Основные пищевые источники хрома
Нормы физиологической потребности и биомаркеры пищевого статуса. Физиологический уровень потребности в хроме точно не установлен. Для взрослого здорового человека безопасным уровнем его поступления считается 50...200 мкг/сут. Биомаркером обеспеченности этим элементом может являться содержание хрома в волосах: норма 15...50 мкг/100 г.
Причины недостаточности и избытка. Дефицит хрома может развиваться как в результате его алиментарного недостатка, так и вследствие его высоких потерь с мочой и других расходов. Алиментарный дефицит хрома возникает при ограниченном рационе или парентеральном питании, а также при снижении уровня биодоступности хрома. Потери хрома с мочой усиливаются при алиментарной нагрузке моно- и дисахарами, белковом голодании, физической нагрузке, сахарном диабете и в перечисленных ситуациях могут привести к развитию хромдефицитного состояния. Риск развития дефицита хрома чрезвычайно высок во время беременности и лактации, а также у лиц пожилого возраста.
Признаками дефицита хрома являются: снижение толерантности к глюкозе, повышение уровня гликозилированного гемоглобина А|С, повышение концентрации инсулина в крови, дисли-попротеинемия (повышение уровня ЛПНП, ЛПОНП и тригли-церидов и снижение ЛПВП), снижение фертильности. Данная картина при длительном течении может привести к развитию атеросклероза, сахарного диабета и избыточной массы тела. Алиментарный избыток трехвалентного хрома не описан.
Фтор.Биологическая роль фтора в организме определяется его способностью регулировать процессы, связанные с кальцифика-цией тканей, за счет его свойства эффективно замещать ион гид-роксила в структуре гидроксиапатита и некоторых ферментативных системах. При нормальном содержании фтора в организме он обеспечивает образование (минерализацию) костной ткани, дентина и эмали зубов.
Почти весь фтор в организме (99 %) локализуется в твердых тканях. Повышение его концентрации в мягких тканях, например в стенках сосудов, свидетельствует об их патологической кальци-фикации.
Установлено, что около 75 % алиментарного фтора поступает в организм с питьевой водой, напитками и жидкой пищей. В питьевой воде холодных и умеренных климатических зон содержание фтора нормируется на уровне 1,2... 1,5 мг/л, а в жарких регионах — 0,7 мг/л.
При содержании фтора в питьевой воде ниже 0,5 мг/л требуется проведение мероприятий по ее фторированию для предупреждения гипофторозных состояний и, в первую очередь, зубного кариеса. Для фторирования обычно используют растворимые соединения этого элемента: NaF и Na2SiF6.
Безопасный уровень алиментарного поступления хрома для взрослого.здорового человека составляет 1,5...4 мг/сут или должен соответствовать 0,05 мг на 1 кг массы тела.
Из пищевых продуктов наиболее богат фтором чай, который активно концентрирует этот элемент: в 100 г сухого чайного листа содержится до 90 мг фтора. При этом в жидкой фракции заваренного чая фтор определяется в количестве 0,1...0,4 мг в 100 мл.
Количество фтора в пище крайне незначительное и составляет в 100 г продуктов, мг: в консервированных сардинах (с костной частью) — 0,2...0,4; в красных виноградных винах и виноградном соке — 0,15...0,3; в креветках и крабах -- 0,15...0,2; в рыбном филе — 0,01...0,17; в свинине и птице — 0,05...0,15; в хлебе и крупах — 0,05...0,07; во фруктовых и ягодных соках, прохладительных напитках, некоторых овощах и зелени — 0,01 ...0,06.
В последние годы существует практика обогащения поваренной соли фтором (совместно с йодом): в 1 г соли содержится 0,25 мг фтора. Такая соль может эффективно использоваться в регионах с низким уровнем фтора в питьевой воде при отсутствии практики ее фторирования.
Разработаны технологии обогащения молока фтором в количестве 2,5 мг/л. Обогащенное молоко упаковывают в небольшие по объему пакеты (200...300 мл), а на этикетку наносят заметную маркировку с информацией об обогащении.
Выбор приема повышения поступления фтора в организм производится по принципу использования одного системного подхода — в тех регионах, где фторируется питьевая вода, не используют другие способы введения фтора, тогда как в остальных применяют обогащение продуктов.
В норме человек абсорбирует из смешанного рациона около 80 % фтора. Его усвояемость тормозят некоторые медикаменты, в частности гидроокись алюминия, входящая в состав многих ан-тоцидных средств, а усиливают пищевые жиры.
С алиментарным дефицитом фтора в организме традиционно связывают риск развития кариеса. При обеспечении установленного уровня алиментарного поступления фтора частота возникновения кариеса значительно снижается по сравнению с его недостаточным поступлением.
