Поздняковский-гигиенические основы питания

5.Анорексия.

6.Присутствие витаминов в некоторых продуктах в неутилизируемой

форме.

II. Угнетение кишечной микрофлоры, продуцирующей некоторые витамины:

1.Болезни желудочно-кишечного тракта.

2.Последствия химиотерапии (дисбактериозы).

III. Нарушения ассимиляции витаминов:

1.Нарушение всасывания витаминов в желудочно-кишечном тракте (заболевания желудка, кишечника, поражения гепатобилиарной системы, в частности, нарушение секреции желчи, необходимой для всасывания жирорастворимых витаминов).

2.Утилизация или расщепление поступающих с пищей витаминов кишеч-

ными паразитами и патогенной кишечной микрофлорой (авитаминоз В12 при инвазии широким лентецом; расщепление витамина В1 тиаминазой, продуцируемой Bacillus thiaminolitikus).

3.Нарушение обмена витаминов и образования их биологически активных (коферментных) форм при различных заболеваниях, действии токсических и инфекционных агентов ряда лекарственных препаратов, химиотерапии, а также

впожилом возрасте.

IV. Повышенная потребность в витаминах:

1.Особые физиологические состояния организма (интенсивный рост, беременность, лактация).

2.Особые климатические условия, в частности, условия Крайнего Севера.

3.Интенсивная физическая нагрузка.

4.Значительная нервно-психическая нагрузка, стрессовые состояния.

5.Воздействие вредных факторов производства.

6.Инфекционные заболевания и интоксикации.

7.Заболевания внутренних органов и эндокринных желез.

8.Повышенная экскреция витаминов.

V. Врожденные, генетически обусловленные нарушения обмена и функции витаминов:

1.Врожденные нарушения всасывания в кишечнике.

2.Врожденные нарушения транспорта витаминов кровью и через клеточные мембраны.

3.Врожденные нарушения биосинтеза витаминов (в частности, никотиновой кислоты).

4.Врожденные нарушения превращения витаминов в коферментные формы, простетические группы и активные метаболиты.

41

5.Нарушение включения витаминов в состав активного центра ферментов.

6.Нарушения структуры апоферментов, затрудняющие их взаимодействие

скоферментом.

7.Нарушения структуры апоферментов, приводящие к полной или частичной утрате ферментативной активности вне зависимости от связи с коферментом.

8.Усиление катаболизма витаминов.

9.Врожденные нарушения реабсорбции витаминов в почках.

10.Увеличение потребности организма в том или ином витамине вследствие структурных или метаболических нарушений, не связанных с обменом данного витамина.

Прием ряда витаминов в дозах, существенно превышающих физиологическую потребность, может давать нежелательные побочные эффекты, а в ряде случаев вести к серьезным патологическим расстройствам, обозначаемым как гипервитаминозы. Особенно опасны в этом отношении витамины D и А, хотя на практике такое встречается крайне редко, главным образом при случайном приеме в пищу высококонцентрированных масляных препаратов этих витаминов, предназначенных для специальных целей, например, в качестве микродобавки к корму сельскохозяйственных животных и птицы.

Продукты, служащие основными источниками витаминов в питании человека, представлены в табл. 9. Эта информация является важной как для производителя продукции, так и для простого потребителя.

6. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА, как и витамины, не обладают энергетической ценностью, но играют важную роль в различных обменных процессах организма: выполняют пластическую функцию, участвуют в построении костной ткани, регуляции водно-солевого и кислотно-щелочного равновесия, входят в состав ферментных систем. Попадая в организм в больших количествах, могут проявлять токсические свойства, поэтому содержание некоторых неорганических соединений в пищевых продуктах регламентируется медико-биологически- ми требованиями и санитарными нормами качества (см. раздел 3.5). Обычное содержание минеральных веществ в пищевых продуктах находится на уровне 0,5–0,7 % съедобной части. Подразделяются на макроэлементы (кальций, фосфор, магний, натрий, калий, хлор, сера и др.) и микроэлементы (железо, цинк, медь, йод, фтор и др.).

Макроэлементы

Кальций — типичный щелочноземельный металл, широко распространенный в природе. Элементный кальций и его соединения находят применение в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве. Основной источник кальция в питании человека — молоко и молочные продукты, мг/100 г: молоко —

43

90–180, кисломолочные продукты (кефир, сметана, творог и др.) — 85–150, твердые сыры — 850–1100, плавленые сыры — 430–760, сливочное масло — 13–18.

