Пищевых веществ), ккал/сут

Фактические расчеты необходимо проводить с учетом климатических особенностей местности. Так, в холодной климатической зоне калорийность рационов должна быть увеличена на 10-15% (за счет увеличения количества жиров на 5-7%), а в жаркой – уменьшена на 5% (за счет углеводов). Учитывают также степень благоустройства населенных мест.

Помимо этого выделяют группы населения с особыми энергетическими потребностями: это беременные (3200±100 ккал); кормящие женщины (3500±100 ккал); мужчины, занятые очень тяжелым физическим трудом, например, на лесоповале (4500 и более ккал); спортсмены (4500–5000 ккал), а также лица старше 60–70 лет (мужчины 2300–2400 ккал, женщины 2100–2200 ккал).

Физиологические потребности в энергии для детей обычно составляют от 110 до 115 ккал/кг массы тела для детей до 1 года и от 1200 до 2900 ккал/сут для детей старше 1 года.

8.2 Физиологическая роль и гигиеническое значение белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ

Белки, жиры, углеводы, витамины — основные пищевые ве­щества в рационе человека. Пищевыми веществами называют та­кие химические соединения или отдельные элементы, которые необходимы организму для его биологического развития, для нор­мального протекания всех жизненно важных процессов.

Рациональное питание должно не только полностью покрывать энергозатраты организма, но и содержать все необходимые организму нутриенты (пищевые вещества) – белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества и микроэлементы в известных соотношениях.

8.2.1. Углеводы и их производные служат структурным и пластическим материалом, поставщиком энергии и регулируют ряд биохимических процессов.

В клетках животных организмов содержится всего 2-5% углеводов, в растительной же клетке углеводов может содержаться до 90% всего сухого вещества.

Уг­ле­во­ды вса­сы­ва­ют­ся в ки­шеч­ни­ке в ви­де че­ты­рех ос­нов­ных мо­но­са­ха­ри­дов: глю­ко­зы; фрук­то­зы; га­лак­то­зы; ман­но­зы. Большая часть из них при­хо­дит­ся на глю­ко­зу; бо­лее то­го, фрук­то­за, га­лак­то­за и ман­но­за, по­па­дая из ки­шеч­ни­ка че­рез во­рот­ную ве­ну в пе­чень, пре­вра­ща­ют­ся в ней в глю­ко­зу.

Ос­нов­ные пу­ти ис­поль­зо­ва­ния глю­ко­зы:

1. Ка­та­бо­лизм: аэроб­ный гли­ко­лиз (ос­нов­ной путь рас­па­да глю­ко­зы для энер­го­обес­пе­че­ния ра­бо­ты кле­ток); ана­эроб­ный гли­ко­лиз (вре­мен­ный не­пол­ный рас­пад глю­ко­зы с об­ра­зо­ва­ни­ем мо­лоч­ной ки­сло­ты в ус­ло­ви­ях не­хват­ки ки­сло­ро­да; в по­сле­дую­щем, при по­сту­п­ле­нии дос­та­точ­но­го ко­ли­че­ст­ва ки­сло­ро­да, мо­лоч­ная ки­сло­та всту­па­ет на путь аэроб­но­го гли­ко­ли­за); пен­то­зо­фос­фат­ный путь (до­пол­ни­тель­ный путь рас­па­да глю­ко­зы, в про­цес­се ко­то­ро­го об­ра­зу­ют­ся пен­то­зы и не­об­хо­ди­мый для син­те­за ли­пи­дов НАДФH).

