Питание и здоровье. Белки. Жиры. Углеводы. Витамины. Минеральные вещества. Вода
№7 Питание и здоровье. Белки. Жиры. Углеводы. Витамины. Минеральные вещества. Вода.
ПИТАНИЕ И ЗДОРОВЬЕ
В определении жизни как формы обмена веществ с окружающей средой, в ходе которого организм как открытая система получает извне вещества, служащие строительным материалом, обеспечивающим его рост и развитие, а также образование дочерних организмов в процессе размножения, и снабжающие его энергией, внимание следует обратить на «обмен веществ», так как последний возможен только при поступлении в организм извне веществ, которые затем включаются в сами процессы обмена. Помимо дыхания основным каналом их поступления является питание и пищеварение. Поэтому нет ничего удивительного в изречении Гиппократа о том, что «если отец болезни не всегда известен, то всегда мать ее — пища» (безусловно, под последней великий врачеватель имел в виду неправильное питание). В настоящее время проблема питания приобрела особую остроту не только (и даже не столько) из-за социально-экономических неурядиц в стране, но, прежде всего, из-за самой культуры питания, которая в полной мере соответствовала бы валеологическим предпосылкам. С другой стороны, ни одна другая сторона жизнедеятельности человека не связана с таким количеством псевдонаучных представлений, как питание, потому что стройной научной системы о питании до сих пор нет. Есть лишь наука о питании больного человека, (диетология), хотя заметные шаги к созданию научно обоснованной теории рационального питания уже сделаны.
Питание есть процесс как непосредственного принятия пищи, то есть питательных веществ в организм, так и усвоение их для выработки энергии, образования тканей и поддержания их жизнедеятельности. Пища обеспечивает наш организм питательными веществами, которые требуются ему для выработки энергии, образования тканей и поддержания жизнедеятельности. Пища состоит из молекул белков, жиров, углеводов витаминов, минеральных солей и воды.
Энергетическая ценность пищи измеряется в калориях. При распаде в процессе пищеварения один грамм белков выделяет 4,1 ккал, один грамм жиров - 9,3 ккал и один грамм углеводов - 3,7 ккал. Суточная потребность детей 4-6 лет составляет 2000 ккал в сутки, 7-10 лет - 2300 ккал, молодых людей 20-25 лет, занимающихся умственным трудом или средним физическим трудом -2800 ккал.
В процессе пищеварения белки, жиры и углеводы расщепляются на свои составные единицы - мономеры, которые всасываются в кровь и лимфу, а оттуда расходуются на различные нужды организма.
Белки в организме выполняют многообразные функции, к основным из которых следует отнести:
— пластическую, так как они являются основным строительным материалом клеток, тканей, межтканевого вещества и клеточных мембран;
— каталитическую, связанную с тем, что белки являются основным компонентом практически всех ферментов - внутриклеточных и пищеварительных;
Рекомендуемые материалы
— гормональную — значительная часть гормонов по своей природе является белками: инсулин, гормоны гипофиза и др.;
— иммунную, обусловливающую индивидуальную специфичность каждой особи;
- транспортную, так как белки участвуют в переносе кровью газов (О2 и CO2), углеводов, жиров, некоторых витаминов и пр. Кроме того, они обеспечивают перенос минеральных солей через клеточные мембраны и внутриклеточные структуры.
Белки пищевых продуктов включают 20 аминокислот, из которых 8 незаменимые, то есть в организме человека они не синтезируются (в отличие от 12 остальных аминокислот). Правда, в полном смысле слова незаменимых аминокислот не бывает. Еще в исследованиях И.М. Сеченова было показано, что в артериальной крови человека содержание азота выше, чем в венозной, что дало ему основание утверждать, что организм может усваивать азот воздуха. Существует предположение, что при определенных условиях микрофлора толстого кишечника может синтезировать незаменимые аминокислоты. Несколько позднее было доказано существование двух путей преобразования газообразного азота в белки тела человека: первый — с помощью бактерий в верхних дыхательных путях и в толстом кишечнике и второй - через усвоение азота воздуха как живым веществом, так и клетками живого организма, в частности, ферментными элементами крови и гемоглобином, который по своей структуре очень напоминает хлорофилл.
