Жиры и их значение в питании

Жиры (липиды) — это сложные органические соединения, со­стоящие из триглицеридов и липоидных веществ (фосфолипидов, стеринов). В состав триглицеридов входит глицерин и жирные кис­лоты, соединенные эфирными связями. Жирные кислоты явля­ются основными компонентами липидов (около 90 %), именно их структура и характеристики определяют свойства различных ви­дов пищевых жиров. По своей природе пищевые жиры могут быть животными и растительными. По химической структуре раститель­ные масла отличаются от животного жира жирно-кислотным со­ставом. Высокое содержание в растительных маслах ненасыщен­ных жирных кислот придает им жидкое агрегатное состояние и определяет их пищевую ценность. Растительные жиры (масла) находятся при обычных условиях в жидком агрегатном состоянии за исключением пальмового масла.

Жиры играют значительную роль в жизнедеятельности орга­низма. Они являются вторыми по значимости после углеводов ис­точниками общей энергии, поступающей с пищей. При этом, обладая максимальным среди энергонесущих нутриентов калори­ческим коэффициентом (1 г жира дает организму 9 ккал), жиры даже в небольшом количестве способны придать содержащему их продукту высокую энергетическую ценность. Это обстоятельство имеет не только положительное значение, но и является предпо­сылкой формирования быстрого и относительно не связанного с большими объемами употребляемой пищи избыточного поступ­ления жира и соответственно энергии.

Физиологическая роль жиров, однако, не сводится лишь к их энергетической функции. Пищевые жиры являются прямыми ис­точниками или предшественниками образования в организме

Окончание табл. 2.6

структурных компонентов биологических мембран, стероидных гормонов, кальциферолов и регуляторных клеточных соединений -эйкозаноидов (лейкотриенов, простагландинов). С пищевыми жи­рами в организм поступают также другие соединения липидной природы или липофильной структуры: фосфатиды; стерины; жи­рорастворимые витамины.

В желудочно-кишечном тракте здорового человека при нормаль­ном уровне поступления жиров усваивается около 95 % их общего количества.

В составе пищи жиры представлены в виде собственно жиро­вых продуктов (масло, сало и т.п.) и так называемых скрытых жиров, входящих в состав многих продуктов (табл. 2.6).

Таблица 2.6

Основные источники пищевых жиров

Именно продукты, содержащие скрытый жир, являются ос­новными поставщиками пищевых жиров в организм человека.

Жирные кислоты, входящие в состав пищевых жиров, делятся на три большие группы: насыщенные, мононенасыщенные и по­линенасыщенные (табл. 2.7).

Таблица 2.7 Основные жирные кислоты пищи и их физиологическое значение

Окончание табл. 2.7

* ЛПВП — липопротеиды высокой плотности.

Насыщенные жирные кислоты.Насыщенные жирные кислоты (НЖК), наиболее представленные в пище, делятся на короткоце-почечные (4... 10 атомов углерода — масляная, капроновая, кап-риловая, каприновая), среднецепочечные (12... 16 атомов углеро­да — лауриновая, миристиновая, пальмитиновая) и длинноце-почечные (18 атомов углерода и более — стеариновая, арахидино-вая).

Жирные кислоты с короткой длиной углеродной цепи практи­чески не связываются с альбуминами в крови, не депонируются в тканях и не включаются в состав липопротеинов — они способны быстро окисляться с образованием энергии и кетоновых тел. Кро­ме того, они выполняют ряд биологических функций, например масляная кислота служит модулятором генетической регуляции, иммунного ответа и воспаления на уровне слизистой кишечника, а также обеспечивает клеточную дифференцировку и апоптоз. Каприновая кислота является предшественником монокаприна -соединения с антивирусной активностью. Избыточное поступле-

ние короткоцепочечных жирных кислот может привести к разви­тию метаболического ацидоза.

Жирные кислоты со средней и длинной углеродной цепью, напротив, включаются в состав липопротеинов, циркулируют в крови, запасаются в жировых депо и используются для синтеза других липоидных соединений в организме, например холестери­на. Кроме того, для лауриновой кислоты показана способность инактивировать ряд микроорганизмов, в частности Helicobacter pylory, а также грибки и вирусы за счет разрыва липидного слоя их биомембран.

Лауриновая и миристиновая жирные кислоты в наибольшей степени повышают уровень холестерина в сыворотке крови и в силу этого ассоциируются с максимальным риском развития ате­росклероза.

Пальмитиновая кислота также ведет к повышенному синтезу липопротеинов. Она является основной жирной кислотой, связы­вающей кальций (в составе жирных молочных продуктов) в неу­сваиваемый комплекс, омыляя его.

