> Витамины - важнейший класс незаменимых пищевых веществ. Основные причины гипо- и авитаминозов

Пищевые вещества, или нутриенты - это химические вещества - составные части пищевых продуктов, которые организм использует для построения, обновления и исправления своих органов и тканей, а также для получения из них энергии для выполнения работы.

Различают две группы пищевых веществ. Одна группа включает основные пищевые вещества, или макронутриенты (от греческого макрос - большой). Пищевые вещества другой группы называются микронутриентами (от греческого микрос - малый), в которую входят витамины и минеральные вещества.

Макронутриенты, или основные пищевые вещества - белки, жиры и углеводы, - нужны человеку в количествах, измеряемых несколькими десятками граммов. Основными пищевыми веществами они называются потому, что дают при окислении энергию для выполнения всех функций организма.

Микронутриенты - витамины и минеральные вещества - необходимы человеку в очень малых количествах - в миллиграммах или микрограммах. Они не являются источниками энергии, но участвуют в усвоении энергии пищи, в регуляции функций, в осуществлении процессов роста и развития организма.

Среди пищевых веществ есть такие, которые не образуются в организме человека. Эти пищевые вещества называются незаменимыми, или эссенциальными. Они обязательно должны поступать с пищей. Отсутствие в рационе любого из них приводит к заболеванию, а при длительном недостатке - и к смерти.

Другие пищевые вещества могут образоваться в организме человека из незаменимых пищевых веществ. Поэтому они называются заменимыми, т.е. их можно заменить, имея в достатке незаменимые пищевые вещества. Однако заменимые пищевые вещества также должны поступать с пищей в определенных количествах, так как они служат источниками энергии.

В настоящее время науке о питании известно около 50 незаменимых пищевых веществ, которые не могут образоваться в организме и единственным источником их является пища (см. табл. 1).

Все нутриенты делятся на 6 главных групп - углеводы, белки, жиры, витамины, минеральные вещества и вода. Кроме того, пища содержит большое количество других биологически активных веществ, имеющих значение для сохранения здоровья и профилактики многих хронических заболеваний. К ним относится множество химических компонентов, содержащихся преимущественно в растительных продуктах, объединяемых общим названием фито соединения, из которых наиболее изучены представители классов флавоноидов. Их роль в сохранении здоровья человека подчеркивает важность растительной пищи в питании.

Потребление определенного количества и в определенных соотношениях незаменимых пищевых веществ составляет один из научных принципов рационального и здорового питания.

Однако человек в процессе питания имеет дело не с пищевыми веществами, а с пищевыми продуктами. Поступление пищевых веществ в нужных количествах и соотношениях осуществляется через потребление разнообразного набора пищевых продуктов. Поэтому принципы и правила здорового питания должны выражаться в правилах и принципах потребления различного вида пищи.

Табл. 1 - Незаменимые пищевые вещества, которые должны поступать с пищей

Углеводы	Минеральные вещества	Витамины
		Жирорастворимые
Жирные кислоты
линолевая
Аминокислоты
Изолейцин		Водорастворимые
Метионин
Фенилаланин
Триптофан	Марганец
Гистидин
	Молибден	Пантотеновая кислота

Основные причины гипо - и авитаминозов

Эти заболевания по-другому называют болезнями витаминной недостаточности . Развиваются они при недостатке в организме одного или нескольких витаминов.

В настоящее время случаи авитаминоза (полного отсутствия какого-либо витамина) крайне редки, но нехватка этих ценных веществ встречается достаточно часто.

Витамины -- это важные для организма, незаменимые биологически активные вещества, которые принимают участие в химических реакциях, происходящих внутри нашего организма. Витамины входят в состав многих ферментов, веществ, направляющих течение химических реакций по определенному пути и увеличивающих их скорость.

Факторы риска развития.

* Повышенная или пониженная температура окружающей среды.

* Длительное физическое или психоэмоциональное перенапряжение.

* Заболевания эндокринных желез.

* Некоторые физиологические состояния организма (беременность, лактация, когда должна удовлетворяться и потребность ребенка в витаминах).

* Профессиональные вредности и др.

* Заболевания желудочно-кишечного тракта, при которых понижается всасывание витаминов в кишечнике.

Недостаток витаминов в организме может быть связан с недостаточным их поступлением с пищей (первичный гиповитаминоз), а также с нарушением их всасывания в кишечнике или избыточной потребностью организма в них (вторичный гиповитаминоз, например, при больших физических нагрузках, при лечении антибиотиками).

Важное значение имеет полноценное питание. Давно отмечено, что однообразное питание (консервы, сухие продукты, мучные изделия) приводит к гипополивитаминозам (недостатку нескольких витаминов в организме). Такие состояния наблюдаются в регионах стихийных или социальных бедствий (войны, неурожаи и др.).

Симптомы . При недостатке витаминов нарушаются многие обменные процессы в организме. Это приводит к ухудшению общего самочувствия, понижению работоспособности и сопротивляемости организма инфекциям. Особенно опасен дефицит витаминов для растущего организма ребенка или подростка, у которого интенсивность обменных процессов особенно высока. К сожалению, даже полноценное рациональное питание не всегда обеспечивает организм достаточным количеством витаминов. Поэтому в некоторых случаях необходимо принимать готовые витаминные комплексы.

Симптомы болезни нарастают постепенно, по мере расходования организмом запасов того или иного витамина в различных органах. Выделяют следующие стадии болезней витаминной недостаточности.

I стадия -- гиповитаминоз. В этот период нет четких проявлений заболевания. На первый план выступают общие симптомы нарушения нормальной работы внутренних органов: слабость, быстрая утомляемость, низкая работоспособность.

II стадия -- гиповитаминоз. Дефицит витаминов нарастает, появляются явные симптомы болезни, которые напрямую связаны с дефицитом того или иного витамина. Это удается выявить при помощи специальных лабораторных исследований.

III стадия -- авитаминоз. Это крайняя степень недостатка витамина (витаминов) на фоне отсутствия его поступления в организм. Для этой стадии характерны яркие симптомы, которые не позволяют спутать клиническую картину заболевания. При лабораторных исследованиях определяется значительное снижение количества витамина.

Недостаточность витамина А

Развивается при пониженном количестве витамина А и каротина в пище, нарушении его всасывания в кишечнике, а также при нарушении синтеза витамина А из каротина в организме.

Витамин А содержится в следующих продуктах животного происхождения: желток, печень, особенно морских рыб, сливочное масло. Каротин находится в овощах и фруктах, имеющих оранжевую и красную окраску. При попадании в организм из него синтезируется витамин А, который является необходимым для нормального течения биохимических процессов. Витамин А растворяется в жирах.

Его суточная потребность составляет 1,5 мг. Он необходим для работы эпителия кожи и слизистых оболочек, сальных, слезных желез, а также для формирования зрительного пигмента.

Недостаточность витамина В1 (тиамина)

Чаще встречается в странах Азии, где преобладает питание с употреблением большого количества полированного риса. Другой причиной гиповитаминоза В1 может быть нарушение усвоения этого витамина в кишечнике, что встречается при некоторых патологических состояниях (понос, рвота, тяжелые заболевания кишечника).

Факторы риска: некоторые физиологические состояния (беременность, лактация), тяжелая физическая нагрузка, сахарный диабет, лихорадочные состояния, тиреотоксикоз.

Недостаточность витамина В2 (рибофлавина)

Возникает при недостаточном поступлении витамина В2 с пищей, при нарушении его всасывания в кишечнике, а также при его повышенном разрушении.

