Теории и концепции питания
Формирование научных представлений о питании и роли пищевых веществ в процессах жизнедеятельности началось лишь в середине XIX в.
Рис. 12.8.Схематичное представление о системах биотрансформации чужеродных веществ
с появлением классической парадигмы питания, которой предшествовал ряд научных открытий, непосредственно или опосредованно связанных с питанием. К ним относятся открытие витаминов, ионов микроэлементов, научные достижения, связанные с выяснением структуры белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот, роли микроэлементов в жизнедеятельности организма, структуры и организации биологических систем, научные данные, связанные со строением организма на клеточном уровне. Впервые за всю историю эволюции цель питания стали связывать со здоровьем человека.
Суть первой научной парадигмы питания сводилась к необходимости обеспечения организма питательными веществами, которые требуются для его нормального функционирования и освобождения от балластных компонентов.
Концентрированным выражением классической парадигмы явилась окончательно сформировавшаяся в конце XIX - начале XX в. теория сбалансированного питания, в основе которой лежаттри главных положения.
1. При идеальном питании приток веществ точно соответствует их потере.
2. Приток питательных веществ обеспечивается путем разрушения пищевых структур и использования организмом образовавшихся органических и неорганических веществ.
3. Энергетические затраты организма должны быть сбалансированы с поступлением энергии.
Согласно этой теории, нормальное функционирование организма обеспечивается при его снабжении не только необходимыми энергией и белком, но также при соблюдении определенных соотношений между многочисленными незаменимыми факторами питания, каждый из которых выполняет свою специфическую функцию в обмене веществ.
В основе концепции сбалансированного питания лежит определение пропорций отдельных пищевых веществ в рационе, отражающих сумму обменных реакций, которые характеризуют химические процессы, обеспечивающие в итоге жизнедеятельность организма. Одной из главных биологических закономерностей, на которых базируется теория, является правило соответствия ферментных наборов организма химическим структурам пищи, о котором упоминалось в разделе "Питание и пищеварение" (см. раздел 12.2).
Формула сбалансированного питания по А. А. Покровскому представляет собой таблицу, включающую перечень пищевых компонентов с потребностями в них в соответствии с физиологическими особенностями организма. В сокращенном виде средняя потребность взрослого человека в пищевых веществах (формула сбалансированного питания взрослых по А. А. Покровскому) представлена ниже.
| Вода, г | 1750-2200 |
| в том числе: | |
| питьевая (вода, чай, кофе и др.) | 800-1000 |
| в супах | 250-500 |
| в продуктах питания | |
| Белки, г | 80-100 |
| в том числе животные | |
| Незаменимые аминокислоты, г | |
| триптофан | |
| лейцин | 4-6 |
| изолейцин | 3-4 |
| валим | |
| треонин | 2-3 |
| лизин | 3-5 |
| метионин | 2-4 |
| фенилаланин | 2-4 |
| Заменимые аминокислоты, г | |
| гистидин + | |
| аргинин + | |
| цистин + | 2-3 |
| тирозин + | 3-4 |
| аланин | |
| серин | |
| глутаминовая кислота | |
| аспарагиновая кислота | |
| пролин | |
| глицин | |
| Углеводы, г | 400-500 |
| в том числе: крахмал | 400-450 |
| сахар | 50-100 |
| Органические кислоты (молочная, лимонная и т. д.), г | |
| Балластные вещества (клетчатка, пектин), г | |
| Жиры, г | 80-100 |
| в том числе: | |
| полиненасыщенные | |
| жирные кислоты, г | 3-6 |
| растительные | 20-25 |
| холестерин + | 0,3-0,6 |
| фосфолипиды + | |
| Минеральные вещества, мг | |
| кальций | 800-100 |
| фосфор | 1000-1500 |
| натрий | 4000-6000 |
| калий | 2500-5000 |
| хлориды | 5000-7000 |
| магний | 300-500 |
| железо | |
| цинк | 10-15 |
| марганец | 5-10 |
| хром | 2-2,5 |
| медь | |
| кобальт | 0,1-0,2 |
| молибден | 0,5 |
| селен + | 0,5 |
| фториды | 0,5-1,0 |
| иодиды | 0,1-0,2 |
| Витамины, мг | |
| С (аскорбиновая кислота) | 70-100 |
| В1 (тиамин) | 1,5-2,0 |
| В2 (рибофлавин) | 2,0-2,5 |
| В2 (различные формы) | 0,04 (300-400 MEдля детей) |
| РР (никотиновая кислота) | 15-25 |
| В3 (пантотенат) | 5-10 |
| А (различные формы) | 1,5-2,5 |
| В6 (пиридоксин) | 2-3 |
| В12 (кобаламин) | 0,005-0,08 |
| В15 (пангамовая кислота) | 2,5 |
| Р (рутин) | |
| В9 (фолиевая кислота) | 0,1-0,5 |
| Е (различные формы) | 2-6 |
| К (различные формы) | |
| биотин | 0,15-0,3 |
| холин | 500-1000 |
| липоевая кислота + | 0,5 |
| инозит, г + | 0,5-1,0 |
Примечание: + означает факторы питания, которые либо могут частично замещать незаменимые вещества, либо их незаменимость не может считаться окончательно установленной.
Формула составлена на общую энергетическую ценность суточной нормы пищевых веществ, равную 3000 ккал.
В соответствии с тенденциями к снижению энергетических потребностей современного человека нормы потребления макронутриентов (источников энергии) также пересматриваются.
