Превращения питательных веществ в организме

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПИТАНИЕ, ТЕПЛОРЕГУЛЯЦИЯ

Обмен веществ, газообмен и освобождение энергии. Белки, жиры и углеводы, поступившие в организм в процессе всасывания и синтезированные в клетках и тканях, в процессе жизнедеятельности снова распадаются на аминокислоты, глицерин, жирные кислоты и сахара. Часть этих веществ используется для построения новых клеток, образования ферментов, гормонов и медиаторов. Эта часть пищевых веществ входит в состав организма, имеет пластическое значение, а другая часть пищевых веществ используется как источник энергии, при этом происходит распад их на конечные продукты.

Таблица 5 Газообмен при обмене 1 г пищевых веществ

Вещества	Поглощается кислорода (дм³)	Выделяется углекислого газа (дм³)
Белки... Жиры... Углеводы.	0,965 1,99 0,829	0,775 1,42 0,829

Превращения пищевых веществ внутри организма составляют промежуточный, или интермедиарный, обмен веществ, включающий обмен белков, обмен жиров и обмен углеводов. Промежуточный обмен веществ можно

исследовать, определив химический состав веществ, поступивших в организм, и сравнив его с химическим составом остаточных продуктов обмена веществ, удаляемых из организма. Он изучается также сравнением количества энергии, которое освобождается при окончательном распаде пищевых веществ вне организма, с количеством энергии, которое освобождается после распада тех же веществ внутри организма. Кроме того, для изучения промежуточного обмена веществ существенное значение имеет определение количества кислорода, поглощенного организмом в течение известного промежутка времени, и углекислого газа, выделенного за тот же промежуток времени. Установлено, что при окислении белков, жиров и углеводов поглощаются разные количества кислорода и выделяются разные количества углекислого газа (табл. 5).

Отношение выделенного углекислого газа к поглощенному

кислороду СО2/О2—- называется дыхательным коэффициентом. При окислении углеводов он равен 1, жиров — 0,7, белков — 0,8, а при смешанной пище — 0,85—0,9. При окислении белков и жиров он меньше вследствие того, что кислород, поступивший в организм,

используется не только для образования углекислого газа, но также воды, мочевины и других соединений, содержащих кислород. При окислении углеводов весь кислород используется на окисление углерода, а вода образуется из того кислорода, который есть в углеводах.

Следовательно, дыхательный коэффициент позволяет определить, какие пищевые вещества окисляются в организме. Поэтому знание дыхательного коэффициента позволяет по количеству кислорода, использованного в организме, вычислить, сколько килокалорий тепла образовалось в организме. Если дыхательный коэффициент 0,71, -использование 1 дм³ кислорода освобождает 4,795 ккал; 0,8—4,875; 0,9—4,967 и 1—5,058. При окислении в организме 1 г белка освобождается 4,1 ккал (17,16 кдж), 1 г жира —9,3 ккал (38,94 кдж) и 1 г углевода-4,1 ккал (17,16 кдж). Количество тепла, освобождаемого пищевыми продуктами

Таблица 6

Средняя величина обмена веществ

(в % от основного обмена)

(Системы, органы, ткани)	Мужчины	Женщины
Скелет..................		15 I
Жировая ткань.	18,2	28,2
Нервная система,
железы....	24,1	20,9
Скелетные мыш-
цы... с...	41,8	35,8

(хлебом, мясом и др.), зависит от содержания в них белков, жиров и углеводов.

Основной и общий обмен веществ. Самый низкий уровень обмена веществ при полном отсутствии мышечной и умственной деятельности, натощак — утром после пробуждения, не меньше чем через 12—14 ч после приема пищи, при нормальной температуре тела и температуре окружающей среды около 20—22° С —называется основным обменом. Основной обмен поддерживает жизнь организма на самом низком уровне деятельности нервной системы, сердца, дыхательного аппарата, пищеварения, желез внутренней секреции, выделительных процессов, покоя скелетных мышц. Даже в условиях полного покоя в клетках и тканях не прекращается обмен веществ —основа жизни организма. Показателем основного обмена является теплопроизводство в ккал в 1 ч на 1 кг веса тела.

Теплопроизводство при основном обмене у взрослого здорового человека составляет в среднем 1 ккал (4,2 кдж) в 1 ч на 1 кг веса тела. В разных органах интенсивность окислительных процессов, протекающих с освобождением тепловой энергии, различна (табл. 6).

При расчете основного обмена на единицу поверхности тела получаются близкие величины, так как по мере увеличения размеров тела происходит уменьшение поверхности тела на 1 кг веса. У худых людей теплопроизводство на 1 кг веса тела на 50% больше, чем у полных людей. Следовательно, основной обмен приблизительно пропорционален поверхности тела. Согласно закону М Рубнера, ведущая роль в основном обмене веществ принад

лежит внешней среде, ее влиянию на поверхность тела. Однако нельзя приравнивать организм к мертвому, неживому телу, которое пассивно изменяется под влиянием внешней среды и не может регулировать обмен веществ с нею. Пропорциональное изменение обмена веществ в зависимости от поверхности тела имеет ограниченное значение. Ведущая роль в обмене веществ принадлежит функциональному состоянию нервной системы, регулированию ею уровня обмена веществ в органах и тканях, поддерживающему относительное постоянство состава белков, химического состава крови, температуры и т. д. относительно независимо от изменений внешней среды, при разных условиях жизни. Существенно влияет на основной обмен также деятельность желез внутренней секреции. Например, основной обмен увеличивается при повышении функции щитовидной железы и, наоборот, уменьшается при понижении функций щитовидной железы и гипофиза. При повышении температуры тела на ГС основной обмен в среднем увеличивается на 10%. В холодном климате основной обмен возрастает, а в жарком снижается на 10—20%. Во время сна в результате расслабления скелетных мышц он уменьшается до 13%. При голодании основной обмен снижается. С 20 до 40 лет основной обмен поддерживается примерно на одинаковом уровне, а затем постепенно падает: у мужчин до 7%, а у женщин до 17%. Для определения основного обмена предложены следующие формулы (Дрейер) для мужчин

Для женщин

в которых Р — вес тела в кг, А — возраст в годах.

