Экология питания. Влияние контаминантов на состояние метаболических процессов человека.

Экология питания изучает распределение потоков вещества и энергии в экосистемах, влияние экзогенных факторов на состояние пищевых продуктов, влияние ксенобиотиков на организм человека, вопросы мониторинга чужеродных химических веществ и мер предупреждения ксеногенной интоксикации человека.

В настоящее время ученые в полной мере осознали значение постоянного присутствия ксенобиотиков в пище, как растительного, так и животного происхождения.Многочисленные чужеродные химические вещества - удобрения, пестициды, моющие средства, пищевые консерванты, красители, попадая в организм человека, вызывают различные патологические состояния, включая заболевания наследственной природы.Для нормального роста, развития и поддержания жизнедеятельности организму необходимы белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли в нужном ему количестве.Нерациональное питание является, одной из главных причин возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний органов пищеварения, болезней, связанных с нарушением обмена веществ. Регулярное переедание, потребление избыточного количества углеводов и жиров – причина развития таких заболеваний обмена веществ, как ожирение и сахарный диабет. Они вызывают поражение сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и других систем, резко понижают трудоспособность и устойчивость к заболеваниям, сокращающих продолжительность жизни в среднем на 8-10 лет.Некоторые продукты питания оказывают бактерицидные действия, подавляя рост и развитие различных микроорганизмов. Так, яблочный сок задерживает развитие стафилококка, сок граната подавляет рост сальмонелл, сок клюквы активен в отношении различных кишечных гнилостных и других микроорганизмов. Всем известны антимикробные свойства лука, чеснока и других продуктов. К сожалению, весь этот богатый лечебный арсенал не часто используется на практике.

В состав пищевых продуктов входят неорганические (вода, минеральные вещества) и органические (углеводы, жиры, белки, ферменты, витамины и др.) вещества.

Вода имеет важное значение для организма человека, так как является составной частью клеток и тканей организма человека и необходима для осуществления биохимических процессов. В сутки человеку требуется 2,5-3 л воды. Она служит хорошим растворителем и способствует удалению из организма ненужных и вредных веществ.

Минеральные вещества имеют большое значение для жизнедеятельности организма человека: входят в состав тканей, участвуют в обмене веществ, в образовании ферментов, гормонов, пищеварительных соков. Недостаток или отсутствие отдельных элементов в организме приводит к тяжелым заболеваниям. По количественному содержанию в продуктах минеральные вещества делят на макро- и микроэлементы.

К макроэлементам относится Ca, P, Fe, K, Na, Mg, S, Cl и др. Ca, P и Mg участвуют в образовании костной ткани. Фосфор, кроме того, принимает участие в дыхании, двигательных реакциях, энергетическом обмене, активировании ферментов. Источником фосфора являются мясо, рыба, яйца, сыр. Кальций находится в продуктах в виде соединений с кислотами и белками. Содержится в молоке и молочных продуктах, желтке яиц, рыбе, салате, шпинате, петрушке. Магний содержится в крупах, бобовых, орехах, рыбе. Железо необходимо для образования гемоглобина крови. Источником железе служат мясо, печень, почки, яйца, рыба, виноград, земляника, яблоки, капуста, горох, картофель и др.

К микроэлементам относятся Сu, Co, I, F и др. Медь и кобальт способствуют образованию гемоглобина крови. В сравнительно больших количествах микроэлементы содержатся в желтке яйца, говяжьей печени, мясе, рыбе, картофеле, свекле, моркови. Йод необходим организму для нормальной работы щитовидной железы. Им богаты морские рыбы, водоросли, ракообразные, моллюски, яйца, лук, хурма, салат, шпинат. Марганец и фтор способствует формированию костей.

Углеводы содержатся преимущественно в продуктах растительного происхождения.

К моносахаридам относят глюкозу, фруктозу, галактозу. Глюкоза (виноградный сахар) находится в пложах, овощах, меде. Фруктоза (плодовый сахар) содержится в меде, семечковых плодах и арбузах.

