![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основные составные вещества пищевых продуктов и их роль в питании человека
Важнейшим условием существования живых организмов является постоянный обмен веществ. Распадаясь в организме до простых составляющих, пища служит источником пластических и энергетических ресурсов, которые в процессе анаболизма (ассимиляции) расходуются организмом на восстановление и синтез собственных клеточных структур, процессы размножения клеток, различные процессы жизнедеятельности. В живом организме непрерывно идет процесс окислительного разрушения клеток и выведения продуктов распада из организма - катаболизм (от греч. «katabole» - сбрасывание, разрушение), диссимиляция. У взрослого человека эти процессы находятся в состоянии динамического равновесия, у молодого, растущего организма процессы ассимиляции преобладают над процессами диссимиляции. Длительное нарушение равновесия между поступлением, синтезом, распадом и выделением веществ из организма приводит к серьезным нарушениям обмена веществ и вызывает ряд заболеваний, таких, как ожирение, атеросклероз, отложение солей и др. Пищеварение, т.е. расщепление сложных органических веществ пищи под действием биологически активных веществ (желудочного сока, сока поджелудочной железы, желчи, желчных кислот и др.), - первый этап обмена веществ. Основными продуктами расщепления белков в процессе пищеварения являются аминокислоты, продуктами переваривания липидов - глицерин, фосфорная кислота, холин, жирные кислоты, холестерин, жирорастворимые витамины и др. Углеводы расщепляются в организме главным образом до глюкозы и в таком виде поступают в кровь. 1. · Пищевая ценность белков определяется двумя факторами: аминокислотным составом и усвояемостью организмом человека. Аминокислотный состав белков играет очень важную роль. Для создания собственных белков организм нуждается в полном наборе аминокислот и в таком сочетании и количестве, которое требуется для этого процесса. Всего в синтезе белков участвует 20 аминокислот, но 8 из них являются незаменимыми (эссенциальными), так как они не синтезируются в нашем организме и должны поступать с пищей. К ним относятся: метионин, лизин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин и валин. К незаменимым аминокислотам причисляют еще гистидин и аргинин, которые не синтезируются детским организмом. По аминокислотному составу белки пищи можно разделить на три группы. В первую группу входят белки высокой биологической ценности. Они содержат все незаменимые аминокислоты, причем в пропорциях, выгодных для организма человека. Это белки животного происхождения - яйца, коровье молоко, сыр, мясо, рыба. Во вторую группу - белки невысокой биологической ценности, которые также содержат все незаменимые аминокислоты, но в пропорциях, невыгодных для организма человека. К ним относятся белки злаковых культур. В третью группу - белки, в которых отсутствует хотя бы одна аминокислота, так называемые неполноценные белки. В природе не существует белка, идеального по содержанию всех незаменимых аминокислот, хотя белки куриного яйца и женского молока наиболее полноценны. В рационах питания населения наблюдается дефицит в основном трех незаменимых аминокислот: триптофана, лизина и метионина. Этими аминокислотами бедны белки злаковых. Так, белок пшеницы дефицитен по содержанию лизина, в белках кукурузы наблюдается дефицит триптофана. Белки сои и других бобовых по своему аминокислотному составу близки к животным белкам, но значительно хуже усваиваются организмом человека. Незаменимые аминокислоты не только участвуют в синтезе тканевых белков, но и выполняют другие очень важные функции в организме человека. Например, лизин, триптофан и аргинин играют важную роль в пластических процессах роста. Аргинин необходим для нормального функционирования половых желез, фенилаланин нормализует функцию щитовидной железы. Лизин способствует синтезу гемоглобина в крови и при его недостатке снижает содержание эритроцитов в крови. Отсутствие метионина вызывает нарушение обмена жиров и фосфатидов в печени. Метионин оказывает благотворное влияние при лучевом облучении организма и при отравлении некоторыми промышленными ядами. Для удовлетворения потребностей организма в полноценных белках необходимо сочетать белки животного и растительного происхождения. Основные источники незаменимых аминокислот находятся в молочных продуктах, сыре, рыбе (особенно в треске), яйцах, мясе и др. Организм человека должен получать в достаточном количестве и все заменимые аминокислоты, так как при их недостатке возрастает потребность в незаменимых аминокислотах, которые будут расходоваться на синтез недостающей аминокислоты. Липиды
