Поздняковский-гигиенические основы питания

В заключение настоящего раздела следует отметить, что в последнее время все большее внимание исследователей привлекают так называемые минорные углеводы, которые наряду с общеизвестными веществами этой группы играют важную роль в биохимических процессах организма. В группу минорных углеводов входят: манноза, фукоза, арабиноза, ксилоза, ксилулоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза, рибилоза и др. Многие из этих сахаров представляют собой незаменимые факторы питания, длительный дефицит которых приводит к нарушению деятельности желудочно-кишечного тракта, развитию ожирения, нарушениям липидного обмена, иммунной системы, другим патологиям.

4.ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ. Наиболее распространенные — лимонная, яблочная, винная, молочная, щавелевая, фитиновая. Содержатся главным образом в овощах, фруктах и ягодах. Назначение органических кислот в питании определяется их энергетической ценностью (яблочная кислота — 2,4 ккал/г, лимонная — 2,5 ккал/г, молочная — 3,6 ккал/г), а также активным участием в обмене веществ. Винная кислота организмом человека не усваивается.

В гигиеническом плане важно отметить благоприятное влияние органических кислот на процесс пищеварения — они снижают рН среды, способствуя созданию определенного состава микрофлоры, тормозят процессы гниения в же- лудочно-кишечном тракте. С токсикологических позиций необходимо учитывать способность щавелевой кислоты интенсивно связывать кальций, фитиновой кислоты — кальций, железо, цинк и другие металлы, что необходимо знать при составлении рациона, особенно для людей, нуждающихся в названных элементах. Лимонная кислота, наоборот, способствует усвоению организмом кальция.

5.ВИТАМИНЫ — важнейший класс незаменимых пищевых веществ. Организм человека и животных не синтезирует витамины или синтезирует их

внедостаточном количестве (никотиновая кислота, витамин D) и поэтому должен получать в готовом виде, в основном с пищей. Витамины обладают исключительно высокой биологической активностью и требуются организму в очень небольших количествах — от нескольких микрограммов до нескольких миллиграммов в день. В отличие от других незаменимых пищевых веществ (незаменимые аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты и др.), витамины не являются пластическим материалом или источником энергии и участвуют в обмене веществ преимущественно как необходимые компоненты биокатализа и регуляции отдельных биохимических и физиологических процессов.

Известно более 10 низкомолекулярных органических соединений, которые могут быть отнесены к витаминам. Принято различать водорастворимые витамины, к которым относятся аскорбиновая кислота (витамин С) и витамины группы В:

тиамин (витамин В1), рибофлавин (витамин В2), витамин В6, витамин В12 (кобаламин), ниацин (витамин РР), фолацин (фолиевая кислота), пантотеновая кислота, биотин. К группе жирорастворимых витаминов относятся витамины А, D, Е и K. Наряду с витаминами, необходимость которых для человека и животных ус-

31

тановлена, существуют биологически активные вещества пищи, дефицит которых не приводит к явно выраженным нарушениям, по своим функциям они ближе не

квитаминам, а к другим незаменимым пищевым веществам. Эти вещества относят

квитаминоподобным соединениям. К ним могут быть причислены биофлавоноиды, холин, карнитин, липоевая, оротовая и парааминобензойная кислоты.

Холин и инозит, входя в состав соответствующих фосфолипидов, выполняют в обмене веществ пластическую функцию, т. е. более близки не к витаминам, а к таким пищевым веществам, как незаменимые жирные кислоты. Оротовая кислота синтезируется в организме человека и животных и является витамином только для некоторых микроорганизмов, не способных к ее синтезу. Парааминобензойная кислота — это витамин (фактор роста) для микроорганизмов, синтезирующих из нее фолиевую кислоту. Человек и животные к такому синтезу не способны и должны получать фолиевую кислоту в готовом виде, т. е. парааминобензойная кислота не является для них витамином. Витамин U (метилметио-

нинсульфоний) и витамин В15 (пангамовая кислота) не выполняют каких-либо жизненно важных функций в организме, но обладают рядом ценных фармаколо-

гических свойств, в связи с чем более правильно их относить не к незаменимым пищевым веществам, а к биологически активным компонентам пищи. То же самое, по-видимому, в значительной степени относится и к биофлавоноидам.

Ряд витаминов представлены не одним, а несколькими соединениями, обладающими сходной биологической активностью. Примером может служить груп-

па витаминов В6, включающая пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин. Для обозначения подобных групп родственных соединений (витамеров), в соответ-

ствии с рекомендациями Международного союза наук о питании, используются буквенные обозначения (витамины групп А, D, Е и т. п.). Для обозначения индивидуальных соединений, обладающих витаминной активностью, рекомендуется использовать рациональные названия, отражающие их химическую сущность, например, ретиналь (альдегидная форма витамина А), эргокальциферол и холекальциферол (формы витамина D).

