Характеристика отдельных пищевых компонентов

Белки – биополимеры, цепи которых построены из аминокислот, способны образовывать комплексы с различными веществами. Ими богаты продукты животного и растительного происхождения, а именно мясо, рыба, яйцо, молоко и особенно его производные (творог, сыр, кефир), хлеб ржаной, бобовые, картофель, гречиха. На потребности в вышеуказанных полимерах сказываются климатические условия, характер трудовой деятельности, возраст, физиологическое состояние организма, стрессы, наличие заболеваний. В разных странах рекомендованные нормы могут отличаться более, чем в 2 раза (табл.4). По данным ВОЗ, для взрослых она составляет 0,60 г/кг массы в сутки; при беременности во время II и III триместров дополнительно требуется 6,0 г протеинов в сутки, во время лактации – 15,0 г. Для младенцев эти величины варьируют в пределах 2,3 - 1,8 г/кг массы тела от 0 до 6 месяцев, а до года – от 1,5 до 1,2 г/кг, детям старше года необходимо вводить 0,80 г/кг в сутки. Пищевая ценность белков обусловлена их химическим составом. Часть необходимых аминокислот не способна синтезироваться в организме человека – поэтому их называют незаменимыми. Отсюда, пищевым полипептидам, включающим полный набор необходимых мономеров и в тех пропорциях, которые требуются клеткам человека, присвоен термин – «полноценные». Их содержат, в первую очередь, продукты животного происхождения (табл.5).

Немаловажное значение имеет так называемая биодоступность – способность всасываться в кишечнике. Оказывается наиболее полноценными являются протеины куриных яиц (усваивается 100%), кефира (до 90%), молока (до 83%), говядины (до 76%), творога (до 75%), в меньшей степени это характерно для растительных белков: данный показатель для «Геркулеса» составляет около 70%, для пшеничной муки – 50%, овощей, корнеплодов – 20 – 50%.

Следует заметить, что не существует идеальных по составу полипептидов, отсюда продукты должны дополнять друг друга, например, комбинироваться молочные и растительные источники. Неоднозначно действует и термическая обработка: белки куриных яиц лучше усваиваются после варки, а в подобных компонентах молока при кипячении разрушаются некоторые незаменимые аминокислоты (лизин, метионин), ухудшается биодоступность казеина.

Таблица 4

Рекомендованное потребление белка жителями разных стран

в возрасте 18-35 лет при умеренной работе

Трудно переоценить значение пищевых белков. Продукты их гидролиза – аминокислоты – являются кирпичиками в синтезе тканевых протеинов, выполняющих в организме пластическую, каталитическую, регуляторную, зрительную, сократительную, иммунную, транспортную и другие жизненно важные функции. Но их роль не ограничивается генезом биополимеров. Из аминокислот образуются гормоны, медиаторы, пигменты (гем, меланины), нуклеотиды, креатин (который в виде креатинфосфата служит депо энергии, в первую очередь, в мышечной ткани), азотистые основания, входящие в состав многочисленных липидов и т.д.

Поэтому, естественно, что пищевой дефицит белков грозит развитием самых разнообразных страданий.

Но и систематическое их переедание, особенно в составе продуктов животного происхождения, также опасно. Согласно выводам экспертов ВОЗ, около 60% онкологических больных принадлежат к «мясоедам». Подобная погрешность в питании может провоцировать не только возникновение онкологических заболеваний, но и подавлять естественный иммунитет, усиливать процессы гниения в желудочно-кишечном тракте, усложнять работу ЦНС, печени и почек образующимися азотистыми шлаками. Мало того, увеличивается вероятность поражения сосудистых стенок атеросклеротическими бляшками.

Таблица 5

Содержание белков в продуктах (г/100г)

С 1-го июня 2004 года на прилавках магазинов появились продукты с новой маркировкой. Отныне производители обязаны информировать покупателя о том, что в товаре содержится генетически модифицированный белок, если его больше 0,9%.

Что же такое генетически модифицированные источники (ГМИ)? Учёные-генетики вычленяют из цепи ДНК донора необходимый ген, затем вставляют его в хромосому реципиента, создавая организм с запрограммированными свойствами. Например, чтобы пшеница легче переносила засуху, ей привили ген скорпиона, помидору для повышения морозоустойчивости – ген норвежской сельди, а клубнике, чтобы она дольше хранилась, – ген камбалы; спасая рис от гербицидов – ввели ген человека. Но как скажется потребление подобных продуктов? Многие исследователи предполагают, что трансгены могут вызвать аллергию, рак, анемию, дистрофию. Высока вероятность развития микрофлоры кишечника, резистентной к антибиотикам, в результате никакие представители последних не будут действовать на инфекции человека. Кроме того возможно, что неблагоприятные последствия проявятся только по прошествии определённого времени или даже в следующем поколении.