Жир входит в состав организма в двух формах: в виде запасного, или резервного, жира и в виде структурного, или протоплазматического. Запасной жир сосредоточен в подкожном слое и в сальниках. Он используется организмом для обновления структурного жира, как источник энергии, служит смазочным материалом, делая кожу эластичной и предотвращая ее высыхание. Располагаясь между внутренними органами, запасной жир предохраняет их от ударов и смещений. Подкожный жир предохраняет организм от переохлаждения. Структурный жир входит в состав протоплазмы клеток в виде сложных комплексов с белками (липопротеиновые комплексы), а в форме фосфолипидов (фосфатидов) - в состав клеточных и внеклеточных мембран всех тканей. Жиры растворяют витамины А, D, Е, К и способствуют их усвоению. Жиры, входящие в состав нервных клеток, обеспечивают передачу нервных импульсов, участвуют в образовании ряда гормонов. Структурный жир регулирует процессы обмена веществ в клетках. Фосфатиды легко синтезируются самим организмом при наличии всех необходимых элементов для этого синтеза. Синтез может быть нарушен только при недостаточном поступлении в организм белков, жиров и углеводов. Фосфатиды содержатся в растительных нерафинированных маслах, яичном желтке, мозге, печени животных и других продуктах. В группе стеринов важную физиологическую роль играет холестерин. Он является структурным компонентом клеток, участвует в образовании некоторых гормонов, необходим для синтеза желчных кислот. Холестерин содержится во всех тканях организма - мышцах, печени, крови, нервной и мозговой тканях. Холестерин поступает в организм человека с пищевыми продуктами и синтезируется в нем. Уровень холестерина в крови должен быть постоянным. При нарушении холестеринового обмена он откладывается на стенках кровеносных сосудов, в желчных путях, нарушая их функции, способствуя развитию атеросклероза и образованию желчных камней. Важную роль играет наличие в жире полиненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, стеринов и жирорастворимых витаминов, выполняющих в организме разнообразные функции. По биологической активности и содержанию ПНЖК жиры делят на три группы. К первой группе относят растительные масла с высоким содержанием ПНЖК (50-80%): подсолнечное, соевое, кукурузное, хлопковое и др. Ко второй группе - жиры средней биологической активности, ПНЖК (15-22%): масло оливковое, сало свиное, жир куриный и др. К третьей группе - жиры с содержанием ПНЖК 5-6%: бараний, говяжий, молочный и др. Потребность организма в ПНЖК для взрослых людей составляет 5-10 г/сут, что соответствует потреблению 20-30 г растительных масел. Попадая в организм человека, жиры подвергаются гидролитическому расщеплению на глицерин и жирные кислоты. 3.
В состав пищевых продуктов входят три группы углеводов: моносахариды (глюкоза, галактоза и фруктоза), олигосахариды (ди-сахариды, трисахариды), полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества). Моносахариды присутствуют в пищевых продуктах в свободном виде или в связанной форме, являясь основой строения сложных углеводов. Они обладают восстанавливающей способностью, в щелочной среде разлагаются, обладают сладким вкусом. Глюкоза - самый распространенный сахар, содержится в меде, плодах, овощах, зеленых частях растений, входит в состав сахарозы, крахмала и клетчатки. В промышленности ее получают путем гидролиза крахмала. Галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается, она входит в состав молочного сахара и принимает участие в высшей нервной деятельности. Фруктоза, как и глюкоза, присутствует в меде, плодах, ягодах, повышая их сладость. Из олигосахаридов с пищевой точки зрения интерес представляют только дисахариды - сахароза, лактоза и мальтоза. Самым употребляемым сахаром является сахароза. Источником сахарозы являются сахарная свекла, мед, фрукты и ягоды. В промышленных масштабах сахарозу получают из сахарных свеклы и тростника. Лактоза состоит из остатков глюкозы и галактозы, встречается только в молоке и молочных продуктах, является самым несладким сахаром, относительно трудно растворяется в воде и даже в больших концентрациях не вызывает раздражения слизистых оболочек, однако служит хорошей средой для развития молочнокислых бактерий. Мальтоза состоит из двух остатков глюкозы. В свободном состоянии встречается в небольших количествах в семенах злаковых культур, образуется при действии на крахмал β -амилазы, поэтому ее называют солодовым сахаром. В отличие от других дисахаридов, мальтоза обладает восстанавливающей способностью, может использоваться в качестве улучшителя качества хлеба, так как замедляет процесс его черствения. Мальтоза сбраживается дрожжами и молочнокислыми бактериями. Крахмал - запасной углевод, который в больших количествах содержится в зерновых и картофеле. Целлюлоза (клетчатка) содержится в растениях, входит в состав опорных тканей и клеточных стенок. В основе ее строения лежит молекула глюкозы. В организме человека отсутствуют ферменты для расщепления целлюлозы. Клетчатка поступает в наш организм с продуктами растительного происхождения - фруктами, овощами, крупами, хлебом из муки грубого помола.
Пищевая ценность зависит от качества потребляемых углеводов. Энергетическая ценность 1 г углеводов составляет 16, 72 кДж (4 ккал). Углеводы - это основной энергетический материал, их роль особенно возрастает при интенсивной физической нагрузке. Но при резком снижении доли физического и возрастании доли умственного труда, которое наблюдается во всех странах мира, избыток углеводов вреден, он вызывает нарушение обмена веществ, ожирение, возникновение аллергических реакций, диабета, сердечно-сосудистых заболеваний и т.д. Потребность организма в углеводах зависит от пола и возраста человека, но определяется главным образом величиной энергетических затрат человека. Углеводы являются важными компонентами пищи, но их неумеренное потребление вредно отражается на жизнедеятельности организма человека. 3.
