Нутрициология (от греч. Nutritio – питание) или наука о питании – это наука о пище, пищевых веществах и других компонентах, содержащихся в продуктах питания, их действии и взаимодействии, роли в поддержании здоровья или возникновении заболеваний, о процессах их потребления, усвоения, переноса, утилизации (расходования) и выведения из организма.
Пища или пищевые продукты – это все объекты окружающей природы и продукты их переработки, которые используются человеком для питания. Пища для человека является источником энергии, пластического материала, поставщиком материала для синтеза специфических соединений. В пище различают:
· макронутриенты (белки, жиры, углеводы);
· микронутриенты (витамины и минеральные вещества);
· воду (растворитель);
· пищевые волокна.
Среди пищевых веществ есть такие, которые не образуются в организме человека. Они называются незаменимыми или эссенциальными.
Вещества, которые могут образовываться в организме, называются заменимыми: они легко восполняются при достаточном количестве незаменимых пищевых веществ.
В организме имеется некоторый запас всех нутриентов. Следует отметить, что запасы разных пищевых веществ и длительность их функционирования сильно различаются (табл. 2). Дольше всех (почти 7 лет) «живет» в костях кальций, тогда как запас некоторых аминокислот исчезает в течение нескольких часов голода. Запаса воды хватает только на 4 дня, поэтому человек без воды не может прожить больше 5-7 дней.
Рациональное питание – это своевременное и правильно организованное обеспечение организма оптимальным количеством пищи, включающей энергию и пищевые вещества в необходимых количествах и в правильном соотношении.
Жиры или липиды – это органические вещества, не растворимые в воде и растворимые в неполярных органических растворителях (хлороформ, эфир, этанол).
Биологическая роль жиров:
· Липиды являются источником энергии · Жир входит в состав мембран клеток и клеточных структур организма человека и животных.
· Защитно-механическая - формирует защитные оболочки вокруг жизненно важных органов.
· Эмульгирующая роль – желчные кислоты, входящие в состав желчи, способствуют усвоению жиров.
· Вместе с жирами в организм попадают жирорастворимые витамины А, Е, D, К, фосфолипиды, стерины.
· Липиды способствуют усвоению некоторых минеральных веществ, таких как кальций и магний, которые не могут всосаться в пищеварительном тракте, пока не произойдет реакция «омыления» кальция и магния с жирными кислотами жиров.
· Гормональная функция – липиды, в частности холестерин, является источником синтеза стероидных гормонов (гормонов коры надпочечников, половых гормонов).
· Являются источником воды в организме.
· Жир входит в состав секрета, выделяемого сальными железами, предохраняя кожу от высыхания.
· Теплоизолирующая функция – подкожный жировой слой предохраняет организм как от охлаждения, так и от перегревания.
· Эстетическая роль – именно жиры обеспечивают красоту человеческого тела.
Кроме того, жиры улучшают вкус пищи и вызывают чувство сытости. Они могут синтезироваться из углеводов и белков, но в полной мере ими не заменяются.
Холестерин входит в состав животных жиров. Он является важнейшим веществом организма: входит в состав клеточных мембран, регулируя их проницаемость; является источником синтеза витамина D, желчных кислот и гормонов половых желез и коры надпочечников.
Фосфатидилхолин (лецитин) играет важную биологическую роль, входя в состав липидного слоя мембран митохондрий и регулируя их проницаемость. Холин, являющийся компонентом молекулы лецитинов, оказывает липотропное действие, то есть уменьшает накопление жиров в печени, способствуя их транспорту в кровь. Он обладает противосклеротическими свойствами и служит структурным элементом медиатора нервной системы ацетилхолина.
При более низком содержании жира в рационе, особенно у людей с нетренированным обменом веществ, появляется сухость и гнойничковые заболевания кожи, затем начинается выпадение волос, нарушения пищеварения. Одновременно понижается сопротивляемость инфекциям, нарушается обмен витаминов А, Е, С и других.
Количество жиров увеличивают до 105-120 г в сутки за счет молочных и растительных при туберкулезе, истощении после тяжелых заболеваний.
При избыточном потреблении жиров происходит их накопление в крови, печени и других тканях и органах. Кровь становится мутной, вязкой, свертываемость ее повышается, что предрасполагает к закупорке кровеносных сосудов, особенно при наличии атеросклероза. Избыток жира приводит к перенапряжению функции печени (увеличение секреции желчи, способствующее желчнокаменной болезни), поджелудочной железы и кишечника.
Углеводы. В состав пищевых продуктов входят три группы углеводов: моносахариды (глюкоза, фруктоза, рибоза), дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза) и полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества). Моно- и дисахариды, а также крахмал выполняют в организме в основном энергетическую функцию, давая до 60% легко утилизируемой организмом энергии. Углеводы имеют и определенное пластическое значение, входя в состав гормонов, ферментов и секретов слизистых желез.
