Значение пищевых веществ в обеспечении жизнедеятельности организма

Химический состав пищи определяется набором питательных веществ, включающим белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли и воду. В зависимости от функционального назначения питательные вещества делятся на преимущественно энергетические (жиры, углеводы), преимущественно пластические (белки, ряд минеральных веществ, вода) и преимущественно каталитические (витамины, микроэлементы). С учетом критерия обязательности питательные вещества дифференцируются на заменимые и незаменимые. К числу заменимых в организме пищевых веществ относятся углеводы и жиры, к незаменимым — 8—10 незаменимых аминокислот, 3—5 ПНЖК, все витамины и большинство минеральных элементов. Общее количество незаменимых веществ в сбалансированном питании превышает 50.

Белки. Белки являются обязательным и незаменимым компонентом питания, так как обеспечивают рост и развитие организма. Белки выполняют прежде всего пластическую функцию, являясь важнейшим компонентом клеток и внеклеточных жидкостей, обеспечивают структуру и каталитические функции ферментов и гормонов, пластические процессы, связанные с ростом, развитием и регенерацией клеток и тканей организма, выполняют защитные функции. При длительном недостатке углеводов и жиров в питании белки принимают участие в энергетическом обмене организма.

Длительный недостаток белков в питании обусловливает прежде всего нарушение ферментативных систем: снижаются основной обмен и теплообразование, уменьшается количество белков в сыворотке крови, преимущественно альбуминов. Одним из наиболее ранних проявлений белковой недостаточности служит снижение защитных свойств организма. Одновременно нарушается деятельность эндокринной системы (гипофиз, надпочечники, половые железы, печень).

Избыточное содержание белков в пище также оказывает отрицательное влияние на организм. Как известно, белки используются в строго определенных количествах, соответствующих физиологическим потребностям организма. Излишки белков включаются в энергетический обмен, увеличивают нагрузку на печень, в которой образуются конечные продукты их распада, и на почки, которые эти вещества выводят. Кроме того, при избытке белков наблюдаются неблагоприятная реакция со стороны сердечно-сосудистой и нервной систем, развитие в кишечнике гнилостной микрофлоры. Таким образом, нарушения, возникающие в организме под влиянием избыточного или недостаточного содержания белков в пище, носят разнообразный характер.

При определении необходимого количества белков в пище важно учитывать возраст, пол, характер и условия труда, состояние организма, качественный состав белков и других компонентов пищи, а также климатические условия и национальные особенности. В России приняты оптимальные физиологические нормы белков, предусматривающие обеспечение за их счет в среднем 11—13 % общей энергетической ценности пищевого рациона, причем 55 % белка должны быть животного происхождения.

Известно, что основными структурными компонентами белковой молекулы служат различные аминокислоты. В настоящее время идентифицировано свыше 80 аминокислот, однако в белках основных пищевых продуктов их находится около 20. Аминокислоты делятся на заменимые и незаменимые. Аминокислоты, синтезируемые в организме, получили название заменимых. Это гли - кокол (глицин), глутаминовая кислота, серин, тирозин, цистин (цистеин), аланин, пролин, аргинин, аспарагиновая кислота.

Аминокислоты, синтез которых замедлен или невозможен, называются незаменимыми. К их числу относят 9 аминокислот: гистидин, лизин, метионин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин.

Исследованиями показано, что в ходе биохимических превращений различные пищевые ингредиенты оказывают взаимное влияние, что отражается прежде всего на их усвояемости в организме. В частности, отмечено, что повышенное содержание в рационе некоторых аминокислот снижает усвояемость белка. Некоторые аминокислоты, введенные в организм по отдельности, могут оказывать токсическое действие. Наряду с этим избыточное содержание одних аминокислот затрудняет усвоение других. Например, избыток лейцина снижает усвоение изолейцина, триптофана и валина.

Эксперты ФАО считают, что в 1 г пищевого белка должно содержаться (в идеальном варианте) следующее количество незаменимых аминокислот, в мг: изолейцин — 40; лейцин — 70; лизин — 55; метионин+цистин — 35; фенилаланин + тирозин — 60; триптофан — 10; треонин — 40; валин — 50.

Аминокислотный состав любых пищевых продуктов можно сравнить с аминокислотным составом идеального белка путем определения аминокислотного химического скора. Одним из доступных способов расчета аминокислотного скора является расчет отношения количества каждой незаменимой аминокислоты в испытуемом белке к количеству этой же аминокислоты в гипотетическом белке с идеальной аминокислотной шкалой:

Аминокислотный скор = мг АК в ] г исследуемого белка х 1(Ю %

мг АК в 1 г идеального белка

где АК — любая незаменимая аминокислота.

