МАКРОНУТРИЕНТЫ. ИХ ЗНАЧЕНИЕ
В ОБЕСПЕЧЕНИИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА
Учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся
по специальности «Лечебное дело», «Педиатрия», «Стоматология»
Владикавказ 2016 г.
Составители:
Ø ассистент А.Р. Наниева
Рецензенты:
Ø Аликова З.Р. - зав. кафедрой гуманитарных, социальных и экономических наук, проф., докт. мед. наук;
Ø Туаева И.Ш. - доцент кафедры гигиены МПФ с курсом ФПДО, к.м.н.
Утверждено ЦКУМС ФГБОУ ВО СОГМА Минздрава России
2 сентября 2016 г.
Цель занятия: ознакомить студентов с биологической ролью белков, жиров и углеводов, физиологическими нормами и проявлениями их дисбаланса.
Студент должен знать: значение макронутриентов в питании человека, заболевания, связанные с их дисбалансом.
Студент должен уметь:
1. Оценить суточный продуктовый набор по содержанию в нем белков жиров и углеводов.
2. Поставить и обосновать диагноз заболевания, связанного с макронутриентной недостаточностью.
Рекомендуемая литература
Основная литература:
Ø Румянцев Г.И. Гигиена XXI век, М.: ГЭОТАР, 2009.
Ø Пивоваров Ю.П., Королик В.В., Зиневич Л.С. Гигиена и основы экологии человека. М.: Академия, 2004, 2010.
Дополнительная литература:
Ø Пивоваров Ю.П. Руководство к лабораторным занятиям с основами экологии человека, М.: Академия, 2008.
Ø Катаева В.А., Лакшин А.М. Руководство к практическим и самостоятельным занятиям по общей гигиене и основам экологии человека. М.: Медицина, 2005.
Ø «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения РФ» МР 2.3.1.2432 – 08.
Основными энергонесущими нутриентами являются белки, жиры и углеводы. При диссимиляции 1 г белка и 1 г углеводов организм аккумулирует 4 ккал энергии (1 ккал = 4,18 кДж). Жиры имеют более существенный энергетический потенциал - распад 1 г жира соответствует 9 ккал. Энергию несут также органические кислоты (уксусная, яблочная, молочная, лимонная) - около 3 ккал в 1 г и алкоголь - 1 г этилового спирта может принести организму 7 ккал. При этом органические кислоты из-за своего малого количества в среднем рационе питания не имеют существенного практического значения, а алкоголь в силу физиологически неполноценного использования выделяющейся энергии не может рассматриваться в качестве адекватного пищевого источника энергии (хотя его чрезмерное употребление следует учитывать при оценке общего энергобаланса).
В наибольшей степени организм использует с энергетическими целями углеводы и жиры. При выраженном дефиците двух этих макронутриентов в качестве источника энергии кратковременно может быть использован белок пищи. В организме человека энергия запасается главным образом в виде жира (различные депо) и белка (в первую очередь в виде мышечной массы). Запасы углеводов у человека практически отсутствуют (за исключением небольшого количества гликогена) — все они оперативно трансформируются в метаболических процессах, а их излишки превращаются в жиры.
Чем больше в продукте веществ, не несущих для организма энергии (воды, пищевых волокон), тем меньше его калорийность. Продукты, содержащие преимущественно жиры, моно- и дисахариды (в том числе так называемые «скрытые»), а также алкоголь относятся к высококалорийным и способствуют синтезу и депонированию в организме жира (с нарушением жирового и углеводного обменов) с параллельными затратами дефицитных микронутриентов, участвующих в энергетическом обмене, и напряжением гормональных механизмов, отвечающих за ассимиляцию.
Белки и их значение в питании
Белки (протеины) — это сложные высокомолекулярные азотсодержащие соединения, состоящие из α-аминокислот. Белки организма человека выполняют жизненно важные функции:
ü пластическую,
ü энергетическую,
ü каталитическую,
ü регуляторную,
ü защитную,
ü транспортную и др.
Из 20 структурных аминокислот 10 относятся к незаменимым и, следовательно, должны постоянно поступать в достаточном количестве и оптимальном соотношении с пищей, другие являются заменимыми, поскольку могут образовываться в организме. Дефицит незаменимых аминокислот в пище или их неоптимальное соотношение приводит к угнетению биосинтеза белка в организме, нарушает динамическое равновесие белкового метаболизма и усиливает распад собственных белков с компенсаторной целью. Это вызывает глубокие изменения клеточного метаболизма и серьезные структурные и функциональные нарушения в организме.
В зависимости от местных традиций и географического положения основными источниками животного белка в питании могут являться мясо, молочные продукты, а в ряде стран морепродукты. Основными источниками растительного белка являются зерновые, бобовые, в меньшей степени орехи и семена. Источниками полноценного белка, содержащего полный набор незаменимых аминокислот в количестве, достаточном для биосинтеза белка, являются животные продукты: молоко и молочные изделия, яйца, мясо и мясопродукты, рыба и морепродукты. В продуктах растительного происхождения имеется дефицит незаменимых аминокислот.
Оптимальная потребность в белке составляет 0,8 - 1,2 г на 1 кг массы тела в сутки. Оптимальным уровнем поступления белка следует считать 30 г смешанного протеина (при наличии не менее 55 % животного белка) на 1000 ккал рациона.
