Значение отдельных пищевых веществ для организма

Роль белка в питании

Клетка живого организма содержит белок, который является самым жизненно важным составляющим компонентом в ее составе. Поступает белок в организм человека вместе с пищей.

Белки существуют в двух видах: белки животного происхождения, известны белки мяса, молочных продуктов, и белки растительного происхождения. К последним относятся крупы, хлеб, овощи, картофель и многие другие продукты. Наиболее ценными являются белки животного происхождения, они более полезны для организма, их считают полноценными белками. Но и белки растительного происхождения также важны в питании человека.

В составе всех белков присутствует азот, и в этом их главное отличие от жиров и углеводов. При длительном недостаточном поступлении белка в организм наблюдались нарушения в организме. Даже незначительное снижение поступления белка в организм приводило к остановке в росте и развитии. Опыты проводились на белых крысах. Установлено, что если белок составляет 18% общего числа калорий суточного рациона этих животных, то рост и развитие их идут нормально. При снижении белка в половину, при этом было добавление соответствующих количеств жиров и углеводов, взамен недостающих 9% белка, рост животных сильно замедляется, а при сокращении белка еще в два раза он останавливается, и вес животных снижается по сравнению с исходным; животное отстает в половом развитии, наблюдается также ряд изменений в печени, щитовидной железе и др. При переводе животных на нормальное питание, при поступлении белка в полном объеме, организм постепенно восстанавливается, животное прибавляет в весе, но рост его отстает.

В зависимости от возраста организму требуется разное количество белка. Так, для ребенка грудного возраста нужно 5 г белка на 1 кг веса, ребенку в возрасте от 1 года до 3-х лет требуется около 4-х г, от 3 до 8 лет — около 3—3,5 г, а школьники — от 2 до 3 г на 1 кг веса.
Недостаточное количество белка в рационе питания задерживает рост и физическое развитие ребенка. Однако избыток белка также негативно отражается на развитии, у детей ухудшался аппетит, наблюдалась подавленность.

В организме белки проходят сложный путь, чтобы организм в полной мере использовал их для построения тканей и органов человеческого тела. Известно, что все питательные вещества к органам доставляет кровь, в которую они поступают из пищеварительного тракта. В системе пищеварения имеются пищеварительные соки, которые выделяются особыми железами. В этих соках содержатся ферменты, их задача расщепить сложные вещества на более простые, которые способны перейти в раствор и через ворсинки кишечника поступать в кровь или лимфу.

Уже в желудке начинается расщепление сложных белков, при этом выделяется соляная кислота и фермент пепсин. С помощью соляной кислоты и пепсина сложные белки распадаются на более простые – альбумозы и пептоны. На этом распад не заканчивается, окончательное расщепление происходит в тонких кишках, где на пищу действует сок, вырабатываемый поджелудочной железой, изливающийся в первый отдел тонких кишок, в так называемую двенадцатиперстную кишку, а также сок, вырабатываемый стенками кишечника. Эти соки содержат разнообразные ферменты, расщепляющие белки, жиры и углеводы. Альбумозы и пептоны под влиянием этих ферментов расщепляются до еще более простых веществ, так называемых аминокислот. Последние растворяются в кишечном соке и всасываются через ворсинки кишечника в кровь.

Ученые выявили, какое количество аминокислот и их качество содержится в разных пищевых продуктах, входят в состав белков различных тканей и органов человеческого тела. Для организма более полезны белки, сходные по содержанию аминокислот с белками тканей и органов. Например, желток, он наиболее близок к животному организму и поэтому его считают ценным. Далее, грудное молоко для растущего организма является самым полноценным и питательным, оно является источником всех необходимых веществ для младенцев.

Большинство круп по содержанию аминокислот отличается от белков нашего тела, но в сочетании с другими продуктами, особенно с продуктами животного происхождения, можно получить смесь белков, близкую к белкам человеческого организма. Например, в гречневой каше мало важных для человека аминокислот, но при употреблении с молоком баланс уравновешивается. А пшено содержит еще меньше аминокислот, но если его использовать на гарнир к мясу, то в результате получаются белки, удовлетворяющие потребности человеческого организма.

В рацион питания человека должны поступать белки, как животного, так и растительного происхождения. Чем разнообразнее будут продукты питания, тем больше человек получит с пищей белков высокого качества.

Роль жиров и углеводов в питании

Наряду с белками в состав клетки входят жиры и углеводы, которые также участвуют в обменных процессах в организме. Жиры являются горючим материалом для работы всех органов: печени, желудка, сердца и других, для выполнения всех видов работ человека. Наряду с жирами в этом процессе участвуют и углеводы, и белки. Единицей измерения тепла, которое образуется в результате жизнедеятельности человека, считается большая калория. Большой калорией называется количество тепла, которое затрачено на подогрев 1 л воды на один градус Цельсия.