В идеальном (стандартном) белке аминокислотный скор каждой незаменимой кислоты принимается за 100 %. Лимитирующей биологическую ценность аминокислотой считается та, скор которой имеет наименьшее значение. По этому показателю белки пищи животного происхождения имеют более высокую ценность по сравнению с растительными белками. Так, животные белки, т. е. белки мяса, молока, яиц, наиболее близки по своему скору идеальному, растительные — дефицитны по отдельным аминокислотам; в частности, белок пшеницы содержит лишь около 50 % лизина, картофель и большинство бобовых — около 60 % метионина и цистина при сравнении с идеальным белком.

Сбалансированность аминокислот в продуктах и готовых блюдах может нарушаться в процессе тепловой обработки. Это относится прежде всего к таким аминокислотам, как лизин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, которые в присутствии углеводов образуют трудноусвояемые комплексы типа гумино- вых соединений. Кроме того, следует учитывать, что усвоение белков в желудочно-кишечном тракте зависит от степени их пе - ревариваемости. Так, растительные белки перевариваются значительно хуже, чем животные.

В последние годы интенсивно проводятся исследования с целью улучшения белковогб состава питания населения как в качественном, так и в количественном отношении. Изыскиваются принципиально новые белковые ресурсы, в частности белки различных одноклеточных организмов — водорослей, дрожжей, непатогенных бактерий и мицелия микроскопических грибов.

Жиры. К основным веществам относятся жиры, которые являются незаменимым компонентом в сбалансированном питании. Они являются структурным компонентом тела и важнейшим поставщиком энергии. Жиры, являясь растворителями витаминов А, Б, Е, К способствуют их усвоению. Кроме того, некоторые компоненты жиров являются незаменимыми факторами питания и имеют большое значение для нормального развития организма: фосфатиды, ПНЖК, стерины и др. Они повышают вкусовые свойства пищи и способствуют более длительной насыщаемости.

При жировой недостаточности наблюдаются нарушение деятельности ЦНС, ослабление разистентности организма, а также изменения со стороны кожных покровов, почек, органов зрения и др.

По химическому составу жиры представляют собой сложные комплексы из глицерина и жирных кислот. Содержание глицерина в составе жира около 10 %. Основная биологическая активность определяется жирными кислотами, которые делятся на предельные (насыщенные) и непредельные (ненасыщенные). Наиболее активную роль в организме играют ПНЖК. Они входят в качестве структурных компонентов в состав клеточных мембран, миелиновых оболочек, соединительной ткани и др. При дефиците в пище ПНЖК (линолевой, линоленовой, арахидоновой) наблюдаются сухость, экзематозное поражение кожи, нарушается эластичность сосудов и увеличивается содержание холестерина в крови. Кроме того, недостаток этих кислот способствует образованию язв желудка и двенадцатиперстной кишки, отмечается задержка роста, снижается устойчивость к воздействию факторов окружающей среды, угнетается репродуктивная функция. Имеются данные о способности ПНЖК повышать резистентность организма к инфекционным заболеваниям, возникновению злокачественных новообразований. ПНЖК играют большую роль в синтезе простагландинов — веществ высочайшей биологической активности. Установлена связь ПНЖК с обменом витаминов группы В (пиридоксин, тиамин), а также с обменом холина. ПНЖК относятся к незаменимым веществам, так как не синтезируются в организме.

Количество ПНЖК в перерасчете на линолевую кислоту должно обеспечивать около 4 % общей энергетической ценности рациона. Оптимальное соотношение в рациональном питании жирных кислот следующее: 10 % ПНЖК, 30 % насыщенных и 60 % мононенасыщенных жирных кислот. В рационе должны быть представлены жиры как растительного, так и животного происхождения, причем в физиологически полноценном рационе растительные жиры должны составлять 30 % общего количества жиров.

Среди сопутствующих веществ важную роль играют фосфолипиды. Они входят в структуры клеточных мембран, участвуют в транспорте жира в организме. В наибольшем количестве эти вещества содержатся в нервной ткани и в тканях мозга, сердца, печени и др.

Потребность в фосфатидах составляет 10 г в день. Фосфатида - ми богаты желток яйца (10 %), сырое нерафинированное растительное масло (от 1,5 до 4 %), сливочное масло (до 0,4 %), зародыши семян пшеницы и ржи (0,6—0,7 %). Средняя потребность взрослого человека в жире составляет 80—100 г/сут, в том числе растительного масла 25—30 г, ПНЖК 3—6 г, холестерина 1 г, фосфолипидов 5 г. Поставщиками жира в рационе являются различные виды масел, животные жиры, мясо, рыба и др.

