Глава V. Обмен веществ. Витамины
Общие данные
Обмен веществ является основным жизненным свойством организма, с прекращением обмена веществ наступает смерть. По определению Ф. Энгельса: "Жизнь - это форма существования белковых тел, существенным моментом которой является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белков"1. Постоянный обмен веществ между внешней средой и организмом является необходимым условием роста и размножения клеток, возобновления входящих в их состав веществ и энергетического обеспечения всех функций организма. Обмен веществ включает два взаимосвязанных процесса: усвоение поступающих в организм веществ - ассимиляцию и распад веществ - диссимиляцию. В процессе ассимиляции образуются сложные органические вещества, входящие в состав клеток и межклеточных структур организма. В процессе диссимиляции происходит распад сложных органических веществ, превращение их в более простые, при этом выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности организма. Конечные продукты обмена веществ, которые не могут подвергаться в организме дальнейшим превращениям, выводятся через органы выделения.
1(Ф. Энгельс. Диалектика природы. 1948, стр. 246.)
В обмене веществ принимают участие белки, углеводы и жиры, а также вода и минеральные соли. Помимо этого, организм нуждается в особых веществах - витаминах. Принято рассматривать отдельно обмен каждого вещества. Однако необходимо иметь в виду, что в живом организме обмен одного вещества, например белков или жиров, связан с обменом других веществ.
У разных людей интенсивность обмена веществ неодинакова, она зависит от возраста человека, характера выполняемой им работы, условий, в которых он находится (например, климатических), и других факторов. Поэтому механизм регуляции веществ очень сложный. Установлено, что обмен веществ регулируется нервной системой и гуморальным путем. Факт влияния нервной системы на обменные процессы был выявлен И. П. Павловым и нашел подтверждение в исследованиях многих ученых; такое влияние нервной системы называется трофическим. Гуморальное влияние на обмен веществ оказывают через кровь своими гормонами железы внутренней секреции (гипофиз и др.). Большое значение в обмене веществ имеют витамины. Они входят в состав различных ферментов, при участии которых происходят все обменные процессы.
При заболеваниях происходят различные изменения в обмене веществ, причем иногда они являются основными признаками болезни (болезни обмена). В качестве примера можно указать на подагру, при которой повышено содержание мочевой кислоты в крови и происходит отложение солей этой кислоты в суставах, сухожилиях и хрящах. Различные изменения обмена веществ отмечаются при нарушениях деятельности желез внутренней секреции, при недостаточном поступлении в организм витаминов и при поражении некоторых отделов нервной системы, например гипоталамуса.
Обмен белков
Белки, принятые в составе пищи, в пищеварительном канале под воздействием ферментов желудочного, поджелудочного и кишечного соков расщепляются на аминокислоты, которые в тонкой кишке всасываются в кровь. Кровь разносит аминокислоты по всему организму. В клетках органов и тканей из аминокислот синтезируются белки, свойственные человеку. Процесс синтеза белков очень сложный, некоторые стороны этого процесса еще не выяснены. Установлено с достоверностью, что белки клетки синтезируются в рибосомах. Управляет синтезом белков дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) через рибонуклеиновые кислоты (РНК). Белки необходимы не только для построения различных клеточных структур, но являются составной частью ферментов, гормонов и некоторых других веществ, вырабатывающихся в организме. Одновременно часть белков, входящих в состав клеток органов и тканей, а также аминокислоты, поступившие в организм, но не использованные для синтеза белков, подвергаются распаду. При этом освобождается энергия. Установлено, что в процессе распада белков наряду с другими веществами образуется глюкоза, которая подвергается дальнейшему окислению. Конечными продуктами распада белков в организме являются вода, углекислый газ и азотсодержащие вещества: аммиак, мочевая кислота и др. Аммиак, являющийся для организма вредным веществом, в печени превращается в мочевину, Продукты распада белков, как и других питательных веществ, выводятся из организма наружу через органы выделения.
Белки в организме в запас не откладываются. У взрослого человека в органах и тканях они синтезируются только в таком количестве, какое необходимо для возобновления белков, подвергшихся распаду.
