Глава 6. БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ОСНОВНЫХ ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВ И МИКРОНУТРИЕНТОВ В ОРГАНИЗМЕ

Человек, как любой живой организм, представляет собой открытую термодинамическую систему, которая может сохранять свою целостность и способность к самовоспроизведению благодаря постоянному обмену веществ с внешней средой. Последняя является источником пластических и энергетических ресурсов в виде пищи, которые в организме преобразуются в собственные структуры клеток, т. е. претерпевают процесс ассимиляции. Наряду с этим в результате окислительного разрушения химических связей органических веществ в клетках происходит высвобождение энергии (ее источником являются белки, жиры и углеводы), т. е. процесс диссимиляции. Высвобождающаяся энергия расходуется на восстановление и синтез структур клеток, их размножение, различные процессы жизнедеятельности.

У здорового человека в зрелом возрасте при потреблении достаточного количества необходимых веществ пищи процессы ассимиляции и диссимиляции находятся в относительном равновесии: оно обеспечивается деятельностью нейрогуморальной системы, направленной на поддержание постоянства состава организма. У молодого, растущего организма ассимиляция преобладает над диссимиляцией, при старении процессы синтеза ослабевают.

Еще в 1840 г. петербургский академик Г. И. Несс установил закон, согласно которому термические эффекты реакций, приводящих к образованию одних и тех же продуктов, одинаковы и не зависят от промежуточных стадий превращений.

При сжигании в калориметре и окислении в организме из 1 г углеводов высвобождается 16,7 кДж (4,0 ккал), 1г жиров - 37,3 кДж (9 ккал). При окислении белков в организме выделяется меньше энергии, чем в калориметре, из-за затрат на синтез мочевины из минерализованного азота (NH₃). Поэтому калорический коэффициент белков пищи равен 16,7 кДж (4 ккал).

6.1. Биологическая роль белков

В процессе обмена веществ между организмом и внешней средой ведущее место занимает обмен белков. Белки - сложные азотистые высокомолекулярные полимеры, состоящие из аминокислот. Они составляют примерно 20 % массы человеческого тела и более 50 % сухой массы клетки. Роль белков в организме человека чрезвычайно велика, так как функции их многообразны. Белки входят в состав ядра, протоплазмы, мембран клеток всех органов и тканей, следовательно, важнейшая функция белков - пластическая. Белки участвуют в процессах воспроизводства живой материи. Белки костей, хрящей выполняют опорную функцию. Актин и миозин обеспечивают сокращение мышц. Белки обладают каталитической активностью; все ферменты являются белками. С ними связаны защитные реакции организма; в частности, образование антител при поступлении в организм чужеродных веществ. Белки образуют с антитоксинами малоактивные комплексы, которые выводятся из организма, следовательно, они выполняют антитоксическую функцию. Процесс свертывания крови, который протекает с участием белков плазмы, препятствует большим кровопотерям. Некоторые белки плазмы крови и форменных элементов обеспечивают перенос питательных веществ, следовательно, они выполняют транспортную функцию. Белки пищи оказывают влияние на процессы возбуждения и торможения в коре головного мозга. Многие гормоны и их производные являются белками. Таким образом осуществляется регуляторная функция белков.

В живом организме с момента его зарождения и до смерти непрерывно происходят одновременно и разрушение клеток, а также внеклеточного вещества тканей и органов, и воспроизводство их, замена их новыми. Эти противоположные процессы, единство которых и составляет сущность жизни, совершаются настолько интенсивно, что в течение жизни любого организма его ткани и клетки успевают смениться многократно: так, например, эритроциты крови полностью обновляются за 3,5-4 мес. Вполне понятно поэтому, какое громадное значение имеет регулярное поступление в организм материала, способного беспрерывно выполнять происходящие в нем траты белковых веществ. Таким материалом могут быть и действительно являются белки.

По степени важности в процессах обмена веществ пластическая роль белков (в организации разнообразных структур) неизмеримо превосходит их роль как источника энергии. Более того, пластическая функция белков не только велика, но и незаменима, так как

белки в этом отношении нельзя заменить ни жирами, ни углеводами, входящими в состав живой материи или поступающими в организм из внешней среды.

Без белков или их составных частей - аминокислот - не может быть обеспечено воспроизводство основных структурных элементов органов и тканей, а также образование ряда важнейших веществ, как, например, ферментов и гормонов.

Биологическая ценность белков. Для удовлетворения потребностей организма существенным является не только количество, но и качество белков в пище. Различные белки, как известно, отличаются друг от друга процентным содержанием отдельных аминокислот. Именно поэтому в зависимости от аминокислотного состава для покрытия потребности в белке требуется одного белка больше, другого меньше. В этом смысле можно говорить о различной биологической ценности белков.

Биологическая ценность того или иного белка тем выше, чем ближе его состав к составу белков данного организма. Белки, находящиеся в продуктах питания, потребляемых человеком, содержат в тех или иных количествах все аминокислоты, и никогда не бывает так, чтобы какая-нибудь аминокислота полностью отсутствовала. Степень усвоения белка, его биологическая ценность определяются, однако, не только аминокислотным составом белка, но и возможностью расщепления белка ферментами пищеварительных соков. Такие белковые вещества, как волосы, шерсть, перья и т. п., не могут быть использованы в качестве пищевых продуктов именно потому, что они не расщепляются на аминокислоты под влиянием протеолитических ферментов пищеварительного тракта человека.

В тесной связи с вопросом о биологической ценности белка находится представление о так называемых жизненно необходимых или незаменимых аминокислотах (табл. 2).

Изучение азотистого обмена у взрослых здоровых людей, находившихся на искусственном рационе, в котором белок был полностью заменен смесью чистых аминокислот, позволяет сделать ряд существенных выводов. Для сохранения азотистого равновесия и веса тела, а также трудоспособности (при умеренной физической нагрузке) и удовлетворительного самочувствия необходимы восемь незаменимых аминокислот и источники азота (в виде, например, глицина и других заменимых аминокислот).

Исключение какой-либо незаменимой аминокислоты приводит к отрицательному азотистому балансу и расстройству нервной системы (общей слабости, головокружению, раздражительности, нарушению кожной чувствительности, а иногда и болевым явлениям).

Таблица 2

Заменимые и незаменимые аминокислоты

Рекомендуемые нормы белков в суточном рационе. Какое же количество белка необходимо в питании человека, чтобы обеспечить сохранение его здоровья и работоспособности? Разные исследователи получали различные величины содержания белка в пище, при котором поддерживается азотистое равновесие. Эти величины колеблются в зависимости от состава пищи и от того, какие белковые продукты принимаются. Но в среднем азотистое равновесие устанавливается у человека при потреблении 30-45 г белка в сут. Этот минимум белка, необходимый для того, чтобы поддержать азотистое равновесие на рационе, полностью покрывающем энергетические потребности организма, получил название "физиологического минимума белка".

Взрослый человек должен потреблять ежедневно при трате энергии в 2500 ккал не менее 100 г белка, а в жарком климате - не менее 120 г белка. Эти нормы соответствуют умственному труду и труду физическому, полностью механизированному. При расходе большого количества энергии, то есть при физическом труде, недостаточно механизированном, необходимо добавочно 10 г белка на каждые 500 ккал. Таким образом, при физическом труде с затратой энергии в 4000 ккал требуется 130-150 г белка в сут. В среднем потребность в белке определяют равной не менее 1 г пищевого белка/кг массы тела.

Потребность детей в белке значительно выше, чем взрослых. Она составляет от 4 до 1,5 г/кг массы тела в связи с преобладанием

пластических процессов. Возрастает потребность в белке при беременности, лактации, при всех патологических состояниях, связанных с потерей тканевых белков (нефрозах, больших ожогах, обширных травмах и т. д.).

Избыточное содержание белков в рационе питания приводит к увеличению образования аммиака в тканях, токсичных продуктов в толстом кишечнике, повышению нагрузки на печень и почки.

На степень усвояемости организмом пищевых веществ, в том числе и белков, значительное влияние оказывают характер и степень кулинарной обработки продуктов. Применяя те или иные способы, можно повысить степень усвоения пищевых веществ и, следовательно, снизить количество потребляемой пищи или, наоборот, ухудшить ее усвояемость.

Чрезмерная тепловая обработка (например, жарка) ухудшает усвояемость белков вследствие их избыточной денатурации, затрудняющей проникновение ферментов через плотную корку, образующуюся на поверхности продуктов.

Вареные мясо или рыба усваиваются лучше, чем жареные, так как содержащаяся в них соединительная ткань при варке приобретает желеобразное состояние, белки при этом частично растворяются в воде и легче расщепляются протеолитическими ферментами. Измельчение мяса, рыбы облегчает процесс пищеварения. Поэтому блюда из котлетной массы усваиваются лучше, чем из натурального куска.