Общий обмен веществ происходит в обычных условиях жизни. Он значительно выше основного обмена и зависит главным образом от деятельности скелетных мышц, а также увеличения деятельности внутренних органов при сокращениях скелетных мышц. Килокалории, расходуемые при этом сверх основного обмена, называются моторными калориями. Чем интенсивнее мышечная деятельность, тем больше моторных калорий и тем выше общий обмен веществ. Так, если суточный основной обмен у человека весом 70 кг составляет в среднем 1680 ккал (7056 кдж), то при небольшом физическом труде он равняется 2200—2800 ккал (9240—11760 кдж), механизированном труде — 2800—3600 ккал (11760—15120 кдж), тяжелом физическом труде. — 3600— 4500 ккал (15120—18900 кдж), а при очень тяжелом физическом труде 4500—7200 ккал (18900—31240 кдж). Средний суточный расход энергии у студентов-физкультурников — 4000 ккал (16800 кдж). Расход энергии в ккал на 1 кг веса тела во время сна — 0,93; лежания без сна — 1,1; чтения вслух—1,5; печатания на машинке — 2; домашней работы—1,8—3,0; ходьбы по ровной Дороге со скоростью 4,2 км в час — 3,2; спокойного бега по ровной дороге — 6,0; скоростного бега на 100 м — 45,0; ходьбы на лыжах со скоростью 12 км в час—12,0; гребли — 2,5—6,0; езды на велосипеде— 3,5—9,0.

при умственном труде общий обмен -веществ увеличивается незначительно — на 2—3%, а если умственный труд сопровождается мышечной деятельностью— на 10—20%.

Значительное увеличение обмена веществ происходит также при переваривании пищи, что обозначается как ее специфически-динамическое действие. Так как для переваривания белков требуется особенно большая затрата энергии, то специфически-динамическое действие белков особенно велико. В среднем после еды белковой пищи основной обмен увеличивается на 30%, до 37%, а после еды жиров и углеводов в среднем на 4%, до 6%. При специфически-динамическом действии пищи обмен веществ увеличивается главным образом за счет окислительных процессов промежуточного обмена веществ, а увеличение деятельности пищеварительного канала повышает обмен веществ сравнительно меньше. Ведущая роль в специфически-динамическом действии пищи принадлежит рефлекторным, нервным влияниям, меньшая— нервно-гуморальным.

Обмен белков. Белки усваиваются организмом только путем всасывания аминокислот в пищеварительном канале. Белок, введенный под кожу или непосредственно в кровь, вызывает защитную реакцию организма. Синтез белков из аминокислот и их соединений (полипептидов) происходит в клетках организма при участии ферментов в течение всей жизни. В детском и юношеском возрасте белки задерживаются в организме; эта задержка, или ретенция, белков обусловливает рост и развитие организма. У взрослого человека белки постоянно обновляются; в течение 2—3 суток примерно половина всех белков разрушается и такое же количество синтезируется из аминокислот, доставляемых пищей, а также образовавшихся при распаде белков (ресинтез). Неиспользованные аминокислоты распадаются в печени и почках с отщеплением молекулы аммиака (дезаминируются) и освобождением энергии. В печени аммиак синтезируется в мочевину, которая выводится из организма с мочой. Остаток молекулы аминокислоты, не содержащий азота, превращается в глюкозу, которая распадается, освобождая энергию. Кроме мочевины, белки распадаются на мочевую кислоту, креатин, креатинин, холин, гистамин и другие вещества.

Содержание азота в белках равно в среднем 16% от их веса. Поэтому при умножении количества азота, поступившего в организм с пищей, на 6,25 можно установить количество белка, содержащегося в пище. А при умножении количества азота в кале, моче и поте, на 6,25 можно установить количество белка, которое после разрушения удалено из организма в виде продуктов его распада. Сравнение обоих количеств азота позволяет определить азотистый баланс организма, или соотношение количества белка, по- ступившего в организм, с количеством белка, удаленного из организма. Когда оба количества азота равны друг другу, имеется азотистое равновесие, которое характерно для взрослого человека. Азотистое равновесие у взрослого человека зависит от того, что

белок, даже при увеличении его поступления с пищей, подвергается распаду и либо после дезаминирования превращается в углеводы и жиры, либо удаляется из организма в составе кала, мочи и пота в виде остаточных продуктов. Во взрослом организме запасы белка не создаются.

У детей имеется положительный азотистый баланс, так как в растущем организме происходит ретенция белков и приход белков превышает их расход.

При голодании, в результате уменьшения прихода белков, а также при действии на организм больших доз ионизирующего облучения вследствие увеличенного распада белков имеется отрицательный азотистый баланс, т. е. расход белка больше его прихода.

Белки животного и растительного происхожде-н и я. Белки животного происхождения, находящиеся в мясе, яйцах и молоке, содержат все аминокислоты, необходимые для синтеза белка и роста организма: лизин, тирозин, триптофан, лейцин, изолейцин, гистидин, аргинин, валин, метионин, фенилаланин, глицин, аланин, серии, цистин, цистеин, треонин, аспарагин, аспарагиновую кислоту, глютаминовую кислоту, глютамин. Из аминокислот в организме образуются гормоны и ферменты. Белки, содержащие все аминокислоты, необходимые для синтеза белка, называются полноценными. Биологическая ценность белка определяется по количеству его, которое образовалось из 100 г белка пищи. Белки животного происхождения примерно в 1,5 более полноценные, чем растительные, но некоторые белки животного происхождения, например желатина, не содержащая триптофан и тирозин, являются неполноценными.

Белки растительного происхождения, находящиеся в ржаном хлебе, картофеле, кукурузе, дрожжах, ячмене и других растительных продуктах, не могут считаться полноценными, так как в них отсутствуют одна или несколько аминокислот, которые не могут синтезироваться в организме или их очень мало. Например, в пшенице и ячмене мало лизина, в кукурузе мало лизина и триптофана. В белках растительного происхождения — недостаток лизина, триптофана и метионина. Некоторые аминокислоты могут заменить друг друга, например фенилаланин заменяет тирозин. Но из 20 природных аминокислот, содержащихся в белках, 10 не могут синтезироваться в организме: валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, лизин, метионин, гистидин, аргинин и триптофан. Отсутствие любой из этих 10 аминокислот нарушает здоровье. Например, лизин, цистин и валин возбуждают сердечную деятельность. Малое содержание цистина в пище задерживает рост волос, увеличивает содержание сахара в крови. Для полноценного питания рекомендуется концентрат трех дефицитных аминокислот: лизина, метионина и триптофана — белип, содержащий равные весовые части трески и пресного кальцинированного творога, полученного из цельного обезжиренного молока.