Витамины входят в группу органических веществ, разнообразных по строению, с разными физико-химическими свойствами и одинаковых по признаку их абсолютной необходимости для нормальной жизнедеятельности любого организма и выполняющих каталитические функции. Потребность организма в витаминах по сравнению с другими пищевыми веществами ничтожно мала и выражается либо целыми миллиграммами, либо десятыми и сотыми долями миллиграмма. Однако если с пищей не поступает какой-либо витамин или несколько витаминов, возникают нарушения обмена веществ, которые могут привести к очень тяжелым последствиям и даже смерти. Заболевание такого рода носит название авитаминоз. По признаку растворимости все витамины делят на две группы: водорастворимые и жирорастворимые. Водорастворимые витамины. Витамин В1 (тиамин) играет важную роль в процессах превращения углеводов в организме. Биологическая активность данного витамина связана с его превращением в организме в коферментную форму - тиаминпирофосфат (ТПФ), который также называется кокарбоксилазой. Тиамин участвует в окислительном декарбоксилировании промежуточных продуктов распада углеводов - пировиноградной и молочной кислот. При увеличении доли углеводов в пищевом рационе и повышении физической нагрузки потребность в тиамине возрастает. Витамин В1 распространен весьма широко, встречается в продуктах растительного и животного происхождения. Он содержится в зародышах злаков, оболочке зерна, в орехах, цветной капусте, зеленых частях растений, овсяной и гречневой крупе, хлебе из муки грубого помола, желтке куриного яйца, печени, почках. Очень богаты витамином В1 дрожжи. Его содержание в продуктах питания зависит от способа получения и технологической обработки и может колебаться в широких пределах. Тиамин хорошо сохраняется в продуктах при низкой влажности (сухие овощи), при выпечке хлеба витамин В1 практически не разрушается. В кислой среде тиамин устойчив даже при длительном нагревании, а в щелочной среде разрушается. Суточная потребность в тиамине для взрослого человека составляет в среднем 1, 5-2, 0 мг, или 0, 5-0, 6 мг на каждые 1000 ккал потребляемой пищи. Дневная потребность в тиамине может быть удовлетворена потреблением 0, 5 л коровьего молока, в котором он содержится в свободном виде. Однако при кипячении молока часть витамина разрушается. При приготовлении пищи может разрушаться до 30% тиамина. Повышенные температура и давление, а также большое содержание глюкозы в продукте способствуют разрушению 70-80% тиамина. Облучение свежего мяса вызывает разрушение 60% тиамина. Продолжительное хранение мяса в замороженном состоянии приводит к снижению витамина на 20-40%. Так как витамин B1 водорастворимый, то при варке пищи значительная его часть переходит в отвары, поэтому их необходимо использовать. Витамин B1 в организме человека не накапливается, а то количество, которое поступает вместе с пищей, постоянно выводится из организма вместе с мочой, причем этот процесс зависит от состояния организма, количества витамина, поступающего с пищей, и физической нагрузки. Витамин В2 (рибофлавин) участвует в окислительно-восстановительных процессах живой клетки. При частичном недостатке рибофлавина у человека наблюдается поражение губ, развиваются стоматит и дерматит на носогубной складке, крыльях носа, веках и ушах. Кроме того, при недостатке рибофлавина развивается конъюнктивит, а в некоторых случаях - катаракта, светобоязнь, возникают нервные расстройства, депрессии или появляется повышенная возбудимость нервной системы. Рибофлавин играет важную роль в регенерации крови. Источником витамина В2 для человека служат коровье молоко, яйца, печень, сердце, почки, мясо и дрожжи, небольшое количество его содержится в рыбе, очищенном рисе, макаронных изделиях, хлебе из муки первого и высшего сортов, а также фруктах. Рибофлавин плохо растворим в воде, практически не разрушается при пастеризации, стерилизации или замораживании пищевых продуктов в закрытой посуде. При кулинарной обработке, если продукты защищены от воздействия света, его потери незначительны. Он хорошо сохраняется в продуктах в кислых водных растворах в темноте при рН 5-6. В щелочных растворах быстро разрушается. Очень чувствителен к действию света. Потребность организма в рибофлавине зависит от уровня содержания белка в дневном рационе. Так, при суточном потреблении 100 г белка потребность в витамине В2 составляет 0, 8 мг на каждые 1000 ккал пищевого рациона. Минимальная суточная потребность человека в нем составляет в среднем 2 мг. При беременности, вскармливании молоком потребность в рибофлавине у женщин возрастает. Высокое эмоционально-психическое напряжение повышает потребность организма в этом витамине. Престарелые люди также нуждаются в повышенном (на 20-30%) количестве рибофлавина по сравнению с нормой. Витамин В3 (пантотеновая кислота) При недостатке пантотеновой кислоты в организме человека и животных наблюдаются поражения кожи и слизистых оболочек внутренних органов, нарушаются биосинтез гормонов надпочечниками и процесс образования антител.
Витамин РР выполняет в организме важные физиологические функции: участвует в тканевом дыхании, входит в состав окислительно-восстановительных ферментов - дегидраз, катализирующих отнятие водорода при окислении органических веществ. Витамин РР принимает участие в углеводном обмене, стимулирует действие инсулина, регулирует ритм сокращения сердечной мышцы и поддерживает функции печени.