2. Де­по­ни­ро­ва­ние в ви­де гли­ко­ге­на (гли­ко­ге­нез). Гли­ко­ген от­кла­ды­ва­ет­ся в по­пе­реч­но­по­ло­са­тых мыш­цах (ске­лет­ных мыш­цах и мио­кар­де) и пе­че­ни. Об­щее ко­ли­че­ст­во гли­ко­ге­на в ор­га­низ­ме дос­ти­га­ет 300—400 г, но лишь 1/5 от это­го ко­ли­че­ст­ва при­хо­дит­ся на до­лю гли­ко­ге­на пе­че­ни, из ко­то­ро­го глю­ко­за мо­жет вы­сво­бо­ж­дать­ся в кровь; гли­ко­ген мышц ис­поль­зу­ет­ся толь­ко са­ми­ми мыш­ца­ми. Гли­ко­ге­на пе­че­ни хва­та­ет на под­дер­жа­ние уров­ня глю­ко­зы в кро­ви в те­че­ние 12—16 ч.

3. Пре­вра­ще­ние в ли­пи­ды (ли­по­ге­нез). При из­бы­точ­ном по­сту­п­ле­нии уг­ле­во­дов, ко­гда за­па­сы гли­ко­ге­на пол­но­стью вос­пол­не­ны, уг­ле­во­ды пре­вра­ща­ют­ся в пе­че­ни в ли­пи­ды, ко­то­рые за­тем по­сту­па­ют в кровь и да­лее от­кла­ды­ва­ют­ся в жи­ро­вой тка­ни.

4. В процессе реакций расщепления глюкозы образуются промежуточные углеводные соединения, входящие в состав ферментов, гормонов, гликопротеидов, некоторых аминокислот (углеродная основа ряда заменимых аминокислот состоит из глюкозы), нуклеиновых кислот, АТФ, липидов, биологических жидкостей (синовиальной жидкости, слюны и др.).

5. Структурная функция. Углеводы входят в состав клеточных мембран, вязких секретов (слизей), защищающих стенки полых внутренних органов от механических повреждений и проникновения микрофлоры, выполняя этим защитную функцию.

6. Регуляторная функция. Взаимодействуя с другими веществами пищи, углеводы влияют на доступность их организму и на потребность организма в этих веществах.

а) Белоксберегающее действие углеводов. Углеводы снижа­ют потребность организма человека в белках, препятствуя ис­пользованию аминокислот в качестве энергетического материала и усиливая посредством инсулина использование аминокис­лот для синтеза белка.

б) Углеводы тесно связаны с липидным обменом. Известно, что «жиры сгорают в огне углеводов», поэтому для нормального липидного обмена необходимо достаточное количество углеводов. При недостаточном их содержании в рационе жиры интенсивнее метаболизируются, в крови накапливаются продукты неполной их утилизации – ацетоновые и кетоновые соединения, выделяемые почками, и наблюдается кетонурия. Однако, полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлоза и др.) задерживают выделение энергии из жиров.

в) Избыточное количество углеводов приводит к их трансформации в жиры и излишнему жирообразованию, особенно в зрелом и пожилом возрасте, а также в условиях гиподинамии.

г) Отмечена связь углеводов с холестериновым обменом. Их избыточное поступление с пищей при нарушенном холестериновом обмене может явиться дополнительным источником биосинтеза холестерина.

д) Известна антитоксическая и дезинтоксикационная функции углеводов. Например, лактоза подавляет гнилостную флору кишечника, целлюлоза, гемицеллюлоза, китозан, хитин способствуют выведению холестерина, гиалуроновая кислота препятствует проникновению бактерий через стенку клетки, пектины связывают различные токсины и соли тяжелых металлов и т.д.

Уда­ле­ние с мо­чой. Глю­ко­за — по­ро­го­вое ве­ще­ст­во (гл. 15), и при нор­маль­ной кон­цен­тра­ции в кро­ви она в мо­че не по­яв­ля­ет­ся. Од­на­ко при не­ко­то­рых (обыч­но па­то­ло­ги­че­ских) ус­ло­ви­ях ее кон­цен­тра­ция в кро­ви мо­жет пре­вы­шать по­ро­го­вый уро­вень, и глю­ко­за уда­ля­ет­ся с мо­чой.

Ис­точ­ни­ки глю­ко­зы.

1. По­сту­п­ле­ние с пи­щей.