суточная потребность в белках. Общее количество белков, необходимых взрослому человеку в сутки при условии введения в организм достаточного количества жиров и углеводов, зависит главным образом от характера выполняемой физической работы, а также от температуры внешней среды. В среднем для взрослого человека суточная норма белка при смешанной пище в г на кг веса тела: при легкой физической работе 1 —1,5, при работе средней тяжести 2, при тяжелой физической работе и в условиях длительного холода 3—3,5. Дальнейшее увеличение суточной нормы белка нецелесообразно, так как нарушает функции нервной системы, печени и почек. Белки должны составлять около 14% калорийности суточного рациона.

Обмен жиров. Жир поступает в организм с пищей, а также образуется из углеводов и в небольшом количестве из белков. Состав жиров пищи различен, они имеют разные точки плавления: сливочное масло 28—33° С, баранье сало 44—51° С, бычье сале 41—49° С, свиное сало 36—46° С, куриный жир 33—40° С, гусиный жир 26—34° С. Жиры, твердые при комнатной температуре, содержат много, насыщенных жирных кислот (стеариновой, пальмитиновой, масляной и др.). Чем больше в жире ненасыщенных жирных кислот, тем ниже точка плавления жира. Жир человека значительно отличается от жиров, поступающих в организм; он плавится при 17,5° С. Состав жира человека зависит от питания и приближается к составу пищевого жира, если в течение долгого времени человек питается исключительно данным пищевым жиром.

После всасывания и синтеза жиры и жироподобные вещества (липоиды) входят в состав цитоплазмы и оболочки клеток.

Некоторые ткани и органы, например нервная ткань, надпочечники, содержат особенно много жира и липоидов. Жир, использованный как пластический материал, прочно связан с клеточными структурами. Кроме того, жир откладывается как запасный материал в жировой ткани, окружающей внутренние органы, например почки, а также в сальнике и подкожной клетчатке. Количество жира в организме 10—20%, а при ожирении значительно больше. Жировой запас используется как энергетический материал, особенно если организм голодает. Запасный жир при действии липазы превращается в глицерин и жирные кислоты и затем окисляется до углекислоты и воды, освобождая большое количество энергии. При тяжелой физической работе до 80% всей энергии освобождается при расщеплении и окислении запасного жира. Часть глицерина и жирных кислот, образовавшихся из запасного жира превращается в печени в гликоген. Ненасыщенные жирные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая и др.), находящиеся в растительных жирах (особенно подсолнечном и конопляном), превращаются в печени в липоиды. Наиболее физиологически ценная арахидоновая кислота в растительных маслах почти не содержится. Она oбразуется в организме из линолевой и линоленовой кислот и содержится в только что выдоенном мо-

локе и сливочном масле. Ее суточная доза —5 г. Повышение количества жира в крови более 1% обозначается как липемия.

Легко перевариваются жиры молока, труднее бараний и свиной. Твердые животные жиры и жидкие растительные масла не отличаются по питательной ценности, если их калорийность одинакова; физиологическая ценность растительных жиров выше, чем животных. Недостаток в пище ненасыщенных жирных кислот нарушает здоровье, вызывает сухость и воспаление кожи, снижает у взрослых людей способность к размножению и, как предполагают, нарушая обмен холестерина, способствует развитию артериосклероза. Содержание ненасыщенной линолевой кислоты в растительных маслах больше 50жг%, например, в подсолнечном масле около 60 мг%, в кукурузном — 55 мг%, а в животных жирах — до 15 м г°/о, в сливочном масле меньше 5 мг%. Взрослому в сутки необходимо 5—10 г ненасыщенных жирных кислот.

Жиры должны составлять около 30% от общей калорийности суточного рациона взрослого человека, что равно 80—100 г жира.

Липоиды и их значение. Различают 2 основные группы липоидов: фосфатиды, или фосфолипиды, и стерины.

Фосфатиды. В их состав входит холин, содержащий азот. В организме особенно много глицерофосфатидов. Фосфатиды, нейтральные жиры, холестерин и другие липиды входят в состав клеточных мембран и органоидов клеток, обусловливая их избирательную проницаемость. Фосфатиды участвуют также в размножении и регенерации клеток и в тканевом дыхании и входят в состав миелиновых оболочек нервных клеток, в которых мало обновляются. Кроме того, другая часть фосфатидов участвует в обмене веществ в центральной нервной системе, определяя функциональное состояние мозга. Они участвуют и во всасывании и синтезе жира в кишечнике, в переносе жиров кровью. При участии ферментов фосфатиды синтезируются в стенке кишечника, особенно велик их синтез в печени. Недостаток фосфатидов в пище приводит к артериосклерозу и ожирению печени.

В тех тканях человека, где происходит интенсивный обмен веществ (головной мозг, печень, почки, сердечная мышца), широко распространены холинфосфатиды, производные нейтральных жиров—лецитины. В. плазме крови из общего количества фосфа гидов, равного в среднем 200 мг°/₀, примерно 50—60% составляют лецитины, а в эритроцитах — 20%. Содержание лецитинов в разных органах сильно колеблется в зависимости от возраста, состава пищи, интенсивности обмена веществ, уровня функционирования. Повышение активности органа и действия на него гормонов увеличивает содержание в нем лецитинов. В головном мозге обмен лецитинов происходит быстрее и возрастные колебания содержания лецитинов значительно меньше, чем в других органах. Из ле-цитина образуется холин, который, соединяясь с уксусной кислотой, превращается в ацетилхолин. Ацетилхолин — очень активное вещество, участвующее во многих физиологических процессах.

Особенно велико значение ацетилхолина как медиатора нервного

процесса. Считают, что он выполняет, кроме того, функцию местного гормона многих тканей. Лецитин нейтрализует отрицательные свойства холестерина. Он уменьшает содержание холестерина в крови. В сливочном масле содержание лецитина такое же, как и в крови. В молоке лецитина в 20 раз больше, чем холестерина. Очень много лецитина содержится в яичном желтке, мозге и печени. Суточная доза фосфатидов взрослого — 10 г. Стерины.

