Значение питания в обеспечении жизнедеятельности

В основе жизни лежит сочетание трех потоков: вещества, энергии и информации. Для обеспечения этих потоков исходный материал должен поступать из внешней среды, в значительной степени с пищевыми веществами.

К основным пищевым веществам относят белки, жиры, углеводы, воду, витамины, минеральные вещества, фитонциды и некоторые другие.

Белки в организме выполняют многообразные функции, к основным из которых следует отнести:

– пластическую, так как они являются основным строительным материалом клеток, тканей, межтканевого вещества и клеточных мембран;

– каталитическую, связанную с тем, что белки являются основным компонентом практически всех ферментов – внутриклеточных и пищеварительных;

– гормональную – значительная часть гормонов по своей природе является белками: инсулин, гормоны гипофиза и др.;

– иммунную, обусловливающую индивидуальную специфичность каждой особи;

– транспортную, так как белки участвуют в переносе кровью газов (О₂ и СО₂), углеводов, жиров, некоторых витаминов и пр. Кроме того, они обеспечивают перенос минеральных солей через клеточные мембраны и внутриклеточные структуры.

Белки пищевых продуктов включают 20 аминокислот, из которых 8 незаменимые, то есть в организме человека они не синтезируются (в отличие от 12 остальных аминокислот). Правда, в полном смысле слова незаменимых аминокислот не бывает. Еще в исследованиях И.М. Сеченова было показано, что в артериальной крови человека содержание азота выше, чем в венозной, что дало ему основание утверждать, что организм может усваивать азот воздуха. Существует предположение, что при определенных условиях микрофлора толстого кишечника может синтезировать незаменимые аминокислоты. Несколько позднее было доказано существование двух путей преобразования газообразного азота в белки тела человека: первый – с помощью бактерий в верхних дыхательных путях и в толстом кишечнике и второй – через усвоение азота воздуха как живым веществом, так и клетками живого организма, в частности, ферментными элементами крови и гемоглобином, который по своей структуре очень напоминает хлорофилл.

Оптимальное соотношение заменимых и незаменимых кислот для данного человека зависит от его образа жизни (в частности, от уровня его двигательной активности) и от возраста. Так, для детей дошкольного возраста доля незаменимых кислот в связи с преобладанием у них процессов анаболизма должна достигать 40%, а у людей старших возрастов, у которых все большее значение приобретают процессы катаболизма, – 30%.

Белков, которые бы содержали заменимые и незаменимые кислоты в оптимальном соотношении, так называемых идеальных белков, в природе не бывает (исключение составляют белки женского молока, но лишь для грудных детей). Белки животного происхождения считаются полноценными, так как соотношение обеих групп аминокислот в них такое же, а порой и больше (в сторону незаменимых), чем в идеальном белке. Подавляющая же часть растительных белков является неполноценными, так как в них незаменимых кислот гораздо меньше, чем в идеальном белке. Тем не менее в рационе питания их наличие обязательно.

В повседневной жизни человек чаще всего использует в питании смеси пищевых белков как животного, так и растительного происхождения. Биологическая ценность такого смешанного белкового питания составляет около 70% от ценности идеального белка. Если исходить из средних нормативов потребления белка для взрослого человека (1–1,5 г/кг массы тела), то становится понятным, что чем более неполноценными являются потребляемые белки, тем больший объем их следует потреблять. Однако при этом следует знать, что степень усвоения белков организмом зависит не только от их полноценности, но и от общего состава пищи и от наличия в ней витамина С – на каждый грамм поступающего белка требуется около 1 мг витамина; если же это требование не соблюдается, то оставшаяся в силу дефицита витамина часть белка гниет в толстом кишечнике, что ведет к нарушениям пищеварения и обмена веществ*.

*Следует учитывать и то, что для выведения из организма продуктов распада животных белков требуется 42 г воды на 1 г белка, в то время как конечным продуктом распада углеводов и жиров являются углекислый газ и вода; следовательно из-за избыточного потребления воды заметно возрастает нагрузка на почки и сердце.