Необходимо особо подчеркнуть, что установленные оптимальные уровни аминокислот в питании человека не являются постоянными при любых условиях. Они могут значительно возрастать, причем неравномерно для различных аминокислот, при некоторых физиологических (беременность) или патологических (инфекционные болезни, некоторые авитаминозы и т. п.) состояниях. Отсюда становится ясно, какое громадное значение в питании человека имеет подбор белков пищи таким образом, чтобы получился оптимальный состав аминокислот для удовлетворения всех потребностей человека.

Важным показателем биологической ценности белков является их атакуемость пищевыми ферментами - способность подвергаться гидролизу в желудочно-кишечном тракте. Перевариваемость белков животного происхождения выше, чем растительного. В среднем белки пищи усваиваются на 92 %; усвояемость белков животного происхождения 97 %, растительного лишь 83-85 %. Это обусловлено значительным количеством балластных веществ в продуктах растительного происхождения. Усиливая перистальтику кишечника, эти вещества способствуют более быстрому выде-

лению невсосавшихся аминокислот из организма. Кроме того, клетчатка, входящая в состав клеточных оболочек, ухудшает проникновение пищеварительных ферментов внутрь клеток.

6.2. Биологическаяроль жиров

Жиры и жироподобные вещества (липиды) попадают в организм человека с различными пищевыми продуктами. Липиды широко представлены в природе. Они входят в состав тканей животных и растений. Вегетативные части растений накапливают не более 5 % липидов, семена - 50 % и более. В организме человека содержится в норме 10-20 % жира, но при некоторых нарушениях жирового обмена его количество может возрасти до 50 %.

Липидам свойственны разнообразные функции. Они являются источниками энергии; при окислении в организме 1 г жира выделяется 9 ккал. Количество воды, образующейся в организме при полной деградации жиров, относительно велико. Так, при окислении 100 г жира выделяется 107 г эндогенной воды, что имеет особое значение в экстремальных условиях, например при недостаточном поступлении воды извне.

Липиды выполняют структурно-пластическую роль, так как входят в состав клеточных и внеклеточных мембран всех тканей.

Жиры являются растворителями витаминов А, D, Е,Киспо-собствуют их усвоению. С пищевыми жирами в организм поступает ряд биологически активных веществ: фосфатиды, полиненасыщенные жирные кислоты, стерины и др.

Липиды, входящие в состав нервных клеток и их отростков, обеспечивают направленность потоков нервных сигналов. Из липи-дов образуются некоторые гормоны (половые, коры надпочечников), а также витамин D. Липиды кожи и внутренних органов выполняют защитную роль. В организме человека и животных липи-ды предохраняют тело от переохлаждения, так как препятствуют отдаче тепла, а также от механического повреждения (например, почки). Липиды, выделяемые сальными железами, придают коже эластичность, предохраняют ее от высыхания.

В организме человека жир находится в двух видах: структурный (протоплазматический) и резервный (в жировых депо).

Структурный жир в клетках входит в состав особых включений или сложных относительно прочных соединений с белками, которые называются липопротеиновыми комплексами. Они содержатся в крови, участвуют в построении клеток. Количество липоплазма-

тического жира поддерживается в органах и тканях на постоянном уровне, который не изменяется даже при голодании.

Резервный (запасной) жир накапливается в жировых депо: под кожей (подкожный жировой слой), в брюшной полости (сальник), около почек (околопочечный жир). Степень накопления резервного жира зависит от ряда причин: характера питания, уровня энергозатрат, возраста, пола, конституционных особенностей организма, деятельности желез внутренней секреции. Так, тяжелая физическая работа, некоторые заболевания, недостаточное питание способствуют уменьшению количества запасного жира.

Напротив, избыточное питание, гиподинамия, снижение функции половых желез, щитовидной железы приводят к увеличению количества резервного жира. В запасном жире постоянно происходят синтез и распад; он является источником обновления внутриклеточного структурного жира.

Энергетическая ценность жиров более чем вдвое превышает таковую белков и углеводов, в связи с чем липиды называют "концентратами энергии". По энергетической ценности 25 г жира соответствует 175 г мяса, 330 г молока, 100 г хлеба, 222 г картофеля.

Для выполнения энергетических затрат организма и построения его клеточных структур в дневном рационе взрослому человеку необходимо 80-100 г жира/сут. Эта норма включает не только сливочное и растительное масло, но и жиры мяса, рыбы, сыра, молока, кондитерских изделий (содержащиеся в них жиры называются невидимыми). В рационе должно содержаться 25-30 г непро-гретого растительного масла и в таком же виде 30-35 г сливочного масла или соответствующие по содержанию жира количества сметаны, сливок; остальное количество (до суточной нормы) должны составлять кулинарные жиры. Потребность в липидах зависит от возраста, пола, уровня суточных энергозатрат. В пище за счет жира следует обеспечить 33 % суточной энергетической ценности рациона. Этот показатель изменяется в зависимости от климатических условий. В северной климатической зоне жиры должны обеспечить 38-40 % общей энергетической ценности рациона, в средней - 33 %, в южной - 27-28 %.

6.3. Биологическаяроль углеводов

Углеводам принадлежит исключительно важная роль в питании. Для человека они являются основным источником энергии (притом легко утилизируемой), необходимой для жизнедеятель-

ности всех клеток, тканей и органов, особенно мозга, сердца, мышц. При окислении одного грамма углеводов в организме образуется 4 ккал.

Источником углеводов в питании служат растительные продукты, в них углеводы составляют 80-90 % сухой массы. Основным углеводом, имеющим питательную ценность для человека, является крахмал. Большим содержанием крахмала отличаются зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса, риса, кукурузы, а также клубни картофеля.

Содержание крахмала в пшеничной и рисовой муке, в крупах достигает 70-80 %, в картофеле его содержится от 14 до 25 % (чаще около 20 %). Следовательно, основным источником крахмала являются такие общеупотребляемые пищевые продукты, как хлеб, крупы и картофель. Сахарозу, глюкозу и фруктозу человек получает с пищевым сахаром и фруктами (плодами и ягодами) в сравнительно небольшом количестве.

Роль углеводов в организме человека не ограничивается их функцией источника энергии. Эта группа веществ и их производные входят в состав разнообразных тканей и жидкостей, то есть являются пластическими материалами. Так, соединительная ткань содержит мукополисахариды, в состав которых входят углеводы и их производные.

Разнообразна регуляторная функция углеводов. Ощущение сладкого, воспринимаемое рецепторами языка, тонизирует центральную нервную систему.

Некоторые углеводы и их производные обладают биологической активностью, выполняя в организме специализированные функции. Например, гепарин предотвращает свертывание крови в сосудах. Велико значение углеводов и их производных в защитных реакциях организма, особенно протекающих в печени.

Из моносахаридов важное значение имеет фруктоза, особенно для больных сахарным диабетом, так как ее обмен в организме происходит с участием ферментов, активность которых не зависит от наличия инсулина. Преимущество потребления фруктозы по сравнению с глюкозой связано также с различной степенью сладости этих углеводов. Если принять сладость сахарозы (свекольный или тростниковый сахар) за 100, то этот показатель для фруктозы равен 173. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшее количество ее для придания вкуса продуктам и напиткам, что имеет особо важное значение для пищевых рационов ограниченной калорийности. В арбузе, дыне, яблоке, груше, черной смородине фруктоза преобладает над глюкозой. Источниками саха-

розы являются свекла, мед, фрукты, ягоды, свекольный и тростниковый сахар.

К производным углеводов относятся сорбит и ксилит, содержащиеся в небольших количествах в тканях человека. Эти вещества имеют сладкий вкус и применяются в качестве заменителей сахара. Сладость сорбита почти в два раза ниже, чем сахара. При добавлении в чай этого заменителя ощущается некоторый посторонний привкус. Ксилит (примерно такой же сладкий, как сахар) обладает холодящими свойствами, напиткам и изделиям не придает постороннего вкуса. Сорбит получают в процессе производства аскорбиновой кислоты из глюкозы; ксилит - из початков кукурузы, хлопковой шелухи. Калорийность сорбита составляет 3,53 ккал/г, ксилита - 3,67 ккал/г, т. е. близка к энергетической ценности углеводов.

В организме ксилит и сорбит расщепляются до углекислого газа и воды, не вызывают повышения уровня глюкозы в крови, поэтому их используют в рационах больных сахарным диабетом.