Наиболее распространен в организме холестерин. В организме человека содержится в среднем 0,2% холестерина, на 70 кг веса тела — в среднем 140 г холестерина, с колебаниями от' 105 до 175—200 г. В молодом организме холестерина меньше, в пожилом — больше. Наибольшее количество холестерина в надпочечниках и в головном мозге. В каждом органе содержится определенное количество свободного и связанного холестерина. В крови здорового человека обычно 80 мг% свободного холестерина и 110 мг% связанного с жирными кислотами. Относительное содержание холестерина в тканях не зависит от возраста. В организме холестерин и другие стерины синтезируются из активированной формы уксусной кислоты, образуемой из продуктов окисления углеводов и жиров. Главным местом его синтеза является печень. В организме здорового взрослого человека около 80% холестерина образуется в печени, а 20% поступает с пищей. При смешанном питании в сутки в пище содержится не больше 0,5 г холестерина. Синтез холестерина в печени увеличивается при уменьшении его содержания в пище, и наоборот. В растительной пище он не содержится. У здорового человека количество холестерина, введенного с пищей и синтезированного, соответствует количеству холестерина, выведенного из организма.

В организме из холестерина образуются вещества, которые близки по своему составу к холестерину и имеют важнейшее значение. К ним относятся желчные кислоты, половые гормоны и гормоны коркового вещества надпочечников.

К стеринам, поступающим и организм с пищей, относится и витамин D.

Вещества, предупреждающие ожирение печени, называются липотропными.. К ним относятся: аминокислота метионин, витамины— холин, инозит, В9, b12, лецитин.

Обмен углеводов. Человек потребляет углеводов значительно

больше, чем белков и жиров. В организме взрослого человека в

сом 70 кг имеется запас углеводов, составляющий приблизительно 375 г гликогена. У тренированного этот запас на 40—50% больше

Углеводы являются главным источником энергии, так как только

небольшая часть белков и жиров служит источником энергии не

посредственно, а значительная часть их до полного распада предварительно превращается в мышцах в углеводы. Когда потребление глюкозы работающими Мышцами увеличивается в 5—8 раз гликоген образуется в печени из белков и жиров.

Основным источником углеводного обмена является гликоген, который легко окисляется во время мышечной работы. Только когда полностью использован запас гликогена в мышцах, происходит непосредственное окисление глюкозы, доставляемой с кровью. После мышечной работы запас гликогена в мышцах и в печени восстанавливается за счет моносахаридов, всосавшихся в пищеварительном канале и образовавшихся при распаде белков и жиров.

Углеводы легко окисляются до углекислоты и воды, но расщепление углеводов в организме может происходить и без кислорода с образованием молочной кислоты (гликолиз). Большое значение имеет бескислородный распад углеводов с участием фосфорной кислоты — фосфорилирование.

Количество глюкозы в крови поддерживается благодаря ее поступлению с пищей на уровне 0,1%, а при повышении этого уровня до 0,15% она выводится с мочой. Потребность в углеводах зависит главным образом от энергетических затрат. Углеводы должны составлять около 56% энергии суточного рациона. Средняя суточная потребность взрослого человека 400—500 г, а у работников физического труда — 700—1000 г, увеличиваясь в зависимости от интенсивности мышечной работы. Чистым углеводом является сахар. Большое количество углеводов содержится в растительных продуктах, например, в ржаном хлебе примерно 45% углеводов, пшеничном—50%, гречневой крупе — 64%, манной — 70%, в рисе — 72 %, картофеле — 20 %.

Балластные вещества. В продуктах растительного происхождения содержится неперевариваемая клетчатка — полисахарид.

В пищеварительном канале человека нет ферментов, расщепляющих клетчатку до Сахаров. Только незначительная ее часть переваривается микробами кишечника, остальная входит в состав кала. В кале взрослого человека в сутки содержится примерно 150 г балластных веществ. Клетчатка производит механическое раздражение рецепторов пищеварительного канала, что рефлекторно усиливает его движения, поэтому недостаток балластных веществ в пище нарушает двигательную функцию пищеварительного канала и вызывает запоры. Много балластных веществ содержится в хлебе и овощах, особенно в моркови и свекле.

Обмен минеральных веществ и его значение. В организм в составе животной и главным образом растительной пищи поступает достаточное количество минеральных веществ, за исключением поваренной соли. Суточная потребность в поваренной соли при отсутствии физического труда, кроме соли, содержащейся в пище,— 10—15 г, а при тяжелой работе — 20—30 г. В организме взрослого человека запас поваренной соли равен 100—1202.

Минеральные вещества разделяются на макроэлементы, которые содержатся в тканях в процентах и десятых долях процента, и микроэлементы, содержание которых обычно меньше 0,001%. Макроэлементы составляют до 80% всех минеральных веществ организма. Суточная потребность в макроэлементах взрослого

человека (г): натрий - 4-6; хлор - 4-6; кальций - 0,8-1; калии— 2,5—5; фосфор—1,5—2, а. при мышечной работе 3—4; сера — 1; магний —0,5—0,7. Железо занимает промежуточное положение между макро- и микроэлементами — суточная потребность в нем 15—30 мг. К микроэлементам относятся медь, цинк, кобальт, марганец, бром, йод, фтор, хром и др. Суточная потребность в микроэлементах (мг): цинк—12—16; медь —2—2,5; фтор — 1,0—1,5; йод —0,1—0,2; марганец —4; алюминий — 12—13. Количество минеральных веществ равно примерно 4,5% веса взрослого человека, что составляет примерно 3,5 кг, из них ⁵/6 входит в состав костей (кальций, фосфор). В мышцах содержится калий, в печени — железо.

