Исследование валового обмена

Прямая калориметрия

Прямая калориметрия основана на непосредственном учете в биока­лориметрах количества тепла, выделенного организмом. Биокалориметр представляет собой герметизированную и хорошо теплоизолированную от внешней среды камеру. В камере по трубкам циркулирует вода. Гепло. выделяемое находящимся в камере человеком или животным, нагре­вает циркулирующую воду. По количеству протекающей воды и измене­нию ее температуры рассчитывают количество выделенного организмоь тепла.

В последние годы предложены камеры, позволяющие производит учет выделенного организмом тепла, а следовательно, выполнять прямук биокалориметрию, изготовленные из покрытий, имеющих градиентны слой (медная и никелевая пленки, разделенные тонким слоем из эпок сидной смолы). В этих устройствах тепловой поток измеряется на оснс вании разницы сопротивлений цепей, включенных в схему моста Уитст(на. Калориметры градиентного типа выполняются в форме костюма, of легающего тело человека и позволяющего ему свободно передвигатьс Они создаются в комплексе со скафандрами для космонавтов, подводн: ков и др.

Непрямая калориметрия

Методы прямой калориметрии очень громоздки и сложны. Учитывая, что в основе теплообразования в организме лежат окислительные процес­сы, при которых потребляется Ог и образуется COj, можно использовать косвенное, непрямое, определение теплообразования в организме по его газообмену — учету количества потребленного Ог и выделенного СО2 с последующим расчетом теплопродукции организма.

Для длительных исследований газообмена используют специальные респираторные камеры (закрытые способы непрямой калориметрии). Кратковременное определение газообмена в условиях лечебных учрежде­ний и производства проводят более простыми некамерными методами (от­крытые способы калориметрии).

Наиболее распространен способ Дугласа— Холдейна, при котором в тече­ние 10—15 мин собирают выдыхаемый воздух в мешок из воздухонепрони­цаемой ткани (мешок Дугласа), укрепляемый на спине обследуемого. Он дышит через загубник, взятый в рот, или резиновую маску, надетую на лицо. В загубнике и маске имеются клапаны, устроенные так, что обследу­емый свободно вдыхает атмосферный воздух, а выдыхает воздух в мешок Дугласа. Когда мешок наполнен, измеряют объем выдохнутого воздуха, в котором определяют количество Ог и СО2.

Кислород, поглощаемый организмом, используется для окисления бел­ков, жиров и углеводов. Окислительный распад 1 г каждого из этих ве­ществ требует неодинакового количества 62 и сопровождается освобожде­нием различного количества тепла. Как видно из табл. 9.1, при потребле­нии организмом 1 л О2 освобождается разное количество тепла в зависи­мости от того, на окисление каких веществ О2 используется.

Таблица 9.1. Потребление кислорода и высвобождение тепла при окислении различных веществ в организме

Вещество, окисляющееся в организме	Количество тепла, освобождающееся при окислении 1 г вещества, кДж (ккал)	Количество потребляемого Oj, л	Количество освобождающейся при окислении 1 л О2 энергии, кДж (ккал)
Белки	17,17 (4,1)	0,966	19,26 (4,60)
Жиры	38,94 (9,3)	2,019	19,64 (4,69)
Углеводы	17,17 (4,1)	0,830	21,14 (5,05)

 

Количество тепла, освобождающегося после потребления организмом 1 л О2, носит название калорического эквивалента кислорода. Зная общее количество О2, использованное организмом, можно вычислить энергети­ческие затраты только в том случае, если известно, какие вещества — бел­ки, жиры или углеводы, окислились. Показателем этого может служить дыхательный коэффициент.

Дыхательным коэффициентом (ДК) называется отношение объема выде­ленного СО₂ к объему поглощенного Ог. ДК различен при окислении бел­ков, жиров и углеводов. Для примера рассмотрим, каков будет ДК при ис­пользовании организмом глюкозы. Общий итог окисления молекулы глю­козы можно выразить формулой:

С₆Н_|2О₆ + 6 0₂ = 6 СО₂ + 6 Н₂О.

При окислении глюкозы число молекул образовавшегося COj равно числу молекул затраченного (поглощенного) Oj. Равное количество моле­кул газа при одной и той же температуре и одном и том же давлении зани­мает один и тот же объем (закон Авогадро—Жерара). Следовательно, ДК (отношение СО2/О2) при окислении глюкозы и других углеводов равен единице.