Приводим список генетически модифицированных растений, которые используют в народном хозяйстве…

Соя, клюква, земляника, огурец, баклажан, горох, перец, рис, сахарная свёкла, люцерна, лён, слива, хрен, сахарный тростник, дыня, арбуз, спаржа, картофель, рожь, просо, овёс, капуста, морковь, сельдерей, кукуруза, томат, малина, киви, виноград, груша, папайя, шпинат, бананы, бобы, ячмень, подсолнечник, орех, яблоко, тыква и другие.

Поэтому маркировкой ГМИ и должны быть отмечены как минимум 40% пищевых товаров (соков, картофеля, кукурузы, помидоров; содержащих их конфет, колбас, кетчупов, чипсов, детских смесей и т.д.).

Липиды – обычно плохо растворимые в воде соединения, и, как правило, включающие в свой состав высшие жирные кислоты (ВЖК) и/или высшие спирты. Они являются обязательной составной частью сбалансированного рациона. В среднем в организм взрослого человека ежесуточно должно поступать около 80-90 г этих соединений как животного, так и растительного происхождения. Потребность в них снижается при малой физической нагрузке и в пожилом возрасте; а в условиях холодного климата и при тяжёлой мышечной работе – увеличивается. Пищевые липиды покрывают значительную часть потребности в энергии наряду с углеводами; а также повышают вкусовые качества рациона, обеспечивают состояние насыщения. Триацилглицеролы (ТАГ) содержатся в большом количестве в пищевых жирах – сале, сливочном и растительных маслах, где на их долю приходится от 80% до 98% от общей массы. Мясо также является их источником; например, уровень нейтральных жиров в нём колеблется от 3% (курица) до 40% (свинина). Фосфатидами и холестерином (ХС) богаты желток куриного яйца, икра рыб, печень, мозги. В составе растительных масел – соевого, подсолнечного, кукурузного в организм человека поступают ещё и полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), а моноеновые ЖК являются компонентами оливкового.

Для своего усвоения в кишечнике липиды требуют, кроме специфических ферментов – липаз, присутствия солей жёлчных кислот. Продукты их гидролиза в клетках организма используются для самых разнообразных нужд. Особая роль принадлежит ВЖК: их немалая часть, распадаясь в аэробных условиях, служит источником энергии; а из ненасыщенных аналогов (суточная потребность в них 3-6 г), могут синтезироваться разные биологически активные вещества, жизненно необходимые тканям (простагландины, лейкотриены, тромбоксаны, простациклины). Полиненасыщенные кислоты (ПНЖК), также как и некоторые аминокислоты, являются незаменимыми (облигатными), их часто относят к витаминам (витамин F).Согласно санитарным нормам, не менее 30% потребляемых липидов должно приходиться на растительные (жидкие) масла, так как низкая температура плавления присуща как раз молекулам ПНЖК.

Из продуктов распада липидов в клетках человека синтезируются соединения, используемые в качестве структурных компонентов мембран; служащие предшественниками в образовании гормонов, медиаторов; участвующие в регуляции водного метаболизма и т.д.

Однако несмотря на важнейшую роль описываемых соединений, их переедание грозит серьёзными патологическими сдвигами, увеличивая вероятность развития ожирения, жирового перерождения печени, атеросклероза, ишемической болезни сердца, жёлчнокаменной болезни, метаболического синдрома, сахарного диабета, различных форм рака.

Поэтому сливочное масло рекомендуется заменять сметаной, сливками, которые богаты фосфолипидами (ФЛ), нормализующими обмен холестерина, препятствующими ожирению печени. Достаточно много этих соединений содержится в растительных маслах (только в нерафинированных, причём из-за своей амфифильности присутствуют они там как раз в осадке).

Ещё одним положительным свойством данных продуктов служит отсутствие в них холестерина. Этот высший циклический спирт, несмотря на то, что выполняет важные функции (обязательный «кирпичик» всех клеточных оболочек, из него синтезируются гормоны коры надпочечников, половых желёз, витамин Д, жёлчные кислоты), при своём избытке увеличивает вероятность развития многих страданий, в первую очередь, сердечно-сосудистой системы.

Сливочное же масло содержит 0,2-0,3% ХС, в куриных яйцах его в 2-3 раза больше, не меньше в сырах (до 1,6%). В то же время суточное потребление этого липида следует ограничивать (не более 0,5 г).

Необходимо заметить, что натуральное сливочное масло должно включать не меньше 72-82% жиров. Сейчас часто бывает, что под названием «сливочное масло» скрывается целый спектр разнородной жировой продукции, где присутствуют частично гидрированные растительные масла.

