Обмен веществ и энергии

Ложную жажду легче утолить, просто смочив рот водой, чем выпить целый стакан воды. Особенно не следует принимать много жидкости за обедом, поскольку избыток воды осложняет работу сердца, разжижает желудочный сок.

Опыты над животными показали, что введение большого количества воды за короткое время вызывает свое-

образное «водное отравление». Если собаке в течение часа вводить 100 г воды на 1 кг массы, то она может погибнуть. Признаки водного отравления имели место у рабочих горячих цехов -- потеря чувствительности, рвота, судороги, понос.

Соблюдение водного режима -- одно из важных условий здоровья.

СОЛИ, продукты замещения атомов водорода кислоты на металл или групп ОН основания на кислотный остаток. При полном замещении образуются средние, или нормальные, соли (NaCl, K2SO4 и др.), при неполном замещении атомов Н -- кислые (напр., NaHCO3), неполном замещении групп ОН -- основные [напр., (C17H35COO)Al(OH)2].

Различают также двойные соли (напр., KCl.MgCl2) и комплексные. В обычных условиях соли -- кристаллы с ионной структурой. Многие соли растворимы в полярных растворителях, особенно в воде; в растворах диссоциируют на катионы и анионы.

Многие минералы -- соли, образующие залежи (напр., NaCl, KCl).

Соли в организме

В теле человека до 3 кг минеральных солей, из которых 5/6 находится в костях. В общем солевом обмене значительный удельный вес занимает поваренная соль. В организме взрослого человека ее около 300 г.

Соль известна человеку с незапамятных времен. Древний философ Диоген писал, что лучшая пища человеку не нравится без соли.

Поваренная соль -- необходимая составная часть пищи. Ее среднесуточная норма для взрослого -- 15 г. При питании растительной пищей в условиях жаркого климата или в жаркие летние дни -- до 20--25 г. За год человек потребляет 5,5 кг соли.

Хронический недостаток соли в организме может привести к головокружениям, обморокам, нарушениям сердечной деятельности, резкому сокращению выделения пищеварительных соков, снижению аппетита, уменьшению количества воды в крови и органах. Ежедневная добавка 3--4 г соли в пищу снимает эти болезненные явления.

Грудной ребенок нормально развивается без добавки соли в пищу. Он получает ее с молоком матери, в литре которого содержится до 0*1 г поваренной соли.

В некоторых странах Африки отдельные народности не знают поваренной соли. Они довольствуются той солью, которая входит в состав пищи. Солить пищу -- непозволительная роскошь для многих африканцев. Выражение «он солит пищу» означает в народе «он богат».

Чрезмерное потребление соли вредно для здоровья -- нарушается деятельность сердца, почек, возникают отеки ног, развивается общая слабость, повышается кровяное давление. Особенно вреден избыток соли при гипертонии. Это подтверждается экспериментами и медицинской статистикой. Оказывается, японцы больше всего потребляют соли и они же имеют самый высокий уровень кровяного давления.

При болезни почек, повышенном кровяном давлении общее суточное потребление соли с пищей не должно превышать 7 -- 8 г.

Огромна роль и других солей. Соли калия, так же как и соли натрия, влияют на содержание воды в тканях. Они поддерживают слабощелочную среду крови. Калий необходим для нормальной возбудимости нервной и мышечной тканей.

Соли кальция -- главная составная часть скелета. Они влияют на рост клеток, на процессы свертывания крови, активизируют фагоцитоз. При недостатке солей кальция у детей развивается рахит. Главный источник щелочных солей -- фрукты и овощи. Особенно полезны фруктовые соки.

Железо входит в состав гемоглобина, многих ферментов, содержится в ядре клеток. Окислительные и обменные процессы происходят при участии железа. При расходовании железосодержащих веществ освобождается такое количество железа, какое вводится в организм с пищей.

В состав скелета входит значительное количество фосфорнокислого кальция, который придает костям прочность. В среднем в костях 600 г фосфора.

Соединения меди влияют на процессы кровообразования.

Нормальный солевой обмен обеспечивается не только достаточным количеством солей, но и нормальным их соотношением. Организм очень чувствителен к изменению соотношения концентрации солей в крови и тканях. Возрастание концентрации солей создает неблагоприятные условия для жизни клеток. Нервные окончания воспринимают эти изменения в крови и тканевой жидкости через головной мозг. Появляется чувство жажды. Потребление воды снижает избыток солей до нормы. Излишки воды и солей выводятся с потом и мочой.

