Предмет і завдання фізіології та гігієни харчування

Фізіологія та гігієна харчування, або трофологія, — це наука, яка займається питанням забезпечення збереження та зміц­нення здоров'я шляхом правильно організованого в кількісному та якісному відношенні харчування. Наука про харчування складається з фізіології харчування, яка вивчає будову, функ­ціональну діяльність системи травлення та процеси перетрав­лення їжі в організмі людини; гігієну харчування, що вивчає харчові та біологічні властивості харчових продуктів, умови забезпечення їх безпечного споживання, а також розробляє проблему кількісної та якісної повноцінності харчування для різних категорій населення.

Фізіологія та гігієна харчування включає основні положення фізіології та біохімії харчування, мікробіології та епідеміології, гельмінтології та інших наукових дисциплін, які стосуються проблеми харчування.

За сучасних умов найважливішими завданнями фізіології та гігієни харчування є:

1. Вивчення процесів травлення та засвоєння поживних речовин і харчових продуктів.

2. Вивчення харчування та стану здоров'я населення різних регіонів країни та визначення на їх основі фізіологічних потреб у поживних речовинах та енергії.

3. Вивчення проявів недостатності та неповноцінності харчу­вання і розробка раціонального харчування для різних категорій населення (працівників промисловості, сільського госпо­дарства), дітей дошкільного та шкільного віку, студентів тощо.

4. Розробка та впровадження лієтичного харчування для хворих на різні захворювання.

5. Розробка лікувально-профілактичного харчування для працівників, зайнятих на шкідливих виробництвах.

6. Вивчення забруднення харчових продуктів сторонніми хімічними речовинами та мікроорганізмами та запобігання харчовим отруєнням мікробної та немікробної природи.

7. Розробка методів оцінки якості та проведення гігієнічної експертизи харчових продуктів.

8.Вивчення та розробка санітарних заходів при проек­туванні, будівництві та реконструкції підприємств харчової промисловості, торгівлі харчовими продуктами та громадського харчування.

9. Розвиток теоретичних аспектів фізіології та гігієни харчування (розробка сучасних теорій, концепцій харчування).

10. Вивчення хімічного складу харчових продуктів і ство- рення продуктів підвищеної біологічної цінності.

В історії розвитку фізіології та гігієни харчування виділяють три періоди.

І період — емпіричного накопичення та використання знань з хімії, біохімії та технології харчових продуктів від давніх часів до другої половини XIX ст.

В енциклопедичних працях Гіппократа (460—377 рр. до н.е.), Галена (130 -200 рр. н.е.), Ібн Сіни (980—1037) та інших давніх учених узагальнено емпіричні знання про правильне харчування, накопичені протягом багатьох попередніх тисячо­літь. Так, Гіппократ у книзі «Про дієту» зазначав, що людина має бути обізнана з усіма харчовими речовинами та напоями, знати, як послабити або підсилити їх природні оздоровчі властивості, а також дотримуватись певного співвідношення між кількістю спожитої їжі та фізичним навантаженням на організм.

Ібн Сіна (Авіценна) у своїй фундаментальній праці «Канон лікарської науки» визначив певні принципи правильного харчування, харчову та біологічну цінність окремих харчових продуктів, їх вплив на організм людини залежно від хімічного складу, наголошував на необхідності додержання режиму харчування, висвітлив особливості харчування різних категорій населення залежно від професії, стану здоров'я та кліматичних умов.

Багато корисних порад з харчування є в «Ізборнику Свято­слава» (1073—1076), де, зокрема, описано значення овочів у харчуванні хворої та здорової людини.

Набуті протягом тисячоліть знання люди використовували у виробництві таких поширених харчових продуктів, як хліб, сир, пиво, вино, чай тощо.

І період розвитку фізіології та гігієни харчування — це період боротьби в науці двох світоглядів: матеріалістичного та ідеалістичного. Основи матеріалістичних поглядів були закладені російським ученим М.В.Ломоносовим, який відкрив закон збереження маси речовин. Це завдало нищівного удару по ідеалізму і зумовило розвиток важливих хімічних, фізіо­логічних та біохімічних досліджень. Так, у середині XVII ст. була відкрита сахароза в цукрових буряках, синтезовані жири (М.Бертло) та моносахариди (О.М.Бутлеров).

II період — період становлення, розвитку та інтенсивного накопичення знань з фізіології та гігієни харчування — від другої половини XIX ст. до 50-х років XX ст. У цей час роз­ширюються та поглиблюються дослідження з харчової хімії, біохімії та фізіології харчування. Обмін речовин та енергії в організмі вивчається у тісному взаємозв'язку з кількісною та якісною сторонами харчування, досліджується харчування окремих груп населення, обґрунтовуються та впроваджуються лікувальні дієти з включенням спеціальних продуктів специ­фічної лікувальної дії (молоко, кисломолочні продукти, вино­град, ягоди). Починають формуватися нові напрями досліджень, зокрема, значення мінеральних речовин та вітамінів у харчу­ванні людини, закладаються основи харчової мікробіології та гельмінтології. Фізіологія та гігієна харчування виділяється у самостійну дисципліну.