В последние годы наука накопила довольно много данных о вредном влиянии образующихся при гидрогенизации так называемых транс-изомеровжирных кислот. Организму нужны не любые жиры, а лишь те, в которых ВЖК находятся в цис-форме. Именно в таком виде они встраиваются в мембраны клеток человека. Но в процессе промышленного производства, например, маргарина происходит искажение формы их молекул. Образовавшиеся продукты повреждают работу ферментов и структуру плазмолемм, поднимают уровень ХС в крови, снижают секрецию тестостерона, ухудшают качество спермы. Их действие повышает вероятность развития рака лёгких, простаты. К этому скорбному списку следует добавить и сахарный диабет.

Согласно полученным результатам, ежедневное потребление 40 г маргарина (5 г транс-изомеров) увеличивает на 50% риск развития инфаркта миокарда. А так как данный товар используется на предприятиях общественного питания и в пищевых продуктах, включая кексы, торты, бисквиты, сладости, чипсы, гамбургеры и т.д. – проблема не так проста, как кажется.

Мало того, избыток подобных ВЖК способен через плаценту переходить от матери к плоду и пагубно на него влиять: ребёнок часто рождается недоношенным, с нарушениями эндокринной системы. Коварство трансформ проявляется ещё и в том, что последствия их эффектов сказываются не мгновенно, а накапливаются исподволь, на протяжении ряда лет, когда их уже можно связать с воздействием каких-то других болезнетворных факторов.

Гигиенисты считают, что маргарин и подобную ему масложировую продукцию можно потреблять не более 10 г в сутки.

В то же время, гидрогенизация растительных жиров – вещь полезная с разных сторон. Во-первых, полученный продукт, изменивший консистенцию, легче хранить и перевозить. Но в то же время в нём снижена концентрация непредельных жирных кислот, которые, являясь жизненно необходимыми компонентами, одновременно служат субстратами для перекисного окисления, метаболиты которого участвуют в патогенезе многих заболеваний (называемых в настоящее время «free radical diseases» - свободнорадикальные болезни), таких как атеросклероз, панкреатит, ревматоидный артрит и т.д.

Любая домашняя хозяйка знает, что растительные масла при хранении не требуют низких температур; но не всем известно, что эти пищевые источники боятся света, так как содержащиеся в них ненасыщенные жирные кислоты под действием энергии солнечных лучей разбиваются на опасные радикалы, о которых написано выше.

В борьбе с ними особая роль принадлежит антиоксидантам (АО): витаминам С, РР, полифенолам, серосодержащим аминокислотам, селену. А для таких АО, как каротины, витамин Е, которых не очень много в животных жирах, но больше в растительных, обязательным условием усвоения в желудочно-кишечном тракте является наличие солей жёлчных кислот и ВЖК.

Из последней фразы вытекает важный вывод: нельзя до предела ограничивать потребление пищевых липидов, так как их недостаток провоцирует самые разнообразные повреждения в обмене веществ, подавляет сопротивляемость к инфекциям.

Особенно опасно это для детского организма: при подобной диете не только нарушается физическое развитие, ребёнок плохо растёт, высока вероятность развития анемий, сахарного диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, но даже регистрируются трудности с усвоением школьного материала. Более того, группа американских учёных (позднее подтверждено и другими исследователями) доказала, что люди, которые всеми мыслимыми способами снижали уровень холестерина, чаще других попадали в аварии со смертельным исходом, впадали в депрессию, кончали жизнь самоубийством, становились жертвами насилия.

Углеводы – органические соединения, название которых свидетельствует о том, что в их молекулах доли кислорода и водорода такие же, как и в молекулах воды. В природе обнаружены простые: моно- (глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза и др.), дисахариды (сахароза, лактоза, трегалоза и др.) и сложные (крахмал, гликоген, клетчатка, гепарин, гиалуроновая кислота и др.) глициды. Картофель, крупы, мучные изделия поставляют крахмал; свекла и пищевой сахар – сахарозу; злаки, в частности, ячмень, - мальтозу; мёд и фрукты – глюкозу и фруктозу. Продукты животного происхождения: мясо и печень – источники гликогена; молоко - лактозы. Поступая в ЖКТ, все углеводы, кроме клетчатки (см. «Пищевые волокна»), гидролизуются до моносахаридов, которые и всасываются.

Основным представителем последних является глюкоза, используемая в организме в качестве универсального источника энергии. Кроме того, из простых глицидов синтезируются различные гетерополисахариды (гликозаминогликаны, гликолипиды, гликопротеиды), обеспечивающие реализацию самых различных функций (опорной, иммунной, рецепторной, регуляторной, свёртывания крови и т.д.).

Интересно, что в отличие от пищевых белков и липидов, среди их продуктовых собратьев отсутствуют незаменимые углеводы; они все способны синтезироваться в организме, но для этого требуется поступление энергоисточников и веществ, которые служат субстратами в генезе многочисленных соединений. Для подобных целей и используются в рационе различные сахариды.