В детском возрасте в связи с ростом организма синтез белков превышает их распад.
Об обмене белков в организме можно судить по обмену азота. В белках в среднем содержится 16% азота, т. е. вес белков в 61/4 раза превышает вес имеющегося в них азота. По количеству белков, содержащихся в пище, можно судить о количестве находящегося в ней азота. По количеству азота в выводимых из организма продуктах обмена можно определить количество белков, которые подверглись распаду в организме. У взрослого здорового человека в нормальных условиях наблюдается так называемое азотистое равновесие: количество выведенного азота равно количеству введенного. При тяжелых заболеваниях и при голодании наблюдается отрицательный азотистый баланс: выводится из организма больше азота, чем поступает. В детском возрасте имеет место положительный азотистый баланс: количество введенного в организм азота превышает количество выведенного. Это связано с тем, что у детей происходит усиленный рост различных тканей и синтез белков превышает их распад.
Суточная потребность в белках определяется в среднем 100 - 118 граммами; она зависит от возраста, характера профессии и других условий. Так, при выполнении тяжелой физической работы эта норма повышается. Белки в пищевом рационе не могут быть заменены другими питательными веществами. Длительное недостаточное поступление белков в организм вызывает тяжелые нарушения: задержку роста и развития у детей, изменения в ферментных системах организма и в железах внутренней секреции и др.
Обмен углеводов
Сложные углеводы, содержащиеся в составе пищи (преимущественно крахмал), подвергаются в пищеварительном канале воздействию ферментов слюны, поджелудочного и кишечного сока. В результате этого они превращаются в простые сахара, преимущественно в глюкозу. В тонкой кишке глюкоза всасывается в кровь и доставляется в органы, в частности по воротной вене поступает в печень. В органах, преимущественно в печени и мышцах, из глюкозы синтезируется животный сахар - гликоген, который входит в состав цитоплазмы клеток. Гликоген печени является запасным материалом и по мере надобности превращается снова в глюкозу, которая поступает в кровь и разносится по организму. Содержание глюкозы в крови обычно поддерживается на одном уровне (0,1 - 0,12%). Гликоген мышц и других органов в процессе их жизнедеятельности подвергается распаду с выделением энергии. Особенно большое количество гликогена распадается во время физической работы в мышцах. Выделяющаяся при этом энергия используется для механической работы и является источником тепла. Установлено, что гликоген откладывается в нервных клетках; деятельность нервной системы протекает с обязательным использованием углеводов. Конечными продуктами распада углеводов в тканях являются вода и углекислый газ.
Углеводы легко распадаются в организме и являются главным источником энергии. Суточная потребность человека в углеводах в среднем составляет 450 - 500 г. При недостаточном введении углеводов с пищей они могут образовываться из белков и жиров. При избыточном поступлении углеводов в организм они подвергаются окислению до конечных продуктов или превращаются в жиры, которые откладываются в запас (последнее наблюдается обычно у пожилых).
Обмен жиров
В пищеварительном канале жиры пищи, как уже отмечалось выше, под воздействием ферментов поджелудочного и кишечного сока (при участии желчи) расщепляются на глицерин и жирные кислоты, последние подвергаются омылению. Во время процесса всасывания в слизистой оболочке тонкой кишки глицерин и жирные кислоты вновь превращаются в специфический для человека жир, который поступает в лимфу. Вместе с лимфой он попадает в кровь и разносится по всему организму. Если в пищевом рационе будет преобладать какой-нибудь один жир с ограниченным, а не разнообразным, составом жирных кислот, то в клетках тонкой кишки синтезируется жир, по своему составу сходный с жиром пищи. В организме жиры и жироподобные вещества используются в качестве пластического материала на построение различных клеточных структур (оболочки клеток, митохондрии и др.). Некоторые ненасыщенные жирные кислоты играют важную роль в предупреждении атеросклероза (способствуют выведению холестерина), при этом влияют на сохранение нормальной эластичности стенок кровеносных сосудов и их проницаемость. Жиры являются носителями жирорастворимых витаминов. Часть жиров усваивается для постоянно происходящего возобновления жировых запасов в местах их отложения (подкожный слой, околопочечная клетчатка, большой сальник и др.).
