Физиологические принципы рационального питания

Обмен веществ

Анаболизм и катаболизм

Жизнедеятельность животного организма невозможна без постоянно протекающего обмена веществ и энергии (метаболизма). Обмен веществ состоит в поступлении в организм из внешней среды различных веществ, их изменения и усвоения, а также последующего выделения продуктов распада. Это может быть обмен белков, углеводов, жиров, вводно-солевой обмен. Энергетический обмен – совокупность процессов превращения энергии в организме. Энергетический и пластический обмены тесно взаимосвязаны и протекают в организме одновременно.

Обменные (или метаболические) процессы, в ходе которых специфические элементы синтезируются из пищевых продуктов, называются анаболизмом. Анаболизм является основой пластического обмена, так как обеспечивают обновление и поддержание структуры организма. Процессы, при которых происходит распад структурных элементов организма или поглощенных пищевых продуктов, называются катаболизмом. Катаболизм лежит в основе энергетического обмена, поскольку при расщеплении веществ происходит выделение энергии.

В процессе обмена богатые энергией питательные вещества усваиваются и химически преобразуются, а конечные продукты обмена веществ с более низким содержанием энергии выделяются из клетки. При этом высвобождается энергия и используется для различных целей, например для поддержания клеточной структуры, для обеспечения специфических форм клеточной активности (например, сокращения мышечных клеток).

Единицами измерения энергетического обмена являются килокалории (ккал) на единицу времени, либо джоули (Дж).

1ккал=4,19 кДж, 1Дж=1вт*1сек= 2,39*10^-4 ккал

В различные периоды жизнедеятельности человека может преобладать одна из сторон метаболизма. В период роста, при беременности преобладают процессы анаболизма, во время усиленной физической деятельности, при голодании преобладают процессы катаболизма.

Основной и рабочий обмен

Интенсивность процессов обмена в организме может быть различной.

Минимальный уровень энергозатрат (метаболических процессов в организме), который необходим для обеспечения его жизнедеятельности в условиях максимального физического и эмоционального покоя называется основным обменом.

Такое состояние у человека наблюдается 1) в состоянии покоя (лежа, расслабившись), поскольку в условиях физической и умственной нагрузки интенсивность процессов обмена возрастает, 2) натощак (через 12-16 часов после приема пищи), так как потребление питательных веществ (особенно белков) и их переваривание повышают интенсивность процессов обмена. Это называют специфическим динамическим действием пищи. Специфическое динамическое действие пищи обусловлено затратами энергии на переваривание пищи, всасывание питательных веществ из желудочно-кишечного тракта в кровь и лимфу, синтез молекул, влиянием на метаболизм биологически активных веществ, поступающих с пищей. 3). В условиях температурного комфорта, так как при отклонении температуры окружающей среды от температуры комфорта, интенсивность процессов обмена возрастает.

Энергия в таких условиях расходуется на работу сердца и дыхательных мышц, синтез клеточных структур, на производство минимума нервных импульсов, поддержание температуры тела, стабилизацию состава жидкостей организма.

Величина основного обмена у мужчины средней массы и возраста составляет около 1700 ккал/сут или 1 ккак/кг/час.

Масса тела, площадь поверхности тела, возраст, пол, – эти факторы обусловливают уровень основного обмена. Энергозатраты с увеличение массы тела животных возрастают. Однако при пересчете на единицу массы (метаболизм/масса) с увеличением размеров тела энергозатраты уменьшаются. Уровень обмена теплокровного организма прямо пропорционален величине поверхности тела. Молодой организм отличается более высоким уровнем основного обмена, чем зрелый или старый, так как в растущем организме анаболистические процессы преобладают над процессами распада. Основной обмен для детей 7 лет составляет около 1,8 ккал/кг/час. В пожилом возрасте у человека интенсивность основного обмена снижается на 15-20% и основной обмен будет равен 0,7 ккал/кг/час. Показатели обмена у женщин ниже, чем у мужчин. Основной обмен у женщин составляет примерно 0,9 ккал/кг/час.

В условиях физической нагрузки интенсивность процессов обмена возрастает. Рабочий или общий обмен равен основному обмену плюс рабочая прибавка. Рабочая прибавка – та энергия, которая затрачивается на выполнение физической работы. При легкой работе интенсивность обменных процессов возрастает по сравнению с покоем на 500 ккал и составляет около 2500ккак/сут. При интенсивной физической работе рабочий обмен может достигать 5000 ккал/сут. и более, т.е. рабочая прибавка составит около 3300 ккал.

Умственный труд не требует столь значительных затрат энергии как физический. Интенсивность обмена при умственной работе, сочетающейся с легкой мышечной деятельностью и психоэмоциональным напряжением, повышается на 10-20%. Основной причиной увеличения обмена веществ в период умственной работы является рефлекторное повышение мышечного тонуса.

