5.4. Физиологические потребности человека в пищевых веществах
Химический состав пищи определяется набором питательных веществ. К ним относятся белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли и вода. По функциональному предназначению питательные вещества делятся на преимущественно энергетические (жиры, углеводы), преимущественно пластические (белки, некоторые минеральные вещества и вода) и преимущественно каталитические (витамины, микроэлементы), по критерию обязательности - на заменимые и незаменимые.
К заменимым относят углеводы и жиры, к незаменимым - белки, непредельные жирные кислоты, витамины, минеральные соли и воду. Незаменимая часть питания представлена 43 питательными веществами, в число которых входят 10 незаменимых аминокис-
лот, 15 витаминов, 15 минеральных веществ, линолевая кислота, источник глюкозы и вода.
Белки - сложные высокомолекулярные азотсодержащие соединения. Белки организма человека выполняют жизненно важные функции: пластическую, энергетическую, каталитическую, регуляторную, защитную, транспортную. Структурных α-аминокислот, участвующих в построении белковых молекул, насчитывается 20. Из них 10 относятся к незаменимым и, следовательно, должны постоянно поступать в достаточном количестве и оптимальном соотношении с пищей. К ним относятся валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин + цистеин, треонин, триптофан, фенилаланин + тирозин.
Дефицит незаменимых аминокислот в пище или их неоптимальное соотношение приводит к угнетению биосинтеза белка в организме, нарушает динамическое равновесие белкового метаболизма и усиливает распад собственных белков с компенсаторной целью.
Заменимые аминокислоты могут образовываться в организме, к ним относятся гистидин, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глицин, глутаминовая кислота, пролин, серин и др.
Одна из важнейших функций белковых молекул - пластическая. Белки - незаменимый строительный материал. Все клеточные мембраны и мембраны субклеточных структур содержат белок, роль которого здесь многообразна. Количество белка в мембранах составляет более половины их массы, они образуют своего рода каркас, в котором как бы вмонтированы ферментные блоки. Большую группу структурных белков образуют соединительнотканные белки, участвующие в формировании такого важного качественного показателя мяса, как его консистенция. Они имеют прямое отношение и к формированию пищевой ценности белков, во многом определяя степень перевариваемости белков мяса в целом.
Белки выполняют в организме энергетическую функцию, однако по сравнению с углеводами и жирами она выражена в меньшей степени.
Другая важная функция белков - каталитическая. В основе всех жизненных процессов лежат тысячи химических реакций, биологическая эффективность которых осуществляется благодаря присутствию особых биологических катализаторов - ферментов, представляющих собой специфические белки.
Важная роль принадлежит гормонам. Значение этой регуляторной функции белков трудно переоценить. Гормоны - это биологически активные вещества, которые оказывают влияние на обмен веществ. Гормоны выделяются в ничтожно малых количествах, но их действия всегда точно направлены и высокоэффективны.
Велика роль белков в транспорте веществ в организме. Имея различные функциональные группы и сложное строение макромолекулы, белки связывают и переносят с током крови многие соединения. Это прежде всего гемоглобин, переносящий кислород из легких к клеткам. Белки сыворотки крови - альбумины - способствуют переносу жирных кислот, а β-липопротеид переносит липиды.
Биологическая ценность белка - это степень утилизации белкового азота организмом. Критерием биологической ценности белков является аминокислотный скор, которым выражают процентное содержание каждой незаменимой аминокислоты в исследуемом белке (продукте) по отношению к количеству этой же аминокислоты в белке, принимаемом в качестве стандартного:
В качестве стандартного белка для новорожденных используется белок грудного молока, для старших детей и взрослых - белок куриного яйца, молока (казеин) или эталонный белок. Идеальным белком считают такой белок, в 1 г которого содержится 40 мг изолейцина, 70 мг лейцина, 55 мг лизина, 35 мг серосодержащих соединений (в сумме), 60 мг ароматических соединений, 10 мг триптофана, 40 мг треонина, 50 мг валина. Аминокислота, скор которой минимален, считается лимитирующей биологическую ценность белка. При неполном анализе аминокислотный скор обычно рассчитывается для трех самых дефицитных в питании незаменимых аминокислот: триптофана, лизина и суммы серосодержащих - метионина + цистеина. Растительные белки лимитированы по ряду незаменимых аминокислот, прежде всего по треонину, изолейцину и лизину.