При окислении жиров и белков ДК будет ниже единицы. При окисле­нии жиров ДК равен 0,7 Проиллюстрируем это на примере окисления трипальмитина:

2 С₃Н₅ (С₁₅Н₃₁СОО)₃ + 145 О₂ = 102 СО₂ + 98 Н₂О.

Отношение между объемами СО2 и О₂ составляет в данном случае:

Аналогичный расчет можно сделать и для белка; при его окислении в организме ДК равен 0,8. При смешанной пище у человека ДК обычно ра­вен 0,85—0,89. Определенному ДК соответствует определенный калориче­ский эквивалент кислорода, что видно из табл. 9.2.

Таблица 9.2. Соотношение дыхательного коэффициента и калорического экви­валента кислорода

Калорический эквивалент кислорода	Дыхательный коэффициент
0,70	0,75	0,80	0,85	0,90	0,95	1,0
КДж	19,619	19,481	20,101	20,356	20,616	20,871	21,173
Ккал	4,686	4,739	4,801	4,862	4,924	4,985	5,057

 

Определение энергетического обмена у человека в покое методом закры­той системы с неполным газовым анализом. Относительное постоянство ДК (0,85—0,90) у людей при обычном питании в условиях покоя позволяет производить достаточно точное определение энергетического обмена у че­ловека в покое, вычисляя только количество потребленного О2 и беря его калорический эквивалент при усредненном дыхательном коэффициенте.

Количество потребленного организмом О2 определяют при помощи различных спирографов.

Определив количество поглощенного О2 и приняв усредненный ДК равным 0,85, можно рассчитать энергообразование в организме; калориче­ский эквивалент 1 л кислорода при данном ДК равен 20,356 кДж, т.е. 4,862 ккал. Способ неполного газового анализа благодаря своей простоте получил широкое распространение.

Дыхательный коэффициент во время работы. Во время интенсивной мы­шечной работы ДК повышается и в большинстве случаев приближается к единице. Это объясняется тем, что главным источником энергии во время напряженной мышечной деятельности является окисление углеводов. По-

1,05

0 60"^---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

 

Минуты от начала работы

Рис. 9.1. Кривые четырех наблюдений (1—4) изменения дыхательного коэффици­ента во время и после двухчасовой интенсивной работы.

еле завершения работы ДК в течение первых нескольких минут так назы­ваемого периода восстановления резко снижается до величин меньших, чем исходные, и только спустя 30—50 мин после напряженной работы обычно нормализуется. Эти изменения дыхательного коэффициента показаны на рис. 9.1.

Изменения ДК после окончания работы не отражают истинного отно­шения между используемым в данный момент Оз и выделенной СОз. ДК в начале восстановительного периода повышается по следующей причине: в мышцах во время работы накапливается молочная кислота, на окисление которой во время работы не хватало Оз (это так называемый кислородный долг). Молочная кислота поступает в кровь и вытесняет COj из гидрокар­бонатов, присоединяя основания. Благодаря этому количество выделенно­го COj больше количества СОз, образовавшегося в данный момент в тка­нях. Обратная картина наблюдается в дальнейшем, когда молочная кисло­та постепенно исчезает из крови. Одна часть ее окисляется, другая ре- синтезируется в гликоген, а третья выделяется с мочой и потом. По мере уменьшения количества молочной кислоты освобождаются основания, ко­торые до того были отняты у гидрокарбонатов. Эти основания вновь свя­зывают СОз и образуют гидрокарбонаты, поэтому через некоторое время после работы ДК резко падает вследствие задержки в крови СОз, поступа­ющей из тканей.

Исследование валового обмена

Длительное (на протяжении суток) определение газообмена дает воз­можность не только рассчитать теплопродукцию организма, но решить во­прос о том, за счет окисления каких питательных веществ шло теплообра­зование. Рассмотрим это на примере.

Допустим, что обследуемый человек за сутки использовал 654,141 л О₂ и выде­лил 574,180 л СО₂ За это же время с мочой выделилось 16,8 г азота и 9,019 г угле­рода.

