Питание
Все необходимые организму человека вещества, которые используются для производства энергии и строительства собственного тела, поступают из окружающей среды. По мере взросления ребенок к концу первого года жизни все в большей мере переходит на самостоятельное питание, а после 3 лет питание ребенка мало чем отличается от питания взрослого.
Структурные компоненты пищевых веществ. Пища человека бывает растительного и животного происхождения, но независимо от этого она состоит из одних и тех же классов органических соединений — белков, жиров и углеводов. Собственно, эти же классы соединений составляют в основном и тело самого человека. В то же время различия между животной и растительной пищей есть, и довольно важные.
Углеводы. Наиболее массовый компонент растительной пищи — это углеводы (чаще всего в виде крахмала), составляющие основу энергетического обеспечения человеческого организма. Для взрослого человека требуется получать углеводы, жиры и белки в соотношении 4:1:1. Поскольку у детей обменные процессы идут интенсивнее, причем главным образом — за счет метаболической активности мозга, который питается почти исключительно углеводами, дети должны получать больше углеводной пищи — в соотношении 5:1:1. В первые месяцы жизни ребенок не получает растительной пищи, зато в женском молоке относительно очень много углеводов: оно примерно такое же жирное, как коровье, содержит в 2 раза меньше белков, но зато в 2 раза больше углеводов. Соотношение углеводов, жиров и белков в женском молоке составляет примерно 5:2:1. Искусственные смеси для вскармливания детей первых месяцев жизни приготавливаются на основе разбавленного примерно вдвое коровьего молока с добавлением фруктозы, глюкозы и других углеводов.
Жиры. Растительная пища редко бывает богата жирами, однако содержащиеся в растительных жирах компоненты крайне необходимы для организма человека. В отличие от животных жиров, растительные содержат много так называемых полиненасыщенных жирных кислот. Это длинноцепочечные жирные кислоты, в структуре которых имеются двойные химические связи. Такие молекулы используются клетками человека для строительства клеточных мембран, в которых они выполняют стабилизирующую роль, защищая клетки от вторжения агрессивных молекул и свободных радикалов. Благодаря этому свойству растительные жиры обладают противораковой, антиоксидантной и противорадикальной активностью. Кроме того, в растительных жирах обычно растворено большое количество ценных витаминов группы А и Е. Еще одно достоинство растительных жиров — отсутствие в них холестерина, который способен откладываться в кровеносных сосудах человека и вызывать их склеротические изменения. Животные жиры, напротив, содержат значительное количество холестерина, но практически не несут в себе витаминов и полиненасыщенных жирных кислот. Тем не менее животные жиры также необходимы организму человека, поскольку они составляют важный компонент энергетического обеспечения, а кроме того, содержат липокинины, которые помогают организму усваивать и перерабатывать свой собственный жир.
Белки. Растительные и животные белки также существенно различаются по своему составу. Хотя все белки состоят из аминокислот, некоторые из этих важнейших «кирпичиков» могут синтезироваться клетками человеческого организма, а другие не могут. Этих последних немного, всего 4–5 видов, но их ничем нельзя заменить, поэтому они называются незаменимыми аминокислотами. Растительная пища почти не содержит незаменимых аминокислот — только бобовые и соевые культуры имеют в своем составе небольшое их количество. Между тем в мясе, рыбе и других продуктах животного происхождения эти вещества представлены широко. Нехватка некоторых незаменимых аминокислот резко отрицательно сказывается на динамике ростовых процессов и на развитии многих функций, причем наиболее существенно на развитии мозга и интеллекта ребенка. По этой причине дети, длительно страдающие от недоедания в раннем возрасте, нередко остаются на всю жизнь умственно неполноценными. Вот почему детей ни в коем случае нельзя ограничивать в употреблении животной пищи: как минимум, молока и яиц, а также рыбы. По-видимому, с этим же обстоятельством связано то, что дети до 7 лет, согласно христианским традициям, не должны соблюдать пост, т. е. отказываться от животной пищи.