Витамин В6 (пиридоксин) Витамины группы В6 необходимы для нормального жирового обмена, так как они улучшают использование организмом ненасыщенных жирных кислот; влияют на обмен железа и процессы кроветворения, необходимы для нормального обмена кожи. Витамин B6 широко распространен в продуктах как животного, так и растительного происхождения. Наиболее богаты этим витамином мясо, рыба, печень, почки, яичные желтки, горох, гречневая, перловая и ячневая крупы, отруби и картофель. Пиридоксин устойчив как к действию кислорода воздуха, так и к нагреванию, но разрушается на свету. Суточная потребность для взрослого человека составляет 2-3 мг, а при тяжелой физической нагрузке, нервно-психическом напряжении, при работе с радиоактивными веществами и ядохимикатами, а также при лечении антибиотиками и при работе в условиях Крайнего Севера потребность в нем резко возрастает. Витамин В12 (цианкобаламин) регулирует процессы кроветворения в костном мозге, способствует биосинтезу холина, лецитина, участвует в образовании нуклеиновых кислот, благотворно влияет на центральную и периферическую нервную систему. Дефицит данного витамина может возникнуть либо при исключении из рациона животных белков, либо при понижении секреции желудочного сока, когда витамин перестает усваиваться организмом. При недостатке цианкобаламина развивается злокачественное малокровие, нарушается функция нервной системы. Витамин В12 содержится исключительно в продуктах животного происхождения, синтезируется микрофлорой кишечника. Наиболее богаты им печень, почки, яичные желтки, кисломолочные продукты. Суточная потребность взрослого человека в витамине В12 составляет 3 мкг, которая возрастает при малокровии, при повышенном потреблении белков животного происхождения. Витамин В12 разрушается при длительном воздействии световых лучей. Витамин Н (биотин) является небелковым компонентом ряда ферментов, регулирующих обмен углеводов и жиров в организме человека и животных. Снижение концентрации биотина в клетке приводит к расстройству механизмов регуляции цикла Кребса и снижает энергетическую эффективность дыхания. Гиповитаминоз биотина проявляется в шелушении и воспалениях кожи, вялости, сонливости, тошноте, потере аппетита, в виде болей в мышцах, малокровии. Дефицит биотина в организме может наступить при заболеваниях кишечника, длительном применении антибиотиков и сульфаниламидов, угнетающих деятельность кишечной микрофлоры, синтезирующей данный витамин. К Н-авитаминозу может привести потребление большого количества сырых яичных белков, так как при взаимодействии с авидином (фракция яичного белка) витамин Н не усваивается организмом. Суточная потребность в биотине для взрослого человека составляет в среднем 30-100 мкг. Биотин содержится во многих пищевых продуктах: в печени, почках, дрожжах, бобовых, цветной капусте, грибах и орехах. Биотин также синтезируется микрофлорой кишечника. Витамин В9 (фолиевая кислота,) выполняет биосинтез некоторых аминокислот (метионин, серин, гистидин). Установлено также ее участие в процессах кроветворения. При недостатке в организме фолиевой кислоты страдают прежде всего ткани, для которых характерны интенсивный биосинтез ДНК и высокая скорость деления клеток (кроветворная ткань и слизистая кишечника). Может развиваться специфическая анемия. Витамин В9 содержится в овощах: салате, капусте, петрушке, томатах, моркови, свекле. Этим витамином богаты также печень, почки, яичный желток, сыр. Суточная потребность в фолиевой кислоте составляет 200 мкг. При тяжелой физической нагрузке и малокровии эта потребность возрастает. Фолиевая кислота устойчива к воздействию кислорода воздуха и высокой температуре, но разрушается на свету. Витамин С (аскорбиновая кислота) участвует во многих процессах обмена веществ, в частности, в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в организме. При С-авитаминозе разрыхляются десны, стенки капилляров становятся хрупкими, появляются кровоизлияния, выпадают зубы, понижается способность к образованию иммунных тел в организме. Недостаток в организме человека витамина С приводит к такому заболеванию, как цинга, которая выражается в виде слабости, мышечно-суставных болях, кровоточивости десен и выпадении зубов и т.д. Витамин С способствует окислению холестерина и участвует в образовании ряда гормонов. Аскорбиновая кислота содержится в зеленых частях растений (укроп, петрушка, лук и др.), овощах (перец, капуста и др.), ягодах (черная смородина, облепиха, шиповник, крыжовник и др.), яблоках, цитрусовых и других фруктах, а также в некоторых продуктах животного происхождения - печени, почках, молоке и др. Витамин С разрушается при контакте с кислородом воздуха, особенно при нагревании, а также при взаимодействии с ферментами - аскорбатоксидазой, полифенолоксидазой и др. Это происходит при нарушении целостности клетки, т.