров, вместо 5-10, так как, исключая из рациона питания растительные жиры, человечество лишает себя полиненасыщенных жирных кислот, в особенности линолевой и линоленовой, которые весьма важны для деятельности сердечной мышцы, клеток печени мозга. Они являются строительным материалом клеточных мембран, соединительной ткани, миелина и входят в состав нуклеиновых кислот [18].

Дефицит овощей, фруктов, ягод более серьезен и трудно устраним. Изучение питания и самой пищи, проведенное различными авторами в разных странах мира, показало, что потребление овощей оставляет желать лучшего.

Значение же их огромно. Они являются поставщиком углеводов, витаминов и микроэлементов, органических кислот. Овощи и фрукты повышают аппетит и способствуют усвоению другой пищи, выводят токсины, обладают бактерицидными свойствами, повышают работоспособность человека, обладают органолептическими свойствами, придавая потребляемой пище различный вкус. Овощи делают питание более вкусным и полезным. Овощи, фрукты и ягоды занимают почетное место в диетическом и лечебном питании, которое должно содержать их не менее 10-15 наименований. Приходится признавать, что попытки заменить овощи другими продуктами и искусственными добавками не увенчались успехом.

Но, к сожалению, растения подвержены сезонности произрастания, климатическим условиям среды, играет роль и недооценка овощей населением.

Нарушение режима питания играет отрицательную роль для здоровья. Оно проявляется в уменьшении количества приемов пищи в день с четырех-пяти до двух, неправильном распределении суточного рациона на отдельные приемы, увеличение ужина до 35-65 % вместо 20 %, увеличении интервалов между приемами пищи с 4-5 до 7-8 ч. Забываются заповеди народной мудрости о питании: «Укороти ужин – удлини жизнь». За многие годы были сформулированы три правила в питании: разнообразие, умеренность и своевременность. К сожалению, убыстрение темпа жизни современного человека отбрасывает все эти правила.

Из вышесказанного можно сделать некоторые выводы. Питания является одним из важнейших факторов в профилактике заболеваний, сохранении здоровья и повышении работоспособности. Поэтому важно не только организовать централизованный выпуск питательных добавок и витаминных комплексов, но и обратить особое внимание населения на проблемы разумного потребления пищи, используя для этого различные возможности.

Контрольные вопросы

1. Перечислите питательные вещества, необходимые человеку.

2. Охарактеризуйте роль белков, жиров и углеводов в питании человека.

3. Перечислите основные неорганические вещества, необходимые для питания человека.

4. В чем основные особенности режима питания? Охарактеризуйте их.

5. Какова роль пищи в сохранении здоровья человека?

2.2. Энергетические потребности организма

Организм получает энергию за счет окисления органических макропитательных веществ.

Первое требование, предъявляемое к полноценному рациону, – наличие в нем необходимого запаса энергии, высвобождаемой в процессе окисления трех основных макропитательных веществ: углеводов, жиров и белков. Энергию вы­ражают в килокалориях (ккал), или питательных калориях (сокращенно обозна­чаемых Кал, с заглавной буквой К); одна килокалория соответствует количеству тепловой энергии, необходимой для нагревания 1,0 кг воды от 15 до 16 °С. Напомним, что теми же единицами пользуются при расчете изменений стандартной свободной энергии в ходе метаболических реакций.

В табл. 9 приведены предложенные Министерством здравоохранения ежедневные энергетические потребности для людей разного возраста. Для мо­лодых мужчин студенческого возраста потребность в энергии составляет ~ 2900 ккал/сут., для женщин того же возраста ~ 2100 ккал/сут.

Таблица 9

Суточная потребность в энергии [18]