1.2. Характеристика отдельных пищевых компонентов
Белки – биополимеры, цепи которых построены из аминокислот, способны образовывать комплексы с различными веществами. Ими богаты продукты животного и растительного происхождения, а именно мясо, рыба, яйцо, молоко и особенно его производные (творог, сыр, кефир), хлеб ржаной, бобовые, картофель, гречиха. На потребности в вышеуказанных полимерах сказываются климатические условия, характер трудовой деятельности, возраст, физиологическое состояние организма, стрессы, наличие заболеваний. По данным ВОЗ для взрослых она составляет 0,60 г/кг массы в сутки; при беременности во время II и III триместров дополнительно требуется 6,0 г протеинов в сутки, во время лактации – 15,0 г. Для младенцев эти величины варьируют– от 2,3 до 1,8 г/кг массы тела от 0 до 6 месяцев, а от 6 месяцев и до года – от 1,5 до 1,2 г/кг массы тела, детям старше года необходимо вводить 0,80 г/кг массы в сутки. Пищевая ценность протеинов обусловлена их химическим составом. Часть необходимых аминокислот не способна синтезироваться в организме человека – поэтому их называют незаменимыми. Отсюда, пищевым белкам, включающим полный набор необходимых мономеров и в тех пропорциях, которые требуются клеткам человека, присвоен термин – «полноценные». Их содержат, в первую очередь, продукты животного происхождения.
Немаловажное значение имеет так называемая биодоступность – способность всасываться в кишечнике. Оказывается наиболее полноценными являются протеины куриных яиц (усваивается 100%), кефира (до 90%), молока (до 83%), говядины (до 76%), творога (до 75%), в меньшей степени это характерно для растительных белков: данный показатель для «Геркулеса» составляет около 70%, для пшеничной муки – 50%, овощей, корнеплодов – 20 – 50%.
Следует заметить, что не существует идеальных по составу полипептидов, отсюда продукты должны дополнять друг друга, например, комбинироваться молочные и растительные источники. Неоднозначно действует и термическая обработка: белки куриных яиц лучше усваиваются после варки, а в подобных компонентах молока при кипячении разрушаются некоторые незаменимые аминокислоты (лизин, метионин), ухудшается биодоступность казеина.
Трудно переоценить значение пищевых белков. Продукты их гидролиза – аминокислоты – являются кирпичиками в синтезе тканевых протеинов, выполняющих в организме пластическую, каталитическую, регуляторную, зрительную, сократительную, иммунную, транспортную и другие жизненно важные функции. Но их роль не ограничивается генезом биополимеров. Из аминокислот образуются гормоны, медиаторы, пигменты (гем, меланины), нуклеотиды, креатин (который в виде креатинфосфата служит депо энергии, в первую очередь, в мышечной ткани), азотистые основания, входящие в состав многочисленных липидов и т.д.
Поэтому, естественно, что пищевой дефицит белков грозит развитием самых разнообразных страданий.
Но и систематическое их переедание, особенно в составе продуктов животного происхождения, также опасно. Согласно выводам экспертов ВОЗ, около 60% онкологических больных принадлежат к «мясоедам». Подобная погрешность в питании может провоцировать не только возникновение онкологических заболеваний, но и подавлять естественный иммунитет, усиливать процессы гниения в желудочно-кишечном тракте, усложнять работу ЦНС, печени и почек образующимися азотистыми шлаками. Мало того, увеличивается вероятность поражения сосудистых стенок атеросклеротическими бляшками.
С 1-го июня 2004 года на прилавках магазинов появились продукты с новой маркировкой. Отныне производители обязаны информировать покупателя о том, что в товаре содержится генетически модифицированный белок, если его больше 0,9%.
Что же такое генетически модифицированные источники (ГМИ)? Учёные-генетики вычленяют из цепи ДНК донора необходимый ген, затем вставляют его в хромосому реципиента, создавая организм с запрограммированными свойствами. Например, чтобы пшеница легче переносила засуху, ей привили ген скорпиона, помидору для повышения морозоустойчивости – ген норвежской сельди, а клубнике, чтобы она дольше хранилась – ген камбалы. Но как скажется потребление подобных продуктов? Многие исследователи предполагают, что трансгены могут вызвать аллергию, рак, анемию, дистрофию. Высока вероятность развития микрофлоры кишечника, резистентной к антибиотикам, в результате никакие представители последних не будут действовать на инфекции человека. Кроме того возможно, что неблагоприятные последствия проявятся по прошествии определённого времени или даже в следующем поколении.