Оптимальное соотношение заменимых и незаменимых кислот для данного человека зависит от его образа жизни (в частности, от уровня его двигательной активности) и от возраста. Так, для детей дошкольного возраста доля незаменимых кислот в связи с преобладанием у них процессов анаболизма должна достигать 40%, а у людей старших возрастов, у которых все большее значение приобретают процессы катаболизма, — 30%.
Белков, которые бы содержали заменимые и незаменимые кислоты в оптимальном соотношении, так называемых идеальных белков, в природе не бывает (исключение составляют белки женского молока, но лишь для грудных детей). Белки животного происхождения считаются полноценными, так как соотношение обеих групп аминокислот в них такое же, а порой и больше (в сторону незаменимых), чем в идеальном белке. Подавляющая же часть растительных белков является неполноценными, так как в них незаменимых кислот гораздо меньше, чем в идеальном белке. Тем не менее, в рационе питания их наличие обязательно.
В повседневной жизни человек чаще всего использует в питании смеси пищевых белков, как животного, так и растительного происхождения. Биологическая ценность такого смешанного белкового питания составляет около 70% от ценности идеального белка. Если исходить из средних нормативов потребления белка для взрослого человека (1 — 1,5 г/кг массы тела), то становится понятным, что чем более неполноценными являются потребляемые белки, тем больший объем их следует потреблять. Однако при этом следует знать, что степень усвоения белков организмом зависит не только от их полноценности, но и от общего состава пищи и от наличия в ней витамина С — на каждый грамм поступающего белка требуется около 1 мг витамина; если же это требование не соблюдается, то оставшаяся в силу дефицита витамина часть белка гниет в толстом кишечнике, что ведет к нарушениям пищеварения и обмена веществ.
Набор аминокислот животных белков ближе к потребностям организма человека, чем растительных. Видимо, на определенном этапе эволюции именно потребление животных белков сыграло определенную роль в том, что человек стал человеком. Однако в то время он потреблял сырое мясо добытых животных. С тех пор ситуация заметно изменилась, и употреблять животную сырую пищу человек перестал давно (а сейчас это и небезопасно из-за возможности попадания в животный организм возбудителей заболеваний). При тепловой же обработке пищи уже при 46—48° С происходит сворачивание (коагуляция) белков, когда связи между ними и другими пищевыми веществами (углеводами, минеральными веществами, витаминами и пр.) разрываются. Потерявший свою структуру белок переваривается гораздо хуже, чем не подвергшийся тепловой обработке. Кроме того, при 54°С исчезает практически полностью активность ферментов, содержащихся в самих белках, — в этом случае эффективность переваривания этих белков в пищеварительном тракте многократно снижается за счет исключения в нем аутолиза. На состоянии животных белков, употребляемых в пищу современным человеком, сказывается целый ряд неблагоприятных факторов. В частности, представляет опасность употребление мяса не только инфицированных, но и переутомленных, истощенных или ослабленных животных. При хранении мяса под действием собственных ферментов в нем происходят аутолитические процессы, ведущие к накоплению вредных, шлаковых веществ, по своему действию напоминающих стрихнин. Кроме того, здесь же появляются мочевина, мочевая кислота, соли фосфорной и серной кислот, которые сами по себе заметно сказываются на обмене веществ. При забое животного в результате возникающего у него стресса в кровь выбрасывается много гормонов, которые наполняют каждую клеточку активной ткани и прежде всего мышц, отличающихся в процессе стресса особенно высокой активностью. Отмечено, что большинство злоупотребляющих мясной пищей людей вспыльчивы и агрессивны, более подвержены раковым и сердечно-сосудистым заболеваниям, менее выносливы к физическим и нервным нагрузкам, чем предпочитающие растительные пищу. Избыточное потребление мяса сопровождается закислением организма, а это, в свою очередь, ведет к снижению активности азотфиксирующих бактерий в дыхательных путях со снижением интенсивности синтеза аминокислот. Исходя из сказанного, можно предположить, что существующие нормы потребления белков для человека, особенно животного происхождения, явно завышены.