На долю этих веществ приходится основной объём потребляемой пищи (300-500 г), причём процент съедаемых углеводов в России с каждым годом растёт за счёт хлебопродуктов и картофеля, что не совсем благоприятно (табл.1).

В рационе современного жителя Забайкалья преобладают углеводы и жиры. Причем 50% углеводов представлены легкоусвояемой фракцией, на долю которой должно приходится не более 20% от их общего количества в рационе. Основным представителем данного класса в рационе должен быть крахмал.

Нарушение баланса вследствие переедания легкоусвояемых глицидов грозит ожирением, жировым перерождением печени, метаболическим синдромом, атеросклерозом, ИБС, жёлчнокаменной болезнью, кариесом, остеопорозом, снижением иммунитета, различными аллергическими проявлениями. Причём особая роль при этом принадлежит сахарозе и продуктам, богатым этим дисахаридом. Однако полное исключение данного вещества из питания также может сопровождаться срывами в обменных процессах, приводить, например, у детей к гиперкетонемии. Поэтому в суточный рацион взрослого человека рационально включать до 25-30 г подобных соединений.

Приблизительно такое же количество должно приходиться и на долю так называемых пищевых волокон.

Пищевые волокна (ПВ), синонимами которых являются неусвояемые углеводы, клетчатка, балластные вещества, - представляют собой большую группу нутриентов, источниками которых служат растительные продукты (зерновые, фрукты, ягоды, овощи). К ним относят полисахариды, не способные расщепляться в тонком, но подвергающиеся бактериальной ферментации в толстом кишечнике. Важнейшие компоненты ПВ - целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин, камеди, слизь, лигнин. В пищевом рационе волокнистые структуры должны присутствовать в количестве 20-30 г/ в сутки.

Долгое время эти соединения считались ненужным грузом, от которого старались очистить пищу; в связи с чем был разработан и выпускается ряд рафинированных продуктов, полностью освобождённых от ПВ – сахар, кондитерские изделия, мука тонкого помола, осветлённые соки, что приводит к значительному уменьшению количества неусвояемых углеводов в рационе.

Но эти вещества играют важную роль в функционировании ряда органов и, в первую очередь, влияют на работу толстого кишечника. Обладая способностью удерживать воду, они ускоряют кишечный транзит и перистальтику, что стимулирует калообразование. Пищевые волокна адсорбируют значительное количество холестерина, глюкозы, электролитов, продуктов гниения, токсинов, что обеспечивает детоксикацию организма. Благодаря своим ионообменным свойствам, ПВ облегчают выведение солей тяжёлых металлов, радионуклидов; снижая рН химуса, подавляют синтез бактериями потенциальных канцерогенов, предотвращая развитие рака толстого кишечника. Считают, что волокна связывают от 8 до 50% гетероциклических аминов – мутагенов, образующихся в результате приготовления пищи из мяса путём высокотемпературной обработки.

Помимо влияния на функцию толстого кишечника, ПВ воздействуют не только на кинетику жёлчного пузыря, но и нормализуют состав жёлчи.

Данные углеводы регулируют и липидный обмен, связывая и выводя из кишечника ВЖК, нейтральные стеролы (холестерин). Наиболее выраженным гипохолестеринемическим эффектом обладают пектины яблок, цитрусовых, овсяных отрубей.

Гипогликемические свойства пищевых волокон обусловлены подавлением ими активности кишечных амилаз, увеличением неперемешиваемого слоя химуса, замедлением высвобождения глюкозы из вязкого раствора клейких полисахаридов.

ПВ могут иметь вспомогательное значение в коррекции ожирения:

- повышая растяжение и снижая скорость опорожнения желудка, способствуют подавлению аппетита, создают ощущение насыщения, препятствуют перееданию;

- с их помощью можно замещать в диете более энергоёмкие продукты. Отсюда ещё один термин для них – «резерв здорового организма».

При недостатке ПВ высока вероятность развития хронических запоров, геморроя, полипов и опухолей кишечника, жёлчевыводящих путей, атеросклероза, ИБС, метаболического синдрома, сахарного диабета, мочекаменной болезни и др.

Однако, используя ПВ в лечебно-профилактических целях, необходимо учитывать, что длительное и бесконтрольное введение их с пищей способно подавлять всасывание макро-, микроэлементов, витаминов.

Витамины – подробно об этих БАВ см. в главе «Витамины и их значение в питании».

По данным НИИ питания, у 80-90% населения РФ регистрируется дефицит аскорбиновой кислоты, у 40-60% снижены величины витаминов А, Д, Е, В₁, В₂, В₆. Об опасных последствиях недостатка наслышаны все. Но что, в первую очередь, их провоцирует?