Необходимо, однако, соблюдать баланс поступления фтора в организм, учитывая реальную возможность развития флюороза -микроэлементоза, связанного с гиперфторозом. Причинами избытка фтора в организме могут быть природные, экологические, производственные нагрузки этим элементом (водный и аэрозольный пути поступления) или его высокое содержание в диете. Следует также учитывать, что, например, однократная чистка зубов фторсодержащей пастой может сопровождаться поступлением в желудочно-кишечный тракт до 0,3 мг фтора.
Таблица 2.39 |
Основные пищевые источники никеля |
Допустимым (безопасным) уровнем суточного поступления фтора для взрослого здорового человека считается 10 мг. При чрезмерном поступлении фтора в организм развивается флюороз, который клинически выражается в виде эрозивно-пигментарного поражения зубов и деформации скелета. Длительная нагрузка фтором может также сопровождаться системными поражениями всего организма, в частности кальцинозом сосудов и внутренних органов и образованием камней в желчном и мочевом пузырях. Биомаркером гиперфтороза может служить концентрация фтора в волосах -480...830 мг/кг, тогда как в норме она составляет 53...72 мг/кг.
Кобальт.Биологическая роль кобальта в организме связана с его нахождением в молекуле витамина Bi2, а также с его значимостью для жизнедеятельности кишечной микрофлоры.
Ингибируя SH-группы оксидоредуктаз и вызывая гипоксию костного мозга, кобальт может усиливать синтез эритропоэтинов и за счет этого стимулировать эритропоэз. В силу этого кобальт был отнесен наряду с железом и медью к микроэлементам, участвующим в кроветворении.
С продуктами растительного происхождения в организм поступает большая часть кобальта всего рациона. Относительно много кобальта в орехах, бобовых и какао — от 12 до 20 мкг в 100 г продукта. В картофеле, томатах, луке, грибах, салате зеленом, грушах, овсяной и пшенной крупе содержится от 4 до 10 мкг кобальта на 100 г продукта. В животных пищевых продуктах его содержание прямо коррелирует с количеством витамина В]2. Весомым источником кобальта является питьевая вода.
Потребность в кобальте точно не установлена. Изолированный дефицит кобальта у человека не описан. Более детально определен алиментарный микроэлементоз при избыточном поступлении кобальта с рационом. В ряде стран (Канаде, США, Бельгии) при производстве пива в него вносилось 1,2...1,5 мг/л кобальта для улучшения ценообразования. У лиц, длительно употреблявших такое пиво, развивалась так называемая «болезнь любителей пива», характеризующаяся миокардиопатией, полицитемией, гипотиреозом с компенсаторной гиперплазией щитовидной железы. Гипотиреоз связан со способностью кобальта ингибировать тиреоид-пероксидазу.
Кобальт является промышленным адом, вызывая описанные профессиональные отравления при нарушениях техники безопасности на производствах.
Никель.С позиций влияния на организм человека никель рассматривается в качестве незаменимого участника обмена веществ и как наиболее динамичный и опасный контаминант окружающей среды. Его концентрации в биосфере и, следовательно, в пищевых продуктах растут в результате антропогенной деятельности чрезвычайными темпами.
Усвоение никеля, не превышающее 10%, связано с механизмами абсорбции железа; 90 % никеля (около 260 мкг) выделяется с калом. В среднем рационе количество никеля составляет 300 мкг. В большинстве пищевых продуктов его содержание (по данным последних 10 лет) не превышает 3... 10 мкг на 100 г. В ряде продуктов никель присутствует (природно или в результате повышенной кумуляции) в больших количествах (табл. 2.39).
Никельдефицитных состояний у человека не описано, поэтому не установлен и физиологический уровень его потребления. Доказано, что у животных смоделированный дефицит никеля приводит к существенным потерям кальция, цинка, железа, а также к нарушению развития и репродуктивной функции.
Имеются данные о возникновении токсикопатического эффекта при повышенном поступлении никеля (в промышленных условиях) в организм. В частности, рассматриваются возможности инициации никелем канцерогенеза в результате его непосредственного взаимодействия с клеточными онкогенами, а также за счет нарушения функционирования ДНК, ингибирования первой фазы биотрансформации ксенобиотиков и усиления перекисного окисления липидов. Это подтверждается описанными случаями профессионального рака легких и почек.
Допустимым (безопасным) уровнем суточного поступления никеля для взрослого здорового человека считается 1 мг.
Кремний.Это микроэлемент, участвующий в формировании и рсмоделировании хрящевой, костной ткани и, по-видимому, зубной эмали. Физиологическая роль кремния связана с синтезом тли козам ингликанов и коллагена.