Следует учитывать и то, что для выведения из организма продуктов распада животных белков требуется 42 г воды на I г белка, в то время как конечным продуктом распада углеводов и жиров являются углекислый газ и вода; следовательно, из-за избыточного потребления воды заметно возрастает нагрузка на почки и сердце.
Белки состоят из четырех элементов - углерода, водорода, кислорода и азота, которые, соединяясь между собой, образуют мономеры белков - аминокислоты.
Белки выполняют в организме роль ферментов, катализаторов физиологических процессов, осуществляют транспортировку различных веществ (белки эритроцитов участвуют в переносе кислорода в ткани и углекислого газа из них), поддерживают осмотическое давление крови, осуществляют защитные функции организма (свертывание крови, иммунитет), выполняют гормональную функцию, поскольку большинство гормонов организма имеют белковую природу. Важнейшая функция белков - пластическая (они участвуют в построении клеток и тканей).
Полноценные белки присутствуют в пище животного происхождения -говядине, телятине, баранине, свинине, мясе домашней птицы, рыбе, молоке, яйцах и сыре. Растительная пища бедна полноценными белками. Особенно опасно белковое голодание для растущего детского организма.
В России потребность взрослого человека в белке считается равной 1,2 г/кг массы тела. Избыток белков приводит к перенапряжению пищеварительного тракта, образованию в нем продуктов гниения и неполного расщепления белков, вызывающих интоксикацию организма и смещение кислотно-щелочного равновесия (КЩР) крови в кислую сторону, все это увеличивает нагрузку на почки, что может привести к их функциональному истощению.
Жиры (липиды) - источник энергии и жирорастворимых витаминов. Жиры необходимы для организма и поддержания здоровья, исключать их из рациона питания нельзя.
Жиры - более богатый источник энергии, чем углеводы. В одном грамме жиров содержится в 2 раза больше калории, чем в одном грамме углеводов. Жиры - главное вещество, с помощью которого организм запасает энергию в жировых клетках. Если этот процесс идет очень интенсивно, то человек становится тучным. Однако запасы жира защищают организм от холода, и из них образуются жирорастворимые витамины - A, D, Е, К. Благодаря тому, что продвижение жиров по желудку совершается медленно, человек, съевший что-то жирное, долго не испытывает голода. В жирах содержится холестерин, участвующий в образовании клеточных мембран, оболочек нервных клеток, половых гормонов и желчи. Холестерин может вырабатываться в организме, а также поступать в него с пищей животного происхождения (мясо, рыба, молоко, яйца). Для организма вреден как недостаток, так и избыток уровня холестерина в крови. Однако холестерин накапливается в организме при переедании, неподвижном образе жизни и курении, что делает его главнейшим фактором риска ишемической болезни сердца.
Самый надежный способ понизить общее содержание холестерина - соблюдать диету и увеличить физические нагрузки. Рекомендуется уменьшить общее потребление животных жиров и контролировать собственный вес.
Жиры состоят из атомов углерода, водорода и кислорода. В процессе пищеварения жиры расщепляются на мономеры - глицерин и жирные кислоты. Суточная потребность взрослого здорового человека в жирах равна 1-1,5 г/кг массы тела, из них 1/3 должна быть представлена жирами растительного происхождения. Рафинирование растительных масел снижает их пищевую ценность. При рафинировании растительные масла лишаются некоторых незаменимых жирных кислот, что снижает их пищевую ценность. Линолевая, линоленовая и арахидоновая жирные кислоты относятся к незаменимым факторам питания.
Углеводы - питательные вещества, источник энергии. Их молекулы состоят из атомов углерода, водорода и кислорода. Углеводы подразделяются на простые (моносахариды), дисахариды и сложные (полисахариды). В процессе пищеварения сложные углеводы расщепляются на простые. Основным мономером и простых и сложных углеводов является глюкоза.
Моносахариды (глюкоза, фруктоза и галактоза) и дисахариды (лактоза мальтоза и сахароза) обладают сладким вкусом.