У цей період опубліковані праці видатних учених Ю.Лібіха, М.Петенкофера, К.Фойта, М.Рубнера, М.Хіндхеде, Р.Г.Чітген-дена, І.П.Павлова та інших, які лягли в основу фізіології та гігієни харчування.

На розвиток фізіології та гігієни харчування значний вплив мали праці німецького хіміка Ю.Лібіха (1803—1873), одного із основоположників хімії та біохімії харчування. Він розробив першу науково обгрунтовану класифікацію харчових речовин, поділивши основні з них на три групи: поживні, або пластичні, дихальні, або теплокровні, та мінеральні. До першої групи увійшли азотисті речовини, тобто білки (білковини), які використовуються для побудови та відновлення тканин; до другої — безазотисті (жири та вуглеводи), за рахунок окислення яких відбуваються процеси дихання в організмі; до третьої — мінеральні солі, які Ю.Лібіх вважав обов'язковою складовою частиною їжі. Ю.Лібіх розробив методи кількісного визначення харчових речовин, вивчав хімічний склад харчових продуктів, окремих харчових речовин, органічних кислот, екстрактивних сполук м'яса та ін., встановив, що основне значення білка полягає в його впливі на ріст і розвиток організму.

Значний внесок у розвиток фізіології та гігієни харчування зробила німецька школа фізіологів у другій половині XIX ст., зокрема праці німецького фізіолога М.Петенкофера (1818— 1901), який вивчав особливості обміну білків, жирів, вуглеводів в організмі та залежність згоряння цих речовин від інтенсив­ності фізичної праці, температури навколишнього середовища та інших чинників. Значну увагу він приділяв визначенню потреб у поживних речовинах та їх нормуванню в різних умовах життєдіяльності людини.

Одним з основоположників науки про харчування є німець­кий фізіолог К.Фойт (1831 —1908). Його праці з питань обміну речовин стали основою подальшого розвитку науки про харчу­вання. К.Фойт вивчав обмін речовин і стан харчування різних категорій населення Німеччини, енергетичні витрати при різних видах праці. Він розробив перші норми харчування. Фойт вва­жав, що доросла людина повинна щодня споживати 118 г білка, 56 г жирів, 500 г вуглеводів — всього 3055 ккал (12,8 МДж) енергії. Учений доповнив і розвинув деякі положення, висунуті у свій час Ю.Лібіхом. Так, положення, що показником інтен­сивності білкового обміну в організмі є кількість виділеного з сечею азоту, було експериментально підтверджене і розвинуте К.Фойтом. Він довів також можливість визначення рівня витрат білка в організмі за підрахунком кількості введеного в організм та виділеного з нього азоту. Дослідження К.Фойта дали змогу правильно визначити роль кисню в процесі згоряння поживних речовин в організмі. При цьому було доведено, що дихання регулюється процесом обміну речовин, а не навпаки, як вважав Ю.Лібіх. К.Фойт довів, що фізична праця пов'язана з посиленим розкладанням вуглеводів і жирів, а витрати білка зростають у процесі росту та при голодуванні.

Послідовник і учень К.Фойта М.Рубнер (1854—1932) з'ясував питання про енергетичний облік обміну речовин. Він довів, що в процесі перетворення поживних речовин вивільняється енергія, яка використовується організмом для підтримання його життєдіяльності. М.Рубнер разом з А.Етуотером (1844—1907) визначили енергетичні коефіцієнти основних поживних речовин, встановили, що при окисленні 1 г білка вивільняється 4,1 ккал, 1 г вуглеводів — 4,1 ккал, 1 г жира — 9,3 ккал (38,9 кДж) енергії. І досі ці величини майже не змінилися. М.Рубнер створив теорію специфічно-динамічної дії поживних речовин. Він дослідив, що на процес перетравлення білків, жирів і вуглеводів організм витрачає певну кількість додаткової енергії. Цей учений вперше висловив гіпотезу про те, що значна кількість харчових продуктів згоряє у вигляді глюкози.

Білкові норми, встановлені німецькими фізіологами К.Фой­том і М.Рубнером, вважались непорушними, ними керувалися аж до 70-х років XX ст. Німецькі фізіологи надавали першо­рядного значення в харчуванні продуктам тваринного поход­ження, нехтуючи при цьому рослинними продуктами, які є джерелом багатьох вітамінів, мікроелементів, клітковини та пектинів. Такий підхід відіграв певну негативну роль, про що свідчили дослідження їх опонентів. Так, американський про­фесор Р.Г.Чіттенден — один із засновників північноамери­ канської школи нутриціоністів — на початку XX ст. встановив, що 40—60 г рослинних і тваринних білків є достатніми для людини. Це становило лише третину норми, встановленої К.Фойтом і М.Рубнером. Р.Г. Чіттенден стверджував, що не 3000 ккал (12,5 МДж), як запевняли К.Фойт і його послідовники, а 2000 ккал (8,4 МДж) на день достатньо для дорослої людини.