Количество белка, распавшегося в организме, определяем по азоту мочи. Так как 1 г азота содержится в 6,25 г белка, то, следовательно, в организме распалось 16,8-6,25 = 105 г белка. Находим количество углерода белкового происхождения. Для этого определяем количество углерода в распавшемся белке. Так как в белках содержится около 53 % углерода, то, следовательно, в распавшемся белке его было:

На образование СО₂ затрачено количество углерода, равное разности между ко­личеством углерода в распавшемся белке и количеством углерода, выделившегося с мочой: 55,65 л — 9,0191 л = 46,63 л СО₂. Определяем объемное количество СО₂ белкового происхождения, выделенного через легкие, исходя из того, что из 1 грамм-молекулы углерода (12 г) образуется 22,4 л СО₂:

46,65 22,4 _С7П/17 —²—— = 87,043 л СО₂.

Далее исходя из ДК, равного для белков 0,8, находим количество О₂, затрачен­ного на окисление белков:

87,043...

0,8 ~^|08’^8л-

По разности между количеством всего поглощенного О₂ и количеством О₂, за­траченного на окисление белков, находим количество О₂, затраченное на окисле­ние углеводов и жиров: 654,141 л — 108,8 л = 545,341 л О₂. По разности между ко­личеством всего выделившегося СО₂ и количеством СО₂ белкового происхожде­ния, выделившегося легкими, находим количество СО₂, образовавшегося при окислении углеводов и жиров: 574,18 л — 87,043 л = 487,137 л СО₂. Определяем количество углеводов и жиров, окислившихся в организме обследуемого за сутки. На основании того, что при окислении 1 г жира потребляется 2,019 л О₂ и образу­ется 1,431 л СО₂, а при окислении 1 г углеводов потребляется 0,829 л О₂ и столько же (0,829 г) образуется СО₂ (ДК для углеводов равен 1), составляем уравнение, приняв за х количество жира, а за у — количество углеводов, окисленных в орга­низме, Решив систему уравнений с двумя неизвестными, получим:

2,019х + 0,829у = 545,341
1,431х + 0,829у = 487,137
0,588х = 58,204
х = 99 г жира.

Находим количество углеводов, окисленных в организме, подставляя значение х в любое из уравнений:

2,01 999 + 0,829у = 545,341.

у = 417 г углеводов.

Итак, освобождение энергии в организме протекало за счет окисления 105 г белков, 99 г жиров и 417 г углеводов. Зная количество тепла, образуемого при окислении 1 г каждого из веществ (см. табл. 9.2), нетрудно рассчитать общую теп­лопродукцию организма за сутки:

105 4,1 + 99 9,3 + 417 4,1 = 3061 ккал (12,81 кДж).

9.2.3. Основной обмен

Интенсивность окислительных процессов и превращение энергии зави­сят от индивидуальных особенностей организма (пол, возраст, масса тела и рост, условия и характер питания, мышечная работа, состояние эндо­кринных желез, нервной системы и внутренних органов — печени, почек, пищеварительного тракта и др.), а также от условий внешней среды (тем­пература, барометрическое давление, влажность воздуха и его состав, воз­действие лучистой энергии и др.).

Для определения присущего данному организму уровня окислительных процессов и энергетических затрат проводят исследование в определенных стандартных условиях. При этом стремятся исключить влияние факторов, которые существенно сказываются на интенсивности энергетических за­трат, а именно мышечную-работу, прием пищи, влияние температуры окружающей среды.'Энерготраты организма в^аких стандартных условиях получили название основного обмена.

Энерготраты в условиях основного обмена связаны с поддержанием минимального необходимого для жизни клеток уровня окислительных процессов и с деятельностью постоянно работающих органов и систем — дыхательных мышц, сердца, почек, печени. Некоторая часть энерготрат в условиях основного обмена связана с поддержанием мышечного тонуса. Освобождение в ходе всех этих процессов тепловой энергии обеспечивает ту теплопродукцию, которая необходима для поддержания температуры тела на постоянном уровне, как правило, превышающем температуру внешней среды.

Для определения основного обмена обследуемый должен находиться: 1) в состоянии мышечного покоя (положение лежа с расслабленной мус­кулатурой), не подвергаясь раздражениям, вызывающим эмоциональное напряжение; 2) натощак, т.е. через 12—16 ч после приема пищи; 3) при внешней температуре «комфорта» (18—20 °C), не вызывающей ощущения холода или жары.

Основной обмен определяют в состоянии бодрствования. Во время сна уровень окислительных процессов и, следовательно, энергетических затрат организма на 8—10 % ниже, чем в состоянии покоя при бодрствовании.

Нормальные величины основного обмена человека. Величину основного обмена обычно выражают количеством тепла в килоджоулях (килокалори­ях) на 1 кг массы тела или на 1 м² поверхности тела за 1 ч или за 1 сут.