Потребность в белке. Минимальным физиологическим количеством - надежным уровнем поступления белка - считается 0,6 г
полноценного протеина на 1 кг массы тела в сутки. В рационе человека, как правило, представлен смешанный (животный и растительный) белок. Оптимальная потребность в таком белке составляет 0,8-1,2 г на 1 кг массы тела. Суточная потребность в белках составляет 58-87 г для женщин и 65-117 г для мужчин, причем 55 % должны представлять белки животного происхождения. В среднем 12 % общей энергетической ценности суточного рациона должны составлять белковые калории.
Источниками животного белка в питании являются мясо, молочные продукты, в ряде стран морепродукты, растительного белка - зерновые, бобовые, в меньшей степени орехи, семена.
Болезни недостаточности и избыточности белкового питания. К болезням недостаточности питания относятся прежде всего заболевания, связанные с белково-энергетической недостаточностью: квашиоркор и алиментарный маразм.
Квашиоркор. Наиболее уязвимой группой населения по отношению к недостатку белка являются дети, особенно в период грудного вскармливания и первых лет жизни - от 6 мес до 4 лет.
Квашиоркор, означающий «красный мальчик», возникает в результате дефицита в пищевом рационе животных белков. Сопутствующим фактором является недостаток витаминов комплекса В; причиной бывает и монотонная углеводная пища. В ряде районов Западной Африки широко распространена детская дистрофия - квашиоркор в сочетании с алиментарным маразмом (кахексией). Квашиоркор развивается в тех случаях, когда ребенок после отнятия от груди переводится на обедненную белком крахмальную диету. Заболевание характеризуется замедлением роста и развития ребенка, изменением цвета кожи и волос, депигментацией, изменением состояния слизистых оболочек, ухудшением функций многих систем, особенно пищеварительной (диспепсические явления и стойкая диарея). В тяжелых случаях основными проявлениями квашиоркора служат отеки и психические расстройства.
Алиментарный маразм (кахексия) является следствием малокалорийной диеты, бедной специфическими аминокислотами. Это состояние может развиться во всех возрастных группах, включая взрослых, но чаще встречается у детей первого года жизни. Развитие кахексии проявляется резким похуданием, потерей массы тела, сухостью и дряблостью кожи, выпадением волос, исчезновением подкожного жира, атрофией мышц и внутренних органов, снижением содержания сывороточного белка; при кахексии могут наблюдаться отеки, кровоизлияния, иногда нарушения психики. Потеря подкожной клетчатки вызывает появление морщин (лицо маленького старичка).
К кахексии приводят длительное недоедание или голодание, тяжелые нарушения обмена веществ, хроническое отравление мышьяком, свинцом, ртутью, фтором, тяжелые поражения пищеварительного тракта (атрофия слизистой оболочки кишечника, состояние после резекции желудка и кишок). Заболевание может также возникать при тяжелом течении туберкулеза и других хронических инфекций, некоторых поражениях желез внутренней секреции (гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, поджелудочной железы), обширных и длительно не заживающих ранах, нагноениях, злокачественных опухолях (особенно пищевода и желудка).
Возникновение белковой недостаточности (алиментарной дистрофии) возможно у беременных и кормящих матерей, характеризуется гипопротеинемией, снижением кислородно-осмотического давления крови и появлением голодных отеков.
