Значение белков, жиров, углеводов в питании человека

Нормальная деятельность организма, его рост и развитие возможен при регулярное поступлении пищи, содержащей оптимальное для его жизнедеятельности соотношение необходимых пищевых веществ.

Питательными веществами называются белки, жиры и углеводы. Эти вещества являются необходимыми составными частями пищи. В пищеварительном тракте белки, жиры и углеводы подвергаются как физическим воздействиям (измельчаются и перетираются), так и химическим изменениям, которые происходят под влиянием особых веществ — ферментов, содержащихся в соках пищеварительных желёз. Под влиянием пищеварительных соков питательные вещества расщепляются на более простые, которые всасываются и усваиваются организмом. Нужно, чтобы в рационе питания взрослого трудоспособного населения имелось соотношение основных пищевых веществ 1:3:5 (белки, жиры, углеводы) от общей энергетической ценности суточного рациона. Организм человека состоит из белков (19,6%), жиров (14,7 углеводов (1%), минеральных веществ (4,9%), воды (58,8−67%).

Питательные вещества являются как источником энергии, покрывающем расходы организма, так и строительным материалом, который используется в процессе роста организма и воспроизведения новых клеток, замещающих отмирающие.

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.

Белки — сложные органические соединения, наиболее важные органические вещества живых организмов. И в самом деле, все живое на земле содержит белки. Они являются пластическим материалом для строительства клеток, тканей и органов тела человека, выполняют ряд важнейших биологических функций (размножение, пищеварение, рост), регулируют витаминный и минеральный обмены. «Жизнь, — указывал Ф. Энгельс — есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».

Белки — основа гормонов, ферментов, антител. Около 30% всех белков человеческого тела находится в мышцах, около 20% - в костях и сухожилиях и около 10% - в коже. Но наиболее важными белками всех организмов являются ферменты, которые, холя и присутствуют в их теле и в каждой клетке тела в малом количестве, тем не менее управляют рядом существенно важных для жизни химических реакций. Все процессы, происходящие в организме: переваривание пищи, окислительные реакции, активность желез внутренней секреции, мышечная деятельность и работа мозга регулируется ферментами. Разнообразие ферментов в теле организмов огромно. Даже в маленькой бактерии их насчитываются многие сотни.

В белке содержатся незаменимые аминокислоты; организм их может воспроизводить, и для жизнедеятельности человека, доля поступает в организм с пищей.

В науке о питании известны более 80видов аминокислот, из которых 22 наиболее распространены в пищевых продуктах. В организме человека белки образуются непрерывно из аминокислот, поступающих с пищей. Выделяют две группы аминокислот:

незаменимые (полноценные) аминокислоты (лизин, триптофан, метионин, лейцин, изолейцин, валин, треонин, фенилаланин) в организме не синтезируются и должны в обязательном порядке поступать с пищей. Содержатся они в основном в продуктах животного происхождения (в белках яиц, молока, мяса, рыбы);

заменимые аминокислоты (аргинин, цистин, тирозин, алан им и другие), которые синтезируются в организме человека из других аминокислот.

Биологическая ценность белков зависит от соотношения присутствующих аминокислот, степени их перевариваемости и усвояемости. Белки растительных продуктов труднопереваримые, так как заключи в плотные оболочки из клетчатки (целлюлозы), что препятствуют действию растительных ферментов. Это относится к бобовым, гриб крупам из цельных зерен и др.

Из белков животных продуктов всасывается в кишечник более 90% аминокислот, из растительных — 60−80%. Наиболее быстро перевариваются белки молочных продуктов, рыбы, мяса (быстрее говядины, чем свинины и баранины), хлеба и круп (быстрее белого пшеничного хлеба и крупы манной). Измельчение, разваривание, протирание облегчает усвоение белков растительного происхождения. Необходимо сочетать животные и растительные продукты, что улучшить суммарную сбалансированность аминокислот. Недостаточность аминокислот в одном продукте должен компенсировать повышенным их содержанием в другом.