Макро- и микроэлементы. В пищевых продуктах содержатся почти все известные науке химические элементы, за исключением, быть может, радиоактивных и тяжелых металлов, а также инертных газов. Некоторые элементы, такие, как углерод, водород, азот, кислород, фосфор, кальций, калий, натрий и некоторые другие, входят в состав всех пищевых продуктов и поступают в организм в очень большом количестве (десятки и сотни граммов в сутки). Такие вещества принято относить к макроэлементам. Другие содержатся в пище в микроскопических дозах, поэтому их называют микроэлементами. Это йод, фтор, медь, кобальт, серебро и многие другие элементы. К микроэлементам нередко относят железо, хотя его количество в организме довольно велико, так как железо играет ключевую роль в переносе кислорода внутри организма. Недостаток любого из микроэлементов может стать причиной серьезного заболевания. Нехватка йода, например, ведет к развитию тяжелого заболевания щитовидной железы (так называемый зоб). Нехватка железа приводит к железодефицитной анемии — форме малокровия, которая отрицательно сказывается на работоспособности, темпах роста и развития ребенка. Во всех подобных случаях необходима коррекция питания, включение в рацион продуктов, содержащих недостающие элементы. Так, йод содержится в большом количестве в морской капусте — ламинарии, кроме того, в магазинах продается йодированная поваренная соль. Железо содержится в говяжьей печени, яблоках и некоторых других фруктах, а также в детских ирисках «Гематоген», продающихся в аптеках.
Витамины, авитаминоз, болезни обмена веществ. Витамины — это средние по размеру и сложности органические молекулы, которые обычно не вырабатываются клетками организма человека. Мы вынуждены получать витамины с пищей, так как они необходимы для работы многих ферментов, регулирующих биохимические процессы в организме. Витамины — очень нестойкие вещества, поэтому приготовление пищи на огне почти полностью уничтожает содержавшиеся там витамины. Только сырые продукты содержат витамины в заметном количестве, поэтому главным источником витаминов для нас являются овощи и фрукты. Хищные звери, а также коренные жители Севера, питающиеся почти исключительно мясом и рыбой, получают достаточное количество витаминов из сырых продуктов животного происхождения. В жареном и вареном мясе и рыбе витаминов практически нет.
Нехватка витаминов проявляется в различных болезнях обмена веществ, которые объединяются под названием авитаминозы. Витаминов сейчас открыто уже около 50, и каждый из них отвечает за свой «участок» обменных процессов, соответственно и болезней, вызванных авитаминозом, насчитывается несколько десятков. Цинга, бери-бери, пеллагра и другие болезни этого рода широко известны.
Витамины делятся на две большие группы: жирорастворимые и водорастворимые. Водорастворимые витамины в большом количестве содержатся в овощах и фруктах, а жирорастворимые — чаще в семенах и орехах. Оливковое, подсолнечное, кукурузное и другие растительные масла — важные источники многих жирорастворимых витаминов. Однако витамин D (противорахитный) содержится преимущественно в рыбьем жире, который добывают из печени трески и некоторых других морских рыб.
В средних и северных широтах к весне в сохранившейся с осени растительной пище количество витаминов резко убывает, и многие люди — жители северных стран — испытывают авитаминоз. Преодолевать это состояние помогают соленые и квашеные продукты (капуста, огурцы и некоторые другие), в которых высоко содержание многих витаминов. Кроме того, витамины вырабатываются микрофлорой кишечника, поэтому при нормальном пищеварении человек снабжается многими важнейшими витаминами группы В в достаточном количестве. У детей первого года жизни микрофлора кишечника еще не сформирована, поэтому они должны получать в качестве источников витаминов достаточное количество материнского молока, а также фруктовых и овощных соков.
Суточная потребность в энергии, белках, витаминах. Количество съедаемой за день пищи напрямую зависит от скорости обменных процессов, поскольку пища должна полностью компенсировать потраченную на все функции энергию (рис. 13). Хотя интенсивность обменных процессов с возрастом у детей старше 1 года снижается, увеличение массы их тела приводит к нарастанию суммарных (валовых) энергозатрат. Соответственно увеличивается и потребность в основных питательных веществах. Ниже приведены справочные таблицы (табл. 3–6), показывающие примерные цифры нормального суточного потребления питательных веществ, витаминов и важнейших минеральных веществ детьми. Следует подчеркнуть, что в таблицах дана масса чистых веществ без учета входящей в любую пищу воды, а также органических веществ, не относящихся к белкам, жирам и углеводам (например, целлюлозы, составляющей основную массу овощей).