Минеральные вещества имеют большое физиологическое значение, так как они входят в состав белков, ферментов, гормонов и медиаторов. Ионы минеральных веществ поддерживают активную реакцию крови и тканей, щелочно-кислотное равновесие, относительное постоянство осмотического давления. Они участвуют в деятельности нервной системы, сокращении мышц, обмене газами, секреции, всасывании, выделительных процессах, свертывании крови. Наибольшее физиологическое значение имеют катионы натрия, "калия, кальция, железа, магния, меди и анионы хлоридов, фосфатов, сульфатов, карбонатов и силикатов. Железо, марганец, кобальт и медь необходимы для кроветворения. Медь участвует также во внутритканевом дыхании и размножении, кобальт — во внутриутробном развитии, марганец —в размножении и росте. Для роста нервной системы и скелета необходимы натрий, калий, - кальций и фосфор. Йод входит в состав гормона щитовидной железы, сера и цинк — гормона поджелудочной железы, бром — гормона гипофиза. В ферменте трипсине содержится хром, в ферменте карбоангидразе — цинк. В картофеле, капусте, свекле, моркови, щавеле, желтке куриного яйца, печени, говядине, сельди, судаке, леще и щуке наибольшее количество кобальта, меди и цинка. Малина содержит марганец, абрикосы — медь.

Минеральные вещества выводятся из организма с калом, мочой и. потом. Поэтому их потеря должна восполняться поступлением с пищей. Избыток и недостаток минеральных веществ нарушают физиологические функции. Например, избыток поваренной соли вызывает у детей повышение температуры —солевую лихорадку..

Обмен воды. Организм взрослого человека па 65—70% состоит из воды, а организм ребенка 3 месяцев содержит 84% воды. Следовательно, с возрастом количество воды в организме уменьшается. Большая часть воды находится в организме в водных растворах разных веществ, меньшая — в связанном состоянии с белками. Содержание воды в разных органах различно. У взрослого человека количество воды по отношении- к весу органа составляет (%): серое вещество мозга — 86, почки — 83, сердце, легкое — 79, поджелудочная железа —78, мышцы—- 76, кожа — 72, белое вещество мозга, печень — 70, скелет — 22. В плазме крови содер-

жится 92—93% воды, в пищеварительных соках — 98—99% и больше.

Количество воды в организме поддерживается на относительно постоянном уровне и зависит от ее, поступления в организм и ее потерь. Вода поступает в организм в составе пищи и питья. При полном окислении образуется воды из 100 г белка — 41 см³, крахмала— 55 см³, жира—107 см³. До 90% воды содержится в некоторых пищевых продуктах: овощах, ягодах, фруктах. Взрослому человеку необходимо в сутки в среднем 2,5—3 дм³ воды, содержащейся в пище и питьевой.

Потребность в воде зависит от мышечной деятельности, температуры внешней среды, характера питания и в особенности от содержания соли в пище. Например, в жаркое время года и в жарком климате суточная потребность в воде увеличивается, так как если температура внешней среды равна температуре тела, то взрослый человек испаряет в сутки 4,5 дм³ воды. При мышечной деятельности организм теряет много воды потоотделением, поэтому потребность в воде резко увеличивается в зависимости от интенсивности деятельности скелетных мышц.

Витамины и их значение для организма взрослых и детей. Витамины— органические соединения, содержащиеся в животных и растительных продуктах и совершенно необходимые для нормального обмена веществ. Их состав и структура весьма разнообразны. Витамины выполняют функцию катализаторов биологического происхождения и имеют химическое сродство с ферментами и гормонами, которые также действуют как катализаторы, взаимодействуя с витаминами в обмене веществ. Витамины способствуют действию гормонов. В организме из витаминов синтезируются некоторые ферменты, связь витаминов с ферментами объясняет их важную роль в обмене веществ. Нервная система участвует во взаимодействии витаминов, ферментов и гормонов. В отличие от ферментов и гормонов большинство витаминов, за исключением некоторых, не образуется в организме человека. Главным источником витаминов являются растительные продукты, но они содержатся также в мясных и рыбных. Витамины требуются в очень небольших количествах, но отсутствие, одного из витаминов в пище нарушает образование в организме соответствующего фермента, что приводит к нарушениям функций организма и характерным заболеваниям, обозначаемым как авитаминозы (задержка роста, цинга, рахит, множественное воспаление нервов, кровоизлияния и др.). При недостаточном содержании одного из витаминов в пище или при нормальном его содержании, но увеличенном потреблении наблюдаются гиповитаминозы, проявляющиеся в снижении работоспособности и предрасположении к заболеваниям. Отсутствие в пище нескольких витаминов ведет к полиавитаминозу, а недостаток в пище нескольких витаминов ведет к полигиповитаминозу. Избыток одного из витаминов — гипервитаминоз также вреден и может привести к тяжелым заболеваниям и смерти. Особенно велико.значение витаминов для жизнедеятельности,

развития и роста детей, а также образования иммунитета. Существуют также антивитамины.

В настоящее время известно около 50 разных витаминов, которые делят на 2 группы: растворимые в воде и растворимые в жирах.

Витамины, растворимые в воде. К ним относятся витамины группы В, РР, С и Р.

Витамин bi (противоневротический, анейрин, тиамин). Разрушается при нагревании до 140° С, особенно быстро в щелочной среде. Хорошо сохраняется при сушке и обычном приготовлении пищи. Синтезируется в растениях. Содержится в лесных орехах, хлебе грубого помола, гречневой, ячневой и овсяной крупах, в бобовых и в особенно большом количестве в пивных дрожжах и печени. Суточная потребность детей (мг): до года — 0,5; до 3 лет— 1; от 4 до 12—1,5; с 13 — 2; с 16 — 2,5; взрослых —2—3, а при тяжелой физической работе — 3—5, до 10. Участвует в синтезе нуклеиновых кислот. Улучшает рост детей, укрепляет мускулатуру и предохраняет от заболеваний легких. Необходим для нормального функционирования нервной системы, уменьшает боль. При гиповитаминозе — утомляемость, раздражительность, потеря аппетита, язвенная болезнь. При авитаминозе — расстройство движений, параличи, судороги, множественное воспаление и перерождение нервных клеток и нервов. Запаса витамина bi в организме не образуется, поэтому он должен постоянно поступать с пищей. Витамин В2 (фактор роста, рибофлавин, лактофлавин). Синтезирован вне организма. Легко разрушается при действии света, щелочей и кипячении, не окисляется, физиологически активен только в сочетании с белком. Содержится в хлебе, гречневой крупе, молоке, яйцах, печени, мясе, томатах. Суточная потребность детей (мг): до года— 1, с 1 до 3 лет—1,5, с 4 до 6 — 2,5, с 7 — 3, с 15 лет и взрослых — 3,5. Необходим для нормального зрения, особенно цветного, образования гемоглобина, белкового и углеводного обмена. При гиповитаминозе — воспаление глазного яблока, помутнение роговицы и хрусталика, воспаление кожи, языка, губ, трофические язвы, длительное незаживление ран. При авитаминозе — задержка роста и созревания организма, падение веса, поражение нервной системы.