Во время беременности заболевание можно предотвратить профилактическими мероприятиями путем назначения диеты с рациональным соотношением основных питательных веществ и микроэлементов. Так, дефицит фолиевой кислоты в питании беременных ведет к высокому риску рождения детей с врожденными пороками развития, физическими и умственными дефектами. Дополнение питания беременных кальцием почти в 3 раза снижает частоту преждевременных родов, в 2 раза - частоту рождения детей с низкой массой тела. Ежедневное введение 1 мг фтора беременным позволило предупредить кариес зубов в 97 % случаев.
Избыток белков имеет наиболее выраженные и относительно быстро проявляющиеся последствия по сравнению с избытком других макронутриентов (жиров и углеводов). Это связано как с высокой реакционной способностью лишних аминокислот, так и с общими энергетическими нагрузками на организм, сопровождающими, как правило, высокое поступление белка с соответствующими продуктами. Особенно чувствительны к избытку протеина дети и престарелые, а также лица с болезнями почек, заболеваниями гепатобилиарной системы. При этом в первую очередь страдают печень и почки. В печени могут развиваться жировая дистрофия и деструктивные процессы из-за перегрузки ее пищевыми аминокислотами, первично в ней концентрирующимися и переаминирующимися. Почки функционально перегружаются из-за повышенного выделения остаточного азота (мочевина, мочевая кислота, креатинин) и нарушения кислотно-щелочного баланса первичной мочи. В результате увеличиваются потери кальция с мочой: каждый грамм лишнего белка приводит к потере от 2 до 20 мг кальция. При длительном избытке белка в рационе увеличивается риск развития мочекаменной болезни, подагры, ожирения.
При заболеваниях подагрой, мочекаменной болезнью с образованием камней из солей мочевой кислоты назначают диету № 6. В основе подагры лежит нарушение белкового обмена пуринов, что ведет к увеличению содержания мочевой кислоты в крови и отложению мочекислых солей (уратов) в суставах. Мочевая кислота и ее соли являются конечным продуктом пуринового обмена у человека и образуются во всех тканях.
Интенсивное усвоение белков способствует образованию эндогенной мочевой кислоты. Кроме того, такие высокобелковые продукты, как мясо, особенно мясные субпродукты (мозги, печень, почки, язык), рыба, икра, сельдь, рыбные консервы (сардины, шпроты), в больших количествах содержат пурины, что также вызывает повышение образования мочевой кислоты и увеличение ее содержания в крови. Поэтому количество таких белоксодержащих продуктов в диете несколько ограничивают. Потребление белка в этой диете составляет 70-80 г (50 % животные белки).
При заболеваниях почек количество белка в рационе определяют в зависимости от степени нарушения функции почек и стадии болезни, которое составляет от 20 до 125 г. Так, при остром нефрите в период выздоровления и хроническом нефрите вне обострения (диета № 7) количество белка снижают незначительно – до 80 г.
При остром нефрите в тяжелой форме после разгрузочных дней, а при нефрите средней тяжести с первых дней болезни и хроническом нефрите при резко выраженной почечной недостаточности (диета № 7а) необходимы максимальное щажение функции почек, облегчение выведения из организма продуктов обмена веществ, уменьшение гипертензии и отеков. Это преимущественно растительная диета с резким ограничением белков, их количество снижают до 20 г (50-60 % животные белки, а при хронической недостаточности почек 70-75 %).
Для нефротического синдрома при хронических заболеваниях почек (диета № 7в) характерны массивные отеки, выделение с мочой большого количества белка, уменьшение его количества в крови и увеличение содержания холестерина, накопление в организме натрия. Поэтому целью диеты являются восполнение теряемых с мочой белков и нормализация белкового обмена. Количество белка в диете повышают до 120-125 г (60-65 % животные белки).
