Материал: А26875 Колодязная В. С., Пищевая химия

 разработки мер социальной защиты населения в области питания;

 расчетов рационов организованных коллективов;

 врачебной практики по оценке индивидуального питания и обоснованию рекомендаций по его коррекции;

 проведения научных исследований фактического питания и состояния здоровья.

Таблица 2

Рекомендуемые размеры потребления пищевых продуктов в среднем на душу населения России

2.1.2. Концепция сбалансированного питания а. А. Покровского

Академиком А. А. Покровским разработана концепция сбалансированного питания, основой которой является определение пропорций отдельных пищевых веществ в рационе. Эти пропорции соответствуют ферментному набору организма, отражают сумму обменных реакций и их химизм.

Современное учение о потребности человека в пище получило выражение в концепции сбалансированного и адекватного питания.

Согласно этой концепции, обеспечение нормальной жизнедеятельности возможно при условии снабжения организма необходимым количеством белков, жиров, углеводов, минеральных элементов, витаминов, балластных веществ и при соблюдении сложных взаимодействий между многочисленными незаменимыми факторами питания, каждому из которых в обмене веществ принадлежит специфическая роль [6].

Закон сбалансированного питания  обусловливает пропорции отдельных веществ в рационах питания, отражает всю сумму обменных реакций, характеризующих химические процессы, лежащие в основе жизни организма. При этом главное внимание уделяется компонентам пищи, которые не могут быть заменены. Незаменимые (эссенциальные) факторы питания не синтезируются ферментными системами организма, но необходимы для поддержания нормального метаболизма человека.

Правильность этой концепции подтверждается объективными биологическими законами, определяющими процессы ассимиляции пищи на всех этапах развития живых организмов.

Нарушение соответствия действия ферментных систем химическим структурам пищи неизбежно приводит к нарушениям метаболизма отдельных пищевых веществ. Так, утратой в процессе эволюции определенных ферментных систем объясняется появление незаменимых пищевых веществ (некоторые аминокислоты, витамины, минеральные вещества и другие).

Пропорции отдельных пищевых веществ в рационе отражаются в формуле сбалансированного питания А.А. Покровского, приведенной в справочнике [11].

Значение приведенных в этой формуле цифр заключается не только в абсолютных величинах, но главным образом в определении оптимальных для усвоения организмом соотношений отдельных пищевых веществ. Именно такие соотношения пищевых веществ необходимы в среднем для поддержания нормальной жизнедеятельности взрослого человека.

При составлении рационов питания необходимо учитывать, что вредна не только недостаточность отдельных эссенциальных факторов, но опасен и избыток, включая избыточное количество как калорий, так и отдельных веществ.

При обосновании физиологических норм питания, разработке специальных продуктов и рационов, повышении биологической ценности известных продуктов учитывается концепция сбалансированного питания.

Особенно сложными являются задачи создания специальных продуктов питания для различных возрастных групп детей, больных, пожилых людей.

По мнению ученого, формула сбалансированного питания не является "догмой", она должна постоянно совершенствоваться и дополняться с учетом новых научных данных о питании, изменений жизни и психологии человека. Так, в 1991 г. были разработаны новые нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения.

Таким образом, сбалансированное питание по А. А. Покровскому  это учет всего комплекса факторов питания, их взаимосвязи в обменных процессах, а также индивидуальности ферментных систем и химических превращений в организме.

В то же время "балансовый подход" к питанию основывается на том, что ценными являются только усвояемые организмом компоненты пищи, а остальная часть рассматривается как балласт. Один из ошибочных путей улучшения пищи, повышения ее усвояемости  удаление из нее балластных веществ и обогащение полезными легко усвояемыми пищевыми веществами. Однако дальнейшие исследования и практика показали, что балластные вещества играют важную роль в процессах пищеварения, что было сформулировано в теории адекватного питания.