Витамины В₃, В4, b5 и В7 (факторы роста). Содержатся<в тех же продуктах, что и bi.

Витамин В₆ (адермин, пиридоксин). Быстро разрушается на свету. Не разрушается при высокой температуре в кислых и щелочных растворах. Содержится в дрожжах, бобах, свежем рыбьем жире, печени, почках и мясе. Суточная доза (мг): детей до 1 года — 0,5, до 3 лет—1, с 4 до 12—1,5, с 13 и взрослых — 2. Участвует в белковом обмене, обмене веществ кожи, функциях нервной системы (в синтезе и обмене глютаминовой кислоты), вестибулярного аппарата, кроветворения. При авитаминозе — поражение кожи, слизистых оболочек, мышечная слабость, судороги, нарушение координации движений.

Витамин В₉ (фолиевая кислота). При нагревании 50—90% разрушается. Содержится в больших количествах в листьях растений, особенно много в цветной капусте, печени, мясе. Суточная доза (мг): с 1 до 12 лет — ОД, с 13 лет и взрослых — 0,2. Необходима для кроветворения, образования эритроцитов и лейкоцитов. Участвует в обмене холина и снижает содержание холестерина в крови, является одним из катализаторов синтеза аминокислот. При авитаминозе — малокровие.

Витамин B12 (антианемический, цианкоболамин). Содержит 4,5% кобальта. У человека синтезируется в кишечнике и поступает в печень. Содержится в печени млекопитающих и рыб (особенно осетра, судака) и в почках. Суточная доза 0,005—0,015 мг. Участвует в обмене белков, нуклеиновых кислот, образовании метионина и холина, обмене веществ в головном мозге. Ускоряет рост и развитие. Возбуждает кроветворение, превращает неактивную фолиевую кислоту в активную, поддерживает защитную функцию печени. Нормализует содержание лейкоцитов и холестерина в крови, тормозит образование холестерина. Для его связывания и всасывания необходим внутренний фактор, образуемый в обкладочных клетках желудочных желез.

Витамин b15 (пангамат кальция). Содержится в пивных дрожжах, семенах многих растений. Повышает окислительные процессы, улучшает обмен липидов, увеличивает содержание гликогена и в печени и мышцах, усиливает действие ацетилхолина. Суточная доза (мг): до 3 лет — 50, с 3 до 7—100, с 7 до 14 — 150, взрослых—100—300. Витамин В{₅ не является истинным витамином, так как его недостаток не вызывает нарушения функций.

Витамин Н (кожный фактор, биотин). Синтезирован вне организма. Содержится в дрожжах, томате, печени, почках, яичном желтке. В соединении с альбумином куриного яйца авидином образует лизоцим. При еде больших количеств сырого яичного белка у человека образуется неактивный комплекс биотин — авидин, что приводит к авитаминозу — поражению кожи, выпадению волос, выделению большого кожного сала. Употребление большого количества яиц не рекомендуется; суточная доза—150—300 мкг.

Витамин В_х (пантотеновая кислота). Содержится в растительных и животных продуктах: капусте, картофеле, моркови, дрожжах, рисе, луке, молоке, мясе, печени, яичном желтке. Суточная доза 10—12 мг.- Участвует в углеводном обмене, образовании ацетилхолина в нервной системе, в окислении конечных продуктов белков, жиров и углеводов. При гипо- и авитаминозах — прекращение роста, воспаление кожи, роговицы, язвенная болезнь, воспаления нервов, параличи, нарушение координации движений.

Холин. Содержится в животных и растительных продуктах: Желтке яйца, печени, говядине, рыбе, молоке, сыре, горохе, капусте. Суточная доза 0,5—1,5 г. Регулирует отложение жира и улучшает обмен холестерина (липотропный). Синтезируется в организме из аминокислоты метионина.

Инозит, Содержится в печени, почках, мясе, зеленом горошке, дыне, апельсине. Суточная доза до 1 г. Снижает содержание холестерина в крови, задерживает артериосклероз, улучшает перистальтику кишечника.

Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид). Содержится в зеленых овощах, моркови, картофеле, рисовых и пшеничных отрубях, горохе, дрожжах, гречневой крупе, ржаном и пшеничном хлебе, молоке, мясе, печени. Синтезируется в' организме человека из аминокислоты триптофана. Суточная доза (мг): до 1 года — 5, с 1 до 7 лет—10, с 7 до 12—15, с 12 лет и взрослых 20—30. Участвует в переносе водородных ионов, углеводном обмене, образовании соляной кислоты желудочного сока, в нормализации функции поджелудочной железы, защитной функции печени, регулирует нервный процесс в больших полушариях головного мозга. При гиповитаминозе — страх, головокружение, бессоница, язвенная болезнь. При авитаминозе — пеллагра, которая проявляется в потере памяти, слабоумии, бреде, поражении кожи, поносах, поэтому витамин называется РР, т. е. предупреждающий пеллагру. Витамин, С (противоцинготный, аскорбиновая кислота). Синтезирован вне организма. Разрушается при доступе кислорода, нагревании в нейтральной и особенно щелочной среде, следовательно, при кулинарной обработке пищи, долгом ее хранении. Содержится в свежих овощах, фруктах, ягодах (черной смородине, шиповнике, крыжовнике, землянике и др.); в капусте, зеленом луке, зеленом горохе, картофеле, брюкве, редисе, редьке, яблоках (антоновка), апельсине, лимоне, а также молоке, почках, мозге, печени, надпочечниках, Суточная доза (мг): детям до 3 лет —30—40, от 4 до 6— 50, от 7 до 12 — 60, старше 13 — 70; взрослым — 75—100, при тяжелой физической работе 200—300. Витамин С необходим для обмена веществ, участвует в образовании костей и зубов, синтезе белков, всасывании сахара, углеводном обмене, тканевом дыхании, являясь переносчиком кислорода и водорода, повышает иммунитет. Участвует в синтезе белковой части ферментов, гормонов белковой природы и нуклеиновых кислот. Активность обезвреживающих ферментов печени зависит от содержания в ней витамина С. При гиповитаминозе— утомляемость, головокружение, нарушение иммунитета, язвенная болезнь, ревматизм, кровоточивость десен, заболевания кожи. При авитаминозе— цинга, которая проявляется в одышке, мышечной слабости, быстрой утомляемости, нервности, сонливости, кровоизлияниях на коже туловища, рук и главным образом ног, деснах, в мышцах, суставах, ребрах, выпадении зубов, падении веса тела. Тяжелые случаи цинги приводят к смерти. При гипервитаминозе нарушается обмен веществ, особенно углеводный, головная боль, бессонница. В организме витамин С не образуется и не накапливается и поэтому должен постоянно поступать с пищей.