Потребность в углеводах определяется величиной энергетических затрат человека. Чем интенсивнее физическая нагрузка, тем большее количество углеводов необходимо организму. Средняя потребность в углеводах равна 400-500 г/сут, в том числе крахмала 350-400 г, моно- и дисахаридов 50-100 г (их следует разделить на 3-4 приема по 20-25 г за один раз), пищевых балластных веществ (целлюлоза и пектиновые вещества) - 25 г.

Неумеренное потребление сахара способствует развитию кариеса зубов, нарушению нормального соотношения между возбудительными и тормозными процессами в нервной системе детей, что проявляется в их неуравновешенном поведении. Излишек сахара поддерживает воспалительные процессы. Это нередко происходит при чрезмерном потреблении конфет, тогда в желудке развивается так называемая разжижающая секреция в ответ на большую концентрацию сахара. Потребление значительных количеств сахара способствует аллергизации организма, извращает нормальные реакции, например на холод: вместо расширения сосудов, обеспечивающего согревание кожи, происходит их сужение, вследствие чего наступает охлаждение со всеми вытекающими последствиями.

Рекомендованная норма углеводов должна быть уменьшена при ряде заболеваний, особенно при сахарном диабете, ожирении, аллергиях, воспалительных процессах. В современных условиях нормы углеводов для лиц, не занимающихся физическим трудом, должны быть значительно снижены, особенно в пожилом возрасте.

При этом важно ограничить потребление рафинированных так называемых "незащищенных" углеводов, которые подвергнуты различной степени очистки и максимально освобождены от составных частей продукта, в частности от целлюлозы, витаминов, минеральных соединений. Такие углеводы более доступны действию пищеварительных ферментов, чем содержащиеся в продуктах, не очищенных от балластных веществ. Источниками рафинированных углеводов - "пустых" калорий - являются: сахар, все виды кондитерских изделий, изделия из муки высших сортов.

В питании людей пожилого возраста и физически ненагружен-ных групп населения большая доля углеводов должна быть обеспечена "защищенными" углеводами. Они содержатся в растительных продуктах и представлены в основном крахмалом, которому сопутствует клетчатка в количестве не менее 0,1 %.

Соотношение между содержанием в рационе белков, жиров и углеводов зависит от возраста, состояния здоровья, характера выполняемой работы. Так, для людей, занятых работой, не требующей значительных физических усилий, оптимальным является соотношение 1 :1:4. Для людей, занятых физическим трудом, доля углеводов в рационе возрастает и сбалансированность белков, жиров и углеводов выражается формулой 1 :1:5.

При больших физических нагрузках (например, у спортсменов) нормы углеводов еще более повышены. Для лиц, занятых умственным трудом, наиболее рационально соотношение белков, жиров и углеводов 1 : 0, 8 : 3.

В виде гликогена углеводы накапливаются в печени и мышцах. Однако углеводные депо характеризуются относительно небольшой емкостью, и для удовлетворения организма эти нутриенты должны бесперебойно поступать с пищей. При больших физических нагрузках расход энергии не покрывается углеводами пищи и их запасами в организме; энергия образуется в результате окисления жира, мобилизующегося из жировых депо организма.

В пищевых рационах жителей экономически развитых стран превалируют рафинированные продукты, в значительной мере лишенные пищевых волокон (изделия из белой муки, манной крупы, риса, макарон, сахара). В результате ослабляется двигательная активность толстого кишечника. Застой шлаков приводит к развитию геморроя, изменению состава микрофлоры кишечника, ухудшению биосинтеза ряда витаминов (частично используемых организмом), увеличению образования токсических продуктов, в том числе канцерогенных, повышению их всасывания в кровь. Недостаток пищевых волокон в рационах способствует не только нару-

шениям функций толстого кишечника, но и преждевременному старению, развитию ожирения, сахарного диабета, заболеваний сердечно-сосудистой системы, холецистита и рака кишечника.

Избыток пищевых волокон также оказывает неблагоприятное действие на организм, так как при этом нарушаются процессы всасывания в кишечнике. Потребление большой дозы сахара за один раз или за сутки вызывает повышенное выделение инсулина, следовательно, способствует усилению деятельности поджелудочной железы, что может привести к ее истощению и развитию диабета. Избыток углеводов под влиянием инсулина переходит в жир.

Реальными путями снижения потребления "пустых калорий" являются следующие: использование для подслащивания напитков "вприкуску" варенья, повидла, протертых с сахаром ягод, фрук-тово-ягодного мармелада, восточных сладостей, пастилы, сухофруктов (курага, изюм); использование в качестве третьих блюд фруктово-ягодных соков, настоев трав; увеличение производства и расширение ассортимента кондитерских изделий, в которых сахар заменен ксилитом или сорбитом. Для изготовления кондитерских изделий следует преимущественно использовать белковые, фруктово-ягодные начинки и кремы.

Хорошая обеспеченность организма углеводами способствует увеличению использования энергии в условиях гипоксии, что особенно важно для спортивной деятельности (см. табл. 3).

Важнейшим принципом сбалансированного и рационального питания является определение правильного и обоснованного соотношения основных пищевых и биологически активных веществ - белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных элементов в зависимости от пола, возраста, характера трудовой деятельности и общего жизненного уклада. В действующих рекомендациях принято соотношение белков, жиров и углеводов у детей младшего возраста - 1:1:3, старшего - 1:1:4, увзрослых - 1 : 0,9 : 4,6.

Таблица 3

Минимальная потребность в углеводах при различной длительности спортивных нагрузок

6.4. Физиологическое значение витаминов

Витамины - это вещества высокобиологического действия, которые принимают участие во всех жизненно важных биохимических процессах.

Витамины синтезируются главным образом в растениях. Человек получает витамины непосредственно с растительной пищей или косвенно - через продукты животного происхождения, в которых витамины могут накапливаться из растительных материалов в течение жизни животного. В образовании некоторых витаминов (например, группы В) играет роль микрофлора пищевого канала человека и жвачных животных. Кальциферолы могут синтезироваться в организме при воздействии ультрафиолетовых лучей на содержащийся в кожном сале провитамин (7,8-дегидрохолестерин).

Витамины выполняют в организме каталитические функции. Вместе с белками они образуют ферменты и являются необходимыми компонентами тех или иных ферментных реакций. Этим объясняется огромная роль ничтожных количеств витаминов в обмене веществ.

Достаточное количество витаминов в пище повышает созидательные процессы в организме, способствует росту и восстановлению тканей, благоприятствует оптимальному течению обменных процессов и поддерживает их на таком уровне, когда защитные свойства организма против неблагоприятных факторов внешней среды сильно возрастают. Поэтому большое практическое значение имеет предупреждение витаминной недостаточности и обеспечение организма оптимальным количеством витаминов.

Потребность в витаминах возрастает при физической нагрузке и нервно-психическом напряжении, при работе в условиях повышенных или пониженных температур, а также при приеме некоторых лекарственных препаратов. Антибиотики, угнетая кишечную микрофлору, отрицательно влияют на витаминный обмен.

Хотя потребность организма в витаминах невелика и исчисляется миллиграммами, удовлетворить ее нелегко.

Поступление витаминов в организм в нашей стране подвержено сезонным колебаниям. Это связано с ограничением потребления овощей, фруктов и ягод в зимние и весенние месяцы, а также со снижением содержания витаминов при длительном хранении продуктов.

При нерациональном производстве и кулинарной обработке пищевых продуктов имеют место значительные потери и разрушение витаминов. Наиболее стойкими являются рибофлавин, пиридоксин,

кальциферолы, токоферолы. Быстрее других разрушается аскорбиновая кислота.

Содержание витаминов в пищевых продуктах весьма изменчиво. В растительных продуктах оно зависит от сорта и условий произрастания, в продуктах животного происхождения - от условий содержания и вскармливания.

Известны 13 незаменимых пищевых веществ, которые считаются витаминами. Их принято делить на водорастворимые и жирорастворимые: водорастворимые - это витамин С и витамины группы В, а также Н и РР; к жирорастворимым относятся витамины А, Е,D иК.

Витамин С (аскорбиновая кислота) относится к группе водорастворимых витаминов. Это основной витамин овощей и плодов; в животных продуктах он отсутствует. Организм человека, в отличие от животного, в процессе эволюции потерял способность вырабатывать аскорбиновую кислоту, поэтому должен получать ее с продуктами питания или в виде препаратов.

Влияние на организм: аскорбиновая кислота участвует в окислительно-восстановительных процессах, уплотняет стенки капилляров, хрящевую и костную ткань, нормализует проницаемость сосудистой стенки, ее прочность и эластичность, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям. Витамин С стимулирует деятельность центральной нервной системы и эндокринных желез, улучшает работу печени. Он способствует усвоению железа и кроветворению, повышает сопротивляемость организма к различным интоксикациям, перегреванию, охлаждению, кислородному голоданию.