2.1.3. Основы адекватного питания

В теории адекватного питания рассматриваются следующие основные положения:

 пищу усваивают как поглощающий ее организм, так и населяющие его бактерии;

 приток нутриентов складывается как за счет извлечения их из пищи, так и благодаря жизнедеятельности бактерий, синтезирующих дополнительные питательные вещества;

 нормальное питание определяется не одним потоком нутриентов, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ;

 балластные вещества являются физиологически важными компонентами пищи.

Таким образом, теория адекватного питания более полно отражает соответствие и взаимосвязь химического состава разнообразных пищевых продуктов особенностям обменных процессов, протекающих в организме человека, его ферментному набору и усвояемости макро- и микронутриентов.

Теория сбалансированного питания рассматривается как составная часть теории адекватного питания, подчеркивая его рациональность.

Проблемы в области питания, возникновение и распространение заболеваний, связанных с недостаточным или избыточным потреблением пищи, привели к появлению различных систем, теорий питания и модных диет. Наиболее распространены из них следующие: вегетарианство, лечебное голодание, концепции раздельного питания, главного пищевого фактора, индексов пищевой ценности, питания предков, абсолютизации оптимальности и другие.

Более подробно с перечисленными и другими системами питания можно ознакомиться в учебной и научно-популярной литературе [13, 14].

Студентам предоставляется возможность самостоятельно оценить эффективность, целесообразность и научную обоснованность различных систем питания.

2.2. Основы биохимии пищеварения

Пищеварение  совокупность процессов, обеспечивающих механическое измельчение и химическое расщепление пищевых веществ на компоненты, лишенные видовой специфичности, пригодные к всасыванию из пищеварительного тракта в кровь и лимфу, участию в обмене веществ и энергии. Поступающая в организм пища всесторонне обрабатывается под действием различных пищеварительных ферментов, синтезируемых специализированными клетками. Расщепление происходит с присоединением молекул воды. Образующиеся при расщеплении белков, жиров и углеводов аминокислоты, жирные кислоты, глицерин и моносахариды всасываются в органы и ткани, а из них образуются новые сложные органические вещества. Известны три ос-новных вида пищеварения: внутриклеточное, внеклеточное (дистант-ное) и мембранное [5, 10].

Пищеварительная система осуществляет начальный этап обмена веществ между внешней и внутренней средами организма.

В состав пищеварительной системы входит пищеварительный канал, поджелудочная железа и печень.

Пищеварение начинается в ротовой полости: механическое измельчение путем жевания и первоначальная химическая обработка под действием слюны, которая смачивает пищевую массу, обеспечивает формирование пищевого комка. В основном углеводы перевариваются амилазой слюны. Затем поступают в пищевод и желудок. Пища накапливается в желудке, перемешивается и пропитывается кислым желудочным соком, обладающим ферментативной активностью, антибактериальными свойствами и способностью денатурировать клеточные структуры. Основная функция желудка  депонирование пищи, ее механическая и химическая обработка. Пищевая масса постепенно направляется в кишечник, в желудке пища находится в зависимости от ее количества и состава от 4 до 10 ч (у человека в среднем 3,54,0 ч).

В желудке происходит гидролиз пищевых белков пепсином (оптимум рН 1,52,5) и гастриксином (оптимум рН 3,0). В полости желудка из неактивного пепсиногена под влиянием соляной кислоты образуется активный пепсин. Соляная кислота облегчает гидролиз белков благодаря денатурирующему действию, вызывает их набухание, что увеличивает контакт с ферментами. Под влиянием ферментов парапепсинов, гастриксинов, желатиназы, катепсинов желудочного сока из белков образуются пептиды различной молекулярной массы. Происходит высвобождение веществ, содержащихся в продуктах в связанном с белками виде.

Соляная кислота оказывает бактерицидный эффект, способствует усвоению железа, стимулирует деятельность нижерасположенных отделов пищеварительного тракта, секрецию некоторых гормонов его стенками. Роль соляной кислоты многообразна, поэтому нарушение ее секреции неблагоприятно отражается на ряде важных процессов в организме.

