Конспект лекций

1 Основы рационального питания

1. Биохимия пищеварения.

2. Основы рационального питания. Энергетическая и пищевая ценность продуктов питания.

3. Теории питания.

1.1 Биохимия пищеварения

Питание – это сложный процесс поступления, переваривания, всасывания, ассимиляции в организме пищевых веществ, необходимых для покрытия его энергетических затрат, построения новых и возобновления погибших клеток и тканей тела, а также для регуляции процессов, протекающих в живом организме.

В процессе питания факторы внешней среды (продукты питания), вступая в контакт с пищеварительными органами, целенаправленно изменяются под действием пищеварительных ферментов, поступают в лимфу и кровь, превращаются в факторы внутренней среды организма, его клеток и тканей, т.е. усваиваются. Этот процесс называется ассимиляцией. Одновременно с созданием клеток и тканей в организме постоянно происходит частичное их разрушение. Процесс распада веществ, входящих в состав клеток и тканей, называется диссимиляцией и происходит с выделением энергии, затрачиваемой на все виды работы органов. Оба процесса находятся в тесной взаимосвязи, совокупность их называется обмен веществ.

У взрослого организма при постоянных жизненных условиях, эти процессы ассимиляции и диссимиляции находятся в состоянии динамического равновесия. Если по каким - либо причинам, в течение длительного времени нарушается равновесие между поступлением веществ, синтезом и выделением веществ из организма, т.е. если нарушается обмен веществ, то возникают такие заболевания, как атеросклероз, избыточная полнота, преждевременное старение.

Продукты, употребляемые человеком в пищу в натуральном или переработанном виде (пищевые продукты), представляют собой сложные системы с единой внутренней структурой и общими физико-химическими свойствами.

Все вещества, которые могут быть обнаружены в составе пищевого продукта, в обобщенном виде подразделяют на три основных класса: два класса собственно пищевых ( алиментарных: от англ. alimеntary- пищевой, питательный) веществ – макро- и микронутриенты и класс непищевых ( неалиментарных) веществ.

Группу главных пищевых веществ по международной классификации называемых макронутриентами (нутриенты – от слова nutrition – питание) составляют белки, жиры, углеводы. Это главные источники энергии и питательных веществ для организма.

В состав пищевых продуктов входят также биологически активные вещества витамины, ферменты, минеральные вещества, которые в международной классификации получили название - микронутриенты.

Вещества, содержащиеся в пищевых продуктах, но не используемые организмом в процессе жизнедеятельности, получили название неалиментарных. К ним относятся вещества вкуса и запаха, пищевые красители, структурообразователи, консерванты, антиоксиданты и т.п.

Среди макро- и микронутриетов есть группа веществ, которые организм может получать только с пищей. Такие вещества получили название эссенциальных ( незаменимых).

Успехи современной науки дали возможность установить общие закономерности строения и функционирования тех систем, которые обеспечивают ассимиляцию компонентов пищи нашим организмом. Это относится как к экзотрофии так и к эндотрофии. Процесс экзотрофии - это превращение в организме тех компонентов, которые поступают извне (с пищей). Эндотрофия – это превращение в организме тех веществ, которые поступают в организм из его запасов (излишки жиров, белки, углеводы), т.е. соединений, которые образовались из поступающих извне веществ и за счет микрофлоры кишечника.

Каждый из этих процессов разделяется на два этапа:

• пищеварение – деполимеризация основных компонентов пищи: белков, углеводов, липидов, которые являются макронутриентами. Деполимеризация макронутриентов в организме идет с помощью ферментов, главным образом, гидролаз: протеаз, липаз, амилаз;

• процесс транспорта образовавшихся веществ в клетку (всасывание). Наряду с этим идет также процесс всасывания поступивших в организм веществ, которые не подвергаются деполимеризации. Это микронутриенты – минеральные элементы, витамины.

Существует три вида пищеварения:

• внеклеточное (полостное);

• внутриклеточное;

• мембранное.

Основной вид пищеварения - внеклеточное, происходит в желудочно-кишечном тракте и представляет собой очень сложный процесс, при котором пища подвергается физическим и химическим изменениям, способствующим всасыванию пищевых веществ в кровь.

Физические изменения пищи заключаются в ее размельчении, перемешивании, образовании суспензий и эмульсий и в ее частичном растворении. Химические изменения связаны с рядом последовательных стадий расщепления белков, жиров и углеводов на все более мелкие соединения. Это происходит в результате действия пищеварительных гидролитических ферментов. В каждом отсеке желудочно-кишечного тракта идет свой процесс, работает своя группа ферментов. Эти ферменты образуются в секреторных клетках пищеварительных желез, поступают вместе со слюной, желудочным, поджелудочным и кишечным соками.

В ходе основных этапов пищеварения идут: механические процессы, коллоидные, физико-химические, химические.

Переработка пищи начинается в ротовой полости. Здесь пища измельчается в процессе жевания, смачивается слюной и набухает, в результате чего формируется пищевой комок. В полости рта пища находится 15-25 секунд. В слюне человека содержатся ферменты, вызывающие расщепление углеводов до глюкозы. Под действием фермента птиалина (амилазы) происходит частичное превращение крахмала сначала в декстрины, а затем в дисахарид мальтозу. Второй фермент мальтаза расщепляет мальтозу на две молекулы глюкозы.