Проявления недостаточности в питании. При частичном недостатке аскорбиновой кислоты в рационе развиваются скрытые формы С-витаминной недостаточности (С-гиповитаминозное состояние). Для начальных стадий С-гиповитаминоза характерны неспецифические симптомы: снижение умственной и физической работоспособности, вялость, слабость, снижение сопротивляемости инфекциям. Далее при С-гиповитаминозе наблюдается повышенная чувствительность к холоду, беспричинная зябкость, очень быстрая утомляемость, подавленность или раздражительность, снижение аппетита, слабость в ногах. Иногда отмечаются боли в ногах и пояснице, сердцебиение при небольшой физической нагрузке.

При выраженном С-гиповитаминозе на ягодицах, бедрах, раз-гибательной поверхности рук и ног в области волосяных фолликулов усиливается ороговение верхнего слоя кожи и образуются возвышающиеся над поверхностью кожи узелки. Кожа становится шероховатой, образуется "гусиная кожа".

К недостаточности витамина С приводят:

- курение, стрессы, алкоголь, высокая температура тела;

- прием антибиотиков и некоторых других лекарственных препаратов;

- воздействие на организм вредных веществ (на химических, металлургических и других производствах);

- интенсивная физическая нагрузка, беременность, острые и хронические заболевания, хирургические операции, болезни органов пищеварения;

- отсутствие в рационе свежих овощей и плодов, преимущественно углеводное питание.

Суточная потребность в витамине С для здорового человека составляет 70-100 мкг; при занятиях спортом - 150-200 мкг.

Витамин А (ретинол) включает значительное число жирорастворимых соединений, важнейшими среди которых являются ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота и эфиры ретинола. Витамин А присутствует в пищевых продуктах в виде эфиров (животные продукты), а также в виде провитаминов (растительные продукты), принадлежащих к группе каротиноидов. Печень служит депо витамина А и содержит значительные количества ретинола.

Влияние на организм: витамин А необходим для осуществления процессов роста, а также формирует защитные свойства кожных покровов и слизистых оболочек дыхательной, пищеварительной и мочеполовой систем. Специфическая роль витамина А заключается в регулировании образования зрительного пурпура в сетчатке глаза. Витамин А повышает иммунитет и сопротивляемость организма инфекциям, оказывает антиоксидантное и противоскле-ротическое действие.

Проявления недостаточности в питании. Недостаточность витамина А проявляется изменениями со стороны зрения, кожи и слизистых оболочек глаз, дыхательных, пищеварительных и моче-выводящих путей; задержкой роста у детей; нарушением функции нервной системы.

При А-гиповитаминозе отмечаются также снижение аппетита, быстрая утомляемость, повышенная восприимчивость к простудным заболеваниям. Характерны нарушения способности глаз приспосабливаться к слабому освещению, например при переходе из светлого помещения в темное. Человек плохо видит в сумеркахивпло-хо освещенном помещении. Ухудшается восприятие синего и желтого цвета и умеренно снижается острота зрения.

Поражение кожи сначала проявляется ее бледностью, сухостью и шероховатостью в связи с ороговением поверхностного эпителия

и нарушением функций потовых и сальных желез. Далее возникает сыпь и мелкое шелушение.

Кроме рассмотренных симптомов, недостаточность витамина А может проявляться также изменениями волос (потеря блеска, небольшое выпадение), поражением эмали зубов, снижением секреторной функции желудка, анемией.

Злоупотребление продуктами, богатыми каротином, может приводить к "каротиновой желтухе", когда кожные покровы прокрашиваются в оранжевый цвет каротиноидами, не успевшими утилизироваться печенью.

Для всасывания в кишечнике витамина А и каротина необходимо присутствие жиров и желчных кислот. Дефицит в рационе белков, особенно животных, жиров и витамина Е также снижает усвоение витамина А и каротина.

Суточная потребность взрослого здорового человека - 1 мг; при интенсивных занятиях спортом - 2,5-3 мг.

Витамин D (кальциферолы). Витамином D называют группу жирорастворимых химических веществ. Основные представители этой группы - эргокальциферол (витамин D2) и холекальци-ферол (витамин D3). Витамин D, в отличие от других витаминов, не только поступает в организм с пищей, но и образуется в коже под действием солнечных лучей и искусственного ультрафиолетового облучения.

Влияние на организм:витамин D регулирует обмен кальция и фосфора, стимулирует рост и формирование костей, участвует в регулировании тканевого дыхания и окислительно-восстановительных процессов. Он повышает всасывание кальция и фосфора из пищи, способствует усвоению этих минеральных веществ организмом и отложению их в костях. Имеются также указания на роль витамина D в регуляции свойств мембран клеток, в частности их проницаемости.

Проявления недостаточности в питании. D-гиповитаминоз у детей проявляется в виде рахита, у взрослых - остеопороза и остеомаляции (размягчение костей). В основе этих заболеваний лежит низкое содержание кальция в крови, ведущее к нарушению минерализации вновь образующейся костной ткани и к уси-ленному выведению кальция из растущих костей. Это способствует размягчению костей и возникновению тяжелых костных деформаций.

Суточная потребность для детей - 0,0025-0,01 мг; для людей, живущих в климате с недостаточным солнечным облучением (северные районы) - 0,02 мг; для спортсменов - 0,01-0,02 мг.

Витамин Е (токоферола ацетат) является жирорастворимым витамином.

Влияние на организм:витамину Е принадлежит важная роль в поддержании стабильности мембран, обусловленная его антиокси-дантными свойствами. Витамин Е влияет также на функцию половых и других эндокринных желез, защищая производимые ими гормоны от чрезмерного окисления. Он стимулирует деятельность мышц, способствуя накоплению в них гликогена и нормализуя обменные процессы. Витамин Е повышает устойчивость эритроцитов к гемолизу (распаду). Он улучшает использование белка организмом, способствует усвоению жиров и витаминов А и D.

Проявления недостаточности в питании. Одним из основных проявлений гиповитаминоза Е является гемолиз эритроцитов, медленно нарастающая мышечная слабость, нарушение половой функции (в частности, рост числа непроизвольных абортов). По последним данным, дефицит токоферола является одним из факторов развития атеросклероза. Токоферол препятствует повышенной проницаемости и ломкости капилляров.

Суточная потребность взрослого человека - 8-10 мг смеси природных токоферолов.

Витамин В₁ (тиамин) является водорастворимым витамином, в организме не синтезируется, в связи с чем необходимо его ежедневное поступление с пищей.

Влияние на организм: витамин В1 играет важную роль в обмене веществ, прежде всего углеводов, способствуя окислению продуктов их распада, участвует в обмене аминокислот, в образовании полиненасыщенных жирных кислот, в превращении углеводов в жиры. Тиамин необходим для нормальной деятельности центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистой и эндокринной систем. Витамин В1 нормализует кислотность желудочного сока и двигательную функцию желудка и кишечника, повышает сопротивляемость организма инфекциям и другим неблагоприятным факторам внешней среды.

Проявления недостаточности в питании. Все начинается постепенно - ослабление памяти, неуверенность в себе, депрессия, постоянная усталость и забывчивость, дрожание рук. При В1-гипови-таминозе могут проявляться нарушения функции нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем. Появляется повышенная раздражительность, беспокойство, головные боли, снижение памяти, бессонница, иногда угнетенное состояние и плаксивость, зябкость, умственная и физическая утомляемость.

Снижению содержания витамина В1 в организме способствует избыточное употребление углеводов, прием алкоголя, использова-

ние больших количеств чая и кофе. Жиры, напротив, уменьшают потребность в тиамине, обладая как бы сберегающим витамин действием. Как дефицит белков, так и их избыток способствуют снижению количества витамина В1.

Суточная потребность взрослого мужчины - 1,6-2,5 мг; женщины - 1,3-2,2 мг; ребенка - 0,5-1,7 мг.

Витамин В₂ (рибофлавин) относится к группе водорастворимых витаминов.

Влияние на организм: участвует в окислительно-восстановительных процессах и синтезе АТФ, принимает участие в образовании гемоглобина, защищает сетчатку от избыточного воздействия УФ-лучей и вместе с витамином А обеспечивает нормальное зрение - остроту восприятия цвета и света, а также темновую адаптацию. Он положительно влияет на состояние нервной системы, кожи и слизистых оболочек, функцию печени, стимулирует кроветворение.

