Пища и характер питания. Белки. Жиры. Углеводы. Балластные вещества. Свободные радикалы

Пища, поступающая в желудочно-кишечный тракт человека, состоит питательных веществ, которые всасываются, и балластных веществ, которые не всасываются, но играют важную роль в жизни.

В состав продуктов питания входят белки, жиры, углеводы, клетчатка (или целлюлоза), витамины, минеральные вещества, вода.

Каждое пищевое вещество обладает определённой энергетической ценностью, или калорийностью. Калорийность выражается в ккал (килокалориях) на 100 г или по системе СИ в кДж (килоджоулях) на 100 г).

При окислении 1 грамма глюкозы выделяется 3,75 ккал (16,5 кДж) энергии, крахмала — 4,1 (17,1), животного жира — 9,3 (37,0), белка — 5,6 (23,4 кДж).

В таблице приведены примерные данные энергозатрат взрослых людей в возрасте от восемнадцати до сорока лет со средней массой тела 70 кг (мужчины) и 60 кг (женщины).

После сорока лет энергозатраты, как правило, уменьшаются: от 40 до 49 лет — на 5 %, от 50 до 59 лет — ещё на 5 %, каждые последующие 10 лет — на 10 %.

Предельная интенсивность обменных процессов у мужчин составляет около 20 000 кДж/сут. (4800 ккал), у женщин — 15 500 кДж (3700 ккал). Этот предел не следует превышать при условии постоянного выполнения чрезвычайно тяжёлой работы в течение ряда лет.

Для видов спорта, требующих выносливости, эти цифры не должны превышать 4200 кДж/ч (1000 ккал/ч).

В детском, подростковом и юношеском возрасте энергозатраты зависят и от возраста. В период второго детства энергозатраты — около 2200–2500 ккал в сутки, в период энергичного роста у подростков они возрастают до 3000 ккал.

Увеличение энергозатрат при умственной работе связано с рефлекторным увеличением мышечного тонуса.

Подавляющее большинство людей в наше время малоактивны, и их энергетические затраты составляют не более 2300–2700 ккал/сут (у мужчин), и 1800—2000 ккал/сут у женщин.

Современные исследования позволяют считать, что 12–15 % суточной калорийности пищи должны составлять белки (из них 50 % животные), 30–35 % жиры и 50–55 % углеводы.

Суточная физиологическая потребности детей и подростков в пищевых веществах и энергии представлена в таблице.

А также средняя суточная потребность взрослого человека в пищевых веществах и энергии.

Полноценное питание — это употребление пищи со всем набором необходимых человеку веществ в соответствии с научно обоснованными потребностями.

Если исходить только из калорийности пищи, то одни пищевые продукты вполне можно заменить другими. Однако это не так, помимо энергетической, пища выполняет и важнейшую пластическую функцию, влияет на все функции организма.

Соотношение белков, жиров и углеводов в полноценном рационе должно доставлять 1: 1,2: 4,6. Пищевые продукты должны включать 30 г белка, 37 г жиров и 137 г углеводов.

Недостаточность питательных веществ приводит к уменьшению массы тела, снижению работоспособности, нарушению роста и развития организма, угнетению восстановительных процессов, многим заболеваниям.

Белки, поступающие в организм с пищей, используются для: роста (построения клеточных структур, клеток и тканей); восстановления (регенерации) структур на всех иерархических уровнях; синтезах ферментов, белков, гормонов, гемоглобина, миоглобина; энергетических нужд; создания буферных систем, участвующих в поддержании постоянства рН внутренней среды.

Белки построены из мономеров, которыми являются аминокислоты.

Для организма очень важен состав аминокислот, среди которых имеются заменимые и незаменимые.

Человек должен получать необходимое количество незаменимых аминокислот (триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин). Детям вместе с ними необходим и гистидин.