Кремний играет существенную роль в ряде других метаболических процессов. Так, например, у человека концентрация кремния в аорте снижается не только с возрастом, но и в процессе развития атеросклероза.
Ежедневная потребность организма в кремнии не установлена, так же как и его допустимый уровень алиментарного поступления. С пищей и водой за сутки в развитых странах обычно поступает 20... 50 мг кремния, а с воздухом — 15 мг. Чрезмерное аэрозольное поступление кремния (в промышленных условиях) приводит к развитию профессионального силикоза.
Основными пищевыми источниками кремния являются зерновые, крупы, бобовые, макароны, а при их низком содержании в диете может стать, например, пиво. Бананы относятся к продуктам, содержащим много кремния (5,4 мг в 100 г), который, однако, усваивается из них плохо. Около '/3 кремния поступает в организм с водой.
Величина всасывания кремния в кишечнике составляет 40... 85 %, при этом отмечена парадоксальная для микроэлементов закономерность: усвояемость кремния из твердой пищи, богатой неперевариваемыми компонентами, почти не отличается от его абсорбции из минеральных вод.
При абсорбции кремний вступает в антагонистические отношения с молибденом и марганцем.
Другие микроэлементы.Для ряда других микроэлементов, обладающих предполагаемой эссенциальностью, при отсутствии рекомендуемых уровней адекватного поступления приняты верхние допустимые уровни их поступления в организм. В частности, таким уровнем для бора является 20, а для ванадия — 1,8 мг/сут.
Дисбаланс минеральных веществ и микроэлементов относится к важнейшим проблемам гигиены питания и требует обязательной коррекции. При этом необходимо правильно оценивать реальный уровень обеспеченности организма отдельными минералами, учитывая, что для взрослого здорового человека алиментарный дефицит того или иного микронутриента, как правило, связан с очевидными погрешностями в диете. В большинстве случаев микронутриентный дисбаланс развивается при длительном недостаточном употреблении пищевых продуктов из группы ежедневного использования и связан с неправильным стереотипом пищевого выбора. Таким образом, первым шагом в коррекции минерального дисбаланса является нормализация структуры рациона с использованием традиционных пищевых продуктов. Дополнительное обогащение пищевых продуктов минеральными веществами, по-видимому, может рассматриваться как возможный гигиенический прием лишь для ограниченного числа веществ. Он с относительной популяционной безопасностью может использоваться, например, для кальция. Введение в продукты негемового
железа, йода, фтора требует более жестких регламентов и дополнительного обоснования по рассмотренным выше причинам. Безопасность обогащения широкого ассортимента продуктов селеном, медью, цинком и другими микроэлементами вызывает серьезные сомнения, особенно в современных экологических условиях, когда их концентрации в окружающей среде прогрессивно растут. В этой связи индивидуально установленные дефициты этих микронутриентов и ряда других элементов с предполагаемой эссенциальностью могут быть более эффективно и безопасно скорректированы с помощью соответствующих добавок к питанию.
2.8. Теория рационального питания. Гигиенические требования к рациональному питанию человека
Питание, организованное в соответствии с реальными потребностями человека и обеспечивающее оптимальный уровень обмена веществ, называется рациональным. Научные основы рационального питания представлены в виде одноименной теории. Теория рационального питания является одной из самых красивых научных теорий XX в.: ее логика и практическая значимость никогда не подвергались сомнению. Концепция рационального питания была сформулирована в 1930 г. М.Н. Шатерниковым. Он писал, что в динамике жизненных процессов доминирующая роль принадлежит обмену веществ и сил между организмом и внешней средой, т.е. процессами питания в широком смысле этого слова. Рост, развитие, работоспособность и даже само существование человека находятся в теснейшей зависимости от достаточности и рациональности питания. В своем современном виде основа теории рационального питания -- концепция сбалансированного питания — была сформулирована А. А. Покровским в 1964 г. По его мнению, «одним из главных итогов развития науки о питании является установление коррелятивной зависимости между усвоением пищи и степенью сбалансированности ее химического состава. Представления о качественном и количественном соответствии соотношений отдельных пищевых веществ физиологическим особенностям организма, а равным образом условиям труда и быта, естественно, отражают не только уровень развития науки о питании, но и степень обоснованности практических рекомендаций в области питания населения и развития соответствующих отраслей экономики».