Для мужчины среднего возраста (примерно 35 лет), среднего роста (примерно 165 см) и со средней массой тела (примерно 70 кг) основной обмен равен 4,19 кДж (1 ккал) на 1 кг массы тела в час, или 7117 кДж (1700 ккал) в сутки. У женщин той же массы он примерно на 10 % ниже.

Интенсивность основного обмена, пересчитанная на I кг массы тела, у детей значительно выше, чем у взрослых. Величина основного обмена человека в возра­сте 20—40 лет сохраняется на довольно постоянном уровне. В пожилом возрасте основной обмен снижается.

Согласно формуле Дрейера, суточная величина основного обмена в килокалори­ях (Н) составляет:

н = ^,

К А

где W — масса тела, г; А — возраст человека; К — константа, равная для мужчины 0,1015, а для женщины — 0,1129.

Формулы и таблицы основного обмена представляют средние данные, выведен­ные из большого числа исследований здоровых людей разного пола, возраста, массы тела и роста.

Определение основного обмена, согласно этим таблицам, у здоровых людей нормального телосложения дают приблизительно верные (ошибка 5—8 %) величины затраты энергии. Несоразмерно высокие данные для определенной массы тела, роста, возраста и поверхности тела величины основного обмена наблюдаются при избыточной функции щитовидной железы. Понижение основного обмена встречается при недостаточности щитовидной железы (микседема), гипофиза, половых желез.

9.2.4. Правило поверхности

Если пересчитать интенсивность основного обмена на 1 кг массы тела, то окажется, что у теплокровных животных разных видов (табл. 9.3.) и у людей с разной массой тела и ростом она весьма различна. Если же произ­вести перерасчет интенсивности основного обмена на 1 м² поверхности тела, полученные у разных животных и людей величины различаются не столь резко.

Таблица 9.3. Величина теплопродукции человека и других организмов

Объект	Масса тела, кг	Теплопродукция за 24 ч, кДж (ккал)
исследования	на 1 кг массы тела	на 1 м2 поверхности тела
Человек	64,3	134 (32,1)	4363 (1042)
Мышь	0,018	2738 (654,0)	4974 (1188)
Курица	2,0	297 (71,0)	3965 (947) ______
Гусь	3,5	279 (66,7)	4049 (967)
Собака	15,2	216 (51,5)	4350 (1039)
Свинья	128,0	80 (19,1)	4513 (1078)
Бык	| 391,0	80(19,1)	6561 (1567)

 

Согласно правилу поверхности тела, затраты энергии теплокровными животными пропорциональны величине поверхности тела.

Ежедневная продукция тепла на 1 м² поверхности тела у человека равна 3559—5234 кДж (850—1250 ккал), средняя цифра для мужчин — 3969 кДж (948 ккал).

Для определения поверхности тела R применяется формула:

R = К % массы тела.

Эта формула выведена на основании анализа результатов прямых измерений поверхности тела. Константа К у человека равна 12,3.

Более точная формула предложена Дюбуа:

R = W0.«⁵ Н⁰-⁷²⁵ 71,84,

где W — масса тела в килограммах, Н — рост в сантиметрах.

Результат вычисления выражен в квадратных сантиметрах. Правило по­верхности верно не абсолютно. Как показано выше (см. табл. 9.4), оно представляет собой лишь правило, имеющее известное практическое зна­чение для ориентировочных расчетов освобождения энергии в организме.

Об относительности правила поверхности свидетельствует тот факт, что у двух индивидуумов с одинаковой поверхностью тела интенсивность об­мена веществ может значительно различаться. Уровень окислительных процессов определяется не столько теплоотдачей с поверхности тела, ско­лько теплопродукцией, зависящей от биологических особенностей вида животных и состояния организма, которое обусловлено деятельностью нервной, эндокринной и других систем.

9.2.5. Обмен энергии при физическом труде

Мышечная работа значительно увеличивает расход энергии, поэтому суточный расход энергии у здорового человека, проводящего часть суток в движении и физической работе, значительно превышает величину основ­ного обмена. Это увеличение энерготрат составляет рабочую прибавку, ко­торая тем больше, чем интенсивнее мышечная работа.

При мышечной работе освобождается тепловая и механическая энер­гия. Отношение механической энергии ко всей энергии, затраченной на работу, выраженное в процентах, называется коэффициентом полезного действия. При физическом труде человека коэффициент полезного дейст­вия колеблется от 16 до 25 % и составляет в среднем 20 %, но в отдельных случаях может быть и выше.