Известно, что в 80-90 % случаев ожирение обусловлено нерациональным, несбалансированным питанием, когда количество поступающей с пищей энергии превышает энергозатраты организма. Поэтому при лечении ожирения в диете № 8 предусмотрено незначительно повышенное содержание белка. Это предупреждает потери тканевого белка, повышает энергозатраты за счет усвоения белковой пищи, создает чувство сытости. Из белковых продуктов в диете рекомендуются яичные белки (белковые омлеты), которые при усвоении требуют большего расхода энергии, чем при переваривании мяса и творога.
При заболеваниях туберкулезом назначается диета с повышенной энергетической ценностью № 11 с повышенным содержанием белков (особенно молочных), витаминов, минеральных веществ (кальций, железо и др.), умеренным увеличением количества жиров и углеводов. Для туберкулеза характерны распад пораженных тканей и интоксикация организма, нарушения обмена веществ и функций различных органов и систем, в частности угнетение функции органов пищеварения.
Учитывая характер болезни, в диете использованы следующие принципы: обеспечение организма полноценным питанием в условиях распада белков, ухудшения обмена жиров и углеводов, повышенного расхода витаминов и минеральных веществ; повышение сопротивляемости организма к инфекции и интоксикации; нормализация обмена веществ; восстановление тканей, пораженных туберкулезной инфекцией. В решении этих проблем важная роль отводится белку, поэтому его количество в рационе повышается до 130 г. Подобное увеличение содержания белка в рационе рекомендуется больным после истощения, инфекционных болезней, операций, травм.
Таким образом, нормируя количество белка в рационе, можно в некоторой степени корректировать обмен веществ, регулировать
функции различных органов и систем без привлечения медикаментозных средств.
Жиры относятся к числу очень распространенных в органическом мире веществ. Количество жиров в организме человека и животных сильно варьирует. В известных случаях (при сильном ожирении) содержание жира в организме животных достигает 50 % его массы. У животных различают жиры запасные и протоплазматические. Первые откладываются в подкожной жировой клетчатке и расходуются при недостаточном питании, вторые входят в состав протоплазмы, образуя комплексы с белками, и их количество не зависит от степени упитанности организма. Так, в норме содержание жира в организме человека массой 70 кг составляет 12 кг, из которых 9 кг служат источником потенциальной энергии.
Жиры участвуют в процессах теплорегуляции организма. Находясь в подкожной жировой клетчатке, жиры как плохие проводники тепла предохраняют внутренние органы от охлаждения. Кроме того, поверхностный слой жира охраняет органы от травм. Большое значение имеют жиры как смазочные вещества, они придают коже эластичность и предохраняют ее от высыхания.
Жиры являются растворителями витаминов A, D, E, K и способствуют их усвоению. С жирами поступает ряд биологически ценных веществ: фосфатиды (лецитин), стерины, токоферолы и др.
Жиры наряду с высокой энергетической ценностью выполняют важную роль в биосинтезе липидных структур, прежде всего мембран клеток. Жиры пищевых продуктов представлены триглицеридами и липоидными веществами. Жиры животного происхождения состоят из насыщенных жирных кислот с высокой температурой плавления. Растительные жиры содержат значительное количество полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК).
ПНЖК входят в состав клеточных мембран и других структурных элементов тканей, участвуют в синтезе простагландинов, способствуют удалению холестерина из организма. Три основные ПНЖК - арахидоновая, линолевая и линоленовая - являются незаменимыми факторами питания. Они не синтезируются организмом и должны поступать с пищей. В меньшей степени это относится к арахидоновой кислоте, которая может синтезироваться из линолевой при достаточном поступлении в организм витамина B6. В настоящее время комплекс ПНЖК рассматривают как фактор F, биологическое значение которого приравнивается к витаминам (его часто так и называют: витамин F).
Оптимально соотношение жиров составляет: 10 % ПНЖК, 30 % насыщенных и 60 % мононенасыщенных жирных кислот.
Недостаток потребления жиров может привести к нарушению функции ЦНС, половых желез, ослаблению иммунитета и устойчивости организма к воздействию неблагоприятных факторов, ухудшению усвояемости витаминов и провитаминов, содержащихся в растительной пище.