При попадании в организм человека с пищей всасывается около 10–40 % кальция. Усвоение кальция уменьшается при содержании в рационе большого количества жиров, фитиновых кислот (злаковые культуры), фосфатов, щавелевой кислоты (щавель, шпинат), что необходимо учитывать при составлении рационов для людей, нуждающихся в повышенном потреблении кальция.

Кальций выполняет в организме разнообразные функции:

•пластические и структурные, входя в состав основного минерального компонента костной ткани — оксиапатита, микрокристаллы которого образуют жесткую структуру костной ткани;

•придает стабильность клеточным мембранам, образуя связи между отрицательно заряженными группами фосфолипидов, структурных белков и гликопротеидов;

•принимает участие в осуществлении межклеточных связей, обеспечивающих слипание клеток при тканеобразовании (процесс адгезии);

•необходим для нормальной возбудимости нервной ткани и сократимости мышечных волокон;

•является активатором ряда ферментов и гормонов, важнейшим компонентом системы свертывания крови.

В организме взрослого человека содержится 1000–1200 г кальция, причем 99 % — в костях. За одни сутки из костей выводится до 700 мг кальция и столько же откладывается в них вновь. Такая функция депо обеспечивает довольно гибкую систему адаптации к различным уровням потребления кальция с пищей. Рекомендуемая норма потребления кальция составляет, мг/сут.: для взрослых — 800, лиц престарелого и старческого возраста — 1000, беременных женщин — 300 дополнительно к норме, кормящих — 400 дополнительно к норме, поскольку кормящая женщина теряет с молоком 150–300 мг кальция в день. Суточная потребность кальция для детей и подростков, мг: до 3 мес — 400, 4–6 мес. — 500, 7–12 мес. — 600, 1–3 года — 800, 4–6 лет — 900, 6 лет (школьники) — 1000, 7–10 лет — 1100, 11–13 и 14–17 лет — 1200.

Фосфор — неметалл, биологический спутник кальция. В организме человека содержится 600–900 г фосфора, из них 90 % в костях, где он входит в состав оксиапатита в виде аниона фосфорной кислоты. Наиболее богаты фосфором молоко и молочные продукты, где отмечается оптимальное соотношение кальция

ифосфора. Достаточное количество фосфора содержится в мясе, рыбе, зернобобовых. Отмечено, что из растительных продуктов фосфор всасывается хуже, чем из животных, — соответственно 40 и 70 %.

Значение фосфора и его роль в обменных процессах организма определяется соединениями, в состав которых он входит. Неорганический фосфор вместе с кальцием выполняет структурные функции. Наряду с оксиапатитом важно

44

отметить фосфолипиды — основные строительные блоки мембран клеток, субклеточных органелл и мембрановых структур. Фосфат является компонентом буферной системы крови, других биологических жидкостей, обеспечивает поддержание кислотно-щелочного равновесия. Исключительно важны многообразные метаболические функции фосфата и его органических соединений:

•фосфат входит в состав нуклеотидов и нуклеиновых кислот, принимая участие в процессах роста и деления клеток, кодирования, хранения и использования генетической информации;

•органические соединения фосфора являются центральным звеном энергетического обмена, учитывая этерификацию неорганического фосфата, связывание его в виде богатой энергией пирофосфатной связи АТФ. Кроме того, все превращения углеводов в ходе гликолиза, гликонеогенеза и пентозного цикла осуществляются в фосфорилированной форме;

•соединения фосфорной кислоты участвуют в ферментативных процессах, механизме ферментативного катализа, обеспечивая проявление биохимических функций ряда витаминов, регуляцию обменных процессов (через ЦАМФ), проведение нервного импульса и мышечное сокращение, целый ряд других функций.

Норма физиологической потребности фосфора составляет, мг/сут.: для взрослых — 1200, беременных и кормящих женщин — дополнительно к норме 450 и 600 соответственно, детей и подростков: до 3 мес. — 300, 4–6 мес. — 400, 7–12 мес. — 500, 1–3 года — 800, 4–6 лет — 1350, 6 лет (школьники) — 1500, 7–10 лет — 1650, 11–13 и 14–17 лет — 1800. Из представленных данных видно, что растущий молодой организм нуждается в дополнительном количестве фосфора, как и женщины в период лактации, у которых выделяется с молоком до 160 мг фосфора в день.