Углеводы. Углеводы составляют наибольшую часть суточного пищевого рациона. К ним относятся моно-, ди - и полисахариды. За счет углеводов обеспечивается 50—60 % потребности организма в энергии. При физической работе углеводы расходуются в первую очередь, и только после истощения их запасов расход энергии восполняется за счет имеющегося в организме жира.

Избыток углеводов в пищевом рационе влечет за собой повышенное жирообразование и приводит к ожирению. Кроме того, по мнению ряда исследователей, излишки углеводов в пище способствуют развитию патологических нарушений со стороны печени, почек, желудочно-кишечного тракта и других органов. В свою очередь недостаточное содержание углеводов в пищевом рационе может привести к развитию гипогликемии, сопровождающейся общей слабостью, сонливостью, снижением памяти, головными болями и др. Углеводное голодание обусловливает накопление в крови и появление в моче кетоновых соединений — продуктов неполного окисления жиров и белков, вследствие чего развивается ацидоз. Суточная потребность в углеводах составляет 400—500 г. Основными их поставщиками являются продукты растительного происхождения, в которых углеводы составляют не менее 75 % сухого вещества. Важный источник углеводов — сахар.

Около 60 % углеводов в организм поступает с зерновыми продуктами, от 14 до 26 % — с сахаром и кондитерскими изделиями, 5—7 % с овощами и фруктами и около 10 % с корнеплодами и клубнями.

Углеводы подразделяются на усвояемые и неусвояемые. К усвояемым углеводам относятся глюкоза, сахароза, лактоза, фруктоза, мальтоза и альфа-глюконовые полисахариды — гликоген, декстрины и крахмал.

К неусвояемым углеводам относят пектиновые вещества, лигнин, целлюлозу, гемицеллюлозу и др. Они не расщепляются в желудочно-кишечном тракте, но играют важную биологическую роль, оказывая влияние на интенсивность абсорбции и метаболизма углеводов, жиров и белков. Пищевые волокна предотвращают всасывание и способствуют выведению из кишечника желчных кислот — источника образования холестерина. В этом отношении пищевые волокна рассматриваются как один из существенных факторов в профилактике атеросклероза. Под влиянием клетчатки снижается абсорбция магния, кальция, меди, цинка, железа, а также ряда ксенобиотиков. В наибольшем количестве пищевые волокна содержаться в зерновых продуктах, овощах, фруктах, орехах.

Необходимо отметить, что потребление углеводов должно быть сбалансировано с потреблением белков и жиров. В среднем физиологически наиболее приемлемо соотношение белков, жиров и углеводов 1:2,8:4,2. При больших физических нагрузках это соотношение должно равняться 1:1:5.

Углеводы рациона взрослого человека должны обеспечивать 58 % энергетической потребности организма. Оптимальным соотношением углеводов считается: крахмал — 75 %, сахара — 20 %, пектиновые вещества — 3 %, клетчатка — 2 %.

Витамины. Витаминами принято называть низкомолекулярные соединения органической природы, не синтезируемые в организме человека, поступающие извне в составе пищи, не обладающие энергетическими и пластическими свойствами, проявляющие биологическое действие (коферменты и др.) в малых дозах.

Среди веществ, относящихся к витаминам, различают истинные витамины, витаминоподобные вещества — витамино-гормо - ны и прогормоны (каротины и ПНЖК). По растворимости в воде и жире витамины подразделяются на водорастворимые (В], В2, В2, В6, В12, Вс, Н, Ы, С, РР, Р) и жирорастворимые (А, Б, Е, К). К витаминоподобным веществам, по современной классификации, относят витамин В]$ (пангамовая кислота), парааминобензой - ную кислоту (Н]), холин (В4), инозит (В$, карнитин (ВТ), ПНЖК (Р), витамин £/, оротовую кислоту (В;^).

Витамины участвуют во многих биохимических процессах. Они необходимы для поддержания устойчивости организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды (жара, холод, инфекции, интоксикации и др.), повышения умственной и физической работоспособности, обеспечения функции желез внутренней секреции и их гормональной активности. Избыточное или недостаточное содержание витаминов в пище обусловливает такие патологические состояния, как авитаминоз, гипо - и гипервитаминоз.