Одновременно с синтезом часть жиров подвергается окислению, при этом освобождается большое количество энергии. Конечные продукты распада жиров - вода и углекислый газ.
Суточная потребность в жирах для взрослого человека в среднем составляет 100 г. Необходимо иметь в виду, что жир в организме может образовываться из белков и особенно из углеводов, если они поступают в избыточном количестве. Излишнее отложение жира является вредным.
Обмен воды и солей
Вода и минеральные соли не являются питательными веществами и не служат источником энергии, но значение их для жизнедеятельности организма велико.
Вода входит в состав всех тканей и находится как в клетках, так и внеклеточно. В клетках она химически связана с белками и другими веществами цитоплазмы. В межклеточном веществе вода является основой тканевой жидкости. Вода также составляет по объему основную часть плазмы крови и лимфы, являясь растворителем различных органических веществ и неорганических соединений. Общее количество воды в теле взрослого человека достигает 70% всего веса.
Вода принимает участие в различных физиологических процессах. Расщепление питательных веществ в пищеварительном канале, всасывание и перенос питательных веществ в органы, обмен веществ в тканях, выведение из организма продуктов обмена и другие процессы происходят обязательно с участием воды. На значение воды в организме указывает тот факт, что человек, лишенный воды, погибает через несколько суток.
Суточная потребность в воде взрослого человека составляет в среднем 2 - 2,5 л. Эта потребность колеблется в зависимости от климатических условий и условий работы. В частности, она повышается в жаркую погоду и при работе в горячих цехах. Вода поступает в организм при питье и в составе принимаемой пищи. Особенно много воды содержится в овощах и фруктах, она имеется в разных количествах и в других пищевых продуктах.
Поступившая в пищеварительный канал вода всасывается в кровь в тонкой и толстой кишке. Из крови вода вместе с питательными веществами и солями поступает в ткани. Небольшое количество воды выделяется в самих тканях при распаде органических веществ. Из тканей вода вместе с продуктами распада поступает в кровь и лимфу. Из организма вода выводится главным образом через почки, а также через кожу, легкие (в виде водяных паров) и с калом. Таким путем происходит обмен воды в организме. При различных неблагоприятных условиях водный баланс организма может нарушаться.
Так, излишняя потеря воды (длительные поносы, рвота) могут вызвать обезвоживание тканей.
Обмен воды тесно связан с обменом минеральных солей. Различные соли входят в состав разных тканей и влияют на функции всего организма. Так, соли кальция и фосфора содержатся в большом количестве в костях и зубах. Железо входит в состав гемоглобина крови и участвует в процессе переноса кислорода. Хлор является составной частью соляной кислоты, имеющейся в желудочном соке. Йод необходим для образования гормона щитовидной железы, сера и цинк входят в состав гормона поджелудочной железы. Кобальт необходим для кроветворения, в ферменте трипсине содержится хром. Ионы различных элементов имеются в плазме крови, тканевой жидкости и лимфе. Концентрация солей в тканях в нормальных условиях сравнительно постоянна, благодаря чему в них поддерживается постоянство осмотического давления и щелочно-кислотное равновесие. На прямую связь водного и солевого обмена указывает тот факт, что объем воды в крови и тканевой жидкости зависит от количества содержащихся в ней солей, прежде всего натрия. Различные химические элементы имеют значение в деятельности нервной системы, работе сердца и мышц, свертывании крови и т. д.
Общее количество минеральных веществ в теле человека составляет около 4,5% всего веса. В наибольшем количестве в организме содержатся соли кальция и фосфора, в меньших количествах - соли хлора, железа, иода, натрия, калия и других элементов. Эти вещества поступают в организм в составе пищи. Из организма они выводятся с мочой, потом и калом. Суточная потребность в большинстве солей незначительна и исчисляется для одних из них (кальций, фосфор, натрий) в граммах, для других (железо) в миллиграммах и для третьих, так называемых микроэлементов (кобальт), в малых долях миллиграмма. В составе смешанной пищи в организм обычно поступает достаточное количество различных солей, за исключением поваренной соли, которую надо добавлять в пищу.