Минеральные соли

Подавляющая часть неорганических веществ клетки находится в виде солей -- либо диссоциированных на ионы, либо в твердом состоянии. Среди первых большое значение имеют катионы К+, Na+, Ca +, которые обеспечивают такое важнейшее свойство живых организмов, как раздражимость. В тканях многоклеточных животных кальций входит в состав межклеточного «цемента>, обусловливающего сцепление клеток между собой и упорядоченное их расположение в тканях. Следует обратить внимание на то, что содержание катионов в клетке и в окружающей клетку среде -- регулируемый процесс. Например, в цитоплазме клеток довольно много калия и очень мало натрия. Во внеклеточной среде (в плазме крови, в" межклеточной жидкости, в морской воде) много натрия и мало калия.

От концентрации солей зависят буферные свойства клетки. Буферностью называется способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне. Внутри клетки буферность обеспечивается главным образом анионами НгРОГи НРО?-. Во внеклеточной жидкости и в крови роль буфера играют НгСОз и НСОзТ Анионы слабых кислот и слабые щелочи связывают ионы водорода и гидроксилионы (ОН"), благодаря чему реакция внутри клетки практически не меняется.

Нерастворимые минеральные соли, например фосфорнокислый кальций, обеспечивают прочность костной ткани позвоночных и раковины моллюсков.

ІІ Белковый, углеводный, жировой обмен организма человека (поступление веществ, их превращения в пищеварительном тракте и клетках).

ПИТАНИЕ - поступление в организм растений, животных и человека и усвоение ими веществ, необходимых для восполнения энергетических затрат, построения и возобновления тканей. Посредством питания, как составной части обмена веществ, осуществляется связь организма со средой. В зависимости от типа питания все организмы делят на автотрофов и гетеротрофов. Большинству растений свойственно воздушное (фотосинтез) и почвенное (минеральное) питание. Способ питания животных определяется главным образом средой обитания и характером доступной пищи. Недостаточное и избыточное питание приводит к нарушениям обмена веществ.

Питание человека

Энергия химических связей веществ пищи -- жиров, углеводов и белков и некоторых других -- обеспечивает энергетические потребности организма человека.

Современные представления о питании человека нашли отражение в теории. Пища -- фактор, обеспечивающий человека энергией и компонентами, необходимыми для роста и развития организма. Рациональное питание способствует сохранению здоровья, работоспособности, используется в профилактике и лечении различных заболеваний. Вкус пищи, ее аромат, внешний вид могут влиять на настроение человека.

Согласно современной теории сбалансированного питания для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма необходимо его снабжение адекватным количеством энергии и пищевых веществ при соблюдении достаточно строгих взаимоотношений (баланса) между незаменимыми факторами питания, каждому из которых в обмене веществ принадлежит специфическая роль. В экстремальных условиях, например при полном голодании, организм человека может существовать определенное время за счет внутренних запасов и структур. Этот процесс получил название эндогенного питания.

Суточные энергозатраты человека и соответствующая им потребность в энергии составляют от 7100 до 21000 кДж (примерно 1700--5000 ккал) и более; они зависят от пола, возраста, характера труда и образа жизни.

В пищевых продуктах выделяют такие пищевые вещества (нутриенты) как белки (протеины), углеводы, жиры (липиды), витамины, минеральные вещества.

Белковый обмен организма

Белки являются важнейшими компонентами пищи животных и человека. Пищевая ценность белков определяется содержанием в них незаменимых аминокислот, которые в самом организме не образуются. В этом отношении растительные белки менее ценны, чем животные: они беднее лизином, метионином и триптофаном, труднее перевариваются в желудочно-кишечном тракте. Отсутствие незаменимых аминокислот в пище приводит к тяжелым нарушениям азотистого обмена. В процессе пищеварения белки расщепляются до свободных аминокислот, которые после всасывания в кишечнике поступают в кровь и разносятся ко всем клеткам. Часть из них распадается до простых соединений с выделением энергии, используемой на разные нужды клеткой, а часть идет на синтез новых белков, свойственных данному организму.

Белки составляют примерно 20% массы человеческого тела и более 50% сухой массы клетки. В тканях человека белки не откладываются «про запас», поэтому необходимо ежедневное их поступление с пищей.

Десять аминокислот из 20 известных не могут синтезироваться в организме человека. Их называют незаменимыми. К их числу относят триптофан, лизин, метионин, лейцин, изолейцин, валин, фенилаланин, треонин, гистидин, аргинин. Последние две аминокислоты являются незаменимыми только у детей, особенно новорожденных.

