витамины.
Сравнительно недавно было доказано, что микрофлора толстого кишечника снабжает организм человека определенным количеством энергии в виде выделяемых в полость кишечника и всасываемых в кровь так называемых летучих жирных кислот: уксусной, пропионовой и масляной. Эти жирные кислоты являются конечными продуктами жизнедеятельности кишечной микрофлоры, но для организма человека, так же, как и для других млекопитающих, особенно жвачных, эти кислоты являются дополнительным источником энергии. За счет микрофлоры толстого кишечника организм человека удовлетворяет 6-9 % потребности энергии. Эта энергия образуется в основном за счет пищевых волокон, которые не расщепляются пищеварительными ферментами, но используются микрофлорой.
Роль слепой кишки и ее отростка – аппендикса – в пищеварении неясна. В то же время обнаружено положительное значение этих органов в реакциях иммунитета. Отрицательное значение их заключается в том, что слепая кишка, и особенно аппендикс, являются резервуаром для накопления непереваренной пищи, что может приводить к воспалению отростка (аппендициту).
В толстых кишках в результате всасывания воды происходит постепенное формирование каловых масс, которые накапливаются в сигмовидной кишке. При акте дефекации они выделяются из организма человека через прямую кишку.
2.3.3 Основы рационального питания
Зная биохимию пищеварения, можно перейти к основам рационального питания. Что такое рациональное питание? По существу, это соблюдение трех основных принципов питания:
1. Равновесие между поступающей с пищей энергией и энергией, расходуемой человеком во время жизнедеятельности, иначе говоря, баланс энергии.
2. Удовлетворение потребности организма человека в определенном количестве и соотношении пищевых веществ.
3. Соблюдение режима питания (определенное время приема пищи и определенное количество пищи при каждом приеме).
Соблюдая эти принципы, необходимо иметь в виду два обязательных условия: 1) рациональная кулинарная обработка продуктов, максимально сохраняющая пищевые вещества; 2) соблюдение санитарно-гигиенических правил приготовления и хранения пищи.
2.3.4 Первый принцип рационального питания – баланс энергии
Вся необходимая организму человека энергия поступает из пищи. Процесс усвоения и использования в организме пищи чем-то схож с горением. Действительно, большая часть продуктов, в том числе углеводы и жиры, превращается в тепло (энергию), углекислый газ и воду. Только белок дает в организме ряд недоокисленных продуктов, выделяющихся с мочой (мочевина). Поэтому вначале калорийность (т.е. способность выделять энергию) определяли в специальном приборе – калориметре, в котором легко учитывается выделение тепла. Оказалось, что в калориметре при сгорании в атмосфере кислорода 1 г углеводов выделяется в среднем 4,3 ккал, 1 г жиров – 9,45, 1 г белков – 5,65 ккал. (Для желающих пересчитать килокалории в Джоули напомним, что 1 ккал = 4,184 кДж.)
Однако впоследствии выяснилось, что часть пищевых веществ в организме не усваивается (например, белки в среднем усваиваются на 94,5 %, жиры – на 94 %, углеводы – на 95,6 %) и в том или ином виде удаляется с каловой массой. Кроме того, как отмечено выше, белки сгорают в организме не полностью.
В настоящее время считается, что 1 г белков пищи дает 4 ккал, 1 г жиров – 9 ккал, а 1 г углеводов – 4 ккал.
Специалисты установили, что имеются три пути энерготрат в организме: во-первых, так называемый основной обмен, во-вторых, специфическое динамическое действие пищи и, в-третьих, мышечная деятельность. Поскольку в дальнейшем нам придется неоднократно сталкиваться с этими понятиями, объясним их.
2.3.5 Основной обмен
Основной обмен – это минимальное количество энергии, необходимое человеку для поддержания жизни в состоянии полного покоя. Такой обмен обычно бывает во время сна в комфортных условиях. Он рассчитывается обычно на «стандартного» мужчину (возраст – 30 лет, масса тела – 65 кг) или «стандартную» женщину (возраст – 30 лет, масса тела – 55 кг), занятых легкой физической работой. Основной обмен у стандартного мужчины в среднем равен 1600 ккал, у женщины – 1400 ккал. Он зависит от возраста (у маленьких детей он на единицу массы в 1,3-1,5 раза выше, чем у взрослых), от общей массы тела (поэтому часто основной обмен рассчитывается на 1 кг массы тела, принимая, что в 1 ч расходуется 1 ккал), от внешних условий проживания и индивидуальных особенностей человека. У людей, постоянно испытывающих физические нагрузки, основной обмен обычно заметно (до 30 %) выше.