Витамины
Общие данные. Витамины - особые органические вещества, которые не являются источником энергии и пластическим материалом, но жизненно необходимы организму, так как входят в состав ферментов и гормонов и служат катализаторами различных обменных процессов. С участием витаминов строятся сложные ферментные системы, регулирующие окисление и восстановление веществ в клетках и тканях. Установлено влияние определенных витаминов на синтез белков, кроветворение, развитие костей, эпителия, функцию эндокринных органов и другие процессы в организме. Другими словами, с помощью витаминов через ферменты и гормоны обеспечивается нормальная жизнедеятельность различных систем органов.
Недостача тех или иных витаминов, вызывая изменения в ферментных системах, приводит к нарушению обмена веществ и расстройству различных функций. Характерно при этом, что недостача даже одного витамина может привести к нарушению многих обменных процессов. При витаминной недостаточности наблюдаются пониженная работоспособность, общая слабость, недомогание, повышенная раздражительность и другие явления. Одновременно понижается сопротивляемость организма к неблагоприятным для него воздействиям: инфекции, резкой перемене климатических условий и др. У детей при недостаточности витаминов может происходить также задержка роста и неправильное развитие.
Длительное непоступление в организм какого-либо из витаминов является причиной заболевания, называемого авитаминозом. В результате недостаточного поступления витамина развивается болезненное состояние - гиповитаминоз. Почти при каждом авитаминозе наблюдаются отмеченные выше общие явления. Кроме того, имеются специфические нарушения, характерные для каждого авитаминоза. При гиповитаминозах также отмечаются различные изменения, но в несколько меньшей степени. Авитаминозы и гиповитаминозы развиваются не только при недостаточном содержании витаминов в пищевых продуктах, но и в результате нарушения усвоения поступающих с пищей витаминов, что наблюдается при некоторых заболеваниях органов пищеварения.
Специальными опытами на животных установлено, что полное исключение витаминов из пищевого рациона, несмотря на достаточное содержание всех других пищевых веществ, приводит к гибели животных.
Впервые наличие в пище веществ, названных позднее витаминами, установил русский врач Н. Н. Лунин в 1880 г. В настоящее время известно около 20 витаминов; они различаются по своему химическому составу и по физиологической роли в организме. Витамины обозначаются буквами латинского алфавита А, В, С, D и т. д., а также и специальными названиями.
Источниками природных витаминов являются различные продукты растительного и животного происхождения, такие витамины поступают в организм с пищей. Частично некоторые витамины синтезируются внутри организма, например микробами в толстой кишке. В настоящее время организовано широкое приготовление синтетических витаминных препаратов.
Суточная потребность в витаминах определяется миллиграммами и даже малыми долями миллиграмма. Она зависит от возраста, характера работы и других условий. При этом недостача одних витаминов не может быть восполнена излишком других. Одни витамины могут накапливаться в организме. Избыточное поступление других витаминов может быть вредным. В свежей разнообразной пище обычно содержится достаточное для организма количество витаминов. Обработка пищи или длительное ее хранение сопровождается разрушением некоторых витаминов.
Все витамины принято подразделять на жирорастворимые и водорастворимые. Растворяются в жирах витамины A, D, Е, К, в воде - витамины В, С, Р и др.
Витамин А (ретинол) оказывает влияние на рост, в частности на развитие скелета, необходим для сохранения нормального строения эпителиальных тканей, входит в состав светочувствительных пигментов сетчатки глаза. В опытах на животных доказано, что отсутствие этого витамина в пище ведет к замедлению роста. При А-авитаминозе происходят болезненные изменения эпителия роговицы глаза, эпителия кожи, эпителия дыхательных, пищеварительных путей и других органов, в частности наблюдается сухость кожи, ее ороговение и увеличение пигментации. В тяжелых случаях А-недостаточности развивается ксерофтальмия (сухость глаза) (рис. 65), которая может привести к возникновению бельма и потере зрения. Самым ранним признаком А-авитаминоза у человека является куриная, или ночная, слепота. У таких больных с наступлением сумерек нарушается зрение.