Коэффициент полезного действия изменяется в зависимости от ряда условий. Так, у нетренированных людей он ниже, чем у тренированных, и увеличивается по мере тренировки.

Затраты энергии тем больше, чем интенсивнее совершаемая организ­мом мышечная работа. Степень энергетических затрат при различной фи­зической активности определяется коэффициентом физической активности (КФА), который представляет собой отношение общих энерготрат на все виды деятельности за сутки к величине основного обмена. По этому прин­ципу все население разделено на 5 групп (табл. 9.4).

Таблица 9.4. Величина энергозатрат в зависимости от особенностей профессии

Группа	Особенности профессии	Коэффициент физической активности	Общий расход энергии, кДж (ккал)
Первая	Работники, занятые преимуще­ственно умственным трудом	1,4	9799-10 265 (2100-2450)
Вторая	Работники, занятые легким физическим трудом	1,6	10 475-11 732 (2500-2800)

Группа	Особенности профессии	Коэффициент физической активности	Общий расход энергии, кДж (ккал)
Третья	Работники, занятые трудом средней тяжести	1,9	12 360-13 827 (2950-3300)
Четвертая	Работники, занятые тяжелым физическим трудом	2,2	14 246-16 131 (3400-3850)
Пятая1	Работники, занятые особо тяжелым физическим трудом	2,5	16 131-17 598 (3850-4200)

¹ Только для мужчин.

 

Значительные различия энергетической потребности в группах зависят от пола (у мужчин больше), возраста (снижаются после 40 лет), степени активности отдыха и уровня коммунального обслуживания.

Суточный расход энергии детей и подростков зависит от возраста (табл. 9.5).

В старости энерготраты снижаются и к 80 годам составляют 8373— 9211 кДж (2000—2200 ккал).

Таблица 9.5. Суточный расход энергии у детей и подростков в зависимости от возраста

Возраст	Суточный расход энергии, кДж (ккал)	Возраст	Суточный расход энергии, кДж (ккал)
6 мес—1 год 1 — 1,5 года 1,5—2 3-4 5—6 лет	3349 (800) 5443 (1300) 6280 (1500) 7536 (1800) 8374 (2000)	7—10 лет 11-14 » Юноши 14—17 Девушки 13—17 »	10 048 (2400) 1 1 932 (2850) 13 188 (3150) 11 514 (2750)

 

9.2.6. Обмен энергии при умственном труде

При умственном труде энерготраты значительно ниже, чем при физиче­ском.

Трудные математические вычисления, работа с книгой и другие формы умственного труда, если они не сопровождаются движением, вызывают ничтожное (2—3 %) повышение затрат энергии по сравнению с полным покоем. Однако в большинстве случаев различные виды умственного тру­да сопровождаются мышечной деятельностью, в особенности при эмоцио­нальном возбуждении работающего (лектор, артист, писатель, оратор и др.), поэтому и энерготраты могут быть относительно большими. Пережи­тое эмоциональное возбуждение может вызвать в течение нескольких по­следующих дней повышение обмена на 11 — 19 %.

9.2.7. Специфическое динамическое действие пищи

После приема пищи интенсивность обмена веществ и энергетические затраты организма увеличиваются по сравнению с их уровнем в условиях основного обмена. Увеличение обмена веществ и энергии начинается че­рез 1 ч, достигает максимума через 3 ч после приема пищи и сохраняется в течение нескольких часов. Влияние приема пищи, усиливающее обмен ве­ществ и энергетические затраты, получило название специфического дина­мического действия пищи.

При белковой пище оно наиболее велико: обмен увеличивается в сред­нем на 30 %. При питании жирами и углеводами обмен увеличивается у человека на 14—15 %.

9.2.8. Рефляция обмена энергии

Уровень энергетического обмена находится в тесной зависимости от физической активности, эмоционального напряжения, характера питания, степени напряженности терморегуляции и ряда других факторов.

Получены многочисленные данные, свидетельствующие об условно- рефлекторном изменении потребления О2 и энергообмена. Любой ранее индифферентный раздражитель, связанный по времени с мышечной дея­тельностью, может служить сигналом к увеличению обмена веществ и энергии.