2.3.6 Специфическое динамическое действие пищи
Ученые обнаружили, что на переваривание пищи, даже без какой бы то ни было мышечной активности, расходуется энергия. При этом наибольший расход вызывает переваривание белков, которые при их поступлении в пищеварительный тракт на определенный период увеличивают основной обмен (до 30-40 %). При приеме жиров основной обмен повышается на 4-14 %, углеводов – на 4-7%. Даже чай и кофе вызывают небольшое (до 8 %) повышение основного обмена. Считается, что при смешанном питании и одновременно при оптимальном количестве потребляемых пищевых веществ основной обмен увеличивается в среднем на 10-15%.
2.3.7 Расход энергии на мышечную деятельность
Физическая деятельность оказывает весьма существенное влияние на величину обмена энергии. Что же касается умственной работы, то при ней расходы энергии увеличиваются в гораздо меньшей степени. Еще в 1937 г. известный советский ученый М.Н. Шатерников экспериментально показал, что при чтении книги «про себя» в положении сидя основной обмен увеличивается всего на 16%. При физической нагрузке основной обмен может увеличиваться в несколько раз. Если масса человека больше стандартной, то расход пропорционально увеличивается, если меньше – уменьшается.
Если обобщить все виды расхода энергии (на основной обмен, специфическое динамическое действие пищи, мышечную деятельность на работе и дома), то окажется, что у мужчин-работников физического труда, не требующего значительных энергозатрат (например, у работников сферы обслуживания), среднесуточный энергетический обмен равен 2750-3000 ккал, у женщин той же группы – 2350-2550 ккал. Для людей умственного труда (служащие, операторы) энерготраты будут несколько ниже: 2550– 2800 ккал для мужчин и 2200-2400 ккал для женщин. Однако, у мужчин, занятых тяжелой физической работой (грузчики, лесорубы и т.д.), энерготраты выше – 3900-4300 ккал. Следовательно, и питание их должно обеспечивать компенсацию этих расходов, т.е. должно быть более калорийным.
У детей до 18 лет и пожилых людей старше 60 лет энерготраты снижены: у первых – из-за меньшей массы тела, у вторых – из-за общего снижения интенсивности обменных процессов и физической деятельности.
Расчеты показывают, что при постоянном превышении суточной калорийности пищи над энерготратами на 300 ккал (это примерно 1/10 суточной калорийности, т.е. 100-граммовая сдобная булочка) увеличивается накопление резервного жира на 15-29 г в день, что составляет в год 5,5-10,6 кг.
Оказывается, что организму небезразлично, каким образом и за счет каких групп веществ получает он калории. Для нормальной жизнедеятельности человека необходимо определенное соотношение белков, жиров и углеводов, а также определенное количество микрокомпонентов пищи – витаминов и минеральных веществ.
2.3.8 Второй принцип рационального питания – удовлетворение потребности в основных пищевых веществах
К настоящему времени выяснено, что оптимальным в рационе практически здорового человека является соотношение белков, жиров и углеводов, близкое к 1:1,2:4. Это соотношение наиболее благоприятно для максимального удовлетворения как пластических, так и энергетических потребностей организма человека. Белки в большинстве случаев должны составлять 12 %, жиры 30-35 % общей калорийности. Теплота сгорания 1 г жиров, как уже говорилось, значительно больше теплоты сгорания того же количества белков или углеводов. Лишь в случае значительного увеличения доли физического труда и потребности в энергии содержание белков в рационе может быть снижено до 11 % общей калорийности рациона (при увеличении доли жиров и углеводов как поставщиков калорий).
Оптимальное соотношение белковых компонентов в рационе. Белки пищевых продуктов состоят из 8 незаменимых для человека (взрослого) аминокислот и 12 заменимых. Для нормального питания необходимо определение количество как незаменимых, так и заменимых аминокислот. Требуемое соотношение незаменимых и заменимых аминокислот зависит от возраста.
Незаменимые аминокислоты в сумме (с учетом также цистина и тирозина) должны составлять примерно 40 % от суммы аминокислот в питании детей дошкольного возраста, 36 % – в питании взрослых, т.е. при суточной норме белка 80-90 г (для взрослого) должно потребляться около 30 г незаменимых аминокислот в оптимальном соотношении. Однако общее содержание незаменимых аминокислот не может считаться удовлетворительным, если хотя бы одной аминокислоты в белке будет меньше установленного оптимального количества.
В повседневной жизни человек использует для питания смесь белков, которая обычно включает как животные, так и растительные белки. Эта смесь не является идеальной, и принято считать, что ее биологическая ценность составляет 70 %, если за 100 % принять биологическую ценность идеального белка. Таким образом, суточная потребность человека в белке зависит от качества белка: чем более неполноценным являются потребляемые белки, тем выше должна быть суточная норма (до разумного предела), и наоборот, чем ближе по составу потребляемые белки к идеальному белку, тем ниже должна быть эта норма (теоретически 53-63 г). Хотя растительные белки неполноценны, они играют существенную роль в питании человека. Оптимальное соотношение животных и растительных белков находится в пределах от 60:40 до 50:50 (в зависимости от качества растительного белка) а в среднем составляет 55:45.