е. при измельчении продуктов, содержащих витамин С. Для уменьшения потерь аскорбиновой кислоты овощи перед шинкованием целесообразно бланшировать, чтобы инактивировать аскорбатоксидазу. Витамин С хорошо сохраняется в кислой среде. Следует помнить, что жир способствует сохранению витамина С, так как предохраняет его от контакта с кислородом воздуха. Продукты, содержащие витамин С, при варке следует погружать в кипящую воду и готовить под плотно закрытой крышкой. Хранение готовых блюд и их повторный нагрев также способствуют разрушению витамина С. Суточная потребность в витамине С составляет 70-100 мг. В окислительно-восстановительных процессах наряду с витамином С участвует витамин Р (рутин). Он укрепляет стенки капилляров, регулирует их проницаемость, способствует нормализации кровяного давления, повышает активность витамина С. Витамин Р содержится в черной смородине, рябине, сладком перце, цитрусовых и др. Витамин Р достаточно устойчив в процессе переработки плодов, однако при хранении и консервировании его потери могут достигать значительных размеров. Суточная потребность в витамине Р составляет 35-50 мг. Жирорастворимые витамины. Витамин А (ретинол) называют витамином роста, так как он необходим для обеспечения пластических процессов роста и формирования тканей организма, нормальной функции слизистых оболочек глаз, дыхательной и пищеварительной систем и мочевыводящих путей. Витамин А обеспечивает ясность видения в темноте, входит в состав зрительного пурпура. При недостатке данного витамина происходит торможение роста организма, наступает общее истощение, нарушается способность зрительного аппарата адаптироваться к различной степени освещенности среды, происходит поражение эпителиальных тканей, в том числе роговицы глаз (развиваются сухость и воспаление, называемое ксерофтальмией). Ретинол встречается только в продуктах животного происхождения - печени, сливочном масле, сырах, икре осетровых рыб. В продуктах растительного происхождения - в овощах, окрашенных в оранжевый цвет, например, в моркови, ягодах, фруктах, содержится провитамин А - каротин. Ретинол под действием ультрафиолетовых лучей и кислорода воздуха, а также при наличии в жирах продуктов окисления жирных кислот разрушается. Суточная потребность в ретиноле составляет 1, 5-2, 5 мг, которая возрастает при работе с химическими веществами или работе, требующей напряжения органов зрения (ювелиры, водители и т.д.). Витамин D (кальциферол) регулирует обмен кальция и фосфора, участвует в формировании скелета. При отсутствии в рационе детей витамина D развивается заболевание - рахит, следствием которого является нарушение нормального отложения фосфата кальция в костной ткани. У взрослых дефицит кальциферола вызывает потерю аппетита, плохой сон, раздражительность. Развивается кариес зубов, кости становятся хрупкими, возникают частые переломы, трудно заживающие. Витамин D содержится в основном в продуктах животного происхождения - печени, молочном и рыбьем жире, икре рыб. Суточная потребность в витамине D составляет 2, 5 мкг. Причем зимой и при малом солнечном освещении (при работе в шахтах и т.д.) она повышается из-за снижения возможности образования витамина D в коже под действием ультрафиолетовых лучей. Кальциферол устойчив к воздействию высокой температуры и при кулинарной обработке пищи не разрушается. Витамин Е (токоферол) - один из самых сильных природных антиоксидантов, участвует в окислительно-восстановительных реакциях, обеспечивая нормальное протекание биохимических процессов в организме. При Е-авитаминозе нарушаются нормальное функционирование и структура многих тканей: развивается мышечная дистрофия, происходят дегенерация спинного мозга и паралич конечностей. Однако Е-авитаминозы наблюдаются очень редко, так как этот витамин откладывается в организме во многих тканях (главным образом в жировой). Его запасы могут обеспечивать потребность организма при полном отсутствии его в пище в течение нескольких месяцев. Источником токоферола для организма человека являются растительные масла, зеленые части растений, яичные желтки. Витамин Е устойчив к нагреванию, но разрушается под влиянием ультрафиолетовых лучей и при прогоркании масел. Суточная потребность в токофероле составляет 10 мг, которая при тяжелой физической нагрузке возрастает. Витамин К (филлохинон) способствует синтезу компонентов, участвующих в свертывании крови, положительно влияет на состояние кровеносных сосудов. При его недостатке возникают носовые кровотечения, происходит внутреннее кровоизлияние и т.п. Источником витамина К являются листовые овощи, цветная и белокочанная капуста, томаты, картофель, печень. Филлохинон синтезируется микрофлорой кишечника. Суточная потребность в витамине К составляет 65-80 мкг. Витамин К устойчив к нагреванию, но разрушается под действием света и в щелочной среде. Минеральные вещества выполняют в живом организме весьма многообразные и очень важные функции:
Вода - самый удивительный из всех известных минералов. Жизнь человека без воды невозможна. Если без пищи человек может обходиться достаточно долго (месяц и более при лечебном голодании), то без воды он погибает на 4-5-е сутки. В среднем в состав организма человека входит около 65% воды. Но с годами ее содержание снижается. Так, в теле новорожденного содержится 70%, а теле пожилого человека - не более 60%. Вода - не только важнейшая составная часть человеческого организма, среда, где протекают важнейшие биохимические реакции, но также один из главнейших конечных продуктов обмена веществ в организме. Вода необходима для всех жизненно важных процессов: пищеварения, всасывания, удаления отходов и кровообращения. Она растворяет вещества и помогает протеканию всех химических реакций в организме, служит смазочным материалом в суставах и местах соприкосновения различных органов; равномерно распределяет теплоту, предохраняя организм от перегревов и охлаждений; участвует в реакциях гидролиза сложных органических веществ в организме и т.