Приложение №1
В живых организмах протекает множество реакций. В организме человека происходят процессы обмена веществ с присущей им энергетикой. Наиболее необходимыми веществами для существования и жизнедеятельности человека являются белки, жиры и углеводы. Белки, жиры и углеводы являются как строительным материалом, из которых состоят клетки тела, так и основным источником энергии в любом организме.
Источником поступления белков, жиров и углеводов в организм человека является пища. Поступление через пищу белков, жиров и углеводов, а также витаминов и минеральных ее компонентов должно быть постоянным и соответствовать потребностям организма. Поэтому ежедневное меню любого человека должно быть сбалансировано не только по количеству поглощаемой пищи, но и по ее составу и калорийности (рис. 4).
Большая часть энергии, в которой нуждается наш организм, поступает из жиров и углеводов пищи за счет их окисления или «сгорания». Эта энергия обеспечивается теплотворной способностью или калорийностью пищи (табл. 1).
Углеводы попадают в организм человека со многими продуктами питания, прежде всего с сахарами. Их также много в составе конфет, булочек, макаронных изделий и других углеводистых продуктов (средняя калорийность углеводов высокая и составляет 1 7 кДж/г). В организме человека они разлагаются до глюкозы С6Н12О6. В чистом виде глюкоза содержится в сладких ягодах и фруктах, ее много в ягодах винограда, а потому ее часто называют виноградным сахаром. Она также входит в состав меда. Глюкоза хорошо растворима не только в воде, но и в крови, поэтому ее часто называют кровяным сахаром, содержание которого периодически измеряется у каждого человека. Глюкоза содержится не только в крови, но и в лимфе и мышцах. В крови человека ее нормальное содержание составляет 0,8-0,1 2%. В крови людей, больных диабетом, содержание сахара (точнее глюкозы) в крови повышенное, может превысить 0,18%, она может быть и в моче. Повышенный сахар крови вызывает многие негативные явления в организме, а потому в питании диабетиков количество углеводов сокращено. Током крови глюкоза переносится к клеткам организма, где она взаимодействует с кислородом, превращаясь в конечном счете в углекислый газ и воду с выделением большого количества энергии. Эта реакция сходна с реакцией горения:
С6Н12О6 + 6O2 → 6СO2 + Q
Превращение углеводов в конечные продукты реакции происходит весьма быстро, поэтому их энергия сразу же поступает в организм и расходуется на его потребности.
Жиры в организме человека служат основным «топливом», они также поступают с пищей, особенно жирной. В результате их окисления человек и животные получают энергию, обеспечивающую их существование. Так, при окислении 1 г жиров выделяется около 38,9 кДж (9,3 ккал) теплоты. Процесс сгорания жиров в организме можно представить схемой:
Жиры + O2 → СO2 + Н2O + Q
В реальности этот процесс достаточно сложный. Жиры нерастворимы в воде, поэтому они не могут без предварительной подготовки всасываться через стенки пищеварительного тракта. Под воздействием фермента «живой катализатор» поджелудочной железы жиры в тонком кишечнике расщепляются до глицерина и органических жирных кислот, которые затем под воздействием желчи печени переходят в растворимую форму и всасываются ворсинками кишечника, где часть их вновь превращается в жир, но уже свойственный данному организму. Этот жир затем по лимфатической системе поступает в кровь и разносится ею в жировые ткани в другие органы тела. В процессе обмена веществ в клетках жир вновь взаимодействует с водой (гидролизуется), продукты гидролиза, постепенно окисляясь, выделяют энергию, необходимую для протекания всех процессов, связанных с жизнедеятельностью. Неизрасходованный жир накапливается в жировых тканях и выполняет функцию запасного питательного вещества. Он скапливается под кожей и вокруг внутренних органов, предохраняя организм от переохлаждения. Однако его избыток в организме приводит к ожирению, которое является причиной болезней сердца, печени, а также диабета и др. Содержание жиров в продуктах питания часто указывается на их упаковках. Содержание жира в продуктах питания отмечается как масса жира в 100 г продукта. Наиболее богаты жирами такие продукты питания, как жирные сыры (до 45 г жира), ливерная колбаса (41 г), салями (50 г), свиное сало (65 г), грецкие орехи (64 г) и др. В молоке также содержится жир, но его немного. Жирность коровьего молока в среднем составляет 3,2-3,7 %, а козьего — 4,8 %. Общеизвестно, что при заболеваниях и в преклонном возрасте более полезны растительные жиры.
Белки — обязательный компонент пищи человека, необходимый для осуществления биохимических функций (строительной, транспортной, каталитической и др.). Для их осуществления необходимы белки разного вида, как животного, так и растительного происхождения. На долю белков приходится около 45% сухой массы животного организма. Они составляют подавляющую часть сухой массы мышц, нервных волокон, клеток головного мозга и других тканей. Белки — главный конструктивный материал организма. Поступая в организм с пищей, белки претерпевают ряд сложных биохимических превращений, в которых чужеродные для индивида белки расщепляются до разных аминокислот, из которых затем синтезируются белки, нужные именно для этого организма. Поэтому в состав пищи надо обязательно включать разнообразную белковую пищу. В сутки на 1 кг массы тела в организм человека должно поступать 0,8 г белков разного вида. Продукты, богатые белками, — это мясо, рыба, яйца, творог и другие молочные продукты, соевые бобы, горох и др. Неполноценное белковое питание может стать причиной тяжелых заболеваний. Поэтому в рационе человека белки должны быть не только в необходимом количестве, но и разнообразные. Те белки, которые не расходуются в качестве строительного материала для синтеза новых, нужных белков клеток, расходуются на другие цели, в том числе и в качестве источника энергии. При окислении 1 г белка выделяется около 1 7,2 кДж теплоты (4 ккал/г). Метаболизм белков в организме приводит к выделению меньшего количества энергии, чем в случае жиров и углеводов, которые и являются главными поставщиками энергии в организме человека и животных, а белки используются главным образом как строительный материал для клеток разных органов.
Потребность организма в энергии, а следовательно, и калорийность питания в значительной степени зависят от таких факторов, как вес тела, возраст, физическая активность. В среднем взрослому человеку при достаточно спокойной и без лишних физических усилий работе в теплом помещении требуется около 6300 кДж (1500 ккал) энергии в сутки. При более интенсивной умственной и физической нагрузке энергетические потребности повышаются до 10 000-13 000 кДж (2500-3000 ккал) в сутки, а при тяжелой физической нагрузке эти затраты энергии становятся еще больше. Каждый человек должен уметь рассчитывать калорийность и состав своего ежедневного питания.
Задание. Составьте рацион ежедневного трехразового питания, исходя из того, что ваша энергетическая потребность составляет около 10 000 кДж (2500 ккал) в сутки.