Дефицит витаминов, а также минеральных веществ (табл.6,7) объясняется следующими причинами:

- почвы, на которых выращиваются овощи и фрукты, давно истощены. Вместо органических удобрений в них вносятся минеральные. Созревшие на таких участках плоды смотрятся великолепно (поскольку предназначены для продажи), но они резко обеднены витаминами и минеральными веществами;

-количество этих БАВ падает (например, В и С) при замораживании продуктов и нарушении правил их хранения; в перезимовавших овощах и фруктах их остаётся не так уж много; в яблоках, сорванных за 3 месяца до того, как они попали на стол, витамины разрушаются на 16%, через полгода хранения на 25%, спустя год – на 50%. Подобное явление характерно и для цитрусовых, а в зелени уже через сутки его запасы сокращаются на 40-60%. К декабрю количество аскорбата в картофеле уменьшается вдвое, а к марту – в 4 раза. Второе и третье место по «хрупкости» занимают пиридоксин и фолиевая кислота;

-подобное явление характерно при сборе овощей и фруктов до срока (это делается, чтобы они не портились при транспортировке);

следовательно, помидоры и огурцы, выращенные даже в условиях теплиц города, гораздо полезнее, чем томат, завезенный в незрелом виде;

-строгая диета (исключение из рациона овощей и фруктов, использование не цельных продуктов, а фаршей, из них приготовленных), употребление консервированных, а также рафинированных продуктов, в которых витамины удалены в процессе обработки;

- многократная термическая обработка различных блюд;

- несовершенство технологий (до 80-90% витаминов группы В теряется на пути от зерна до хлеба);

- загрязнение среды повышает расход витаминов;

-вредные привычки (курильщикам требуются дополнительные количества аскорбиновой кислоты, у алкоголиков повышена потребность во многих БАВ, особенно в тиамине).

Но следует помнить, что данные биологически активные вещества способны, поступая в избытке, вызвать повреждения отдельных звеньев метаболизма в клетках, тканях, органах (гипервитаминозы).

Минеральные пищевые компоненты

Минеральные соединения по своему вкладу в статус организма делят на макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Особая роль принадлежит воде, на долю которой у младенцев приходится до 90%, у взрослого человека – до 60%. По происхождению выделяют эндогенную (образующуюся в результате биологического окисления) и экзогенную воду. Последняя поступает или в составе твердых пищевых продуктов, или входит в различные жидкости (чай, компот, кисель, соки, пиво и т.д.).

Таблица 6

Суточная потребность в элементах у взрослого человека

Таблица 7

Суточная потребность в некоторых микроэлементах

у детей первого года жизни

Питьевой режим зависит от многих факторов:

- от температуры окружающей среды, её влажности;

- от возраста;

- от состояния здоровья;

- от характера выполняемой работы;

- от особенностей пищевого рациона и т.д.

Считают, что в регионах с умеренным климатом суточная потребность взрослого человека составляет до 1,5 л жидкости плюс до 1,0 литра в плотной части рациона.

Лицам, работающим в горячих цехах, рекомендуется употреблять до 4,0 л в час различных жидкостей, включающих в свой состав необходимые минеральные соли. Пациентам с положительным водным балансом, проявляющимся развитием отёков, необходимо ограничивать приём воды. Однакотакие действия не должны приводить к её дефициту в организме, так как значение этой влаги для клеток очень велико: она является растворителем многих веществ, служит средой, в которой протекают все реакции, сама непосредственно участвует в них (в гидратации, гидролизе), с её помощью кровью, лимфой, ликвором обеспечивается транспорт необходимых тканям соединений и, наоборот, выведение продуктов распада. Испарение воды с кожной поверхности помогает в регуляции температурного баланса. Включённая в состав внутрисуставных жидкостей она снижает силы трения.

Даже этот неполный перечень выполняемых функций свидетельствует о том, что человеку настоятельно необходимо достаточное поступление воды в организм. Поэтому еда всухомятку вредна, следует обязательно запивать бутерброды, сухари и т.д. Не рекомендуются холодные напитки после приёма жирных продуктов, так как в подобных условиях жидкость надолго задерживается в желудке. А тёплая вода способствует тому, что пища быстрее покидает этот орган.

Интересно наблюдение из практики – стакан холодной воды, принятый утром натощак, препятствует развитию запоров.

Медики уже давно обратили внимание на то, что многие недуги связаны с несбалансированным поступлением в организм минеральных соединений. Например, была обнаружена связь между недостатком пищевого железа и возникновением анемии. В конце 19-го века была доказана ведущая роль дефицита йода в патогенезе эндемического зоба. С тех пор объём информации о роли субнормальных и избыточных величин определённых химических элементов, содержащихся в диете, в формировании болезней лавинообразно возрастает.