Недостаточность никотиновой кислоты

Факторы риска: недостаточное поступление с пищей (при однообразном питании, например, при преимущественном употреблении кукурузы), нарушение всасывания витамина в кишечнике (заболевания тонкого кишечника с нарушением всасывания), некоторые состояния организма, характеризующиеся повышенной потребностью в витамине (физические нагрузки, беременность и др.).

Недостаточность витамина В6 (пиридоксина)

У взрослых людей недостаточность этого витамина развивается только при нарушении его синтеза в кишечнике. Это возможно при лечении антибиотиками (что приводит к угнетению микрофлоры, отвечающей за синтез витамина), значительных физических нагрузках или при повышенной потребности в витамине (беременность, лактация и др.).

В большом количестве витамин В6 содержится в продуктах животного происхождения, в дрожжах.

Недостаточность витамина С (аскорбиновой кислоты)

Этот витамин принимает непосредственное участие в окислительно -восстановительных процессах, обеспечивает оптимальную проницаемость сосудов, регулирует синтез коллагена.

Недостаточность витамина D

Большая часть витамина D, который находится в организме, образуется в коже под действием ультрафиолетовых лучей. Меньшая часть поступает в организм с пищей.

Важнейшими являются витамины D2 и D3.

Этот витамин в большом количестве содержится в жиросодержащих продуктах животного происхождения: сливочном масле, молоке, яичном желтке, печени трески и других морских рыб.

Факторы риска гиповитаминоза D:

* недостаточное пребывание на солнце;

* недоношенность ребенка;

* некоторые инфекционные заболевания со сдвигом кислотно-щелочного равновесия организма.

Недостаточность витамина К

Витамин К большей частью всасывается в кишечнике. Некоторое его количество синтезируется микрофлорой тонкого кишечника.

Чаще встречается в детском возрасте. Наиболее распространенной причиной развития гиповитаминоза К являются хронические заболевания кишечника, обтурация (сдавление) желчных путей, что приводит к нарушению поступления желчи в тонкий кишечник.

Нарушение всасывания витамина К возможно также при передозировке дикумарина.

Пластической или качественной адекватности – принимаемая пища должна содержать необходимые для жизнедеятельности ингредиенты в сбалансированном соотношении белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и баластных компонентов (1: 1,2: 4,6, 13% : 30% : 57%).

Постулат теории адекватного питания:

необходимые компоненты пищи – нутриенты и баластные вещества

Незаменимые питательные вещества – не синтезируются, не депонируются в организме, поэтому строго должны нормироваться.

К неза­менимым пищевым веществам , которые не образуются в организме или образуются в недостаточном количестве, относятся:

полноценные белки (содержащие незаменимые аминокислоты),

полноценные жиры (содержащие ненасыщенные и полиненасыщенные жирные кислоты),

витамины,

минеральные вещества

Поступление с пищей незаменимых пищевых веществ является обязательным.

Нужны в питании и заменимые пищевые вещества, так как при недостатке последних на их роль в организме расходуются другие питательные вещества в том числе и незаменимые.

Классификация питательных веществ:

Незаменимые аминокислоты : метионин, лизин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин и валин, иногда относят еще тирозин и цистин.

Незаменимые жирные кислоты

α-линоленовая кислота(омега-3жирная кислотас кратчайшей цепочкой),

линолевая кислота(омега-6жирная кислотас кратчайшей цепочкой).

Витамины

биотин(витамин B7, витамин H),

холин(витамин Bp),

фолат(фолиевая кислота, витамин B9, витамин M),

ниацин(витамин B3, витамин P, витамин PP),

пантотеновая кислота(витамин B5),

рибофлавин(витамин B2, витамин G),

тиамин(витамин B1),

витамин A(ретинол),

витамин B6(пиридоксин, пиридоксамин или пиридоксаль),

витамин B12(кобаламин),

витамин C(аскорбиновая кислота),

витамин D(эргокальциферолилихолекальциферол),

витамин E(токоферол),

витамин K(нафтохиноны).

Незаменимые минеральные соли:

Калий (гипо/гапер- калиемия)

Хлор (гипо-/гиер- хлоремия)

Натрий (гипо/гипер натриемия)

Кальций (гипо/гипер кальциемия)

Фосфор (гипо / гипер фосфатемия)

• Железо (анемия / нарушение обмена железа)

  Марганец

  Молибден

Заменимые (некоторые аминокислоты, липиды, углеводы) - это те, которые могут образоваться в организме из других веществ. Например, клетки человека могут синтезировать любой необходимый им моносахарид из аминокислот, жиры могут образоваться из углеводов, некоторые аминокислоты образуются из других аминокислот или из углеводов.

6.Белки и их роль в питании. Источник поступления. Установление биологической ценности белков. Принципы нормирования белков в питании населения.

Белки пищи (протеины) выполняют в организме преимущественно пластическую функцию: они необходимы для роста и обновления всех клеток и тканей организма, синтеза антител, многих ферментов и гормонов.

Источник белка : мясо животных, рыба, птица, яйца, хлебобулочные изделия, продукты из зерна (крупа, макароны), бобы, семена, орехи.

Биологическая роль пищевых белков заключается в том, что они служат источником незаменимых и заменимых аминокислот. Аминокислоты используются организмом для

синтеза собственных белков;

в качестве предшественников небелковых азотистых веществ (гормонов, пуринов, порфиринов и др.);

как источник энергии (окисление 1 г белков даёт примерно 4 ккал энергии).

Пищевая и биологическая ценность белков определяется поступлением в организм с пищей необходимого количества аминокислот и их сбалансированностью.

Основным критерием в оценке биологической ценности и физиологической роли аминокислот является их способность поддерживать рост и обеспечивать синтез белка.

Качество пищевого белка (биологическая ценность протеина - степень утилизации белкового азота организмом) обусловлено наличием в нем полного набора незаменимых аминокислот в определенном количестве и в определенном соотношении с заменимыми аминокислотами.

Для взрослого человека в качестве «идеального» белка, утилизирующегося в организме на 100%, применяется рекомендованная Комитетом ФАО/ВОЗ аминограмма, показывающая содержание каждой из незаменимых аминокислот (г) в 100 г стандартного белка и суточную потребность в ней. Наиболее близки к идеальному белку: грудное молоко!!!, животные белки мяса, яиц, молока.

Пищевые белки делятся на полноценные и неполноценные.

Полноценные пищевые белки - животного происхождения, содержат в своём составе все аминокислоты в необходимых пропорциях и хорошо усваиваются организмом.

Неполноценные белки - растительного происхождения, не содержат, или содержат в недостаточном количестве одну или несколько незаменимых аминокислот.

Качество пищевого белка можно оценить путем сравнения его аминокислотного состава с аминокислотным составом «идеального» белка с помощью расчета его аминокислотного скора.

Аминокислотный скор (АКС) - это процентное соотношение количества каждой аминокислоты (г) в 100 г белка исследуемого продукта к количеству той же аминокислоты в 100 г «идеального» белка. Лимитирующей биологическую ценность белка является аминокислота с наименьшим скором.

Оценка обеспеченности организма белком производится с помощью метода определения азотистого баланса (равновесия) между количеством азота, полученного с белками пищи, и величиной суммарных потерь азота в организме с продуктами выделения.