Рис. 65. Ксерофтальмия (появление бельма на глазу)
Витамин А содержится только в продуктах животного происхождения. Большое количество этого витамина имеется в сливочном масле, печени, яичном желтке, молоке и особенно в рыбьем жире. Во многих овощах и фруктах (морковь, шпинат, помидоры и др.) находится каротин - вещество, близкое по своему составу к витамину А (провитамин А). Из каротина в организме человека и животных образуется витамин А. Этот процесс происходит в печени. Необходимо поступление с пищей как ретинола, так и каротина. Суточная потребность в витамине А составляет 1,5 мг. При избыточном поступлении в организм витамина А наблюдались различные нарушения: повышенная возбудимость, увеличение печени, зуд и др.
Витамин D включает группу витаминов (D1 - D5), регулирующих обмен кальция и фосфора. Способствуя отложению в костях фосфорнокислого кальция, этот витамин стимулирует процесс костеобразования. При D-недостаточности нарушается фосфорный и кальциевый обмен, в результате у детей развивается рахит (рис. 66), а у взрослых может наблюдаться остеомаляция (размягчение костей). Признаками рахита является задержка развития и роста ребенка, размягчение и искривление костей, задержка прорезывания зубов, позднее зарастание родничков на черепе и др. У детей, страдающих рахитом, отмечаются утолщения на ребрах (четки), изменения формы грудной клетки ("куриная грудь"), увеличение размеров головы.
Рис. 66. В середине - здоровый ребенок; по бокам - дети того же возраста, больные рахитом
Витамин D содержится в больших количествах в тех же продуктах, что и витамин А: в рыбьем жире, сливочном масле, печени, яичном желтке, молоке. В растениях обнаружено вещество эргостерин (провитамин D), способное превращаться в витамин D в результате облучения ультрафиолетовыми лучами. Аналогичное вещество находится в большом количестве в коже человека. Поэтому при рахите не только дают витамин D, но и производят облучение тела солнечными лучами, или ртутно-кварцевой лампой. Суточная потребность в витамине D для ребенка составляет 0,015 - 0,07 мг, для взрослых - 0,025 мг. Большие дозы витамина D вредны, так как могут вызвать кальцификацию различных органов. Поэтому дополнительный прием витамина D производится только по назначению врача.
Витамин Е (токоферол) объединяет группу из 7 витаминов (токоферолов), которые оказывают влияние на функцию размножения, мышечную деятельность и некоторые другие процессы. В опытах на животных установлено, что отсутствие витамина Е приводит к бесплодию. Токоферолы стимулируют работу скелетных мышц и необходимы для нормальной деятельности сердечной мышцы. Они способствуют также превращению в организме каротина в ретинол (витамин А) и накоплению последнего в печени. Установлено, что от достаточной обеспеченности витамином Е зависит нормальная функция не только половых желез, но и других эндокринных органов (гипофиз, надпочечники и др.). Токоферолы содержатся в растительных маслах и в зародышах зерен злаковых растений; в небольших количествах - в мясе, молоке и других продуктах. Суточная потребность в токоферолах составляет 20 - 30 мг.
Витамин К включает несколько витаминов (K1, К2 и др.), обладающих преимущественно противогеморрагическим действием. При К-авитаминозе нарушается синтез протромбина и некоторых других веществ, участвующих в свертывании крови; в результате наблюдается понижение способности крови к свертыванию и связанные с этим кровоточивость (например, из десен) и кровоизлияния (в суставы, сетчатку глаз и др.). Витамин К содержится в шпинате, салате, капусте и др. У человека и некоторых животных этот витамин вырабатывается также бактериями толстой кишки. В медицинской практике обычно применяются искусственно приготовленные препараты витамина К - викасол и синкавит. Суточную потребность в витамине К ориентировочно определяют в 1 - 2 мг.
Витамин В включает группу витаминов, общим для которых является содержание азота. В состав этой группы входят витамины В1, В2, РР, В6, холин, фолиевая кислота, витамин В12 и др. Каждый из витаминов группы В отличается по своему химическому строению и характеру влияния на организм.