Может ли организм существовать без жиров? Да. Однако исследования ученых, которые проводили опыты на животных, показали следующее. Животные без жировой пищи ничем внешне не отличались от тех, которые имели в рационе жиры. Но продолжительность жизни их оказалась короче, они были менее устойчивы к колебаниям температуры (потеплению, похолоданию). Химический состав их тканей показал низкий уровень фосфорсодержащих веществ, а именно они оказывают большое влияние на нормальную работу центральной нервной системы.

Обильное употребление жира может стать причиной отложений жира в жировых депо. Такими депо может быть подкожная прослойка, сальник, жир способен откладываться и на внутренних органах – на почках, печени. Но отложение жира в организме может быть и при большом употреблении углеводной пищи (мучные изделия, овощи, крупы, сахар и т.д.). Некоторые животные и птицы, например, курдючные бараны, утки, гуси, свиньи могут накапливать много жира, питаясь углеводистой пищей.

Жир может накапливаться не только за счет употребления жиров и углеводов в большом количестве, но и при обильном белковом питании. Известно, что дикие животные имеют большие запасы жира в организме, питаясь исключительно белковой пищей. Следовательно, жиры могут накапливаться в организме человека за счет употребления жиров, углеводов и белков. Но, поскольку человеческий организм не может полноценно работать без жиров, следует выяснить, какие жиры более полезны.

Наибольшей ценностью обладают молочные жиры, которые входят в состав молочных продуктов: сливок, сметаны, сливочного масла, а также яичный желток. В них содержится большое количество витаминов, которые необходимы организму. Но все жиры, включая и молочные, и растительные, играя важную роль в питании человека, являются высококалорийными продуктами. По калорийности жиры превосходят углеводы и белки в 2 раза. При сгорании 1 г белка или 1 г углеводов образуется 4,1 большой калории, а при сгорании 1 г жиров – 9,3.

Жиры являются сложными веществами. В процессе пищеварения они подвергаются действию различных соков, что приводит к их распаду на более простые вещества. В этом сложном процессе участвуют ферменты сока поджелудочной железы и кишечного сока, а также желчь из желчного пузыря. Желчь вырабатывается печенью, попадает в желчный пузырь, а оттуда изливается в двенадцатиперстную кишку. С помощью желчи происходит расщепление жиров, жирных кислот, они всасываются ворсинками кишечника.

В питании большую роль играют и углеводы. К углеводам растительного происхождения относят хлеб, крупы, овощи, фрукты, ягоды, картофель. В продуктах животного происхождения только в молоке есть молочный сахар. Но во всех перечисленных продуктах углеводы разные. Так, картофель, крупы содержат крахмал, сложное вещество, нерастворимое в воде, но расщепляющееся под воздействием пищеварительных соков. Во фруктах, ягодах и некоторых овощах углеводы содержатся в виде фруктового сахара, свекловичного сахара, тростникового сахара, виноградного. Эти сахара, кроме крахмала, растворимы в воде, они хорошо усваиваются организмом, быстро поступают в кровь.

Крахмал окончательно расщепляется в тонком кишечнике, сахар, получившийся в результате расщепления крахмала, всасывается в кровь постепенно. Рекомендуют все углеводы вводить в виде крахмала. Это приводит к поддержанию постоянного уровня сахара в крови и постепенной доставке его тканям. Но имеются случаи (при умственной или физической перегрузке, ослаблении сердечной деятельности), когда сахар нужно быстро доставить к тканям, тогда его употребляют в достаточном количестве или вводят в виде инъекций непосредственно в кровь. Если углеводы поступают в организм в достаточном количестве, они откладываются в печени и мышцах, а при избыточном питании углеводы переходят в жир.

Ученые выяснили, что отложение углеводов в организме происходит и при избытке белка. Опыты на животных показали, что не только жир образуется из углеводов, но и углеводы могут в свою очередь образоваться из жира. Следовательно, жиры и углеводы могут образовываться в организме из всех трех главных веществ – из белков, жиров и углеводов. Только белок может образовываться лишь из белков.

Роль витаминов в питании

Долгое время о витаминах не было известно ничего. Пребывая в длительных плаваниях, питаясь однородной пищей, люди заболевали непонятной болезнью. Подозревали опасные микробы, которые могли попасть в организм с водой или пищей. Однако больные исцелялись, когда питание становилось полноценным и разнообразным.

Ученые работали над этой проблемой. В 1881 году русский врач Лунин проводил опыты с белыми мышами. В одной группе мышей кормили искусственными смесями, содержащие полный набор белков, жиров, углеводов и минеральных веществ. В итоге они быстро погибли. Другая группа мышей питалась натуральным молоком, они оставались живыми. В результате ученый сделал заключение, что в натуральных продуктах есть еще какие-то неизвестные вещества, которые необходимы для жизнедеятельности организма. Спустя тридцать лет после исследований Лунина, польский ученый Функ назвал эти вещества витаминами.