2. Рас­пад гли­ко­ге­на пе­че­ни (гли­ко­ге­но­лиз). Этим пу­тем глю­ко­за мо­би­ли­зу­ет­ся бы­ст­ро, но в не­боль­шом ко­ли­че­ст­ве — как уже го­во­ри­лось, ее хва­та­ет на под­дер­жа­ние уров­ня глю­ко­зы в кро­ви при пе­ре­ры­ве ме­ж­ду прие­ма­ми пи­щи по­ряд­ка 12—16 ч.

3. Об­ра­зо­ва­ние из бел­ков и ли­пи­дов (глю­ко­не­о­ге­нез). Этим пу­тем глю­ко­за мо­би­ли­зу­ет­ся су­ще­ст­вен­но мед­лен­нее, но ре­зер­вы глю­ко­не­о­ге­не­за поч­ти не­ис­чер­пае­мы. Имен­но бла­го­да­ря глю­ко­не­о­ге­не­зу под­дер­жи­ва­ет­ся уро­вень глю­ко­зы в кро­ви при дли­тель­ном го­ло­да­нии или без­уг­ле­вод­ной дие­те.

Углеводы усваиваются организмом легче других пищевых веществ: основной обмен на усвоение углеводов возрастает только на 4-7%, что в 1,5-2,5 раза меньше, чем на усвоение жиров, и в 7-10 раз меньше, чем на усвоение белков. В результате превращений в организме углеводов высвобождается энергия. При утилизации организмом 1 г углеводов высвобождается 4,1 ккал (17,165 кДж). Поэтому, одна из основных функций углеводов – энергетическая. За счет углеводов организм человека компенсирует более 50% всех суточных энергозатрат.

Пищевые углеводы подразделяются на:

– моносахариды, которые представлены одной молекулой (рибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза и др.);

– олигосахариды: дисахариды, состоящие из остатков двух моносахаридов (сахароза, лактоза, мальтоза и др); трисахариды, тетрасахариды и др., структура которых представлена остатками от 3 до 10-20 моносахаридов (раффиноза, мелицитоза, мальтотриоза и др.);

– полисахариды: гликоген, крахмал, целлюлоза (клетчатка), гемицеллюлоза, лигнин, амилоза, амилопектин, хитин, китозан, инулин, а также коллоидные полисахариды – пектины, камеди и др.

Все углеводы разделяют на усвояемые и неусвояемые.

К усвояемым углеводам относятся моно-, дисахариды, некоторые полисахариды (гликоген, крахмал и продукты их частичного ферментативного расщепления – декстрины).

Физиологическая потребность организма человека в углеводах зависит в основном от пола, возраста и энергозатрат.

Физиологическая потребность организма человека в углеводах (г/сут)

Помимо физиологического, углеводы (фруктоза, сахароза) имеют большое пищевое значение, в частности, в удовлетворении потребности человека в ощущении сладкого. Различные углеводы значительно расширяют гамму вкусовых особенностей блюд, однако чрезмерное и неограниченное их употребление (в том числе в составе напитков) рассматривается как фактор риска развития ожирения, диабета, атеросклероза и пр.

В настоящее время большое внимание уделяется неусвояемым углеводам - полисахаридам целлюлозе, гемицеллюлозе, пектинам, камедям, слизям, китозану, хитину и др., которые объединены общим названием «пищевые волокна».

Пищевые волокна прежде называли «балластными веществами». Эти углеводы для человека практически не имеют питательной ценности, так как пищеварительные ферменты слюны и желудочно-кишечного тракта не способны их расщеплять, однако часть из них под действием полезной микрофлоры кишечника может разрушаться с образованием жирных кислот и выделением незначительного количества тепла. Вместе с тем, пищевые волокна признаны необходимым компонентом питания, так как они оказывают положительное влияние на метаболические процессы. Полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлоза и др.), попадая в желудочно-кишечный тракт, впитывают влагу, набухают, вызывают раздражение его стенок и этим стимулируют перистальтику желудочно-кишечного тракта, опорожнение толстого кишечника и предупреждают развитие запоров и образование каловых камней.

