Эволюционная Методика Похудения
Эволюционная Методика Похудения (ЭМП) - избавление от лишнего веса на основе оздоровления организма. Нормализация обменных процессов посредством сбалансированного питания и посильных физических нагрузок. Без голода. Строго по рекомендациям ВОЗ и Минздрава РФ
Питание. Научные основы.
Все диеты - Диетотерапия (информация для худеющих)
Автор: Копи   

Научные основы питания

Общие сведения

основы питанияДля всех живых организмов пища – источник энергии и веществ, обеспечивающих их жизнедеятельность, а питание- это необходимое условие существования всего живого.

Под питанием подразумевается совокупность процессов, включающих поглощение, переработку, всасывание и дальнейшее усвоение пищевых веществ. В прошлом (в 19веке и начале 20 века) существовало понятие об идеальной пище. Мечта об идеальной пище, которая должна содержать только полезные вещества и должна сделать человека более совершенным, существовала многие столетия.

Проблема идеальной пищи и идеального питания была четко сформулирована в начале XX века великим французским химиком П. Э. М. Бертло. В 1907 г. незадолго до своей смерти в одном из последних интервью он говорил, что создание идеальной безбалластной пищи, которую можно вводить непосредственно в кровь, минуя желудочно-кишечный тракт, – задача наступающего столетия. При этом он высказал мысль, что прямое (парентеральное) питание через кровь позволило бы избавить человека от многих обременительных вегетативных функций и сделать его более совершенным.

Мысли относительно создания идеальной пищи на рубеже первой и второй половины XX века сформировались в научную программу, а проблема идеальной пищи и идеального питания стала одной из главных проблем XX века.

Теория сбалансированного питания

В начале XX века было сформулировано научное определение идеальной пищи, сформулирована теория сбалансированного питания. Эта теория была развита благодаря расцвету экспериментальной европейской науки и сыграла исключительную роль в формировании представлений о пище и питании. С точки зрения теории сбалансированного питания идеальная пища – это пища, которая содержит все компоненты, необходимые для постоянного молекулярного состава и жизнедеятельности организма. При этом в идеальной пище не должно быть ни балластных, ни вредных веществ, типичных для обычной природной (т. е. естественной) пищи.

Исходя из этих представлений возникли попытки улучшить и обогатить пищевые продукты путем удаления балласта и токсических соединений, а также избытка некоторых полезных компонентов.

В середине XX века идея идеальной пищи, целиком составленной из необходимых веществ в их оптимальных пропорциях, казалась особенно привлекательной. Такой расцвет данной идеи был обусловлен многими причинами. Наблюдался быстрый темп развития ряда наук, в частности химии и биологии, а также космонавтики с ее потребностями в идеальной пище.

Идея идеальной пищи и идеального питания в целом основана на строгих и научных постулатах. В научной форме она развита на базе классической теории, получившей название теории сбалансированного питания, которую развивал академик А. А. Покровский.

Главное положение этой теории заключалось в представлении, что питание – это процесс поддержания и уравновешивания молекулярного состава организма, т. е. процесс возмещения тех расходов, которые происходят в организме в связи с основным обменом, работой, а у молодых организмов еще и с ростом. В результате поглощения и переваривания различных пищевых веществ из них извлекаются необходимые компоненты и отбрасывается балласт. Соотношение пищевых веществ, поступающих в организм в виде рациона, должно быть хорошо сбалансировано. При этом существует равновесие между количеством и спектром поступающих и теряемых веществ. Теория сбалансированного питания базируется на применении основных законов сохранения материи и энергии к биологическим системам. Применительно к живым организмам эти законы можно сформулировать как законы сохранения их молекулярного состава.

При этом пища состоит из нескольких компонентов: собственно пищевых веществ – белков, углеводов, жиров, витаминов и др.; балластных веществ и токсических веществ.

Теория сбалансированного питания дает рекомендации, которые лежат в основе рационального питания. Однако в целом рациональное питание – это в большинстве случаев неидеальное питание, а если можно так сказать, компромиссное между теоретически возможным оптимальным питанием и питанием, обусловленным реальными ситуациями (социальными, климатическими и др.), которые существуют в настоящее время. Поэтому существует формирование и, соответственно, оценка двух типов питания: теоретически возможного оптимального и реального, или рационального питания.

Идеи оптимизации питания человека основываются на современной теории сбалансированного питания.