Теория построена на фундаментальных положениях естествознания (закон сохранения энергии), физиологии и биохимии, гармонично развивается и дополняется по мере накопления и обобщения новых знаний в этих областях. Согласно теории рационального питания рацион человека должен быть сбалансирован
как по энергии, так и по отдельным нутриентам и биологически активным веществам. При этом должно выполняться онтогенетическое эволюционное правило соответствия химической структуры рациона ферментативным системам организма на всех этапах обмена веществ, что является основой оптимального уровня метаболизма.
Одним из основных постулатов теории рационального питания является разделение всех пищевых веществ на незаменимые, или эссенциальные, которые не синтезируются в необходимых количествах в организме и должны регулярно поступать с пищей, и на заменимые, образующиеся в достаточном количестве на путях метаболизма. К эссенциальным нутриентам относятся восемь аминокислот, некоторые моно- и полиненасыщенные жирные кислоты, пищевые волокна, все витамины, минеральные вещества и микроэлементы. Данный список может в дальнейшем расширяться за счет включения в него ряда пищевых компонентов (например, витаминоподобных соединений) при условии получения научных доказательств их алиментарной незаменимости.
Теория рационального питания может рассматриваться в виде трех уровней сбалансированности.
Первый уровень — баланс энергии. Он предполагает, что энергия, расходуемая организмом на все виды деятельности, должна адекватно компенсироваться энергией, поступающей с пищей. Таким образом, калорийность рациона должна быть эквивалентна сумме энергозатрат. Любые отклонения в сторону дефицита поступающей энергии или ее избытка неминуемо приведут к развитию алиментарного дисбаланса.
Второй уровень — баланс энергонесущих макронутриентов (белков, жиров и углеводов). Для оптимального функционирования организма необходимо соблюдение пропорционального поступления макронутриентов. Доля белков в поступающей с пищей энергии должна находиться в пределах от 10 до 15% (в среднем 12%), доля жиров не должна превышать 30%, а доля углеводов должна составлять от 55 до 65 % (в среднем 58 %). При переводе в количественные характеристики (в граммы) оптимальное суточное соотношение энергонесущих макронутриентов будет составлять 1:1,1:4,8.
Третий уровень — баланс внутри отдельных групп макронутриентов и сбалансированность микронутриентов.
Белковая сбалансированность.Среди общего количества белка животный белок должен составлять 55 %. В 100 г общего белка, содержащегося в суточном рационе, количество и соотношение незаменимых аминокислот должны примерно отвечать следующей аминограмме, г:
Валин............................................................ 5
Изолейцин.................................................... 4
Лейцин......................................................... 7
Лизин........................................................... 5,5
Метионин + цистеин..................................... 3,5
Треонин........................................................ 4
Триптофан..................................................... 1
Фенилаланин + тирозин................................ 6
Сбалансированность жировых компонентов.Животный жир дол жен быть ограничен в рационе до 2/з всех поступающих жиров. При этом холестерин не должен поступать с пищей в количестве более 300 мг, а НЖК не должны составлять более 10 % энергоценности рациона. Среди общих жиров доля растительного масла должна быть не менее '/3> а ПНЖК должны находиться в рационе в количестве от 3 до 7 % его энергоценности. Оптимальными считаются соотношения ПНЖК к НЖК не менее 0,5; ю-3 ПНЖК к со-6 ПНЖК - 1:6... 10.
Сбалансированность углеводов.Крахмальные и некрахмальные полисахариды должны поступать с рационом в количестве не менее 80 % от всей суммы углеводов. Простые углеводы (моно- и дисахариды) не должны превышать 20 % всех углеводов или 10 % энергоценности рациона. При этом количество некрахмальных полисахаридов (пищевых волокон) должно составлять 11... 14 г на 1000 ккал рациона.
Сбалансированность витаминов.Некоторые витамины сбалансированы в соответствии с энергозатратами, мг на 1 000 ккал:
С....................................................................................... 25
В,................................................................. 0,6
В2.......................................................................................... 0,6
В6....................................................................................................................................... 0,7
РР.................................................................. 6,5
Другие витамины должны поступать в организм в соответствии с нормами физиологической потребности:
Витамин А, мг: ретиноловый эквивалент:
• мужчины................................................... 1
в том числе:
ос-ретинола.................................................. 0,4
Р-каротина................................................ 3,6
• женщины................................................... 0,8
в том числе:
ос-ретинола.................................................. 0,32
Р-каротина................................................ 2,88
Витамин Е, мг:
• мужчины.................................................... 10
• женщины................................................... 8
Витамин D, мкг................................................. 5
Витамин К, мкг.............................................. 200...300
Витамин В,2, мкг........................................... 3
Фолацин, мкг.................................................. 200...400
Биотин, мкг.................................................... 150...200
Пантотеновая кислота, мг.............................. 5...10
Биофлавоноиды, мг....................................... 50...70