У большей части населения России установлен дефицит пищевых минеральных веществ (железа, йода, селена, кальция и др.) (табл.6,7).

Свыше 90% потребляемого человеком селена алиментарного (пищевого) происхождения. Естественное содержание его в продуктах чаще составляет 0,01-0,07 мг/кг (табл.8). Бедны этим биотиком молоко, овощи, ягоды, фрукты.

Наиболее богаты морепродукты, в том числе рыба, а также почки, мясо, чеснок. Так как «хлеб – всему голова», источником МЭ можно считать и хлебобулочные изделия, так как они употребляются в течение суток в солидном количестве. В рационе большинства забайкальцев рыба, по данным опросов, встречается редко (один раз в месяц). Хотя достаточно дважды в неделю в рацион вводить рыбу и организм получит необходимое количество селена. Но данная закономерность может нарушаться, если вышеперечисленные пищевые компоненты имеют своё происхождение из местности, ландшафт которой обеднён селеном.

Много лет этот элемент относили к токсичным и только в середине 20-го века установили его эссенциальность вначале для животных, а позднее для людей.

Таблица 8

Пищевые продукты, рекомендуемые

в качестве источников селена (мг/100 г продукта)

В организм человека данный биотик попадает в составе селен-содержащих аминокислот (Se-цистеина, Se-метионина), которые, как и все соединения подобного типа, в клетках включаются в различные белки, чаще – ферменты. Первой была обнаружена глутатионпероксидаза, обеспечивающая разрушение образовавшихся в тканях избыточных количеств водородных пероксидов и органических пероксидных соединений. Отсюда селен защищает от окислительного повреждения липиды биомембран, а также полинуклеотиды, токоферолы и другие клеточные структуры, предотвращая избыточную генерацию свободных радикалов и канцерогенных альдегидов и кетонов, стимулирует синтез серосодержащих аминокислот, нормализует баланс глутатиона; участвует в детоксикации Hg, As, Cd, Pb, Ni и ряда других металлов.

К высокоактивным антиоксидантам принадлежит и тиоредоксин-редуктаза, также включающая в свой состав Se. Этот энзим восстанавливает монорибонуклеотиды. Полученные при этом вещества служат субстратами в синтезе ДНК. За счёт обеспечения редокс-контроля данный энзим нормализует экспрессию генов, поэтому пониженная активность тиоредоксинредуктазы может быть причиной повышения чувствительности к окислительному стрессу.

Как утверждают некоторые учёные (D.Behne et al., J.G.Jange et al.), важным участником защиты от реактивных молекул является ещё один Se-содержащий белок – селенопротеин Р. Он регистрируется и в плазме крови, и в эндотелиальных клетках печени, почек, головного мозга. У человека, наряду с антирадикальным действием, это соединение регулирует транскрипцию медиаторов воспаления.

Из-за дефицита Se подавляется продукция тироидных гормонов, так как он, входя в состав 5'-дейодиназы, катализирует конверсию прогормона тироксина в активную форму – трийодтиронин.

В отдельных работах ключевую роль в развитии беломышечной болезни телят, ягнят и кардиомиопатии (кешанской болезни) людей приписывают недостатку ещё одного Se-содержащего белка – селенопротеина W. Даже такое краткое перечисление веществ, включающих данный биотик, свидетельствует практически об универсальности выполняемых им функций.

Многие исследователи, не расшифровывая интимных механизмов влияния вводимого МЭ, просто констатируют их конечные эффекты:

1) антигистаминный, антиаллергический;

2) антимутагенный, антитератогенный;

3) радиопротекторный, антиканцерогенный;

4) антиамнестический; соединения селена подавляют депрессию, состояние тревоги, усталости;

5) стимулируют репродуктивную систему;

6) облегчают адаптацию к неблагоприятным факторам;

7) нормализуют обмен простагландинов, лейкотриенов, простациклинов, тромбоксана, некоторых дистантных гормонов (тироидных, СТГ);

8) обладают антиаритмическим действием, отрицательным инотропным эффектом, снижают артериальное давление;

9) регулируют специфический и неспецифический иммунитет, служат мощным иммуномодулятором;

10) тормозят прогрессию СПИД-вирусоносительства в болезнь;

11) уменьшают вредное влияние токсинов (солей тяжёлых металлов, нитритов и других нитропроизводных, микотоксинов, лекарств, различных ксенобиотиков);

12) предотвращают развитие окислительного стресса, лежащего в основе старения, воспаления, канцерогенеза, ишемии и как следствие – free radical diseases (свободнорадикальных болезней: атеросклероза, панкреатита, ревматоидного артрита и т.д.).