  • Постулаты, лежащие в основе теории сбалансированного питания
  • Питание поддерживает молекулярный состав и возмещает энергетические и пластические расходы организма.
  • Идеальным считается питание, при котором поступление пищевых веществ соответствует их расходу.
  • Поступление пищевых веществ обеспечивается в результате разрушения структур пищи и всасывания полезных веществ – нутриентов, необходимых для метаболизма, пластических и энергетических потребностей организма.
  • Пища состоит из компонентов, различных по физиологическому значению. Нутриентов, балластных веществ (от которых она может быть очищена) и вредных, токсических, соединений.
  • Метаболизм организма определяется уровнем аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, витаминов и минеральных солей.
  • Утилизация пищи осуществляется самим организмом.
  • Многие нутриенты, способные к всасыванию и ассимиляции, освобождаются при ферментативном гидролизе сложных органических соединений за счет полостного (внеклеточного) и внутриклеточного пищеварения.
  • Теория сбалансированного питания в 20-ом столетии нашла практическое воплощение во всех странах. Теория сбалансированного питания оставалась основой научной диетологии в течение долгих лет. Апогеем теории сбалансированного питания стала теория элементного (мономерного) питания.

    Теория элементного (мономерного) питания

  • Наиболее полное выражение теория сбалансированного питания получила при возникновении идеи создания идеальной пищи. Действительно, можно сконструировать идеальную пищу, есть возможность хранить не огромное количество пищевых продуктов, а, отбросив балласт, лишь ту их часть, которая необходима для питания; можно перевозить из одной части света в другую не все продукты, а только их компоненты, представляющие пищевую ценность, и т. д. В 90-х годах ХХ века выяснилось, что идея создания улучшенной, обогащенной пищи (обоснованная в теории сбалансированного питания) лишь на первый взгляд прекрасна и гуманна. Однако на самом деле оказалось, что рафинированные пищевые продукты по многим признакам дефектны, а длительное или постоянное потребление идеальной обогащенной пищи может привести к развитию многих заболеваний.

    Идея создания идеальной пищи воплотилась в постулате об элементном (мономерном) питании. Эта идея, казавшаяся чрезвычайно важной, сводилась к тому, что потребляемую нами пищу следует заменить веществами, поступающими из желудочно-кишечного тракта в кровь и участвующими в обмене веществ. К таким веществам относятся конечные продукты переваривания пищи – глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты и др. Другими словами, пища должна состоять из набора моносахаридов, заменяющих олиго- и полисахариды, набора аминокислот, заменяющих белки, набора жирных кислот и т. д. В элементные диеты входят также различные соли, микроэлементы, витамины.

    Предварительные эксперименты на животных и наблюдения на человеке демонстрировали широкие возможности элементной диеты. Применение элементного питания давало в теории ряд ценных преимуществ. Было решено, что космонавты при длительных полетах смогут использовать именно элементные диеты, содержащие оптимальный набор необходимых элементов и минимум балластных веществ. Ряд таких диет разработал один из руководителей американской программы элементного питания профессор Уинитц.

    Однако идея элементного питания здорового человека потерпела фиаско. Было обнаружено, что элементное питание обладает определенными дефектами, которые не были замечены учеными. Было доказано, что ряд веществ, которые были причислены к балластным, необходимы для человека.

    В то же время элементные диеты не противопоказаны при нормированном применении. Они просто не могут длительное время замещать нормальный рацион. Но при некоторых заболеваниях и при определенных ситуациях (стресс, спортивные соревнования, специальные условия работы, климатические условия и др.) часть пищи заменять ее элементами весьма целесообразно.

    Научные исследования конца 20-го века привели к пересмотру постулатов сбалансированного питания и к формированию новой теории – теории адекватного питания.

    Теория адекватного питания

    наука о питанииНакопленный научный опыт и более глубокое понимание физиологии питания привели к пересмотру взглядов не только на идеальную пищу и идеальное питание, но и на классическую теорию сбалансированного питания.

    В результате этого в настоящее время сформирована новая теория питания – теория адекватного питания. Как следует из названия теории, ее смысл заключается в том, что питание должно быть не просто сбалансированным, но и подаваться в той форме, которая соответствует эволюционным особенностям организма.

