Химический баланс

Несбалансированность пищевых веществ может вызвать серьезные нарушения обмена веществ. Так, при длительной белково-калорийной недостаточности не только уменьшается масса тела, но и снижается физическая и умственная работоспособность человека. Избыточность питания, повышение в рационе жиров, особенно животных, вызывают ожирение (превышение должной массы тела на 15 % и более). При нем поражаются практически все физиологические системы организма, но чаще и раньше сердечнососудистая (атеросклероз, артериальная гипертензия и др.), пищеварительная, эндокринная (в том числе половая), нарушается водно-солевой обмен. Избыточный прием пищевого сахара способствует развитию сахарного диабета, дисбактериозу, кариесу зубов и др. Общий принцип состоит в том, что не только избыточное и недостаточное питание, но и его несбалансированность, при котором отдается предпочтение какому-то определенному виду пищи и пищевому веществу, является фактором риска для развития ряда заболеваний.

Каждый организм нуждается в строго определенном количестве пищевых веществ, которые должны поступать в определенных пропорциях. Белки являются основным строительным материалом организма, источником синтеза гормонов, ферментов, витаминов, антител. Жиры обладают не только энергетической, но и пластической ценностью благодаря содержанию в них жирорастворимых витаминов, жирных кислот, фосфолипидов. Углеводы – основной топливный материал для жизнедеятельности организма. К разряду углеводов относятся пищевые волокна (клетчатка), играющие важную роль в процессе переваривания и усвоения пищи. В последние годы пищевым волокнам уделяется большое внимание как средству профилактики ряда хронических заболеваний.. Важное значение для правильного обмена веществ и обеспечения функционирования организма имеют минеральные вещества и витамины.
Согласно принципу сбалансированного питания, обеспеченность основными пищевыми веществами подразумевает поступление белков, жиров, углеводов в организме в строгом соотношении.

К пищевым веществам прежде всего относятся белки, жиры и углеводы, при окислении которых высвобождается определенное количество тепла .Согласно правилу изодинамии, они могут взаимно заменяться в удовлетворении энергетических потребностей организма, однако каждое из пищевых веществ и их фрагментов имеет специфические пластические свойства и свойства биологически активных веществ. Замена в пищевом рационе одних веществ другими ведет к нарушению функций организма, а при длительном, например безбелковом, питании наступает смерть от белкового голодания. Существенное значение в питании имеет вид каждого из пищевых веществ, содержащих незаменимые компоненты, что определяет их биологическую ценность.

Должны быть оптимизированы (сбалансированы) в рационе белки с незаменимыми и заменимыми аминокислотами, жиры с разной насыщенностью жирных кислот, углеводы с разным числом в них мономеров и наличием балластных веществ в виде пищевых волокон (целлюлоза, пектин и др.). В суточном рационе должны быть сбалансированы продукты животного и растительного происхождения.

При определении физиологических норм питания с учетом удовлетворения потребностей организма в пластических веществах исходят из того, что большинство из них может синтезироваться в организме; другие вещества (незаменимые аминокислоты, незаменимые жирные кислоты, все минеральные вещества и микроэлементы, витамины) в организме человека не синтезируются и должны поступать с пищей.

В рационе должны быть сбалансированы белки, жиры и углеводы. Среднее соотношение их массы составляет 1:1,2:4,6 энергетической ценности — 15:30:55 %. Такое соотношение удовлетворяет энергетические и пластические потребности организма, компенсирует израсходованные белки, жиры и углеводы. Следовательно, должен быть приблизительный баланс между количеством каждого пищевого вещества в рационе и их количеством, утилизируемым в организме; их расход и соотношение зависят от вида и напряженности труда, возраста, пола и ряда других факторов.

Белки

Белки — сложные полимеры, состоящие из мономеров, — аминокислот. Белки в отличие от жиров и углеводов относятся к азотсодержащим соединениям. В качестве мономеров из большого числа существующих аминокислот живые организмы используют только 20. Некоторые аминокислоты могут синтезироваться в организме. Это так называемые «заменимые» аминокислоты. Эти аминокислоты в организме могут образовываться из промежуточных продуктов углеводного и жирового обмена или переходить одна в другую. Аминокислоты — аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треанин, триптофан и валин в организме не синтезируются. Поэтому их называют «незаменимые» аминокислоты. Они должны обязательно поступать в организм с пищей. Для того, чтобы организм мог эффективно использовать и синтезировать белок, должны присутствовать все незаменимые аминокислоты и в необходимой пропорции. Даже временное отсутствие одной незаменимой аминокислоты может отрицательно сказаться на синтезе белка. Фактически, при уменьшении количества любой незаменимой аминокислоты или ее отсутствии пропорционально уменьшает эффективность всех остальных.