Железо стоит в группе макроэлементов из-за своего немалого количества в тканях, но его иногда относят к микроэлементам, так как оно ведёт себя в организме как компонент этой группы. Катионы данного переходного металла выполняют одну из ответственнейших функций в жизни животных и человека. Они включаются в ароматическую структуру гема – небелковой части гемопротеидов, одним из основных представителей которых является гемоглобин. Он, заполняя эритроциты, участвует в транспорте газов. И хотя при этом происходит взаимодействие железа с кислородом, степень окисления первого не меняется, оставаясь 2+. Другие же гемопротеиды – цитохромы требуют для выполнения своей функции перемены валентности железа. Эти белки – непременные участники биологического окисления и процессов микросомального окисления.

Каталазу и пероксидазы тоже относят к этой группе сложных белков, они катализируют восстановление различных органических и минеральных пероксидов, в первую очередь, пероксида водорода (Н₂О₂).

В мышечных волокнах содержится сходный по строению с гемоглобином миоглобин, депонирующий в них кислород, причём его доля в миофибриллах определяется многими условиями; в основном его статус растёт у лиц, занимающихся водными видами спорта или их работа связана с длительной задержкой дыхания (ловцы жемчуга, ныряльщики и т.д.).

Скорость и процент всасывания железа зависят от рН среды (при гипоацидном состоянии снижается), от состава продуктов (клетчатка, соль фитиновой кислоты подавляют усвоение), и главное условие – поступление в виде гемового компонента. Обычно это обеспечивается продуктами животного происхождения (печенью, почками, лёгкими, говяжьим мясом, телятиной, а в дичи его меньше). И хотя многие растительные источники (бобовые, грибы, дрожжи, какао, семена тыквы, подсолнечника, орехи) довольно богаты соединениями этого металла, его биоусвояемость из них не достигает и 10% (табл.9).

Суточная потребность в цинке колеблется в довольно широких пределах в зависимости от возраста, пола, уровня его всасывания.

Несмотря на достаточное количество цинка в овощах, ягодах, фруктах, они не могут служить его хорошими источниками, особенно если подверглись термической обработке (при варке потери составляют 30-70%).

Ионы этого металла выполняют разнообразные функции: а) включаются в состав различных ферментов (около 200), в первую очередь, карбоангидразы эритроцитов, которая является обязательным участником метаболизма углекислого газа; б) активируют процессы клеточного деления и роста; в) образуют комплексы с гиалуроновой кислотой соединительной ткани, регулируя проницаемость слизистых оболочек; г) используются в поддержании баланса ионов Cu, Fe, Mg, Ca; д) связываясь с инсулином, обеспечивают его депонирование в поджелудочной железе; е) входят в структуру гормона, синтезируемого эпителиальными клетками вилочковой железы, тем самым нормализуют работу иммунной системы.

Следует отметить, что в состав злаков и большинства овощей входит фитин, связывающий катионы Fe, Zn и нескольких других металлов, поэтому соединения последних в продуктах животного происхождения более доступны для организма. Говядина, свинина, баранина обычно содержат 20-40 мг/кг цинка, столько же его регистрируется в желтке яиц. Молоко и речная рыба несколько обеднены этим биотиком.

Таблица 9

Пищевые продукты, рекомендуемые в качестве

источников железа (мг/100 г продукта)

Суточная потребность марганца колеблется в зависимости от возраста (у детей 5-7 лет – 0,07-0,1 мг/кг, у подростков – 0,08-0,09 мг/кг), от характера питания (табл.10). Кишечной абсорбции его соединений препятствуют кальций, железо, фосфаты. Потребление продуктов, богатых танином (чай) и оксалатами (томаты, шпинат), может также снизить усвоение Mn.

Биологическую роль этого биотика трудно переоценить: включаясь в различные биополимеры, он регулирует их функции. Принимает непосредственное участие в формировании спиральных структур нуклеиновых кислот; поддерживает архитектонику некоторых ферментов-мультимеров; входит в активные центры окислительных энзимов; служит компонентом Mn-содержащей супероксиддисмутазы, обеспечивая тем самым антирадикальную защиту; потенцирует действие инсулина; участвует в обмене коллагена и гликозамингликанов (мукополисахаридов), стимулируя рост волос, ногтей, процессы окостенения. Кроме того, активирует пируваткарбоксилазу, аргиназу, фосфатазы, гексокиназу, обладает липотропным эффектом.

Таблица 10

Пищевые продукты, рекомендуемые

в качестве источников марганца (мг/100 г продукта)

Соединения кобальта входят в состав всех низших и высших растений, в почвах его содержится 0,4-4,0 мг/кг.

В живых организмах данного элемента в сотни раз меньше, чем железа, но это не сказывается на его биологической роли. Его пищевые источники представлены в таблице 11.

