Основные пищевые вещества и их роль в обеспечении жизнедеятельности

К основным пищевым веществам относят белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, воду и некоторые другие.

Белки в организме выполняют многообразные функции, к основным из которых следует отнести:

1. Пластическую, так как они являются основным строительным материалом клеток, тканей, межтканевого вещества и клеточных мембран.

2. Каталитическую, связанную с тем, что белки являются основным компонентом практически всех ферментов – внутриклеточных и пищеварительных.

3. Гормональную – значительная часть гормонов по своей природе является белками: инсулин, гормоны гипофиза и др.

4. Иммунную, обусловливающую индивидуальную специфичность каждой особи.

5. Транспортную, так как белки участвуют в переносе кровью газов (О₂ и СО₂), углеводов, жиров, некоторых витаминов и пр. Кроме того, они обеспечивают перенос минеральных солей через клеточные мембраны и внутриклеточные структуры.

Белки пищевых продуктов включают 20 аминокислот, из которых 8 – незаменимых, т. е. в организме человека они не синтезируются (в отличие от 12 остальных аминокислот). Правда, в последнее время накапливается все больше оснований считать, что в полном смысле слова незаменимых аминокислот не бывает. Еще в XIX веке И.М. Сеченов предположил, что организм человека может усваивать азот воздуха, т. е. синтезировать белки. Уже в 70-х годах XX столетия A.M. Уголев доказал, что при определенных условиях микрофлора толстого кишечника может синтезировать незаменимые аминокислоты. Несколько позднее М.И. Вольский отметил существование двух путей преобразования газообразного азота в белки тела человека: первый – с помощью бактерий в верхних дыхательных путях и в толстом кишечнике и второй – через усвоение азота воздуха, в частности, ферментными элементами крови и гемоглобином, который по своей структуре очень напоминает хлорофилл.

Оптимальное соотношение заменимых и незаменимых кислот для данного человека зависит от его генотипических особенностей и образа жизни (в частности, от возраста, характера питания и уровня его двигательной активности). Так, для детей дошкольного возраста доля незаменимых кислот в связи с преобладанием у них процессов анаболизма должна достигать 40 %, а у людей старших возрастов, у которых все большее значение приобретают процессы катаболизма, – 30 %.

Белков, которые бы содержали заменимые и незаменимые кислоты в оптимальном соотношении, идеальных белков, в природе не бывает (исключение составляют белки женского молока для грудных детей). Белки животного происхождения считаются полноценными, так как соотношение обеих групп аминокислот в них такое же, а порой и больше (в сторону незаменимых), чем в идеальном белке. Подавляющая же часть растительных белков является неполноценными, так как в них незаменимых кислот гораздо меньше, чем в идеальном белке. Тем не менее в рационе питания их наличие обязательно.

В повседневной жизни человек чаще всего использует в питании смеси пищевых белков как животного, так и растительного происхождения; биологическая ценность такого смешанного белкового питания составляет около 70 % от ценности идеального белка. Следовательно, чем более неполноценными являются потребляемые белки, тем больший объем их следует потреблять. Правда, степень усвоения белков организмом зависит не только от их полноценности, но и от общего состава пищи. Так, для усвоения каждого грамма поступающего белка в ней должно содержаться около 1 мг витамина С, а при его дефиците оставшаяся часть белка гниет в толстом кишечнике, что ведет к нарушениям пищеварения и обмена веществ. Кроме того, следует учитывать и то обстоятельство, что для выведения из организма продуктов распада 1 г животных белков требуется 42 г воды, но из-за значительного ее потребления заметно возрастает нагрузка на почки и сердце.

