ЧАСТЬ І

«ОСНОВИ ФІЗІОЛОГІЇ ХАРЧУВАННЯ»

Людина приходить в цей світ, щоб жити, пізнавати навколишнє середо-вище, творити, а для цього їй потрібно постійно оновлювати склад пластичних речовин та енергії. Їжа є важливим фактором забезпечення життєдіяльності людини, розвитку та росту організму, попередження та лікування хвороб. Відо-мо, що від характеру харчування, особливо від білкового та вітамінного складу їжі залежить не тільки стійкість організму до чужорідних сполук та шкідливих факторів навколишнього середовища (радіонукліди, важкі метали, пестициди, нітрозаміни тощо), але й до інфекцій. Доведено, що харчові волокна (клітко-вина та пектини), вітаміни, лецитин, поліненасичені жирні кислоти, магній, калій попереджують розвиток багатьох «хвороб цивілізації».

В сучасних умовах організація раціонального харчування набуває дуже важливого значення тому, що їжа сучасної людини не відповідає потребам організму у енергетичних витратах. Основні недоліки харчування – споживанням надміру їжі, особливо продуктів тваринного походження, високорафінованих продуктів, легкозасвоюваних вуглеводів при недостатньому споживанні рослинних олій, овочів, фруктів, які у своєму складі містять біологічно активні речовини.

Вченими доведено, що диспропорція хімічного складу раціонів харчування є основним фактором ризику розвитку багатьох захворювань. Організму шкодять як нестача, так і надмір харчових речовин. Саме тому таке велике значення має його збалансованість по білкам, ліпідам, вуглеводам, мінеральним речовинам та вітамінам, а також відповідність раціону харчування енергетичним витратам людини.

Добова потреба людини в харчових речовинах і енергії Для забезпечення процесів життєдіяльності організм людини повинен отримувати всі основні харчові речовини в достатній кількості. Це твердження настільки безперечно і вічно, що його повторюють всі нутріціологи і дієтологи.

Відповідно до теорії збалансованого харчування таким еквівалентом харчової і енергетичної цінності харчових продуктів є калорійність, тобто кількість енергії, що є акумульованою в харчових речовинах. Вона визначається в кілокалоріях (ккал).

Залежно від інтенсивності праці виділено 4 групи населення з різними величинами енерговитрат: працівники розумової праці, працівники, що зайняті на частково механізованих роботах; люди, які займаються фізичною працею (середня, важка і особливо важка праця). Окремо визначено норми споживання основних харчових речовин та енергії для вагітних жінок і матерів, які годують немовлят, а також для осіб літнього віку та дітей всіх вікових груп. У кожній данній групі норми споживання основних харчових речовин і кількість калорій диференційовано відповідно до віку і статі споживача. Так, наприклад, для працівників розумової праці норми споживання були встановлені в межах 2100-2450 ккал для чоловіків і 1800-2000 ккал для жінок. Для працівників, що зайняті важкою фізичною працею ці величини відповідно 3400-3800 ккал для чоловіків та 2850-3050 ккал для жінок.

Спираючись на ці чисто умовні величини енергетичної цінності добового раціону харчування і вивчення потреб людини в харчових речовинах, вчені обчислили необхідний щоденний набір продуктів. Відповідно до цього, наприклад, для людини, що витрачає 2500 ккал за добу, орієнтовний щоденний набір продуктів включає 330-360 г хліба, 15 г макаронних виробів, 25 г круп, 265-285 г картоплі, 385-450 г овочів, 200-220 г фруктів, 50-100 г цукру, 190-215 г м'яса, 50-55 г риби, 980-1050 г молочних продуктів, 30-40 г олії, 2 яйця на 3 дні .

Харчування забезпечує найважливішу функцію організму, поставляючи йому енергію для покриття енерговитрат на процеси життєдіяльності. Оновлення клітин і тканин також відбувається завдяки надходженню в організм з їжею пластичних речовин – білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, мінеральних речовин. Крім того, їжа є джерелом для утворення ферментів, гормонів та інших біологічно активних речовин, що забезпечують регуляцію обміну речовин в організмі.

Від характеру харчування залежить обмін речовин в організмі, структура і функції клітин, тканин і органів.

