Белки - сложные азотосодержащии биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Являясь незаменимым компонентом пищевого рациона человека, белки выполняют роль жизненно важных функций:
· Пластическая. Белки составляют 15-20 % сырой массы различных тканей (липиды и углеводы - лишь 1-5%) и являются основным строительным материалом клетки, ее органоидов и межклеточного вещества. Кроме того белки вместе с липидами входят в состав всех биологических мембран, играющих важную роль как в построении клеток, так и в их функционировании.
· Каталитическая. Белки являются основным компонентом всех известных в настоящее время ферментов - катализаторов и регуляторов обменных процессов в организме.
· Гормональная. Большая часть гормонов человеческого организма (гормоны гипофиза, надпочечников, тиреоидный, инсулин и др.) имеет белковую природу.
· Функция специфичности (защитная). Белки обеспечивают тканевую, индивидуальную и видовую специфичность, лежащую в основе проявлений иммунитета и аллергии. Взаимодействие антигенов (чужеродных белков) с антителами (собственными иммуноглобулинами, образующимися в организме) составляет основу защитных реакций от чужеродных агентов.
· Транспортная. Белки принимают участие в транспорте кислорода кровью (гемоглобин), липидов, углеводов, некоторых витаминов, гормонов и лекарственных веществ.
· Энергетическая. Хотя основной функцией пищевых белков является обеспечение организма пластическим материалом, часть их, Окисляясь в организме, участвует в снабжении его энергией. Использование белков в качестве источника энергии усиливается при голодании и при относительном дефиците углеводов и жиров.
При расщеплении белков в пищеварительном тракте человека образуется 20 различных аминокислот, 8 из которых (для детей до 1 года жизни - 9) не синтезируются в организме. т.е. являются незаменимыми. Остальные 11 аминокислот могут претерпевать в организме взаимопревращения и не относятся к незаменимым. Незаменимые аминокислоты преимущественно содержатся в белках животного происхождения, растительные белки относительно бедны такими аминокислотами. Исходя из этого вегетарианство (употребление в пищу лишь растительных продуктов) с точки зрения концепции сбалансированного питания не оправдано, особенно при питании детей и подростков с их бурными процессами роста. Но наряду с ортодоксальным вегетарианством, полностью исключающим использование в пищу животных продуктов, существует и так называемое лактовегетарианство (употребление молока) и лактоововегетарианство (употребление молока и яиц). Такой рацион, по-видимому, вполне может обеспечить потребности организма в незаменимых аминокислотах. Кроме того, довольно много биологически ценных белков в бобовых растениях (соя, горох, фасоль, бобы), а так же в грибах и орехах. Тем не менее, концепция сбалансированного питания белковый рацион человека должен примерно на 2/3 состоять из белков животного происхождения и лишь на 1/3 - растительного.
Суточная потребность человека в белках, по данным различных авторов, весьма различна: от 0,8 г/кг массы тела (Канада) до 1,7 г/кг массы тела (Болгария) для мужчин в возрасте от 18 до 40 лет, не занятых тяжелым физическим трудом и проживающим в районах с умеренным климатом. По рекомендации Всемирной организации здравоохранения общая суточная потребность организма человека в белке определена в 29 г, независимо от возраста. В России потребность в белке считается равной 1,2 г/кг массы тела. Что же касается белкового рациона детей и подростков, то их потребность в белке значительно больше, чем у взрослых. Так, например, ребенок первого года жизни нуждается в 4-5 г белка на килограмм массы тела в сутки. Для детей школьного возраста рекомендуется (в целом, без пересчета на единицу массы тела) следующее количество белков: младший школьный возраст - 80-90 г, средний - 90-100 г и старший - 100-110 г в сутки с преимущественным содержанием животных белков.
Говоря о белковом рационе, следует помнить, что избыток белков небезразличен для организма. Чрезмерное их потребление может привести к перенапряжению работы пищеварительного аппарата, к образованию в желудочно-кишечном тракте продуктов гниения и неполного расщепления белков. Кроме того, большое количество пищевых белков значительно увеличивает нагрузку на почки, что может привести к их функциональному истощению. С точки зрения концепции энергетического питания избыточный белок блокирует усвоение психической энергии, поступающей в организм при дыхании через легкие.
Жиры - вещества, состоящие из глицерина и жирных кислот, - также являются незаменимыми компонентами пищевого рациона человека. Пищевая ценность жиров определяется их жирно-кислотным составом, а также наличием в них других факторов липидной природы: фосфатилов, стеринов и жирорастворимых витаминов. К жизненно важным функциям жиров относятся:
· Энергетическая - по обеспечению организма энергией жиры занимают второе место после углеводов, однако эта энергия, по сути, является запасной. Жир, поступающий с пищей, а также синтезированный организмом из углеводов, сохраняется в жировой ткани и при необходимости может быть использован для энергетических и пластических потребностей.
· Строительная - все клеточные мембраны представляют собой белково-жировые комплексы.