Витамин B1 (тиамин) оказывает влияние на обмен углеводов, белков и других веществ. При В1-недостаточности нарушается процесс окисления углеводов. В организме накапливаются продукты неполного окисления углеводов - молочная и пировиноградная кислоты, обладающие токсическими свойствами. Токсическое действие эти продукты оказывают прежде всего на нервную систему. В результате развивается болезненное состояние - алиментарный полиневрит, или болезнь бери-бери. Характерным признаком этой болезни является расстройство движений вплоть до паралича. B1-недостаточность сопровождается усиленным распадом белков и выведением их из организма. Установлено активирующее влияние тиамина на ацетилхолин - специальное вещество, участвующее в передаче нервного возбуждения. Витамин В1 содержится в горохе, в оболочках и зародышах зерен многих злаковых растений, а также в дрожжах, яичном желтке, печени и др. Суточная потребность в витамине В1 составляет около 2 мг. Этот витамин в организме в запас не откладывается и поэтому необходимо постоянное поступление его с пищей.
Витамин В2 (рибофлавин) оказывает влияние на обмен различных веществ. Способствуя ассимиляции белков, он влияет на процесс роста тканей. Установлено участие витамина В2 в кроветворении, в синтезе зрительного пурпура в сетчатке глаза и др. При В2-недостаточности наблюдаются нарушения в слизистых оболочках (изъязвления и др.), в коже (сухость и др.), выпадение волос, болезненные изменения в роговице (кератит) и т. п. Витамин В2 содержится в продуктах как животного, так и растительного происхождения (яичный желток, язык, гречневая крупа, горох, ржаной хлеб и др.), больше всего находится витамина В2 в дрожжах. Суточная потребность в рибофлавине около 2,5 мг.
Витамин РР (никотинамид) образуется из никотиновой кислоты, поступающей в организм с пищей. Он участвует в окислительно-восстановительных процессах как переносчик водорода. Этот витамин влияет также на деятельность органов пищеварения, в частности на секреторную функцию желудка, поджелудочной железы и печени. Отсутствие никотинамида в организме - одна из причин развития болезни пеллагры. Специфическими проявлениями этой болезни являются изменения строения кожи (ороговение) с последующим и постепенным нарушением со стороны пищеварительной системы (понос) и изменения в нервной системе (нарушение психики). Никотиновая кислота содержится в различных продуктах: мясе, гречневой крупе, молоке, яйцах. Большое количество этой кислоты находится в дрожжах. Никотинамид также синтезируется микробами кишечника. Суточная потребность в никотинамиде около 15 мг.
Витамин В6 (пиродоксин) влияет на обмен аминокислот, жиров и некоторых других веществ. Установлена, в частности, роль этого витамина в обмене глютаминовой кислоты (она имеет важное значение в обменных процессах мозга), в синтезе ненасыщенных жирных кислот, а также в кроветворении, выделении кислоты железами желудка и др. В6-недостаточность сопровождается неполным расщеплением некоторых аминокислот, способствует ожирению печени, является причиной нарушений в нервной системе и коже. Витамин В6 содержится в небольшом количестве в различных продуктах, сравнительно богаты этим витамином дрожжи и печень. Пиридоксин синтезируется микроорганизмами в кишечнике человека. Суточная потребность в витамине В6 около 2 мг.
Холин оказывает влияние преимущественно на обмен жиров, способствуя их расщеплению. Такое действие холина обусловлено тем, что он участвует в синтезе фосфатидов (липоидов). При недостаточности холина нарушается синтез фосфатидов в тканях различных органов (мозг, печень, сердце и др.), что сопровождается различными нарушениями. Наблюдается, в частности, развитие ожирения печени.
Фолиевая кислота оказывает влияние на кроветворение, а также участвует в синтезе аминокислот и нуклеиновых кислот и в обмене холина. Эта кислота содержится в различных пищевых продуктах растительного происхождения (шпинат, цветная капуста, картофель, свекла и др.), а также в животных продуктах (мясо, печень). Помимо поступления с пищей, часть кислоты синтезируется микроорганизмами кишечника. Суточная потребность в фолиевой кислоте не определена (приблизительно 2 - 3 мг).