Растительные белки, в отличие от животных, обладающие противоатеросклеротическим действием. Суточная норма потребления белка для людей трудоспособного возраста 58−117 г в зависимости от пола, возраста и характера труда человека. Белки животного происхождения должны составлять 55% суточной нормы. Наиболее благоприятный аминокислотный состав представлен в сочетании таких продуктов, как хлеб и каша с молоком, пирожки с мясом, пельмени.

При качественном и количественном белковом голодании нарушаются процессы жизнедеятельности организма: происходит снижение массы тела, у детей замедляется рост, ухудшается костеобразование. Признаки белкового голодания — сухость и шелушение кожи в связи с атрофией сальных желез.

При белковой недостаточности нарушается деятельность центральной нервной системы, сопровождаясь снижением памяти; ослабевают функции надпочечников, щитовидной и половых желез; угнетается секреторная активность желудка и кишечника; возникают серьезные нарушения в кроветворении; снижается сопротивляемость к инфекционным заболеваниям.

При избыточном поступлении белков с пищей, особенно из мясных продуктов, сначала усиливается секреторная функция желудка, затем угнетается в связи с накоплением в организме солей мочевой кислоты (ураты), которые откладываются в суставных сумках, хрящах и других тканях, что ведет к заболеваниям суставов и мочекаменной болезни.. Возможен и другой вариант при длительном избытке белка в питании, ведущий к перегрузке печени и почек продуктами его распада, перенапряжению секреторной функции пищеварительного аппарата, усилению гнилостных процессов в кишечнике, накоплению продуктов азотистого обмена со сдвигом кислотно-основного состояния организма в кислую сторону. Поэтому при недостаточности почек и печени, подагре и некоторых других заболеваниях потребление белка ограничивают или даже временно исключают.

Белки выполняют многочисленные функции в организме человека.

Одна из основных функций белков — пластическая: они входят в состав ядра протоплазмы, мембран клеток всех тканей и органов; участвуют в процессах производства живой материи; выполняют опорную функцию, так как входят в состав костной и хрящевой тканей.

Белки — это катализаторы, так как все ферменты имеют белковую природу. Они поддерживают защитные функций организма, так как при попадании в организм токсинов образуют с ними соединения, которые затем выводятся из организма. Белки препятствуют большим кровопотерям, так как процесс свертывания крови протекает при участии белков плазмы.

Белки оказывают влияние на процессы возбуждения и торможения в коре головного мозга (ретуляторная функция белков). Белок гемоглобина выполняет транспортную функцию, так как обеспечивает перенос питательных веществ и кислорода. Белки являются источником энергии: при окислении 1 г белка освобождается в организме человека энергия, равная 4,0 ккал.

Одной из важнейших функций белков является передача наследственных свойств организма. Ведущая роль здесь отводится нуклеиновым кислот, рибонуклеиновой (РНК) и дезоксирибонуклеиновой (ДНК).

Белок, входящий в состав зрительного пурпура сетчатки глаза обеспечивает восприятие света; белок лизоцим растворяет некоторые виды микробов; белок интерферон препятствует размножению вирус в организме.

Согласно данным Института питания АМН, для лиц, работа которых не связана с интенсивным физическим трудом, норма белка должна примерно составлять около 1 г на 1 кг массы тела. Но для лиц, занятых физическим трудом, спортсменов эта норма повышается.

Жиры относятся к основным питательным веществам и являются обязательным компонентом в сбалансированном питании. Жиры — это триглицириды. В их состав входят насыщенные жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая) и ненасыщенные жирные кислоты (олеиновая, линоленовая, арахидоновая).

Физиологическое значение жира весьма многообразно. Жиры является источником энергии, превосходящей энергию всех других пищевых веществ. При сгорании 1 г жира образуется 9 ккал, тогда как при сгорании 1 г углеводов или белков — по 4 ккал. Жиры участвуют в пластических процессах, являясь структурной частью клеток и их мембранных систем.