Избыточное потребление жиров приводит к чрезмерному отложению жира в организме, возникает опасность атеросклероза, нарушаются функции печени. Избыток жира создает излишнюю нагрузку на пищеварительный аппарат, ухудшает усвояемость кальция, магния. В диетическом питании нормированию подлежит не только количество жира, но и соотношение животных и растительных жиров.
Углеводы представляют собой обширный класс природных органических соединений. Они составляют основную часть всего органического вещества на Земле и до 90 % сухого вещества растений. В организме человека и животных углеводы в расчете на сухую массу занимают около 2 %. В питании человека и животных углеводы играют главную роль источника энергии, а у растений они к тому же служат для построения опорных тканей. В пластических и некоторых других процессах организма человека углеводы принимают незначительное участие. Углеводы составляют основную массу пищи человека. За счет углеводов обеспечивается около половины суточной энергетической потребности пищевого рациона. Около 60 % углеводов поступает с зерновыми продуктами, от 14 до 26 % - с сахаром и кондитерскими изделиями, до 10 % - с клубнями и корнеплодами, 5-7 % - с овощами и фруктами.
Все углеводы делятся по степени полимеризации на две группы: простые и сложные. К простым относятся моносахариды - соединения, имеющие в молекуле не менее 3 атомов углерода. В зависимости от количества атомов углерода в молекуле их называют триозами, тетрозами, пентозами, гексозами и гептозами. В состав пищевых продуктов чаще всего входят гептозы (арабиноза, ксилоза, рибоза), гексозы (глюкоза, фруктоза) и дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза, галактоза). Природными источниками простых сахаридов являются фрукты, ягоды, плоды, овощи, в которых содержание общих сахаров составляет от 2 до 17,5 %.
Сложными углеводами являются олигосахариды, состоящие из нескольких - от 3 до 9 - остатков моносахаридов (раффиноза, стахиоза, лактулоза, олигофруктоза), и полисахариды. Полисахариды делятся на крахмальные и некрахмальные, которые, в свою очередь, могут быть растворимыми и нерастворимыми. Полисахариды представлены растительным крахмалом, гликогеном и клетчаткой растительных продуктов. Содержание растительного крахмала в хлебопродуктах достигает 40-73 %, в бобовых - 40-45 %, в картофеле - 15 %. Усвояемый полисахарид животного происхождения - гликоген - содержится главным образом в печени (2-10 %). В мышечной ткани содержание гликогена не превышает 1 %.
В последние годы увеличился объем используемых в пищевой промышленности так называемых модифицированных крахмалов. Они отличаются от природных форм хорошей растворимостью в воде (независимо от температуры). Это достигается их предварительной производственной ферментацией с образованием в конечной композиции различных декстринов. Модифицированные крахмалы используют в виде пищевых добавок для достижения ряда технологических целей: придания продукту заданного внешнего вида и стабильной формы, достижения необходимой вязкости и однородности.
Некрахмальные полисахариды - это широко распространенные вещества растительной природы. В их химический состав входят смеси различных полисахаридов, содержащие пентозы (ксилоза и арабиноза), гексозы (рамноза, манноза, глюкоза, галактоза) и уроновые кислоты. Одни содержатся в клеточных оболочках (клетчатке), играя структурную роль, другие находятся в форме камедей и слизей внутри и на поверхности растительных клеток.
Огромную роль в питании и здорового, и больного человека играют пищевые волокна (ПВ), синонимами которых являются неусвояемые углеводы, клетчатка, балластные вещества.
Пищевые волокна (ПВ) представляют собой смесь различных полисахаридов - лигнина и хитина с олигосахаридами и неперевариваемым крахмалом. ПВ - это съедобные компоненты пиши, главным образом растительной природы, устойчивые к перевариванию и усвоению в тонкой кишке, но подвергающиеся полной или частичной ферментации в толстой кишке.