Витамин В12 (цианкобаламин) влияет на процесс кроветворения: он участвует в синтезе белков, необходимых для созревания эритроцитов. Усвоение поступившего с пищей витамина В12 происходит при участии специального белкового вещества (так называемый внутренний антианемический фактор Кастла), вырабатываемого железами дна желудка. Витамин В12 откладывается в печени, откуда доставляется в костный мозг и используется в процессе кроветворения. При недостатке витамина В12 развивается анемия.
Витамин В12 содержится в сравнительно больших количествах в печени, в малых дозах в молоке, яйцах и в других продуктах животного происхождения. Суточная потребность в витамине В12 определяется в тысячных долях миллиграмма.
Витамин В15 (пангамовая кислота) является витамином с недостаточно выясненным биологическим значением. Установлено, что он способствует усвоению кислорода в тканях и тем усиливает окислительные процессы. Витамин В15 содержится в семенах злаковых и других растений, а также в некоторых продуктах животного происхождения (печень и др.).
Витамин С (аскорбиновая кислота) оказывает стимулирующее влияние на окислительно-восстановительные процессы в организме, прежде всего на обмен белков и углеводов, а также на обмен холестерина. Установлено участие витамина С в ферментных системах, регулирующих образование межклеточного вещества соединительной ткани. Аскорбиновая кислота способствует синтезу гликогена в печени. Оказывает влияние на холестериновый обмен, витамин С играет роль в профилактике атеросклероза. При С-витаминной недостаточности наблюдается понижение усвояемости белков, уменьшается содержание гликогена в печени и тканях других органов, изменяется состояние стенок кровеносных капилляров, повышается их проницаемость, отмечается пониженная сопротивляемость организма к инфекциям и многие другие нарушения. С древних времен известна болезнь цинга (скорбут), являющаяся С-авитаминозом. К наиболее характерным признакам этой болезни относятся кровоточивость из десен (рис. 67), кровоизлияние под кожу и в мышцы. В лечебной практике наблюдаются скрытые формы С-витаминной недостаточности, при которых внешние признаки (кровоточивость и др.) данного болезненного состояния не выражены, но имеют место нарушения общего характера (быстрая утомляемость, апатия, пониженная сопротивляемость организма и др.).
Рис. 67. Вид десен при цинге
Витамин С поступает в организм человека преимущественно с пищевыми продуктами растительного происхождения. Высокое содержание витамина С имеется в шиповнике, черной смородине, помидорах, луке, капусте, лимонах, апельсинах и др. Витамин С сравнительно нестойкий, и содержание его в различных продуктах зависит от срока и способа их хранения. Свежие овощи и фрукты обычно содержат большое количество витамина С. Суточная потребность в витамине С около 70 мг, она увеличивается при тяжелой физической работе, при высокой температуре окружающего воздуха и при некоторых других условиях.
Витамин Р. Под этим названием объединяется группа веществ преимущественно растительного происхождения, оказывающих влияние на состояние стенок капилляров и, следовательно, на их проницаемость. При недостатке этих веществ наблюдается хрупкость капилляров и повышенная проницаемость, следствием чего являются кровоизлияния. В этом отношении влияния витамина Р и витамина С оказываются сходными. v Установлено, что цинга развивается в результате недостаточного поступления не только витамина С, но и витамина Р. Р-вещества содержатся в большом количестве, как правило, в продуктах, богатых по содержанию витамином С.
Суточная потребность в витамине Р около 50 мг.