Правильне складання раціонів харчування з урахуванням умов життя, праці і побуту забезпечує стабільність внутрішнього середовища організму людини, діяльність різних органів і систем, що є обов'язковою умовою міцного здоров'я, гармонійного розвитку, високої працездатності.

Неправильне харчування значно знижує захисні сили організму і працездатність, порушує обмін речовин, призводить до передчасного старіння, може сприяти виникненню захворювань. Наприклад, надмірне харчування, особливо в поєднанні з нервовими перевантаженнями, малорухливим способом життя, вживанням алкогольних напоїв та курінням може привести до виникнення багатьох порушень у стані здоров’я.

За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) до числа захворювань, що пов'язані з надмірним харчуванням, віднесено ожиріння, жовчокам’яна хвороба, атеросклероз, подагра, цукровий діабет, захворювання органів кровообігу та інші.

Недоїдання знижує імунітет та працездатність, породжує розвиток захворювань. При цьому у дітей сповільнюється зростання і розумовий розвиток, порушується процес утворення кісток, виникають зміни в печінці і підшлунковій залозі.

Раціональне харчування, яке побудоване з урахуванням основних принципів збалансованого харчування, є найбільш досконалим.

Основні харчові речовини поступають в організм з їжею. Біологічна цінність їжі визначається наявністю в ній необхідних організму незамінних харчових речовин – білків, жирів, вуглеводів, вітамінів та мінеральних речовин.

Джерелами харчових речовин є продукти харчування тваринного і рослинного походження, які умовно розділяють на декілька груп. До першої групи віднесені молоко і молочні продукти (сир, тверді сири, кефір, кисле молоко, ацидофілін, вершки і ін.), до другої – м’ясо, птахи, риба, яйця і виготовлені з них продукти; до третьої – хлібобулочні, макаронні, кондитерські вироби, крупи, цукор, картопля; до четвертої – жири; до п'ятої – овочі, фрукти, ягоди, зелень; до шостої – прянощі, чай, кава і какао.

У природі не існує ідеальних продуктів харчування, які містили б комплекс всіх харчових речовин, необхідних людині (виключення складає материнське молоко). При різноманітному харчуванні (змішана їжа), що складається з продуктів тваринного і рослинного походження, в організм людини, як правило, поступає достатня кількість поживних речовин. Різноманітність продуктів харчування в раціоні робить позитивний вплив на його харчову цінність, оскільки різні продукти доповнюють один одного недостатніми компонентами. Крім того, різноманітне харчування сприяє кращому засвоєнню їжі.

Основними принципами раціонального збалансованого харчування є:

– відповідність енергетичної цінності їжі, що поступає в організм людини, його енерговитратам;

– надходження в організм певної кількості харчових речовин в оптимальних співвідношеннях;

– наявність в їжі незамінних харчових речовин (незамінних амінокислот, поліненасичених жирних кислот, вітамінів, мінеральних речовин);

– наявність захисних компонентів в їжі;

– забезпечення смакових достоїнств їжі, що сприяють кращому їх травленню;

– застосування методів технологічної обробки, що забезпечують видалення шкідливих речовин та не зменшують біологічну цінність їжі;

– дотримання режиму харчування.

Їжа як джерело енергії Протягом всього свого життя людина здійснює різноманітні фізичні рухи, пов'язані з переміщенням тіла і виконанням трудової діяльності. Впродовж всього життя в організмі працюють серце, легені, травна, видільна і інші системи, відбувається розпад одних речовин і синтез інших, що лежить в основі обміну речовин – постійного оновлення клітин. Для забезпечення цих процесів потрібна енергія, яку організм отримує за рахунок харчових речовин.

Проте, харчові речовини в тому вигляді, в якому вони поступають в організм, мають складну будову (полімери) і засвоїтися в організм не можуть. Вони заздалегідь розщеплюються в травній системі під дією ферментів до простіших складових частин – до компонентів, що засвоюються організмом (мономерів). Білки розщеплюються до амінокислот, складні вуглеводи до простих, жири перетворюються на гліцерол і вищі жирні кислоти. Мономери, що утворилися з полімерів, всмоктуються в кров і по великому кругу кровообігу розносяться по організму, поступаючи в кожну клітину. У клітинах мономери окислюються, в результаті чого утворюються вуглекислий газ, вода і енергія. Вуглекислий газ видаляється з організму з повітрям, що видихається, вода використовується організмом для здійснення біохімічних процесів. Енергія, що утворилася при окисленні мономерів, частково виділяється у вигляді тепла і використовується для підтримки температури тіла. Більша частина енергії витрачається на підтримку процесів життєдіяльності організму – роботу мозку, серця, легенів, нирок, органів дихання тощо.