д. Кальций. По распространенности в природе кальций занимает пятое место среди всех элементов и третье - среди металлов. В организме человека содержится около 1 кг кальция. Основная его масса входит в состав костей и зубов. Костная ткань, как и все другие органы и ткани, постоянно обновляется, она чутко реагирует на изменение водно-солевого состава крови и поддерживает постоянное равновесие внутренней среды организма. При необходимости организм мобилизует ионы кальция из костной ткани в количестве, значительно превышающем их содержание в межклеточной жидкости. Определенный уровень ионов кальция поддерживается особыми гормонами, вырабатываемыми щитовидной и околощитовидной железами. Среди биологически активных веществ, регулирующих обмен кальция в организме, особая роль принадлежит витамину D. При его недостатке замедляется поступление кальция в костную ткань и возникает болезнь - рахит, которая чаще всего встречается у детей в период формирования и роста опорных тканей. При нарушениях кальциевого обмена у людей пожилого возраста соли кальция оседают на стенках кровеносных сосудов, в результате чего они становятся хрупкими и ломкими. Кальций играет чрезвычайно важную роль в механизме мышечных сокращений. Так, ион кальция присоединяется к мышечному белку актину, который соединяется с другим мышечным белком миозином. В результате такого взаимодействия образуется актомиозин, обладающий каталитической активностью. Происходит расщепление АТФ, которое приводит к высвобождению энергии для мышечного сокращения. Работа сердечной мышцы, как и всех других мышц, зависит от нормального поступления ионов кальция. Ионы кальция взаимодействуют с особым белком клетки - калмодулином, образуя комплекс, который и является активатором ряда ферментов. Кальций вместе с калием обеспечивают нормальную свертываемость крови, повышают сопротивляемость организма влиянию неблагоприятных факторов, снижают аллергические реакции в организме, участвуют в процессе регулирования проницаемости клеточных мембран. При недостатке кальция в результате деминерализации костей развивается опасное заболевание - остеопороз, которое приводит к их хрупкости. Кальций относится к трудно усвояемым элементам. Он содержится в пищевых продуктах в виде различных солей, которые трудно растворимы в воде (исключение составляет хлорид кальция). Соли желчных кислот переводят их в растворимое состояние и обеспечивают процесс всасывания кальция. Если в рационе питания присутствует значительное количество жира, усвояемость кальция резко падает, так как в усвоении жиров также участвуют желчь и желчные кислоты. Усвояемость кальция зависит также от содержания в пище солей фосфора и магния. Так, соотношение кальция и фосфора должно быть 1: 1, 5, а рекомендуемое соотношение кальция и магния 1: 0, 7. Особенно эффективно усваивается кальций в присутствии витамина D. Усвоение кальция снижают фитин и щавелевая кислота, так как они образуют нерастворимые соли кальция, которые выводятся из организма. Потребность взрослого человека в кальции составляет 0, 8-1, 0 г/сут. Лучше всего кальций усваивается при молочной диете. Источниками кальция для человека служат молоко и различные молочные продукты, особенно сыры и творог, а также питьевая вода, зеленый лук, петрушка, фасоль и др. Фосфор. Так же, как и кальций, фосфор входит в состав костей и зубов, выполняя пластические функции. При длительном дефиците фосфора в питании нарушается структура костей, снижается умственная и физическая работоспособность, нарушается аппетит. Фосфор входит в состав нервных и мозговых тканей, клеточного ядра, нуклеиновых кислот и ряда ферментов, участвует в обмене углеводов, белков и жиров, необходим для образования АТФ. Фосфор усваивается организмом сравнительно легко, кроме его соединения в форме фитина. Из продуктов растительного происхождения (овсяная и перловая крупы, бобовые и др.) фосфор усваивается хуже, чем из продуктов животного происхождения, таких, как печень, мясо, рыба, яичный желток и др. Потребность взрослого человека в фосфоре составляет в среднем 1, 2 г/сут. При интенсивной физической и умственной нагрузке и некоторых заболеваниях она может возрастать до 2 г/сут. Калий. Практически весь калий, содержащийся в организме, сосредоточен внутри клеток. Калий необходим для поддержания осмотического давления внутри клетки, передачи нервных импульсов, поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме, а также для нормальной работы сердечной мышцы и ряда ферментов. Он способствует также выведению из организма воды. Натрий. В отличие от калия натрий содержится во внеклеточной жидкости. Натрий, так же, как и калий, необходим для поддержания осмотического давления в клетках, передачи нервных импульсов и регулирования кислотно-щелочного равновесия. Кроме того, натрий повышает активность пищеварительных ферментов и способствует удержанию влаги в организме. Суточная потребность в натрии удовлетворяется 7-8 г поваренной соли. Избыточное потребление соли вызывает повышение кровяного давления, приводит к отечности, излишнему весу, увеличивается нагрузка на почки, которые стремятся вывести лишнюю воду из организма, и сердечно-сосудистую систему. В настоящее время промышленность выпускает профилактическую йодированную пищевую соль, в которой наряду с указанным количеством йода 30% хлорида натрия заменено на 25% солями калия и на 5% солями магния. Такая замена весьма полезна для организма, так как позволяет снизить поступление натрия до физиологической нормы, ликвидировать дефицит йода и одновременно обеспечивает организм калием и магнием. Магний. Этот