Жир в организме человека содержится в двух формах: структурной (входящий в состав протоплазмы самих клеток) и запасной (жир который откладывается в тканях). Отложения запасного жир наблюдается под кожей в области кишечника, почек. Откладывающие в организме запасной жир является источником обновления внутриклеточного структурного жира, поэтому и сам он требует постоянного обновления.

Жиры являются растворителями витаминов А, Е, D и способствуют их усвоению. С жирами поступает ряд биологически ценных веществ: фосфолипиды (лецитин), полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), стерины, токоферолы и другие биологически активные вещества. Служат источником биологически активных веществ, участвуют в построении тканей организма, входа состав протоплазмы клеток. В организме человека жиры усваиваются в виде жирных кислот, которые подразделяются на предельные и непредельные. Жир, свойственный организму человека, образуется из глицерина и жирных кислот, которые поступают в лимфу и кровь из кишечника. Для синтеза этого жира необходимы пищевые жиры, в настоящее время известно 60 их видов.

Насыщенные жирные кислоты (стеариновая, пальмитоновая, капроновая, масляная и др.) легко синтезируются в организме человека. Биологические свойства их невысокие, так как они отрицательно влияют на функцию печени, жировой обмен; развивается атеросклероз в связи повышением холестерина в крови. Такими жирными кислотами богаты животные жиры (бараний, говяжий); растительные масла (кокосовое). У них высокая температура плавления (40−50 °С) и низкая усвояемость (86%).

Ненасыщенные жирные кислоты — это олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая. По своим биологическим свойствам они относятся к жизненно важным веществам, их называют витаминами. Они повышают пластичность и снижают проницаемость кровеносных сосудов, предупреждают образование тромбов, принимают участие в жировом и холестериновом обмене. Содержатся в свином жире, подсолнечном, кукурузном маслах, рыбьем жире. Эти жиры имеют низкую температуру плавления и высокую усвояемость (98%). Биологическая ценность жира увеличивается из-за содержания в нем жирорастворимых витаминов, А и Д (жир рыб, сливочное масло), витамина Е (растительные масла) и жироподобных веществ — фосфатидов, стеринов (высокомолекулярные циклические спирты). В животных жирах стерины содержатся в виде холестерина, который участвует в образовании надпочечных гормонов, витамина Д. В организме человека образуется в сутки 2,5 г холестерина, с пищей поступает 0,5 г. Излишнее потребление, богатой жирами и углеводами пищи ведет к избытку холестерина, что, в свою очередь, способствует развитию атеросклероза. В состав жиров входят витамины А, Д, Е (токоферол) и пигменты, обладающие биологической активностью. 30% суточной калорийности рациона питания человека должны покрывать жиры. Соотношение в пищевом рационе жира животного и растительного должно быть таким: 70% жира животного и 30% жира растительного происхождения. В пожилом возрасте следует увеличить удельный вес жира растительного происхождения ограничить потребление продуктов с повышенным содержанием холестерина.

Фосфатиды — сопутствующие жирам, наиболее биологически активные вещества (лецитин, кефалин и др.). Они влияют на секрецию гормонов, процесс свертывания крови, проницаемость клеточных мембран, обмен веществ. Фосфатиды содержатся в мясе, печени, пищевых жирах, желтке яиц, сметане, подсолнечном, хлопковом и соевом маслах.

Недостаточное поступление жира приводит к нарушениям в центральной нервной системе ослаблению иммунобиологических механизмов, дегенеративным нарушениям функции кожи, почек, органа зрения, снижается работоспособность и выносливость, наступает быстрое утомление, продолжительность жизни сокращается. Недостаточность фосфатидов приводит к отложениям излишнего жира в печени, тем самым нарушая выполнение ее важнейших функций.

Жир улучшает вкусовые свойства пищи, а также повышает ее питательность. Умеренность потребления жира осуществляется за счет контроля содержанием общего количества жира в рационе питания. Рациональный состав жировой части рациона достигается умелым подбором блюд, в которых используются как животные, так и растительные жиры.