Белки, содержащие все незаменимые аминокислоты в оптимальных количествах и соотношениях, являются полноценными и сбалансированными. Это белки яиц, печени, молока и молочных продуктов (кроме сливок, сметаны и сливочного масла), рыбы, мяса, птицы.

Некоторые белки содержат все аминокислоты, но одни из них в избытке, а другие в недостаточном количестве; эти белки называют полноценными, но несбалансированными. Это белки зерновых культур (кроме кукурузы), сои, овощей, мяса, богатого сухожилиями и фасциями.

К неполноценным белкам, в которых отсутствуют те или иные незаменимые аминокислоты, относят белки бобовых растений (кроме сои), кукурузы и желатины.

Растительные белки имеют более низкую биологическую ценность по сравнению с животными. Большинство растительных белков бедны многими незаменимыми аминокислотами.

Белковая недостаточность возникает в тех случаях, когда пища содержит недостаточное количество отдельных аминокислот.

Одним из важнейших вопросов современной науки о питании является нормирование белка. Современная суточная норма белка составляет 1,01 г белка на 1 кг массы тела. В рационе детей и подростков количество белка должно составлять 1,2–1,5 г/кг в сутки.

Жиры (липиды) входят в состав большинства пищевых продуктов.

Ими особенно богаты мясо, птица, молоко и молочные продукты, растительные масла. Жиры являются важным источником энергии: в одном грамме жира запасено в два раза больше энергии, чем в грамме углеводов. Именно в жирах содержатся жирорастворимые витамины (A, D, Е, К).

Липиды не имеют единой химической характеристики. Их можно условно разделить на простые и сложные.

Основную часть простых липидов составляют триглицериды. В большинстве своём они представлены сложными эфирами высших жирных кислот и трёхатомного спирта глицерина.

Основными компонентами жиров являются жирные кислоты — молекулы с длинной цепью, образованной атомами углерода и водорода. Жирные кислоты отличаются длиной цепи и насыщенностью водородом.

Различают насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты.

Насыщенные жирные кислоты не содержат двойных связей, ненасыщенные содержат от одной (мононенасыщенные) до шести (полиненасыщенные) двойных связей. Насыщенные жирные кислоты, которые содержатся в основном в животных продуктах, при комнатной температуре твёрдые, ненасыщенные жидкие, причём они тем более жидкие, чем они более ненасыщенные.

Нормальная жизнедеятельность организма невозможна без поступления с пищей незаменимых жирных кислот, которые не синтезируются в организме человека. Это олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты. Все они содержатся в растительных маслах.

Рацион человека должен включать от 80 до 100 г жиров в сутки (1,2—1,3 г на 1 кг массы тела), в том числе 30–35 г растительного масла, содержащего около 10 г полиненасыщенных жирных кислот.

Полиненасыщенные жирные кислоты входят в состав клеточных мембран, регулируют их свойства, в состав миелиновых оболочек нервных волокон, участвуют в образовании простагландинов, стабилизируют стенки кровеносных сосудов, образуют с холестерином соединения, которые легко выводятся из организма.

Недостаточное потребление полиненасыщенных жирных кислот способствует развитию атеросклероза, гипертонической болезни, преждевременному старению организма.

В животных жирах преобладают насыщенные жирные кислоты, в растительных — моно- и полиненасыщенные.

Вместе с белками и жирами в организм поступают и углеводы. Наиболее высокое содержание углеводов — в растительных продуктах, которые длительно сохраняются.

В питании человека используются все типы углеводов: моносахариды (галактоза, фруктоза, глюкоза); дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза); полисахариды (усваивающийся крахмал и декстрины, неусваивающаяся целлюлоза, пектины).

Углеводы — это важнейший источник энергии для мышечной деятельности. Для нормальной функции печени необходимо достаточное количество сложного углевода гликогена в печёночных клетках. Углеводы регулируют обмен белков и жиров. Нормальное функционирование центральной нервной системы возможно только при условии постоянного поступления в неё глюкозы.