Сложные углеводы состоят из трех и более мономеров и образуют длинны; молекулярные цепи. Полисахариды сладким вкусом не обладают. К ним относятся крахмал, гликоген, целлюлоза и пектин.
Концентрация глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне - около 0,1%. Избыток глюкозы откладывается в виде гликогена в печени и жира в подкожной клетчатке. Если углеводы с пищей не поступают, то уже через 12-18 часов резко усиливаются процессы окисления жиров и человек начинает худеть.
Целлюлозы и пектина много во фруктах, овощах и в наружных покровах семян злаков. Оба этих вещества входят в состав пищевых волокон, которые участвуют в продвижении пищи по пищеварительному тракту, способствуя утилизации кишечных шлаков. Тем самым они снижают вероятность запоров, рака толстого кишечника и других заболеваний.
В качестве профилактики онкологических заболеваний толстого кишечника рекомендуется ежедневно потреблять от 20 до 30 г растительных волокон, включая в рацион питания большего количества хлеба грубого помола, каш, фруктов, овощей, сухих бобов и гороха.
Оптимальным считается потребление углеводов 6-8 г/кг массы тела, т.е. 50-60% суточной энергетической ценности рациона. Пищевыми источниками углеводов являются мука, крупы, хлеб, макаронные и хлебобулочные изделия, фрукты, овощи, сахар, мед, конфеты, варенье, творожные сырки, мороженое, компоты, кисели, фруктовые соки и воды.
Преимущественное потребление легкоусвояемых углеводов приводит к ожирению и может спровоцировать сахарный диабет. В углеводном рационе человека сахар должен составлять лишь 10-20% от общего числа потребляемых углеводов. Рафинированный сахар является носителем "пустых" калорий. В пищу рекомендуется употреблять желтый неочищенный сахар, содержащий помимо чистого углевода более 100 различных микроэлементов.
Витамины - низкомолекулярные органические соединения, с высокой биологической активностью, которые или совсем не синтезируются в организме или синтезируются в недостаточном количестве. Витамины после превращений в организме входят в состав ферментов, которые являются катализаторами биохимических процессов в организме. Если витаминов в пище мало или они вообще отсутствуют, развиваются болезни, приводящие к летальному исходу.
Активность витаминов во многом зависит от их взаимосвязи с белковыми компонентами непосредственно в природных источниках питания. Вот почему прием искусственно синтезированных витаминов допускается лишь при невозможности удовлетворить потребность в соответствующих витаминах натуральными продуктами. В частности, в последнем случае передозировка приема витаминов практически исключена, так как бактерии толстого кишечника избыток их разрушают и выводят из организма, однако они не могут это сделать с искусственно синтезированными препаратами.
При продолжительном хранении продуктов происходит потеря ими витаминов. Так, картофель за 2 месяца хранения теряет половину витамина С, рассеянный солнечный свет в течении 5—6 минут уничтожает до 64% витаминов молока, уже в первые минуты варки пищи большинство витаминов практически полностью разрушаются. При биохимическом способе квашения овощей — без большого количества поваренной соли — достигается частичное сохранение витамина С даже в течение нескольких месяцев.
Потребность в различных витаминах зависит не только от индивидуальных особенностей человека, но и от его образа жизни.
Витамины подразделяются на водорастворимые и жирорастворимые.
Водорастворимые витамины (витамины группы В, витамин С, фолиевая кислота, биотин и пантотеновая кислота) содержатся во многих пищевых продуктах. Организм не способен запасать водорастворимые витамины, поэтому потреблять их нужно каждый день. Всякий избыток витаминов организм выводит с мочой. На водорастворимые витамины пагубно действует тепло, поэтому при термической обработке они часто разрушаются. Если свежие фрукты и овощи слишком долго варить или замачивать, они могут потерять много
водорастворимых витаминов.
Жирорастворимые витамины (витамины A, D, Е, К) поступают в организм с жирами. Избыток этих витаминов (в особенности А и D) могут запасать жировые клетки.