Авитаминозы представляют собой наиболее выраженную тяжелую форму витаминной недостаточности, развивающуюся при полном отсутствии или резкой недостаточности того или иного витамина в пище. Они характеризуются определенной клинической картиной с соответствующим комплексом симптомов, свойственных каждому авитаминозу. Наиболее известны С-авитаминоз (скорбут, цинга), В [-авитаминоз (алиментарный полиневрит, бери-бери), РР-авитаминоз (пеллагра), Б-ави - таминоз (рахит, остеопороз), А-авитаминоз (гемералопия, ксерофтальмия) и др. В настоящее время авитаминозы встречаются редко; значительно чаще наблюдаются гиповитаминозы.

Эта форма патологического состояния характеризуется снижением иммунологической реактивности, работоспособности, памяти, расстройством сна, плохим самочувствием и др. Причинами развития гипо - и авитаминозных состояний могут быть угнетение энтерогенного синтеза витаминов ввиду отсутствия исходных ингредиентов в пище, повышенное потребление витаминов обитателями кишечника (широкий лентец, некоторые бактерии и др.), несбалансированное соотношение витаминов в пище, усиленный расход витаминов при воздействии экстремальных факторов, повышенная потребность витаминов при некоторых физиологических состояниях (усиленный рост, беременность, лактация и др.).

При избыточном потреблении витаминов могут развиваться гипервитаминозы. Эта патология чаще всего возникает в результате использования витаминов в лечебных целях. Примером гипервитаминоза могут служить случаи смерти людей, отравившихся печенью полярных животных (белого медведя, тюленей, моржей и др.), содержащей значительное количество витамина А.

Нормы потребления витаминов зависят от пола, возраста, массы тела, степени тяжести труда, сбалансированности пищевых рационов, физиологического состояния (беременность, лактация), состояния здоровья, климатических условий и других факторов (см. табл. 6.3). Потребность в витаминах возрастает при недостаточной инсоляции, напряженной умственной работе, тяжелом физическом труде, воздействии низких температур.

Поступление витаминов в организм должно обеспечиваться за счет продуктов питания. При этом следует помнить, что содержание витаминов во фруктах и овощах в значительной степени зависит от условий произрастания, способов хранения, режима кулинарной обработки и др. Применение витаминных препаратов целесообразно в зимне-весенний период и в особых случаях, когда в пище содержится мало витаминов (питание больных, находящихся на строгой диете, питание в крайних климатических зонах и т. д.).

Основные источники витаминов в питании человека представлены в табл. 6.4.

Минеральные вещества. Минеральные вещества относятся к незаменимым компонентам питания. Они участвуют во всех биохимических процессах, протекающих в организме, выполняют пластическую функцию, составляя основу скелета, поддерживают коллоидное состояние протоплазмы, осмотическое давление, концентрацию водородных ионов, буферные свойства крови. Весьма важную роль играют минеральные вещества в транспорте белков и углеводов через клеточные мембраны (медь, железо, магний), в свертываемости крови (кальций), перемещении газов крови (железо), в процессах возбудимости мышечной и нервной ткани (калий, кальций, натрий), обеспечивают нормализацию водно-солевого обмена.

При солевом голодании возникают различные формы расстройства здоровья. Так, нарушение деятельности ЦНС может наблюдаться при недостатке в пище натрия, кальция, калия, фосфора, хлора и брома. В свою очередь натрий, кальций и хром ослабляют функцию пищеварительных желез; дефицит йода снижает функцию щитовидной железы и ведет к развитию зобной болезни. Избыток фтора в пище приводит к развитию флюороза.

Минеральные вещества в пище должны находиться в сбалансированном состоянии как между собой, так и с отдельными питательными веществами. В случае нарушения данного требования резко ухудшается их усвояемость. Так, избыток фосфора и магния или недостаток жира и жирорастворимых витаминов затрудняет усвоение кальция. При этом нарушаются процессы окостенения, выражающиеся в возникновении рахита у детей и остеопороза у взрослых. Наиболее благоприятное усвоение кальция происходит при соотношении кальция и фосфора 1:1,5, а кальция и магния 1:0,5. Оптимальная сбалансированность кальция и магния, кальция и фосфора имеется в молоке и его продуктах. Минеральными веществами богаты продукты как животного, так и растительного происхождения. Высокое содержание микроэлементов в последних весьма часто находится в несбалансированном виде, что отражается на их усвояемости. Данные о средней потребности взрослого человека в минеральных веществах см. в табл. 6.3.

Все минеральные вещества по содержанию в организме принято делить на три группы: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы.

МАКРОЭЛЕМЕНТЫ. К макроэлементам относятся большинство (99 %) химических веществ. Их содержание в организме составляет от 10 0 до 10—2 %. Это водород, кислород, кальций, фосфор, магний, натрий, хлор, железо, сера, кремний и др.