Проявления недостаточности в питании. При выраженном дефиците витамина В2 поражается слизистая оболочка губ, отмечается воспаление слизистой оболочки языка, уголков рта, шелушение кожи вокруг рта, на крыльях носа, ушах, носогубных складках, зуд и слезоточивость глаз.

Суточная потребность взрослого человека - 1,3-2,4 мг.

Витамин В₃ (пантотеновая кислота) относится к группе водорастворимых витаминов.

Влияние на организм: пантотеновая кислота в виде коэнзима А находится во всех живых клетках. Она входит в состав ферментов, имеющих важное значение в обмене веществ, образовании и распаде жиров, образовании аминокислот, холестерина, гормонов коры надпочечников. Витамин В3 участвует в образовании передатчика нервного возбуждения - ацетилхолина, оказывает регулирующее влияние на функции нервной системы (предупреждает утомление, снимает стресс).

Проявления недостаточности в питании. Головокружение, головная боль, вялость, сонливость днем и бессонница ночью, апатия, депрессия, а также жжение, покалывание и онемение пальцев ног, боли в ногах. При В3-гиповитаминозе часто возникают боли в суставах, покраснение кожи ног, нарушение чувствительности. Может также отмечаться снижение функции надпочечников и секреции половых гормонов, различные поражения кожи и слизистых оболочек.

Суточная потребность для взрослых - 5 мг, увеличивается при напряженной физической работе и недостатке в рационе белка.

Витамин В₆ (пиридоксин) - водорастворимый витамин. Основные представители семейства витаминов группы В₆ - пири-доксаль и пиридоксамин. Они же наиболее распространены в пищевых продуктах.

Влияние на организм:биологическая роль витамина В₆ определяется, в первую очередь, его участием в обмене аминокислот, в том числе и в образовании ниацина из триптофана. Кроме того, он улучшает липидный обмен, благотворно влияет на функции нервной системы, печени, кроветворение. Имеются данные об иммун-ностимулирующем и противораковом действии. Содержание пири-доксина в организме снижается при большой физической нагрузке, работе в условиях холода, длительном избытке в питании белков; приеме лекарств, подавляющих образование и обмен в организме пиридоксина (антибиотики, сульфаниламиды, противозачаточные и противотуберкулезные препараты).

Проявление недостаточности в питании: раздражительность или заторможенность и сонливость, потеря аппетита, тошнота, сухая неровная кожа в области носогубной складки, над бровями, вокруг глаз, иногда на шее и волосистой части головы. Реже проявляется ангулярный стоматит - трещины и язвочки в углах рта.

Суточная потребность взрослого человека в витамине В6 составляет 1,8-2 мг.

Витамин В_с (фолиевая кислота, фолацин) относится к водорастворимым витаминам.

Влияние на организм: фолиевая кислота необходима для нормальной деятельности кроветворной и пищеварительной систем, участвует в синтезе аминокислот, нуклеиновых кислот, медиаторов нервной системы, в обмене холина, в продуцировании новых клеток кожи, волос и других органов, а также удалении избытка жира из печени. Обеднение организма фолиевой кислотой может возникать не только при недостаточном поступлении ее с пищей, но также и при длительном дефиците в рационе белков, витаминов С, В₆,В₁₂. Недостаточность фолацина отмечается при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, заболеваниях печени, хроническом алкоголизме, лучевой болезни, при подавлении образования витамина кишечной микрофлорой в результате приема антибиотиков и сульфаниламидов, противозачаточных средств.

Проявления недостаточности в питании. Гиповитаминоз развивается постепенно, так как запасы фолацина в организме исчерпываются только через 3-6 мес. При недостаточности фолацина поражаются в основном кроветворная и пищеварительная системы. В крови уменьшается содержание эритроцитов и общее содержа-

ние гемоглобина, появляются незрелые эритроциты (мегалобла-сты). Далее в крови уменьшается содержание лейкоцитов и тромбоцитов. Может возникнуть кровоточивость десен, кишечника и др. Недостаточность фолацина ведет также к поражению органов пищеварения (стоматит, гастрит, энтерит).

При хроническом гиповитаминозе возникают воспалительные поражения языка, слизистой оболочки полости рта, желудочно-кишечного тракта. Нарушается функция печени, у детей замедляется рост. Снижаются защитные силы организма, что ведет к наслоению инфекций.

Суточная потребность для взрослых людей - 300 мкг.

Витамин В₁₂ (кобаламин). Основными представителями водорастворимых кобаламинов являются оксокобаламин и цианоко-баламин.

Влияние на организм: витамин В12 необходим для нормального кроветворения, использования организмом аминокислот и фола-цина, образования холина и нуклеиновых кислот. Он стимулирует рост, благоприятно влияет на жировой обмен в печени, состояние центральной и периферической нервной системы. Дефицит витамина В12 встречается при длительном строго вегетарианском питании, болезнях печени. При обычном питании в печени имеются большие запасы витамина В12, поэтому симптомы недостаточности иногда могут проявляться через несколько лет после начала заболевания.

Проявления недостаточности в питании. При гиповитаминозе витамина В12 отмечается нерезко выраженная анемия из-за нарушения нормального образования эритроцитов, нарушения со стороны нервной системы. Характерна слабость, повышенная утомляемость, головокружение, головные боли, учащенное сердцебиение при физической нагрузке, снижение аппетита.

Суточная потребность взрослого человека - 3 мкг.

Витамин РР (никотиновая кислота, ниацин). Основными представителями этой группы водорастворимых витаминов являются никотиновая кислота и никотинамид, близкие по своему влиянию на организм.

Влияние на организм: ниацин входит в состав окислительно-восстановительных ферментов, осуществляющих процессы клеточного дыхания, выделение энергии из углеводов и жиров, обмен белков. Ниацин регулирующе воздействует на высшую нервную деятельность и функции всех органов пищеварения. Ниацин влияет также на сердечно-сосудистую систему, в частности расширяет мелкие периферические сосуды, улучшая кровообращение в коже и под-

кожных тканях. На содержание ниацина в организме существенное влияние оказывает дефицит белка и аминокислоты триптофана. При большой физической нагрузке его количество в пище должно быть повышено. Наиболее высоко содержание ниацина в мясе, молоке, яйцах, дрожжах. Животные продукты в среднем в 1,5 раза богаче триптофаном, чем растительные.

Проявления недостаточности в питании. Гиповитаминоз ниаци-на может годами протекать без специфических проявлений. Отмечается вялость, апатия, раздражительность, головокружение, головная боль, бессонница, снижение аппетита, падение массы тела. Снижается сопротивляемость организма к инфекциям. Такие общие симптомы возможны при недостатке в организме многих витаминов. Позднее на фоне общих нарушений появляются специфические симптомы со стороны пищеварительной, центральной нервной системы и кожи.

В итоге выраженный и длительный дефицит витамина РР приводит к развитию тяжелейшего заболевания - пеллагры. Самое тяжелое проявление пеллагры - нарушение психики, вплоть до слабоумия: расстройство сознания, галлюцинации.

Суточная потребность в витамине РР нормируется в ниацино-вых эквивалентах, поскольку ниацин может образовываться в организме из триптофана (1 мг ниацина из 60 мг триптофана). Потребность взрослого человека составляет 14-28 мг ниациновых эквивалентов в сутки.

Витамин К (филлохинон) - жирорастворимый витамин.

Влияние на организм: витамин К необходим для образования в печени протромбина и других веществ, обеспечивающих процессы свертывания крови. Подобно другим жирорастворимым витаминам, витамин К является, по-видимому, одним из компонентов биологических мембран, улучшающим их структурные и функциональные свойства. Он влияет на формирование сгустка крови и повышает устойчивость стенок сосудов, участвует в энергетических процессах, нормализует двигательную функцию желудочно-кишечного тракта и деятельность мышц.

Недавно установлено важное значение витамина К в усвоении кальция и формировании костей, а также в обеспечении нормальной работы почек.

Дефициту витамина К способствует нарушение его всасывания в желудочно-кишечном тракте. Пищевой фактор не играет существенной роли в возникновении недостаточности витамина К из-за широкого распространения витамина в пищевых продуктах и его термостабильности.

Проявления недостаточности в питании. Замедление свертывания крови и возникновение трудноостанавливаемых кровотечений. Суточная потребность 0,2-0,3 мг.

Витамин Н (биотин). Биотин, относящийся к водорастворимым витаминам, иногда называют микровитамином, поскольку для нормальной работы организма он необходим в чрезвычайно малых количествах. В организме человека синтезируется нормальной микрофлорой кишечника.

Влияние на организм: витамин Н входит в состав ферментов, осуществляющих начальный этап биосинтеза жирных кислот, участвует в обмене углеводов, аминокислот, влияет на состояние кожи, иммунитет и функции нервной системы.