Недостаточность фосфора, обусловленная его нехваткой в пище, практически не встречается. Важным является предупреждение излишнего поступления фосфора и соблюдение оптимального его соотношения с кальцием (1 : 1). Избыточный фосфор представляет особую опасность для детей в первые месяцы жизни, которых вскармливают коровьим молоком, где содержание фосфора

в5–7 раз выше, чем в женском. Возникают нарушения обмена веществ и соответствующие заболевания, так как почки не справляются с фосфорной нагрузкой. При искусственном вскармливании неадаптированное коровье молоко не может заменить женское, а при изготовлении различных продуктов детского питания целесообразно приближать их состав к женскому молоку.

Магний. Относится к числу наиболее распространенных щелочноземельных металлов. Магний и его соединения широко используются в различных отраслях народного хозяйства. В организме взрослого человека содержится около 25 г магния — главным образом в костях, в виде фосфатов и бикарбоната. Физиологическая функция магния обусловлена его участием в качестве кофактора

вряде важнейших ферментативных процессов.

45

Суточная потребность в магнии составляет, мг: для взрослого человека — 400, беременных и кормящих женщин — 50 дополнительно к норме, для детей и подростков: до 3 мес. — 55, 4–6 мес. — 60, 7–12 мес. — 70, 1–3 года — 150, 4–6 лет — 200, 6 (школьники) и 7–10 лет — 250, 11–13 и 14–17 лет — 300.

Алиментарная недостаточность магния встречается редко. С обычным рационом, главным образом с продуктами растительного происхождения, в организм поступает 200–500 мг магния в день. При определенных заболеваниях или особенностях питания может развиться дефицит магния, что является одной из причин сердечно-сосудистой патологии. Недостаток магния у детей первых лет жизни приводит к развитию рахита, резистентного к витамину D.

Микроэлементы

Как и макроэлементы, делятся на незаменимые компоненты пищи (медь, цинк, марганец, кобальт, молибден, хром, никель, олово, ванадий, йод, фтор, селен), токсические микроэлементы (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк), нейтральные — не оказывающие выраженных физиологических или токсических воздействий на организм (бор, литий, алюминий, серебро, рубидий, барий). Такая классификация может изменяться и развиваться в зависимости от появления новых данных в этой области науки. Кроме того, как уже указывалось выше, избыточное потребление эссенциальных минеральных веществ оказывает на организм выраженное токсическое действие. В табл. 10 дан безопасный уровень потребления некоторых микроэлементов для отдельных групп населения.

Йод. В организме взрослого человека содержится 20–50 мг йода, третья часть которого сконцентрирована в щитовидной железе. Йод — единственный из известных микроэлементов, который участвует в образовании гормонов, в частности гормона щитовидной железы — тироксина. Являясь активным компонентом гормона, йод взаимодействует с другими железами внутренней секреции, оказывает выраженное влияние на обмен белков, жиров, углеводов, водно-соле- вое равновесие. Молекулярный механизм участия йода в обмене веществ связан с процессами биологического окисления и окислительного фосфорилирования.

46

Недостаточность йода в организме приводит к нарушению биосинтеза тироксина, угнетению функции щитовидной железы, что характеризуется развитием заболевания — эндемического зоба. Наиболее широкое распространение указанное заболевание имеет в тех местах, где содержание йода в питьевой воде и продуктах питания находится на низком уровне. Длительный дефицит йода является фактором риска для возникновения рака щитовидной и молочной желез.

Физиологическая потребность в йоде составляет, мг/сут.: у взрослого человека — 0,15, беременных и кормящих женщин соответственно — 0,03 и 0,05 дополнительно к норме, детей и подростков: до 6 мес. — 0,04; 7–12 мес. — 0,05; 1–3 года — 0,06; 4–6 лет — 0,07; 6 лет (школьники) — 0,08; 7–13 лет — 0,10; 14–17 лет — 0,13. Основные природные источники йода — морская рыба, водоросли, другие продукты моря. Содержание йода в сухой ламинарии составляет до 800 мг/100 г, сухой морской капусте — до 220 мг/100 г. К сожалению, названные продукты не являются продуктами ежедневного потребления и не могут служить надежным способом профилактики йодной недостаточности, поэтому важное значение имеет разработка пищевых продуктов массового потребления, обогащенных йодом. На кафедре биотехнологии, товароведения и управления качеством КемТИПП совместно с Институтом питания РАМН созданы новые молочные продукты с высоким содержанием йода. При проведении клинических испытаний они показали высокую эффективность в лечении больных эндемическим зобом, а также в профилактике этого заболевания.