Азотистое равновесие - это количество азота, поступившей с пищей и равна количеству азота, выведенной из организма (с мочой, калом, потом, волосами, ногтями)

Положительный азотистый баланс характерен для детей в связи с ростом, развитием

Отрицательный азотистый баланс характерно при полного или частичного голодания, потребления низкобелковый рационов, нарушении усвоения белков в желудочно-кишечном тракте, во время болезней

Суточная потребность: не менее 50 г в сутки, в среднем 80-100 г.

1)пищевая энергия за счет белков – 11-15% от общей энергетической ценности суточного рациона (в зависимости от возраста и интенсивности труда)

21. Питание как составная часть обмена веществ. Понятие об адекватном питании. Частичная взаимозаменяемость пищевых веществ. Незаменимые компоненты пищи. Минорные компоненты пищи. Макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Биологическая роль минеральных веществ. Значение оптимального обеспечения детского организма незаменимыми факторами питания. Понятия об эндемических заболеваниях: эндемический зоб, кариес.

Полноценным называется рацион , соответствующий энергетическим потребностям человека и содержащий необходимое количество незаменимых пищевых веществ, обеспечивающих нормальный рост и развитие организма.

Факторы, влияющие на потребность организма в энергии и питательных веществах: пол, возраст и масса тела человека, его физическая активность, климатические условия, биохимические, иммунологические и морфологические особенности организма.

Все питательные вещества можно разделить на пять классов:

1. белки; 2. жиры; 3. углеводы; 4. витамины; 5. минеральные вещества.

Кроме того, любая диета должна содержать воду, как универсальный растворитель.

Незаменимыми компонентами пищевого рациона являются:

незаменимые аминокислоты - валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан;

незаменимые (эссенциальные) жирные кислоты - линолевая, линоленовая, арахидоновая;

водо- и жирорастворимые витамины;

неорганические (минеральные) элементы - кальций, калий, натрий, хлор, медь, железо, хром, фтор, йод и другие.

Минеральные (неорганические) вещества. 1.6.1. Кроме шести главных элементов - С, Н, О, Р, N, S, из которых состоят все органические молекулы, человеку необходимо получать ещё около 20 химических элементов. В зависимости от количества, в каком они должны поступать в организм, минеральные вещества делятся на: макроэлементы - кальций, хлор, магний, калий, натрий - суточная потребность более 100 мг имикроэлементы - железо, марганец, медь, йод, фтор, молибден, селен, цинк и др. - суточная потребность - несколько миллиграммов. 11.6.2. Биологическая роль минеральных веществ: 1. являются структурными компонентами тканей (кальций, фтор); 2. обеспечивают водно-солевой баланс (натрий, калий); 3. являются простетической группой ферментов, входят в состав активных центров, стабилизируют структуру ферментов и фермент-субстратных комплексов (магний, железо, медь); 4. участвуют в передаче нервных импульсов (кальций); 5. участвуют в гормональной регуляции обмена веществ (иод входит в состав гормонов щитовидной железы, цинк – в состав инсулина). 11.6.3. Дефицит микроэлементов в воде и пище может приводить к развитию заболеваний. Например, недостаток железа и меди может вызывать анемию, недостаток фтора способствовать возникновению кариеса, при нехватке йода в пище и воде развивается эндемический зоб. Эндеми́ческий зоб - увеличение щитовидной железы, связанное с дефицитом йода в среде обитания. Нормальный рост и развитие человека зависит от правильного функционирования эндокринной системы, в частности от деятельности щитовидной железы. Хронический дефицит йода приводит к разрастанию ткани железы и изменению её функциональных возможностей. Основная причина развития эндемического зоба - недостаточное поступление йода в организм. Кроме этого, в развитии эндемического зоба имеют значение неполноценное питание с дефицитом белков и витаминов, инфекции, интоксикации, антисанитарные условия жизни, недостаточное поступление в организм микроэлементов, поступление в организм таких зобогенных веществ растительного и химического происхождения, как соли цинка, кобальта и других, которые участвуют в реализации йодной недостаточности или являются основной причиной зоба. Эндемический кариес зубов - заболевание, характеризующееся патологическими изменениями обмена веществ и тканей зубов вследствие недостаточного поступления в организм фтора. Эндемический кариес зубов возникает в местностях, где снижен уровень содержания фтора в воде (менее 0,5 мг/л) и почвах (менее 15 мг/кг). Устойчивость зубной эмали к воздействию физических и химических факторов среды подавляется. Зубы подвергаются декальцинации. Недостаток фтора ведет к нарушению обмена фосфора, других химических элементов. Патологические изменения обмена веществ обусловливают развитие дистрофических процессов в костях, сердце и других паренхиматозных органах. Существую различные классификации химических элементов, содержащихся в организме человека. Так В.И. Вернадский в зависимости от среднего содержания (массовой доли ω, %) в живых организмах делил элементы по декадной системе. Соответственно этой классификации элементы, содержащиеся в живых организмах, делятся на три группы : Макроэлементы . Это элементы, содержание которых в организме выше 10 х(-2) %. К ним относятся кислород, углерод, водород, азот, фосфор, сера, кальций, магний, натрий и хлор. Микроэлементы . Это элементы, содержание которых в организме находится в пределах от 10 х(-3) до 10 х(-5) %. К ним относятся йод, медь, мышьяк, фтор, бром, стронций, барий, кобальт. Ультрамикроэлементы . Это элементы, содержание которых в организме ниже 10 х(-5) %. К ним относятся ртуть, золото, уран, торий, радий и др.

Питание человека - один из факторов внешней среды, существенно влияющий на его здоровье и продолжительность жизни. Питание обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма, его рост, развитие, приспособляемость и активную деятельность человека. Все это осуществляется за счет питательных веществ, которые в отличие от других внешних факторов становятся собственными элементами организма, участвуя в обмене веществ и энергии.

По мнению советского ученого А. А. Покровского, термин "питание" в общебиологическом смысле слова характеризует всю сумму, биохимических процессов, связанных с поступлением и превращением пищевых веществ в организме для обеспечения энергией и структурными веществами любой физиологической функции.

В ЖКТ продукты питания перевариваются (расщепляются до простых веществ). При переваривании происходит гидролиз полимеров (белков, полисахаридов и других сложных органических веществ) до мономеров, всасывающихся в кровь и включающихся в промежуточный обмен.

Теория сбалансированного питания возникла более 200 лет назад и преобладала в диетологии до последнего времени. Суть ее сводилась к следующим положениям. Идеальным считается питание, при котором приток пищевых веществ в организм соответствует их расходу. Пища состоит из нескольких компонентов, различных по физиологическому значению, полезных, балластных и вредных, или токсичных. В ней содержатся и незаменимые вещества, кото­рые не могут образовываться в организме, но необходимы для его жизнедеятельности. Обмен веществ у человека определяется уровнем концентрации аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, витаминов и минеральных веществ, следовательно, можно создать так называемые элементные (мономерные) диеты. Утилизация пищи осуществляется самим организмом.

Все это привело к появлению новой теории - теории адекватного питания. Она вобрала в себя все ценное, что было в теории сбалансированного питания, обогатилась и новыми положениями.

Согласно этой теории, необходимым компонентом пищи яв­ляются не только полезные, но и балластные вещества (пищевые волокна). Было сформулировано представление о внутренней экологии (эндоэкологии) человека, образуемой благодаря взаи­модействию организма хозяина и его микрофлоры.

Основные пищевые вещества: углеводы, жиры, белки, суточная потребность, переваривание; частичная взаимозаменяемость при питании. Взаимозаменяемость пищевых продуктов - возможность замены врационе человека одних продуктов на другие, близких им по химическому составу. Взаимозаменяемыми являются, например, мясо, рыба и творог.