Пищевые волокна разных продуктов (злаки, бобовые, овощи, фрукты, орехи и др.) отличаются по своему составу, физико-химическим свойствам и поведению в водной среде. Их разделяют на растворимые и нерастворимые пищевые волокна. В пищевых продуктах, как правило, находятся оба вида пищевых волокон. Растворимые пищевые волокна, впитывая влагу, сильно набухают, теряют свою форму и превращаются в слизистую, студнеобразную массу. К ним относятся часть пектинов, камеди, слизи, некоторые фракции гемицеллюлозы, большинство из которых в толстом кишечнике ферментируются под влиянием полезной микрофлоры. Их небольшое количество (от 1 до 3 г на 100 г съедобной части продукта) содержится в яблоках, абрикосах, апельсинах, киви, цветной капусте, моркови, несколько больше (от 4,5 до 7 г на 100 г съедобной части продукта) – в ржаных хлопьях, хлебцах, фундуке.

Нерастворимые пищевые волокна в водной среде также сильно набухают, но сохраняют при этом свою форму. К ним относятся целлюлоза, лигнин, некоторые виды пектинов и гемицеллюлозы. В неочищенных продуктах (злаках, бобовых, овощах, фруктах, орехах) содержание пищевых волокон всегда выше, чем в очищенных.

Биологическое и физиологическое действие пищевых волокон многогранно, и они способствуют:

– созданию, а также ускорению чувства насыщения и предотвращению переедания (впитывая большой объем воды, пищевые волокна увеличивают растяжение стенок желудка, замедляя эвакуацию (удаление) пищи из желудка, что способствует снижению аппетита);

– продвижению пищи по желудочно-кишечному тракту (пища, бедная пищевыми волокнами, может задерживаться в желудочно-кишечном тракте до 3 суток и более, тогда как оптимальное содержание пищевых волокон в рационе обеспечивает сокращение времени пребывания пищи в организме до 1–1,5 суток);

– стимуляции моторной функции толстой кишки;

– увеличению массы содержимого толстой кишки и частоты дефекаций;

– удержанию воды в просвете толстой кишки и улучшению опорожнения кишечника, естественному очищению организма;

– увеличению массы полезной микрофлоры толстого кишечника, которая ферментирует растворимые пищевые волокна, что ведет к изменению рН среды и ингибированию биосинтеза холестерина;

– образованию в результате жизнедеятельности полезной микрофлоры витаминов, аминокислот, особых жирных кислот;

– сорбции (поглощению) и выведению из организма вредных жирных кислот;

– сорбции и выведению из организма желчных кислот, препятствуя этим их всасыванию в тонком кишечнике для повторного биосинтеза печенью холестерина;

– механической сорбции холестерина на поверхности пищевых волокон и выведению его из организма;

– связыванию тяжелыхметаллов (ртуть, свинец, кадмий и т.д.), радионуклидов, эндо- и экзотоксинов, нитрозаминов и других соединений, обладающих канцерогенной активностью, и выведению их из организма;

– замедлению доступа пищеварительных ферментов к моно- и дисахаридам и транспорта их из желудочно-кишечного тракта в кровь;

– стабилизации уровня глюкозы и инсулина в крови;

– снижению риска развития новообразований толстого кишечника.

Кроме этого, пищевые волокна обладают антиоксидантными свойствами.

Растворимые пищевые волокна лучше выводят тяжелые металлы, эндо- и экзотоксины, радиоизотопы, холестерин. Нерастворимые пищевые волокна лучше удерживают воду, способствуют формированию мягкой эластичной массы в кишечнике и улучшают ее выведение из организма.

Организация питания современного человека в развитых странах отличается использованием преимущественно рафинированных, очищенных продуктов, обедненных пищевыми волокнами. В этой связи население испытывает дефицит пищевых волокон, а их поступление в организм в среднем не превышает 12-15 г/сутки.