Витамин Р (второй противоцинготный фактор, рутин, цитрин). Содержится в ягодах черной смородины, лимоне и красном перце. Суточная доза 50—100 мг. Цинга — полиавитаминоз С и Р.

Витамины, растворимые в жирах. К ним относятся A, D, F, Е и К.

Витамин А (витамин роста, ретинол, антиксерофтальмиче:кий). При окислении быстро разрушается, а кипячение его почти не разрушает. Образуется в печени из провитамина каротина, содержащегося в зеленых частях растений, особенно в моркови, помидорах, томате, шпинате, салате, абрикосах, при действии фермента каротиназы, только при белковой пище. Содержится в рыбьем жире, рыбьей икре, молоке, сливочном масле, печени, почках, желтке яиц летней носки. Суточная доза детей (мг): 1 года — 0,5, с 1 до 7—1, с 7 и взрослых—1,5, а при тяжелой физической работе — 3 мг. Способствует росту организма, входит в состав зрительного пурпура, поэтому необходим для зрения, обеспечивает иммунитет. При гиповитаминозе' понижается иммунитет, появляется гемералопия (нарушение зрения в сумерки), особенно при истощении организма и голодании. При авитаминозе— воспаление сетчатки глаз, сухость и последующее размягчение роговицы (ксерофтальмия и кератомаляция), сухость кожи, воспаление слизистой оболочки бронхов, мочевого и желчного пузырей, потеря обоняния, нарушение роста зубов, поносы и кровавые испражнения, нарушение^ функции половых желез (падение полового влечения, бесплодие). У детей при авитаминозе задерживается развитие организма, останавливаются рост и прибавление в весе, поражается зрение, нарушается иммунитет. Гипервитаминоз резко нарушает пищеварение и обмен веществ, вызывает малокровие.

Витамин D (противорахитический, витаминол, вигантол, кальциферол). Не окисляется, разрушается только при очень высокой температуре. Содержится в рыбьем жире, икре, молоке, сливочном масле, желтке яиц летней носки. В коже человека имеется запас провитамина (эргостерина), который при облучении ультрафиолетовыми лучами (солнце, кварцевая лампа) превращается в активный витамин. Суточная доза детей 15—25 мкг, при рахите она увеличивается в 2—3 раза, взрослых — 25 мкг. Регулирует кальциевый и фосфорный обмен, поэтому необходим для нормального развития и роста скелета детей. При увеличении содержания фосфора в пище потребность в нем возрастает. Действие витамина связано с действием гормона паращитовидных желез и нормальной функцией щитовидной железы. При авитаминозе — рахит, который проявляется в расстройстве фосфорного и кальциевого обмена, потере организмом солей фосфора и кальция, нарушении формирования костей скелета и развития зубов, мышечной слабости. У детей, больных рахитом, кости становятся гибкими, появляются искривления рук и ног. Очень большие дозы витамина ядовиты: резко увеличивается содержание кальция и фосфора в крови, избыточно откладываются соли кальция в скелете, сердце, стенках кровеносных сосудов, в почках, легких и других органах; наблюдаются потеря аппетита, поносы, нарушение жирового обмена, приводящие к смерти.

Витамин F (фактор роста, обмена кальция). Состоит из ненасыщенных жирных кислот: линолевой, линоленовой и арахидоновой. Не истинный витамин. Содержится в зеленых листьях растений, особенно в салате, плодах шиповника, рыбьем жире, мясе, яичном желтке, подсолнечном, соевом, кукурузном и льняном масле. Регулирует обмен жиров, ускоряя окисление насыщенных жирных кислот. Влияет на обмен витаминов группы В, С, Р, PP. Предупреждает артериосклероз. Уменьшает ядовитое действие витамина 'D. При авитаминозе — задержка роста, сухость кожи, в старости ломаются кости. Суточная доза (г): младших школьников— 4,5, подростков — 8, юношей — 9,5, девушек — 8,0, взрослых — 10.

Витамин Е (витамин размножения, токоферол). Легко окисляется. Не разрушается при кипячении. Устойчив к кислотам, но разрушается щелочами. Синтезирован вне организма. Содержится в тех же продуктах, что и витамин F, а также в гипофизе, но отсутствует в рыбьем жире. Накапливается в жировой ткани женщин в 2 раза больше, чем мужчин. Участвует в регуляции процесса оплодотворения, нормального течения беременности и развития плода. Необходим для развития мышц и их функции, особенно в раннем детском возрасте, предупреждает артериосклероз, повышение кровяного давления, гемолиз. Суточная доза взрослых — 20—30 мг, а при тяжелой физической работе — 30— 50 мг. При недостатке в пище витамина А суточная потребность в нем увеличивается. При гиповитаминозе — дистрофия мускулатуры, уменьшение физической работоспособности, мышечные боли, мозговые кровоизлияния, воспаление суставов и кожи. При авитаминозе, кроме того, бесплодие, нарушение образования половых гормонов, нарушения беременности и развития плода и его гибель, повышение потребности в витаминах группы В.

Витамин К (витамин свертывания крови, противогеморрагический, филохинон, викасол). Быстро разрушается при действии света и щелочей. Содержится в зеленых частях растений, свежей капусте, моркови, шпинате, незрелых томатах, сухой люцерне, печени свиньи. Образуется микробами в толстой кишке. Необходим для синтеза протромбина в печени. При гиповитаминозе и авитаминозе—кровоточивость, малокровие. В некоторых растениях (клевер) содержится антивитамин К (дикумарин), угнетающий синтез протромбина и препятствующий образованию тромбов. Суточная доза (мг): до 2 лет — 6, с 3 до 4 — 8, с 5 до 9—10, с 10 до 14—15, взрослых—15—30.