К дисахаридам относят сахарозу, мальтозу, лактозу, трегалозу. Сахароза (свекличный сахар) содержится в сахарной свекле, сахарном тростнике, плодах, овощах. Под действиям ферментов и при нагревании с растворами кислот легко гидролизуется с образованием глюкозы и фруктозы. Мальтоза (солодовый сахар) обр-ся при гидролизе крахмала, содержится в проросшем зерне, патоке. При гидролизе мальтозы обр-ся глюкоза. Лактоза (молочный сахар) содержится в молоке; при гидролизе образуются глюкоза и галактоза. Трегалоза находится в грибах, пекарских дрожжах.

Жиры – это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. В пищевых жирах преобладают триглицериды. Тугоплавкие жиры употребляют только в горячем виде. Температура плавления жира всегда выше температуры застывания, поэтому жир в расплавленном состоянии в организме не застывает и легче усваивается. Усвояемость жира встречается в молоке, сливках, сметане, масле коровьем, кисломолочных продуктах, маргарине. Для повышения усвояемости жиров в кулинарии приготовляют жировые эмульсии – майонезы, соусы, заправки.

Белки являются незаменимой частью пищевых продуктов. Они необходимы для построения тканей тела и восстановления отмирающих клеток, образования ферментов, витаминов, гормонов и иммунных тел. Без белков невозможно существование живого организма. Белки, содержащие все незаменимые аминокислоты, называют полноценными. Содержатся в мясе, рыбе, молоке, яйцах. Белки, не имеющие в своем составе хотя бы одной незаменимой аминокислоты, относят к неполноценным. По составу белки делят на простые- поотеины (при гидролизе обр-ся только аминокислоты и аммиак) и сложные- протеиды (при гидролизе обр-ся еще и небелковые вещества – глюкоза,липиды, красящие вещества и др.)Содержание белков в пищевых продуктах составляет (в %): в мясе- 11.4-21.4, рыбе – 14-22.9,молоке-2.8, твороге – 14-18, яйцах – 12.7, хлебе – 5.3-8.3,крупах- 7.0-13.1, картофеле – 2, плодах – 0.4-2.5, овощах- 0.6-6.5.

 Ксенобиотики в пищевых продуктах.

В зависимости от химической природы соединений и их воздействия на организм человека все загрязняющие соединения можно разбить на девять групп.

К первой группе относят радионуклиды, которые могут попасть в пище­вые продукты случайно или в результате специальной обработки. Особенно остро встала проблема загрязнения пищевых продуктов после аварии на Чер­нобыльской атомной станции. Ко второй группе относят тяжелые металлы и другие химические эле­менты, которые в концентрациях выше физиологической потребности вызы­вают токсическое или канцерогенное воздействие на организм человека. Ос новную массу загрязняющих тяжелых металлов и соединений составляют: фтор, мышьяк и алюминий, а также хром, кадмий, никель, олово, медь, свинец, цинк, сурьма и ртуть. К третьей группе относят микотоксины - соединения, накапливающиеся в результате жизнедеятельности плесневых грибов. Как правило, грибы раз­виваются на поверхности пищевых продуктов, а продукты их метаболизма могут проникать и вовнутрь. На сегодня известно свыше 100 микотоксинов, но наиболее известны афлатоксины и патулин.

В четвертую группу включают пестициды и гербициды. Эти соединения используются для защиты растений в сельском хозяйстве и попадают чаще всего в пищевые продукты растительного происхождения. В настоящее время известно более 300 наименований пестицидов и гербицидов. В пятую группу относят нитраты, нитриты и их производные нитрозамины. Соединения азотной и азотистой кислот в нашем организме не метаболируются, поэтому их поступление приводит к нарушению биохимических процессов в организме в виде токсических и канцерогенных проявлений. К шестой группе загрязняющих веществ относят детергенты (моющие средства). При переработке пищевых продуктов используют оборудование из нержавеющей стали. После каждой рабочей смены оборудование (особенно в молочной и консервной промышленности) моют с применением каустической соды или других моющих средств. При плохом ополаскивании оборудования первые порции пищевой продукции будут содержать детергенты.