22 Основные пищевые вещества. Биологическая ценность различных белков. Суточная потребность. Незаменимые аминокислоты. Азотистый баланс. Нарушение белкового питания. Понятие о квашиоркоре.

Биологическая роль пищевых белков заключается в том, что они служат источником незаменимых и заменимых аминокислот. Аминокислоты используются организмом для синтеза собственных белков; в качестве предшественников небелковых азотистых веществ (гормонов, пуринов, порфиринов и др.); как источник энергии (окисление 1 г белков даёт примерно 4 ккал энергии).

Пищевые белки делятся на полноценные и неполноценные.

Полноценные пищевые белки - животного происхождения, содержат в своём составе все аминокислоты в необходимых пропорциях и хорошо усваиваются организмом.

Неполноценные белки - растительного происхождения, не содержат, или содержат в недостаточном количестве одну или несколько незаменимых аминокислот. Так, зерновые культуры, дефицитны по лизину, метионину, треонину; в белке картофеля мало метионина и цистеина. Для получения полноценных по белку пищевых рационов, следует комбинировать растительные белки, дополняющие друг друга по аминокислотному составу, например, кукурузу и бобы.

Суточная потребность: не менее 50 г в сутки, в среднем 80-100 г.

11.2.2. Белковая недостаточность в детском возрасте вызывает: 1. снижение сопротивляемости организма инфекциям; 2. остановку роста вследствие нарушения синтеза факторов роста; 3. энергетическую недостаточность организма (истощение углеводных и жировых депо, катаболизм тканевых белков); 4. потерю массы тела - гипотрофию. При белковом голодании наблюдаются отеки, которые возникают вследствие снижения содержания белков в крови (гипоальбуминемии ) и нарушения распределения воды между кровью и тканями.

Незаменимые аминокислоты - необходимые аминокислоты, которые не могут быть синтезированы в том или ином организме, в частности, в организме человека. Поэтому их поступление в организм с пищей необходимо.

Незаменимыми для взрослого здорового человека являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треони́н, триптофан и фенилалани́н;

Аминокислоты (свободные и в составе белков) содержат почти 95% всего азота, поэтому именно они поддерживают азотистый баланс организма. Азотистый баланс - разница между количеством азота, поступающего с пищей, и количеством выделяемого азота (преимущественно в виде мочевины и аммонийных солей). Если количество поступающего азота равно количеству выделяемого, то наступает азотистое равновесие. Такое состояние бывает у здорового человека при нормальном питании. Азотистый баланс может быть положительным (азота поступает больше, чем выводится) у детей, а также у пациентов, выздоравливающих после тяжёлых болезней. Отрицательный азотистый баланс (выделение азота преобладает над его поступлением) наблюдают при старении, голодании и во время тяжёлых заболеваний.

При безбелковой диете азотистый баланс становится отрицательным. Соблюдение подобной диеты в течение недели приводит к тому, что количество выделяемого азота перестаёт увеличиваться и стабилизируется примерно на величине 4 г/сут. Такое количество азота содержится в 25 г белка. Значит, при белковом голодании в сутки в организме расходуется около 25 г собственных белков тканей. Минимальное количество белков в пище, необходимое для поддержания азотистого равновесия, соответствует 30-50 г/cyt, оптимальное же количество при средней физической нагрузке составляет ∼100-120 г/сут.

Квашиоркор - вид тяжёлой дистрофии на фоне недостатка белков в пищевом рационе. Болезнь обычно возникает у детей 1-4 лет, хотя бывает, что она возникает и в более старшем возрасте (например, у взрослых или у более старших детей).

Один из симптомов - вздутость животов детей (асцит), часто возникающая у детей бедных районов Африки, объясняется тем, что клубни маниокa содержат лишь небольшое количество белка (1.2 %) и очень немногие незаменимые аминокислоты. При питании, основанном на маниоке, эти факторы приводят к детской пеллагре (квашиоркор ). Из-за недостатка важных аминокислот внутренние органы накапливают воду. В связи с этим рекомендуется употребление также и листьев маниоки, содержащих большое количество белка, в качестве овоща.

23. Углеводы и жиры как компоненты пищи, суточная потребность, значение. Балластные полисахариды пищи. Полиненасыщенные жирные кислоты (w -3, w -6). Биологическая роль непредельных жирных кислот в детском организме.

В состав пищевых жиров входят в, основном, триацилглицеролы (98%), фосфолипиды и холестерол. Триацилглицеролы животного происхождения содержат много насыщенных жирных кислот и имеют твёрдую консистенцию. Растительные жиры содержат больше ненасыщенных жирных кислот и имеют жидкую консистенцию (масла). Биологическая роль: 1. являются одним из основных источников энергии; 2. служат источником незаменимых полиненасыщенных жирных кислот; 3. способствуют всасыванию из кишечника жирорастворимых витаминов. Полиненасыщенные жирные кислоты необходимы организму для построения фосфолипидов, формирующих основу всех мембранных структур клетки и липопротеинов крови. Кроме того, линолевая кислота используется для синтеза арахидоновой кислоты, служащей предшественником простагландинов, простациклинов, тромбоксанов и лейкотриенов. Суточная потребность: 90-100 г, из них 30% должны приходиться на растительные масла. Пищевая ценность растительных жиров выше, чем животных, так как при равном энергетическом эффекте - 9 ккал на 1 г, они содержат больше незаменимых жирных кислот. 11.3.2. Нарушение соотношения доли растительных и животных жиров в рационе приводит к изменению соотношения в крови различных классов липопротеинов и, как следствие, к ишемической болезни сердца и атеросклерозу.

Характеристика пищевых углеводов.