Обмен энергии
Обмен веществ сопровождается обменом энергии, оба эти процесса взаимосвязаны. В процессе обмена веществ в организме происходит непрерывное образование энергии и одновременно расходование ее для выполнения различных функций (мышечная работа, секреторная деятельность желез, нервная деятельность и т. д.). Источником энергии являются питательные органические вещества, поступающие в организм из внешней среды. При диссимиляции органических веществ в клетках и тканях освобождается заключенная в них внутренняя энергия. Выделенная энергия расходуется в организме в виде механической энергии (в мышцах), электрической энергии (нервная и другие ткани), химической энергии (во всех тканях, например, для синтеза новых веществ взамен подвергшихся диссимиляции) и других видов энергии. Все эти виды энергии превращаются в тепловую энергию, которая не подвергается в организме дальнейшим превращениям и выделяется в окружающую среду. Установлено, что интенсивность обмена веществ можно определить по количеству образовавшегося в организме тепла. При окислении 1 г белков в тканях выделяется 4,1 большой калории тепла, при окислении 1 г углеводов - 4,1 большой калории и при окислении 1 г жиров - 9,3 большой калории. Зная количество питательных веществ, которые поступили в составе пищи в организм, можно определить количество энергии, содержащейся в них, т. е. приход энергии. Необходимо учитывать, что часть питательных веществ не усваивается организмом, - выводится непереваренной. Опытным путем определено, что в среднем усваивается около 90% питательных веществ, поступивших в организм. Для определения прихода энергии пользуются специальной таблицей химического состава и калорийности пищевых продуктов (см. табл. 2). Расход энергии в организме также поддается учету. Для этого существует несколько способов. К числу их относится определение в специальных камерах теплоты, которую человек отдает в окружающую среду (прямая калориметрия). Имеются и другие методы определения израсходованной энергии, в частности непрямая калориметрия, при которой с помощью специальных приборов устанавливают объем вдыхаемого кислорода и выдыхаемого углекислого газа (газообмен). Затем высчитывают дыхательный коэффициент (отношение объема выдохнутого углекислого газа к объему поглощенного кислорода - СО2/О2) пользуясь которым можно по специальным таблицам определить расход энергии.
Основной обмен
Основной обмен - это количество энергий, которая расходуется организмом только на поддержание жизни, т. е. на процессы, происходящие и при полном покое (работа сердца, сокращение дыхательных мышц, мочеобразование в почках, выделение гормонов и т. д.). Величина основного обмена взрослого человека колеблется в пределах от 1000 до 2000 больших калорий в сутки для мужчин и от 1000 до 1700 больших калорий для женщин (И. П. Чукичев), в среднем по 24 большие калории на 1 кг веса. Помимо пола и веса человека, величина основного обмена зависит также от возраста человека и других факторов. Так, у людей пожилого возраста основной обмен понижается. Основной обмен определяется у человека обычно методом непрямой калориметрии при полном покое, натощак, при температуре окружающего воздуха 18 - 20°. Во время работы, которую производит человек, происходит помимо основного обмена, дополнительная затрата энергии на трудовые процессы (рабочий обмен организма). Дополнительный обмен энергии зависит от вида и продолжительности производимой работы. Так, установлено, что общая затрата энергии (основной обмен + рабочий обмен) у лиц умственного труда составляет в сутки 2700 - 3000 больших калорий. Эта затрата резко возрастает при большой физической нагрузке и может достигать 5000 больших калорий и выше.
Питание
Питание - один из важнейших факторов, влияющих на сохранение здоровья и на трудоспособность человека. В детском возрасте от правильного питания в значительной степени зависит нормальное развитие ребенка. Питание в медицинской практике является важнейшим лечебным фактором.
Количество и состав необходимой человеку пищи зависят от его возраста, роста, характера производимой работы и других факторов. При составлении пищевого рациона необходимо учитывать потребности организма не только в белках, углеводах и жирах, но и в витаминах и минеральных солях. Различные питательные вещества должны содержаться в определенном соотношении. Обязательно наличие в пище белков и жиров животного происхождения. Не должны исключаться из рациона растительные жиры и белки. Следует помнить, что различные виды пищи усваиваются по-разному. Разнообразная пища лучше удовлетворяет всем требованиям рационального питания. Усвоение пищи зависит от того, как она приготовлена, в каких условиях и сколько раз в день принимается. Вкусная пища, принимаемая в определенные часы, быстрее и лучше переваривается. Для определения состава и калорийности различных продуктов пользуются специальными таблицами (табл. 2).
Таблица 2