Датський учений М.Хіндхеде довів, що людина може трива­лий час жити й інтенсивно працювати на харчовому раціоні із зменшеною кількістю білків. Протягом ЗО років він досліджував на собі, членах своєї родини та працівниках промисловості харчові раціони, що включали 1/4 тієї кількості білків, яка вважалась необхідною для збереження здоров'я, і довів, що на такому раціоні діти нормально фізично й розумово розвивались, а дорослі люди зберігали своє здоров'я.

Спроби Р.Г.Чіттендена та М.Хіндхеде змінити уявлення про норми білка та енергії для людини були безпідставно розкри­тиковані прибічниками німецької школи фізіологів. Тільки наприкінці 90-х років XX ст. висновки Р.Г.Чіттендена та М.Хінд­хеде були визнані у всьому світі.

Поряд із традиційною наукою про харчування інтенсивно поширюються так звані альтернативні (або холестичні) способи харчування, зокрема різні види вегетаріанства. Протягом XX ст. було опубліковано набагато більше досліджень з вегетарі­анського способу харчування, ніж з традиційного змішаного. Цими дослідженнями було доведено, що вегетаріанство сприяє зменшенню серцево-судинних захворювань. Ці та інші дослідження привели до зміни уявлень про позитивний вплив переважно м'ясного харчування на стан здоров'я населення.

Велике значення для розвитку фізіології харчування мали праці видатного російського вченого І.П.Павлова. Його дослід­ження лягли в основу вчення про процеси травлення і описані в книгах «Лекції про роботу головних травних залоз» (1897) та «Фізіологічна хірургія травних залоз» (1902). Праці І.П.Павлова та його учнів про травлення, його вчення про умовні рефлекси та про вищу нервову діяльність, вчення про єдність організму із зовнішнім середовищем стали основою теорії збалансованого харчування. За видатні досягнення у вивченні процесів трав­лення І.П.Павлов у 1904 р. був удостоєний Нобелівської премії.

Для розвитку науки про харчування мали значення також праці російських фізіологів І.М.Сєченова, М.М.Шатернікова та ін.

На початку XX ст. починається інтенсивне дослідження віта­мінів. Розвиток учення про вітаміни тісно пов'язаний з іменами як російських, так і зарубіжних учених. Основоположниками

сучасної вітамінології вважаються англійський вчений Ф.Г.Гоп-кінс та російський лікар М.І.Лунін (1853—1937), який у своїй дисертації писав, що крім білків, жирів, вуглеводів, солей і води живий організм потребує ще інших життєво необхідних речо­вин, а вивчення їх має велике значення для харчування людини.

У 1911 р. польський біохімік К.Функ виділив з висівок рису препарат, названий ним вітаміном (життєвим аміном), який запобігав захворюванню на харчовий поліневрит. Це був вітамін В_г К.Функ дійшов висновку, що багато захворювань людини і тварин нез'ясованої природи (бері-бері, цинга, пелагра, рахіт) зумовлені відсутністю в їжі вітамінів.

Значний внесок у розвиток вчення про вітаміни зробили угорський учений А.Сцент-Джорджі, який відкрив вітамін С в 1927 р. та вітамін Р у 1936 р., американські вчені Д.Осборн і К.Мендель, що відкрили вітамін А у 20-х рр. XX ст., німецькі вчені Р.Кун, П.Вейган та швейцарський вчений П.Каррер, які синтезували вітамін В₂ у 1935 р. та вітамін В₆ у 1939 р., амери­канський учений Е.Річс та інші, що виділили з печінки вітамін В₁₂ у 1948 р._г Г.Еванс і О.Емерсон, які виділили вітамін Є із зародків пшениці у 1936 р.

З 1930 р. наука про харчування виділяється у самостійну наукову дисципліну і її як предмет починають викладати спо­чатку в медичних вищих навчальних закладах, а з 1993 р. — у вищих закладах харчової промисловості. Необхідність широкого вивчення основ фізіології та гігієни харчування стає загально­визнаною.

У 1930 р. було створено Інститут харчування у Москві, в 1932 р. — у Харкові з філіалами у Києві, Дніпропетровську, Одесі, а в 1934 р. — Український науково-дослідний інститут харчування у Києві. В цей період робота інститутів і кафедр гігієни харчування спрямовувалася на розробку нормативів харчування для різних професійних і вікових груп населення, дослідження хімічного складу та харчової цінності продуктів, визначення значення окремих поживних речовин і харчових продуктів для життєдіяльності людини, гігієну харчових під­приємств і гігієну виробництва, зберігання, транспортування і реалізацію харчових продуктів; вивчення сторонніх хімічних домішок і харчових добавок до продуктів, розробку методів дослідження та контролю якості харчових продуктів, харчових отруєнь та інфекцій. У вирішення цих проблем значний внесок зробили М.М.Шатерніков, О.П.Молчанова, В.В.Єфремов та ін., в Україні — О.Палладій, автор монографії «Основи живлення» (1919, 1922, 1925), де вперше у значному обсязі викладені основи травлення, засвоюваність, роль якості білків, жирів, вуглеводів,

вітамінів в живленні організму, норми харчування та таблиці хімічного складу харчових продуктів.