Практическая значимость темы

Питание является основой для нормального протекания биохимических процессов в организме. Оно необходимо для построения и непрерывного обновления клеток и тканей, восполнения энергетических затрат организма, поступления веществ, из которых в организме синтезируются регуляторные молекулы.

Недостаточное или избыточное поступление пищевых веществ в организм приводит к возникновению патологических состояний, характеризующихся не только общим снижением приспособительных возможностей организма, но и клинически выраженным симптомами. Общепризнанной считается концепция о связи таких заболеваний как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, инсульт, сахарный диабет, рак толстого кишечника, цирроз печени с избыточным потреблением отдельных пищевых веществ.

Кроме основных питательных веществ (белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) пища содержит в своем составе большое количество биологически-активных и токсичных соединений, накопление которых приводит к загрязнению внутренней среды организма и нарушению клеточного метаболизма. Ряд из них обладает скрытой длительной мутагенной и канцерогеннойактивностью.

Знания о роли компонентов пищи в обмене веществ и содержании их в продуктах позволяют использовать питание не только для поддержания нормального функционирования здорового организма, но и для профилактики и лечения заболеваний, в основе которых лежат нарушения обмена веществ.

Цель изучения темы

После изучения данной темы студент должен знать основные принципы рационального питания; характеристику компонентов пищевого рациона, их роль в обмене веществ, заболевания, возникающие при избытке или недостатке питательных веществ в рационе; источники химических и биологических загрязнителей пищи, влияние токсичных соединений на обмен веществ.

Исходный уровень знаний

1. Стадии катаболизма питательных веществ в организме.

2. Источники и пути использования аминокислот в организме.

3. Источники и пути использования жирных кислот в организме.

4. Строение углеводов. Использование моносахаридов в синтезе сложных молекул.

Состав пищи

Пища представляет собой чрезвычайно сложный химический комплекс, содержащий тысячи основных и сотни тысяч минорных компонентов, способных оказывать разнообразное влияние на метаболизм. Все вещества, входящие в состав пищевых продуктов можно условно разделить на 4 группы.

1) Нутриенты или питательные вещества – включаются в обмен веществ и обеспечивают выполнение основных функций питания. К ним относятся:

а) макронутриенты – белки, жиры, углеводы, макроэлементы, вода. Суточная потребность для человека в этих веществах составляет десятки и сотни граммов;

б) микронутриенты – витамины, микроэлементы, биологически активные молекулы. Суточная потребность составляет доли грамма.

2) Неалиментарные вещества не выполняют питательных функций, но могут оказывать влияние на усвоение питательных веществ. К ним относятся балластные вещества, ароматизаторы, вкусовые вещества, пигменты.

3) Антиалиментарные вещества существенно снижают степень усвоения или биологический эффект отдельных нутриентов, без проявления общей токсичности. К ним относятся:

а) ингибиторы протеиназ – вещества, снижающие усвоение белков пищи. Например, ингибиторы из сои и бобов, овомукоид из яиц утки и индейки;

б) антивитамины – вещества, обладающие способностью уменьшать или полностью ликвидировать специфический эффект витаминов. Например тиаминаза сырой рыбы расщепляет витамин В₁; овальбумин сырых яиц – связывает в кишечнике и нарушает всасывание витамина Н.

в) вещества, подавляющие утилизацию минеральных элементов (кальция, железа, цинка) - фитин, щавелевая кислота.

Антиалиментарные факторы при полном благополучии химического состава пищевых продуктов способны создавать состояние дефицита отдельных нутриентов и приводить к избирательному разбалансированию рациона питания.

4) Химические и биологические загрязнители пищи – обладают токсичностью.

 

Функции питания

Энергетическая функция. Вещества, поступающие с пищей, вовлекаются в организме в катаболические процессы, протекающие с выделением энергии (вспомните три стадии катаболизма питательных веществ), которая куммулируется в химических связях АТФ. Нутриенты, как источники энергии, взаимозаменяемы и могут комбинироваться в рационе в различных соотношениях. Это зависит от вкусовых пристрастий, национальных традиций и доступности продуктов питания.

