Лекция №10
Тема: Гигиенические основы физиологии и биохимии питания. Пищевая и биологическая ценность продуктов питания.
Питание является одним из важнейших факторов окружающей среды, которое оказывает разнообразное влияние на организм человека, обеспечивает его рост, развитие, сохранение здоровья, трудоспособности и оптимальной продолжительности жизни.
Все это обеспечивается ежедневным, регулируемым приемом пищи с определенным набором пищевых продуктов.
Пищевые продукты представляют собой сложный комплекс химических веществ, которые включают:
I. Питательные вещества:
Пищевые: Белки
Жиры
Углеводы
Витамины
Красители
Дубильные вещества
Ароматические соединения
II. Антипитательные вещества:
Антиаминокислоты
Антиминеральные вещества
Антивитамины и другие
III. Чужеродные вещества (ксенобиотики):
Остаточные количества пестицидов
Радиоактивные вещества
Соли тяжелых металлов
Нитрозамины
Примеси растительного и иного происхождения.
Питательные вещества – это те компоненты, ради которых, собственно и потребляются продукты питания. Пищевые вещества обеспечивают биологические потребности организма в веществах и энергии, а вкусовые обеспечивают определенные органолептические свойства продукта питания (его внешний вид, консистенцию, цвет, запах, вкус и т. д.).
Антипитательные вещества, являясь естественным компонентом пищи, снижают ее биологическую ценность за счет нарушения усвоения соответствующих пищевых веществ. Например, антивитамин аскорбиназа разрушает аскорбиновую кислоту продукта.
Чужеродные вещества (ксенобиотики) не только не обладают полезным биологическим действием, но и могут оказывать на организм неблагоприятное действие. Они попадают в продукты питания в результате нарушений агротехники их выращивания, хранения, транспортировки, использования несоответствующей тары и других причин.
В настоящее время в России отмечается ухудшение структуры и качества питания населения. Так, у 90% обследуемых выявляется дефицит аскорбиновой кислоты, у 30-40% - дефицит витаминов групп В, Е, а также кальция, железа, йода, селена, клетчатки и др.
В некоторых регионах, при анализе химического состава и калорийности рационов питания детей дошкольного возраста выявлено, что дети получают белков меньше нормы на 12-16гр, жиров – на15-32 гр., углеводов – на 28-72гр. Незначительные отклонения в питании ведут к патологии всех органов и систем, а также снижению иммунитета.
С ухудшением экологической обстановки связано загрязнение пищевых продуктов радионуклидами, токсическими элементами, нитросоединениями, пестицидами, антибиотиками, гормонами. Увеличение в рационе питания гидробионтов (ракообразные, моллюски, рыба и т. д.) повысило риск заражения возбудителями паразитарных болезней, ранее регистрируемых в России спорадически. Все это оказывает отрицательное влияние на состояние здоровья детского и взрослого населения.
Одной из причин возникновения таких заболеваний, как, избыточная и недостаточная масса тела, атеросклероз, гипертоническая болезнь, инфаркт миокарда, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки и др. является резкое возрастание потребления концентрированных по белку, животному жиру, кристаллическим углеводам, рафинированных продуктов питания.
Развитие пищевой индустрии и технологии оказало отрицательное влияние на питание. Пшеничные зерна лишились своих оболочек, где сконцентрированы витамины, клетчатка, аминокислоты. Из овощей и фруктов делают концентрированные соки, джемы, уступающие по биологической ценности тому, из чего они были приготовлены. В результате человек пострадал дважды: снизились его адаптационные, защитные возможности и повысилась экологическая нагрузка на его метаболические системы.
Роль структурных компонентов пищи.
Белки. Главной составной частью пищи являются белки. Основное назначение их - построение клеток и тканей, необходимых для роста, развития и осуществления жизненных функций организма. Белки входят в состав иммунных тел, гормонов, ферментов. В желудочно-кишечном тракте белки пищи под влиянием пищеварительных соков расщепляются до более простых соединений – альбумоз и пептонов, а затем до аминокислот. Последние участвуют в образовании новых белков, свойственных организму человека.