элемент играет важную роль в минеральном обмене, особенно в обмене кальция. Он необходим для построения скелета человека. Ион магния является активатором ряда ферментов - фосфотрансфераз, выполняющих перенос фосфатной группы от молекулы АТФ к различным субстратам. Магний снимает спазмы кровеносных сосудов, оказывает сосудорасширяющее действие, нормализует возбудимость нервной системы, снижает холестерин в крови, угнетает рост некоторых злокачественных новообразований, а также способствует выведению из организма вредных соединений, образующихся в процессе обмена веществ. Магний содержится в продуктах растительного происхождения - абрикосах, персиках, цветной капусте, помидорах, картофеле и др., хорошо усваивается организмом человека. Потребность в магнии составляет 0, 4-0, 5 г/сут. Хлор. Принимает участие в регулировании водно-солевого баланса организма и осмотического давления в клетках, необходим для образовании хлороводородной кислоты желудочного сока. Железо. В организме человека содержится от 2 до 5 г железа в зависимости от уровня гемоглобина в крови, пола и возраста. Примерно 75% всего железа входит в состав гемоглобина крови, часть его содержится в печени и некоторых других органах. Железо - важнейший строительный материал для красных клеток крови - эритроцитов. Они снабжают ткани кислородом с помощью гемоглобина, который присоединяет кислород и сразу же отдает его тканям. Одна молекула гемоглобина способна присоединить четыре молекулы кислорода. Выработка эритроцитов происходит в костном мозге. Эти клетки крови живут в течение 60-80 дней, затем они полностью обновляются. Железо распавшихся эритроцитов вновь используется на создание новых клеток. Часть железа, поступающего с пищей, организм запасает в виде ферритина, молекулы которого представляют собой комплексные соединения железа и белка апоферрина. Это железо организм использует для синтеза гемоглобина в экстремальной ситуации, например, при большой потере крови. Железо входит в состав некоторых ферментов, например, каталазы, пероксидазы и др. Оно участвует в окислительно-восстановительных реакциях, входит в состав клеточных ядер и цитоплазмы. Источником железа для человека служат продукты животного происхождения - печень, мясо, рыба, яйца и др. Из растительных продуктов железо содержится в ягодах, овощах, во всех зеленых частях растений, хлебопродуктах. Необходимо учитывать, что из мясной пищи усваивается до 35% железа, тогда как из растительной - только до 6%. Недостаток железа приводит к железодефицитной анемии (ЖДА). Профилактика железодефицитных состояний предусматривает не только оптимизацию содержания железа в рационах питания, но и учет целого ряда факторов, влияющих на процесс всасывания железа в организме человека. К таким факторам относится белковая недостаточность, которая приводит к дефициту железа и снижает уровень гемоглобина в крови, так как белки мяса, рыбы, печени являются основными поставщиками хорошо усвояемого гемового железа. Некоторые углеводы (глюкоза, фруктоза, сахароза) образуют в кишечнике растворимые комплексы с железом, повышая его усвояемость. Пищевые волокна снижают абсорбцию железа, а органические кислоты, например, лимонная, яблочная и винная, улучшают всасывание железа и повышают абсорбцию негемового железа в 3 раза; полифенолы и фитаты образуют с железом труднорастворимые соединения, ухудшая его всасывание. Некоторые минеральные вещества, такие, как цинк и фосфор, снижают усвояемость железа; витамины Е и D, В6 В2 и С способствуют лучшему усвоению железа. Потребность в железе для мужчин составляет 10 мг/сут, для женщин - 18 мг/сут. Ребенок рождается с запасом железа, которого хватает примерно на полгода, после чего его запасы должны пополняться за счет питания, которое ребенок получает наряду с материнским молоком. Медь. Содержание меди в организме человека составляет около 70 мг. Медь принимает участие в процессах кроветворения, а также в углеводном обмене. Соединения меди являются катализаторами ряда процессов, протекающих в клетках. Медь в небольшом количестве входит в состав всех тканей организма, но наиболее заметные ее количества в печени и головном мозге. Кроме того, медь входит в состав некоторых ферментов, в частности, тирозиназы (полифенол оксидазы), катализирующей окисление аминокислоты тирозина с образованием черного пигмента меланина, который вызывает пигментацию кожи, появление родимых пятен и т.д. Именно с тирозиназой связана такая аномалия, как альбинизм - врожденное отсутствие окраски кожи, волос, радужной оболочки глаз. Чрезмерная активность тирозиназы может привести к возникновению рака кожи. Нарушение обмена меди в организме влечет за собой такое заболевание, как красная волчанка. Это заболевание трудноизлечимое, может привести к летальному исходу. У взрослых здоровых людей дефицит меди не наблюдается, так как она постоянно присутствует в незначительных количествах в пищевых продуктах. Потребность в меди составляет 2-3 мг/сут. В случае избыточного поступления меди в организм (например, при использовании в быту медной посуды) наблюдаются острые отравления с нарушениями функций центральной нервной системы. При патологическом увеличении уровня меди в организме человека возникает болезнь Вильсона. Вообще же в организме человека имеются специальные защитные системы, ограничивающие ее всасывание. Цинк. Этот элемент, как и медь, постоянно присутствует в небольших количествах в продуктах как растительного, так и животного