Долгое время ПВ считались ненужным балластом, от которого старались освободить продукты для повышения их пищевой ценности. С этой целью разработан и выпускается целый ряд рафинированных продуктов, полностью освобожденных от ПВ: сахар, кондитерские изделия, мука тонкого помола, осветленные фруктовые и овощные соки, потребление которых составляет около 60 % общего рациона населения высокоразвитых стран. Это привело к тому, что на фоне неуклонного снижения потребления натуральных растительных продуктов (зерновые, овощи, мука грубого помола) в 2-3 раза уменьшилось потребление ПВ. Подобная «цивилизованная» диета привела к резкому снижению количества ПВ в потребляемой пище до 10 г в день. В то же время строгие вегетарианцы получают с пищей 40 г и более ПВ. Большинство населения земного шара съедает в день не более 25 г ПВ, из которых 10 г приходится на хлеб и другие продукты из злаков, около 7 г - на картофель, 6 г - на другие овощи и лишь 2 г - на фрукты и ягоды.
В зависимости от количества клетчатки все продукты - носители углеводов - делят на содержащие защищенные (более 0,4 % клетчатки) и рафинированные (менее 0,4 % клетчатки) углеводы.
В настоящее время существует несколько классификаций ПВ.
По источникам содержания ПВ в растительном сырье различают:
• традиционные для пищевой промышленности (злаки, овощи, фрукты, ягоды);
• нетрадиционные (травы, водоросли, древесина).
По строению биополимеров ПВ делятся на две группы:
• гомогенные (однородные), состоящие из однородных высокомолекулярных веществ (целлюлоза, пектин, лигнин, альгиновая кислота, маннаны, арабинаны и др.);
• гетерогенные (неоднородные), включающие биополимеры нескольких видов (целлюлозолигнины, гемицеллюлозоцеллюлозолигнины, белково-полисахаридо-лигнинные комплексы и др.).
Одним из основных свойств ПВ, определяющих их поведение в желудочно-кишечном тракте человека, является их растворимость
в воде. По отношению к этому универсальному растворителю ПВ можно классифицировать на:
• водорастворимые (пектин, камеди, слизи, растворимые фракции гемицеллюлозы, альгиновые кислоты, арабиноксиланы и др.);
• нерастворимые и малорастворимые (целлюлоза, лигнин, части гемицеллюлоз, ксиланы).
Важным свойством, также влияющим на поведение ПВ в желудочно-кишечном тракте человека, является их водоудерживающая способность. В связи с этим ПВ можно разделить на:
• сильноводосвязывающие - более 8 г воды на 1 г ПВ (жом сахарной свеклы, виноградной лозы, клевера, галеги и др.);
• средневодосвязывающие - 2-8 г на 1 г ПВ (пшеничные отруби, люцерна, виноградные выжимки и др.);
• слабоводосвязывающие - до 2 г на 1 г ПВ (жмых виноградных семян, целлюлоза жмыха виноградных семян и др.).
Наибольшую гигроскопичность имеют растворимые ПВ - гемицеллюлоза и пектин, содержащиеся в овощах и фруктах. Нерастворимые ПВ (например, отруби злаковых) обладают только свойством поверхностного удержания воды.
Водоудерживающая способность ПВ оказывает большое влияние при их использовании в профилактике многих заболеваний. Установлено, что дефицит ПВ в пище является фактором риска таких заболеваний, как рак толстой кишки, синдром раздраженной толстой кишки, гипомоторная дискинезия толстой кишки с запором, аппендицит, грыжа пищевого отверстия диафрагмы, желчнокаменная болезнь, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, варикозное расширение и тромбоз вен нижних конечностей и т.д.
Одним из аспектов физиологического действия ПВ является их влияние на минеральный обмен. Имеются доказательства, что высокое потребление ПВ может нарушать минеральный баланс в организме. В основе этих процессов лежат катионообменные свойства ПВ, что способствует выведению ионов тяжелых металлов (свинца, стронция) и позволяет рассматривать возможность использования клетчатки для выведения радионуклидов из организма.