  • Основные постулаты теории адекватного питания
  • Питание поддерживает молекулярный состав организма и обеспечивает его энергетические и пластические потребности. Этот постулат теории адекватного питания соответствует теории сбалансированного питания.
  • Человек и высшие животные в метаболическом и трофическом отношениях представляют собой не организмы, а надорганизменные системы, включающие в себя, кроме макроорганизма, микрофлору его желудочно-кишечного тракта. Внутренняя экология макроорганизма невозможна без микроэкологии или эндоэкологии. Между организмом хозяина и микрофлорой его пищеварительного аппарата поддерживаются положительные симбионтные взаимоотношения (симбиоз – совместное существование).
  • Питание и ассимиляция (усвоение) пищи связаны не только с одним потоком во внутреннюю среду организма нутриентов, освобождающихся в результате переваривания пищи, но и с существованием по крайней мере еще трех потоков.
    • Первый поток - поток гормонов и гормоноподобных соединений. Этот поток состоит из двух - эндогенного и экзогенного. В состав первого входят гормоны, продуцируемые эндокринными клетками пищеварительного аппарата, в состав второго – так называемые экзогормоны, образующиеся преимущественно при расщеплении пищевых веществ в желудочно-кишечном тракте.
    • Второй поток состоит из балластных веществ пищи, модифицированных бактериальной флорой кишечника. Этот поток также биологически важен, так как с ним во внутреннюю среду организма поступают вторичные нутриенты.
    • Третий поток - поток токсических соединений, формирующихся из токсических веществ пищи, а также токсических бактериальных метаболитов, образующихся в желудочно-кишечном тракте за счет деятельности бактериальной флоры.
  • Балластные вещества, или пищевые волокна, являются не балластом, а эволюционно важным компонентом пищи. Пищевые волокна необходмы для нормального функционирования пищеварительного аппарата и организма в целом. Подробнее: Пищевые волокна в питании человека
  • Баланс пищевых веществ в организме достигается в результате освобождения конечных продуктов, способных к всасыванию, за счет полостного и мембранного (в ряде случаев внутриклеточного) пищеварения, а также вследствие синтеза новых соединений, в том числе незаменимых, бактериальной флорой кишечника. Относительная биологическая роль первичных и вторичных нутриентов варьирует в широких пределах.
  • Некоторые аминокислоты являются не только факторами питания, но и нейротрансмиттерами или их предшественниками. С учетом этого факта становится ясно, что потребление ряда пищевых продуктов важно не только с точки зрения их пищевой ценности, но и необходимо для нормальной регуляции физиологических функций. Теория адекватного питания основывается на представлениях о трех типах пищеварения.
  • Типы пищеварения

    Современная физиология описывает полостное, мембранное и внутриклеточное пищеварение.

    До середины XX в. считалось, что усвоение пищи протекает по двухзвенной схеме: полостное пищеварение – всасывание. Это классическое представление об ассимиляции пищи было создано выдающимися учеными К. Бернаром, Р. Гейденгайном, И. П. Павловым, В. Бейлиссом, Е. Старлингом, и казалось, что все основные проблемы решены, оставалось лишь изучить некоторые детали. В частности, неизвестно было, что происходит с проникающими через мембраны кишечных клеток молекулами – димерами и олигомерами. Разобраться в этом удалось И.И.Мечникову, который установил, что расщепление молекул осуществляют ферменты цитоплазмы, и назвал этот процесс внутриклеточным пищеварением.

    В 1958 г. академик А.М. Уголев описал мембранное пищеварение. В результате этого открытия двухзвенная схема усвоения пищевых веществ была заменена на трехзвенную: полостное пищеварение – мембранное пищеварение – всасывание. Внутриклеточное пищеварение, присущее низшим организмам, у высших животных служит дополнительным механизмом расщепления некоторых малых молекул и играет определенную роль на ранних этапах онтогенеза. Полостное пищеварение происходит в ротовой полости, в желудке и тонкой кишке, где часто сочетается с мембранным, а иногда и с внутриклеточным. Осуществляется этот тип пищеварения ферментами, которые секретируются клетками и действуют за их пределами. Растворенные в водной фазе ферменты атакуют поглощенные организмом субстраты, разрушая преимущественно крупные молекулы и молекулярные комплексы, т.е. обеспечивают начальные этапы пищеварения.

    Внутриклеточное пищеварение реализуется, когда нерасщепленные или частично расщепленные пищевые вещества проникают внутрь клеток, где гидролизуются содержащимися в цитоплазме ферментами.