Стеариновая кислота, так же как и короткоцепочечные жир­ные кислоты, практически не влияет на уровень холестерина в крови, более того — она способна снижать усвояемость холесте­рина в кишечнике за счет уменьшения его растворимости.

Ненасыщенные жирные кислоты.Ненасыщенные жирные кис­лоты подразделяют по степени не насыщенности на мононенасы-шенные жирные кислоты (МНЖК) и полиненасыщенные жир­ные кислоты (ПНЖК).

Мононенасыщенные жирные кислоты имеют одну двойную связь. Основным их представителем в рационе является олеиновая кислота (18:1 п-9 — двойная связь в положении 9-го углеродного атома). Ее основными пищевыми источниками служат оливковое и арахисовое масло, свиной жир. К МНЖК относятся также эруко-вая кислота (22:1 и-9), составляющая '/₃ ^от состава жирных кислот в рапсовом масле, и пальмитолеиновая кислота (18:1 «-9), при­сутствующая в рыбьем жире.

К ПНЖК относятся жирные кислоты, имеющие несколько двойных связей: линолевая (18:2 и-6), линоленовая (18:3 п-3), арахидоновая (20:4 п-6), эйкозапентаеновая (20:5 л-3), докоза-гексаеновая (22:6 п-У). В питании их основными источниками яв­ляются растительные масла, рыбий жир, орехи, семена, бобовые (табл. 2.8). Подсолнечное, соевое, кукурузное и хлопковое масла являются основными источниками линолевой кислоты в питании. В рапсовом, соевом, горчичном, кунжутном масле содержатся зна­чимые количества линолевой и линоленовой кислот, причем со­отношение их различно — от 2:1 в рапсовом, до 5:1 в соевом.

В организме человека ПНЖК выполняют биологически важ­ные функции, связанные с организацией и функционированием

биомембран и синтезом тканевых регуляторов. В клетках "P^cxo-дит! сложный процесс синтеза и взаимного превращения I линЬлевая кислота способна трансформироваться в арахидоновую с последующим включением ее в биомембраны или синтезом леи котриенов, тромбоксанов, простагландинов. Линоленовая кисло­та играет важную роль в нормальном развитии и функционирова­нии миелиновых волокон нервной системы и сетчатки глаза, вхо­дя в состав структурных фосфолипидов, а также содержится значительных количествах в сперматозоидах.

Полинасыщенные жирные кислоты состоят из двух основ­ных семейств: производные линолевой кислоты, относящиеся к (о-6 жирным кислотам, и производные линоленовои кислоты -к со-3 жирным кислотам. Именно соотношение этих семейств при условии общей сбалансированности поступления жира ста­новится доминирующим с позиций оптимизации липидж обмена в организме за счет модификации жирно-кислотно]

состава пищи.

Линоленовая кислота в организме человека превращается т длинноцепочечные я-3 ПНЖК -- эйкозапентаеновую (ЭПК) и докозагексаеновую (ДГК). Эйкозапентаеновая кислота определя­ется наряду с арахидоновой в структуре биомембран в количестве поямо пропорциональном ее содержанию в пище. При высоком уровне поступления с пищей линолевой кислоты относительно линоленовои (или ЭПК) повышается общее количество арахидо­новой кислоты, включенной в биомембраны, что изменяет функциональные свойства.

В результате использования организмом ЭПК для синтеза био­логически активных соединений образуются эйкозаноиды, физио­логические эффекты которых (например, снижение скорости тром-бообразования) могут быть прямо противоположными действ! эйкозаноидов, синтезируемых из арахидоновой кислоты. Показа­но также что в ответ на воспаление ЭПК трансформируется в эйкозаноиды, обеспечивая более тонкую по сравнению с эикоза-ноидами - производными арахидоновой кислоты, регуляцию фаз] воспаления и тонуса сосудов.

Докозагексаеновая кислота найдена в высоких концентрациях в мембранах клеток сетчатки, которые поддерживаются на этом уровне вне зависимости от поступления со-3 ПНЖК с питанием. Она играет важную роль в регенерации зрительного пигмента ро допсина Также высокие концентрации ДГК обнаруживаются в мозге и нервной системе. Эта кислота используется нейронами для модификаций физических характеристик собственных био­мембран (таких, как текучесть) в зависимости от функцис ных потребностей.

Последние достижения в области нутриогеномики подтверж дают участие ПНЖК семейства со-3 в регуляции экспрессии г

нов, участвующих в обмене жиров и воспалении, за счет актива­ции факторов транскрипции.