Специфическая функция витаминов группы В в организме состоит в том, что из них образуются коферменты и простетические группы ферментов, которые осуществляют многие важнейшие реакции обмена веществ (табл. 5). Так, тиамин в форме тиаминдифосфата является коферментом пируватдегидрогеназы, α-ке-

тоглутаратдегидрогеназы и транскетолазы; витамин В6 является предшественником пиридоксальфосфата — кофермента трансаминаз и многих других фермен-

тов аминокислотного обмена. Связанные с различными витаминами ферменты принимают участие в осуществлении многих важнейших процессов обмена веществ: энергетическом обмене (тиамин и рибофлавин); биосинтезе и превраще-

ниях аминокислот (витамины B6 и В12), жирных кислот (пантотеновая кислота), пуриновых и пиримидиновых оснований (фолацин); образовании многих физио-

логически важных соединений (например, ацетилхолина, стероидов) и др.

32

Номенклатура и классификация витаминов и витаминоподобных соединений

I. Водорастворимые витамины

Витамины, представленные преимущественно одним соединением

Менахиноны (витамины K2) 2-Метил-1,4-нафтохинон (менадион, витамин K3)

III. Витаминоподобные соединения

Незаменимые пищевые вещества с пластической функцией

Холин Инозит (миоинозит, мезоинозит)

Биологически активные вещества, синтезируемые в организме человека

Липоевая кислота Оротовая кислота Карнитин

Фармакологически активные вещества пищи

Биофлавоноиды Метилметионинсульфоний (витамин U) Пангамовая кислота (витамин B15)

Факторы роста микроорганизмов

Парааминобензойная кислота

33

Некоторые жирорастворимые витамины также выполняют коферментные функции. Так, витамин А в форме ретиналя является простетической группой зрительного белка родопсина, участвующего в процессе фоторецепции. Другая форма витамина А — ретинилфосфат — выполняет функцию кофермента — пе-

34

реносчика остатков сахаров в синтезе гликопротеидов клеточных мембран. Витамин K осуществляет коферментные функции в реакции карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты в молекуле препротромбина и ряда других белков, что придает им способность связывать кальций.

Что касается других жирорастворимых витаминов, то витамин Е выполняет важную функцию стабилизации и защиты ненасыщенных липидов биологических мембран от свободнорадикальных процессов перекисного окисления. Витамин D принимает участие в транспорте ионов кальция и неорганического фосфата через клеточные барьеры в процессах их всасывания в кишечнике, реабсорбции в почечных канальцах и мобилизации из костной ткани. Эти функции выполняют образующиеся из витамина D в организме активные метаболиты: 1,25-диоксихолекальциферол и 24,25-диоксихолекальциферол.

Коферменты и простетические группы, а тем более являющиеся их предшественниками витамины сами по себе каталитической активностью не обладают и приобретают эту способность лишь при взаимодействии со специфическими белками — апоферментами.

Соединения, которые не являются витаминами, но могут служить предшественниками их образования в организме, называют провитаминами. К ним относятся каротиноиды (важнейший из них β-каротин), расщепляющиеся в организме с образованием ретинола (витамина А), некоторые стерины (эргостерин, 7-дегидрохолестерин и др.), превращающиеся в витамин D.

Некоторые аналоги и производные витаминов являются по своим свойствам антивитаминами. Проникая в клетки, эти вещества вступают в конкурентные отношения с витаминами, в частности при биосинтезе коферментов и образовании активных ферментов. Заняв место витамина в структуре фермента, соответствующий антивитамин, однако, не может выполнять его функцию (вследствие различий в строении), в связи с чем развиваются явления витаминной недостаточности. К антивитаминам относятся такие вещества, связывающие или разрушающие витамины, как, например, тиаминазы I и II, разрушающие тиамин; белок яйца авидин, связывающий биотин. Некоторые антивитамины обладают противомикробной, канцеростатической активностью и применяются в качестве химиотерапевтических средств, например, сульфаниламидные препараты, являющиеся антагонистами парааминобензойной кислоты, и антагонисты фолиевой кислоты аминоптерин и аметопретин (метотрексат), находящие применение при химиотерапии некоторых злокачественных новообразований.

Институтом питания РАМН разработаны нормы потребления витаминов (табл. 6, 7), которые составлены с учетом средней физиологической потребности человека в этих незаменимых пищевых веществах и определенного запаса надежности, покрывающего возможные индивидуальные колебания данной потребности у 95 % населения. На потребность в витаминах существенное влияние оказывают возраст человека, характер и интенсивность труда, что также учитывается при составлении норм потребления. Потребность в витаминах

35

И с т о ч н и к: Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения СССР. М., 1991. Примечание. 1 мг ниацин-эквивалента = 1 мг ниацина или 60 мг триптофана в рационе; 1 мкг ретинол-эквивалента = 1 мкг ретинола или 6 мкг

β-каротина; 1 мг токоферол-эквивалента = 1 мг α-токоферола.