Усвояемость и калорийность пищи. Усвояемость разных пищевых продуктов различна и зависит от усвояемости находящихся в них пищевых веществ — белков, жиров и углеводов. Белки животного происхождения лучше усваиваются, чем растительного. Белки, содержащиеся в мясе, яйцах и молоке, усваиваются на 70—95%, а ржаного хлеба, кукурузы — на 60%, картофеля — на 67%. Жиры сливочного и растительных масел, например подсолнечного, усваиваются на 97—98%, говяжий и бараний жир — на

Таблица 7

Химический состав и калорийность пищевых продуктов

Наименование продукта	Химический состав (%)	Нетто - ккал на 100 г рыночного веса-
белки и другие азотистые вещества	жиры	углеводы	минеральные вещества	вода
Ржаной хлеб	7,84 6,81 9,17 10,88 12,40 11,88 15,48 1,03 9,43 9,50 12,86 12,29 8,13 25,78 2,14 1,18 1,83 1,09. 1,58 0,95 5,39 36,66 0,4 1,01 0,74 0,84 0,72 0,59 13,80 1,42 6,27 2,08 3,39 3,81 3,01 4,34 25,77 14,58 1,07 20,57 18,38 20,08 14,54 16,36 19,84 12,55 19,38	0,73 0,54 0,46 0,62 1,74 0,81 7,71 0,94 0,94 2,83 2,19 1,29 3,78' 0,22 0,29 0,18 0,11 0,22 0,19 0,40 2,70 0,13 0,06 0,45 48,17 22,20 3,82 3,68 4,19 22,62 26,23 31,53 0,59 86,57 98,12 2,01 21,40 6,63 37,34 31,07 5,10 12,11 4,65	43,70 57,80 47,56 75,55 67,77 73,79 61,78 80,83 75,92 74,83 64,71 65,65 75,50 52,99 19,56 9,06 5,05 2,21 2,38 3,99 5,12 34,51 12,13 15,21 0,93 6,35 4,13 6,24 10,69 99,49 79,89 63,39 6,27 4,94 4,14 4,30 1,72 2,37 1,16 0,60 1,07 0,55 2,78	1,55 0,88 1,27 0,64 1,84 0,78 2,14 0,96 0,40. 1,20 2,13 2,13 1,03 2,89 0,98 1,03 1,18 0,46 0,90 0,61 0,95 6,45 0,42 0,48 0,52 0,28 1,82 1,36 0,40 0,24 2,26 0,36 0,72 0,79 0,64 0,56 6,05 1,16 1,16 0,22 1,21 0,97 1,10 0,72 0,93 1,14 1,12 1,56	43,58 33,66 42,41 11,89 13,06 12,64 9,18 17,18 13,05 12,96 13,94 13,47 13,17 11,28 70,16 86,77 90,11 95,36 94,23 93,42 87,13 12,81 84,37 79,12 82,64 91,50 91,96 86,99 23,53 0,13 18,9 1,59 87,36 87,27 86,48 70,44 67,67 34,60 80,64 12,04 1,58 76,17 58,74 72,55 47,40 51,19 72,83 73,67 71,60	187,6 258,0 217,0 384,5 311,5 341,5 333,5 301,0 342,2 311,0 314,0 273,0 331,5 284,0 62,5 30,5 19,5 9,5 12,0 15,0 28,0 221,5 41,5 53,0 24,0 16,0 23,6 460,0 387,5 315,0 427,5 67,5 65,5 68.5 240,0 256,0 360,5 68,0 787,5 885,0 80,0 214,0 116,5 328,5 277,5 107,5 140,0 109,0
Пшеничный хлеб лучший.. Пшеничный хлеб грубый.. Лапша и макароны
Ржаная мука...................... Пшеничная мука...............
Овсяная мука
Картофельная мука........... Манная крупа..................
Ячменная крупа...............
Гречневая крупа
Пшено...
Рис белый...
Горох зеленый
Картофель свежий
Морковь
Капуста свежая
Огурцы
Салат
Помидоры
Грибы белые свежие.... Грибы белые сушеные... Яблоки свежие
Виноград
Лимоны
Дыня
Арбуз
Земляника свежая.............
Грецкие орехи
Сахар (песок)
Мед пчелиный
Шоколад в плитках.... Молоко женское..............
Молоко коровье
Молоко козье............. -...
Сливки
Сметана.
Сыр голландский.............
Творог тощий
Масло сливочное.............
Масло топленое.................
Говядина тощая......
Говядина жирная
Свинина тощая.
Свинина жирная............... Баранина жирная
Мясо куриное
Яйцо куриное...
Печень..

Нетто- ккал на 100 г ры ночного веса

белки и Другие азотистые вещества

Мозги................

9,00 11,04 14,15 12,81 41,30 25,99 17,63 20,41 19,46 18,43

',30 68,35 14.96 13,67 14,20 16,31 0,48 L47 0,28 14,48

1,10 4,81 2,83 3,28 14,20 4,34 1,07 1,30 1,04 13,88

80,60 14,84 65,03 58,69 19,80 56,16 80,82 77,29 79,21 57,84

117,0 647,0 208,5 170,5 196,5 250,5 41,0 52,0 44,0 129,0

Свиное сало нетопленое Колбаса вареная....

4,01

Сосиски..................

Вобла сушеная..............

Икра черная зернистая.

Карась свежий...............

Карп.... •................

Судак свежий....................

Сельдь соленая...............

90%. Углеводы, содержащиеся в нище животного и растительного происхождения, усваиваются на 98—99%. Калорийность пищевых продуктов зависит от количества усвоенных белков, жиров и углеводов. Брутто-калорийность обозначает число килокалорий, содержащихся в единице веса пищевых продуктов. Нетто-калорийность обозначает число килокалорий, которое усваивается организмом после переваривания пищевых продуктов. Калорийность пищевых продуктов высчитывается по их нетто-калорийности, умножением каждого грамма усвоенного белка и углевода на 4,1 ккйл, а грамма жира — на 9,3 ккал (табл. 7).