    Существует два подтипа внутриклеточного пищеварения: везикулярный и молекулярный. В первом случае проникновение вещества происходит вместе с втянутым внутрь клетки участком плазматической мембраны. В результате этого процесса эндоцитоза – образуется везикулярная структура, которая часто сливается с лизосомой, содержащей большой набор гидролитических ферментов. В такой вновь образовавшейся структуре – фагосоме – и происходит расщепление поступивших в клетку веществ. Непереваренные остатки фагосомы выбрасываются из клетки. Следует заметить, что эндоцитоз протекает очень медленно, а потому несуществен в обеспечении пищевых потребностей организма. При молекулярном пищеварении находящиеся в цитоплазме ферменты гидролизуют проникающие в клетку небольшие молекулы (димеры и олигомеры).

    Мембранное пищеварение обнаружено на всех ступенях эволюционной лестницы. У человека и высших животных этот тип пищеварения осуществляется в тонкой кишке и реализуется ферментами, связанными со структурами мембран кишечных клеток. К таким ферментам относятся: панкреатические ферменты и мембранные, или трансмембранные собственно кишечные ферменты.

  • Переваривание пищи

    Пища последовательно перемещается по пищеварительному тракту от ротовой полости, через пищевод, желудок, тонкую кишку до толстой кишки. В разных отделах пищеварительной трубки происходит последовательная обработка пищи.

    В ротовой полости пища подвергается не только механическому измельчению, но и частичной химической обработке: содержащаяся в слюне β-амилаза расщепляет углеводы. Далее пищевой комок перемещается по пищеводу в желудок, где смешивается с кислым желудочным соком. Желудочный сок обладает ферментативной активностью, антибактериальными свойствами и способностью денатурировать клеточные структуры и молекулы белков. Состав желудочного сока соответствует количеству и качеству пищи, а секреторная активность координирована с моторикой желудка. Клетки слизистой оболочки желудка секретируют ферменты пепсинового ряда, обеспечивающие начальные этапы гидролиза белков. В желудке разрушается около 10% пептидных связей в молекуле белка. Под влиянием желудочной липазы также происходит частичное расщепление жиров.

    Далее химус перемещается в пилорический отдел желудка, откуда после частичной нейтрализации эвакуируется в кишечник.

    Тонкая кишка - это один из главных органов пищеварительной системы, где расщепляются белки, углеводы и жиры. Именно здесь и реализуются все три типа пищеварения (полостное, мембранное и внутриклеточное).

    В тонкую кишку поступает смесь из незначительного количества аминокислот, белков, поли- и олигопептидов, образовавшихся после действия пепсинов в желудке. В двенадцатиперстной кишке начинают действовать ферменты поджелудочной железы, которые поступают в полость кишки. Ферменты поступают в виде неактивных форм, которые активируются в двенадцатиперстной кишке. В результате действия этих ферментов (трипсина, химотрипсина, эластазы и карбоксипептидаз) образуется смесь свободных аминокислот и олигопептидов, состоящих из двух-шести аминокислотных остатков. Здесь же гидролизуются углеводы (крахмал и гликоген) до β-декстринов, три- и дисахаридов - мальтозы, мальтотриозы, изомальтозы.

    В гидролизе жиров (триглицеридов животного и растительного происхождения) принимает участие желчь, которую вырабатывают клетки печени. Желчь эмульгирует жиры, что приводит к увеличению поверхности соприкосновения их с липазой. Липаза при взаимодействии с другим ферментом (колипазой ) гидролизует триглицериды, последовательно отщепляя жирные кислоты с образованием ди-, моноглицеридов и незначительного количества жирных кислот и глицерина.

    Незначительный гидролиз пищевых веществ происходит на подступах к внешнему слою слизистой оболочки тонкой кишки. Гидролиз происходит в слизи, которая обладает не только защитной, смазывающей и барьерной функциями, но и пищеварительной. В ее слое содержатся как панкреатические, так и мембранные ферменты, попавшие в слизь при слущивании (десквамации) и деградации кишечных клеток.

    За счет мембранного пищеварения расщепляется большая часть глюкозидных, пептидных и эфирных связей. Существование в кишечных клетках как мембранных, так и внутриклеточных пептидаз повышает надежность клеточной системы протеолиза в целом и предохраняет организм от поступления во внутреннюю среду организма чужеродных белков и антигенов.

