Углеводы. Углеводы, одна из основных и важнейших групп пищевых веществ

Углеводы, одна из основных и важнейших групп пищевых веществ. Основное их значение в питании человека — энергетическое снабжение организма: они обеспечивают более половины суточной калорийности пищевого рациона. По своей энергетической ценности углеводы равноценны белкам (1 г углеводов при сгорании в организме освобождает 4 ккал). Они используются в качестве энергетического материала для любой деятельности человека, связанной с физической работой, поэтому при всех видах физического труда отмечается повышенная потребность в них. Доля углеводов при смешанном питании человека в среднем в 4 раза превышает долю белков и жиров, поэтому питание имеет выраженную углеводную ориентацию.

Обмен углеводов связан с обменом жиров. Если энергозатраты высоки и не компенсируются углеводами пищи, в организме начинается образование сахара из жира. В то же время ограниченная способность углеводов запасаться в организме влечет за собой относительно легкое превращение их избыточного количества в жир, который накапливается в жировых депо. В современных условиях в связи с повсеместным сокращением объема мышечной работы снизились энергозатраты, соответственно снизилась и средняя потребность в углеводах. Наиболее низкую потребность в углеводах испытывают люди умственного труда, ведущие малоподвижный образ жизни.

Норма потребления углеводов, считавшаяся ранее вполне нормальной, сегодня становится избыточной, что, естественно, приводит к повышенному жирообразованию, то есть к избыточной массе тела. Весьма важным обстоятельством является и то, что обмен углеводов тесно связан с обменом белка: достаточное поступление углеводов с пищей и их легкая усвояемость обеспечивают минимальное расходование белка, а малое поступление углеводов в организм приводит к его усиленному расходу и возможному развитию белково-энергетической недостаточности.

Источниками углеводов в питании человека служат зерновые продукты, содержание углеводов в которых составляет не менее 75% сухого вещества. Значение животных продуктов как источника углеводов несущественно: гликоген в незначительных количествах содержат печень и мясо; лактоза (молочный сахар) содержится только в молоке в количестве около 5%.

Суточное потребление углеводов составляет примерно 350-500 г. Углеводы пищевых продуктов в зависимости от химической структуры, скорости усвоения и использования делятся на простые (моносахариды и дисахариды) и сложные (полисахариды). Простые углеводы при поступлении в организм быстро поступают в кровь и при необходимости окисляются с выделением энергии. Сложные сахара используются медленнее. Кроме того, углеводы можно разделить на рафинированные и нерафинированные (защищенные). Рафинированные углеводы — это сахара, освобожденные от сопутствующих примесей в процессе очистки. Продукты на основе рафинированных углеводов очень легко усваиваются в организме, что в большей степени способствует формированию избыточного веса, нарушению холестеринового и жирового обмена. Источники рафинированных углеводов — свекловичный и тростниковый сахар, все виды кондитерских изделий, изделий из высших сортов пшеничной муки, концентраты, смеси и изделия из зерновых. К источникам защищенных углеводов относятся растительные продукты, в которых углеводы представлены преимущественно крахмалом с сопутствующей клетчаткой (не менее 0,4%), что защищает крахмал от быстрого воздействия пищеварительных ферментов и создает тем самым условия для их медленного переваривания и меньшего использования для жирообразования. Источники защищенных углеводов — хлебные изделия из муки, приготовленной из цельного зерна, крахмал картофеля, большинство овощей, фруктов и ягод.

Витамины представляют собой биологически активные органические соединения, имеющие большое значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма. Они повышают физическую и умственную работоспособность человека, способствуют устойчивости организма к различным заболеваниям, благодаря чему могут рассматриваться как важное средство их профилактики.

Большинство витаминов не синтезируется в организме человека, поэтому необходимо их постоянное поступление с пищевыми продуктами или в виде витаминных препаратов.

При недостатке витаминов в пищевом рационе у человека развивается гиповитаминоз, характеризующийся ухудшением общего самочувствия, быстрой утомляемостью, снижением защитных сил организма. Гиповитаминозные состояния наблюдаются чаще зимой и весной, что связано с недостаточным содержанием витаминов в продуктах питания именно в эти времена года.

Витамины выпускаются промышленностью в виде специальных препаратов. Однако в рациональном питании следует отдавать предпочтение естественным источникам витаминов — продуктам питания и лишь при необходимости вследствие повышенной потребности в витаминах прибегать к витаминным препаратам.