Основными источниками углеводов являются растительные продукты, в которых преобладает крахмал, расщепляющийся в организме до глюкозы, которая всасывается в кровь и транспортируется к клеткам, использующим её для получения энергии или превращающим её в гликоген или жир.

Углеводы хорошо усваиваются из различных продуктов, в пределах 85–98 %. Однако следует знать, что потребление сахара более 6 кг в год на одного человека токсично.

При избыточном потреблении сахар ускоряет развитие диабета у предрасположенных людей, увеличивает вероятность ожирения, способствует преждевременному (раннему) развитию атеросклероза и его осложнений, увеличивает вероятность появления кариеса зубов.

Уровень глюкозы натощак в крови составляет (3,9—6,2 ммоль/л) миллимоль на литр. При содержании сахара (глюкозы) в крови выше 6,7 ммоль/л говорят о гипергликемии, ниже 2,2 ммоль/л — о гипогликемии.

Уже в первые минуты после еды повышается уровень глюкозы в крови, через определённое время в ответ на резкое увеличение её содержания в крови достигается гликемический пик.

Это связано с тем, что эндокринная часть поджелудочной железы начинает вырабатывать гормон инсулин, который способствует использованию глюкозы, тем самым уровень её в крови уменьшается, после чего возвращается к норме.

Влияние углеводов на организм можно оценить по гликемическому индексу.

Гликемический индекс (ГИ) — это условный коэффициент, показывающий, с какой скоростью углеводы, содержащиеся в продукте питания, усваиваются организмом и повышают уровень сахара в крови. Все продукты сравниваются с гликемическим индексом глюкозы, который равен 100 единицам.

В зависимости от гликемического индекса различают «хорошие» и «плохие» углеводы. «Хорошие» не повышают значительно уровень сахара в крови. «Плохие» углеводы быстро и резко увеличивают содержание сахара в крови.

Избыточная неиспользованная глюкоза в составе углеводов с высоким гликемическим индексом превращается в жир.

Потребление углеводов с низким гликемическим индексом (ниже 50) снижает уровень холестерина в крови и риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний у мужчин на 7–10 % и у женщин на 25–30 %.

Балластные вещества и свободные радикалы

Необходимыми компонентами пищи являются не только собственно питательные вещества, но и балластные вещества (пищевые волокна). Балластными веществами являются клетчатка, пектины, гемицеллюлоза, лигнин, кутин, воск.

Клетчатка (целлюлоза) представляет собой сложный углевод (полисахарид), являющийся главной составной частью клеточных стенок растительных клеток. Пектины — также полисахариды, которые содержатся во всех наземных растениях, особенно много их в плодах, а также в некоторых водорослях.

Балластные вещества не перевариваются в кишечнике человека. Они связывают воду, набухают (например, 100 г отрубей связывает 400–500 мл воды), стимулируют пищеварение, способствуют выведению из организма многих токсических веществ.

Молекулы, в которых присутствуют непарные электроны, называют свободными радикалами. Это очень реактивные, заряженные электрически фрагменты молекул, которые либо отбирают электроны у других молекул, либо присоединяются к другим молекулам, что приводит к разрушению биологических мембран, хромосомным нарушениям, мутациям и гибели клеток.

Свободные радикалы являются причиной возникновения очень многих заболеваний. Это сердечно-сосудистые (в том числе атеросклероз) и злокачественные заболевания, снижение иммунитета. Также ведут к преждевременному старению.

Но человек обладает механизмами обезвреживания свободных радикалов. Им противостоят естественные мощные антиоксиданты, контролирующие возникновение свободных радикалов и защищающие от них клетки и, в первую очередь, генетический аппарат — молекулу ДНК. С возрастом эти естественные механизмы ослабевают, а нередко ломаются.

И тогда на помощь приходят антиоксиданты, способные нейтрализовать свободные радикалы. Наиболее известные антиоксиданты — витамины С (аскорбиновая кислота), Е (токоферол), бета-каротин и селен.