Проявления недостаточности в питании. Сначала возникает шелушение кожи, далее дерматит рук, ног, щек. Постепенно кожа всего тела становится сухой и шелушится. К поражению кожи присоединяются вялость, сонливость, потеря аппетита, тошнота, мышечные боли, анемия.

Суточная потребность - 150-300 мкг.

Витамин В_т (карнитин) раньше относился к витаминоподоб-ным веществам, в настоящее время исключен из этой группы веществ, хотя до сих пор его можно встретить в составе биологически активных добавок в качестве "витамина". По своему строению близок к аминокислотам, существует в двух зеркально противоположных формах - D- и L-карнитина, причем, если L-форма является полезным биологически активным веществом, то D-форма токсична для организма. Поэтому как D-форма, так и смешанные DL-формы запрещены к применению.

Влияние на организм: содержание карнитина в мышечной ткани человека в несколько раз выше, чем во всех других тканях, и достигает 20-50 мг. С началом приема карнитина начинается стойкая потеря жировой ткани с постоянной скоростью, которая иногда достигает 10-15 кг в течение месяца без изменения диеты. При этом резко повышается эффективность окисления жиров в организме, так как при достаточном содержании карнитина жирные кислоты дают не токсичные свободные радикалы, а энергию, запасаемую в виде АТФ. Особенно существенно улучшается энергетика сердечной мышцы, которая на 70 % питается жирными кислотами. Усиление проникновения жирных кислот внутрь клетки с последующим окислением значительно повышает силу и выносливость сердечной мышцы.

Карнитин повышает выносливость и сокращает период восстановления после физической нагрузки, снижает содержание холе-

стерина в крови, ускоряет рост мышечной ткани, стимулирует иммунитет.

Учитывая, что в организме карнитин может синтезироваться из аминокислот лизина и метионина при участии витаминов группы В, аскорбиновой кислоты и железа, дефицит в питании этих компонентов снижает его содержание в организме.

Карнитин является водорастворимым, поэтому довольно большие количества его теряются при замораживании и последующем оттаивании мясных продуктов, а также переходят в бульон при отваривании. Наибольшее количество карнитина отмечается в рыбе, постном мясе, дичи, птице, пивных дрожжах и молоке.

Карнитин используется в спортивной медицине в качестве анаболика и средства для сгонки веса, а также для повышения выносливости при беговых, плавательных и других нагрузках. Лучше всего принимать карнитин натощак за 0,5-1 ч до еды. Это необходимое условие, так как будучи принятым вместе с едой, карнитин частично связывается с компонентами пищи. Спортивная практика показала, что спортсменам карнитин необходим в относительно больших дозах: минимальная суточная доза карнитина - 2 г, максимальная - 8 г. Минимальную дозу необходимо подбирать самостоятельно опытным путем, регулируя ее в зависимости от интенсивности занятий спортом.

Проявления недостаточности в питании. Повышенная утомляемость, боли в мышцах после физической нагрузки, дрожание мышц, нарушения работы сердца, снижение содержания сахара в крови, угнетение функции печени, замедление роста у детей.

6.5. Физиологическое значение биоэлементов

Знание роли различных макро- и микроэлементов, необходимых человеку как биологическому виду, постоянно дополняется новыми данными. Осознание проблемы дисбаланса макро- и микроэлементов у спортсменов привело к появлению первых попыток индивидуальной коррекции их биохимического статуса, включающих оценку элементного, витаминного, ферментного и антиокси-дантного баланса.

У спортсменов при больших физических нагрузках напряженность обменных процессов резко возрастает, а значит, увеличивается потребность в витаминах и макро- и микроэлементах. Для ряда витаминов доказано, что их прием должен регулироваться, исходя из энергозатрат. Относительно макро- и микроэлементов таких

данных нет, однако точно известно, что с потом, мочой, слюной выделяется значительное количество многих элементов, нарушая их баланс в организме, вызывая определенные физиологические и патологические сдвиги. Следовательно, учитывая значимость элементов в сохранении гомеостаза, совершенно очевидна необходимость их поставки в определенных пропорциях людям, особенно спортсменам.

Натрий. В организм человека натрий поступает ежедневно в виде хлорида натрия в достаточно больших количествах: 12-15 г. Натрий играет весьма важную роль в регуляции осмотического давления и водного обмена, при нарушении которых отмечаются следующие признаки: жажда, сухость слизистых оболочек, отечность. Он оказывает значительное влияние и на белковый обмен. Обмен натрия находится под контролем щитовидной железы и регулируется в основном альдостероном.

Суточное потребление натрия составляет около 4-7 г.

В организме человека натрий выполняет внеклеточные функции, а именно:

- поддержание осмотического давления и рН среды;

- формирование потенциала действия путем обмена с ионами калия;

- транспорт углекислого газа;

- гидратацию белков;

- солюбилизацию органических кислот.

Внутри клеток натрий необходим для поддержания нейромы-шечной возбудимости и работы натрий-калиевого насоса, обеспечивающих регуляцию клеточного обмена различных метаболитов. От натрия зависит транспорт аминокислот, сахаров, различных неорганических и органических анионов через мембраны клеток.

Основные проявления дефицита натрия:

- исхудание, слабость;

- кожные сыпи, выпадение волос;

- поносы, кишечные колики;

- судорожные сокращения скелетных мышц;

- угнетение центральной нервной системы Основные проявления избытка натрия:

- утомление, возбуждение;

- неврозы;

- дисфункция надпочечников;

- нарушение выделительной функции почек;

- жажда;

- отеки;

- гипертензия;

- остеопороз.

Коррекция дисбаланса натрия в организме. Нарушение обмена натрия в организме можно регулировать с помощью диеты с пониженным или повышенным содержанием его в продуктах, а также с помощью препаратов, восполняющих дефицит или устраняющих избыток элемента. К препаратам, восполняющим дефицит натрия, относятся солевые растворы типа регидрона. Препараты альдосте-рона (верошпирон), диуретики устраняют избыток натрия в организме человека.

Калий. Соединения калия поступают в организм с пищей. В организме взрослого человека содержится 160-180 г калия (около 0,23 % от общей массы тела). Его биоусвояемость организмом составляет 90-95 %. Соли калия быстро всасываются и быстро выводятся из организма с мочой, потом и через желудочно-кишечный тракт.

Калий является основным внутриклеточным катионом. Его концентрация в клетках на порядок выше, чем вне клеток. Главной функцией калия является формирование трансмембранного потенциала и распространение изменения потенциала по клеточной мембране путем обмена с ионами натрия по градиенту концентраций. Вместе с натрием и хлором калий является постоянным составным элементов всех клеток и тканей.

Суточное потребление калия составляет примерно 2000 мг.

Основные функции калия в организме:

- поддержание постоянства состава клеточной и межклеточной жидкости;

- поддержание кислотно-щелочного равновесия;

- обеспечение межклеточных контактов. Основные проявления дефицита калия:

- психическое истощение, чувство усталости, депрессия, снижение работоспособности;

- мышечная слабость;

- ослабление защиты организма от токсических воздействий;

- истощение надпочечников, снижение адаптационных возможностей организма;

- обменные и функциональные нарушения в миокарде, изменение ритма сердечных сокращений, сердечная недостаточность;

- сухость кожи, ломкость волос;

- тошнота, рвота и атония кишечника. Основные проявления избытка калия:

- повышенная возбудимость, раздражительность, беспокойство, потливость;

- слабость и парезы мышц, дегенеративные нервно-мышечные расстройства;

- нейроциркуляторная дистония;

- аритмии, ослабление сократительной способности мышцы

сердца;

- параличи скелетных мышц;

- кишечные колики.

Коррекция недостатка и избытка калия в организме. При дефиците калия в организме могут быть полезными следующие рекомендации:

- ограничение психических и нервных перегрузок, организация правильного режима труда и отдыха;

- увеличение потребления продуктов с повышенным содержанием калия: молока и молочных продуктов, томатов, петрушки, абрикосов, кураги, изюма.

При избытке калия в организме необходимо ограничить его поступление извне, принять меры к нормализации регуляции обмена и лечению сопутствующих заболеваний.

Магний поступает в организм с пищей и водой. Особенно богата магнием растительная пища. Часть ионизированного элемента отщепляется от магнезиальных солей пищи еще в желудке и всасывается в кровь. Основная часть труднорастворимых солей магния переходит в кишечник и всасывается только после их соединения с жирными кислотами; в желудочно-кишечном тракте абсорбируется до 40-45 % поступившего магния. В крови человека около 50 % элемента находится в связанном состоянии, а остальная часть - в ионизированном.