11.4.1. Пищевые углеводы по способности усваиваться организмом человека делятся на две группы: усвояемые: глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза, крахмал; неусвояемые: целлюлоза (клетчатка), гемицеллюлоза, пектины. Биологическая роль усвояемых углеводов: 1. являются основным источником энергии для человека (окисление 1 г дает 4 ккал); 2. служат предшественниками в синтезе многих биомолекул - гетерополисахаридов, гликолипидов, нуклеиновых кислот. Биологическая роль неусвояемых углеводов: клетчатка влияет на перистальтику кишечника, способствует выведению холестерола, препятствует развитию ожирения и желчнокаменной болезни. Суточная потребность: 300-400 г, из них - легкоусвояемых углеводов (фруктозы, сахарозы, лактозы) - 50-100 г, клетчатки 25 г, остальное - крахмал. 11.4.2. Избыток легкоусвояемых углеводов в рационе способствует развитию таких заболеваний как ожирение, сахарный диабет, кариес зубов. Недостаток балластных веществ (клетчатки) способствует развитию рака толстой кишки. Балластные вещества - это такие пищевые компоненты, содержащиеся в растительной пище и не способные перевариться в организме человека. Поступление этих веществ в организм гарантируется в том случае, если мы едим много свежих овощей и фруктов, то есть которые не подвергаются кулинарной обработке. Основные балластные вещества являют собой пищевые волокна, которые имеются в любом растении, в роли главного их представителя выступает клетчатка. Пищевые же волокна в свою очередь - это разноструктурные полисахариды с громадными макромолекулами. Существуют бактерии, которым под силу расщепить подобные соединения с небывалой лёгкостью, однако человеческим ферментам это не по силам. В последние годы широко обсуждается роль w-3 полиненасыщенных жирных кислот в профилактике атеросклероза и ишемической болезни сердца. Физико-химические свойства ненасыщенных жирных кислот связаны с наличием в их структуре двойных связей. Как правило, в растворах жирные кислоты могут принимать бесчисленное количество конформаций. Однако двойная связь ограничивает вращение углеродных атомов относительно друг друга, что обеспечивает полиненасыщенным жирным кислотам более стабильные конформационные свойства и существование изомеров определенной структуры в зависимости от температурного режима и вида растворителя. Как w-3 , так и w-6полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) не синтезируются в организме позвоночных и могут поступать только с пищей. Оба типа этих полиненасыщенных жирных кислот принимают участие в важнейших физиологических и пластических процессах, формируют эйкозаноиды (простагландины, лейкотриены, липксины и т.д.), могут эстерифицироваться и гидролизироваться до тканевых глицеролипидов Влияние жиров на детский и юношеский организм В начало Во время роста и развития организм наиболее сильно реагирует (в виде различных болезней) на негативные факторы окружающего мира. Как мы уже определились жир – жиру рознь и от того, какие жиры поступают в организм ребёнка и подростка напрямую зависит его здоровье как умственное, так и физическое. Самый большой вред приносят трансжирные кислоты, которые легко попадают в организм, если это не контролировать – буквально с материнским молоком. Результаты исследований показывают, что в среднем у женщины в молоке содержится около 20% трансжирных кислот от общего количества жирных кислот. В основном трансжирные кислоты попадают в организм женщины с продуктами питания, а затем проникают и в грудное молоко. Беда в том, что параллельно с увеличением трансжиров в организме женщины и ребёнка уменьшается количество необходимых, полезных жирных кислот, например Омега – 3. Что надо делать, чтобы уменьшить количество поступающих трансжиров в организм ребёнка? Строго следить за тем, какими продуктами питается женщина перед зачатием, во время беременности и в период кормления ребёнка грудью. Употреблять достаточное количество антиоксидантов. Следить за тем, чтобы в организме был правильный баланс Омега – 3 жирных кислот. В дошкольном возрасте вся ответственность за будущее здоровье детей лежит на родителях. Они должны внимательно следить за рационом питания, чтобы в нём было минимум трансжиров. В дошкольном возрасте очень бурно развивается мозг, и если ребёнок будет получать качественные жиры – это не только положительно скажется на его здоровье, но и на умственных способностях. Дети школьного возраста и подростки являются самыми активными потребителем трансжиров. В одном только пончике их может содержаться до 13 грамм. В стандартной пачке чипсов содержится 7 – 8 грамм трансжирных кислот. В 100 граммах картофеля фри – 8 грамм трансжирных кислот. В итоге получается, что подросток съедает в день 30 – 50 грамм плохих жиров. И это происходит в период, когда головной мозг развивается наиболее активно и нервные клетки должны постоянно образовывать множество новых соединений.

Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия

Кафедра биохимии, биологии и микробиологии

РЕФЕРАТ

ПО ТЕМЕ: «Биохимические основы сбалансированного питания. Общие пути катаболизма питательных веществ. Биологическое значение органических и минеральных компонентов пищи человека»

Подготовила: Аубакирова А

Группа: 307 Б-ФР

Приняла: Мамбеткулова К. К.

Шымкент - 2014

План

I. Введение. Биохимия питания.

II. Биохимические основы сбалансированного питания.

Ø Биохимические основы питания человека.

Ø Источники энергии.

Ø Незаменимые вещества организма.

III. Общая характеристика обмена веществ.

Ø Две стороны (фазы) метаболизма.

Ø Стадии катаболизма питательных веществ.

IV. Заключение.

V. Список использованной литературы.

I. Введение. Биохимия питания.

Пища человека содержит множество химических соединений, как органических, так и минеральных. Главную долю органических веществ пищи составляют углеводы, жиры, белки - основные пищевые вещества. Часть органических веществ - это минорные пищевые вещества, требующиеся в малых количествах; к ним принадлежат, в частности, витамины.

Основные пищевые вещества большей частью представляют собой полимеры. В желудочно-кишечном тракте они гидролизуются при участии ферментов класса гидролаз на мономеры: в этом заключается суть пищеварения. В процессе пищеварения происходит уменьшение разнообразия веществ: из бесчисленного количества белков разного строения, полисахаридов, жиров получается 20 разных аминокислот, небольшое число моносахаридов (главным образом глюкоза, фруктоза, галактоза), глицерин, жирные кислоты (главным образом олеиновая, стеариновая, пальмитиновая). Мономеры как низкомолекулярные вещества значительно легче проникают через клеточные мембраны кишечного эпителия (полимеры практически не всасываются). С кровью мономеры транспортируются во все органы и ткани и используются клетками.

Пищевые вещества могут быть заменимыми и незаменимыми. Заменимые - это те, которые могут образоваться в организме из других веществ. Например, клетки человека могут синтезировать любой необходимый им моносахарид из аминокислот, жиры могут образоваться из углеводов, некоторые аминокислоты образуются из других аминокислот или из углеводов.

Незаменимые пищевые вещества не синтезируются из других веществ и поэтому должны содержаться в пище в готовом виде. К незаменимым относятся все минеральные компоненты, а также витамины, некоторые аминокислоты и некоторые жирные кислоты.

II. Биохимические основы сбалансированного питания.

1. Биохимические основы питания человека.

Полноценное питание должно содержать:

1) источники энергии (углеводы, жиры, белки);

2) незаменимые аминокислоты;

3) незаменимые жирные кислоты;

4) витамины;

5) неорганические (минеральные) кислоты);

6) клетчатку;

2. Источники энергии.

Углеводы, жиры и белки являются макропитательными веществами. Их потребление зависит от роста, возраста и пола человека и определяется в граммах.

Углеводы составляют основной источник энергии в питании человека - самая дешевая пища. В развитых странах около 40 % потребления углеводов приходится на рафинированные сахара, а 60 % составляет крахмал. В менее развитых странах доля крахмала возрастает. За счет углеводов образуется основная часть энергии в организме человека.

Жиры - это один из основных источников энергии. Перевариваются в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) гораздо медленнее, чем углеводы, поэтому лучше способствуют возникновению чувства сытости. Триглицериды растительного происхождения являются не только источником энергии, но и незаменимымых жирных кислот: линолевой и линоленовой.

Белки - энергетическая функция не является для них основной. Белки - это исочники незаменимых и заменимых аминокислот, а также предшественники биологически активных веществ в организме. Однако при окислении аминокислот образуется энергия. Хотя она и невелика, но составляет некоторую часть энергетического рациона.

Может ли этиловый спирт служить источником энергии? При окислении 1 г этанола выделяется 7 ккал энергии. Это больше, чем при распаде 1 г углеводов, и меньше, чем при распаде 1 г жиров. Энергия, которая выделяется при окислении этанола, запасается в виде АТФ. Метаболизм этанола протекает в печени.

Эта реакция идет в цитоплазме. Затем уксусный альдегид подвергается повторному окислению, но уже в митохондриях.

При окислении этанола до уксусной кислоты выделяется НАДН2, который идет на цепь тканевого дыхания и образуется АТФ.

Уксусная кислота в дальнейшем активируется. Ац-КоА вступает в ЦТК.

Но этанол не является достаточно хорошим источником энергии.

Причины этого следующие.

1. Образующийся уксусный альдегид и сам этиловый спирт являются токсичными для человека, особенно для клеточных мембран.