ПВ не относятся к числу эффективных блокаторов или декорпорантов радиоактивных веществ в организме. Но входя в ежедневный рацион питания (в составе хлебобулочных изделий, овощей, фруктов, ягод, бобовых и др.), ПВ играют важную роль, уменьшая всасывание, а в ряде случаев и увеличивая выведение радионуклидов по сравнению с естественным выведением их из организма. Классификация ПВ по радиозащитным свойствам следующая:
• Блокаторы - снижают всасывание (накопление) радионуклидов:
- слабые - до 10 % (пшеничные отруби, сахарная свекла и
др.);
- средние - 10-90 % (целлолигнин и холоцеллюлоза люцерны, столовая свекла, жмых виноградных семян, кожура апельсина и др.);
- сильные - более 90 % (альгинаты, ламинария, люцерна, кожура лимона и др.).
• Декорпоранты - увеличивают выведение радионуклидов:
- слабые - до 5 % (пектиновые вещества некоторых видов растительного сырья и др.);
- средние - 5-20 % (люцерна, холоцеллюлоза и целлолигнин люцерны);
- сильные - более 20 % (ламинария, альгинаты и др.). Источниками ПВ в питании являются бобовые, зерновые, орехи, фрукты, овощи и ягоды (табл. 5-2).
При использовании пищевых волокон в лечении необходимо, однако, учитывать, что длительное и избыточное потребление их с пищей может несколько снижать (на 1,5-3 %) всасывание незаменимых макро- и микроэлементов и ряда водорастворимых витаминов. Считают, что ПВ связывают фолиевую кислоту и некоторые витамины группы В. В то же время имеются данные об усилении под действием клетчатки внутрикишечного бактериального синтеза витаминов B1 B2, B6, PP и фолиевой кислоты. Благодаря адсорбционным и катионообменным свойствам ПВ снижают поступление в организм кальция, цинка, фосфора, железа, магния и др. Все это следует учитывать при дозировке ПВ в питании. Физиологическая потребность в ПВ для взрослого человека составляет 20 г/сут, для детей старше 3 лет - 10-20 г/сут.
В то же время в лечебных целях их количество повышается в диете до 40 г, но не должно превышать 60 г в день.
Витамины - необходимые для жизни, не синтезируемые клетками организма человека низкомолекулярные органические соединения различной химической природы. К витаминам относятся 14 групп химических соединений, которые обладают присущими только им качествами:
• наличие выраженной биологической активности при малых дозах вещества;
• не образуются в организме человека в необходимых количествах и должны поступать с пищей;
• не являются источниками энергии или пластического материала;
• относятся к микронутриентам, т.е. их суточную потребность выражают в микроколичествах (миллиграммах или микрограммах);
• необходимы для обеспечения жизненно важных функций организма;
• имеют клинические и/или лабораторные признаки гиповитаминозных состояний при их недостаточном поступлении с питанием;
• биосинтез витаминов осуществляется исключительно растительными клетками или тканями, в ряде случаев микрофлорой кишечника.
Таблица 5-2. Содержание пищевых волокон в некоторых продуктах
Значительное количество витаминов представлено не одним, а несколькими соединениями (витамерами) со сходной биологической активностью. Группы подобных родственных соединений обозначают буквами. Витамеры принято обозначать терминами, отражающими их химическую природу. Например, группа витамина A ретиноиды включает 4 витамера: ретинол, ретиналь, ретиноевую кислоту и ретинола ацетат. Допускаются разнообразные обозначения витаминов, за исключением устаревших (табл. 5-3). Витамины B1, B2, B6, C и PP содержатся не во всех продуктах, не откладываются в депо, нестойки в окружающей среде, могут разрушаться в процессе кулинарной и термической обработки.