Кальций. Типичный щелочно-земельный металл, широко распространенный в природе. Кальций выполняет в организме разнообразные функции: пластические и структурные; придает стабильность клеточным мембранам; принимает участие в осуществлении межклеточных связей; необходим для нормальной возбудимости нервной ткани и сократимости мышечных волокон; является активатором ряда ферментов и гормонов; участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран.

Известно, что кальций оказывает антистрессовый эффект, способствует выведению из организма солей тяжелых металлов и радионуклидов, проявляет антиоксидантный эффект, обладает антиаллергическим действием. Дефицит кальция может провоцировать развитие гипертонических кризов, токсикозов беременности, повышение уровня холестерина в крови.

Основным источником кальция в питании человека — молоко и молочные продукты (кефир, сметана, творог и др.), твердые и плавленые сыры, масло.

Рекомендуемая норма потребления кальция составляет 800 мг/сут.

Фосфор. Неорганический фосфор, вместе с кальцием, выполняет структурные функции, принимает участие в процессах роста и деления клеток, в энергетическом обмене, ферментативных процессах и др.

Основным источником фосфора являются молочные продукты. Высокое содержание фосфора в мясе, рыбе, бобовых культурах, крупах (овсяной, перловой, ячневой и др.). Установлено, что из растительных продуктов фосфор всасывается хуже, чем из животных — соответственно 40 и 70 %.

Норма физиологической потребности в фосфоре составляет 1200 мг/сут.

Магний. Относится к числу наиболее распространенных щелочно-земельных металлов. Физиологическая функция магния обусловлена его участием в качестве кофактора в ряде важнейших ферментативных процессов, в частности обмене фосфора, способствуя снижению давления крови. В ряде биохимических процессов магний выступает как антагонист кальция. В пищевых рационах важно поддерживать оптимальное соотношение кальция и магния (1:0,7). Алиментарная недостаточность магния встречается редко. Почти половина суточной потребности в магнии удовлетворяется за счет хлеба и крупяных изделий. Его содержание составляет, мг/100 г: горох — 107, крупа овсяная — 116, крупа ячневая — 50, фасоль — 103, хлеб — 50, орехи — 170—230, молоко — 13—23.

Суточная потребность магния составляет 400 мг.

Натрий. Физиологическая функция магния определяется его участием во многих биохимических процессах. Он участвует в водном обмене, регуляции мышечной и нервной тканей, поддерживает необходимую буферность крови, ее осмотическое давление. Повышенное потребление натрия способствует накоплению жидкости в организме, формирует отеки, перегружает почки и сердце и повышает кровяное давление.

Суточная потребность натрия составляет 4 г.

Железо. Функциональная роль железа обусловлена тем, что он входит составной частью гемоглобина, участвуя в переносе кислорода от легких ко всем тканям, органам и системам организма. Он участвует в работе целого ряда ферментных систем (цитохромы, каталазы и др.).

Потребность в железе зависит от возраста, пола и физиологического состояния организма. В связи с регулярными потерями крови во время месячных потребность женщин в железе почти в 2 раза выше, чем мужчин, и составляет 18 мг в сутки, во время беременности эта потребность достигает 38 мг, а у кормящих женщин — 33 мг.

Содержание железа в пищевых продуктах колеблется в широком интервале — от 70 до 4000 мкг/100 г. Основным источником железа в питании являются печень, почки, бобовые культуры (6000—20 000 мкг/100 г). Железо из мясных продуктов усваивается организмом на 30 %, из растений — на 10 %.

Потребность взрослого человека в железе составляет 14 мг/сут, у женщин в период беременности и лактации — до 18 мг/сут.

Калий. Физиологическая функция калия заключается в его участии в процессах, обеспечивающих проведение нервных импульсов, он корригирует щелочной баланс крови и тканевых жидкостей. Калий участвует в регуляции ритма сердца, в реакциях обмена веществ, например в превращении глюкозы в гликоген. Калий является антагонистом натрия.

Основным источником калия являются, мг/100 г: картофель — 570, фасоль — 1100, горох — 870, яблоки и виноград — около 250.

Суточная потребность взрослого человека составляет 2,5— 5,0 г.

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ. Среди факторов питания, имеющих важнейшее значение для поддержания здоровья, работоспособности и активного долголетия, особая роль принадлежит микроэлементам. Они относятся к незаменимым пищевым веществам, абсолютно необходимы для нормального осуществления обмена веществ, роста и развития организма человека, защиты от болезней и неблагоприятных факторов среды обитания человека, обеспечения всех жизненных функций организма.