У спортсмена в предстартовом состоянии резко увеличивается потреб­ление О2, а следовательно, и энергообмен. То же происходит во время прихода на работу и при действии факторов рабочей обстановки у рабо­чих, деятельность которых связана с мышечными усилиями. Если испыту­емому под гипнозом внушить, что он выполняет тяжелую мышечную ра­боту, то обмен у него может значительно повыситься, хотя в действитель­ности испытуемый не производит никакой работы. Все это свидетельству­ет о том, что уровень энергетического обмена в организме может изменя­ться под влиянием коры большого мозга.

Особую роль в регуляции обмена энергии играет гипоталамическая об­ласть мозга. Здесь формируются регуляторные влияния, которые реализу­ются вегетативными нервами или гуморальным звеном за счет увеличения секреции ряда эндокринных желез.

Особенно выраженно усиливают обмен энергии гормоны щитовидной железы — тироксин и трийодтиронин, и гормон мозгового вещества над­почечника — адреналин.

9.3. ПИТАНИЕ

Питание — процесс поступления, переваривания, всасывания и усвое­ния в организме пищевых веществ (нутриенты), необходимых для по­крытия пластических и энергетических нужд организма, образования физиологически активных веществ. Питание является предметом специ­альной науки — нутрициологии.

Пищевые вещества, или нутриенты, содержатся в пищевых продуктах, имеющих животное и растительное происхождение, и используются чело­веком для питания в натуральном и переработанном виде. Пищевая, био- 470

логическая и энергетическая ценность пищевых продуктов определяется содержанием в них пищевых, или питательных, веществ: белков, витами­нов, минеральных солей, воды, органических кислот, вкусовых, аромати­ческих и ряда других веществ. Важное значение имеют свойства перевари­ваемости и усвояемости питательных веществ.

Различают питание естественное и искусственное (клиническое парен­теральное и зондовое энтеральное). Выделяют также лечебное и лечеб­но-профилактическое питание.

Естественное питание имеет многие национальные, ритуальные осо­бенности, привычки, моду.

9.3.1. Пищевые вещества

В нутрициологии принято выделять пищевые вещества — нутриенты и непищевые вещества. Нутриенты в свою очередь делятся на макронутри­енты (белки, углеводы и липиды), при окислении которых высвобождает­ся определенное количество тепла (в среднем для жиров — 9,3 ккал/г, или 37 кДж/г, белков и углеводов по 4,1 ккал/г, или 17 кДж/г) и микронутри­енты (витамины, минеральные соли, микроэлементы). К непищевым ве­ществам, принимаемым в составе пищи, относят балластные вещества (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин), вкусовые и ароматические вещества и некоторые другие вещества.

Согласно правилу изодинамии, нутриенты могут взаимно заменяться в удовлетворении энергетических потребностей организма, однако каждое из пищевых веществ и их фрагментов имеет специфические пластические свойства и свойства биологически активных веществ. Замена в пищевом рационе одних веществ другими ведет к нарушению функций организма, а при длительном, например, безбелковом питании наступает смерть от бел­кового голодания. Существенное значение в питании имеет вид каждого из пищевых веществ, содержащих незаменимые компоненты, что опреде­ляет их биологическую ценность.

Биологическая ценность животных белков выше, чем растительных (например, у белков пшеницы 52—65 %). Усвояемость белков животного происхождения составляет в среднем 97 %, а растительных 83—85 %, что зависит также и от кулинарной обработки пищи.

Считают, что при биологической ценности белков смешанной пищи не менее 70 % людей имеют белковый минимум в сутки 55—60 г. Для надежд ной стабильности азотистого баланса рекомендуется принимать с пищей 85—90 г белка в сутки (не менее 1 г белка на 1 кг массы тела). У детей, бе­ременных и кормящих грудью женщин эти нормы выше.

Липиды поступают в организм человека в составе всех видов животной, а также растительной пищи, особенно ряда семян, из которых для пище­вых целей получают многие виды растительных жиров.

Биологическая ценность пищевых липидов определяется наличием в них незаменимых жирных кислот, способностью переваривания и всасы­вания в пищеварительном тракте (усвоение). Сливочное масло и свиной жир усваиваются на 93—98 %, говяжий — на 80—94 %, подсолнечное мас­ло — на 86—90 %, маргарин — на 94—98 %.

Основное количество углеводов поступает в организм в виде полисаха­ридов растительной пищи. После гидролиза и всасывания углеводы ис­пользуются для удовлетворения энергетических потребностей. В среднем за сутки человек принимает 400—500 г углеводов, из которых 350—400 г составляет крахмал, 50—100 г — моно- и дисахариды. Избыток углеводов депонируется в виде жира.