Однако следует помнить, что недостаток в рационе одного из энергетических субстратов неизбежно приводит к повышению потребности в других. Особенно невыгодно использование в качестве источника энергии белков. Во-первых, белки – это самый дефицитный полимер живой природы. Во-вторых, их усвоение вызывает наибольшее напряжение пищеварительной системы, т.к. переваривание требует участия большого числа ферментов, вырабатываемых клетками желудка, поджелудочной железы и тонкого кишечника. В-третьих, катаболизм аминокислот сопровождается образованием токсичных соединений (аммиак и др.), требующих обезвреживания их в печени и выведения почками.

В условиях энергетического равновесия потребление энергии равно её затратам. При длительном нарушении энергетического баланса (несоответствии калорийности рациона энергетическим затратам организма) развиваются патологические состояния, характеризующиеся нарушением биохимических и физиологических функций организма. Примерами таких заболеваний могут служить дистрофия и маразм (при недостаточной калорийности рациона), ожирение (при избыточной калорийности). Так как калорийная недостаточность чаще всего сопровождается недостатком в рационе белков, то принято говорить о белково-калорийной недостаточности, проявления которой будут рассмотрены далее в разделе 1.4.1

Пластическая функция. Химические вещества, содержащиеся в пище, являются строительным материалом для синтеза структурных компонентов организма, ферментов, гормонов и других регуляторных молекул. Значительную часть структурных блоков, необходимых для синтеза собственных полимеров, клетки способны синтезировать сами, рекомбинируя атомы углерода и азота пищевых веществ. Так, из углеводов образуются жиры и углеродные скелеты заменимых аминокислот. Аминокислоты, в свою очередь, служат исходными соединениями для глюконеогенеза и синтеза таких важных молекул, как гем, пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды. Это позволяет организму в какой-то степени не зависеть от характера и регулярности поступления питательных веществ.

Есть группа соединений, синтез которых в тканях ограничен или невозможен вообще и их единственным источником является пища. Это незаменимые или эссенциальные компоненты пищевого рациона. К ним относятся:

– аминокислоты валин, лейцин, изолейцин, треонин, триптофан, лизин, метионин, фенилаланин;

– полиненасыщенные жирные кислоты линолевая, линоленовая, арахидоновая (синтез последней в тканях возможен, но лимитируется поступлением с пищей линолевой кислоты);

– витамины;

– минеральные вещества.

Пища, как источник биологически активных соединений. Под биологически активными веществами подразумевают соединения, оказывающие значительный фармакологический эффект. Многие из них содержатся в пищевых продуктах в дозах, равных, а иногда и более высоких, чем они используются в фармакопее. К таким биологически активным веществам относятся биогенные амины, алкалоиды, гликозиды.

Биогенные амины – серотонин, триптамин, гистамин являются медиаторами ЦНС, вызывают сосудистые реакции. Их избыток в питании приводит к нарушению физиологических процессов в организме. Так, гистамин может вызывать головную боль. Содержится в больших количествах в сыре, рыбных консервах, в вяленой рыбе – до 2 г/кг. Источником триптамина является сыр, маринованая сельдь; серотонина – томаты.

Алкалоиды – кофеин, теобромин, теофиллин являются стимуляторами нервной деятельности, пролонгирующими действие адреналина. Продукты, содержащие алкалоиды, используются для поддержания работоспособности организма. Это чай, кофе, кока-кола, пепси-кола. Доза кофеина в чашке черного кофе - 100 – 150 мг, тогда как фармакопейная доза (1 таблетка) – 100 мг. Однако таблетки кофеина принимает не каждый человек и сравнительно редко, а чай и кофе – ежедневно и по несколько раз в день. Кроме того, эти алколоиды по своей химической природе являются пуринами и в организме превращаются в мочевую кислоту, что необходимо учитывать больным с гиперурикемией (например при подагре)