Недостаток белков в пище ведет к нарушению обмена веществ, анемии, снижению защитных сил организма, умственной отсталости.
Недостаток белка в организме приводит к развитию алиментарных заболеваний. При длительном недостаточном поступлении белков с пищей у детей развивается заболевание, носящее название болезни Квашиоркор, что означает «болезнь ребенка, отнятого от груди» и переведенное на углеводистое питание с резкой недостаточностью животного белка. Квашиоркор вызывает как стойкие, необратимые изменения конституционного характера (снижение роста, массы тела и др.), так и изменения личности.
Вследствие общей недостаточности белков, жиров, углеводов и других пищевых веществ развиваются алиментарная дистрофия и маразм.
При избыточном количестве белка в кишечнике усиливаются гнилостные процессы, в организме накапливаются продукты неполного окисления белков, с мочой выделяется много азотистых соединений. Это затрудняет работу печени и органов выделения. Излишек белков, особенно животного происхождения, ведет к повышению возбудимости нервной системы, способствует развитию заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ.
Источником белка являются многие продукты животного и растительного происхождения. Наиболее богатые белком продукты: мясо, рыба, яйцо, творог, молоко коровье, из растительных – бобовые, хлеб, крупы, картофель.
Белки животного происхождения считаются полноценными и лучше усваиваются организмом, поскольку в них содержатся незаменимые аминокислоты, необходимые организму. Из 20 аминокислот, образующихся при гидролизе белков, 8 являются незаменимыми, не синтезируются в организме человека: триптофан, лизин, метионин, валин, треонин, лейцин, изолейцин, фенилаланин.
Норма белка в сутки зависит от возраста, пола, вида деятельности, средняя норма белка для взрослого населения – 1,5 гр. на 1 кг веса. Белки животного происхождения должны составлять 60% от общего количества белка.
Жиры. Жир для организма является не только концентрированным источником энергии, но и пластическим материалом, являясь структурной частью клеток и их мембранных систем.
Значение жиров для организма определяется также содержанием в них жирорастворимых витаминов А, Д, Е и ряда биологически активных веществ: липоидофосфатидов, полиненасыщенных жирных кислот, стеаринов. Жиры улучшают вкусовые качества пищи, повышают ее питательную ценность и насыщение организма пищей. Различают животные и растительные жиры. Животные жиры содержат больше насыщенных жирных кислот и с ними связывают повышение содержания холестерина в крови. Ненасыщенные жирные кислоты представлены в растительных маслах, в жире рыб и морских животных.
Продуктом ежедневного потребления должно быть растительное масло. Это источники полиненасыщенных жирных кислот и витамина Е.
Полиненасыщенные жирные кислоты способствуют росту и развитию молодого организма, его сопротивляемости инфекциям, оказывают нормализующее действие на стенки кровеносных сосудов, повышая их эластичность, участвуют в обмене веществ.
При недостатке жира может быть: нарушение ЦНС, ослабление иммунной защиты, кожные поражения в виде дерматитов, экзем, поражение почек, органа зрения.
Избыток жира приводит к ухудшению усвоения других компонентов пищи, тормозит желудочную секрецию и затрудняет переваривание белков, их усвоение, подавляет функции кроветворного, инсулинового аппаратов, щитовидной железы, способствует тромбообразованию, нарушает деятельность нервной системы, обмен веществ, способствует развитию атеросклероза, ожирения, желчно-каменной болезни.
Суточная потребность в жирах составляет 80-100 г в сутки, в том числе 30% растительного происхождения.
Углеводы - это основной источник легкоусвояемой энергии в организме. С их помощью поддерживается необходимая концентрация сахара в крови, регулируется обмен белков и жиров. Углеводы обладают свойством оберегать белки от расхода на энергетические цели, способствуя более полному использованию их по назначению.
Основные источники углеводов – продукты растительного происхождения. Самый концентрированный источник углеводов – сахар (99г на 100г продукта). Много углеводов в меде (72-76 г), варенье, джемах (65-74 г).
В пищевых продуктах углеводы содержатся в виде простых и сложных соединений. К простым относятся моносахариды (глюкоза, фруктоза) и дисахариды (сахароза, лактоза). К сложным углеводам относятся полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).