Поэтому маркировкой ГМИ и должны быть отмечены как минимум 40% пищевых товаров (соков, картофеля, кукурузы, помидоров; содержащих их конфет, колбас, кетчупов, чипсов, детских смесей и т.д.).
Липиды – обычно плохо растворимые в воде соединения, и, как правило, включающие в свой состав высшие жирные кислоты (ВЖК) и / или высшие спирты. Они являются обязательной составной частью сбалансированного рациона. В среднем в организм взрослого человека ежесуточно должно поступать около 80-90 г этих соединений как животного, так и растительного происхождения. Потребность в них снижается при малой физической нагрузке и в пожилом возрасте; а в условиях холодного климата и при тяжёлой мышечной работе – увеличивается. Пищевые липиды покрывают значительную часть потребности в энергии наряду с углеводами; а также повышают вкусовые качества рациона, обеспечивают состояние насыщения. Триацилглицеролы (ТАГ) содержатся в большом количестве в пищевых жирах – сале, сливочном и растительных маслах, где на их долю приходится от 80% до 98% от общей массы. Мясо также является их источником, например, содержание нейтральных жиров в нём колеблется от 3% (курица) до 40% (свинина). Фосфатидами и холестерином (ХС) богаты желток куриного яйца, икра рыб, печень, мозги. С продуктами в организм человека поступают ещё и полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) в составе растительных масел – соевого, подсолнечного, кукурузного, а моноеновые ЖК являются компонентами оливкового.
Для своего усвоения в кишечнике требуют, кроме специфических ферментов – липаз, присутствия солей жёлчных кислот. Продукты гидролиза липидов в клетках организма используются для самых разнообразных нужд. Особая роль принадлежит ВЖК: их немалая часть, распадаясь в аэробных условиях, служит источником энергии; а из ненасыщенных аналогов (суточная потребность в них 3-6 г), могут синтезироваться разные биологически активные вещества, жизненно необходимые тканям (простагландины, лейкотриены, тромбоксаны, простациклины). Полиненасыщенные кислоты (ПНЖК), также как и некоторые аминокислоты, являются незаменимыми (облигатными), их часто относят к витаминам (витамин F).Согласно санитарным нормам, не менее 30% потребляемых липидов должно приходиться на растительные (жидкие) масла, так как низкая температура плавления присуща как раз молекулам ПНЖК.
Из продуктов распада липидов в клетках человека синтезируются соединения, используемые в качестве структурных компонентов мембран; служащие предшественниками в образовании гормонов, медиаторов; участвующие в регуляции водного метаболизма и т.д.
Однако несмотря на важнейшую роль описываемых соединений, их переедание грозит серьёзными патологическими сдвигами, увеличивая вероятность развития ожирения, жирового перерождения печени, атеросклероза, ишемической болезни сердца, жёлчно-каменной болезни, метаболического синдрома, сахарного диабета, различных форм рака.
Поэтому сливочное масло рекомендуется заменять сметаной, сливками, которые богаты фосфолипидами (ФЛ), нормализующими обмен холестерина (ХС), препятствующими ожирению печени. Достаточно много этих соединений содержится в растительных маслах (только в нерафинированных, причём из-за своей амфифильности присутствуют они там как раз в осадке).
Ещё одним положительным свойством данных продуктов служит отсутствие в них холестерина. Этот высший циклический спирт, несмотря на то, что выполняет важные функции (обязательный «кирпичик» всех клеточных оболочек, из него синтезируются гормоны коры надпочечников, половых желёз, витамин Д, жёлчные кислоты), при своём избытке увеличивает вероятность развития многих страданий, в первую очередь, сердечно-сосудистой системы.
Сливочное же масло содержит 0,2-0,3% ХС, в куриных яйцах его в 2-3 раза больше, не меньше в сырах (до 1,6%). В то же время суточное потребление этого липида следует ограничивать (не более 0,5 г).