Белки пищи отличаются друг от друга по своей биологической ценности. Последняя зависит от наличия в них незаменимых аминокислот, их соотношения с заменимыми, перевариваемости в пищеварительном тракте. В среднем биологическая ценность выше у белков животного происхождения. Белки, содержащиеся в молоке, яйцах, мясе, печени, обладают оптимальным соотношением незаменимых аминокислот. Их усвояемость в пищеварительном тракте составляет 97%.

Растительные белки усваиваются гораздо хуже -- лишь на 83-85% -- из-за значительного содержания балластных (неперевариваемых) веществ в продуктах растительного происхождения. Растительная пища в большинстве своем содержит небольшое количество белка и часто дефицитна по триптофану, лизину, метионину. Лишь в бобовых (горохе, фасоли, сое) содержится высокий процент белка (24-45%). Семена подсолнечника, орехи имеют в своем составе около 20% белка. По аминокислотному составу к животным белкам приближаются белки сои, риса и ржи.

Потребность в белке зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности, климатических и национальных особенностей питания. В нашей стране для взрослых, не выполняющих существенной физической нагрузки, рекомендуемая суточная норма белка составляет чуть меньше 1 г на кг массы тела. За счет белка пищи должно обеспечиваться 1/6 доля в весовом выражении, 10-13% общей энергетической потребности организма; при этом 55% белка рекомендуемой нормы должны быть животного происхождения. Для детей и занятых физическим трудом взрослых норма белка существенно выше. Потребность детей в белке составляет 1,5-4 г/кг массы тела в связи с преобладанием в организме пластических процессов.

Углеводный обмен организма

Углеводы в состав пищевых продуктов входят в виде моносахаридов (фруктоза, глюкоза), олигосахаридов (сахароза, лактоза) и полисахаридов (крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества). Для человека углеводы являются основным источником энергии. При их окислении из 1 г в организме образуется 4 ккал (16,7 кДж).

Средняя потребность в углеводах для людей, не занятых физическим трудом, равна 400-500 г/сут, в весовом выражении -- 2/3 от суточного рациона, в калорическом -- около 60%. При интенсивной физической нагрузке количество углеводов, необходимых организму, увеличивается.

При питании предпочтение должно отдаваться полисахаридам (крахмал, гликоген, пектин и др.), а не олиго-моносахаридам (сахароза, глюкоза, фруктоза, лактоза и др.). Первые медленнее перевариваются и динамика концентрации конечного продукта переваривания -- глюкозы -- в жидкостях организма более благоприятна для последующих метаболических процессов. Кроме того, они не обладают сладким вкусом, что значительно снижает опасность их чрезмерного потребления.

В молоке и молочных продуктах содержится дисахарид лактоза. Основным же источником углеводов в питание человека служат растения, в них они составляют 80-90% сухой массы. Растительные продукты очень богаты неперевариваемыми и неусвояемыми полисахаридами, в первую очередь целлюлозой. Грубоволокнистая неперевариваемая пища стимулирует перистальтику кишечника, адсорбирует некоторые катаболиты (в том числе токсические) в толстом кишечнике, способствует выведению холестерина, является одним из источников питания полезных для организма человека бактерий кишечника. Рекомендуемая для взрослого человека суточная доза балластных веществ составляет 25 г/сут.

Жировой обмен организма

Пищевые жиры представляют собой эфиры глицерина и высших жирных кислот. Последние обычно содержат четное число углеродных атомов и делятся на две большие группы: насыщенные и ненасыщенные. Насыщенные жирные кислоты в большом количестве (до 50% от общей массы) содержатся в твердых животных жирах. Ненасыщенные распространены в жидких маслах и продуктах моря. Во многих растительных маслах содержание их доходит до 80-90% (в подсолнечном, кукурузном, льняном, оливковом).

В организме человека в норме содержится 10-20% жира, но при некоторых нарушениях жирового обмена его количество может возрастать до 50%. Жиры и жироподобные вещества входят в состав клеточных мембран и оболочек нервных волокон, участвуют в синтезе желчных кислот, гормонов, витаминов. Жировые отложения -- энергетический резерв организма.

Энергетическая ценность жиров более чем вдвое превышает таковую белков и углеводов. При окислении 1 г жиров выделяется 9 ккал (37,3 кДж) энергии. Взрослому здоровому человеку рекомендуется употреблять 80-100 г жира в сутки, что обеспечивает 30-35 % суточной энергетической ценности рациона.

Незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты -- линолевая и линоленовая -- не могут синтезироваться в организме и должны обязательно поступать с пищей. Эти кислоты содержатся в растительных маслах, орехах, жире некоторых рыб и морских млекопитающих. Они и другие высшие ненасыщенные жирные кислоты препятствуют развитию атеросклероза, повышают устойчивость к инфекционным заболеваниям.