Моно- и дисахариды легко растворяются в воде, быстро всасываются в пищеварительном канале. Часть глюкозы поступает в печень, где превращается в животный крахмал гликоген. Гликоген – это углеводный запас в организме, который по мере возрастающих потребностей тратится для питания работающих мышц, органов и систем. Избыток углеводов превращается в жир.
Пектиновые вещества и клетчатка способствуют продвижению пищи в кишечнике, адсорбции вредных веществ и удалению их из организма. Источником пектина являются джем, пастила, зефир, мармелад, абрикосы, яблоки, груши, вишня, слива, тыква, морковь.
Недостаток углеводов приводит к снижению уровня глюкозы в крови, нарушению энергетического обмена, распаду тканевых белков, что в итоге приводит к истощению организма.
Избыток ведет к накоплению излишнего жира, понижению сопротивляемости организма болезням, способствует развитию кариеса зубов, аллергизации организма.
Средняя потребность в углеводах равна 300-500г в сутки.
Минеральные вещества. Минеральные вещества – обязательный компонент пищи. Функции минеральных веществ в организме:
-участие в пластических процессах (построение костей скелета, зубной ткани);
-входят в состав ферментов;
-поддерживают кислотно-щелочное равновесие;
-поддерживают нормальный солевой состав крови.
Кальций – макроэлемент, участвует в формировании костей скелета, является постоянной составной частью крови, входит в состав клеточных структур, играет важную роль в свертывании крови, возбудимости нервной системы и мышечной ткани. Резкое снижение кальция приводит к судорогам. Оптимальное усвоение кальция происходит при соотношении кальция и фосфора 1:1,5. Усвояемость кальция зависит также от соотношения с магнием, белком и жиром.
Кальций присутствует в разных продуктах, но его усвояемые формы содержатся преимущественно в молоке и молочных продуктах. При потреблении 500 мл молока человек получает около 1000 мг кальция. Потребность в кальции особенно высока у детей, в организме которых протекают костеобразовательные процессы, а также у женщин – в период беременности и при кормлении грудью, у больных с травмами костей и у туберкулезных больных.
Фосфор входит в состав костной ткани и зубов. Его много и в мышечной ткани. Соединения фосфора играют особенно важную роль в деятельности головного мозга, скелетной и сердечной мышц, потовых желез. Наиболее интенсивно обмен фосфора осуществляется в мышцах. Потребность организма в фосфоре увеличивается при недостатке белков и усиленной физической нагрузке.
Наиболее богаты фосфором молоко и молочные продукты, яйца, мясо и печень, рыба, а также зерновые и бобовые. Богатым источником фосфора являются крупы – овсяная и перловая.
Магний нормализует возбудимость нервной системы. Он обладает противосудорожным и сосудорасширяющим свойствами, а также свойствами стимулировать перистальтику кишечника, повышать желчевыделение, играет большую роль в процессах роста.
Основные источники магния – зерновые и молоко. Магнием богаты крупы, бобовые, пшеничные отруби, урюк, курага, чернослив. Суточная потребность 400 мг в сутки.
Натрий содержится во всех органах, тканях и биологических жидкостях. Это регулятор водного обмена, он играет важную роль в процессах внутриклеточного и межтканевого обменов. Принимает участие в образовании буферных систем, обеспечивающих кислотно-щелочное равновесие. Хлористый натрий участвует в образовании соляной кислоты в желудке. При недостатке натрия поражается ЦНС. Соли натрия участвуют в поддержании осмотического давления цитоплазмы и биологических жидкостей. Основным регулятором содержания натрия в крови и тканевой жидкости являются почки. Резкое ограничение натрия ведет к обезвоживанию организма.
Калий. Вместе с натрием регулирует водный обмен, способствует выведению жидкости из организма, образованию буферных систем, обеспечивающих кислотно-щелочное равновесие. В норме соотношение натрия и калия равно двум. Недостаток калия приводит к общей слабости, повышенной возбудимости мышц, угнетению работы кишечника, нарушению сердечной деятельности.
Продукты богатые калием – курага, соя, фасоль, горох, чернослив, изюм, картофель.