Исходя из формулы сбалансированного питания, полноценный рацион (от латинского слова ratio - расчет, мера - порция пищи определенного состава на известный срок) должен содержать питательные вещества пяти классов:
-источники энергии - белки, жиры, углеводы;
-незаменимые аминокислоты;
-витамины;
-незаменимые жирные кислоты;
-неорганические элементы.
Вода, хотя и не является питательным веществом в прямом смысле слова, также необходима человеку для воспроизведения потерь в различных процессах, например при дыхании, потоотделении и т. п.
Обычно организмом используется 300-400 мл метаболической (эндогенной) воды, освобождающейся в процессе биологического окисления; остальное количество, обеспечивающее суточную потребность (1750-2200 г), должно поставляться в организм с жидкими продуктами питания.
Вещества каждого из указанных классов играют свою особую роль, которая подробно рассматривалась в соответствующих главах учебника.
Таким образом, сбалансированное питание связано с учетом всех факторов питания, их взаимосвязи в обменных процессах, а также соответствия ферментативных систем химическим превращениям в организме. Но балансовый подход к питанию привел к ошибочному заключению, что ценными являются только усваиваемые организмом компоненты пищи, остальные же относятся к балласту.
Был сделан опрометчивый вывод о том, что повышение качества пищи связано с удалением балластных веществ и обогащением ее нутриентами (питательными веществами). Однако обобщение последующего опыта, связанного с созданием и потреблением такой пищи, а также изучение роли балластных веществ и кишечной микрофлоры в процессах пищеварения показали, что выводы теории сбалансированного питания требуют корректировки. В 80-е гг. XX в. была сформулирована новая теория питания, представляющая собой развитие теории сбалансированного питания с учетом новейших знаний о функциях балластных веществ и кишечной микрофлоры в физиологии питания.
Эта теория, автором которой явился российский физиолог академик А. М. Уголев, была названа теорией адекватного питания. В основе теории лежат четыре принципиальных положения:
-пища усваивается как поглощающим ее организмом, так и населяющими его бактериями;
-приток нутриентов в организме обеспечивается за счет извлечения их из пищи и в результате деятельности бактерий, синтезирующих дополнительные питательные вещества;
-нормальное питание обусловливается не одним, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ;
-физиологически важными компонентами пищи являются балластные вещества, получившие название "пищевые волокна".
Под термином "пищевые волокна" объединяют биополимерные компоненты растительной пищи, к которым относятся неперевариваемые полисахариды, включающие целлюлозу, теми целлюлозы, пектины (в нативном виде протопектины) и соединения полифенольной природы - лигнины. Целлюлозы и гемицеллюлозы являются практически нерастворимыми компонентами, тогда как пектиновые вещества и лигнины относятся к растворимым полимерам.
Эти компоненты, составляющие структурную основу клеточных стенок и оболочек плодов, при технологической переработке растительного сырья в пищевые продукты в основной массе удаляются. Примерами могут являться технология переработки зерна в муку, шлифование риса, отжим сока из плодов, различные процессы экстракции. В соответствии с теорией сбалансированного питания эти компоненты считались балластными веществами, их удаление из пищи в ходе технологических процессов признавалось необходимым, что привело в итоге к значительному сокращению их содержания в традиционном рационе питания и, как следствие, отрицательно сказалось на здоровье населения.
Хотя ферментные системы человека не содержат ферментов, соответствующих структурам пищевых волокон, и последние не могут усваиваться и являться источником энергии и пластических материалов для организма, они представляют собой единый физиологически активный комплекс, обеспечивающий ряд важных функций, связанных с процессами пищеварения и обмена веществ в целом.
Специфические физиологические свойства пищевых волокон включают:
-стимуляцию кишечной перистальтики;
-адсорбцию различных токсичных продуктов, в т.ч. продуктов неполного переваривания, радионуклидов, некоторых канцерогенных веществ;
-интенсификацию обмена желчных кислот, регулирующего уровень холестерина в крови;
-снижение доступности макронутриентов (жиров и углеводов) действию пищеварительных ферментов, предотвращающее резкое повышение их содержания в крови;
-доступность действию кишечной микрофлоры (в качестве постоянного питательного субстрата), деятельность которой обеспечивает поступление в организм ценных вторичных нутриентов (витаминов группы В и других) и проявляется в различных иных позитивных эффектах воздействия на обмен веществ.
Функции растворимых и нерастворимых пищевых волокон имеют различия: целлюлозы и гемицеллюлозы оказывают, в основном, действие стимуляторов перистальтики, а пектины являются сорбентами и питательным субстратом для кишечной микрофлоры.
Роль кишечной микрофлоры в процессах пищеварения и обмена веществ подробно рассматривалась в разделе 12.2.
Теория адекватного питания формулирует основные принципы, обеспечивающие рациональное питание, в котором учитывается весь комплекс факторов питания, взаимосвязи этих факторов в обменных процессах и соответствие ферментных систем организма индивидуальным особенностям протекающих в нем химических превращений.
Основу рационального питания составляют три главных принципа.
1. Баланс энергии, который предполагает адекватность энергии, поступающей с пищей, и энергии, расходуемой в процессах жизнедеятельности.
2. Удовлетворение потребности организма в оптимальном количестве и соотношении пищевых веществ.
3. Режим питания, подразумевающий соблюдение определенного времени и числа приемов пищи, а также рационального распределения пищи при каждом ее приеме.