В наше время изучение витаминов продолжается, анализируется их химический состав, наличие их в тех или иных продуктах, лучшие методы их употребления, влияние на организм, открывают новые витамины. Многие витамины стали выпускать в виде витаминных концентратов, этим занимается фармакология в разных странах, включая и нашу страну. Поиски влияния витаминов на организм теперь сводится не только к пищевым продуктам, но и изучаются связи разных витаминов между собой, взаимодействиям их с белками, распределение витаминов в различных тканях и органах.

Все витамины имеют названия по буквам латинского алфавита – A, B, C, D и т.д. Витамины подразделяются на растворимые в воде и нерастворимые в воде, но растворимые в жирах. Последние стали называть липовитаминами. Растворимые витамины C, B1, B2, PP, нерастворимые – A и D.

Витамин C повышает устойчивость организма к инфекциям, к неблагоприятным воздействиям внешней среды, предохраняет от цинги. Большое количество витамина C находится в свежих овощах, ягодах, зелени, фруктах, картофеле, капусте (особенно квашеной), редисе, салате, зеленом луке. Однако витамин C растворяется в воде и разрушается при высоких температурах. Поэтому это нужно учитывать при кулинарной обработке. Например, овощи при варке класть в кипящую воду и не переваривать.

Сохранность витамина C при кулинарной обработке:

Еще нужно обратить внимание на посуду для приготовления овощей. Многие металлы, такие как медь, свинец, алюминий разрушают витамин C, поэтому рекомендуют для сохранения витамина готовить продукты в эмалированной посуде. Большое значение для сохранности витамина имеют и условия хранения, и продолжительность хранения. Лучшей температурой является температура в хранилище от 1 до 2°. Весной витамина становится меньше в овощах.

Количество потребления витамина C зависит от возраста человека, вида и интенсивности его труда, от состояния его организма. Потребление витамина возрастает, если человек ослаблен болезнью, переутомлен, имеет напряженную умственную работу, его работа проходит при высокой температуре или при пониженном барометрическом давлении, при беременности. Весной возрастает потребность в витамине, а осенью витамина C достаточно поступает со свежими овощами. Средняя потребность взрослого человека составляет 50 мг в сутки.

Витамины группы B относятся к растворимым в воде витаминам. В этой группе хорошо изучены три витамина: витамин B1, витамина B2, витамин PP. Все они играют немаловажную роль в организме человека. Так, витамин B1 отвечает за процессы в нервной системе. Его недостаток проявляет себя в повышенной возбудимости, переутомлением при умственных нагрузках, болях в мышцах и суставах. При полном отсутствии этого витамина в питании возникает болезнь бери-бери. Ее впервые обнаружили и зафиксировали в странах Востока, где главным источником питания был полированный рис. Такой рис, а также его отруби, полностью лишены витамина B1.

В рационе человека нужно совсем немного этого витамина, всего 2-4 мг в сутки. Такую дозу вполне покрывают продукты питания. Каждодневное употребление ржаного или пшеничного хлеба грубого помола наполнят организм этим витамином. Кроме того, его много в свином мясе, мясе кур, ржаных и пшеничных отрубях. При некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта витамин B1 усваивается плохо, в таких случаях его назначают в виде чистого витаминного препарата.

Витамин B2 (рибофлавин) вместе с витамином A отвечают за состояние зрения у человека, его остроту. Больше всего этого витамина в печени, молоке, яичном желтке и почках.

Витамин PP (никотиновая кислота) помогает организму справиться с заболеваниями кожи, желудочно-кишечного тракта, центральной нервной системы. В чистом виде, в виде инъекций, его часто назначают врачи при воспалительных заболеваниях дыхательных путей, при бронхитах. Витамин PP присутствует во всех продуктах животного и растительного происхождения. Поэтому при полноценном питании его бывает достаточно с приемом пищи. В сутки достаточно всего 5 мг витамина PP.

Витамин A и D являются растворимыми в жирах витаминами. Источником этих витаминов являются молочные жиры, печень животных, особенно печень рыб, рыбий жир, жирные сорта рыб, яичный желток. Витамин A важен для зрения, для слизистой оболочки дыхательных путей и пищеварительного тракта. При недостатке витамина A развивается болезнь куриная слепота, когда человек плохо видит в темноте. Витамин A в виде провитамина – каротина вещества, из которого образуется витамин A, в большом количестве находится в шпинате, салате, щавеле, моркови. При недостатке в питании витамина A могут возникать катаракта, заболевания пневмонией. В лечении язвенной болезни витамин A играет важную роль.