Уровень реальной потребности — количество протеина напрямую зависит от энергозатрат (в среднем 12% калорийности рациона должны составлять белковые калории). Потребность в белке человека с энергозатратами 2 800 ккал должен обеспечиваться:
1) ежедневным потреблением:
• 500 г молока и жидких молочных продуктов;
• 170 г мяса и мясопродуктов (включая птицу, субпродукты);
• 360 г хлеба и хлебобулочных изделий;
2) еженедельным потреблением:
• 140 г сыра;
• 200 г творога;
• 350 г рыбы и морепродуктов;
• 200 г яиц;
• 175 г круп;
• 140 г макаронных изделий.
Биологическая ценность пищевых продуктов. Методы оценки качества белка. Качество белка определяется его аминокислотным составом и отражается в понятии «биологическая ценность».
Биологическая ценность протеина — это степень утилизации белкового азота организмом. Чем выше этот показатель, тем выше качество белка. Для изучения биологической ценности используют два вида методов: химические и биологические. Основным химическим методом является расчет аминокислотного скора. Он заключается в вычислении процентного содержания каждой незаменимой аминокислоты в исследуемом белке (продукте) по отношению к количеству этой же аминокислоты в белке, принимаемом в качестве стандартного, по формуле:
Аминокислотный скор =аминокислота (мг) в 1 г продукта*100/
аминокислота (мг) в 1 г «идеального белка»
При неполном анализе аминокислотный скор обычно рассчитывается для трех самых дефицитных в питании незаменимых аминокислот: триптофана, лизина и суммы серасодержащих — метионина и цистеина. Высокий аминокислотный скор, и потенциально высокую биологическую ценность, имеют практически все животные белки, с небольшим дефицитом по серасодержащим аминокислотам у молока.
Важным показателем качества пищевого белка является его перевариваемость ферментами желудочно-кишечного тракта — показателя соответствия химической структуре протеина и его конформационной доступности протеолитическим ферментам организма. По скорости переваривания белки можно расположить в следующем порядке:
1) яичные, рыбные и молочные;
2) мясные;
3) зерновых (хлеб и крупы);
4) бобовых и грибов.
Плохая перевариваемость и усвояемость растительных белков связана со значительным содержанием целлюлозы, лигнина и других малоферментируемых пищеварительной системой человека компонентов, которые в ряде случаев (как у бобовых и грибов) окружают белковые молекулы полисахаридными оболочками. Истинная биологическая ценность животных белков — степень их утилизации организмом — практически достигает 95 - 98 %. Азот же из белка зерновых (в составе традиционного хлеба, круп) не утилизируется организмом более чем на 50%. Исключением из используемых в питании растительных белков являются протеины сои, имеющие показатели биологической ценности на уровне 80%.
Болезни недостаточности и избыточности белкового питания и белкового метаболизма. Белковая недостаточность обычно связана с общим недоеданием (голодом) и чаще всего наблюдается у жителей беднейших и развивающихся стран. Она почти всегда сочетается с выраженным дефицитом энергии, поэтому данный алиментарный дисбаланс принято называть белково-энергетической недостаточностью. При этом отмечается недостаток продуктов с высокими показателями пищевой ценности, главным образом животной группы, что приводит к развитию общего метаболического дисбаланса.
У новорожденных и детей младшего возраста белково-энергетическая недостаточность проявляется в форме квашиоркора и алиментарного маразма - заболеваний, встречающихся в беднейших странах. Алиментарная дистрофия может развиться и у взрослого человека при длительном (несколько месяцев) существенном дефиците питания. Ее проявлениями прежде всего будут снижение массы тела (истощение), потеря работоспособности, глубокие гиповитаминозные состояния, снижение иммунитета.
Вместе с тем не следует забывать об отрицательном влиянии избытка белка в питании. Избыток белков имеет наиболее выраженные и относительно быстро проявляющиеся последствия по сравнению с избытком других макронутриентов (жиров и углеводов). Особенно чувствительны к избытку протеина крайние возрастные группы (дети и престарелые), а также лица с некоторыми заболеваниями (почечными патологиями, заболеваниями гепатобилиарной системы). При этом в первую очередь страдают печень и почки. В печени может развиваться жировая дистрофия и деструктивные процессы из-за перегрузки ее пищевыми аминокислотами, первично в ней концентрирующимися и переаминирующимися. Почки функционально перегружаются из-за повышенного выделения остаточного азота (мочевина, мочевая кислота, креатинин) и нарушения кислотно-щелочного баланса первичной мочи. В результате увеличиваются потери кальция с мочой: каждый грамм лишнего белка приводит к потере 2... 20 мг кальция. При длительном избытке белка в рационе увеличивается риск развития мочекаменной болезни, подагры, ожирения. Последнее связано с тем, что излишнее количество белка вовлекается в процесс липонеогенеза. Очень вероятно также развитие относительного гиповитаминоза В6, РР и А из-за их повышенного расхода в метаболизме белков или нарушения их обмена.
С белковой составляющей связан и ряд наследственных заболеваний, таких как фенилкетонурия, гистидинемия, гомоцистеинурия, алкаптонурия и целиакия: это генетически детерминированные энзимопатии.