Суточная потребность взрослого человека в жирах составляет 80—100 г/сутки, в том числе растительного масла — 25—30 г, ПНЖК — 3—6 г, холестерина — 1 г, фосфолипидов — 5 г. В пище жир должен обеспечить 33% суточной энергетической ценности рациона. Это для средней зоны страны, в северной климатической зоне эта величина составляет 38—40%, а в южной — 27—28%.

Углеводы — это органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода, синтезирующиеся в растениях из углекислоты воды под воздействием солнечной энергии. Основная роль углеводов определяется их энергетической функцией. Глюкоза крови является непосредственным источником энергии в организме. Быстрота ее распада и окисления, а также возможность быстрого извлечения из депо обеспечивают экстренную мобилизацию энергетических ресурсов при стремительно нарастающих затратах энергии в случаях эмоционального возбуждения, при интенсивных мышечных нагрузках и др.

Энергетическая ценность 1 г углеводов составляет 4 ккал. Углеводы покрывают 58% потребность организма в энергии. Организм человека содержит небольшое количество углеводов (до 1% от массы тела человека).

Источником поступления углеводов в организм человека являются продукты растительного происхождения, в них они находятся в моносахаридов, дисахаридов и полисахаридов.

Моносахариды — простые углеводы, растворимые в воде, сладкие на вкус — глюкоза, фруктоза, галактоза. Глюкоза содержится в фруктах, ягодах (виноград). Образуется в организме человека при расщеплении дисахаридов и крахмала. Используется организмом как источник энергии для образования гликогена в печени, питания мозга, мышц, поддерживания уровня сахара в крови.

Глюкоза из кишечника легко всасывается в кровь, что очень важно для организма человека.

Фруктоза втрое слаще глюкозы и вдвое сахарозы, благоприятна для организма человека, так как позволяет употреблять меньше сахара, а это важно при заболеваниях сахарным диабетом и ожирении. Фруктоза не повышает содержание сахара в крови, так как очень медленно всасывается из кишечника в кровь, а в печени быстро превращается в гликоген. Содержится фруктоза в меде, арбузах, яблоках, грушах, смородине.

Галактоза — основная часть молочного сахара (лактозы) со слабовыраженным сладким вкусом, не повышает содержание сахара в крови.

Дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза) — сладкие на вкус, растворимые в воде, расщепляются в организме человека на две молекулы моносахаридов. Сахароза распадается на глюкозу и фруктозу; лактоза — на глюкозу; мальтоза — на две молекулы глюкозы. Сахароза (свекловичный сахар) содержится в свекле, моркови, сливах, абрикосах, бананах. Поступает в организм человека в виде сахара, в котором занимает 99,9%.

Мальтоза (солодовый сахар) образуется в организме человека при гидролизе крахмала. В природных пищевых продуктах не содержится.

Лактоза (молочный сахар) благоприятно действует на организм человека, подавляя развитие гнилостных микробов. В организм поступает с молочными продуктами.

Полисахариды — сложные углеводы, обладают несладким вкусом, не растворимые в воде: крахмал, клетчатка, гликоген.

Крахмал содержится в хлебе, крупах, макаронных изделиях, картофеле и т. д. Под действием ферментов пищеварительных соков расщепляется до глюкозы, удовлетворяя потребность организма в энергии, вызывает у человека чувство насыщения.

Гликоген содержится в небольших количествах в животной пище: печени, мясе. В процессе пищеварения расщепляется до глюкозы. В организме человека гликоген получается из глюкозы и накапливается в печени как запасная энергия. Если снижается сахар в крови, то гликоген превращается в глюкозу.

Клетчатка содержится во всех продуктах растительного происхождения и относится к неусвояемым углеводам. Она образует оболочки растительных клеток, которые являются балластными веществами. В пищеварительном соке организма человека отсутствует фермент целлюлоза, поэтому клетчатка не переваривается. Но благодаря ей происходит стимуляция перистальтики кишечника, И из организма выводится холестерин. Она способствует развитию полезных бактерий, тем самым улучшая пищеварение и повышая усвояемость пищи. Недостаток клетчатки в рационах способствует ожирение развитию запоров, рака толстого кишечника, желчно-каменной болезни сердечно-сосудистых заболеваний.