В седьмую группу загрязняющих веществ относят антибиотики, анти­микробные вещества и успокаивающие средства. Эти соединения, поступая с продуктами питания,воздействуют на микроорганизмы толстого кишечника и способствуют развитию у человека дисбактериоза, а также привыканию пато­генных микроорганизмов к этим антибиотикам.

К восьмой группе относят антиоксиданты и консерванты. Эти вещества используют для продления срока хранения пищевых продуктов, за счет бло­кирования химических и биохимических процессов. При поступлении в орга низм человека данные соединения блокируют отдельные биохимические про­цессы, либо воздействуют на бифидобактерии желудочно-кишечного тракта человека. Это способствует развитию дисбактериоза. В девятую группу загрязняющих веществ входят соединения, образую­щиеся при длительном хранении или в результате высокотемпературной об­работки пищевых продуктов. К ним относят продукты химического разруше­ния Сахаров, жиров, аминокислот и продукты реакций между ними. Эти про­стые и комплексные соединения организм человека не может метаболировать, что приводит к накоплению этих соединений в печени человека, а возможно и к нарушению биохимических процессов в организме. При поступлении в организм человека данные соединения блокируют отдельные биохимические процессы, либо воздействуют на бифидобактерии желудочно-кишечного тракта человека. Это способствует развитию дисбактериоза.

В девятую группу загрязняющих веществ входят соединения, образующиеся при длительном хранении или в результате высокотемпературной обработки пищевых продуктов. К ним относят продукты химического разрушения Сахаров, жиров, аминокислот и продукты реакций между ними. Эти простые и комплексные соединения организм человека не может метаболировать, что приводит к накоплению этих соединений в печени человека, а возможно и к нарушению биохимических процессов в организме.

АККУМУЛЯЦИЯ КСЕНОБИОТИКОВ В ПРОДУКТАХ РА СТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ:

а - нитратов и органических аминов;

б - тяжёлых металлов и их соединений (ртуть, свинец, кадмий); в - радионуклидов естественного и антропогенного происхождения;Азот - составная часть жизненно важных для растений, а также для животных организмов соединений, например белков. В растениях азот поступает из почвы, а затем через продовольственные и кормовые культуры попадает в организмы животных и человека. Ныне сельскохозяйственные

 

 

В то время как свинец попадает в организм человека по цепи питания от растительной пищи, ртуть в основном накапливается в организмах рыб и моллюсков, а также в печени и почках млекопитающих. В 1970-е годы, когда ртутьсодержашие препараты широко использовались при протравливании семян, были зарегистрированы несчастные случаи при работе с протравленным семенным материалом. Кадмий попадает в организм человека с растительной, мясной (потроха) пищей, а также съедобными грибами. Допустимая норма для человека составляет 0,5 мг в неделю.

К антропогенным ксенобитикам относятся пестициды, удобрения, лекарственные препараты (антибиотики, сульфаниламиды, регуляторы роста), кормовые добавки, пищевые добавки (антиоксиданты, консерванты, красители, стабилизаторы, эмульгаторы, затвердители, ароматизаторы).

Большую группу опасных загрязнений продуктов питания составляют радионуклиды. В растительной пище особенно часто можно встретить Зг-80, 5г-90,1-131, Сз-137. Ва-140, К-40, С-14 н Н-3 (тритий). Перечисленные выше радионуклиды вступают в прочное взаимодействие с органическими соединениями в клетках. Среди естественных радионуклидов первенствующая роль (около 90% от суммарной активности) принадлежит К-40, поступающий в организм с растительной пищей или с молоком.

Наиболее опасными радионуклидами антропогенного происхождения являются 1-131, Сз-137