В организме взрослого человека содержится около 140 г магния (0,2 % от массы тела), причем ²/₃ от этого количества приходится на костную ткань. Выводится из организма в основном с мочой. Норма поступления составляет 200-400 мг в течение суток.

Магний является важнейшим внутриклеточным элементом. Он участвует в обменных процессах, тесно взаимодействуя с калием, натрием и кальцием; является активатором для множества ферментативных реакций. Нормальный уровень магния в организме необходим для обеспечения энергетики множества жизненно важных процессов, регуляции нервно-мышечной проводимости, тонуса гладкой мускулатуры. Магний стимулирует образование белков, регулирует хранение и высвобождение АТФ, снижает возбуждение в нервных клетках.

Магний укрепляет иммунную систему, обладает антиритмическим действием, способствует восстановлению сил после физи-

ческих нагрузок. Магний легко вступает в обменные реакции с кальцием. Эти два элемента легко вытесняют друг друга из соединений. Дефицит магния в диете, богатой кальцием, обусловливает задержку кальция во всех тканях, что ведет к их обызвествлению.

Основные проявления дефицита магния:

- утомляемость, раздражительность;

- потеря аппетита, тошнота, рвота, диарея;

- заболевания сердечно-сосудистой системы (магнийзависи-мые аритмии, ангиоспазмы, стенокардия);

- истощение функции надпочечников;

- мышечная слабость, судороги мышц;

- иммунодефициты.

Основные проявления избытка магния:

- вялость, сонливость, снижение работоспособности;

- диарея.

Коррекция недостатка и избытка магния в организме. При недостаточном поступлении магния в организм необходимо избегать психических и нервных перегрузок, увеличить потребление продуктов с повышенным содержанием этого элемента, ограничить прием фармпрепаратов.

Кальций в больших количествах содержится во многих пищевых продуктах и ежедневно поступает в организм с пищей. Значительное его количество содержится в молочных продуктах. В меньших количествах он присутствует в огородной зелени, овощах, орехах и рыбе.

Всасывание кальция происходит в тонком кишечнике, главным образом в двенадцатиперстной кишке. Здесь желчные кислоты образуют с солями кальция комплексные соединения, которые затем проходят через кишечные ворсинки.

Кальций является важной составляющей частью организма; его общее содержание - около 1,4 %. В организме он распределен неравномерно: около 99 % его количества приходится на костную ткань и лишь около 1 % содержится в других органах и тканях. Кальций обеспечивает опорную функцию костей. В то же время костная ткань выполняет функцию депо элемента в организме. Выводится кальций из организма через кишечник и почки.

Катионы кальция, входящие в состав плазмы крови и тканевых жидкостей, участвуют в поддержании гомеостаза, в регуляции сердечных сокращений и свертывании крови.

Кальций очень активен: доминирующее положение этого элемента в конкуренции с другими металлами и соединениями за актив-

ные участки белков определяется химическими особенностями его иона - наличием двух валентностей и сравнительно небольшим атомным радиусом. Поэтому кальций может успешно конкурировать с тяжелыми металлами на всех этапах метаболизма. Метаболизм кальция находится под влиянием околощитовидных желез, кальцитонина (гормон щитовидной железы) и кальцеферолов (витамин D). Суточная потребность организма в кальции составляет 800-1500 мг.

Основные проявления дефицита кальция:

- общая слабость, повышенная утомляемость;

- боли, судороги в мышцах;

- боли в костях, нарушения походки;

- декальцинация скелета, остеопороз, деформация позвонков, переломы костей;

- нарушения иммунитета;

- снижение свертываемости крови, кровоточивость. Основные проявления избытка кальция:

- подавление возбудимости скелетных мышц и нервных волокон;

- уменьшение тонуса гладких мышц;

- повышение содержания кальция в плазме крови;

- повышение кислотности желудочного сока, гиперацидный гастрит, язвы желудка;

- отложение кальция в органах и тканях;

- почечнокаменная болезнь;

- увеличение свертываемости крови.

Коррекция недостатка и избытка кальция в организме. Устранение дефицита кальция может быть достигнуто как изменениями в рационе питания, так и приемом кальцийсодержащих пищевых добавок.

Как правило, избыток кальция связан с метаболическими, гормональными нарушениями, передозировкой препаратов кальция, а не с избыточным его потреблением с пищей и водой. В случае избыточного накопления кальция в организме необходимо отменить препараты, содержащие кальций, витамин D и применять антагонисты элемента: магний, фосфор, цинк, железо. Эти антагонисты замедляют усвоение кальция и могут ускорить процессы выведения его из организма.

Фосфор в больших количествах присутствует во многих пищевых продуктах (молоко, мясо, рыба, хлеб, овощи). Большая часть потребляемого с пищей фосфора всасывается в проксимальном отделе тонкого кишечника. Всасывание, распределение и выведение

его из организма в значительной степени связано с кальциевым обменом.

Содержание фосфора в теле взрослого человека около 1 %. В организме основное количество фосфора находится в костях (около 85 %), много фосфора в мышцах и нервной ткани. Из организма фосфор выводится с мочой и калом.

Значение фосфора для организма человека огромно. Он находится в биосредах в виде фосфат-иона, который входит в состав неорганических компонентов и органических биомолекул. Фосфор входит в состав белков, нуклеиновых кислот, нуклеотидов, фос-фолипидов. Соединения фосфора в виде АТФ и АДФ являются уникальными источниками энергии для всех живых клеток. Значительная часть энергии, образующаяся при распаде углеводов и других соединений, аккумулируется в богатых энергией органических соединениях фосфорной кислоты. Фосфор играет важную роль в деятельности головного мозга, сердца, мышечной ткани. Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1,3 г.

Основные проявления дефицита фосфора:

- повышенная утомляемость, снижение внимания, слабость, истощение;

- боли в мышцах;

- снижение сопротивляемости к инфекциям;

- дистрофические изменения в миокарде;

- кровоизлияния на коже и слизистых оболочках;

- остеопороз.

Основные проявления избытка фосфора:

- отложение в тканях малорастворимых фосфатов;

- почечнокаменная болезнь;

- развитие анемии, лейкопении;

- кровотечения, кровоизлияния;

- декальцинация костной ткани.

Коррекция недостатка и избытка фосфора в организме. Восполнение дефицита фосфора в организме происходит путем увеличения потребления богатых фосфором пищевых продуктов.

Тактика лечения гиперфосфатемии зависит от состояния почек, обычно лечение проводится путем введения бедных фосфатами растворов, применением гидроокиси алюминия.

Железо в организм поступает с пищей. Пищевые продукты животного происхождения содержат этот элемент в наиболее легко усваиваемой форме.

В организме взрослого человека содержится 3-5 г железа; почти две трети этого количества входит в состав гемоглобина.

Основной функцией железа в организме является перенос кислорода и участие в окислительных процессах. Большая часть железа в организме содержится в эритроцитах; много железа в клетках мозга. Железо играет важную роль в процессах выделения энергии, в ферментативных реакциях, в обеспечении иммунных функций, метаболизме холестерина. Дефицит, так же как и избыток железа, отрицательно влияет на здоровье человека. Оптимальная интенсивность поступления железа составляет 10- 20 мг/сут.

Основные проявления дефицита железа:

- развитие железодефицитных анемий;

- головные боли и головокружения, слабость, утомляемость, непереносимость холода, снижение памяти и концентрации внимания;

- замедление умственного и физического развития у детей, неадекватное поведение;

- учащенное сердцебиение при незначительной физической нагрузке;

- растрескивание слизистых оболочек в углах рта, атрофия вкусовых сосочков;

- угнетение клеточного и гуморального иммунитета. Основные проявления избытка железа:

- отложение железа в тканях и органах, сидероз;

- головные боли, головокружение, повышенная утомляемость, слабость;

- пигментация кожи;

- печеночная недостаточность;

- повышение риска развития атеросклероза, болезней печени и сердца и т. д.;

- потеря аппетита, уменьшение массы тела.

Коррекция недостатка и избытка железа в организме. Необходимо помнить, что железо является окисляющим агентом, поэтому не следует принимать железо в избыточных количествах. В случаях дефицита железа прием железосодержащих препаратов и БАПД нужно совмещать с приемом антиоксидантов: витаминов С и Е.

При хроническом избытке железа, его отложении в тканях и органах (сидероз) применяют кровопускания, используют гепа-топротекторы, препараты цинка и другие средства.

Цинк. В организм цинк попадает с пищей. Особенно много его содержится в говядине, печени, морских продуктах, овсяной муке, моркови, горохе и орехах. Для лучшего усвоения цинка организ-

мом необходимы витамины А и В6. Усвоению цинка препятствует медь, марганец, железо и кальций. Кадмий способен вытеснять цинк из организма.