37

Таблица 8

Ориентировочная суточная потребность человека в витаминах и витаминоподобных соединениях,

потребление которых официальными нормами не регламентируется

значительно возрастает при беременности и лактации. Она также существенно увеличивается в условиях Севера, при работе в горячих цехах, под землей, при сильном нервно-психическом напряжении. Это увеличение не учитывается приведенными в табл. 6, 7 средними нормами потребления витаминов и должно покрываться за счет дополнительного обогащения витаминами продуктов питания или приема поливитаминных препаратов. То же самое относится и к лицам вредных профессий, которым рекомендуется дополнительный прием витаминов

вкачестве защитного фактора, а также в связи с их повышенным расходом под действием вредных факторов производства.

Снижение физической активности и энергозатрат в пожилом возрасте может уменьшать физиологическую потребность в витаминах. Однако нарушение их всасывания и утилизации у пожилых людей, а также общее уменьшение потребления пищи делают необходимым прием поливитаминных препаратов с широким набором витаминов (типа «Декамевит»), в том числе и тех, которые

вдостаточном количестве присутствуют в пище взрослого человека, — это витамины В12, Е и ряд других.

Втабл. 6, 7 приведены рекомендуемые нормы потребления тех витаминов, недостаток которых у человека может иметь место и потребность в которых определена достаточно точно. Остальные витамины или витаминоподобные соединения присутствуют в обычной пище в достаточных количествах или синтезируются микрофлорой кишечника, в связи с чем их недостаток у человека наблюдается редко; точные данные о физиологической потребности в них отсутствуют. Ориентировочные величины возможной потребности человека в этих пищевых веществах приведены в табл. 8.

Вприложении 1 приведены новые данные по рекомендуемым уровням потребления пищевых и биологически активных веществ.

Недостаточное поступление того или иного витамина с пищей ведет к его дефициту в организме и развитию соответствующей болезни витаминной недостаточности.

39

Обычно различают две степени витаминной недостаточности: авитаминоз и гиповитаминоз.

Под авитаминозом понимают состояние глубокого дефицита данного витамина с развернутой клинической картиной его недостаточности (цинга, рахит, бери-бери, пеллагра, анемия Бирмера и др.). К гиповитаминозам относят состояние умеренного дефицита со стертыми, неспецифическими проявлениями (такими как потеря аппетита, быстрая утомляемость, раздражительность) и отдельными, так называемыми микросимптомами (кровоточивость десен, гнойничковые заболевания кожи и т. п.). В этих случаях биохимические тесты, такие как определение концентрации витаминов и активности витаминзависимых ферментов, уже выявляют дефицит того или иного витамина, однако развернутая клиническая картина его недостаточности еще отсутствует.

Ряд авторов выделяют также маргинальные (пограничные) состояния, при которых поступление витамина в организм находится на нижней границе физиологической потребности, вследствие чего какие-либо запасы этого витамина в организме отсутствуют и любое увеличение потребности (при болезни, стрессе, физической нагрузке) приводит к быстрому развитию дефицита.

Наряду с дефицитом одного какого-либо витамина на практике более часто встречаются полигиповитаминозы и полиавитаминозы, при которых организм испытывает недостаток нескольких витаминов. Однако и в этих случаях одна из витаминных недостаточностей, как правило, является ведущей, а остальные — сопутствующими.

Основная причина гипо- и авитаминозов — недостаточное поступление витаминов с пищей. Такие гипо- и авитаминозы называются первичными, или экзогенными. Наряду с этим, дефицит витаминов может возникать и при их достаточном содержании в пище, но вследствие нарушения их утилизации в организме или резкого повышения потребности. Такие гипо- и авитаминозы носят название вторичных, или эндогенных. Особую группу подобных состояний составляют врожденные, генетически обусловленные нарушения обмена и функции витаминов.

Важнейшие причины гипо- и авитаминозов (по В. Б. Спиричеву)

I. Недостаточное поступление витаминов с пищей:

1.Низкое содержание витаминов в рационе.

2.Снижение общего количества потребляемой пищи в связи с низкими энергозатратами.

3.Потеря и разрушение витаминов в процессе технологической переработки продуктов питания, их хранения и нерациональной кулинарной обработки.

4.Отклонение от сбалансированной формулы питания вследствие национальных особенностей, религиозных запретов и пр. (в том числе вегетарианство).

40