Лекции по физиологии человека / pitat v1_mini

Питательные вещества, которые человек должен поглощать в виде пи­щи, можно условно разделить на две группы: те, которые необходимы ему в больших количествах, или макрокомпоненты, и те, которые требуются в меньших количествах, или микрокомпоненты.

Макрокомпоненты. К макрокомпонентам относятся жиры, углеводы и бел­ки. Все эти три типа соединений способны служить источником энергии, по­скольку они могут расщепляться и использоваться для синтеза АТФ Количество энергии, которое можно извлечь из данного количества питательного вещества, измеряют и выражают в единицах тепла -калориях (табл.). Все три класса макрокомпонентов служат также источником ато­мов углерода, используемых при построении различных клеточных структур. Белки поставляют, кроме того, аминокислоты, из которых организм синтези­рует собственные свойственные только ему одному белки.

Калорийность основных питательных веществ

Калория-это количество тепла, необходимое для нагревания массы воды в 1 г на 1 С. Калорийность пищи обычно измеряют в кило­калориях (ккал); 1 ккал = 1000 кач.

Те макрокомпоненты, которые организм не использует немедленно в каче­стве источника энергии, а также для роста или для восстановления тканей, за­пасаются впрок. Углеводы запасаются в форме гликогена в мышцах и печени, а жиры откладываются в неизмененном виде. Запасать белки организм не способен; избыточные белковые молекулы освобождаются от атомов азота, превращаясь в молекулы жиров и углеводов, которые могут запасаться в организме.

Наиболее распространенная проблема, связанная с питанием населения в промышленно развитых странах, особенно в США,- это ожирение. Если в потребляемой пище содержится больше калорий, чем расходуется организ­мом, то излишек откладывается в виде жира. Причины ожирения фактически кроются только в переедании и недостатке физических упражнений, хотя мил­лионы людей, очевидно, попросту не верят этому, поскольку миллиарды дол­ларов расходуются на разнообразные лекарственные препараты и другие средства от ожирения.

В других странах гораздо более насущная проблема - не ожирение, а недо­статок белков в пище большинства населения и сельскохозяйственных жи­вотных. Это обычно происходит не столько из-за общего недостатка белков в рационе, сколько потому, что сами белки содержат недостаточное количе­ство незаменимых аминокислот.

Незаменимыми называются аминокислоты, которые непременно должны входить в рацион, поскольку организм не спосо­бен их синтезировать. (Некоторые так называемые «заменимые» аминокис­лоты могут синтезироваться в организме всех животных из других аминокис­лот или из веществ, образующихся в цикле трикарбоновых кислот, который называют также циклом Кребса.)

Одна из наиболее известных болезней, связанных с недостатком белков - это квашиоркор, распространенный главным образом в Африке, где основу питания составляют зерновые культуры. При этом рацион содержит крайне мало одной из незаменимых аминокислот-триптофана. При заболевании ква-шиоркором, особенно у детей, которым требуется много белков, наблюдается апатия, общие отеки (вследствие избытка жидкости в организме) и нарушения роста. Поскольку зерновые культуры - основной источник питания для боль­шей части человечества, селекционеры прилагают много усилий, чтобы выве­сти сорта с повышенным содержанием триптофана и других незаменимых аминокислот.

Недостаток жиров также может быть причиной болезней, хотя в развиваю­щихся странах эти болезни встречаются редко. Некоторые жирные кислоты служат необходимыми компонентами клеточных мембран и ряда гормонов. Так же как и незаменимые аминокислоты, они непременно должны содер­жаться в пищевом рационе. На севере Канады и в некоторых странах Азии, где люди питаются исключительно рыбой, постным мясом, рисом или фрук­тами, т.е. продуктами, содержащими очень мало жиров, развивается потреб­ность в жирах и они превращаются в дорогостоящее и желанное лакомство. В США увлечение некоторыми диетами, например состоящими в основном из риса и фруктов и содержащими слишком мало жиров, приводило к серьезным нарушениям здоровья.