Набор аминокислот животных белков ближе к потребностям организма человека, чем растительных. Видимо, на определенном этапе эволюции именно потребление животных белков сыграло определенную роль в том, что человек стал человеком. Однако в то время он потреблял исключительно сырое мясо добытых животных. С тех пор ситуация заметно изменилась, и употреблять животную сырую пищу человек перестал давно (а сейчас это и небезопасно из-за возможности попадания в организм вредных примесей, в частности анаболиков и антибиотиков, а также возбудителей заболеваний). При тепловой же обработке пищи уже при 46–48 °C происходит сворачивание (коагуляция) белков, когда связи между ними и другими пищевыми веществами (углеводами, минеральными веществами, витаминами и пр.) разрываются. Потерявший свою структуру белок переваривается гораздо хуже, чем не подвергшийся тепловой обработке. Кроме того, при 54 °C исчезает практически полностью активность ферментов, содержащихся в самих белках, – в этом случае эффективность переваривания этих белков в пищеварительном тракте многократно снижается за счет исключения в нем аутолиза (самопереваривания).

На состоянии животных белков, употребляемых в пищу современным человеком, сказывается целый ряд неблагоприятных факторов. В частности, представляет опасность употребление мяса не только инфицированных, но и переутомленных, истощенных или ослабленных животных. При хранении мяса под действием собственных ферментов в нем происходят аутолитические процессы, ведущие к накоплению вредных, шлаковых веществ, по своему действию напоминающих стрихнин. Кроме того, здесь же появляются мочевина, мочевая кислота, соли фосфорной и серной кислот, которые сами по себе заметно сказываются на обмене веществ. При забое животного в результате возникающего у него стресса в кровь выбрасывается много гормонов, которые наполняют каждую клеточку активной ткани и прежде всего мышц. С этих позиций становится понятным, в частности, тот факт, что большинство злоупотребляющих мясной пищей людей вспыльчивы и агрессивны, более подвержены раковым и сердечно-сосудистым заболеваниям, менее выносливы к физическим и нервным нагрузкам, чем предпочитающие растительные пищу. Кроме того, избыточное потребление мяса сопровождается закислением организма, а это, в свою очередь, ведет к снижению активности азотфиксирующих бактерий в дыхательных путях со снижением интенсивности синтеза аминокислот. Исходя из сказанного, можно предположить, что существующие нормы потребления белков для человека, особенно животного происхождения, явно завышены. Не случайно поэтому именно с избыточным питанием мясом во многом связывают акселерацию детей, которая отрицательно сказывается на всех последующих этапах жизни человека, его духовном и физическом развитии, долголетии, иммунитете и т. д. Добавим, что мясо в сочетании со сладостями провоцирует нарушения обмена веществ и ускоряет процесс старения тканей.

Жиры выполняют в организме множественные функции:

1. Как пластический материал они участвуют в построении клеток, особенно велико их содержание в оболочке клетки (в частности, в оболочке нервных и половых клеток их доля достигает 50 % и более). Без них невозможно построение и некоторых органелл клетки.

2. Жир принимает участие в синтезе гормонов, особенно гормонов гипофиза, коркового вещества надпочечников и половых гормонов.

3. Жир является высокоэнергетическим резервом организма: при сжигании 1 г его освобождается 9,3 ккал тепла – это более чем в 2 раза превышает энергоемкость белков и углеводов.

4. Жиры необходимы для реализации функций жирорастворимые витаминов (A, К, Е и др.) – без их достаточного поступления эти витамины не только не дают необходимого эффекта, но могут даже вызвать явления интоксикации.

В рацион питания современного человека входят животные и растительные жиры. Первые из них преимущественно включают полинасыщенные жирные кислоты, имеющие прочные одновалентные межуглеродистые связи и относительно низкую температуру затвердевания (ниже температуры тела человека). Некоторые из кислот животного происхождения – линолевая, линоленовая и арахидоновая – в организме не синтезируются и относятся к незаменимым. Из-за своего химического консерватизма животные жиры в организме являются своеобразным «отстойником», где скапливаются токсины.