Фтор. Типичный неметалл. Основное количество фтора находится в зубах (250–560 мг/кг) и костях (200–490 мг/кг). Отсюда определяется биологическая роль этого микроэлемента — участие в костеобразовании, процессе формирования дентина и зубной эмали. Положительный баланс фтора в организме имеет важное значение для предотвращения кариеса зубов и остеопороза.

Суточный рацион взрослого человека — 0,25–0,35 мг фтора. Основным источником является питьевая вода, содержание фтора в которой составляет обычно 1 мг на литр. Достаточно много фтора содержится в рыбе, орехах, печени, баранине, телятине, овсяной крупе, в сухом чае (до 100 мг/кг). Суточная потребность точно не установлена. Отмечена прямая корреляция между низким содержанием фтора в рационе (в частности в питьевой воде) и частотой возникновения кариеса зубов. Избыточное поступление фтора в организм вызывает флюороз — эндемическое заболевание, характеризующееся крапчатостью зубной эмали. В последнем случае проводят очистку питьевой воды от фтора с помощью специальных технологий.

Марганец. Организм взрослого человека содержит 12–20 мг этого элемента. Марганец необходим для функционирования ферментов, участвующих в формировании костной и соединительной тканей, регуляции гликонеогенеза. Активно влияет на биосинтез холестерина, метаболизм инсулина, другие виды обмена веществ. В большинстве случаев не является структурным компонентом ферментов, воздействуя на их каталитическую активность.

47

*С добавкой пищевой соли.

**Без добавки пищевой соли.

И с т о ч н и к: Скурихин И. М., Нечаев А. П. Все о пище с точки зрения химика. М.: Высш. шк., 1999.

Основной источник марганца в питании человека — злаковые, бобовые и орехи. Богаты марганцем кофе и чай — одна чашка чая содержит до 1,3 мг этого элемента. Усвояемость марганца составляет 37–63 % от его содержания в рационе. Рекомендуемый уровень потребления — 5 мг/сут., минимальная суточная потребность — 2–3 мг. Марганец наименее токсичный из необходимых организму металлов, однако для него также определены безопасные уровни потребления (см. табл. 10).

Хром. Характеризуется самым низким содержанием в организме — 6–12 мг. В пищевых продуктах находится в форме неорганических солей, а также комплексного соединения с органическими лигандами. Это соединение получило название фактора толерантности глюкозы (ФТГ), оно оказывает активное влияние на усвояемость глюкозы и уровень сахара в крови. В желудочно-кишечном тракте всасывается до 25 % ФТГ, тогда как усвояемость неорганических солей хрома составляет всего 0,5–0,7 % от общего их количества, поступающего с пищей.

Установлено, что введение хрома в рацион восстанавливает нормальную толерантность к глюкозе у детей с белково-калорийной недостаточностью, ана-

48

логично — у лиц среднего и пожилого возраста со сниженной толерантностью к углеводам, а также вызывает снижение уровня холестерина в крови.

Особенно высок риск развития дефицита хрома у беременных и кормящих женщин, поскольку развивающийся плод усиленно аккумулирует хром, значительное его количество экскретируется с молоком при лактации. Другой причиной, приводящей к недостаточности хрома, может быть потребление большого количества легкоусвояемых углеводов, введение (при сахарном диабете) инсулина, что вызывает усиленную экскрецию хрома с мочой и его «вымывание» из организма.

Предполагаемая потребность в хроме для взрослого человека составляет около 200 мкг в сутки. Наибольшее количество биологически активного хрома содержится в пекарских дрожжах, печени, пшеничной муке грубого помола. Высок уровень этого микроэлемента в мясе, птице, зернобобовых культурах, перловой крупе. Установлен безопасный уровень потребления хрома для отдельных групп населения (см. табл. 10).

Характеристика ряда других минеральных веществ будет рассмотрена в разделе 3.4. Примерное содержание минеральных веществ в основных продуктах питания дано в табл. 11.