2. Больные алкоголизмом мало потребляют адекватной пищи (мало белков).

3. Крепкие спиртные напитки не содержат витаминов и минеральных веществ. Поэтому часто встречаются авитаминозы - чаще всего авитаминоз В1: алкогольный полиневрит - синдром Вернике-Корсакова (неврологические расстройства).

4. Необходимо много НАД для окисления этанола и уксусного альдегида. Поэтому в клетке снижается запас НАД, необходимого окисления естественных продуктов питания. Прежде всего при этом страдают белковый и жировой обмены.

5. В организме этанол может превращаться только в жиры и стероиды, но из него не может синтезироваться глюкоза и гликоген. А нейроны головного мозга человека потребляют только глюкозу. Поэтому нарушается функция ЦНС.

6. У алкоголиков наблюдается избыточное образование кетоновых тел, поэтому запах у них изо рта напоминает запах, который встречается у больных сахарным диабетом.

7. Усиливается синтез кетоновых тел.

Во многих развитых странах люди сейчас страдают от избытка питания, который ведет к ожирению, а в малоразвитых - наоборот, от недостаточности питания.

Недоедание 12 тыс. человек в мире ежедневно умирают от голода. Недостаточность питания у детей приводит к таким нарушениям, как истощение и квашиоркор.

Квашиоркор развивается у детей при употреблении малокалорийной пищи с недостаточным содержанием белка. Замедляется рост ребенка, развиваются отеки, дегенеративные изменения в печени, почках, поджелудочной железе. Даже если такой ребенок не погибает, все равно длительное белковое голодание делает его инвалидом на всю жизнь. У взрослых при длительном белковом голодании развиваются похожие явления.

3. Незаменимые вещества организма.

1. Витамины.

2. Аминокислоты.

3. Полиненасыщенные жирные кислоты.

4. Неорганические вещества (минеральные элементы).

5. Клетчатка.

Витамины - важнейшая группа незаменимых пищевых факторов. Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организм наступают характерные и опасные патологические изменения.

Витамины были открыты при изучении таких заболеваний, как бери-бери, цинга и другие, о которых теперь известно, что они возникают вследствие недостаточности витаминов. По выражению академика В. А. Энгельгардта, «витамины обнаружили себя не своим присутствием в организме, а своим отсутствием».

Витамины способствуют:

Поддержанию защитных сил организма,

Повышают его устойчивость к действию различных факторов окружающей среды,

Помогают приспосабливаться к ухудшающейся экологической обстановке

Играют важнейшую роль в поддержании иммунитета, т.е. делают наш организм

более устойчивым к болезням.

Витамины не являются для организма поставщиком энергии. Однако они регулируют наш обмен веществ, поддерживают нас в хорошей форме.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организм наступают характерные и опасные патологические изменения.

С нарушением поступления витаминов в организм связаны два состояния: недостаток витамина - гиповитаминоз (авитаминоз) и избыток витамина - гипервитаминоз.

Незаменимые аминокислоты - это такие аминокислоты, которые не синтезируются в организме, а должны поступать извне: Триптофан (суточная потребность 0,5 г в сутки), треонин, изолейцин, лизин, валин, лейцин (суточная потребность около 2 г), фенилаланин (сут.потр.около 2 г), метионин (сут.потр.около 2 г). аргинин незаменим только у детей.

Пищевые белки сильно отличаются по аминокислотному составу. Растительные белки содержат неполный набор аминокислот и в несвойственных нашему организму соотношениях.

Животные белки имеют хорошие химические характеристики и высокую биологическую ценность. Организм хорошо переваривает животные белки и эффективно использует образующиеся при этом аминокислоты.

Белки растительного происхождения имеют низкую химическую ценность. В белках какого-либо одного растения могут отсутствовать одна или несколько аминокислот. Поэтому организм должен получать разнообразную растительную пищу. Белки зерен злаков полностью не перевариваются, так как они защищены оболочкой, состоящей из целлюлозы, которая не расщепляется пищеварительными ферментами желудочно-кишечного тракта.

Незаменимые жирные кислоты. К ним относятся линолевая и линоленовая кислоты. Они не синтезируются в организме человека и поэтому должны поступать с пищей. Обычно мы не испытываем в них недостатка, так как они содержатся в растительных продуктах (маслах), а также в рыбьем и курином жирах.

В организме незаменимые жирные кислоты входят в состав клеточных мембран, а также являются предшественниками для синтеза биологически активных веществ, таких, как простагландины. Линолевая и линоленовая кислоты являются непосредственными предшественниками арахидоновой кислоты. Именно из арахидоновой кислоты синтезируются простагландины, тромбоксаны и лейкотриены.

Простагландины - это 20-углеродные жирные кислоты, содержащие пятичленное углеводородное кольцо. Различают несколько групп простагландинов, которые отличаются друг от друга наличием кетоносвой и гидроксильной групп в 9-м и 11-м положениях.

Предшественники простагландинов высвобождаются из фосфолипидов мембран (непищевые!) и расщепляются под действием фермента фосфолипазы-А2. Это регуляторная стадия в биосинтезе простагландинов. С помощью этой стадии регулируется количество субстрата, который подвергается последующему действию фермента циклооксигеназы.

Кортикостероиды ингибируют синтез простагландинов, угнетая фермент фосфолипазу-А2. Этим можно объяснить противовоспалительное действие кортикостероидов.

Синтез простагландинов протеккает в 2 стадии.

1-я стадия катализируется ПГ-Н-циклооксигеназой. Этот фермент работает по универсальному механизму и, независимо от того, в каком органе или ткани эта реакция протекает, она заканчивается образованием ПГН2. Это сложный мультиферментный комплекс, который локализуется в микросомах. Он катализирует образование циклопентанового кольца.

Ацетилсалициловая кислота (аспирин), а также все противовоспалительные нестероидные средства подавляют синтез простагландинов, являясь ингибиторами этого фермента.

2-ю стадию катализируют ферменты, общее название которых - конвертазы. Эти ферменты имеют тканевую специфичность, поэтому в каждом типе ткани из ПГН2 образуется свой продукт:

1) в головном мозге - ПГD;

2) в половых железах - ПГЕ, ПГF.

Простагландины действуют в тех клетках, где они синтезируются. Характер действия простагландина зависит от типа клетки. В этом заключается принципиальное отличие простагландинов от гормонов.

Физиологические эффекты простагландинов:

1) простагландины усиливают воспалительные процессы;

2) регулируют приток крови к определенному органу;

3) моделируют синаптическую передачу.

ПГЕ вызывает расслабление мускулатуры бронхов и трахеи. ПГЕ1 и ПГЕ2 используются как средства для снятия бронхоспазма (препараты-аэрозоли). В клинике используют препараты ингибиторов простагландинов.

Лабильными продуктами превращения простагландинов являются тромбоксаны . Их функция заключается в том, что они участвуют в регуляции активности тромбоцитов. Являясь мощными стимуляторами образования тромбов, они способствуют агрегации тромбоцитов.

Простациклины предотвращают агрегацию тромбоцитов.

Лейкотриены - это производные арахидоновой кислоты. Участвуют в иммунных процессах, воспалительных и аллергических реакциях, обладают спазмолитическим действием, влияют на артериальное давление и проницаемость сосудов.

Неорганические вещества (минеральные элементы) - это неорганические компоненты пищи.

В настоящее время в нашем организме найдено около 70 различных элементов, исключая элементы трансуранового ряда.