Витамины не имеют существенного пластического и энергетического значения. Они находятся в пищевых продуктах в незначительном количе­стве, но оказывают выраженное влияние на физиологическое состояние организма. Источниками витаминов для человека являются пищевые про­дукты растительного и животного происхождения — в них они находятся или в готовом виде, или в форме провитаминов, из которых в организме образуются активные формы витаминов. Некоторые витамины синтезиру­ются микрофлорой кишечника. При отсутствии какого-либо витамина или его предшественника возникает патологическое состояние, получив­шее название авитаминоз, в менее выраженной форме оно наблюдается при недостатке витамина — гиповитаминозе, которое встречается часто. Отсутствие или недостаток определенного витамина вызывает свойствен­ное лишь отсутствию данного витамина заболевание. Авитаминозы и ги­повитаминозы могут возникать не только в случае отсутствия витаминов в пище, но и при нарушении их всасывания при заболеваниях желудоч­но-кишечного тракта. Состояние гиповитаминоза может возникнуть и при обычном поступлении витаминов с пищей, но возросшем их потреблении (во время беременности, интенсивного роста), а также в случае подавле­ния антибиотиками микрофлоры кишечника.

По растворимости все витамины делят на две группы: водорастворимые (группа В, С и Р) и жирорастворимые (A, D, Е и К).

В табл. 9.6 приведены данные о суточной потребности в витаминах, их основных источниках, некоторые сведения о влиянии витаминов на орга­низм и о возникающих при их недостатке расстройствах. Структура и ме­ханизмы действия витаминов детально излагаются в курсе биохимии.

Витамины должны быть непременным компонентом пищи. Нормы их потребности зависят от возраста, пола, вида трудовой деятельности, ряда других факторов.

Витаминоподобными веществами названы биофлавоноиды (Р), пангамо- вая кислота (В^), парааминобензойная кислота (Н]), оротовая кислота (В13), холин (Вд), инозит (Bg), метилметионин-сульфоний (и), корнитин (Вт) и др.

Таблица 9.6. Краткие сведения о витаминах

Витамин и рекомендуемые суточные нор­мы потребления для взрослого человека	Основные пишевые источники	Физиологическая роль	Последствия недостаточного потребления
Водорастворимые витамины
С,аскорбино­вая кислота, 70—100 мг	Капуста, цитру­совые, томаты, картофель, зем­ляника, черная смородина, ши­повник, печень, сладкий перец, укроп, зеленый лук	Участие в окислитель­но-восстановительных процессах, в трофике сосудов, кожи и кост­ной ткани, формирова­нии антитоксической функции печени; ук­репляет иммунную си­стему, способствует ус­воению железа, белка	Повышенная утомляе­мость, снижение иммуни­тета, кровоточивость де­сен, хрупкость кровенос­ных сосудов