    В толстой кишке процессы пищеварения весьма незначительны. Это связано с тем, что поступающий в этот отдел химус уже почти не содержит непереваренных пищевых веществ. Тем не менее, в слизистой оболочке толстой кишки присутствуют пищеварительные ферменты, что свидетельствует о потенциальной возможности их участия в пищеварительных процессах. В полости толстой кишки присутствуют в незначительных количествах пищеварительные ферменты и бактериальная флора, вызывающая сбраживание углеводов и гниение белков, в результате чего образуются органические кислоты, газы (углекислый газ, метан, сероводород) и ядовитые вещества (фенол, скатол, индол, крезол), которые после всасывания в кровь обезвреживаются в печени. Вследствие микробного брожения расщепляется и клетчатка. Видовой состав и соотношение отдельных групп микробов, обитающих в кишечнике человека и животных, значительно различаются. В толстой кишке обнаружено более 400 видов микробов. У взрослого человека преобладают облигатно-анаэробные палочки (около 90%), на долю факультативно-анаэробных микробов (кишечной палочки, молочных бактерий, стрептококков) приходится около 10%.

    В толстой кишке происходит всасывание воды (до 95%), минеральных и органических компонентов химуса, а также электролитов, глюкозы, аминокислот и некоторых витаминов, продуцируемых кишечной флорой.

  • Регуляция пищеварения

    Функции пищеварительной системы зависят от состава и количества потребляемой пищи. Существует связь между активностью различных пищеварительных ферментов и качеством пищи. Если в пищеварительный канал поступают жиры, белки и углеводы, то в первую очередь перевариваются жиры, затем углеводы и, наконец, белки. Адаптационно-компенсаторные перестройки ферментных систем, реализующих мембранное пищеварение, также обусловлены качественным составом пищи.

    Деятельность пищеварительного аппарата координируется с помощью нервных и гормональных регуляторов. Парасимпатическая нервная система стимулирует двигательную активность желудочно-кишечного тракта, а симпатическая угнетает ее. Между составом пищи, длительностью ее переваривания и скоростью продвижения по желудочно-кишечному тракту существует сбалансированная зависимость, осуществляемая рефлекторно. Частично осуществляется местная саморегуляция.

    В регуляции деятельности пищеварительного аппарата участвуют также сигналы, поступающие с рецепторов, локализованных в большинстве его органов и обеспечивающих, в частности, анализ пищи в ротовой полости.

    На синтез пищеварительных ферментов влияют различные гормоны, вырабатываемые передней долей гипофиза и корой надпочечников, а также клетками желудка, поджелудочной железы и тонкой кишкой. Нервные и гормональные эффекты взаимодействуют.

    Гормоны желудочно-кишечного тракта контролируют также основные этапы ассимиляции пищи, включая ее потребление, трансформацию под действием пищеварительных ферментов, всасывание образующихся продуктов гидролиза, пищевой лейкоцитоз и другие процессы. Влияние гормонов и медиаторов во многих случаях связано с их взаимодействием с рецепторными структурами мембран клеток пищеварительных органов, которые в свою очередь с помощью системы вторичных посредников (циклических аденозин- и гуанозинмонофосфатов) контролируют метаболизм секреторных, всасывающих, двигательных и эндокринных элементов.

    Современные принципы рационального питания

    На основании современных научных представлений о питании разработаны принципы рационального питания.

    • Рациональное питание должно отвечать потребностям во всех видах нутриентов.
    • Необходимо учитывать не только состав рациона, но и уровень физической активности человека. Рацион должен обеспечивать поступление энергии в 1,75 раз большее, чем уровень основного обмена.
    • При разработке рациона рекомендуется стремиться к средним значениям ИМТ - 21–22 кг/м2. Для отдельных лиц рекомендуется добиваться ИМТ в пределах 18,5–24,9 кг/м2.
    • Энергетическая ценность рациона должна обеспечиваться преимущественно за счет углеводов, преимущественно сложных.
    • Классическое соотношение белков, углеводов и жиров 1:4:1 приобретает в настоящее время следующий вид: белка меньше или равно 1 : углеводов более 4 : жиров существенно менее 1.
    • Квота жиров в рационе, в особенности насыщенных, должна быть ограничена.
    • Необходимо достаточное потребление фруктов и овощей, что позволяет получить требуемое количество клетчатки (более 25-30 г в сутки).
    • Необходимо снижение потребления натрия (поваренной соли) – менее 6 г в сутки.
    • Необходимо достаточное поступление в организм йода (150 мг в сутки).
    • Требуется индивидуальный учет среднесуточного потребления холестерина.
  •  
    Copyright © 2005-2015
    Сайт посвящен проблемам похудения и здорового образа жизни. Все представленные материалы являются уникальными. Использование их без активной гиперссылки запрещено.