происхождения. Цинк входит в состав гормона инсулина, вырабатываемого поджелудочной железой. При его недостатке развивается тяжелое заболевание - диабет. В результате этого заболевания резко нарушается обмен веществ в организме, в крови и моче появляется сахар. Цинк входит в состав большого количества ферментов, в том числе в состав фермента карбоангидразы, катализирующей реакцию образования угольной кислоты из диоксида углерода и воды, что способствует удалению из организма диоксида углерода, образующегося в процессе обмена веществ. В процессе дыхания карбоангидраза играет такую же важную роль, как и гемоглобин. Цинк очень важен для нормальной функции эндокринных желез, синтеза белков, процесса оплодотворения клеток. Однако повышенное количество этого металла в тканях и органах оказывает канцерогенное действие, т.е. может быть причиной появления злокачественных новообразований. Потребность в цинке 15 мг/сут, а общее его количество в организме примерно 2 г. Йод. В организме человека содержится около 50 мг йода. Примерно половина этого количества находится в мышечной ткани, около 20% сосредоточено в щитовидной железе, остальное количество находится в коже и костной ткани. Йод входит в состав гормона, вырабатываемого щитовидной железой. При его недостатке развивается тяжелое заболевание - зоб, приводящее к расстройству всех функций организма. Для предотвращения йоддефицитных заболеваний (ИДЗ) необходимо вводить в пищу продукты, богатые или обогащенные йодом, в том числе йодированную соль, применять различные препараты йода и биологически активные добавки к пище, содержащие йод. Самым надежным способом предотвращения йодного дефицита является длительное и регулярное потребление йодированной соли. Природными источниками йода являются рыбо- и морепродукты, мясо, яйца, молоко, овощи и фрукты. Фтор. Этот элемент играет важную роль в пластических процессах роста костной ткани и зубной эмали. Некоторое его количество находится в щитовидной железе. При недостаточном поступлении фтора в организм наблюдается кариес зубов, при избыточном - разрушается дентин зубов. Основной источник фтора — это питьевая вода. Иногда вместо хлорирования проводится фторирование питьевой воды. Потребность во фторе составляет примерно 1 мг/сут. Кобальт. В нашем организме содержится всего около 1, 5 мг кобальта. Кобальт входит в состав витамина В12. Недостаток витамина В12 или нарушение обмена кобальта вызывает малокровие, заболевания нервной системы, печени и т.д. Кобальт является активатором для таких ферментов, как карбоангидраза и карбоксипептидаза, принимающих участие в процессе расщепления белков в желудочно-кишечном тракте. Роль ультрамикроэлементов ввиду их весьма незначительного содержания в организме человека и животных изучена недостаточно. Многие элементы только в последние годы были обнаружены, и их роль в организме еще не выяснена. Поэтому перечислить их физиологические функции, а тем более назвать точную цифру суточной потребности организма в том или ином элементе пока невозможно. Но все же хочется отметить некоторые из них. Вода содержит огромное количество микроэлементов: свинец, хром, кадмий, ванадий, барий, марганец, медь, иод, бром, никель, цинк, фтор и др. Однако в разных районах вода имеет свой набор элементов. Но в то же время именно вода наряду с другими пищевыми веществами служит источником поступления в организм многих микро- и ультрамикроэлементов. Известно, что марганец играет важную роль в жизнедеятельности растений. Так, вместе с магнием он принимает участие в процессах фотосинтеза. Кроме того, марганец важен и для животного организма. Полное отсутствие марганца в рационах питания приводит к гибели животных. Установлено, что марганец входит в состав таких ферментов, как пируваткарбоксилаза и аргиназа. Он стимулирует синтез холестерина и жирных кислот, принимает участие в процессах кроветворения, в синтезе витамина С, способствует лучшему усвоению железа. Хром и никель также признаны в настоящее время металлами, играющими важную роль в жизнедеятельности человека и животных. Так, при недостатке хрома замедляется рост животных, сокращается продолжительность жизни, нарушается углеводный обмен, развиваются заболевания глаз, нарушается синтез инсулина. Никель активирует такие ферменты, как трипсин, аргиназа, карбоксилаза и др., входит в состав РНК. Молибден входит в состав активного центра фермента нитро-геназы, катализирующей превращения азота в организме человека и животных, а также принимает участие в превращениях спиртов на стадии окисления альдегидов. Молибден в малых дозах стимулирует образование гемоглобина, в то время как в больших дозах тормозит этот процесс. Повышенное количество молибдена приводит к отложению солей мочевой кислоты - подагре. В клетках также обнаружено присутствие ванадия, стронция, олова, свинца, алюминия, серебра, золота и других элементов. Роль их пока мало изучена, не исключено, что все они жизненно необходимы для нормального функционирования нашего организма. В настоящее время в результате проведенных исследований установлены так называемые безопасные и адекватные уровни суточного потребления таких ранее не нормируемых микронутриентов, как хром (50-200 мкг), ванадий (около 100 мкг), кремний (5-10 мкг), никель (около 100 мкг), а среднесуточное потребление алюминия, брома, лития, германия, рубидия только устанавливается, и если будет определена их роль в организме, все они могут быть внесены в формулу оптимального питания.
|