Набор аминокислот животных белков ближе к потребностям организма человека, чем растительных. Видимо, на определенном этапе эволюции именно потребление животных белков сыграло определенную роль в том, что человек стал человеком. Однако в то время он потреблял сырое мясо добытых животных. С тех пор ситуация заметно изменилась, и употреблять животную сырую пищу человек перестал давно (а сейчас это и небезопасно из-за возможности попадания в животный организм возбудителей заболеваний). При тепловой же обработке пищи уже при 46–48°С происходит сворачивание (коагуляция) белков, когда связи между ними и другими пищевыми веществами (углеводами, минеральными веществами, витаминами и пр.) разрываются. Потерявший свою структуру белок переваривается гораздо хуже, чем не подвергшийся тепловой обработке. Кроме того, при 54°С исчезает практически полностью активность ферментов, содержащихся в самих белках, – в этом случае эффективность переваривания этих белков в пищеварительном тракте многократно снижается за счет исключения в нем аутолиза (о котором будет сказано ниже).

На состоянии животных белков, употребляемых в пищу современным человеком, сказывается целый ряд неблагоприятных факторов. В частности, представляет опасность употребление мяса не только инфицированных, но и переутомленных, истощенных или ослабленных животных. При хранении мяса под действием собственных ферментов в нем происходят аутолитические процессы, ведущие к накоплению вредных, шлаковых веществ, по своему действию напоминающих стрихнин. Кроме того, здесь же появляются мочевина, мочевая кислота, соли фосфорной и серной кислот, которые сами по себе заметно сказываются на обмене веществ. При забое животного в результате возникающего у него стресса в кровь выбрасывается много гормонов, которые наполняют каждую клеточку активной ткани и прежде всего мышц, отличающихся в процессе стресса особенно высокой активностью. Отмечено, что большинство злоупотребляющих мясной пищей людей вспыльчивы и агрессивны, более подвержены раковым и сердечно-сосудистым заболеваниям, менее выносливы к физическим и нервным нагрузкам, чем предпочитающие растительные пищу. Избыточное потребление мяса сопровождается закислением организма, а это, в свою очередь, ведет к снижению активности азотфиксирующих бактерий в дыхательных путях со снижением интенсивности синтеза аминокислот. Исходя из сказанного, можно предположить, что существующие нормы потребления белков для человека, особенно животного происхождения, явно завышены*.

*Именно с избыточным питанием мясом во многом связывают акселерацию детей, которая отрицательно сказывается на всех последующих этапах жизни человека, его духовном и физическом развитии, долголетии, иммунитете и т.д. Мясо в сочетании со сладостями ведет к нарушениям обмена веществ и ускоряет процесс старения тканей.

Жиры выполняют в организме множественные функции:

– как пластический материал они участвуют в построении клеток, особенно велико их содержание в оболочке клетки (в частности, в оболочке нервных и половых клеток их доля достигает 50% и более). Без них невозможно построение и некоторых органелл клетки;

– принимают участие в синтезе гормонов, особенно гормонов гипофиза, коркового вещества надпочечников и половых гормонов;

– являются высокоэнергетическим резервом организма: при сжигании 1 г его освобождается 9,3 ккал тепла – это более чем в 2 раза превышает энергоемкость белков и углеводов;

– необходимы для реализации функций жирорастворимых витаминов (А, К, Е и др.) – без их достаточного поступления эти витамины не только не дают необходимого эффекта, но и могут даже вызвать явления интоксикации.

В рацион питания современного человека входят животные и растительные жиры. Первые из них преимущественно включают полинасышенные жирные кислоты, имеющие прочные одновалентные межуглеродистые связи и относительно низкую температуру затвердевания (ниже температуры тела человека). Некоторые из кислот животного происхождения – линолевая, линоленовая и арахидоновая – в организме не синтезируются и относятся к незаменимым. Животные жиры обусловливают свертываемость крови, содержание в ней жировых шариков – хиломикронов и холестерина и т.д. Из-за своего химического консерватизма животные жиры в организме являются своеобразным «отстойником», где скапливаются токсины. Растительные жиры построены преимущественно полиненасыщенными кислотами, в которых между атомами углерода существуют двух- и даже трехвалентные связи, а температура затвердевания достаточно высокая. Ненасыщенные жирные кислоты способствуют быстрому преобразованию холестерина, являющегося одним из серьезных факторов развития атеросклероза, и выведению образовавшихся при этом продуктов из организма. Кроме того, они нормализуют эластичность и снижают проницаемость кровеносных сосудов. При их недостатке снижается иммунитет и угнетается репродуктивная функция.