Цинк является кофактором большой группы ферментов, участвующих в белковом и других видах обмена, поэтому он необходим для нормального протекания многих биохимических процессов. Этот элемент требуется для синтеза многих белков, в том числе коллагена, и формирования костей. Цинк принимает участие в процессах деления и дифференцировки клеток, в формировании Т-клеточного иммунитета, функционировании десятков ферментов, инсулина, поджелудочной железы, полового гормона дигидро-кортикостерона. Считается, что оптимальная интенсивность поступления цинка в организм 10-15 мг/сут.

Основные проявления недостатка цинка:

- раздражительность, утомляемость, нарушения сна;

- гиперреактивность;

- депрессивные состояния;

- снижение остроты зрения;

- потеря вкусовых ощущений;

- снижение аппетита;

- диарея;

- уменьшение массы тела, исхудание;

- расслаивание ногтей, появление на них белых пятен;

- снижение уровня инсулина, риск развития сахарного диабета;

- задержка роста, позднее половое созревание;

- снижение оплодотворяющей способности сперматозоидов;

- преждевременные роды, рождение ослабленных детей, стерильность у женщин;

- снижение Т-клеточного иммунитета, снижение сопротивляемости инфекциям.

Основные проявления избытка цинка:

- нарушения функций иммунной системы, аутоиммунные реакции;

- нарушения состояния кожи, волос, ногтей;

- ослабление функции печени и поджелудочной железы;

- снижение содержания в организме железа, меди, кадмия.

Коррекция дисбаланса цинка в организме. Для коррекции дефицита цинка в организме следует увеличить его поступление с пищей, богатой белком животного происхождения, ограничить употребление спиртных напитков. Легкий и умеренный дефицит цинка можно ликвидировать с помощью БАД, содержащих цинк в виде хелатных соединений (аспарагинат, глюконат, пиколинат), аце-

тата, неорганических солей в дозах, обеспечивающих поступление 5-20 мг цинка в сутки в течение 3-6 мес.

Медь. В организм медь поступает в основном с пищей. В некоторых овощах и фруктах ее содержится от 30 до 230 мг. Считается, что оптимальная интенсивность поступления меди в организм составляет 2-3 мг/сут. Дефицит меди в организме может развиваться при недостаточном поступлении этого элемента (1 мг/сут и менее), а порог токсичности для человека равен 200 мг/сут. Медь способна проникать во все клетки, ткани и органы. Ведущую роль в метаболизме меди играет печень, поскольку здесь синтезируется белок церулоплазмин, обладающий ферментативной активностью и участвующий в регуляции гомеостаза этого элемента.

Медь является жизненно важным элементом, который входит в состав многих витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных пигментов, участвует в процессах обмена веществ, тканевом дыхании и т. д. Она имеет большое значение для поддержания нормальной структуры костей, хрящей, сухожилий, эластичности стенок кровеносных сосудов, легочных альвеол, кожи. Этот биоэлемент повышает устойчивость организма к некоторым инфекциям, связывает микробные токсины и усиливает действие антибиотиков. Медь обладает выраженным противовоспалительным действием, способствует усвоению железа. Медь входит в состав миели-новых оболочек нервов.

Основные проявления дефицита меди:

- торможение всасывания железа, нарушение гемоглобинооб-разования, угнетение кроветворения;

- ухудшение деятельности сердечно-сосудистой системы, ведущее к увеличению риска ишемической болезни сердца;

- ухудшение состояния костной и соединительной ткани, нарушение минерализации костей, остеопороз, переломы костей;

- увеличение щитовидной железы;

- задержка полового развития у девочек, нарушение менструальной функции, бесплодие;

- нарушение липидного обмена, угнетение функций иммунной системы;

- ускорение старения организма. Основные проявления избытка меди:

- функциональные расстройства нервной системы (ухудшение памяти, депрессия, бессонница);

- нарушение функции печени и почек;

- аллергодерматозы;

- гемолиз эритроцитов, появление гемоглобина в моче, анемия.

Коррекция недостатка и избытка меди в организме. Для купирования дефицита меди можно использовать продукты, богатые медью, особенно шоколад, какао, морепродукты, печень, а также медьсодержащие препараты и БАПД (например, "Био-медь" - оригинальный препарат производства АНО ЦБМ). При избыточном накоплении меди используют как диетотерапию, так и гепато-протекторы, желчегонные средства, БАПД и препараты, содержащие цинк, бор, молибден.

Селен. Суточная потребность организма человека в селене составляет 20-100 мкг. Естественным источником его для человека являются пищевые продукты. Высоко содержание селена в чесноке, пшеничных отрубях и белых грибах. Также много селена содержится в оливковом масле, морских водорослях, пивных дрожжах, бобовых, маслинах, фисташках и кешью.

В организме селен стимулирует процессы обмена веществ. Его важной биохимической функцией является участие в построении и функционировании основных антиоксидантных соединений организма.

Селен защищает организм от вредных веществ, образующихся при распаде токсинов. Он является антагонистом ртути и мышьяка, способен защитить организм от кадмия, свинца и таллия.

Селен является элементом, выполняющим многочисленные защитные функции: усиливает иммунную систему организма, способствует увеличению продолжительности жизни.

Основные проявления дефицита селена:

- дерматит, экзема;

- слабый рост и выпадение волос;

- дистрофические изменения ногтей;

- снижение степени иммунной защиты организма;

- недостаточность репродуктивной системы (в основном - мужское бесплодие);

- замедление роста у детей. Основные проявления избытка селена:

- нестабильные эмоциональные состояния;

- тошнота и рвота;

- "чесночный" запах изо рта и от кожи (образование диметил-селенида);

- нарушения функции печени;

- выпадение волос, ломкость ногтей.

Коррекция дисбаланса селена в организме. При умеренном дефиците элемента следует увеличить потребление продуктов, богатых селеном. Следует избегать поступления в организм тяжелых метал-

лов, мышьяка, спиртных напитков. При выраженном дефиците селена следует увеличить его прием в виде БАПД или фармпрепаратов до 100-400 мкг/сут.

Хром. Естественным источником хрома для человека являются растения. Хром содержится во многих овощах, ягодах и фруктах, в некоторых лекарственных растениях (сушеница топяная, мелисса), а также в рыбе, креветках, крабах, печени, куриных яйцах, пивных дрожжах.

Потребность человеческого организма в этом биоэлементе составляет 50-200 мкг/сут.

В организме человека содержится 6 мг хрома. Снижение содержания хрома и усиление его экскреции с мочой отмечено при повышенных физических нагрузках у спортсменов.

Основные функции хрома в организме:

- участвует в регуляции синтеза жиров и обмена углеводов, способствует превращению избыточного количества углеводов в жиры;

- вместе с инсулином действует как регулятор уровня сахара в крови, обеспечивает нормальную активность инсулина; способствует структурной целостности молекул нуклеиновых кислот;

- участвует в регуляции работы сердечной мышцы и функционировании кровеносных сосудов;

- способствует выведению из организма токсинов, солей тяжелых металлов, радионуклидов.

Основные проявления недостатка хрома:

- утомляемость, беспокойство, бессонница, головные боли;

- невралгии и снижение чувствительности конечностей;

- нарушение мышечной координации, дрожь в конечностях;

- изменение уровня глюкозы в крови, увеличение риска развития сахарного диабета;

- изменение массы тела (исхудание, ожирение). Основные проявления избытка хрома:

- воспалительные заболевания с тенденцией к изъязвлению слизистых оболочек;

- дерматиты и экземы;

- астматический бронхит, бронхиальная астма.

Избыток хрома в организме ведет к увеличению риска онкологических заболеваний.

Коррекция недостатка и избытка хрома в организме. Как дефицит, так и избыток хрома в организме способен привести к существенному нарушению здоровья человека. При недостаточном поступлении хрома в организм необходимо увеличить в рационе

количество продуктов с повышенным его содержанием. Для восполнения недостатка хрома в организме рекомендуется прием биологически активной добавки к пище "Хромохел", которую производит АНО ЦБМ. При интоксикации хромом необходимо прекратить его поступление в организм из источника загрязнения и проводить симптоматическое лечение.

Вопросы для самоконтроля

1. Значение питания как важнейшего фактора сохранения и укрепления здоровья.

2. Гигиеническое значение белков, жиров и углеводов.

3. Гигиеническая характеристика наиболее важных витаминов.

4. Потребности организма в минеральных веществах в зависимости от половых, возрастных, профессиональных особенностей.