Микроэлементы делятся на три группы: незаменимые компоненты пищи (медь, цинк, марганец, кобальт, молибден, мышьяк, ртуть, хром, олово, йод, фтор, селен); токсичные микроэлементы (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк); нейтральные — не вызывающие выраженных физиологических или токсических воздействий на организм (бор, литий, алюминий, серебро, рубидий, барий).

Йод. Дефицит йода один из наиболее типичных примеров недостатка микронутриентов в питании современного человека. Более чем у 1,5 млрд жителей Земли имеется повышенный риск недостаточйого потребления йода.

В организме человека практически нет ни одной жизненно важной функции, которая не зависела бы от тиреоидных гормонов, осуществляющих свое универсальное действие с помощью йода. Являясь активным компонентом гормонов, йод взаимодействует с другими железами внутренней секреции, оказывает выраженное влияние на обмен белков, жиров, углеводов, водно-солевое равновесие.

При относительной недостаточности йода в питании концентрация тиреоидных гормонов в крови снижается. Это приводит к нарушению биосинтеза тироксина, угнетению функции щитовидной железы, что характеризуется развитием эндемического зоба (гипотиреоза).

Важно подчеркнуть, что в возникновении эндемического зоба определенное значение могут иметь геохимические факторы. В литературе есть данные, свидетельствующие о том, что распространение эндемического зоба совпадает не только с недостатком йода в среде, но и с избытком или недостатком таких элементов, как кобальт, марганец, кальций и стронций. Кроме того, установлено, что щитовидная железа обладает способностью концентрировать не только йод, но и ряд других элементов, таких как ртуть, мышьяк, сурьма. Данные обстоятельства необходимо учитывать при проведении мероприятий по профилактике йодной недостаточности в регионах.

Основным источником йода являются морская рыба, печень трески, морская капуста, сухой ламинарий.

Физиологическая потребность в йоде у взрослых мужчин и женщин составляет 150 мкг в сутки. Согласно рекомендациям ВОЗ, уровень физиологической потребности в данном элементе — 150—300 мкг/сут.

Фтор. Избыточное или недостаточное поступление в организм фтора приводит к развитию таких микроэлементозов, как флюороз и кариес.

Характерным признаком флюороза является пятнистость зубной эмали. Под влиянием избыточного содержания фтора зубная эмаль подвергается дистрофии, появляются трещины и зубы становятся хрупкими. Одновременно отмечаются нарушения фосфорно-кальциевого обмена, что сопровождается деформацией костей. Помимо указанных изменений, могут регистрироваться признаки поражения и других органов и систем.

Кариес зубов характеризуется деминерализацией и последующей деструкцией твердых тканей зуба с образованием дефекта в виде полости. Развитию кариеса зубов способствуют общие и местные факторы. К общим факторам следует отнести недостаточное поступление в организм белков, витаминов, минеральных солей, ряда микроэлементов, а также избыточное потребление ферментируемых углеводов. Кроме того, этому способствуют нарушения функций других органов и систем организма, стрессовые ситуации. К местным факторам относят количественные и качественные изменения слюны, длительная задержка в полости рта остатков пищи, особенно содержащей углеводы.

Селен. Селен является незаменимым элементом в питании человека, животных и некоторых микроорганизмов. Он входит в состав глутатионпероксидазы, фермента предохраняющего клетки от токсического действия перекисных радикалов и тем самым защищающего клетки, липиды клеточной мембраны, белки, нуклеиновые кислоты. Селен обладает выраженным ан - тиоксидантным свойством, что позволяет использовать его для профилактики онкологических заболеваний, провоцируемых химическими воздействиями и радиацией. Было установлено, что селен стимулирует образование антител и тем самым повышает защиту организма от инфекционных и простудных заболеваний. Данный элемент участвует в выработке эритроцитов, способствует поддержанию и продлению сексуальной активности. Почти половина всего селена, содержащегося в мужском организме, находится в семенных канальцах яичек.

Недостаточное поступление селена в организм может привести к развитию сердечной миопатии и даже к смерти. Заболевание чаще всего развивается у детей и женщин детородного возраста, для которого характерны аритмии, увеличение размеров сердца, за которыми следует сердечная недостаточность. Люди, находившиеся на искусственной диете или подвергшиеся голоданию, также проявляли признаки селеновой недостаточности. Установлено, что в районах, где потребление селена населением недостаточно, отмечается рост числа заболеваний раком. В последние годы недостаток селена рассматривают как возможный этиологический фактор при некоторых сердечнососудистых заболеваниях.