Инулин содержится в топинамбуре, в корне цикория (эти растения рекомендуют больным сахарным диабетом). Инулин в организм человека под действием пищеварительного сока распадается на фруктозы, которая, не повышая сахар в крови, очень быстро превращается в гликоген.

Пектиновые вещества (углеводоподобные) содержатся в овощах, фруктах, способствуют выведению из организма человека вредных веществ, стимулируют пищеварение. Пектиновых веществ много в яблоках, сливе, клюкве, крыжовнике. Пектиновые вещества включают в свой состав протопектин, пектин, пектиновую и пектовую кислоты. Протопектин содержится в клеточных мембранах свежих плодов и овощей, обеспечивая им жесткость; пектин — железобразующее вещество клеточного сока плодов и овощей.

Велико значение углеводов в защитных реакциях организма особенно протекающих в печени. Так, кислота соединяется с некоторыми токсичными веществами, образуя нетоксические сложные эфиры, которые, благодаря растворимости в воде, удаляются из организма с мочой. При потреблении избыточного количества углеводов, особенно высокорафинированных, часть из них может превратиться в жир, особенно при малоподвижном образе жизни. К высокорафинированном углеводам относятся сахар, все виды кондитерских изделий, особенно выпеченных из высшего сорта пшеничной муки.

Однако при нарушении внутрисекреторной деятельности поджелудочной железы наступает заболевание, известное под названием сахарной болезни или сахарного диабета. При этом заболевании уровень сахара в крови повышается, печень теряет способность заметно удерживать сахар, и начинается усиленное выделение сахара с мочой.

Гликоген откладывается не только в печени. Значительное его количество содержатся также в мышцах, где он потребляется в цепи химических реакций, протекающих в мышцах при сокращении.

При физической работе потребление углеводов усиливается, и их количество в крови увеличивается. Повышенная потребность в глюкозе удовлетворяется как расщеплением гликогена печени на глюкозу и поступлением последней в кровь, так и гликогеном, содержащимся в мышцах.

Значение глюкозы для организма не исчерпывается ее ролью как источника энергии. Этот моносахарид входит в состав протоплазмы клеток и, следовательно, необходим при образовании новых клеток, особенно в период роста. Большое значение имеет глюкоза в деятельности центральной нервной системы. Достаточно, чтобы концентрация сахара в крови понизилась до 0,04%, как начинаются судороги, теряется сознание и т. д.; иначе говоря, при понижении сахара в крови в первую очередь нарушается деятельность центральной нервной системы. Достаточно такому больному ввести в кровь глюкозу или дать поесть обычного сахара, как все нарушения исчезают. Более резкое и длительное понижение уровня сахара в крови — глипогликемия, может повлечь за собой резкие нарушения деятельности организма и привести к смерти.

Если в организм человека поступает недостаточное количество углеводов, то энергия образуется при значительных физических нагрузках из запасного жира и даже белка организма. Таким образом, полностью лишить организм углеводов не удастся.

Избыточное потребление простых углеводов может привести к повышению сахара в крови, а значит — к неблагоприятному действию на функции поджелудочной железы, к ожирению, развитию атеросклероза. Пища, богатая углеводами, нарушает жировой обмен, увеличивает синтез холестерина и его уровень в крови; снижает синтез витаминов кишечными микроорганизмами.

В среднем за сутки человек принимает 400— 500 г углеводов, из которых 350—400 г составляет крахмал, 50—100 г монои дисахариды.

Подведем итог. Каждый процесс, происходящий в нашем организме, каждая деятельность, осуществляемая человеком, неизбежно ведут к тому, что расходуется энергия и для нормального самочувствия, бодрости, позитивного настроения нашему организму необходимо не только достаточное и оптимальное количество калорий, но и правильное соотношение основных питательных веществ, что с легкостью достигается грамотно составленным рационом питания. Как известно, все хорошо в меру, и даже недостаток питательных веществ ничуть не лучше их переизбытка.