Микроэлементы – элементы, содержащиеся в пищевых продуктах в очень маленьких количествах, но оказывающие активное биологическое действие.
Железо участвует в кроветворении и окислительных процессах. Недостаток железа нарушает иммунитет, снижает содержание гемоглобина. Продукты, богатые железом – печень свиная, говяжья, творог, горох, соя, куриный желток.
Медь участвует в окислительно-восстановительных процессах, связывает микробные токсины и усиливает действие антибиотиков, способствует выработке иммунитета. При недостатке ее развивается анемия.
Продукты, содержащие медь – печень, кальмары, креветки, рыба, желток яйца, гречневая и овсяная крупы, фундук, зелень петрушки, хрен.
Кобальт стимулирует кроветворение, участвует в процессах формирования кости, входит в состав витамина В12 и является исходным материалом для синтеза кишечной микрофлорой этого витамина. При недостатке кобальта развиваются малокровие, потеря аппетита, общая слабость, нарушение кроветворения, бесплодие.
Марганец участвует в формировании костной ткани и процессах роста. Избыточное поступление марганца приводит к изменениям в костях, сходным с рахитом (марганцевый рахит). Соединения марганца важны для деятельности гормонов, ферментов и обмена некоторых витаминов. Он способствует накоплению аскорбиновой кислоты.
Пищевые источники – орехи, коричневый рис, цельное зерно, бобовые. Богатство растений марганцем зависит от его содержания в почве.
Цинк – основная часть сосредоточена в эритроцитах крови. Входит в состав ферментов, гормонов. Недостаток цинка в эмбриональном периоде приводит к развитию уродств плода, пороков сердца.
Продукты, богатые цинком: говяжья и свиная печень, крупа геркулес, пшеничные отруби, птица, рыба, орехи.
Йод входит в состав гормона щитовидной железы. При недостаточном его поступлении в организм развивается гипертрофия щитовидной железы. Йод – элемент нестойкий и при хранении быстро разрушается. Дефицит йода в воде, продуктах – причина эндемического зоба. Источники йода – треска, сельдь, скумбрия, хек, капуста морская.
Селен входит в состав многих ферментов, защищающих организм от свободных радикалов; необходим для роста костей, образовании соединительной ткани и усвоения железа.
Пищевые источники – американский орех, мясо и ливер, водоросли, рыба и морепродукты, грибы, чеснок; бывает много в авокадо, цельном зерне и бобовых, но содержание в них селена зависит от богатства им почвы.
Витамины – вещества высокобиологического действия, принимают участие во всех жизненно важных биохимических процессах.
Витамин С (аскорбиновая кислота) участвует в окислительно-воссановительных процессах, уплотняет стенки капилляров, нормализует проницаемость сосудистой стенки, ее прочность и эластичность, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям. Способствует лучшему усвоению железа и нормальному кроветворению.
Недостаток витамина С ведет к кровоточивости десен и мелким подкожным кровоизлияниям (петехии), утомляемости, слабости, частым заболеваниям. Пищевые источники – черная смородина, шиповник, цитрусовые, капуста, облепиха, и др. Источники повседневного получения витамина С – картофель, томат, капуста. Оптимальная суточная доза – 200 мг. Избыток: дозы свыше 1000 мг/сутки чреваты желудочными расстройствами и диареей. Такие количества аскорбиновой кислоты ухудшают всасывание меди и способствуют образованию почечных камней.
Витамин А (ретинол) и его провитаминная форма –каротин - необходим для роста; формирует защитные свойства кожных покровов и слизистых оболочек дыхательной, пищеварительной и мочеполовой систем. Специфическая роль заключается в регулировании образования зрительного пурпура в сетчатке глаз. При недостатке развивается «куриная слепота», поражается кожа и слизистые оболочки в виде сухости, шелушения, повышенной ранимости, волосы становятся сухими и ломкими. Слабый недостаток особенно часто наблюдается у пожилых людей при неполноценном питании. Рекомендуемая суточная норма витамина А составляет 600 мкг для женщин и 700 мкг для мужчин. Сильные передозировки витамина А опасны. К симптомам интоксикации витамином А относятся сухость и растрескивание кожи, ломкость ногтей, выпадение волос, кровоточивость десен, потеря веса, раздражительность, упадок сил, тошнота. Пищевые источники: печень трески, желток яиц, сливочное масло, икра, желтые, оранжевые, красные и темно-зеленые овощи и фрукты, которые содержат много каротиноидов. По мере необходимости каратиноиды в организме превращаются в витамин А. Лучше всего получать витамин А из каратиноидов, в этом случае передозировка исключена. Пищевое отравление витамином А возможно при избытке в меню жирной рыбы или печени.