Рис. 13. Структура суточных энергозатрат взрослого и ребенка (от знака ? по часовой стрелке)
Таблица 3
Потребность в белках, жирах и углеводах детей и подростков (в г/сут)
| Возраст, годы | Белки | Жиры | Углеводы | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Всего | Животные | Всего | Животные | ||
| 0,5–1 | 25 | 20-25 | 25 | - | 113 |
| 1-1,5 | 48 | 36 | 48 | - | 160 |
| 1,5–2 | 53 | 40 | 53 | 5 | 192 |
| 3-4 | 63 | 44 | 63 | 8 | 233 |
| 5-6 | 72 | 47 | 72 | 11 | 252 |
| 7-10 | 80 | 48 | 80 | 15 | 324 |
| 11-13 | 96 | 58 | 96 | 18 | 382 |
| 14-17 мальчики | 106 | 64 | 106 | 20 | 422 |
| 14-17 девочки | 93 | 56 | 93 | 20 | 367 |
Примечание. Сюда не включены белки, жиры и углеводы, получаемые детьми из материнского молока.
Таблица 4
Потребность детей и подростков в витаминах (в мг/сут)
| Возраст, годы | А | В1 | В2 | РР | В6 | С |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,5–1 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | 6,0 | 0,5 | 20,0 |
| 1-1,5 | 1,0 | 0,8 | 1,1 | 9,0 | 0,9 | 35,0 |
| 1,5–2 | 1,0 | 0,9 | 1,2 | 10,0 | 1,0 | 40,0 |
| 3-4 | 1,0 | 1,1 | 1,4 | 12,0 | 1,3 | 45,0 |
| 5-6 | 1,0 | 1,2 | 1,6 | 13,0 | 1,4 | 50,0 |
| 7-10 | 1,5 | 1,4 | 1,9 | 15,0 | 1,7 | 50,0 |
| 11-13 | 1,5 | 1,7 | 2,3 | 19,0 | 2,0 | 60,0 |
| 14-17 мальчики | 1,5 | 1,9 | 2,5 | 21,0 | 2,2 | 80,0 |
| 14-17 девочки | 1,5 | 1,7 | 2,2 | 18,0 | 1,9 | 70,0 |
Таблица 5
Потребность детей и подростков в некоторых минеральных веществах (в мг/сут)
| Возраст, годы | Кальций | Фосфор | Магний | Железо |
|---|---|---|---|---|
| До 1 года | 1000 | 1500 | - | 7 |
| 1-3 | 1000 | 1500 | 140 | 8 |
| 4-6 | 1000 | 1500 | 220 | 8 |
| 7-10 | 1200 | 2000 | 360 | 10 |
| 11-13 | 1500 | 2500 | 400 | 15 |
| 14-17 | 1400 | 2000 | 530 | 15 |
Таблица 6
Потребность в витаминах, их роль и последствия недостаточного потребления (по В.Б. Спиричеву, 2000)
| Витамин (в сутки) | Рекомендуемые суточные нормы потребления | Роль в организме | Последствия и проявления недостаточного потребления | |
|---|---|---|---|---|
| Возрастная группа | Количество | |||
| C Аскорбиновая кислота, мг | Младенцы | 30-40 | Поддерживает в здоровом состоянии кровеносные сосуды, кожу и костную ткань; стимулирует защитные силы организма, укрепляет иммунную систему; способствует обезвреживанию и выведению чужеродных веществ и ядов, улучшает усвоение железа | Быстрая утомляемость, сниженный иммунитет, хрупкость кровеносных сосудов (частые синяки, кровоточивость десен), плохое заживление ран, нарушение усвоения железа, в тяжелых случаях — цинга |
| Дети | 45-60 | |||
| Подростки | 70 | |||
| Взрослые | 70-80 | |||
| Беременные и кормящие | 90-120 | |||
| Пожилые | 80 | |||
| A Ретинол, мг | Младенцы | 0,4 | Обеспечивает восприятие света глазом. Необходим для нормального развития и поддержания в здоровом состоянии слизистых оболочек органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, выделительных и половых органов. Поддерживает активность иммунитета | Снижение остроты зрения, особенно в сумерках; истончение, сухость, шелушение кожи; сухость внутренних покровов влагалища; угревая сыпь, фурункулез; нарушение структуры и роста волос; сниженный иммунитет, склонность к бронхолегочным и простудным заболеваниям; нарушение репродуктивной функции яичников; изменения роговицы глаза, в тяжелых случаях — слепота |
| Дети | 0,5–0,7 | |||
| Подростки | 0,8–1,0 | |||
| Взрослые | 0,8–1,0 | |||
| Беременные и кормящие | 1,0–1,4 | |||
| Пожилые | 0,8–1,0 | |||