Витамин и рекомендуемые суточные нор­мы потребления для взрослого человека	Основные пищевые источники	Физиологическая роль	Последствия недостаточного потребления
Вь тиамин, 1,4—2,4 мг	Мясо (свини­на), печень, почки, хлеб грубого помола, крупы, зеленый горошек	Участие в обмене угле­водов, белков и жиров, влияет на рост, опти­мизирует работу серд­ца, желудочно-кишеч­ного тракта, ЦНС	Бери-бери, для которой характерны полиневрит, нарушения деятельности сердца, желудочно-ки­шечного тракта
В2, рибофла­вин, 2—3 мг	Печень, почки, яйца, молочные продукты, ши­повник, зеле­ный горошек	Кофермент в окисли­тельно-восстановите­льных реакциях, участ­вует в кроветворении, важен в цветовом зре­нии	Поражения глаз (катарак­та), слизистых оболочек рта. Задерживается рост плода и ребенка. Анемия, дерматиты, нарушения цветового зрения
РР, ниацин (никотиновая кислота), 14—28 мг	Печень, почки, птица, сыр, рыба, творог, хлеб крупного помола, крупы, морковь, карто­фель	Кофермент клеточного дыхания, оптимизиру­ет функции печени, желудочно-кишечного тракта, кожи, обмен холестерина; участвует в эритропоэзе	Пеллагра-дерматит, по­нос, поражение слизистых оболочек рта, языка. Вя­лость, апатия, расстройст­ва сна, аппетита, утомляе­мость. Раздражитель­ ность, потеря массы тела, психические расстройства
В6ч пиридок­син, 2,0—3,0 мг	Мясо, печень, рыба, сыр, зер­новые и бобо­вые продукты. Синтезируется микрофлорой кишечника	Участие в обмене ами­нокислот, липидов, в процессе кроветворе­ния; необходим для функций ЦНС, пече­ни, кожи, волос, ног­тей, костей	Анемия, потеря аппетита, раздражительность, эпи­лептиформные припадки, дерматиты, склероз сосу­дов, склонность к кариесу
Фолиевая кис­лота, фолацин или Вс, 200 мг	Печень, хлеб грубого помола, крупы, творог, сыр, петрушка, салат, капуста	Участие в кроветворе­нии, синтезе нуклеи­новых кислот, делении клеток, функциях пе­чени	Анемия, спру, нарушения функций печени и желу­дочно-кишечного тракта, понос, патология бере­менности
BJ2, кобаламин, цианокобала­мин, 3 мкг	Печень скота и рыбы, почки, синтезируется микрофлорой кишечника	Необходим для эритро­поэза, синтеза нуклеи­новых кислот, оптими­зации функций нерв­ной системы, липо­тропный фактор	Злокачественная анемия, быстрая утомляемость, де­генеративные изменения нервной системы
Пантотеновая кислота, В3, 4—7 мг	Печень, рыба, яйца, бобовые и зерновые про­дукты	Участие в обмене угле­водов и липидов	Слабость, быстрая утом­ляемость, дерматиты, по­седение и облысение, по­ражение слизистых оболо­чек, невриты, расстройст­ва желудочно-кишечного тракта
Биотин, Н, 100—150 мкг	Печень, почки, сердце, яйца (желток), горох, соя, цветная ка­пуста, грибы	Участие в обмене угле­водов и липидов, опти­мизирует функции нервной системы, кожи	Злокачественная анемия, дерматиты, облысение, потеря аппетита, апатия, сонливость, тошнота, мы­шечные боли

Витамин и рекомендуемые суточные нор­мы потребления для взрослого человека	Основные пищевые источники	Физиологическая роль	Последствия недостаточного потребления
Жирорастворимые витамины
А, ретинол, 1,5 мг	Животные жиры, мясо, рыба, яйца, мо­локо	Участие в образовании зрительных пигментов, адаптация глаз к свету, обеспечение размно­жения, роста и разви­тия, активация иммун­ной системы, участие в с и нтезе гл и коп роте и - нов в слизистых обо­лочках	Нарушение сумеречного зрения, пролиферация и ороговение эпителия, по­вреждение роговицы глаз (ксерофтальмия, керато­маляция), угревая сыпь, нарушение роста волос, снижение иммунитета, репродуктивной функции яичников
D, кальцифе­ролы, 2,5 мкг	Печень рыб, скота, птицы, яйца	Необходим для усвое­ния кальция, фосфора, транспорта их в кости, развития костной тка­ни	В детском возрасте — ра­хит (нарушение остеосин­теза). У взрослых — склонность к переломам, особенно в пожилом и старческом возрасте, мед­ленное срастание перело­мов. Мышечные судороги. Раздражительность
Е, токоферолы, 10-15 мг	Растительные масла, яйца, овощи	Участие в тканевом ды­хании, синтезе поло­вых гормонов, метабо­лизме скелетных мышц, сердца, печени, нервной системы, по­вышает резистентность эритроцитов	Дистрофия скелетных мышц, ослабление поло­вых функций, гемолиз, анемия
К, филлохино* ны, 60—80 мкг	Печень, шпи­нат, томаты, ка­пуста. Синтези­руется микро­флорой кишеч­ника	Участие в синтезе про­тромбина и других про­коагулянтов	Нарушение свертывания крови, склонность к кро­вотечениям и кровотече­ния в желудочно-кишеч­ном тракте, подкожные кровоизлияния

 

9.3.2. Теоретические основы питания

Каждый организм сочетает в себе биохимические признаки, характер­ные только для него, и признаки, общие для данной биологической груп­пы (вид, род, семейство). Это значит, что нет идеальной диеты (диета—ра­цион и режим питания), если она рассчитывается на весь вид, даже при учете возраста, пола, климата, вида трудовой деятельности. Каждому чело­веку необходим индивидуальный набор компон