( С₆Н₁₀О₅) n птиалин ( С₆Н₁₀О₅) n₁ птиалин С₁₂Н₂₂О₁₁ мальтаза С₆Н₁₂О₆

Со слюной в ротовую полость поступает некоторое количество липазы и начинается в очень небольших количествах гидролиз жиров.

Комок пищи попадает в глотку, затем в пищевод и желудок. Без глотательных движений вход из пищевода в желудок закрыт. При некоторых патологических состояниях вход в желудок во время пищеварения остается не полностью закрытым и кислое содержимое желудка может попадать в пищевод – ощущение – изжога.

В желудке происходит смачивание, проникновение желудочного сока в пищевой комок. Меняется рН среды. В ротовой полости рН составляет 7-7,5. По мере проникновения кислого желудочного сока содержащего 0,4-0,5% соляной кислоты, рН уменьшается до 1-3.

Желудочный сок содержит протеазы и липазу. Протеазами желудочного сока являются пепсин, гастриксин и желатиназа. Пепсин и гастриксин расщепляют белки до полипептидов различной степени сложности. Желатиназа расщепляет желатин – белок, содержащийся в соединительной ткани (хрящи, сухожилия).

Большую роль играет соляная кислота, она:

• создает рН, оптимальное для действия пепсина и гастриксина;

• вызывает набухание белков;

• вызывает денатурацию белков;

• способствует створаживанию молока.

У взрослых людей желудочная липаза не имеет существенного значения в пищеварении, т.к. она действует только на эмульгированные жиры. В желудке продолжается частичное расщепление крахмала, начавшееся в ротовой полости под действием амилаз слюны. Деполимеризация углеводов идет до тех пор, пока в комке пищи не образуется кислая среда, это 30-40 мин. Затем процесс прекращается. Пища находится в желудке 6-8 и более часов.

В двенадцатиперстной кишке пища подвергается действию поджелудочного сока (панкреатического сока), желчи, а также сока, находящихся в слизистой оболочке этой кишки специальных желез.

Поджелудочный сок имеет рН 7,8-8,4, т.к. содержит бикарбонаты, создающие щелочную среду. В нем широко представлены ферменты, расщепляющие белки и полипептиды, которые работают в щелочной среде – трипсин, химотрипсин, эластаза, карбоксипептидазы и аминопептидазы. Кроме того, присутствует липаза, расщепляющая эмульгированные желчными кислотами жиры на глицерин и жирные кислоты. Из печени в двенадцатиперстную кишку поступает желчь, которая резко повышает активность липазы, эмульгирует жиры; участвует во всасывании жирных кислот; усиливает перистальтику кишечника.

Кроме того, в поджелудочном соке присутствует амилаза, заканчивающая полное расщепление крахмала до дисахарида – мальтозы; рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза, расщепляющие собственно рибонуклеиновые и дезоксирибонуклеиновые кислоты

Железы тонкого кишечника секретируют кишечный сок, имеющий щелочную реакцию. Кишечный сок содержит энтерокиназу, которая является ферментом – активатором всех протеолитических ферментов поджелудочного сока, и ферменты расщепляющие дисахариды до моносахаридов.

В тонком кишечнике идут:

• разрушение дисахаридов с образованием моноз;

• расщепление дипептидов до аминокислот;

• завершается разрушение липидов с образованием жирных кислот и глицерина;

• здесь же начинает работать микрофлора.

Кроме полостного пищеварения, осуществляемого ферментами, в полости тонкого кишечника большое значение имеет начинающееся мембранное или пристеночное пищеварение, осуществляемое теми же ферментами, но находящимися на внутренней поверхности тонкой кишки. Почему мембранное пищеварение начинается здесь?

Площадь поверхности тонкого кишечника у среднего человека достигает 180м² за счет наличия микроворсинок - мельчайших нитевидных отростков. На этой поверхности идут не только процессы мембранного переваривания, но и всасывание в кровь и лимфу образовавшихся низкомолекулярных соединений: аминокислот, глицерина, жирных кислот и некоторых других соединений.

Всосавшиеся в кишечнике продукты расщепления пищевых веществ попадают в кровь воротной вены, которая поступает в печень. В печени происходит дальнейшее превращение веществ. В частности, происходит обмен аминокислот, в том числе синтез заменимых аминокислот. Печень выполняет так же обезвреживающую роль по отношению к ядовитым веществам. Эта детоксикация ядовитых веществ происходит обычно путём окисления чужеродных ядовитых веществ в клетках печени и тем самым переводом их в менее опасные соединения.

Толстые кишки являются местом обитания различных микроорганизмов, которые используют для своего питания непереваренные остатки пищи человека. Микрофлора кишечника создает целый поток веществ. В результате её деятельности образуются органические кислоты (молочная, пропионовая, масляная и др.), а так же некоторые ядовитые вещества (фенол, индол и др.), обезвреживающиеся в печени.

Ключевыми функциями кишечной микрофлоры являются:

- синтез витаминов группы В, фолиевой и пантотеновой кислот, витаминов Н и К;

- метаболизм желчных кислот с образованием нетоксичных метаболитов;

- утилизация в качестве питательного субстрата некоторых токсичных для организма продуктов пищеварения;

- стимуляция иммунной реактивности организма.

На признании микрофлоры кишечника важной частью пищеварения основываются некоторые постулаты теории адекватного питания.