В Китае (провинция Кешан) была выявлена у местного населения эндемическая кардиомиопатия, названная болезнью Кешана. В России крупные биогеохимические регионы по се - ленодефициту установлены в Забайкалье, Читинской, Ярославской областях, Удмуртии и Карелии.

Избыточное поступление селена приводит к развитию селенового токсикоза. Наиболее типичными признаками селенового токсикоза являются поражение ногтей и выпадение волос. Кроме того, наблюдаются желтушность, шелушение эпидермиса, дерматиты, повреждение эмали зубов, анемии, нервные расстройства. В ряде случаев у сельскохозяйственных животных отмечена гибель после употребления растений, выращенных на почвах с высоким содержанием селена (США, Канада, Ирландия).

Источником содержания селена в пище является говяжье мясо, печень, почки, мясо морских рыб, креветки, дрожжи, пшеница, отруби, хлеб из цельных зерен пшеницы, овес и другие продукты. Следует отметить, что повсеместно рацион питания населения индустриально развитых стран дефицитен по этому микроэлементу.

Потребность взрослого человека в селене составляет 150— 200 мкг/сут. ^

Молибден. Этот микроэлемент входит в состав ряда ферментов, участвующих в детоксикации (сульфитоксидаза, альдегид - дегидрогеназа, нитратредуктаза) чужеродных для организма веществ. Способствует задержанию в организме фтора и таким образом препятствует развитию кариеса. Молибден способствует окислению пуриновых оснований в мочевую кислоту.

Недостаток или отсутствие молибдена в организме приводит к снижению активности сульфитоксидазы — фермента, превращающего в организме человека сульфит в сульфат. Отсутствие вследствие генетического дефекта сульфитоксидазы в организме приводит к выраженным аномалиям мозга, характеризуется умственной отсталостью, эктопией хрусталика и повышением выделения с мочой сульфатов. Тяжелые патофизиологические нарушения при этом дефекте свидетельствуют о незаменимости молибдена для организма человека.

Избыток молибдена в пище может привести к возникновению подагры. Предполагается, что повышенный синтез ксан - тиноксидазы и интенсификация пуринового обмена ведут к накоплению избыточных количеств мочевой кислоты, с выделением которых не справляются почки. В результате этого мочевая кислота и ее соли откладываются в сухожилиях и суставах. Это заболевание, получившее название "эндемическая молибденовая подагра" характеризуется и соответствующими биохимическими изменениями в крови. Следует отметить, что избыток молибдена способствует также нарушению синтеза витамина В|2 и повышению активности фосфатазы.

Источниками молибдена являются печень говяжья, почки говяжьи, цельные зерна пшеницы, чечевица, горох, капуста цветная, зеленый горошек, пивные дрожжи, шпинат и др.

Суточный прием взрослого человека составляет 200 мкг.

Ванадий. Ванадий у молодых людей ингибирует синтез холестерина и снижает содержание в крови липидов. В литературе имеются данные, что ванадий препятствует развитию кариеса зубов, способствует их минерализации и сохранению. Источники ванадия: гречка, петрушка, соевые бобы, овес, яйца. Суточная потребность взрослого человека в этом микроэлементе не установлена. По данным США, его потребность составляет около 2 мг.

Кобальт. Кобальт входит в состав витамина В12, принимает участие в обмене жирных кислот, в углеводном обмене, реализации активности фолиевой кислоты. Основное биологическое действие — участие в синтезе гемоглобина. Источниками этого микроэлемента являются печень различных животных (в особенности баранья), говяжье сердце, моллюски, почки, устрицы, сардины, из растений — шиповник.

Суточная потребность взрослого человека в кобальте составляет около 8 мкг.

Цинк. Цинк входит в состав значительного числа ферментов (около 80), катализирующих метаболизм нуклеиновых кислот, обеспечивающих реализацию биологического действия витаминов А и фолиевой кислоты (кроветворение). Установлено, что цинк участвует в формировании иммунитета и поддержании функции мужских желез (он является составной частью мужского полового гормона дегидрокситестостерона). Вероятно, поэтому в наибольшем количестве он содержится в тканях тестикул и шишковидной железы, которая имеет прямое отношение к реализации сексуальной функции и мужчин, и женщин.

Длительный дефицит цинка в рационе может привести к развитию бесплодия, потере сексуальной активности, снижению иммунитета, кожным заболеваниям, нарушению роста волос и ногтей.

При избыточном поступлении цинка в организм возможны случаи отравления. Известны случаи отравления пищей и напитками, хранившимися в железной оцинкованной посуде.