Пищевая ценность жира определяется наличием незаменимых жирных кислот, витаминов А, Е, D, перевариваемостью и всасываемостью. Наибольшей биологической ценностью обладают жиры, содержащие незаменимую линолевую кислоту и другие высшие ненасыщенные жирные кислоты. Усвояемость зависит от температуры плавления жира: если точка плавления ниже, чем температура человеческого тела, то усвояемость равна 97-98%, жиры с температурой плавления 50-60 оС усваиваются только на 70-80%.

С пищей в организм человека поступают и такие жироподобные вещества как стерины, фосфолипиды, жирорастворимые витамины. Самым известным из стеринов является холестерин. Он содержится в продуктах животного происхождения, однако может синтезироваться и в организме человека из промежуточных продуктов обмена углеводов и жиров.

Холестерин является источником желчных кислот, гормонов, предшественником витамина D3. В крови, желчи холестерин удерживается в виде коллоидного раствора, благодаря связыванию с белками, ненасыщенными жирными кислотами, фосфатидами. При нарушении обмена этих веществ или их недостатке холестерин выпадает в виде мелких кристаллов, оседающих на стенках кровеносных сосудов, в желчных путях, что способствует развитию атеросклероза, образованию желчных камней.

Водный обмен организма

Кроме белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ организм человека также нуждается в воде, которая составляет около 60% общей массы тела. В сутки человеку требуется в среднем 1,5-2,5 литра жидкости. Большая часть ее поступает в виде напитков, часть -- в составе различных пищевых продуктов. Кроме того, вода может синтезироваться в нашем организме за счет окисления жиров, белков, углеводов. Так, при окислении 100 г жира выделяется 107 г эндогенной воды. Без воды невозможен ни один из процессов жизнедеятельности человека.

Таким образом, питание человека должно быть построено так, чтобы оно полностью обеспечивало потребность организма в энергии и веществах, необходимых для его роста и развития. При этом наиболее рациональным признан четырехразовый прием пищи, где по 20-25% суточной потребности удовлетворяется во время первого завтрака и ужина, 10-15% -- во время второго завтрака или полдника и 40-45% во время обеда. В идеале пищевой рацион должен подбираться для каждого человека индивидуально в зависимости от особенностей его обмена веществ, возраста, пола, национальности, физической нагрузки, уровня здоровья, климатических условий. Несоблюдение принципов сбалансированного питания может приводить к различным нарушениям обмена веществ (см. Алиментарные заболевания).

ІІІ Нормы питания.

Что такое аппетит?

Есть с аппетитом -- значит, есть охотно, с удовольствием. Слово «аппетит» в переводе с латинского означает «желание», «стремление».

И. П. Павлов объяснил физиологическую природу аппетита, который выражается в отделении желудочного сока. Проявление аппетита может быть количественно измерено в граммах желудочного сока. Если человек ест пищу с аппетитом, то стенки его желудка напряжены, движения их сильные, сокоотделение обильное.

Вкусная, красиво поданная пища вызывает большой аппетит. При еде нужно ощущать вкус пищи. У французов есть поговорка: «Аппетит приходит во время еды». Торопливая еда не дает вкусовых наслаждений, сока выделяется мало. Поэтому одинаково важно и то, как вы едите, и то, чтб вы едите. Роль вкусовых органов в сокоотделении подтверждается экспериментально. Собак кормили через рассеченный пищевод, исключая вкусовые раздражения. Оказалось, что желудочного сока выделяется в 3 раза меньше и его активность в 4 раза ниже в сравнении с тем, который выделяется при действии пищи на вкусовые органы.

На аппетит влияет состояние всего организма. Переутомление, всевозможные заботы, огорчение, гнев, страх, ссоры, боль угнетают вкусовые центры в мозгу. Возникновение сильного очага возбуждения понижает возбудимость другого. Аппетит поэтому может исчезнуть при получении неприятного известия.

Павлов наблюдал, как появление кошки в лаборатории вызывало агрессивную реакцию фистульной собаки и отделение желудочного сока у нее прекращалось. Объясните, о чем это говорит. Почему прекращалось сокоотделение?

Часто спрашивают, как вода влияет на аппетит. Некоторые считают, что вода разжижает желудочный сок и снижает пищеварение. И. П. Павлов и его сотрудники показали, что вода как бы дает толчок к работе желудка. Она раздражает желудочные железы и повышает аппетит, особенно если вы съели сухую пищу. Полезно выпить стакан воды перед приемом пищи.