1.5. ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

Современный человек потребляет в сутки около 800 г пищи и около 2000 г воды. Суточный рацион населения нашей планеты (5 млрд человек) составляет более 4 млн тонн пищи. Бóльшая часть человечества испытывала и продолжает испытывать дефицит некоторых продуктов питания. Особенно остро стоит проблема недостаточного потребления продуктов, содержащих белки и витамины.

Известно, что пища человека должна содержать более 600 веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма. Каждое из этих веществ занимает определенное место в сложном механизме биохимических процессов. 96 % получаемых с пищей органических и неорганических соединений обладают теми или иными лечебными свойствами, поэтому от того, в каком количестве и в каких соотношениях содержатся эти вещества в рационе, зависит состояние здоровья человека.

При организации здорового питания рацион должен быть подобран так, чтобы отвечать индивидуальным особенностям организма человека с учетом характера его труда, половых и возрастных особенностей, климатогеографических условий проживания.

С понятием рационального питания неразрывно связано определение физиологических норм питания. Они являются средними ориентировочными величинами, отражающими оптимальные потребности отдельных групп населения в основных пищевых веществах и энергии.

49

Рациональное питание включает соблюдение трех основных принципов:

1. Обеспечение баланса энергии, поступающей с пищей и расходуемой человеком в процессе жизнедеятельности. Вся необходимая организму энергия поступает исключительно с пищей. Из курса биохимии известно, что белки, жиры и углеводы расщепляются в организме до своих мономеров, последние используются для синтеза жизненно необходимых соединений или дают, в конечном счете, энергию в форме АТФ, углекислый газ и воду.

Установлено, что в результате такого обмена 1 г белка пищи выделяет 4 ккал, жира — 9 ккал, углеводов — 4 ккал. Зная, сколько содержится в рационе белков, жиров и углеводов, можно легко рассчитать его энергетическую ценность. Организм человека расходует полученную с пищей энергию по трем направлениям:

Основной обмен — минимальное количество энергии, необходимое человеку для обеспечения процессов жизнедеятельности в состоянии полного покоя. Основной обмен рассчитывают на 1 кг массы тела с учетом того, что в 1 час расходуется 1 ккал. Основной обмен принято рассчитывать на «стандартных» мужчину (возраст — 30 лет, масса — 65 кг) и женщину (возраст — 30 лет, масса — 55 кг).

У«стандартного» мужчины он составляет в среднем 1600 ккал в сутки, у женщины — 1400 ккал. Основной обмен существенно зависит от возраста, индивидуальных особенностей организма, условий проживания и трудовой деятельности.

Улюдей, постоянно испытывающих физические нагрузки, основной обмен выше на 30 %. В организме детей основной обмен в 1,3–1,5 раза выше, чем у взрослых.

Расход энергии на процессы утилизации пищи. Из курса биохимии известно, что на распад пищевых веществ в организме затрачивается определенное количество энергии в виде АТФ. Переваривание белков увеличивает основной обмен на 30–40 %, жиров — на 4–14 %, углеводов — на 4–7 %.

Расход энергии на мышечную деятельность. При различных видах физической деятельности расход энергии различен: у людей, не имеющих физической нагрузки, он составляет 90–100 ккал/ч, при занятии физкультурой — 500–600 ккал/ч, тяжелым физическим трудом и спортом — еще выше. Если обобщить эти данные, то среднесуточный расход энергии для работников умственного труда составит:

умужчин — 2550–2800 ккал, у женщин — 2200–2400 ккал, у работников, занятых тяжелым физическим трудом (шахтеры, металлурги, грузчики), — 3900– 4300 ккал. Следует подчеркнуть, что энергетическая ценность суточного рациона отдельных групп населения должна обеспечивать компенсацию их энергетических расходов. При этом на здоровье влияет как недостаток пищевых калорий, так и их избыток. Последнее имеет особое значение при анализе проблемы лишнего веса. Показано, что если суточная калорийность пищи превышает энергозатраты на 300 ккал (это 100-граммовая сдобная булочка), то накопление резервного жира может увеличиваться в день на 15–30 г и составлять в год 5,0–10,0 кг.

Для организма небезразлично, с какими продуктами питания будет поступать энергия, поскольку пища является источником не только энергии, но и отдельных

50