Необходимо заметить, что натуральное сливочное масло должно включать не меньше 72-82% жиров. Сейчас часто бывает, что под названием «сливочное масло» скрывается целый спектр разнородной жировой продукции, где присутствуют частично гидрированные растительные масла.
В последние годы наука накопила довольно много данных о вредном влиянии образующихся при гидрогенизации так называемых транс-изомеров жирных кислот. Организму нужны не любые жиры, а лишь те, в которых ВЖК находятся в цис-форме. Именно в таком виде они встраиваются в мембраны клеток человека. Но в процессе промышленного производства, например, маргарина происходит искажение формы их молекул. А образовавшиеся продукты нарушают работу ферментов и структуру плазмолеммы, увеличивают уровень ХС в крови, снижают секрецию тестостерона, ухудшают качество спермы. Их действие повышает вероятность развития рака лёгких, простаты. К этому скорбному списку следует добавить и сахарный диабет.
Согласно полученным результатам, ежедневное потребление 40 г маргарина (5 г трансизомеров) увеличивает на 50% риск развития инфаркта миокарда. А так как данный товар используется на предприятиях общественного питания и в пищевых продуктах, включая кексы, торты, бисквиты, сладости, чипсы, гамбургеры и т.д. – проблема не так проста, как кажется.
Мало того, избыток подобных ВЖК способен через плаценту переходить от матери к плоду и пагубно на него влиять: ребёнок часто рождается недоношенным, с нарушениями эндокринной системы. Коварство трансформ проявляется ещё и в том, что последствия их эффектов сказываются не мгновенно, а накапливаются исподволь, на протяжении ряда лет, когда их уже можно связать с воздействием других болезнетворных факторов.
Гигиенисты считают, что маргарин и подобную ему масложировую продукцию можно потреблять не более 10 г в сутки.
В то же время, гидрогенизация растительных жиров – вещь полезная с разных сторон. Во-первых, полученный продукт, изменивший консистенцию, легче хранить и перевозить. В нём снижена концентрация непредельных жирных кислот, которые, являясь жизненно необходимыми компонентами; они одновременно служат субстратами для перекисного окисления, метаболиты которого участвуют в патогенезе многих заболеваний (называемых в настоящее время «free radical diseases» - свободнорадикальные болезни), таких как атеросклероз, панкреатит, ревматоидный артрит и т.д.
Любая домашняя хозяйка знает, что растительные масла при хранении не требуют низких температур; но не всем известно, что эти пищевые источники боятся света, так как содержащиеся в них ненасыщенные жирные кислоты под действием энергии солнечных лучей разбиваются на опасные радикалы, о которых написано выше.
В борьбе с ними особая роль принадлежит антиоксидантам (АО): витаминам С, РР, полифенолам, серосодержащим аминокислотам, селену. А для таких АО, как каротины, витамин Е, которых не очень много в животных жирах, но больше в растительных, обязательным условием усвоения в желудочно-кишечном тракте является наличие солей жёлчных кислот и ВЖК.
Из последней фразы вытекает важный вывод: нельзя до предела ограничивать потребление пищевых липидов, так как их недостаток провоцирует самые разнообразные повреждения в обмене веществ, подавляет сопротивляемость к инфекциям.
Особенно опасно это для детского организма: при подобной диете не только нарушается физическое развитие, ребёнок плохо растёт, высока вероятность развития анемий, сахарного диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, но даже регистрируются трудности с усвоением школьного материала. Более того, группа американских учёных (позднее подтверждено и другими исследователями) доказала, что люди, которые всеми мыслимыми способами снижали уровень холестерина, чаще других попадали в аварии со смертельным исходом, впадали в депрессию, кончали жизнь самоубийством, становились жертвами насилия.
Углеводы – органические соединения, название которых свидетельствует о том, что в их молекулах доли кислорода и водорода такие же, как и в молекулах воды. В природе обнаружены простые: моно- (глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза и др.), дисахариды (сахароза, лактоза, трегалоза и др.) и сложные (крахмал, гликоген, клетчатка, гепарин, гиалуроновая кислота и др.) глициды. Картофель, крупы, мучные изделия поставляют крахмал; свекла и пищевой сахар – сахарозу; злаки, в частности, ячмень, - мальтозу; мёд и фрукты – глюкозу и фруктозу. Продукты животного происхождения: мясо и печень – источники гликогена; молоко - лактозы. Поступая в ЖКТ, все углеводы, кроме клетчатки (см. «Пищевые волокна»), гидролизуются до моносахаридов, которые и всасываются.