При повному розпаді (окисленні) з 1 г білків і 1 г вуглеводів виділяється по 4 ккал тепла, жирів – 9 ккал, етилового спирту 7 ккал, органічних кислот (лимонної, яблучної, оцтової і ін.) – по 2, 5-3, 6 ккал. Інші харчові речовини не є джерелами енергії. Таким чином, якщо точно знати, яка кількість енергетичних речовин поступає з їжею в організм людини (це визначається по спеціальних таблицях), можливо підрахувати добову кількість отриманої організмом енергії.

Продукти харчування мають неоднакову енергетичну цінність. Вона залежить від їх хімічного складу. Основним джерелом енергії служать вуглеводи, жири і, частково, білки. Проте, з цього не виходить, що харчові речовини можуть бути замінені один одним і для організму не має значення, за рахунок яких продуктів отримано енергію. Відмінність продуктів визначається не тільки енергетичною цінністю, але і їх якісним складом. Наприклад, прості вуглеводи (цукор і інші солодощі) не містять будь-яких біологічно цінних речовин, окрім енергетичних, тому енергію цих продуктів називають «порожніми калоріями». При окисленні в організмі людини етилового спирту, що поступає з алкогольними напоями, виділяється не тільки енергія, а також утворюються токсичні речовини, які викликають негативні зміни в здоров'ї.

Залежно від кількості енергії всі харчові продукти діляться на продукти з високою, середньою і низькою енергетичною цінністю.

До продуктів з високою енергетичною цінністю відносять вершкове масло і олії, тваринні жири, жирну свинину, цукор, мед, кондитерські вироби.

Середню енергетичну цінність мають помірної жирності ковбаси, м'ясо, риба, сметана, вершки, сир, хлібобулочні і макаронні вироби, крупи.

Низькою енергетичною цінністю характеризуються овочі, фрукти, ягоди, молоко, кефір, нежирні види м'яса і риби, нежирний сир і яйця.

Харчові речовини, що поступили до організму в надлишковій кількості, особливо вуглеводи, перетворюються на жир і відкладаються в жировій тканині, що за певних умов може привести до ожиріння. Тому необхідно так будувати харчовий раціон, щоб кількість енергії, що надходить з харчовими речовинами, відповідала енергетичним витратам організму, тобто витратамнаосновний обмін, фізичну діяльність, прийом, травлення і засвоєння їжі. Основний обмін речовин вимірюється в процесі життєдіяльності організму в стані повного спокою. При підвищенні температури тіла і функції щитовидної залози, туберкульозі, легеневій і серцевій недостатності основний обмін збільшується.

На основний обмін впливає травлення і засвоєння їжі. Це визначається таким поняттям, як специфічно-динамічна дія їжі. Так, прийом їжі, що містить білки, підвищує основний обмін в середньому на 30 %, жири – на 4-14 %, вуглеводи – на 4-7 %. В середньому основний обмін під впливом «змішаної» їжі підвищується на 10-15 %. Така властивість організму витрачати багато енергії на специфічно-динамічну дію білкової їжі використовується для лікування ожиріння.

Достовірним показником відповідності надходження і розпаду енергії в організмі дорослої людини є постійність маси тіла. Надмірна енергетична цінність раціону харчування приводить до збільшення маси тіла. При нестачі їжі організм витрачає запасні енергетичні речовини, внаслідок чого у людини зменшується маса тіла. При тривалій нестачі поживних речовин витрачаються не тільки запасні речовини (жир, глікоген), але і білки клітин, що призводить до зниження захисних сил організму (імунітету), тобто несприятливо позначається на стані здоров'я.