Витамин А (ретинол)

Группа жирорастворимых витаминов, которую составляют три формы витамина А (ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота), обеспечивающие свойственное этому витамину комплексное биологическое действие. Учитывая нахождение этих форм в одних и тех же продуктах питания (животного происхождения), их традиционно объединяют единым названием ретинол или витамин А. Ретинол оказывает нормализующее влияние на процессы роста, в том числе на рост и формирование скелета, обеспечивает оптимальное структурное и функциональное состояние эпителиальных клеток кожи, желез и слизистых оболочек, выстилающих поверхности и полости тела. Исключительно важным является вхождение его в химические структуры светорецепторов органа зрения, обеспечивающих возможность видеть в вечерние сумерки и ночью и быструю адаптацию к темноте. Витамин А повышает сопротивляемость организма различным экстремальным факторам и выносливость к нагрузкам. Сочетание его с витамином С является противосклеротическим фактором.

Недостаток ретинола в организме вызывает перерождение эпителия кожи и слизистых оболочек. Слизистые покровы верхних дыхательных путей, почек, мочевыводящих протоков, пищеварительных желез и других органов и систем становятся более проницаемыми для возбудителей болезней, снижается уровень их функциональной организации. Длительный недостаток витамина проявляется клиническими признаками, такими как бледность и сухость кожи, ее шелушение и гнойничковые поражения, угри, ороговение и гусиная кожа. Наиболее же характерным проявлением гипо- и авитаминоза является ухудшение зрения.

Содержание ретинола в основных продуктах питания сильно колеблется. В молоке его 0,02 г в 100 мл, в сливочном масле — 0,5 мг на 100 г продукта (0,5 мг%). Значительное количество этого витамина в свиной и говяжьей печени, в яйцах его 0,35 мг%. Хорошим источником ретинола для человека является провитамин каротин, содержащийся в оранжево-красных и листовых овощах. Среди них в первую очередь заслуживает внимания красная морковь, наличие каротина в которой достигает 9 мг%. В шпинате его 4,5, в перце красном сладком 2,0, столько же в зеленом луке и луке порее, в салате 1,75, в томате грунтовом 1,2, в перце зеленом сладком и укропе 1 мг%. Поступавший в организм каротин превращается в биологически деятельную форму (витамин А). Этому процессу способствует прием продуктов — витаминоносителей с жирами, их термическая обработка. Хорошим вариантом является поджаривание на сливочном масле (витамин А и каротин устойчивы к воздействию высокой температуры). При некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени и поджелудочной железы превращение каротина в витамин А нарушается, что может быть эндогенной (внутренней) причиной его недостаточности.

Потребность взрослого человека в витамине А составляет до 1,5 мг в сутки. Следует помнить, однако, и о вреде его избыточного приема в виде лекарственных препаратов.

Витамин Д (кальциферолы)

Витамин Д участвует в гомеостазе кальция, действуя на кишечник и кости. Он выполняет свою активную функцию в виде метаболита кальцийтриола, образуемого в почках под влиянием паратиреоидного гормона. В кишечнике витамин Д регулирует всасывание кальция и фосфата. В костях он имеет особое значение для минерализации вновь образующейся ткани. Витамин Д имеет также значение для регуляции обмена веществ в костной ткани, что является основой его эффекта при остеопорозе. По-видимому, он участвует также в росте клеток и их дифференциации, т.к. рецепторы витамина Д были обнаружены во многих клетках млекопитающих, включая опухолевые клетки.

Витамин Д2 (эргокальциферол) имеется в растительном масле, в меньшей степени — в молоке. Он всасывается в тонкой кишке и в печени преобразуется в 25-гидроксиэргокальциферол.

Витамин Д3 (холекальциферо) образуется из 7-дегидрохолестерина в коже млекопитающих под влиянием ультрафиолетового излучения. Холекальциферол всасывается также в тонкой кишке и метаболизируется в печени в 25-гидроксихолекальциферол. Последний циркулирует в крови в связанном с белком состоянии. У человека витамины Д2 и Д3 обладают одинаковым свойством. Они содержатся в рыбьем жире, яйцах, масле, витаминизированном маргарине, в меньшей степени — сыре и мясе.