Основным представителем последних является глюкоза, используемая в организме в качестве универсального источника энергии. Кроме того, из простых глицидов синтезируются различные гетерополисахариды (гликозаминогликаны, гликолипиды, гликопротеиды), обеспечивающие реализацию самых различных функций (опорной, иммунной, рецепторной, регуляторной, свёртывания крови и т.д.).
Интересно, что в отличие от пищевых белков и липидов, среди их продуктовых собратьев отсутствуют незаменимые углеводы; они все способны синтезироваться в организме, но для этого требуется поступление энергоисточников и веществ, которые служат субстратами в генезе многочисленных соединений. Для подобных целей и используются в рационе различные сахариды.
Как замечено в начале главы, на долю этих веществ приходится основной объём потребляемой пищи (300-500 г), причём процент съедаемых углеводов в России с каждым годом растёт за счёт хлебопродуктов и картофеля, что не совсем благоприятно.
Нарушение баланса вследствие переедания легкоусвояемых глицидов грозит ожирением, жировым перерождением печени, метаболическим синдромом, атеросклерозом, ИБС, жёлчно-каменной болезнью, кариесом, остеопорозом, снижением иммунитета, различными аллергическими проявлениями. Причём особая роль при этом принадлежит сахарозе и продуктам, богатым этим дисахаридом. Однако полное исключение данного вещества из питания также может сопровождаться срывами в обменных процессах, приводить, например, у детей к гиперкетонемии (см. главу «Взаимосвязь обменов»). Поэтому в суточный рацион взрослого человека рационально включать до 25-30 г подобных соединений.
Приблизительно такое же количество должно приходиться и на долю так называемых пищевых волокон.
Пищевые волокна (ПВ), синонимами которых являются неусвояемые углеводы, клетчатка, балластные вещества, - представляют собой большую группу нутриентов, источниками которых служат растительные продукты (зерновые, фрукты, ягоды, овощи). К ним относят полисахариды, не способные расщепляться в тонком, но подвергающиеся бактериальной ферментации в толстом кишечнике. Важнейшие компоненты ПВ - целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин, камеди, слизь, лигнин.
Долгое время эти соединения считались ненужным грузом, от которого старались очистить продукты; в связи с чем был разработан и выпускается ряд рафинированных продуктов, полностью освобождённых от ПВ – сахар, кондитерские изделия, мука тонкого помола, осветлённые соки, что приводит к значительному уменьшению количества неусвояемых углеводов в рационе.
Но эти вещества играют важную роль в функционировании ряда органов и, в первую очередь, влияют на работу толстого кишечника. Обладая способностью удерживать воду, они ускоряют кишечный транзит и перистальтику, что стимулирует калообразование. Пищевые волокна адсорбируют значительное количество холестерина, глюкозы, электролитов, продуктов гниения, токсинов, что обеспечивает детоксикацию организма. Благодаря своим ионообменным свойствам, ПВ облегчают выведение солей тяжёлых металлов, радионуклидов; снижая рН химуса, подавляют синтез бактериями потенциальных канцерогенов, предотвращая развитие рака толстого кишечника. Считают, что волокна связывают от 8 до 50% гетероциклических аминов – мутагенов, образующихся в результате приготовления пищи из мяса путём высокотемпературной обработки.
Помимо влияния на функцию толстого кишечника, ПВ воздействуют не только на кинетику жёлчного пузыря, но и нормализуют состав жёлчи.
Данные углеводы регулируют и липидный обмен, связывая и выводя из кишечника ВЖК, нейтральные стеролы (холестерин). Наиболее выраженным гипохолестеринемическим эффектом обладают пектины яблок, цитрусовых, овсяных отрубей.
Гипогликемические свойства пищевых волокон обусловлены подавлением ими активности кишечных амилаз, увеличением неперемешиваемого слоя химуса, замедлением высвобождения глюкозы из вязкого раствора клейких полисахаридов.
ПВ могут иметь вспомогательное значение в коррекции ожирения:
- увеличивая растяжение и снижая скорость опорожнения желудка, способствуют подавлению аппетита, создают ощущение насыщения, препятствуют перееданию;
- с их помощью можно замещать в диете более энергоёмкие продукты. Отсюда ещё один термин для них – «резерв здорового организма».