Элементы, встречающиеся в организме, делят на:

а) макроэлементы - их содержание составляет граммы, десятки или сотни граммов. Это Na, K, Ca, P, S, Cl.

б) микроэлементы, содержание их в организме исчисляется миллиграммами и десятками миллиграммов. Это Fe, Cu, Zn, Mo, Co, F, I, Br и некоторые другие.

Минеральные элементы можно классифицировать и по их необходимости для жизнедеятельности организма.

Те элементы, которые абсолютно необходимы для организма и выполняют в нем специфические функции, называют биоэлементы.

Те элементы, функции которых в организме неизвестны, обозначаются как случайные примеси. Пример случайной примеси - золото (Au).

Минеральные вещества в организме распределены очень неравномерно. Самая твердая ткань нашего организма - это ткань зуба, в ней 98 % минеральных веществ, а во внеклеточной жидкости содержится всего 0,5-1 % минеральных веществ. Фтора больше всего в зубной эмали, иода - в щитовидной железе, железа - в красном костном мозге. Большинство минеральных элементов концентрируется в отдельных тканях.

Равномерно распределены: Mg, Al, Br, Se.

Клетчатка -компонент неутилизируемых пищевых волокон. В состав клетчатки входят целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, пектин. Эти вещества содержатся во фруктах, овощах, необработанном зерне. Не переваривается в желудочно-кишечном тракте.

Значение клетчатки для питания организма следующее.

1. Регулирует перистальтику кишечника.

2. Участвует в формировании каловых масс.

3. Способствует развитию чувства насыщения при приеме пищи.

4. Создает необходимые условия для функционирования нормальной микрофлоры кишечника.

5. Стимулирует выведение холестерина с желчью.

6. Уменьшает и задерживает всасывание глюкозы (важно для больных сахарным дибетом).

7. Является сорбентом для токсических веществ.

Витамины - важнейшая группа незаменимых пищевых факторов. Они поступают в организм с растительными и животными продуктами, некоторые синтезируются в организме кишечными бактериями (энтерогенные витамины). Однако их доля значительно меньше пищевых. Являются абсолютно незаменимые компоненты пищи, поскольку они используются для синтеза в клетках организма коферментов, являющихся обязательной частью сложных ферментов.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики (от нескольких микрограммов до десятков и сотен миллиграммов), но при недостаточном поступлении витаминов в организм наступают характерные и опасные патологические изменения. Впервые наличие витаминов в пище было обнаружено русским врачом Н.И.Луниным (1880). В дальнейшем витамины были открыты при изучении таких заболеваний, как бери-бери, цинга и другие, о которых теперь известно, что они возникают вследствие недостачности витаминов. По выражению академика В. А. Энгельгардта, витамины обнаружили себя не своим присутствием в организме, а своим отсутствием.

Болезнь Аддисона - Бирмера (злокачественная анемия, пернициозная анемия) описана более 100 лет назад и долго считалась неизлечимой. Первые случаи выздоровления отмечены в 1926 г., когда для лечения применили сырую печень. Сразу же начались поиски вещества, содержащегося в печени и оказывающего лечебное действие. В 1948 г. это вещество - витамин В 12 - было выделено. Его содержание в печени оказалось очень небольшим - около 1 мкг в 1 г печени, т. е. 1/1 000000 часть веса печени. Семь лет спустя было выяснено строение витамина В 12 (кобаламина) (рис. 62).

Введение витамина В 12 быстро излечивает злокачественную анемию. Однако при этом выяснилось, что имеет значение способ введения: внутримышечные инъекции излечивают анемию, а прием витамина через рот не излечивает. Если же витамин В 12 принимать перорально вместе с желудочным соком, тоже наступает излечение.

Отсюда следует, что в желудочном соке содержится какое-то вещество, необходимое для усвоения витамина В 12 при его введении через рот. Это вещество (внутренний фактор, фактор Касла) сейчас выделено: им оказался гликопротеин, который у здоровых людей синтезируется в клетках желудка и секретируется в желудочный сок. Внутренний фактор избирательно связывает витамин В 12 (одна молекула витамина на одну молекулу белка); затем, уже в кишечнике, этот комплекс присоединяется к специфическим рецепторам мембраны энтероцитов, и происходит перенос витамина через их мембрану, т. е. всасывание.

Злокачественная анемия обычно развивается как осложнение гастрита, причем таких его форм, при которых резко снижается образование желудочного сока. Отсюда такие симптомы, как боли в области желудка, отсутствие аппетита. В желудке при этом нет внутреннего фактора и, следовательно, невозможно всасывание витамина В 12: витамин, содержащийся в пище, выводится с калом. Развитие анемии - это уже следствие недостатка витамина B 12 в тканях.

Витамин В 12 выполняет коферментные функции. В организме человека есть две коферментные формы витамина В 12 (кобаламина):

1. метилкобаламин - в цитоплазме
2. дезоксиаденозилкобаламин - в митохондриях.

В метилкобаламине вместо аденозильной группы, связанной с атомом кобальта (см. рис. 62), имеется метильная группа. В развитии анемии основная роль принадлежит дефициту метилкобаламина, который служит коферментом в реакциях трансметилирования. Реакции трансметилирования происходят, в частности, при синтезе нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Поэтому при недостатке метилкобаламина синтез нуклеиновых кислот нарушается. Это проявляется прежде всего в тканях с интенсивной клеточной пролиферацией. К их числу относится и кроветворная ткань. Деление и созревание клеток эритроцитарного ряда нарушаются, размеры клеток превышают нормальные, значительная часть клеток - предшественников эритроцитов - разрушается еще в костном мозге, в циркулирующей крови количество эритроцитов резко уменьшено, размеры их увеличены. При отсутствии лечения наступают изменения и в других тканях, и болезнь заканчивается гибелью больного. Введение 100-200 мкг витамина В 12 ежедневно в течение примерно двух недель излечивает болезнь.

Другая коферментная форма витамина В 12 - дезоксиаденозилкобаламин - участвует в метаболизме метилмалоновой кислоты, которая получается в организме из жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов, а также из аминокислот с разветвленной углеродной цепью. При дефиците витамина В 12 метил малоновая кислота накапливается в организме и в больших количествах выводится с мочой; ее определение в моче используется для диагностики злокачественной анемии.

Метилмалоновая кислота токсична для нервной ткани, и при отсутствии лечения вызывает дегенерацию заднебоковых столбов спинного мозга.

Единственным источником витамина B 12 в природе являются микроорганизмы, синтезирующие его из других веществ; через почву он попадает в растения, а с растениями в организмы животных. Для человека основным источником витамина В 12 служит животная пища. Наиболее богата витамином печень - около 100 мкг на 100 г печени; в говяжьем мясе содержится около 5 мкг витамина на 100 г мяса. Суточная потребность человека в этом витамине составляет 2,5-5 мкг.

Общая характеристика витаминов

Витамины принято обозначать буквами латинского алфавита по химическому строению или эффекту действия. В основу современной классификации витаминов положена их способность растворяться в воде и жире. Различают жирорастворимые (A, D, Е) и водорастворимые (B 1 , В 2 , В 6 , В 12 , С и др.) витамины. Характеристика основных витаминов приведена в таб. 12.4.