Буквенная классификация витаминов. Суть этой классификации заключается в том, что каждому вновь открываемому витамину присваивается буквенное (латинское) обозначение и название соответственно его биологической роли в организме, например витамин А (аксерофтол), излечивающий ксерофтальмию.
Классификация витаминов по химической структуре (Комиссия по номенклатуре биохимической секции Международного союза по чистой и прикладной химии):
• витамины алифатического ряда (аскорбиновая кислота, пангамат кальция, пантотеновая кислота, метилметионинсульфония хлорид);
• витамины ациклического ряда (ретинолы, кальциферол);
• витамины ароматического ряда (филлохинон, менахинон - витамины группы К);
Таблица 5-3. Классификация витаминов и витаминоподобных веществ
• витамины гетероциклического ряда: токоферолы, флавоноиды, никотиновая кислота и ее амид, пиридоксины, тиамины, кобаламины, рибофлавин, фолиевая кислота и др.
Кроме витаминов выделяют группу витаминоподобных веществ - витаминогормоны и прогормоны (см. табл. 5-3). От истинных витаминов они отличаются присутствием в обычном питании в бездефицитном количестве, возможностью достаточного синтеза на путях метаболизма, отсутствием установленных биологических маркеров их дисбаланса в организме и точных норм физиологических потребностей. Вместе с тем существуют ситуации, при которых по разным причинам, в частности из-за интенсификации обмена веществ, требуется повышенное поступление с рационом витаминоподобных веществ в силу неоптимальности для организ-
ма их дополнительного синтеза, ведущего к затратам незаменимых нутриентов либо дисбалансу метаболических систем.
При избыточном или недостаточном поступлении витаминов с пищей возникают патологические состояния, которые носят названия «гипервитаминозы» и «витаминная недостаточность» (авитаминозы, гиповитаминозы, субнормальная обеспеченность витаминами).
Гипервитаминозы могут возникнуть при применении так называемых ударных лечебных доз витаминов и очень редко при употреблении в пищу натуральных продуктов (печень птиц, медведя). Данные состояния, как правило, развиваются при избытке жирорастворимых витаминов. Эти витамины накапливаются в организме и оказывают токсическое действие.
Витаминная недостаточность. Авитаминоз - практически полное отсутствие витаминных ресурсов в организме, вследствие чего возникают заболевания: бери-бери, цинга, пеллагра, рахит. Классические авитаминозы в настоящее время встречаются очень редко.
Гиповитаминоз - резкое снижение обеспеченности организма тем или иным витамином, клинически проявляется отдельными не очень выраженными специфическими симптомами и признаками болезненного состояния, общими для различных гиповитаминозов и заболеваний (общее недомогание, снижение работоспособности, аппетита, повышенная утомляемость).
Субнормальная обеспеченность организма витаминами представляет собой доклиническую стадию дефицита витаминов, обнаруживается по нарушениям метаболических и физиологических реакций, протекающих с участием того или иного витамина, и сопровождается только биохимическими нарушениями.
В отличие от авитаминозов, витаминная недостаточность встречается довольно часто и широко распространена среди населения (детей, лиц пожилого возраста, студентов, военнослужащих срочной службы и др.).
Из всех форм витаминной недостаточности наиболее распространены гиповитаминозы, среди которых наибольшее практическое значение имеют:
• повышенная потребность в витаминах, связанная с незавершенными процессами, усиленным ростом молодого организма и т.п.;
• недостаточное поступление витаминов, которое зависит от снижения их содержания в суточном рационе из-за нарушений условий хранения и несоблюдения правил технологической переработки, нерациональной кулинарной обработки продовольствия, неполного доведения норм довольствия, замены свежих продуктов питания сухими и консервированными;
• угнетение нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта из-за глистных инвазий, дисбактериоза кишечника и других заболеваний желудочно-кишечного тракта, снижающее функциональные возможности органов и систем организма, ответственных за синтез витаминов; потребление консервированных и рафинированных продуктов.