При недостатке ПВ высока вероятность развития запоров, геморроя, полипов и опухолей кишечника, жёлчевыводящих путей, атеросклероза, ИБС, метаболического синдрома, сахарного диабета, мочекаменной болезни и др.
Однако, используя ПВ в лечебно-профилактических целях, необходимо учитывать, что длительное и бесконтрольное введение их с пищей способно подавлять всасывание макро-, микроэлементов, витаминов.
Витамины – подробно об этих БАВ см. в главе «Клиническая витаминология».
По данным НИИ питания, у 80-90% населения РФ регистрируется дефицит аскорбиновой кислоты, у 40-60% снижены величины витаминов А, Д, В1, В2, В6. Об опасных последствиях недостатка наслышаны все. Но что, в первую очередь, их провоцирует?
- Строгая диета (исключение из рациона овощей и фруктов, использование не цельных продуктов, а фаршей, из них приготовленных), и т.д.;
- длительное и неправильное хранение пищевых источников;
- многократная термическая обработка различных блюд;
- несовершенство технологий (до 80-90% витаминов группы В теряется на пути от зерна до хлеба);
- загрязнение среды повышает расход витаминов;
- вредные привычки (курильщикам требуются дополнительные количества аскорбиновой кислоты, у алкоголиков повышена потребность во многих БАВ, особенно в тиамине).
Но следует помнить, что данные биологически активные вещества способны, поступая в избытке, вызвать повреждения отдельных звеньев метаболизма в клетках, тканях, органах (гипервитаминозы).
Минеральные соединения по своему вкладу в статус организма делят на макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Особая роль принадлежит воде, на долю которой у младенцев приходится до 90%, у взрослого человека – до 60%. По происхождению выделяют эндогенную и экзогенную воду. Последняя поступает или в составе твердых пищевых продуктов, или входит в различные жидкости (чай, компот, кисель, соки, пиво и т.д.).
Питьевой режим зависит от многих факторов:
- от температуры окружающей среды, её влажности;
- от возраста;
- от состояния здоровья;
- от характера выполняемой работы;
- от особенностей пищевого рациона и т.д.
Считают, что в регионах с умеренным климатом суточная потребность взрослого человека составляет до 1,5 л жидкости плюс до 1,0 литра в плотной части рациона.
Лицам, работающим в горячих цехах, рекомендуется употреблять до 4,0 л в час различных жидкостей, включающих в свой состав необходимые минеральные соли. Пациентам с положительным водным балансом, проявляющимся развитием отёков, необходимо ограничивать приём воды. Однако такие действия не должны приводить к её дефициту в организме, так как значение этой влаги для клеток очень велико: она является растворителем многих веществ, служит средой, в которой протекают все реакции, сама непосредственно участвует в них (в гидратации, гидролизе), с её помощью кровью, лимфой, ликвором обеспечивается транспорт необходимых тканям соединений и, наоборот, выведение продуктов распада. Испарение воды с кожной поверхности помогает в регуляции температурного баланса. Включённая в состав внутрисуставных жидкостей она снижает силы трения.
Даже этот неполный перечень выполняемых функций свидетельствует о том, что человеку настоятельно необходимо достаточное поступление воды в организм. Поэтому еда всухомятку вредна, следует обязательно запивать бутерброды, сухари и т.д. Не рекомендуются холодные напитки после приёма жирных продуктов, так как в подобных условиях жидкость надолго задерживается в желудке. А тёплая вода способствует тому, что пища быстрее покидает этот орган.
Интересно наблюдение из практики – стакан холодной воды, принятый утром натощак, препятствует развитию запоров.
Медики уже давно обратили внимание на то, что многие недуги связаны с несбалансированным поступлением в организм минеральных соединений. Например, была обнаружена связь между недостатком пищевого железа и возникновением анемии. В конце 19-го века была доказана ведущая роль дефицита йода в патогенезе эндемического зоба. С тех пор объём информации о роли субнормальных и избыточных величин определённых химических элементов, содержащихся в диете, в формировании болезней лавинообразно возрастает (см. главу «Микроэлементы и экопатология в Забайкалье»).