Кальцитриол, или 1,25-дигидроксихолекальциферол, является активным метаболитом витамина Д. Его активность стимулируется паращитовидным гормоном. Считают, что его дефицит является причиной остеомаляции и гиперпаратиреоза при почечной недостаточности. Низкий уровень кальция обусловливает повышение секреции паратгормона в результате механизма обратной связи.

Значение витамина Д в организме. Его активные метаболиты (например, кальцитриол) усиливают всасывание в кишечнике кальция и других элементов. Транспорт кальция через клетки кишечника является активным процессом, одновременно усиливается всасывание фосфора. В точках роста костей кальций вступает в связь с неорганическими фосфатами. Остеобласты используют фосфат кальция для новообразования костной ткани. В растущей кости новый хрящ образуется в эпифизах, тогда как в диафизарных концах хряща он дегенерирует. Именно здесь имеется потребность в фосфате кальция. Когда хрящ исчезает, эпифиз и диафиз сливаются.

В отсутствие витамина Д нормальная кальцификация не происходит. Кальцификация в периосте также нарушается. Эпифизы увеличиваются, кости размягчаются, и возможно развитие тетании в результате недостатка ионизированного кальция в плазме. Ранним признаком дефицита витамина Д является повышение активности сывороточной щелочной фосфатазы. Этот фермент образуется остеобластами в остеоидной ткани. Витамин помогает задержке кальция и фосфатов путем усиления реабсорбции в проксимальных канальцах почек. Возможно, что темная окраска кожи человека в экваториальных странах имеет значение для уменьшения синтеза избыточного количества витамина Д. В то же время лица с темной кожей, по-видимому, больше страдают от рахита, если в диете недостаточно витамина Д, чем в странах с умеренным климатом. Концентрация ионизированного кальция в крови регулирует секрецию паратгормона. Низкий уровень кальция обусловливает повышение паратгормона и, следовательно, увеличивает продукцию 1,25-дигидроксивитамина Д3. Это увеличивает всасывание кальция и фосфора в кишечнике. Паратгормон действует на кость, увеличивая скорость резорбции кальция и фосфора, особенно в старых участках, где остеобласты и остеоциты активизированы, а синтез коллагена заторможен. В почках паратгормон увеличивает реабсорбцию кальция в канальцах и повышает экскрецию почками неорганического фосфата на всех участках канальцев.

Ежедневная потребность в витамине Д составляет 400 МЕ (10 мкг) в возрасте 6 месяцев, 600 МЕ в 3 года и 800 МЕ старше 3 лет. У взрослых за исключением периода беременности и лактации потребность в витамине Д составляет 100 МЕ (2,5 мкг). Продолжительный прием противосудорожных средств и барбитуратов сопровождается повышением потребности в витамине Д. Витамин Д в целом очень стабилен и мало теряется при переработке и хранении продуктов.

Состояния с дефицитом витамина Д достаточно разнообразны. Дефицит витамина Д у детей ведет к рахиту, а у взрослых к остеомаляции. После гастрэктомии может быть нарушено всасывание витамина Д и кальция. При послеоперационном гипопаратиреоидизме возникает гипофосфатемия, гипокальциемия и низкое содержание в сыворотке витамина Д3. При хронической почечной недостаточности нарушается образование активной формы витамина — 1.25-дигидроксивитамина Д3. В результате развивается почечная остеодистрофия (почечный рахит). Иногда возникает гипокальциемия, которая приводит к избыточной активности паращитовидных желез с их гиперплазией. Возможна остеомаляция в результате действия паратгормона и одновременно метастатическая кальцификация. При проведении программного гемодиализа возникает необычная форма остеомаляции. В дополнение к дефициту 1,25-дигидроксивитамина Д3 и задержке фосфора может быть избыток алюминия в растворе диализата.

Витамин Е (токоферолы)

Витамин Е нормализует мышечную деятельность, предотвращая развитие мышечной слабости и утомления. Этот витамин тесно связан с функцией эндокринной системы, особенно половых желез, щитовидной железы, гипофиза. Содержится витамин Е в продуктах растительного и животного происхождения. Много его в растительных маслах, в частности в хлопковом, подсолнечном, соевом. В небольшом количестве витамин Е находится в овощах, бобовых, молоке, сливочном масле, куриных яйцах, мясе, рыбе.

Дневная норма потребления для взрослых составляет 10 мг витамина Е в день. К настоящему времени не зарегистрировано ни одного случая Е-гипервитаминоза. Не имеется публикаций о мутагенном, тератогенном или канцерогенном действии витамина Е.