Растительные жиры построены преимущественно полиненасыщенными кислотами, в которых между атомами водорода существуют двух– и даже трехвалентные связи, а температура затвердевания достаточно низкая. Эти кислоты способствуют быстрому преобразованию холестерина, являющегося одним из важных факторов развития атеросклероза, и выведению образовавшихся при этом продуктов из организма. Они же нормализуют эластичность и снижают проницаемость кровеносных сосудов. При их недостатке снижается иммунитет и угнетается репродуктивная функция.

При действии самых различных факторов – света, кислорода, ферментов и пр. – происходит окисление жиров с образованием низкомолекулярных продуктов разложения (альдегидов, кетонов, свободных кислот и пр.), нарушающих структуру и вкусовые качества жиров. При кипячении в жирах помимо этого еще и образуются довольно агрессивные перекисные радикалы, активирующие старение организма, и даже канцерогенные вещества. Последние особенно активно образуются при повторном кипячении жиров.

В пищеварительном тракте жиры расщепляются соответствующими ферментами до глицерина и жирных кислот, которые уже в тканях человека образуют новые жиры, свойственные именно данному индивидууму.

Суточная потребность в жирах составляет 25–30 г.

Углеводы в организме человека не синтезируются, поэтому потребность в них полностью должна удовлетворяться пищей. В углеводах, образующихся в зеленых листьях при участии хлорофилла и солнечного света, природа преобразует солнечную энергию в химическую, освобождающуюся уже при распаде углевода в организме человека.

Углеводы в организме имеют преимущественно энергетическую ценность, хотя участвуют и в пластических процессах.

Углеводы подразделяют на моно-, олиго– и полисахариды.

Моносахариды (простые углеводы) представлены глюкозой, фруктозой, галактозой, рибозой и др. ^[32]

Олигосахариды – более сложные соединения, построенные из нескольких (от 2 до 10) остатков моносахаридов – это сахароза, мальтоза и лактоза. И моно-, и олигосахариды имеют сладкий вкус, за что их называют «сахарами». Моносахариды легко окисляются в организме до углекислого газа и воды. Основной же олигосахарид нашей пищи – сахароза, попадая в организм, под действием энзимов и кислот вначале разлагается до моносахаридов, а затем уже до СО₂ и воды. Однако этот процесс идет только в случае, если сахар потребляется в естественном виде, т. е. в составе того продукта, в котором он был синтезирован, усвоение же чистого сахара осуществляется гораздо сложнее.

Полисахариды представлены в пище крахмалом и пищевыми волокнами (целлюлозой, клетчаткой и пектиновыми веществами). Крахмал сырых растений в пищеварительном тракте постепенно расщепляется до моносахаридов с последующим распадом до конечных продуктов. Труднее происходит переваривание термически обработанных крахмалов, так как при высокой температуре разрушается значительная часть содержащихся в сырой пище витаминов и вымываются минеральные соли, необходимые для обеспечения нормального переваривания крахмала. В этом случае в пищеварительном тракте полисахариды бродят и гниют, отравляя организм.

Особую опасность представляет высокосортная пшеничная мука, при употреблении которой в кишечнике образуется клейковина, вызывающая атрофию его ворсинок, нарушение пристеночного пищеварения и всасывания пищевых веществ – все это может быть первым звеном в развитии патологии не только кишечника, но и обмена веществ.

Пищевые волокна непосредственному перевариванию в пищеварительном тракте не подвергаются, однако их роль трудно переоценить. Пищевые волокна:

• формируя гелеобразные структуры перевариваемых пищевых масс, влияют на опорожнение желудка, скорость всасывания в тонкой кишке и время прохождения пищевых (каловых) масс через желудочно-кишечный тракт;

• предотвращают образование каловых камней; удерживая воду, определяют консистенцию и увеличивают массу фекалий;

• адсорбируют желчные кислоты, предотвращая их потерю и обеспечивая нормальный обмен холестерина и желчных кислот и поддержание достаточного уровня гемоглобина в крови;

• оказывают противовоспалительное и антитоксическое действие, что предупреждает нарушения обмена веществ в организме и развитие рака толстой кишки;

• участвуют в синтезе некоторых витаминов;

• на 50 % в толстом кишечнике подвергаются усвоению микрофлорой с последующим использованием образовавшихся веществ организмом;

• способствуют выведению из организма токсинов и тяжелых металлов;

• предупреждают развитие таких заболеваний, как атеросклероз, гипертония, сахарный диабет и др.