Пластична функція харчових речовин Харчові речовини (білки, жири, вуглеводи, мінеральні речовини, вітаміни), що поступають в організм, є важливим джерелом пластичного матеріалу, з якого будуються клітини і тканини, гормони, ферменти і інші життєво важливі речовини. У організмі людини постійно відбуваються процеси оновлення різних елементів клітин і тканин. Одні клітки гинуть, а замість них утворюються інші. Все це вимагає постійного надходження в організм харчових речовин.

Основним будівельним матеріалом для живих організмів є білки. Обмін білків є центральною ланкою біохімічних процесів, що лежать в основі життя. На частку білків доводиться 15-20 % маси різних тканин організму людини, тоді як на жири і вуглеводи – всього 1-5 %. З білків і ліпідів побудовано біологічні мембрани, що виконують найважливішу роль у функціях клітин. У значній кількості входить білок в м'язову тканину, серце, печінку, мозок, кістки. Єдиним джерелом білків і незамінних амінокислот для людини є їжа. Майже у всіх продуктах, за винятком цукру і олії, містяться різні білки. Внаслідок помірного нагрівання і відварювання, поживна цінність білкових продуктів збільшується, оскільки вони краще засвоюються.

Білки складають основу ферментів, які виконують функції каталізаторів у обміні речовин, побудові специфічних для людини клітинних структур. За допомогою ферментів в організмі синтезуються енергетичні речовини, які руйнуються з виділенням енергії.

Важлива функція білків полягає в забезпеченні захисних сил організму, його імунітету.

У складних сполуках з ліпідами, вуглеводами, вітамінами, мінеральними солями, металами, пігментами, киснем, вуглекислим газом білки виконують транспортну функцію, переносячи ці речовини до різних органів і тканин. Крім того, білки сприяють підтримці певної кількості води в клітинах і міжклітинному просторі.

Жири і жироподібні речовини (ліпоїди) є структурними елементами живої клітини і забезпечують фізіологічні функції організму. Жировий шар навколо внутрішніх органів черевної порожнини захищає їх від механічних пошкоджень. А підшкірний клітковинний жир, як поганий провідник тепла, обмежує тепловіддачу і захищають організм від переохолодження.

Вуглеводи виконують в організмі важливі функції. Так, гетеро- полісахариди є структурними компонентами сполучної тканини, хрящів, рідин. Глікоген є запасним вуглеводом. Глюкоза, крахмал є основними джерелами енергії, особливо для роботи головного мозку та м’язів.

Мінеральні речовини беруть участь в обмінних процесах клітин різних тканин. Особливе значення вони мають в побудові кісткової і зубної тканин, стійкість яких до фізичних навантажень залежить від вмісту кальцію і фосфору. Мінеральні речовини беруть участь в забезпеченні багатьох ферментативних процесів, впливають на кровоутворення, осмотичний тиск в клітинах і позаклітинній рідині, беруть участь в перенесенні кисню до тканин, входять до складу багатьох гормонів і інших біологічно активних сполук.

Вода і її складові є основою живої клітини. Всі біохімічні процеси, що протікають в організмі, можуть здійснюватися тільки у присутності води. У організмі людини вагою 60 кг міститься близько 40 л води, з яких 25 л знаходиться у середині клітин, 15 л – в позаклітинній рідині. Обмін води в організмі відбувається дуже інтенсивно. Від 1, 5 до 2, 5 л води щодня виділяється з сечею, калом і повітрям, що видихається. Потовиділення регулює температуру тіла. При інтенсивному фізичному навантаженні та підвищенні температури навколишнього середовища потовиділення різко посилюється. Ось чому регулярне споживання рідини є важливим чинником підтримки постійності внутрішнього середовища організму, а також структури і функцій всіх клітин і тканин.

Таким чином, всі харчові речовини, які надходять до організму, виконують певну роль в структурі клітин, внутріклітинних утворень і біологічно активних речовин, що виконують різні біологічні функції.

Білки, жири, вуглеводи – нутрієнти, які поступають в організм з їжею, мають складну структуру і втакому вигляді не можуть бути засвоєними організмом. Засвоюються тільки їх составні частини: білків – амінокислоти, жирів – гліцерин і вищі жирні кислоти, вуглеводів – глюкоза, фруктоза. Процес перетравлення складних полімерів у прості мономери відбувається в травній системі.