В последние годы делаются попытки определить адекватные уровни поступления ю-3 ПНЖК с питанием. В частности, показа­но, что для взрослого здорового человека употребление в составе пищи 1,1... 1,6 г/сут линоленовой кислоты полностью покрывает физиологические потребности в этом семействе жирных кислот.

Основными пищевыми источниками ПНЖК семейства ю-3 являются льняное масло, грецкие орехи (табл. 2.9) и жир морских рыб (табл. 2.10).

В настоящее время оптимальным соотношением в питании ПНЖК различных семейств считается следующее: ю-6:со-3 = = 6... 10:1.

Таблица 2.9 Основные пищевые источники линоленовой кислоты

Таблица 2.10 Основные пищевые источники ПНЖК семейства ю-3

Продукт	Порция, г	ЭПК, г	ДГК, г	Порция, обеспечивающая поступление 1 г ЭПК + ДГК, г
Сельдь		1,06	0,75
Лосось	'90	0,86	0,62
Устрицы		0,75	0,43
Форель		0,40	0,44
Крабы		0,24	0,10
Креветки		0,15	0,12
Треска		0,09	0,15
Рыбий жир (лососевый)		0,13	0,09

Фосфолипиды и стерины.В состав пищевых липидон входят такие значимые группы веществ, как фосфолипиды и стерины. К группе фосфолипидов относятся лецитин (фосфотидилхолин), кефалин и сфингомиелин. Фосфолипиды состоят из глицерина, этерифицированного полиненасыщенными жирными кислотами и фосфорной кислотой, которая соединена с азотистым основа­нием. Фосфолипиды, поступающие с пищей, способствуют аб­сорбции триглицеридов пищи за счет мицеллообразования. Они полностью расщепляются в клетках кишечника, поэтому для орга­низма имеет решающее значение их эндогенный синтез в печени и почках. Эндогенный синтез лецитина, в частности, лимитиро­ван поступлением с рационом ПНЖК и холина.

Лецитин имеет большое значение в регулировании жирового обмена в печени — он относится к липотропным факторам пита­ния, препятствующим жировой инфильтрации печени за счет ак­тивизации транспорта нейтральных жиров из гепатоцитов. К пище­вым продуктам, содержащим максимальное количество предше­ственников синтеза лецитина и его самого, относятся нерафини­рованные растительные масла, яйца, морская рыба, печень, мас­ло сливочное, птица, а также фосфатидные концентраты, полу­чаемые как вторичное сырье при рафинировании масел и исполь­зуемые для обогащения пищевых продуктов.

Стерины имеют сложное органическое строение: они представ­ляют из себя гидроароматические нейтральные спирты. В живот­ных жирах содержится холестерин, а в растительных — фитосте-рин Наибольшей биологической активностью среди фитостери-нов обладает р-ситостерин. Он способен оказывать гипохолесте-ринемическое действие, снижая абсорбцию холестерина в резуль­тате образования с последним в кишечнике неусваиваемых комп­лексов. Показано также участие ситостеринов в организации био­мембран. В растительных маслах содержится следующее количе­ство р-ситостерина, в 100 г продукта:

Основным животным стерином является холестерин. В усло­виях сбалансированного питания его эндогенный синтез (био­синтез) из НЖК в печени составляет не менее 80 %, остальной холестерин поступает с пищей. Оптимальным уровнем его по­ступления с рационом считается 0,3 г/сут. В обмене холестерина важную роль играют витамины: аскорбиновая кислота, В₆, В,₂, фолиевая кислота, биофлавоноиды. Холестерин имеет ключевое

значение в организации и нормальном функционировании био­мембран, синтезе стероидных гормонов, кальциферолов, желч­ных кислот.

Последствия избыточного поступления жиров с пищей.Высокое поступление с пищей НЖК и собственно холестерина сопровож­дается повышением общей концентрации триглицеридов и жир­ных кислот в крови, увеличением количества циркулирующих в крови липопротеинов.

Все это ведет к гиперлипидемии, а в дальнейшем к развитию дислипопротеинемии — базовому нарушению пищевого статуса, лежащего в основе развития атеросклероза, сахарного диабета и избыточной массы тела и ожирения. Дислипопротеинемия — это нарушение соотношения различных фракций липопротеидов и триглицеридов, циркулирующих в крови, ведущее в различных соотношениях к повышению как абсолютного, так и относитель­ного количества липопротеидов низкой и очень низкой плотно­сти (ЛПНП и ЛПОНП) и триглицеридов при одновременном снижении количества ЛПВП. Последние относятся к компонен­там, снижающим атерогенность холестерина.