В тканях животных он включается в состав витамина В₁₂, который служит коферментом различных трансфераз и изомераз. Например, метилмалонил-КоА-мутаза – один из участников синтеза гема – простетической группы гемоглобина, цитохромов (цитохром Р₄₅₀ – облигатный компонент биотрансформационной системы печени), каталазы, пероксидазы, миоглобина (подробно их функции см. выше). Кроме того, ионам кобальта приписывают гипотензивный эффект, а также стимуляцию образования некоторых гормонов (катехоламинов, щитовидной железы), фосфолипидов – молекулярных структур биомембран клеток, оболочек нервных волокон.

Таблица 11

Пищевые продукты, рекомендуемые

в качестве источников кобальта (мг/100 г продукта)

Биогенный микроэлемент – фтор – в биосфере вездесущ. Его источником являются вулканические газы и извержённые горные породы, в которых обнаружено около 1000 фторсодержащих минералов. Последние обычно находятся в рассеянном состоянии, но есть и имеющие промышленное значение месторождения флюоритов, фторапатитов, коренных фосфоритов.

Атмосферные выбросы и сточные воды ряда производств (суперфосфатных заводов, предприятий химической промышленности и др.) включают значительное количество галогена. В этих условиях он накапливается в верхних слоях почв, в их пыли, на поверхности и внутри растений. Подобным образом возникают фтористые геохимические провинции антропогенного происхождения.

В большинстве пищевых продуктов этот биотик содержится в десятых долях мг на 1 кг массы. В овощах, фруктах, ягодах величины фтора варьируют от 0,1 до 0,4 мг/кг. Больше его депонируется в зелёных частях растений, например, в листьях петрушки, салата, шпината, капусты. Много его обнаруживается в зелёном чае (100-200 мг/кг). Уровень МЭ в хлебобулочных изделиях зависит от его концентрации в применяемой при выпечке воде. В молоке регистрируется 0,03-0,25 мг/л, в мясе различных животных 0,15-0,60 мг/кг, в рыбе – 0,09-0,40 мг/кг.

По выполняемым функциям этот галоген принадлежит к остеотропным элементам. Основная его масса локализуется в костной ткани, особенно в зубной эмали в виде гидроксифторапатита.

Йод – галоген той же VII группы, что и фтор. На суше встречается крайне редко. Минералов, богатых йодом, известно мало. Это типичный рассеянный элемент. Вымываясь из горных пород, аккумулируется в морской воде и в живых организмах; легко возгоняется с поверхности Океана и вместе с атмосферными осадками попадает в почву, грунтовые воды и другие компоненты пищевой цепи.

Основываясь на его биологическом круговороте, для удовлетворения суточной потребности (табл.6,7) источниками данного неметалла можно считать лишь продукты морского происхождения (рыбу, водоросли, моллюски).

В организме человека около 25 мг йода, большая часть которого регистрируется в щитовидной железе, так как он включается в гормоны, синтезируемые этим органом:

дейодиназа (Se)

тироксин трийодтиронин

I

Они cлужат регуляторами многих (углеводного, липидного, азотистого) обменов, кроме того стимулируют биоэнергетические процессы. Щитовидная железа начинает функционировать очень рано, на стадии эмбриона, обеспечивая тем самым не только развитие, но и дифференцировку всех органов и тканей, в первую очередь – нервной системы.

Установлено, что многим представителям флоры и фауны, в том числе и человеку, необходимы и другие элементы – хром, кремний, никель, олово, литий, ванадий, алюминий и др. Онипоглощаются в ничтожно малых количествах и их физиологические функции не до конца выяснены (As стимулирует гемопоэз; V, Cr обладают гипогликемическим эффектом; Sn активирует клеточный рост, а Pb, наоборот, тормозит его и т.д.)

Среди представителей ультрамикроэлементов можно выделить стронций, он обнаруживается как составная часть скелета. Элементы побочной подгруппы III группы лантан и все лантаноиды проявляют себя как антагонисты кальция. Кроме того, в последние годы выявлена возможность их избирательного связывания с опиоидными рецепторами, что снижает чувствительность последних и в перспективе может быть использована в терапии наркоманий.

Таким образом, здоровье человека зависит от присутствия в пищевых продуктах и воде необходимых микроэлементов, концентрация которых определяется локальным биогеохимическим круговоротом.

Следовательно, в соответствии со вторым принципом, чтобы быть здоровым и красивым надо питаться разнообразно. Все питательные вещества (нутриенты) должны присутствовать в рационе человека, так как им присущи определенные функции:

· пластическая – преимущественно характерна для белков;

· энергетическая – преимущественно – жиры и углеводы;

· каталитическая - преимущественно витамины, минеральные вещества.

При нарушении вышеописанного принципа рационального питания у человека возможно развитие многочисленных патологических состояний: гиповитаминозов, белковой недостаточности, анемий, макро- и микроэлементозов и т.д.