При действии самых различных факторов – света, кислорода, ферментов и прочего – происходит окисление жиров с образованием низкомолекулярных продуктов разложения – альдегидов, кетонов, свободных кислот и прочих веществ, нарушающих структуру и вкусовые качества жиров. При кипячении в жирах не только происходят аналогичные изменения, но и образуются довольно агрессивные перекисные радикалы, активирующие старение организма, эпоксиды и даже канцерогенные вещества. Последние особенно активно образуются при повторном кипячении жиров.

В пищеварительном тракте жиры расщепляются соответствующими ферментами до глицерина и жирных кислот, которые уже в тканях человека образуют новые жиры, свойственные именно данному индивидууму.

Суточная потребность в жирах составляет 25–30 г.

Углеводы в организме человека не синтезируются, поэтому потребность в них полностью должна удовлетворяться пищей. В углеводах, образующихся в зеленых листьях при участии хлорофилла и солнечного света, природа преобразует солнечную энергию в химическую, освобождающуюся при распаде углевода в организме человека.

Углеводы в организме имеют преимущественно энергетическую ценность, хотя участвуют и в пластических процессах.

Углеводы подразделяют на моно-, олиго- и полисахариды.

Моносахариды (простые углеводы) представлены глюкозой, фруктозой, галактозой, рибозой и др.*

*Смесью моносахаридов является натуральный мед, который представляет собой сахар, расщепленный в медовом желудочке пчелы. Он состоит поровну из фруктозы и глюкозы и в пищеварительном тракте без всяких превращений всасывается в кровь. Содержит органические кислоты, минеральные вещества, ферменты, биостимуляторы, обладает противовоспалительными и бактерицидными свойствами.

Олигосахариды – более сложные соединения, построенные из нескольких (от 2 до 10) остатков моносахаридов, – это сахароза, мальтоза и лактоза.

И моно-, и олигосахариды имеют сладкий вкус, за что их называют «сахарами». Моносахариды легко окисляются в организме до углекислого газа и воды. Основной же углеводный продукт нашей пищи – сахароза, попадая в организм, под действием энзимов и кислот вначале разлагается до моносахаридов, а затем уже до СО₂ и воды. Однако этот процесс идет только в случае, если сахар потребляется в естественном виде, то есть в составе того продукта, в котором он содержится, усвоение же чистого сахара осуществляется гораздо сложнее.

Полисахариды представлены в пище крахмалом и пищевыми волокнами (целлюлозой, клетчаткой и пектиновыми веществами). Крахмал сырых растений в пищеварительном тракте постепенно расщепляется до моносахаридов с последующим распадом до конечных продуктов. Гораздо труднее происходит переваривание термически обработанных крахмальных продуктов, так как при высокой температуре разрушается значительная часть содержащихся в сырой пище витаминов и вымываются минеральные соли, необходимые для обеспечения нормального переваривания крахмала. В этом случае в пищеварительном тракте полисахариды бродят и гниют, отравляя организм.

Особую опасность представляет высокосортная пшеничная мука, при употреблении которой в кишечнике образуется клейковина, вызывающая атрофию его ворсинок, что ведет к нарушению пристеночного пищеварения и всасывания пищевых веществ. Естественно, что это может быть первым звеном в развитии патологии не только кишечника, но и обмена веществ.