Микрокомпоненты. Микрокомпонентами называются вещества, необхо­димые животным в небольших количествах; эти вещества должны содержать­ся в рационе потому, что человек либо вообще не способен их синтезиро­вать, либо не может синтезировать их с такой скоростью, с какой они потребляются. Микрокомпоненты можно разделить на витамины, предста­вляющие собой органические соединения, и минеральные компоненты.

Таблица Источники получения водорастворимых витаминов и симптомы, свидетель­ствующие об их недостатке

Таблица Физиологические функции жирорастворимых витаминов, источники их полу­чения и симптомы, свидетельствующие об их недостаточности¹

Необходимые человеку витамины обычно делят на две группы: раство­римые в воде и растворимые в жирах. Водорастворимые витамины - это в ос­новном коферменты, участвующие в обмене веществ, например коферменты клеточною дыхания (табл. 2). Поскольку эти витамины легко выводятся через почки, их избыточное содержание в рационе обычно безвредно.

Жирорастворимых витаминов меньше, и их функции менее изучены (габл. 3). Поскольку эти витамины нерастворимы в воде, для того чтобы( они могли выводиться через почки, они сначала должны подвергнуться действию ферментов. В результате при потреблении в количествах, превращающих то, которое может быть использовано организмом, концентрация в которых из них в организме может достигнуть токсического уровня. Некоторые «модные» диеты рекомендуют потреблять определенные жирорастворимые витамины в опасных дозах. В 1978 г., например, два человека погибли от отравления таблетками витамина А.

Для того чтобы избежать таких явлений, следует руководствоваться

здравым смыслом и соблюдать умеренность. Исследования питания утверждают, что для достижения идеального здоровья жителям западных стран следовало бы изменить характер питания, сократив потребление жиров

увеличив потребление зерновых, фруктов и овощей. Нормальная сбалансированная диета содержит достаточное количество витаминов и минеральных добавок, так что нет необходимости дополнять ее таблетками, хотя в разумных количествах они безопасны. В 1977 г. одна женщина умерла от того, что и слишком много воды. Большинство биологов, зная способность почек выводить воду из организма. сочло бы это абсолютно невозможным: в данном случае женщина пила воды больше, чем могли пропустить ее почки то привело к разжижению содержимого клеток и Некоторые неорганические соединения необходимы человеку в довольно

больших количествах (табл.4). Поваренная соль и хлористый калий, например, жизненно необходимы для работы каждою нерва и мышцы, и большие количества этих веществ ежедневно выводятся из организма с мочой, потом и экскрементами.

Современные диеты, предназначенные для похудения, часто рекомендуют ограничить потребление соли (хлористого натрия), поскольку избыток соли способствует удерживанию воды в организме, а выведение во­ды - скорейший способ сбросить несколько килограммов, не избавившись при этом ни от одного грамма жира. Такой способ, однако, эффективен только в том случае, если нарушен солевой баланс. У большинства нормальных лю­дей содержание соли в организме очень мало меняется при значительных из­менениях количества соли, потребляемой с пищей. Если человек потребляет соли больше, чем это необходимо организму, то избыток ее выводится через почки; если же он потребляет соли меньше, чем нужно, то через почки ее так­же выводится меньше, и таким образом соль удерживается в организме. В со­временных руководствах по диетологии можно найти рекомендации об огра­ничении потребления соли и утверждения, что летом или при интенсивной физической работе не следует увеличивать потребление соли, поскольку пот якобы не содержит соли; однако это более чем странно: лизнув капельку по­та, можно убедиться, что соли в нем много. Обычная пища, в том числе све­жие фрукты, овощи и не прошедшие специальной обработки мучные изделия и мясо, содержит довольно много соли. «Бессолевая диета», в которую входят специальным образом консервированные продукты, пресные галеты и т.п., не очень сильно снижает потребление соли.

Организму требуется также довольно много калия, который жизненно не­обходим для функционирования каждой клетки тела. Большие количества ка-

лия необходимы для работы мышц. В отличие от перечисленных здесь элементов микроэлементы необходимы организму лишь в очень небольших количествах, и функции многих из них неизвестны.