Источником цинка являются продукты растительного происхождения (фрукты, картофель, морковь, орехи, зерновые культуры). Из продуктов животного происхождения наиболее богаты цинком мясо, рыбопродукты, устрицы, яйца, молоко. Цинк из продуктов животного происхождения усваивается значительно лучше.

Суточная потребность взрослого установлена на уровне 10— 15 мг, при беременности и лактации — 20—25 мг.

Марганец. Установлено, что марганец необходим для функционирования ферментов, участвующих в формировании костной и соединительной тканей, регуляции гликогенеза. Он активно влияет на биосинтез холестерина, метаболизм инсулина, другие виды обмена веществ. Особое значение марганец имеет в реализации функций половых желез, опорно-двигательного аппарата, нервной системы. Считается, что этот микроэлемент может оказывать профилактическое действие в отношении развития недостаточности коронарных артерий сердца, диабета, патологии щитовидной железы, нарушений углеводного и липидного обменов. С возрастом усвояемость марганца снижается. Поэтому следует обращать внимание у лиц после 50 лет на возможность дефицита этого микроэлемента.

Основной источник марганца в питании человека — злаковые, бобовые культуры и орехи. Особенно богаты марганцем кофе и чай.

Рекомендуемый уровень потребления марганца 5,0 мг/сут, минимальная суточная потребность 2—3 мг.

Хром. Хром оказывает активное влияние на усвояемость глюкозы и уровень ее в крови. Введение хрома в рацион восстанавливает нормальную толерантность к глюкозе у детей с белковокалорийной недостаточностью, а у лиц среднего и пожилого возраста со сниженной толерантностью к углеводам вызывает снижение уровня холестерина в крови, что является исключительно важным фактором в профилактике атеросклероза. Биологическую активность проявляет трехвалентный хром. В желудочно-кишечном тракте наибольшую усвояемость проявляют органические формы хрома (до 25 %), в то время как неорганические соединения этого микроэлемента усваиваются лишь на уровне 0,5—0,7 % от общего их количества, поступившего с пищей.

Особенно высок риск развития дефицита хрома у беременных и кормящих женщин, поскольку развивающийся плод усиленно аккумулирует хром. Значительное его количество экскретируется с молоком при лактации. Другой причиной, приводящей к недостаточности хрома, может быть потребление большого количества легкоусвояемых углеводов.

Источником поступления хрома в организм при питании являются пекарские дрожжи, печень, пшеничная мука грубого помола, перловая крупа, бобовые культуры, мясо птицы.

Суточная потребность взрослого человека в хроме составляет около 200 мкг.

Медь. Данный элемент принимает активное участие в процессах жизнедеятельности, входя в состав ряда ферментных систем. Дефицит меди приводит к анемии, замедленному росту детей.

Потребность в меди возрастает при воспалительных заболеваниях и при болезнях суставов.

Источниками меди являются растения — лапчатка прямостоячая, сушеница, чайный куст, марена красильная и др. Суточная потребность составляет 4—5 мг.

В настоящее время на основании сопоставления результатов эпидемиологических, лабораторных и клинических исследований установлены так называемые безопасные и адекватные уровни суточного поступления с рационом питания таких ранее не нормируемых микронутриентов, как хром (50—200 мкг), ванадий (около 100 мкг), кремний (5—10 мг), никель (около 100 мкг).

Проводятся исследования по определению нормального среднесуточного поступления с рационом ряда других микроэлементов.

Есть все основания полагать, что по мере расшифровки физиологических функций, путей биотрансформации и молекулярных механизмов действия этих микронутриентов будет доказана эссенциальность некоторых из них для человека и они пополнят формулу оптимального питания.

В последние годы все более активно развиваются новые технологии, позволяющие получать биологически активные формы микроэлементов. Одним из вариантов таких технологий являются введение дефицитных в рационе человека минеральных веществ, например селена или железа, в питательную среду, на которой выращиваются микроорганизмы, например дрожжи. Последние включают данный микроэлемент в свой метаболизм, что способствует, с одной стороны, накоплению этого элемента в микробной клетке в виде металлорганического комплекса, с другой — биологическая активность и усвояемость этого элемента резко возрастают. Далее эти микроорганизмы можно использовать в питании человека и животных в натуральном не переработанном виде (дрожжи для выпечки хлебобулочных изделий) или выделять из них этот элемент, но с помощью таких приемов, которые позволяют сохранить его биологическую активность. Например, неорганические соединения хрома, которые необходимы больным диабетом, усваиваются всего лишь на 3 %, а его дрожжевая металлоорганическая композиция усваивается практически полностью.