Минеральные вещества - неорганические соединения, на долю которых приходится около 5% массы тела. Минеральные вещества в первую очередь служат структурными компонентами зубов, мышц, клеток крови и костей. Они необходимы для мышечного сокращения, свертывания крови, синтеза белков и проницаемости клеточной мембраны. Организм не способен вырабатывать минеральные вещества самостоятельно, поэтому он вынужден получать их с пищей. Многие минеральные вещества растворимы в воде и поэтому легко выводятся из организма с мочой.
Минеральные вещества подразделяются на два класса: макроэлементы (кальций, фосфор, калий, сера, натрий, хлор, магний), требующиеся организму в большем количестве; микроэлементы (железо, марганец, медь, йод, кобальт, цинк и фтор), требующиеся организму в микродозах.
Натрий является главным фактором поддержания водно-солевого баланса в жидкостях организма (включая кровь), участвует в проведении нервных импульсов. Мы потребляем натрий главным образом в виде поваренной соли (хлорид натрия). Человеку достаточно потреблять 0,5-1,5 чайной ложки поваренной соли в сутки. Избыток соли приводит к повышению кровяного давления, связанному с ишемической болезнью сердца, сердечной недостаточностью и болезнями почек.
Кальций и сопутствующий ему фосфор требуется получать в любом возрасте. Особенно остро нуждаются в этих элементах дети и беременные женщины. Уровень кальция в организме можно увеличить за счет введения в рацион молочных продуктов, бобов и гороха, рыбы, зелени, фиников, изюма и зерновых.
Вода - один из наиболее важных компонентов организма, составляющий около 2/3 его массы. Вода служит растворителем для питательных веществ и шлаков, она участвует в регуляции температуры тела и поддержании кислотно-щелочного равновесия; кроме того, вода участвует во всех протекающих в организме химических реакциях.
Без пищи человек может обходиться две недели или дольше, без воды - всего 5-7 дней. Когда количество воды в организме уменьшается на 1% от веса тела, человек начинает испытывать жажду. Если потери воды достигают 10%, может возникнуть почечная недостаточность. Если организм человека теряет 20% содержащейся в нем воды, наступает смерть от обезвоживания.
Ежедневно организм теряет в зависимости от климатических условий 2-3 л воды с дыханием, потом, мочой и калом. Для возмещения этих потерь взрослые люди должны ежедневно выпивать около 6-8 стаканов воды. Остальное ее количество поступает в организм с различными напитками и пищей. Водой богаты многие пищевые продукты, в особенности фрукты и овощи. В среднем водный баланс составляет 2,5 л.
Пищевая ценность рациона питания определяется тем, насколько адекватно представлены в нем Питательные вещества. Все пищевые продукты разделены на несколько основных групп: хлеб и хлебобулочные изделия; молоко и молочные продукты; мясо и мясные продукты, фрукты и овощи; жиры; пряные вещества.
Рекомендации по рациональному питанию: питаться разнообразно, поддерживать идеальный вес, избегать жирной пищи, животных жиров и холестерина, потреблять продукты с 'адекватным содержанием крахмала и пищевых волокон, не увлекаться сладким.
Вегетарианские диеты целиком или по преимуществу состоят из растительных продуктов и ограничивают потребление животного белка Вегетарианские диеты обладают целым рядом преимуществ, одно из которых связано со снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний. Вегетарианцы отличаются более низким уровнем холестерина в крови, у них реже отмечают избыточный вес и повышенное кровяное давление. К недостаткам вегетарианской диеты следует отнести нехватку в ней белков. Если большинство животных белка являются полноценными, то среди белков растительного происхождения полноценных вообще нет. Поскольку ни один растительный продукт не содержи достаточного количества витамина В 12, от его дефицита могут страдать строгие вегетарианцы; угрожает им и нехватка витамина D. Вот почему строгих вегетарианцам следует позаботиться о ежедневном приеме поливитаминов, также об обогащении пищи кальцием.