Пищевые волокна непосредственному перевариванию в пищеварительном тракте не подвергаются, однако их роль трудно переоценить. Пищевые волокна:

– формируя гелеобразные структуры перевариваемых пищевых масс, влияют на опорожнение желудка, скорость всасывания в тонкой кишке и время прохождения пищевых (каловых) масс через желудочно-кишечный тракт;

– предотвращают образование каловых камней; удерживая воду, определяют консистенцию и увеличивают массу фекалий;

– адсорбируют желчные кислоты, предотвращая их потерю и обеспечивая нормальный обмен холестерина и желчных кислот и поддержание достаточного уровня гемоглобина в крови;

– оказывают противовоспалительное и антитоксическое действие, что предупреждает нарушение обмена веществ в организме и развитие рака толстой кишки;

– участвуют в синтезе некоторых витаминов;

– около 50% пищевых волокон в толстом кишечнике подвергается усвоению микрофлорой с последующим использованием образовавшихся веществ организмом;

– способствуют выведению из организма токсинов и тяжелых металлов;

– предупреждают развитие таких заболеваний, как атеросклероз, гипертония, сахарный диабет и др.

Различают нежные пищевые волокна, которые расщепляются и достаточно полно усваиваются организмом (они в большом количестве содержатся в яблоках, капусте, картофеле), и грубые – менее усваиваемые (содержатся в моркови, свекле и пр.), однако при недостатке в питании пищевых волокон и при хорошем состоянии пищеварительного тракта и они усваиваются достаточно полно.

Суточная потребность человека в углеводах определяется особенностями его жизнедеятельности и затратами энергии таким образом, чтобы они покрывали недостающую часть потребности в энергии с учетом потребленных жиров и в меньшей степени белков. Вместе с тем для обеспечения нормального пищеварения суточное потребление пищевых волокон должно составлятьне менее 15–20 г.

Так же как и в белках, тепловая обработка углеводов (правда, при более высокой температуре – 65–80°С) разрывает их связь с витаминами, ферментами, минеральными веществами, что делает их «мертвыми углеводами». В этом случае помимо энергетической ценности углеводы никакого значения для организма не имеют, поставляя ему лишь так называемые «пустые калории».

Вода является обязательным компонентом пищи. В организме взрослого человека вода составляет до 65% массы, из которых около 40–45% находится внутри клеток, а 20–25% – в составе клеточных жидкостей. По мере возрастного развития содержание воды в организме человека снижается с 70% у новорожденного до 55% у стариков.

Вода является основной средой, в которой протекают химические и физико-химические процессы ассимиляции, диссимиляции, осмоса, диффузии и др., лежащие в основе жизни. Постоянство содержания воды в организме – одно из главных условий нормальной жизнедеятельности.

Вода в организме находится в так называемом структурированном виде в теснейшем контакте с биологическими молекулами: последние как бы вложены в структуру решетки воды, которая напоминает собой структуру льда. Структурированная вода, обладающая диссимметрией, сама по себе является источником свободной энергии, величина и активность которой зависят от многих факторов. В частности, в разные дни и даже часы меняется характер протекающих с участием воды химических реакций: быстрее или медленнее, с большим или меньшим поглощением или выделением энергии. Кроме того, она содержит в себе биологическую информацию, то есть обладает памятью, которая записана настолько прочно, что ее можно стереть, только лишь дважды, а то и трижды прокипятив воду. Отсюда становится понятным, насколько важное значение имеет вода в обеспечении нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма человека.

Структурированная вода в большом количестве находится в овощах и фруктах, особенно в свежевыжатых соках из них. Минеральные же воды ценны не составом растворенных в них веществ, а именно информацией, которую они вобрали, проходя через толщу Земли, неорганические же вещества, растворенные в воде, организмом не усваиваются и выводятся как чужеродный материал. При кипячении вода теряет свою естественную структуру, и теперь при ее поступлении в организм последний вынужден затрачивать собственную энергию на структурирование воды. Кроме того, при тепловой обработке стирается или извращается хранящаяся в воде информация, отражающая связь с окружающим миром. Естественно, что наибольший урон в структуре и информации вода, входящая в состав натуральных продуктов, несет не только при высокой температуре, но и при сушке, консервации, квашении и т.д.