| D Кальциферол, мкг | Младенцы | 10 | Необходим для усвоения кальция и фосфора, роста и развития костей и зубов | Повышенная нервная возбудимость, склонность к судорогам, особенно икроножной мышцы. Нарушение роста и сохранности костей и зубов. Склонность к переломам костей, их медленное срастание. Рахит в детском возрасте. Боли в костях и переломы шейки бедра в пожилом возрасте |
| Дети | 10-2,5 | |||
| Подростки | 2,5 | |||
| Взрослые | 2,5 | |||
| Беременные и кормящие | 10 | |||
| Пожилые | 2,5 | |||
| Е Токоферол, мг | Младенцы | 3-4 | Защищает клетки и ткани от повреждающего действия активных форм кислорода, предотвращает разрушительное действие физического и эмоционального напряжения (стресса) | Повышенная склонность к разрушению красных кровяных телец крови; анемия (малокровие); мышечная слабость; бесплодие |
| Дети | 5-10 | |||
| Подростки | 10-15 | |||
| Взрослые | 8-10 | |||
| Беременные и кормящие | 10-14 | |||
| Пожилые | 12-15 | |||
| К Филлохинон, мкг | Младенцы | 5-10 | Участвует в свертывании крови и обмене веществ костной ткани | Ухудшение свертываемости крови; склонность к кровотечениям, в т. ч. обильным |
| Дети | 15-30 | |||
| Подростки | 45-65 | |||
| Взрослые | 60-80 | |||
| Беременные и кормящие | 65 | |||
| Пожилые | 65-80 | |||
| В1 Тиамин, мкг | Младенцы | 0,3–0,5 | Участвует в обмене углеводов и обеспечении энергией нервной и мышечной систем, а также других органов и тканей | Ухудшение аппетита и сна, повышенная раздражительность, быстрая утомляемость, мышечная слабость, нарушения работы сердца, отеки |
| Дети | 0,8–1,2 | |||
| Подростки | 1,3–1,5 | |||
| Взрослые | 1,1–2,1 | |||
| Беременные и кормящие | 1,5–2,1 | |||
| Пожилые | 1,1–1,4 | |||
| В2 Рибофлавин, мг | Младенцы | 0,4–0,6 | Участвует в обмене жиров и обеспечении организма энергией. Важен для восприятия различных цветов в процессе зрения | Трещины на губах и в углах рта; воспалительные изменения кожи (дерматит); малокровие (анемия); светобоязнь, нарушение восприятия различных цветов |
| Дети | 1,9–1,4 | |||
| Подростки | 1,5–1,7 | |||
| Взрослые | 1,5–2,4 | |||
| Беременные и кормящие | 1,6–2,3 | |||
| Пожилые | 1,3–1,6 | |||
| В6 Пиридоксин, мг | Младенцы | 0,5 | Участвует в обмене белка, аминокислот и серы, процессах кроветворения. Важен для деятельности нервной системы, состояния кожных покровов, волос, ногтей, костной ткани | Потеря аппетита, раздражительность, нервные срывы, депрессивные состояния; изменения слизистой оболочки языка, кожи, повышенная склонность к кариесу; ухудшение кроветворения, малокровие; предрасположенность к судорогам, склеротическим изменениям сосудов |
| Дети | 1,5 | |||
| Подростки | 2,0 | |||
| Взрослые | 2,1 | |||
| Беременные и кормящие | 2,5 | |||
| Пожилые | 1,8 | |||
| РР Ниацин, мг | Младенцы | 5-7 | Участвует в обмене углеводов и обеспечении организма энергией. Важен для нервной, мышечной системы, состояния кожных покровов, желудочно-кишечного тракта | Вялость, апатия, потеря аппетита, сна, повышенная раздражительность, нервозность, быстрая утомляемость, расстройства стула, бледность и сухость кожи, воспалительные изменения кожи под действием света (фотодерматозы), сердцебиение, головокружение, истощение организма, болезненная потеря веса, психические расстройства |
| Дети | 10-15 | |||
| Подростки | 17-20 | |||
| Взрослые | 14-28 | |||
| Беременные и кормящие | 16-25 | |||
| Пожилые | 13-18 | |||
| Фолиевая кислота, мг | Младенцы | 40-60 | Необходима для деления клеток, роста и развития всех органов и тканей, нормального развития зародыша и плода, процессов кроветворения | Слабость, быстрая утомляемость, малокровие; нарушение работы желудочно-кишечного тракта, расстройство стула; во время беременности невынашивание, врожденные нарушения развития и уродства новорожденных |