Не менее важное значение для поддержания гомеостаза имеет нормальное соотношение ионов калия и натрия в пище. Как уже отмечалось, для организма это соотношение выглядит как 20:1. При изменении соотношения в сторону натрия клеточное дыхание затрудняется, защитные силы организма ослабляются, а процессы анаболизма замедляются. Наоборот, при смещении концентрации к преобладанию калия жизненные процессы протекают в более рациональном режиме и здоровье улучшается. В процессе эволюции животные использовали в пищу лишь продукты с естественно сложившимся соотношением K+/Na+. Еще в относительно недавнем прошлом — лет 200 назад — поваренная соль для человека представляла собой лишь пряность, которая прибавляла пище вкусовую привлекательность. В настоящее время, как ни странно, добавление поваренной соли в пищу уже рассматривается как обязательная потребность.
Избыток натрия в организме опасен тем, что его соли ведут к задержке воды в организме (отсюда хорошо известный факт жажды после употребления соленой пищи). При этом происходит не только отечность тканей, но и повышение осмотического давления плазмы крови. В этом случае через стенку сосуда в кровь переходит вода из межтканевой жидкости, что ведет к переполнению сосудистого русла и повышению артериального давления. Вот почему рекомендуется резко уменьшить потребление соли людям с заболеваниями сердца, почек, с избыточным весом и т.д. Однако, учитывая тот факт, что обусловленной эволюцией потребности в подсаливании пищи вообще у человека нет, прежде всего, не следует приучать к соли ребенка (тем более что от рождения у него такой потребности вообще нет).
Обратите внимание на лекцию "7.2 Общественная и политическая системы Византии".
Для поддержания нормальной жизнедеятельности организм нуждается не только в макроэлементах, описанных выше, но и в обширной группе химических веществ, концентрация которых в организме чрезвычайно низка. Вместе с тем уже доказано физиологическое значение 76 подобных микроэлементов. Наибольшее значение среди них имеют: цинк — для поджелудочной и половых желез, йод — для щитовидной железы, медь — для печени, никель - - для поджелудочной железы, литий — для легких, стронций — для костей, хром и марганец — для гипофиза и т.д.
Главными источниками микроэлементов для человека являются органические соединения, синтезируемые растениями. Каждое растение накапливает в среднем 21—23 микроэлемента, но для удовлетворения полной потребности в этих веществах набор продуктов должен включать до 60 растений (в рационе горцев-долгожителей их набор достигает 100 и более). Наиболее простым и доступным путем удовлетворения потребности в микроэлементах является питание по сезону. Так, весной это могут быть ранние зелень и овощи (одуванчик, редис, лук-перо и пр.), в начале лета — клубника, черешня, огурцы и целебные травы; во второй половине лета — помидоры, бахчевые, травы и т.д.; зимой — корнеплоды, сухофрукты, мед, проросшее зерно...
Всего лишь в 50-граммовом кусочке ржаного хлеба соли достаточно для обеспечения протекающих и организме физико-химических, биоэлектрических и физиологических процессов.
Термическая обработка пищи разрывает химические связи между минеральными и другими пищевыми веществами. В результате неорганические вещества переходят в трудно усваиваемую форму и откладываются в различных тканях, нарушая их нормальную работу; например, кальций — на стенках кровеносных сосудов и в соединительной ткани, железо не усваивается из вареных продуктов, и развивается анемия; йод не используется щитовидной железой с развитием зоба даже в местностях, где его достаточно. Минеральные вещества, переведенные в неорганическое состояние, являются центрами образования камней в почках, мочеточниках, печени, желчном пузыре и желчевыводящих путях.
Фитонциды представляют собой отдельную и важную группу пищевых веществ. К ним относят вещества, уничтожающие или снижающие развитие и активность возбудителей заболеваний - вирусов, бактерий и низших грибков. Пищеварительные соки не снижают их специфических свойств, поэтому фитонциды оказывают свой благоприятный эффект на весь желудочно-кишечный тракт. Фитонциды содержатся в большом количестве в следующих сырых растительных продуктах: цитрусовые, клюква, калина, клубника, яблоки (антоновка), лук, чеснок, морковь, хрен, красный перец, помидоры и т.д.