Если человек потребляет достаточно овощей и фруктов, то, как правило, ему дополнительной воды не требуется. С другой стороны, потребление большого количества чистой воды приносит несомненный вред, увеличивая нагрузку на сердце и почки и активируя распад белка.

Витамины являются неотъемлемой частью питания. Выполняя роль биологических катализаторов, они обеспечивают полное, экономичное и правильное использование организмом основных питательных веществ.

Витамины подразделяются на водо- и жирорастворимые. Первые из них участвуют в формировании структуры и функционировании ферментов, вторые – клеточных мембран.

Ниже приводятся краткие данные некоторых основных витаминов.

Активность витаминов во многом зависит от их взаимосвязи с белковыми компонентами непосредственно в природных источниках питания. Вот почему прием искусственно синтезированных витаминов допускается лишь при невозможности удовлетворить потребность в соответствующих витаминах натуральными продуктами. В частности, в последнем случае передозировка приема витаминов практически исключена, так как бактерии толстого кишечника избыток их разрушают и выводят из организма, однако они не могут это сделать с искусственно синтезированными препаратами.

При продолжительном хранении продуктов происходит потеря ими витаминов. Так, картофель за 2 месяца хранения теряет половину витамина С, рассеянный солнечный свет в течении 5–6 минут уничтожает до 64% витаминов молока, уже в первые минуты варки пищи большинство витаминов практически полностью разрушаются. При биохимическом способе квашения овощей – без большого количества поваренной соли – достигается частичное сохранение витамина С даже в течение нескольких месяцев.

Потребность в различных витаминах зависит не только от индивидуальных особенностей человека, но и от его образа жизни. Минимальные нормы приведены в таблице.

Минеральные вещества в организме играют многосторонние и важные функции:

– определяют структуру и функции многих ферментативных систем и процессов;

– обеспечивают нормальное течение определенных важных физиологических процессов;

– принимают участие в пластических процессах и построении тканей, особенно костной;

– поддерживают кислотно-щелочное равновесие;

– определяют солевой состав крови и структуру формирующих его элементов;

– нормализуют водно-солевой обмен.

Главным источником минеральных веществ для организма являются фрукты и овощи. Особая их ценность заключается в том, что в составе цельных растительных продуктов или их соков эти вещества находятся в естественной взаимосвязи с биологическими структурами – именно эти комплексы лучше всего и усваиваются организмом.

Ниже приводятся краткие данные об основных минеральных веществах.

Важное значение имеет не только абсолютное поступление тех или иных минеральных веществ в организм, но и их соотношение. Так, на один ион кальция с едой должно поступать 1,5 иона фосфора и 1 ион калия; в свою очередь, весовое соотношение калия и натрия должно составлять около 20:1. Разумеется, таких соотношений достичь, искусственно добавляя эти вещества в пищу, практически невозможно – во многих же натуральных пищевых продуктах они содержатся в нужных пропорциях.

Исключительно важна роль минеральных веществ в поддержании гомеостаза через обеспечение определенных кислотно-щелочных характеристик крови и межтканевых жидкостей. В норме последние имеют слабощелочную реакцию, что обусловлено характером подавляющей части натуральных продуктов, которые потреблялись и усваивались животным организмом в эволюции. Именно такая реакция возникла в эволюции и сохранилась практически на всем ее протяжении как результат соотношения различных ингредиентов в натуральной пище. При этом в продуктах растительного происхождения заложен преимущественно щелочной потенциал (здесь – свекла, морковь, огурцы и пр.), а животного – кислотный (яйца, дичь, бекон). Важно, что сдвиг кислотно-щелочного равновесия вызывает у животного рефлекторные поведенческие реакции, направленные на поиск тех продуктов, которые бы помогли скорректировать сдвиг. Положение изменилось с тех пор, как человек путем рафинирования естественных пищевых продуктов, добавления различных веществ (сахара, соли, жира), термической обработки, введения в пищу искусственно синтезированных продуктов заметно извратил структуру натуральных продуктов. Так, потребление животных жиров и белков, углеводов и выпечки из высокосортной муки дает сильнокислотную реакцию.