Различают нежные пищевые волокна, которые расщепляются и достаточно полно усваиваются организмом (они в большом количестве содержатся в яблоках, капусте, картофеле), и грубые – менее усваиваемые (содержатся в моркови, свекле и пр.), хотя при недостатке в питании пищевых волокон и при хорошем состоянии пищеварительного тракта и они усваиваются достаточно полно.

Суточная потребность человека в углеводах определяется особенностями его жизнедеятельности и затратами энергии таким образом, чтобы они покрывали недостающую часть потребности в энергии с учетом потребленных жиров и, в меньшей степени, белков. Суточное же потребление пищевых волокон для обеспечения нормального пищеварения должно составлять не менее 15–20 г.

Так же, как и в белках, тепловая обработка углеводов (при температуре 65–80 °C) разрывает их связь с витаминами, ферментами, минеральными веществами, что делает их «мертвыми углеводами», которые помимо энергетической ценности уже никакого значения для организма не имеют, поставляя ему лишь так называемые «пустые калории».

Вода является обязательным компонентом пищи. В организме человека около 40–45 % воды находится внутри клеток, а 20–25 % – в составе внеклеточных жидкостей. По мере возрастного развития содержание воды в организме человека снижается с 70 % у новорожденного до 55 % у стариков.

Вода является основной средой, в которой протекают лежащие в основе жизни химические и физико-химические процессы ассимиляции, диссимиляции, осмоса, диффузии и др., поэтому постоянство содержания воды в организме – одно из главных условий нормальной жизнедеятельности.

Вода в организме находится в структурированном виде в теснейшем контакте с биологическими молекулами: последние как бы вложены в структуру решетки воды, которая напоминает собой структуру льда. Структурированная вода сама по себе является источником свободной энергии, величина и активность которой зависят от многих факторов. В частности, в разные дни и даже часы меняется характер протекающих с участием воды химических реакций: быстрее или медленнее, с большим или меньшим поглощением или выделением энергии. Кроме того, она содержит в себе биологическую информацию, т. е. обладает памятью. Отсюда становится понятным, насколько велико значение воды в обеспечении нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма человека.

Структурированная вода в большом количестве находится в овощах и фруктах, особенно в свежевыжатых соках из них. Минеральные же воды ценны не столько составом растворенных в них веществ, а именно информацией, которую они вобрали, проходя через толщу Земли ^[33]. При кипячении вода теряет свою естественную структуру, и теперь при ее поступлении в организм он вынужден затрачивать собственную энергию на структурирование воды. При тепловой обработке стирается или извращается хранящаяся в воде информация, отражающая связь с окружающим миром. Заметный урон в структуре и информации несет вода, входящая в состав натуральных продуктов, и при сушке, консервации, квашении и т. д.

Если человек потребляет достаточно овощей и фруктов, то, как правило, ему дополнительной воды не требуется. Потребление же излишнего количества даже чистой воды приносит несомненный вред, увеличивая нагрузку на сердце и почки и активируя распад белка.

Витамины являются неотъемлемой частью питания. Выполняя роль биологических катализаторов, они обеспечивают полное, экономичное и правильное использование организмом основных питательных веществ.

Витамины подразделяются на водо– и жирорастворимые. Первые из них участвуют в формировании структуры и функционировании ферментов, вторые – клеточных мембран. Ниже приводятся краткие данные некоторых основных витаминов (табл. 11).

 

Таблица 11