Соляная кислота вызывает денатурацию амилазы, находящейся в небольшом количестве в желудке. Из желудка пищевая масса порциями поступает в кишечник, где наиболее интенсивно происходят процессы ферментативного гидролиза и переход к всасыванию. Фаза пищеварения в тонком кишечнике осуществляется в среде, близкой к нейтральной или слабощелочной. Пептиды, образовавшиеся под действием пепсина в желудке и нерасщепленные белки гидролизуются протеазами поджелудочного сока: трипсином, химотрипсином, карбоксипептидазой и эластазой. Образуются низкомолекулярные пептиды и аминокислоты.

В гидролизе жиров существенную роль играет желчь, выделяемая печенью. Желчь активирует липазу поджелудочного сока и эмульгирует жиры. В полости тонкой кишки этот фермент поэтапно отщепляет жирные кислоты и приводит к образованию ди- и моноглицеридов и незначительного количества свободных жирных кислот и глицерина. Образующиеся продукты гидролиза соприкасаются с поверхностью кишки, где происходит дальнейшая их обработка путем мембранного пищеварения. В мембранном пищеварении участвуют ферменты поджелудочного сока:   -амилаза, липаза, трипсин, химотрипсин, эластаза и другие ферменты, а также собственно кишечные ферменты: -амилаза, олиго- и дисахаридазы; различные тетра-, три- и дипептидазы, аминопептидазы, щелочная фосфатаза и ее изоэнзимы; моноглицеридлипаза.

Поступающие с пищей углеводы под действием гликолитических ферментов желудочно-кишечного тракта расщепляются до моносахаридов, которые всасываются в кровь.

Основным моносахаридом является глюкоза; она постоянно извлекается из русла крови клетками, в которых происходит ее окисление в аэробных условиях до конечных продуктов (СО₂ и Н₂0) с аккумуляцией в макроэргических соединениях значительной части заключенной в ней химической энергии. При недостаточном содержании кислорода в тканях (анаэробные условия) глюкоза окисляется не полностью.

Отличительной чертой катаболизма углеводов является их способность окисляться двумя путями  гексозодифосфатным и гексозомонофосфатным (пентозофосфатным). Последний является вспомогательным путем окисления углеводов.

Гексозодифосфатное окисление углеводов может протекать в аэробных и анаэробных условиях, а пентозофосфатное  в аэробных условиях [5, 15, 16].

Процессы аэробного и анаэробного превращения углеводов до стадии образования пировиноградной кислоты одни и те же [15].

Дальнейшее превращение этой кислоты зависит от обеспечения тканей кислородом. В анаэробных условиях дыхательная цепь ферментов в этом случае не используется и АТФ не образуется. Конечным продуктом анаэробного распада глюкозы является молочная кислота.

СН₃ СН₃

 НАДН₂, дегидрогеназа 

С = О -  СНОН

     

СООН СООН

пировиноградная молочная

кислота кислота

Состояние недостаточного обеспечения организма кислородом нередко встречается в нормальной жизнедеятельности человека. Например, при физическом перенапряжении, патологических изменениях организма.

Однако анаэробное состояние у высших организмов продолжаться долго не может, снабжение тканей кислородом восстанавливается, и молочная кислота переходит в пировиноградную. Молочная кислота является своеобразным метаболическим тупиком, выход из которого сводится к образованию пировиноградной кислоты, затем окисляющейся с участием ряда ферментов и коферментов (пируват-дегидразный комплекс).

В окислении пировиноградной кислоты участвует специальная дегидрогеназа, отщепляющая атомы водорода и передающая их затем в цепь дыхательных ферментов с образованием АТФ. При анаэробном окислении глюкозы образуется 14 молекул АТФ.

Свойственный только углеводам процесс распада заканчивается образованием ацетил-КоА. Дальнейший распад ацетил-КоА одинаков для белков, липидов и углеводов и осуществляется в цикле трикарбоновых кислот (цикле Кребса или цикле лимонной кислоты) [15].