Витамин Д (эргокальциферол) регулирует обмен кальция и фосфора, стимулирует рост и формирование костей, участвует в регулировании тканевого дыхания и окислительно-восстановительных процессах.
Дефицит витамина Д чреват у взрослых остеопорозом и остеомаляцией («размягчением» костей). Раньше недостаток витамина Д наблюдался у детей и вел к рахиту, который сейчас встречается редко благодаря улучшению питания и медицинского контроля за малышами.
Избыток. Лишний витамин Д собственного производства организм легко выводит с мочой. Прием кальциферола в виде добавок весьма нежелателен.
Больше всего витамина Д в жирной рыбе (сельди, лососе, тунце), желтке, печени трески, рыбьем жире, молоке, сливочном масле.
Витамин Е (токоферола ацетат) ценится, прежде всего, как антиоксидант. Он укрепляет иммунную систему и облегчает усвоение организмом витамина К и селена, повышает устойчивость к любым токсинам (например, табачному дыму, другим атмосферным загрязнителям), замедляет старение тканей организма. Этот витамин защищает от сердечно-сосудистых заболеваний, включая инсульт и инфаркт миокарда, поскольку препятствует образованию атеросклеротических бляшек и тромбов.
Непосредственные симптомы недостатка витамина Е – неврологические проблемы, мышечная дистрофия и анемия из-за преждевременного разрушения красных кровяных телец (эритроцитов).
Пищевые источники: на первом месте масло пшеничных зародышей, его очень много в орехах (миндале, фундуке, семечках подсолнечника. К неплохим источникам можно отнести листовые овощи, цельнозерновые продукты, яйца.
Витамин К необходим для выработки протромбина, без которого нарушается процесс нормального свертывания крови. Без этого витамина человек может истечь кровью. Он также защищает кости, сохраняя их нормальное строение. У здоровых людей дефицит витамина К встречается редко, так как вырабатывается бактериями кишечника. Недостаток витамина К может вызваться при нарушениях процессов всасывания, массивном лечении антибиотиками и сульфаниламидными препаратами. Основные источники – листовая зелень (салат, шпинат, капуста брюссельская), крапива, горох. Некоторое количество витамина К содержится в фисташках, растительных маслах, мясе и молочных продуктах.
Витамин В1(тиамин) оказывает регулирующее влияние на обменные процессы, на функции нервной системы, желудочно-кишечного тракта. Недостаток приводит к быстрой утомляемости, полиневритам, нарушению желудочно-кишечной деятельности, болезни бери-бери. Продукты – зерновые, дрожжи, печень, бобовые. При употреблении достаточного количества ржаного хлеба потребность в витамине В1 удовлетворяется полностью.
Витамин В2 (рибофлавин) участвует в окислительно-восстановительных процессах, принимает участие в образовании гемоглобина. Недостаток приводит к выпадению волос, заболеванию роговицы и хрусталика глаза, трещинам и язвочкам в углах рта, хейлозу (вертикальные трещины губ с отечностью и гиперемией, чаще центральной части нижней губы), стоматиту, глосситу. Продукты – молочные продукты, печень, дрожжи, орехи, яйца.
Витамин РР (никотинамид ниацин) участвует в обмене аминокислот и белков, оказывает влияние на тонус кровеносных сосудов. Недостаток вызывает пеллагру (шершавая кожа), проявляется симптомами: диарея, дерматит, деменция. Продукты – дрожжи, печень свиная, отруби пшеничные, куры, печень говяжья, хлеб пшеничный, сельдь, овощи.