Белки условно принято делить на полноценные и неполноценные. Полноценные белки содержат в себе набор всех незаменимых аминокислот, в то время как неполноценные содержат либо недостаточное количество незаменимых аминокислот, либо не содержат их вовсе.

Полноценные белки встречаются в продуктах животного происхождения, таких как мясо, птица, морепродукты, яйца, молоко и сыр. В некоторых источниках указывается, что соя содержит полноценные белки, в других – что нет. Кроме того, остается открытым вопрос о замене сои на белки животного происхождения по другим параметрам, таким как усвояемость и влияние на организм биологически активных компонентов сои (например, в одном из источников указано, что соя вредна для людей с нарушением эндокринной системы). Считается, что смесь полноценных и неполноценных белков является более питательной, чем каждый из них в отдельности.

За норму принято считать поступление в организм белка из расчета 0,75—1 г на 1 кг массы тела взрослого человека в сутки. При этом 55—60 % суточной потребности белка должно обеспечиваться белками животного происхождения (молоко, молочные продукты, яйца, мясо, рыба).

Биологическая ценность животных белков выше, чем растительных (например, у белков пшеницы 52—65 %). Усвояемость белков животного происхождения составляет в среднем 97 %, а растительных — 83—85 %, что зависит также и от кулинарной обработки пищи. Для надежной стабильности азотистого баланса рекомендуется принимать с пищей 85—90 г белка в сутки. У детей, беременных и кормящих грудью женщин эти нормы выше.

Потребность организма в белке зависит от ряда причин: с возрастом она снижается, при стрессовых ситуациях, независимо от возраста, - увеличивается. Регулярные физические нагрузки у спортсменов, высокое нервное напряжение во время соревнований повышают обмен белка. Соответственно увеличивается потребность организма спортсменов в белке (почти в 2 раза).

Жиры

Жиры и жироподобные вещества входят в состав клеточных мембран и оболочек нервных волокон, участвуют в синтезе желчных кислот, гормонов, витаминов. Жировые отложения — энергетический резерв организма.

Пищевые жиры представляют собой эфиры глицерина и высших жирных кислот. Последние обычно содержат четное число углеродных атомов и делятся на две большие группы: насыщенные и ненасыщенные. Насыщенные жирные кислоты в большом количестве (до 50% от общей массы) содержатся в твердых животных жирах. Ненасыщенные распространены в жидких маслах и продуктах моря. Во многих растительных маслах содержание их доходит до 80-90% (в подсолнечном, кукурузном, льняном, оливковом).

Незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты — линолевая, линоленовая, арахидоновой — не могут синтезироваться в организме и должны обязательно поступать с пищей. Биологическая ценность пищевых липидов определяется наличием в них незаменимых жирных кислот, способностью переваривания и всасывания в пищеварительном тракте (усвоения). Усвояемость зависит от температуры плавления жира: если точка плавления ниже, чем температура человеческого тела, то усвояемость равна 97-98%, жиры с температурой плавления 50-60 ^оС усваиваются только на 70-80%. Сливочное масло и свиной жир усваиваются на 93—98 %, говяжий — на 80—94 %, подсолнечное масло — на 86—90 %, маргарин — на 94—98 %.

Незаменимые жирные кислоты содержаться в основном в растительных маслах. Большое всего их в конопляном, льняном, много и в подсолнечном. Эти кислоты содержатся также в орехах, жире некоторых рыб и морских млекопитающих.

С пищей в организм человека поступают и такие жироподобные вещества как стерины, фосфолипиды, жирорастворимые витамины (А, D, E и др).

При небольших отклонениях в течении короткого времени от рекомендуемых соотношений количества жиров и углеводов(при условии нормального поступления в организм белков) нарушений метаболизма у человека не происходит. Жиры и углеводы могут заменять друг друга как энергетические субстраты в соответствии с правилом изодинамии. При энергетической ценности 1 г жиров, равной 9,0 ккал, и 1 г углеводов — 4,0 ккал, грамм жиров заменяет при окислении в организме 2,25 г углеводов. Однако прием жиров в количестве, превышающем потребность организма, ведет к ожирению и риску сердечно-сосудистых заболеваний. Поступление жиров в организм в количествах ниже его потребности ограничивает всасывание жирорастворимых витаминов и может быть причиной развития авитаминозов.