У больных, ослабленных людей понижена возбудимость нервных центров, в том числе и пищевого. Появился аппетит -- значит болезнь отступает.

В еде знай меру

Сколько раз в сутки нужно есть? Как часто принимать пищу? Наш жизненный опыт и физиологические исследования ученых подсказывают, что нормальное питание -- четырехразовое. Ставились опыты. Лучшая усвояемость пищи у здорового человека при четырехразовом питании, худшая -- при однократном и шестикратном. Некоторые ученые полагают, что полезно удлинить время отдыха желудка от ужина до завтрака, а утренний чай заменить стаканом фруктового сока. Когда ешь, знай меру, так как переедание вредно. Несомненно вредно «чрезмерное увлечение наслаждением едой, -- отмечал И. П. Павлов, -- как и всякая крайность в жизни».

Вред переедания подтверждается опытами на животных. Один из учеников И. П. Павлова доказал зависимость работы желудка от объема пищи. Он вводил в желудок собаки резиновые баллончики и раздувал их. Было замечено: если давление очень велико, то сокоотделение задерживается. Отсюда следует: чрезмерное переполнение желудка ухудшает пищеварение, пища не усваивается.

Полнота вредит здоровью. Хотя голод во многих странах мира остался острой социальной проблемой, теперь возникла новая болезнь-- переедание. В некоторых областях Советского Союза, например, 10% детей имеют избыточную массу, а располневших выше нормы взрослых 30--50%.

«Болезни сытости» стали соразмерны «болезням голода». Лишняя масса, связанная с разрастанием жировой ткани, приводит к нарушению здоровья: создается излишняя нагрузка на сердце, ограничиваются движения грудной клетки, ухудшается работа легких. Толстяки страдают от одышки, учащенного сердцебиения, быстро устают, плохо спят. Доказано, что ожирение приводит ко многим другие болезням. Избыточная масса наряду с курением, злоупотреблением спиртным и недостаточной физической нагрузкой является причиной многих болезней, преждевременной старости и смерти. Ужасна смерть от голода, но нелепа смерть от сытости.

С глубокой древности люди мечтали о сытной пище. Она -- показатель благополучия жизни человека. Но и теперь, когда материальные условия жизни многих миллионов людей улучшились, все еще бытует прежний идеал: чем больше, слаще и жирнее питаться, тем лучше. Нередко люди не могут наладить рациональное сбалансированное питание, при котором потребление пищи соответствует расходуемой энергии.

Избыток пищи -- вот главная причина лишней массы, возникновения ожирения. Совсем не состоятельны суждения о наследственной предрасположенности к полноте, а убеждение «толстый-- значит, здоровый» просто вредит здоровью.

Важно с детства привыкнуть к нормальному чередованию чувства голода и сытости. Чрезмерная и беспорядочная еда расстраивает деятельность мозговых центров аппетита и насыщения. Отсюда развивается и неудержимое желание есть, когда человек уже сыт, либо привычка постоянно жевать, испытывая вечный голод. Известно, что у тучных людей ежедневное потребление пищи превышает норму по калорийности в 2--3 раза. Совет может быть простой: чтобы избежать «болезни сытости», надо есть в пределах затрат энергии.

Какая пища полезна

Свежие и разнообразные продукты -- одно из непременных условий сохранения нашего здоровья. Сочетание белковой и углеводной пищи создает наиболее длительное чувство насыщения. Обжаренная пища дольше задерживается в желудке и осложняет работу больного желудка.

Углеводы способствуют усвоению жиров и окислению их в организме. Однако избыток углеводов и белков вреден -- он вызывает накопление в крови ненужных для организма веществ.

Увлечение специями, острыми приправами и жареными кушаньями вредно. Они сильно раздражают стенки желудка.

Полезна ли сладкая пища? И здесь может быть только один ответ -- в умеренных количествах. Сахар угнетает отделение желудочного сока. Но сладкие блюда вызывают приятные вкусовые ощущения.

Яркую характеристику сладкого дал И. П. Павлов в следующих словах: «Обед обыкновенно заканчивается чем-нибудь сладким, и всякий по опыту знает, что это доставляет известное удовольствие. Еда, начатая с удовольствием вследствие потребности в еде, должна и закончиться им же, несмотря на удовлетворение потребности, причем объектом этого удовольствия является вещество, почти не требующее на себя пищеварительной работы, но, так сказать, балующее вкусовой аппарат, -- сахар». Особенно полезны мед, изюм, финики, а также свежие фрукты, соки. Бесспорно утверждение о вреде избыточного потребления сахара, конфет и других сладостей.

Страницы: 1, 2, 3