Рекомендуемое количество пищевых волокон в суточном рационе здорового человека составляет 20 г в день («Методические рекомендации МР 2.3.1.2432–08» от 18.12.2008 г.).

Содержание пищевых волокон в некоторых пищевых продуктах

Белки

Белки – сложные азотсодержащие высокомолекулярные химические соединения, состоящие из различных по своему химическому составу и биологическим свойствам аминокислот. На фоне оптимального уровня их содержания в рационе отмечается наиболее полное проявление в организме биологических свойств других пищевых веществ.

Биологическая роль белков чрезвычайно высока. Они выполняют различные функции. Белки необходимы организму для построения и восстановления всех органов и тканей (пластическая функция). Миозин, коллаген, кератин, актин, родопсин и др. состоят из белка. Они участвуют в образовании гормонов (гормональная функция), ферментов (каталитическая, ферментативная функция), иммунных тел (иммуноглобулины, антитела и др.) и формировании устойчивости организма к неблагоприятным воздействиям факторов окружающей среды (защитная функция). В составе гемоглобина, миоглобина они доставляют кислород, гормоны и питательные вещества в клетки организма и удаляют продукты метаболизма (транспортная функция). Белки принимают участие в процессе свертывания крови. Они определяют тканевую, видовую и индивидуальную особенность организма, лежащую в основе проявления иммунитета и аллергии (функция специфичности). Белки необходимы для сохранения и повышения работоспособности. Кроме того, они выполняют энергетическую функцию (при утилизации белка выделяется 4,1 ккал или 17,165 кДж).

Обратите внимание! Недостаток белков в рационе или нарушение белкового обмена сопровождается неблагоприятными изменениями других видов обмена – водно-солевого, витаминного, жирового и углеводного.

Это приводит к серьезным морфологическим и функциональным изменениям в организме. Наблюдаются задержка роста, развития, снижение массы тела, отеки, которые могут быть ошибочно приняты за прибавку массы тела. Отмечается быстрая утомляемость, снижение умственной и физической работоспособности, нарушение нервно-психических функций, ферментативной активности и функций желудочно-кишечного тракта. Ослабляется условно-рефлекторная деятельность и внутреннее торможение. В железах внутренней секреции (особенно в органах, образующих половые клетки, гипофизе, надпочечниках) изменения принимают атрофический и дегенеративный (изменение клеток или межклеточного вещества) характер, а при восстановлении нормального поступления белка с пищей регенерация их структуры и функции наступает крайне медленно. Происходит задержка роста и развития (формирование центральной нервной системы, половых желез и пр.) у детей. Изменяется структура костной ткани (увеличивается концентрация магния, снижается содержание кальция), наблюдаются ломкость костей, сухость, изменение цвета кожи и слизистых оболочек, ухудшаются углеводный и жировой обмены, создаются условия возникновения гипо- и авитаминозов, заметно снижается иммунобиологическая реактивность и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, острым респираторным и другим инфекционным заболеваниям. Ухудшается усвоение витаминов, особенно витаминов группы В, а также витамина С, потребность в котором резко возрастает из-за его интенсивного разрушения в организме и т.д.

Структурной и функциональной единицей белков является аминокислота. Всего существует 20 наименований аминокислот, из которых каждый организм синтезирует свои собственные белки. Сочетания этих аминокислот в разных комбинациях дает громадное количество вариантов белков, что и определяет разнообразие их специфических особенностей и свойств.

Источниками аминокислот являются пищевые белки продуктов животного (мясо, рыба, молоко, яйца) и растительного происхождения (в основном бобовые и злаки).

Физиологическая потребность организма человека в белке в разном возрасте неодинакова. Самая высокая она у детей. С возрастом интенсивность обменных процессов, рост и развитие постепенно снижаются, уменьшается и потребность в белке (таблица 4.6).