Все углеводы делятся на усвояемые организмом человека и неусвояемые – пищевые волокна (целлюлоза, пектиновые вещества). Из углеводов первой группы легче всего усваиваются фруктоза и глюкоза, затем сахароза, мальтоза и лактоза после их гидролиза ферментами пищеварительного тракта до соответствующих моносахаридов. Медленнее всего усваивается крахмал, так как предварительно должен пройти его гидролиз до глюкозы.
Глюкоза – единственный источник энергии для нервной ткани.
Фруктоза обладает наибольшей сладостью из всех известных сахаров (173 условных единицы). Поступая в организм, большая ее часть быстро усваивается тканями без инсулина, другая, меньшая, превращается в глюкозу.
Сахароза состоит из молекул глюкозы и фруктозы и является чистым растительным продуктом. Известно, что при высоком содержании сахарозы в пище повышается уровень холестерина в крови и усиливается его отложение в артериях.
Лактоза (молочный сахар) содержится только в молоке и молочных продуктах. Имеет большое значение для поддержания нормальной микрофлоры кишечника.
Крахмал – основной полисахарид, используемый в питании. Ввиду того, что процесс гидролиза крахмала в кишечнике происходит постепенно, прием его с пищей не вызывает такого резкого подъема сахара в крови, как глюкоза, и чрезмерного напряжения инсулярного аппарата поджелудочной железы. Поэтому в питании больных диабетом предпочтение отдается крахмалсодержащим продуктам перед продуктами, содержащими глюкозу.
Пищевые волокна в основном не перевариваются в желудочно-кишечном тракте человека и не являются источниками энергии. Однако их значение в питании весьма существенно, поскольку они стимулируют перистальтику кишечника, оказывают положительное влияние на его
микрофлору, формируют каловые массы, адсорбируют токсические вещества и холестерин (пектины), способствуют ускоренному выведению чужеродных химических веществ.
При недостатке углеводов в рационе в качестве источника энергии начинают использоваться белки и жиры, что приводит к накоплению недоокисленных продуктов. Уменьшение содержания сахара в крови вызывает расстройство деятельности центральной нервной системы, снижение работоспособности, слабость, головокружение. Значительное снижение углеводов ведет к резким нарушениям метаболических процессов и усиленному расщеплению тканевых белков, используемых в качестве источника энергетического материала.
Избыточное потребление углеводов может способствовать развитию ожирения. Гипергликемия (повышение содержания сахара в крови) и холестеринемия (увеличение уровня холестерина в крови) ведут к возникновению сахарного диабета, развитию атеросклероза и связанных с ним заболеваний сердечно-сосудистой системы. Возрастает частота кариеса, усиливается аллергический настрой организма.
Белки – природные органические соединения, состоящие из аминокислот. Белки относятся к жизненно необходимым веществам, без которых невозможны жизнь и развитие организма. Белки не образуются из других пищевых веществ (жиров и углеводов) и не запасаются в виде резервов (что характерно для жиров). В связи с этим единственным источником пополнения фонда аминокислот и обеспечения равновесия процессов синтеза и распада белка в организме служат пищевые белки. Организму необходимы 20 аминокислот, из них 8 являются незаменимыми,
поскольку они не синтезируются в организме.
Источники белка – мясо – говядина, телятина – 18-24%, свинина – 12-14%, баранина – 15-16%; куры – 20%; рыба – 16-22%; яйца – 12%; творог – 14-18%; сыр – 23-28%; хлеб – 6,5-7,5%; макароны – 10%; бобовые (горох, фасоль) – 21%; орехи грецкие, фундук – 16%.
Потребность в белке зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности и составляет 80-120 г в сутки в зависимости от интенсивности труда.
Недостаточное поступление белка с пищей, а также длительное употребление белков с низкой биологической ценностью приводят к белковой недостаточности организма – болезненному процессу, вызванному нарушением равновесия между образованием и распадом белка у взрослых и недостаточным накоплением его у растущего организма.
Легкие и среднетяжелые степени белковой недостаточности возможны у строгих вегетарианцев, употребляющих только растительную пищу ограниченного ассортимента; при нерациональном питании детей и подростков; при неудовлетворении повышенной потребности организма в белках при беременности, кормлении ребенка грудью; при самолечении физиологически необоснованными диетами; при однообразном углеводно-жировом питании; а также алкоголизме.
Длительная алиментарная белковая недостаточность приводит к тяжелому заболеванию – квашиоркор, которое наблюдается главным образом у детей 1-5 лет, особенно после прекращения вскармливания грудным молоком.
Белковая недостаточность в ряде случаев может и не быть напрямую связана с алиментарным фактором, а вызываться различными заболеваниями.
Длительное избыточное потребление белка вызывает гипертрофию печени и почек, в организме накапливаются производные мочевой кислоты, способствующие развитию подагры и мочекаменной болезни. Избыток белка вызывает угнетение кишечной микрофлоры и усиление процессов гниения в кишечнике. Чрезмерно высокое содержание белка в рационе маленьких детей приводит к замедлению скорости роста, изменениям в составе мочи, а по некоторым данным – к нарушению нервно-психического развития.