Питание и законы сохранения постоянства молекулярного состава организма
В своей работе, посвященной главным итогам развития биологических наук в XIX в., И. М. Сеченов писал, что классическая теория питания опирается на основные законы сохранения материи и энергии по отношению к биологическим системам. Применительно к живым организмам можно было бы говорить и о законе сохранения их молекулярного состава.
Система, существующая благодаря непрерывному расходу энергии и материалов, нуждается в их постоянном восстановлении. Поэтому представления о питании в той форме, в какой они были сформулированы к концу XIX в., заключались в следующем. Во-первых, поток поступающих веществ должен быть хорошо сбалансирован с их расходом. Во-вторых, поток поступающих веществ должен представлять собой хорошо сбалансированную смесь, которая наилучшим образом поддерживала бы химическое равновесие в организме (табл. 2.2). В упрощенном виде такой балансный подход сводится к тому, что пищевые вещества, поступающие в организм, должны компенсировать их потери, связанные с основным обменом, внешней работой, а для молодых организмов - еще и с ростом. Иными словами, теория сбалансированного питания базируется на том, что в организм должен поступать такой набор веществ, который возмещает вещества, расходуемые на построение структур тела и на работу. Следовательно, балансный подход связан с поддержанием постоянства молекулярного состава живых систем.
Соответствие поступления и расхода пищевых веществ является не только важнейшим условием длительного существования биологических систем, но и важнейшим условием эффективности питания, например парентерального питания человека. В то же время представления о таком, казалось бы, идеальном питании будут нами сопоставлены с некоторыми весьма существенными наблюдениями биологов и клиницистов, которые неизбежно приводят к неожиданным и парадоксальным выводам о его недостаточности.
Таблица 2.2
Средние потребности взрослого человека в пищевых веществах в соответствии с формулой сбалансированного питания (по: Покровский, 1974)
| Вода (мл) | 1750-2200 мл. |
| в том числе: | |
| питьевая вода, чай, кофе и т.д. | 800-1000 мл. |
| супы | 250-500 мл. |
| продукты питания | 700 мл. |
| Белки (г) | 80-100 г. |
| в том числе животные | 50 г. |
| Незаменимые аминокислоты (г): | |
| триптофан | 1 г. |
| лейцин | 4-6 г. |
| изолейцин | 3-4 г. |
| валин | 3-4 г. |
| треонин | 2-3 г. |
| лизин | 3-5 г. |
| метионин | 2-4 г. |
| фенилаланин | 2-4 г. |
| Заменимые аминокислоты (г): | |
| гистидин | 1.5-2 г. |
| аргинин | 5-6 г. |
| цистин | 2-3 г. |
| тирозин | 3-4 г. |
| аланин | 3 г. |
| серин | 3 г. |
| глутаминовая кислота | 16 г. |
| аспарагиновая кислота | 6 г. |
| пролин | 5 г. |
| гликокол | 3 г. |
| Углеводы (г) | 400-500 |
| в том числе: | |
| крахмал | 400-450 г. |
| сахар | 50-100 г. |
| Органические кислоты (г) | |
| (лимонная, молочная и др.) | 2 г. |
| Балластные вещества (г) | |
| (клетчатка, пектин и др.) | 25 г. |
| Жиры (г) | 80-100 г. |
| в том числе: | |
| растительные | 20-25 г. |
| незаменимые полиненасыщенные | |
| жирные кислоты | 2-3 г. |
| холестерин | 0.3-0.06 г. |
| фосфолипиды | 5 г. |
| Минеральные вещества (иг): | |
| кальций | 800-1000 мг. |
| фосфор | 1000-1500 мг. |
| натрий | 4000-6000 мг. |
| калий | 2500-5000 мг. |
| хлориды | 5000-7000 мг. |
| магний | 300-500 мг. |
| железо | 15 мг. |
| цинк | 10-15 мг. |
| марганец | 5-10 мг. |
| хром | 2-2.5 мг. |
| медь | 2 мг. |
| кобальт | 0.1-0.2 мг. |
| молибден | 0.5 мг. |
| селен | 0.5 мг. |
| фториды | 0.5-1.0 мг. |
| иодиды | 0.1-0.2 мг. |
Таблица 2.2 (продолжение)
| Витамины (мг): | |
| аскорбиновая кислота (С) | 50-70 |
| тиамин (В1) | 1.5-2.0 |
| рибофлавин (В2) | 2.0-2.5 |
| ниацин (РР) | 15-25 |
| пантотенат (B3) | 5-10 |
| пиридоксин (B6) | 2-3 |
| кобаламин (B12) | 0.002-0.005 |
| биотин | 0.15-0.30 |
| холин | 500-1000 |
| рутин (Р) | |
| фолацин (В9) | 0.2-0.4 |
| витамин D (различные формы) | 0.0025-0.1 (100-400 ME) |
| витамин А (различные формы) | 1.5-2.5 |
| каротины | 3.0-5.0 |
| витамин Е (различные формы) | 10-20 (5-30) |
| витамин К (различные формы) | 0.2-0.3 |
| липоевая кислота | 0.5 |
| инозит (г) | 0.5-1.0 |
| Общая калорийность (ккал) |
_____________________________
Интересно, что идея гомеостаза была наиболее отчетливо сформулирована именно теми учеными, которые экспериментально исследовали процессы пищеварения и питания. В этой связи прежде всего следует упомянуть Клода Бернара и И.П.Павлова.
Итак, в основе классической теории лежит представление, что питание служит поддержанию молекулярного состава организма на определенном физиологическом уровне или, точнее, в пределах определенного физиологического интервала. Это предполагает возмещение энергетических и пластических потерь, а также потребностей, связанных с ростом. Однако какова бы ни была интерпретация, постулировалось, что чем точнее сбалансированы поступление и расход пищевых веществ, тем ближе к идеалу питание. Из этих положений вытекало несколько следствий. На этой же основе оказалось возможным сформулировать представления о пищевых потребностях разных организмов и о рациональных типах пищи и питания для людей, живущих в различных климатических условиях, выполняющих разную физическую нагрузку, страдающих теми или другими заболеваниями.
Позволим себе привести несколько примеров- Так, химический состав пищи работающих людей разного возраста несколько различен и для более молодых лиц характеризуется, в частности, несколько увеличенной квотой белков, животных жиров и углеводов (Григоров и др., 1988).
Для удовлетворения минимальной потребности взрослых лиц в белке экспертная комиссия (FAO/WHU…, 1973) рекомендовала в сутки в среднем потреблять 0.57 г белка в расчете на 1 кг массы тела для мужчин и 0.45-0.52 г - для женщин. Баланс нутриентов в питании детей существенно отличается от такового в более взрослом возрасте. Например, детям в возрасте З-6 мес требуется почти в 2 раза больше белка, чем в возрасте около года (табл. 2.3).
Таблица 2.3