Витамин D регулирует фосфорно-кальциевые процессы в костной системе. Недостаток витамина D у детей вызывает болезнь рахит, а у взрослых людей нарушается питание костной ткани, вследствие чего возникают изменения в костях. Кроме продуктов питания, в числе которых молочные и рыбные жиры, витамин D образуется под влиянием ультрафиолетовых лучей солнечного света в организме человека и животных. Поэтому очень важно получать витамин D естественным путем, устраивая прогулки на свежем воздухе в солнечную погоду. Витамин D можно получать и в виде рыбьего жира, его давали всем детям советского периода.

Роль минеральных веществ в питании

Наряду с важными веществами, в числе которых белки, жиры, углеводы и витамины, большое значение для организма представляют минеральные вещества. Изучение влияния минералов на человека продолжается долгое время, многие уже хорошо изучены, проведено большое количество исследований на организм человека и животных. Но процесс научного следствия продолжается.

Так, соли кальция и фосфора оказывают главное воздействие на костную ткань, являясь главным фактором костной системы. Фосфор регулирует состав нервных тканей. Для хорошей работы сердечной деятельности необходимы соли калия и магния. Кроме того, они оказывают влияние и на всю мышечную систему. Соли железа и меди участвуют в кроветворении, способствуют в переносе кислорода к тканям.

Хорошо всем известная поваренная соль используется не только в кулинарии, в качестве приправы, ее отсутствие и избыток приводят к серьезным нарушениям в работе организма. Отсутствие поваренной соли в рационе человека вызывает расстройства сердечной системы, обмороки. В наше время некоторые диеты строятся на полном отсутствии солей. Такие диеты можно использовать лишь на коротком промежутке времени и под наблюдением врача диетолога. Но чрезмерное употребление соли также вредно, усиливается нагрузка на почки и сердечную мышцу. Суточная норма потребления поваренной соли для взрослого человека составляет 15 г, а в жару или жарком климате доза может быть увеличена до 20 г в связи с повышенным потоотделением.

Важную роль для человека играют и соли калия. Они регулируют содержание воды в тканях, способствуют выведению воды через почки. При повышенном кровяном давлении и проблемами в сердечно-сосудистой системе они становятся важным составляющим веществом. В большом количестве соли калия находятся в капусте, картофеле и других овощах. Они содержатся и в продуктах животного происхождения.

Как происходит доставка минеральных веществ в организм? Большинство минеральных веществ доставляется в организм с пищей, в кишечнике происходит их всасывание. Но не все химические вещества одинаково хорошо всасываются в кишечнике. К примеру, фосфорные соединения, получаемые с продуктами животного происхождения, хорошо всасываются и легко усваиваются организмом, благоприятно влияют на нервную систему. Значительное количество фосфора находится в печени, мозгах, сыре, яйцах, мясе.

А вот в некоторых видах зелени, шпинате, салате, щавеле, грубом помоле ржаного хлеба содержится много кальция, он плохо растворяется в пищеварительных соках и, поэтому плохо всасывается. Легкодоступен кальций для организма в молоке, молочнокислых продуктах, сыворотке молока и сырах.

Магний имеет огромное значение для организма. Он оказывает влияние на состояние костной ткани и работы сердечной мышцы. Источники магния: ржаной хлеб, крупы, отруби. Недостаточное употребление ржаного хлеба приводит к дефициту магния, а избыточное потребление ржаного хлеба и круп, но при этом недостаточное потребление молочных продуктов вызывает нарушения в костной системе.

Железо необходимо для доставки кислорода к тканям, рекомендуемая доза 15 г в сутки. Богатые железом продукты: говядина, ржаной и пшеничный хлеб грубого помола, печень, почки. Для кроветворения нужна медь, ее можно найти в большинстве пищевых продуктах. Йод нужен щитовидной железе, для выработки йодосодержащего вещества – тироксина. Недостаточное количество йода в пище или воде приводит к нарушению работы щитовидной железы, развивается зоб. В местах с недостаточным количеством йода в воде рекомендуют принимать специальные йодосодержащие препараты.

Роль воды в питании

Без воды не может существовать ни одно животное, ни человек, ни растения. Вода является главным компонентом в клетке живого организма. Вода входит во все органы, кровь содержит около 80% воды. Без воды не усваиваются никакие химические элементы, белок, жиры и т.д. О количестве употребления воды ведутся долгие споры, одна категория врачей настаивает на 2-2,5 л воды в день без учета потребления с пищей, другие учитывают воду с принятием пищи, соков, компотов и т.д. в течение дня. Большое количество жидкости приводит к усиленной работе сердца и почек, с водой вымываются витамины и минеральные вещества. Летом потребление воды больше, в холодное время года сокращается.