Таблица 12.4. Характеристики основных витаминов
Название	Потребность в сутки	Источники содержания	Влияние	Признаки недостаточности
Жирорастворимые витамины
Витамин А (ретинол)	1,5-2,5 мг	Животные жиры, мясо, рыба, яйца	Зрение, рост, размножение	Нарушение сумеречного зрения, сухость кожи, поражение роговицы глаз (ксерофтальмия)
Витамин Д (кальциферол)	2,5 мкг	Печень, рыба, икра, яйца	Обмен кальция и фосфора	Нарушение образования костей (рахит)
Витамин Е (токоферол)	10-20 мг	Зеленые овощи, семена злаков, яйца, растительные масла	Размножение, обмен веществ	Атрофия скелетных мышц, бесплодие
Водорастворимые витамины
Витамин К (филлохинон)	0,2-0,3 мг	Шпинат, салат, томаты, печень, синтезируются микрофлорой кишечника	Свертывание крови витамины	Кровоточивость, кровоизлияния
Витамин B 1 (тиамин)	1,3-2,6 мг	Крупы, молочные продукты, яйца, фрукты	Обмен веществ, функции желудка, сердца	Поражение нервной системы (болезнь бери-бери)
Витамин В 2 (рибофлавин)	2-3 мг	Крупы, дрожжи, овощи, молоко, мясо	Обмен веществ, зрение, кроветворение	Нарушение роста, поражение кожи
Витамин В 12 (цианкобаламин)	2-3 мкг	Печень, почки, рыба, яйца, вырабатывается микроорганизмами	Обмен веществ, кроветворение	Малокровие (анемия)
Витамин С (аскорбиновая кислота)	60-100 мг	Свежие фрукты, ягоды	Обмен веществ, окислительно-восстановительные процессы	Уменьшение прочности капилляров (кровоточивость, цинга)
В 3 , РР (никотиновая кислота)	15-25 мг	Мясо, печень, хлеб грубого помола	Обмен веществ в коже	Пеллагра

Большинство витаминов входит в состав коферментов и именно по этой причине они необходимы организму. Витамин А служит кофактором белка неферментной природы - родопсина, или зрительного пурпура; этот белок сетчатки глаза участвует в восприятии света. Витамин D (точнее, его производное - кальцитриол) регулирует обмен кальция; по механизму действия он скорее сходен с гормонами - регуляторами обмена и функций организма. Как участвует в обмене веществ витамин Е (токоферол), остается не вполне ясным. Подробнее функции каждого из витаминов рассматриваются в других разделах.

Существует группа веществ, в строгом смысле не относящихся к витаминам (по механизму их участия в обмене веществ), но сходных с витаминами в том отношении, что при определенных условиях возникает их недостаточность: это так называемые витаминоподобные вещества. К ним относят пангамовую кислоту (витамин В 15), S-метилметионин (витамин U), инозит, холин и некоторые другие соединения.

Потребность в пангамовой кислоте и S-метилметионине возникает, вероятно, лишь при недостаточном содержании в пище незаменимой аминокислоты метионина. Оба эти вещества, как и метионин, содержат метальные группы, которые используются для синтеза ряда других соединений. S-Метилметионин применяется как эффективное лекарство при лечении язвенной болезни желудка.

Инозит и холин входят в состав сложных липидов; холин, кроме того, может также служить источником метальных групп при синтезе других соединений. Оба вещества в организме здорового человека синтезируются из глюкозы (инозит) или серина и метионина (холин) в необходимых количествах.

Гиповитаминозы. Состояния, при которых снижена концентрация витаминов в тканях организма, называют гиповитаминозами. Они возникают вследствие недостатка витаминов в пище или нарушения их всасывания в желудочно-кишечном тракте.

Гиповитаминозы клинически могут проявляться весьма характерным образом: при недостатке витамина В 12 развивается злокачественная анемия, витамина D - рахит, витамина С - цинга, витамина В 1 - бери-бери и т. д. Лечение гиповитаминозов сводится к введению витаминов (в состав пищи или лекарственных препаратов). При отсутствии лечения углубляющийся гиповитаминоз неизбежно приводит к летальному исходу.

Наиболее часто возникают легкие формы гиповитаминозов, не проявляющиеся как ясно выраженная болезнь. Их причиной обычно бывает общее нарушение питания, при этом возникает нехватка сразу многих витаминов. Такого рода гиповитаминозы нередки у городских жителей в конце зимы, вследствие недостаточного потребления овощей и сниженного количества витаминов в долго хранившихся продуктах.

Многие витамины синтезируются микроорганизмами, населяющими кишечник человека, и за счет этого источника удовлетворяется часть потребности организма человека в витаминах. При лечении антибиотиками, сульфаниламидами и другими лекарствами, угнетающими кишечную флору, может возникать гиповитаминоз. Поэтому при таком лечении одновременно назначают и витамины.

Бывают и наследcтвенные формы гиповитаминозов. Как уже отмечено, большинство витаминов входит в состав коферментов. Синтез коферментов осуществляется при участии ферментов, как и все химические превращения в организме. Если имеется наследственный дефект фермента, участвующего в превращении какого-либо витамина в кофермент, то возникает недостаточность этого кофермента. Она проявляется как недостаточность соответствующего витамина (гиповитаминоз), хотя концентрация витамина в тканях при этом может быть и высокой.

Гипервитаминозы. Избыточное потребление витаминов приводит к нарушениям обмена и функций организма, которые отчасти связаны со специфической ролью витамина в обмене веществ, отчасти носят характер неспецифического отравления. Гипервитаминозы возникают сравнительно редко, поскольку существуют механизмы устранения избытка витаминов из тканей, и лишь потребление больших количеств витамина может оказаться опасным.

Более других витаминов токсичны жирорастворимые витамины, особенно А и D. Известен, например, гипервитаминоз у новичков в Арктике, которые по неведению употребляют в пищу печень белого медведя (местные жители ее не едят): после небольшой порции возникают головная боль, рвота, расстройство зрения и даже может наступить смерть. Это связано с высоким содержанием витамина А в печени белого медведя: несколько граммов печени могут удовлетворить годовую потребность человека в этом витамине.

Происхождение витаминов. В растениях синтезируются все органические вещества, составляющие их ткани, в том числе витамины (за исключением витамина В 12), а также и все аминокислоты (незаменимых аминокислот для них не существует). Многие микроорганизмы тaкже не нуждаются во внешних источниках этих веществ. Из организмы животных витамины и незаменимые аминокислоты поступают главным образом из растений, у травоядных - непосредственно, у хищников - в результате питания травоядными. Витамин В 12 синтезируется только микроорганизмами. Особенно активно образуют витамин В 12 микроорганизмы, населяющие рубец жвачных животных и размножающиеся также и в навозе: в сточных водах скотных дворов концентрация витамина В 12 может быть в 1000 раз больше, чем в печени животных.

При эволюции гетеротрофных организмов, пища которых содержала готовые витамины и аминокислоты, отпала необходимость образовывать собственные ферменты для синтеза многих из этих веществ, и соответствующие гены были утрачены. При этом достигаются упрощение метаболической системы и экономия ресурсов клетки. Одновременно возникает зависимость организма от внешних источников этих веществ, которые становятся незаменимыми пищевыми факторами. Набор незаменимых пищевых факторов для разных видов животных различен.

Например, аскорбиновая кислота (витамин С) является витамином для человека, обезьян, морской свинки, а собаки, крысы и многие другие животные не нуждаются в ней: аскорбиновая кислота синтезируется в их организме из глюкозы. Cинтез витамина РР происходит почти у всех организмов, начиная от растений и до человека; его предшественником служит триптофан. Однако у человека скорость синтеза недостаточна, чтобы удовлетворить полностью потребность организма в этом витамине. У кошек витамин РР совсем не синтезируется.