· Защитная - подкожная жировая клетчатка обеспечивает оптимальную деятельность системы терморегуляции. Кроме того, жировая ткань, выстилающая все внутренние органы, в определенной степени защищает их от сотрясений.
· Витаминообменная - без жиров невозможно усвоение ряда витаминов.
Суточная потребность в жире взрослого здорового человека равна 1 - 1,5 г на кг массы тела; примерно треть этого количества должна быть представлена жирами растительного происхождения. Широко применяемая в последние годы очистка масел (их рафинирование), по мнению многих исследователей, снижает их пищевую ценность.
Для детей школьного возраста суточная потребность в жирах примерно такая же, как и в белках: для младшего школьного возраста - 80 -90 г, среднего - 90 -100 г, старшего - 100 -110 г. В пожилом возрасте количество жиров рекомендуют уменьшить до 0,7 - 0,8 г на кг массы тела.
Важным компонентом пищевого рациона являются и углеводы - органические соединения, имеющие в своем составе альдегидную или кетонную и спиртовые группы. Различают простые (моносахариды) и сложные (олиго - и полисахариды) углеводы. К числу наиболее важных для человека моносахаридов относятся глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза и др. Из олигосахаридов для человека в первую очередь необходимы дисахариды: сахароза, мальтоза и лактоза, из полисахаридов - крахмал и гликоген (перевариваемые), целлюлоза и пектиновые вещества (неперевариваемые).
Углеводы - это наиболее легко утилизируемый источник энергии, отсюда и их основная функция - энергетическая. Высвобождаемая при окислении углеводов энергия способствует утилизации жиров - “жиры сгорают в пламени углеводов”. В то же время глюкоза и фруктоза легко превращаются в организме в жиры, особенно при избыточном поступлении с пищей на фоне низкой двигательной активности человека. Таким образом, можно сказать, что еще одной функцией углеводов является участие в жировом обмене
Перевариваемые полисахариды - крахмал (запасной углевод растений) и гликоген (резервный углевод животных тканей) играют значительную роль в питании. Крахмал, источником которого служат растительные продукты, прежде всего продукты переработки злаков (хлеб и пр.), а также овощи (картофель), является основным углеводом рациона человека. Гликоген, поступающий в организм человека с мясом и рыбой, играет важную роль в регуляции сахара в крови. Избыток углеводов, поступающих с пищей, превращается в гликоген, который откладывается в тканях и образует запас углеводов, из которого организм при необходимости “черпает” глюкозу. Основными органами, в которых откладывается гликоген, являются печень и скелетные мышцы. Если углеводы с пищей не поступают, то запасы гликогена оказываются полностью исчерпанными уже через 12-18 часов, и резко усиливаются процессы окисления жиров. Наряду с этим усиливаются процессы глюконеогенеза, направленные, прежде всего на обеспечение глюкозой головного мозга, жизнеспособность которого связана с постоянным интенсивным окислением глюкозы.
Неперевариваемые полисахариды - целлюлоза (клетчатка), гемицеллюлозы и пектиновые вещества - широко распространены в растительных продуктах, т.к. входят в состав оболочек клеток растений (другое, старое их название - балластные вещества или, в последние годы, растительные волокна). Хотя они и не перевариваются в желудочно-кишечном тракте человека и не могут служить источником энергии и строительным материалом, их значение в питании весьма велико. Растительные волокна играют ведущую роль в регуляции моторной функции кишечника и желчевыводящих путей, их дефицит ведет к замедлению кишечной перистальтики, является одной из причин кишечной непроходимости, аппендицита, геморроя, рака нижних отделов кишечника, холецистита. Кроме того, участвуя в формировании каловых масс, растительные волокна способствуют адсорбированию и выведению из организма различных чужеродных веществ, содержащихся в пищевых продуктах (токсины, сои тяжелых металлов, радионуклиды, канцерогены). Растительные волокна способны также сорбировать на своей поверхности и выводить из организма холестерин, что является мощным антиатеросклеротическим фактором. Особенно велика адсорбирующая способность у пектиновых веществ, образующих составную часть клеточного скелета и защитного вещества свежей питательной ткани овощей и фруктов. Наибольшие количества пектиновых веществ содержаться в яблоках, сливах, черной смородине и свекле.
Несмотря на то, что по сути своей углеводы не принадлежат к незаменимым факторам питания, т.к. могут синтезироваться в организме из аминокислот и глицерина, минимальное количество суточного рациона не должно быть ниже 50-60 г. Дальнейшее снижение их количества ведет к резким нарушениям метаболизма, что вызывает усиленное окисление жиров и накопление в организме недоокисленных продуктов жирового обмена, а также усиленное расщепление тканевых, в первую очередь мышечных, белков. Оптимальным считается потребление углеводов в количестве 50-65% суточной энергетической ценности рациона, что для взрослых людей соответствует 6-8 г/кг массы тела в зависимости от пола и характера интенсивности труда. Для детей школьного возраста рекомендуется: начальные классы - 320-360 г, средние классы - 360-400 г, старшеклассники - 400-440 г.