Физиологические принципы рационального питания

Продукты питания состоят из богатых энергией питательных веществ белков, жиров, углеводов, а также из минеральных соединений, микроэлементов, витаминов, клетчатки и воды. В организме белки, жиры, углеводы расщепляются с высвобождением энергии, необходимой для энергетического обеспечения физиологических функций. Исходным материалом для создания и обновления живой ткани является пища. Пластическая роль пищевых веществ, заключается в поддержании и реконструкции структуры организма.

Нормы питания

Правильный пищевой рацион должен учитывать физиологические потребности организма в пластическом и энергетическом материале, в минеральных соединениях и витаминах. Составление сбалансированного рациона требует соблюдения следующих принципов:

1. Калорийность суточного рациона конкретного человека должна соответствовать его энергетическим затратам. Группам интенсивности трудовой деятельности соответствуют нормы потребления питательных веществ:

Таблица 1.

Энергетические затраты организма при различной интенсивности труда

Вид нагрузки	Уровень энергозатрат
В условиях определения основного обмена	1500-2200 ккал/сут.
Умственная работа	2500-2800ккал/сут.
Легкий физический труд	2800-3000 ккал/сут.
Труд средней тяжести	3000-3400 ккал/сут.
Тяжелый физический труд	3400-3700 ккал/сут.
Особо тяжелый труд	3700-4500 ккал/сут.

Необходимо определить количество поступающих с пищей питательных веществ и их энергетическую ценность. Последняя вычисляется по калорическим коэффициентам питательных веществ. Калорический (тепловой) коэффициент - это количество энергии, высвобождающееся в результате энергетического обмена 1г вещества. При расщеплении в организме 1 г белка или углеводов получается 4,1 ккал, жиров – 9,3 ккал. Энергетическая ценность пищевых продуктов вычисляется путем умножения тепловых коэффициентов на содержание в них углеводов, жиров и белков.

Теоретически, энергетические затраты могут покрываться за счет одного вида питательных веществ. При этом, для обеспечения одного и того же количества энергии, жиров требуется в 2,3 раза меньше, чем белков и углеводов, поскольку их энергетическая ценность выше.

Если калорийность рациона выше энергетических затрат организма, то неизрасходованные питательные вещества откладываются в запас в виде жировых отложений и наблюдается избыточный вес. Напротив, при недостаточном поступлении питательных веществ организм для обеспечения своих энергетических потребностей использует собственные структуры, происходит потеря в весе.

2. Содержание в рационе белков, жиров, углеводов, витаминов, солей, микроэлементов должно быть равным хотя бы минимальной потребности.

3. Рекомендуемое соотношение белков, жиров, углеводов в рационе – 1:1:4 в весовом отношении.

Пищевой рацион должен составляться с учетом возраста и физиологического состояния организма. Так для беременных и кормящих женщин, для детей и подростков должно быть увеличено содержание белка. Общая калорийность пищевого рациона в пересчете на массу тела должна быть выше у растущего организма и ниже у стариков.

Таким образом, определение норм и характера питания должно учитывать как общие физиологические требования, так и индивидуальные.

Минимальные потребности в питательных веществах

Некоторое минимальное количество каждого из питательных веществ необходимо в связи с выполнением ими специальных, главным образом, пластических функций и не может быть восполнено за счет других веществ.

Минимальная потребность в белках обусловлена тем, что ткани организма в ходе метаболизма претерпевают постоянный распад, обновление или превращение. Для этого процесса требуется постоянное поступление новых белковых веществ. Причем поступающие с пищей белки должны содержать незаменимые аминокислоты. Содержание белка в диете должно составлять 30-40 г в сутки – это белковый минимум. Белковый оптимум, необходимый для оптимальной деятельности организма, составляет 1 г на кг массы тела, причем 30 г белка должно быть животного происхождения.

Минимальная потребность в жирах (15 г в сутки) определяется тем, что организму необходимы незаменимые жирные кислоты, кроме того, жирорастворимые витамины могут всасываться только в присутствии жиров. В норме пищевой рацион должен включать 20-25 г животных и 15-20 г растительных жиров в день.

Минимальные потребности в углеводах (100-150 г в сутки) зависят главным образом от интенсивности метаболизма в головном мозге, который потребляет исключительно глюкозу. В норме углеводы являются основным источником энергии для организма, основной углевод нашего питания - крахмал. Рекомендуется, чтобы содержание простых сахаров в суточном рационе не превышало 50-100 г, причем важно, чтобы это количество равномерно распределялось по отдельным приемам пищи.