С биохимических позиций очень важно, что именно избыточ­ное поступление с пищей лауриновой, миристиновой и пальми­тиновой жирных кислот ведет к развитию гиперхолестеринемии и росту концентрации в крови наиболее атерогенных ЛПНП. Стеа­риновая кислота не участвует в построении ЛПНП и не обладает гиперхолестеринемическим эффектом.

Одновременное с ростом ЛПНП снижение концентрации ЛПВП отмечено при чрезмерном употреблении с пищей транси­зомеров жирных кислот. В природных жирах они практически от­сутствуют, за исключением небольшого содержания в мясе и мо­локе коров и овец — у этих животных происходит частичная изо­меризация природных жирных кислот в желудке. Основная же масса трансизомеров образуется при гидрогенезации ПНЖК — разрыве двойных связей атомами водорода при производстве маргарина или так называемых мягких масел (состоящих из комбинации ра­стительных и животных жиров). Длинноцепочечные жирные кис­лоты пищи, поступающие в организм в виде трансизомеров, на­пример транс-lS: 1; не могут включаться в биосинтез биологиче­ски активных клеточных регуляторов (простагландинов и лейко-триенов), а используются лишь в качестве энергетического суб­страта.

При поступлении жира в избыточном по сравнению с потреб­ностью организма количестве также стимулируется глюконеоге-нез. Последнее обстоятельство приводит к снижению степени ути­лизации «углеводной» глюкозы из крови, увеличению нагрузки на инсулярный аппарат и проявляется у здорового человека в ро­сте концентрации гликозилированного гемоглобина ai_c.

С гигиенических позиций, учитывая, что человек мс питается отдельными жирными кислотами, гиперлипидемия и дислипо-протеинемия, а также метаболическая гипергликемия должны рас­сматриваться как результат избыточного поступления с пищей всего объема жировых продуктов и продуктов, содержащих скрытый жир, независимо от их природы и жирно-кислотного состава.

В природе не существует «идеального» с позиций оптимально­го питания источника жира. Жирно-кислотный состав всех ис­пользуемых растительных масел наряду со значительным содер­жанием МНЖК и ПНЖК включает в себя и существенные коли­чества среднецепочечных НЖК (10... 15 % и более).

Морская рыба в настоящее время является единственным ис­точником жира, адекватное увеличение употребления которого взамен жира животного происхождения и растительного масла может рассматриваться как эволюционно оправданный шаг. При этом, однако, следует учитывать реальную возможность интенси­фикации прооксидантной нагрузки на организм, связанной с дей­ствием двух факторов:

• наличием относительно большого количества ПНЖК с вы­
сокой степенью ненасыщенности (пять и шесть двойных связей),
обладающих в силу этого большой способностью к окислению;

• отсутствием в жире рыб основного антиоксиданта — вита­
мина Е.

Немаловажной является проблема безопасности рыбного сы­рья в плане контроля над остаточными количествами токсичных элементов, полихлорированных бифенилов и других контаминан-тов, а также природных токсинов (это особенно актуально при возможном использовании нетрадиционных видов морских рыб и других морепродуктов).

Еще один способ оптимизации жирно-кислотного состава пи­щевых продуктов связан с возможностями селекции и генной ин­женерии в рамках современной биотехнологии. Так, в результате обычной селекционной работы уже получены высокоолеиновое подсолнечное масло и низкоэруковое рапсовое. В настоящее время ведутся научно-практические разработки для создания на основе генной модификации масличных и зерновых культур (в первую оче­редь сои, рапса и кукурузы) с заданным составом жирных кислот.

Учитывая возможные индивидуальные особенности обмена веществ, оптимальный уровень жира находится в интервале 20... 30 % от энергетической ценности рациона, т. е. не должен пре­вышать 35 г на 1000 ккал рациона. Для человека со средним уров­нем энергозатрат это соответствует примерно 70... 100 г жира в сутки.

Большинство липидных соединений организма человека могут при необходимости быть синтезированы в обменных процессах из углеводов. Исключение составляют незаменимые полиненасыщен-

i

ные жирные кислоты линолевая и линоленовая, входящие соот­ветственно в семейства со-6 и со-3. В этой связи нормируются как общее поступление ПНЖК: оно должно быть в интервале 3...7 % энергоценности рациона, так и потребность в линолевой кислоте: 6... 10 r/сут (это количество содержится в 1 столовой ложке расти­тельного масла). Норматив для линоленовой кислоты не установ­лен, но ее должно поступать не меньше 10% от содержания в пище линолевой кислоты.