Не менее важное значение для поддержания гомеостаза имеет нормальное соотношение ионов калия и натрия в пище. Как уже отмечалось, для организма это соотношение выглядит как 20:1. При изменении соотношения в сторону натрия клеточное дыхание затрудняется, защитные силы организма ослабляются, а процессы анаболизма замедляются. Наоборот, при смещении концентрации к преобладанию калия жизненные процессы протекают в более рациональном режиме и здоровье улучшается. В процессе эволюции животные использовали в пищу лишь продукты с естественно сложившимся соотношением K⁺/Na⁺. Еще в относительно недавнем прошлом – лет 200 назад – поваренная соль для человека представляла собой лишь пряность, которая прибавляла пище вкусовую привлекательность. В настоящее время, как ни странно, добавление поваренной соли в пищу уже рассматривается как обязательная потребность*.

* Всего лишь в 50-граммовом кусочке ржаного хлеба соли достаточно для обеспечения протекающих в организме физико-химических, биоэлектрических и физиологических процессов.

Избыток натрия в организме опасен тем, что его соли ведут к задержке воды в организме (отсюда хорошо известный факт жажды после употребления соленой пищи). При этом происходит не только отечность тканей, но и повышение осмотического давления плазмы крови. В этом случае через стенку сосуда в кровь переходит вода из межтканевой жидкости, что ведет к переполнению сосудистого русла и повышению артериального давления. Вот почему рекомендуется резко уменьшить потребление соли людям с заболеваниями сердца, почек, с избыточным весом и т.д. Однако, учитывая тот факт, что обусловленной эволюцией потребности в подсаливании пищи вообще у человека нет, прежде всего не следует приучать к соли ребенка (тем более что от рождения у него такой потребности вообще нет).

Для поддержания нормальной жизнедеятельности организм нуждается не только в макроэлементах, описанных выше, но и в обширной группе химических веществ, концентрация которых в организме чрезвычайно низка. Вместе с тем уже доказано физиологическое значение 76 подобныхмикроэлементов. Наибольшее значение среди них имеют: цинк – для поджелудочной и половых желез, йод – для щитовидной железы, медь – для печени, никель – для поджелудочной железы, литий – для легких, стронций – для костей, хром и марганец – для гипофиза и т.д.

Главными источниками микроэлементов для человека являются органические соединения, синтезируемые растениями. Каждое растение накапливает в среднем 21–23 микроэлемента, но для удовлетворения полной потребности в этих веществах набор продуктов должен включать до 60 растений (в рационе горцев-долгожителей их набор достигает 100 и более). Наиболее простым и доступным путем удовлетворения потребности в микроэлементах является питание по сезону. Так, весной это могут быть ранние зелень и овощи (одуванчик, редис, лук-перо и пр.), в начале лета – клубника, черешня, огурцы и целебные травы; во второй половине лета – помидоры, бахчевые, травы и т.д.; зимой – корнеплоды, сухофрукты, мед, проросшее зерно...

Термическая обработка пищи разрывает химические связи между минеральными и другими пищевыми веществами. В результате неорганические вещества переходят в трудно усваиваемую форму и откладываются в различных тканях, нарушая их нормальную работу; например, кальций – на стенках кровеносных сосудов и в соединительной ткани, железо не усваивается из вареных продуктов, и развивается анемия; йод не используется щитовидной железой с развитием зоба даже в местностях, где его достаточно. Минеральные вещества, переведенные в неорганическое состояние, являются центрами образования камней в почках, мочеточниках, печени, желчном пузыре и желчевыносящих путях.

Фитонциды представляют собой отдельную и важную группу пищевых веществ. К ним относят вещества, уничтожающие или снижающие развитие и активность возбудителей заболеваний– вирусов, бактерий и низших грибков. Пищеварительные соки не снижают их специфических свойств, поэтому фитонциды оказывают свой благоприятный эффект на весь желудочно-кишечный тракт. Фитонциды содержатся в большом количестве в следующих сырых растительных продуктах: цитрусовые, клюква, калина, клубника, яблоки (антоновка), лук, чеснок, морковь, хрен, красный перец, помидоры и т.д.