| Дети | 100-200 | |||
| Подростки | 200 | |||
| Взрослые | 200 | |||
| Беременные и кормящие | 400 | |||
| Пожилые | 200 | |||
| В12 Кобаламин, мкг | Младенцы | 0,3–0,5 | Необходим для кроветворения и нормального развития нервных волокон | Слабость, быстрая утомляемость, головокружение, сердцебиение, малокровие, дегенеративные изменения нервной системы |
| Дети | 1-2 | |||
| Подростки | 3 | |||
| Взрослые | 3 | |||
| Беременные и кормящие | 4 | |||
| Пожилые | 3 | |||
| Пантотеновая кислота, мг | Младенцы | 2-3 | Участвует в обмене жиров и углеводов, образовании половых гормонов, в т. ч. эстрогенов | Жжение в стопах, упадок сил, усталость, шелушение кожи, поседение и выпадение волос, желудочно-кишечные расстройства |
| Дети | 3-4 | |||
| Подростки | 4-5 | |||
| Взрослые | 4-7 | |||
| Беременные и кормящие | 4-7 | |||
| Пожилые | 4-7 | |||
| Биотин, мкг | Младенцы | 10-15 | Участвует в обмене углеводов и жиров | Бледность и шелушение кожи, вялость, сонливость, тошнота, потеря аппетита, выпадение волос, боли в мышцах |
| Дети | 20-25 | |||
| Подростки | 30-100 | |||
| Взрослые | 30-100 | |||
| Беременные и кормящие | 30-100 | |||
| Пожилые | 30-100 | |||
Примечание. Младенцы — возраст 0-12 мес; дети — от 1 до 10 лет; подростки — 11–17 лет; взрослые — 18–60 лет; пожилые — старше 60 лет.
Избыточное количество витаминов и минеральных веществ, поступивших с пищей, обычно не приносит вреда, так как эти вещества легко удаляются из организма с испражнениями. Однако регулярное чрезмерное употребление некоторых витаминов и минералов может привести к развитию обменных заболеваний.
Энергетическая ценность продуктов питания. Окисление в организме 1 г белка позволяет высвободить 17,17 кДж (4,1 ккал) энергии, 1 г жира — 38,94 кДж (9,3 ккал), 1 г углеводов — 17,17 кДж (4,1 ккал). Как видно из этого сопоставления, жиры обладают наибольшей энергетической ценностью: она примерно в два раза выше, чем у белков и углеводов. Однако это сугубо термодинамический расчет, не учитывающий реалий биосистемы. С точки зрения функции, наиболее эффективным обычно является использование углеводов. Дело в том, что при окислении жиров в митохондриях значительная часть энергии рассеивается в виде тепла, тогда как окисление углеводов позволяет получать АТФ с очень высоким КПД. По этой причине жиры активно окисляются в организме только в двух случаях: 1) когда холодно и нужно произвести добавочное количество тепла, чтобы согреться; 2) когда выполняется очень длительная (десятки минут) физическая работа весьма умеренной мощности. Что касается окисления белков для энергетических нужд, то это вообще нерационально с точки зрения клетки. Гораздо выгоднее использовать аминокислоты, из которых состоят белки, не в качестве топлива, а в качестве строительных блоков. Белки используются клеткой для окисления только в крайнем случае, когда не хватает углеводов и жиров или когда необходимо уничтожить «поломанные» белковые молекулы, ставшие опасными из-за своей токсичности.
Условность расчетов калорической «стоимости» диеты. Примитивно-термодинамический подход к оценке калорийности (энергетической ценности) съедаемой пищи, к сожалению, наиболее обычен в литературе, касающейся вопросов питания. Существуют даже разнообразные табличные, карманные и иные «счетчики калорий», которые якобы позволяют человеку контролировать потребление пищи. На самом деле все такие расчеты не слишком точны, поскольку исходят из представления об организме человека как о тепловой машине. Между тем уже давно доказано, что организм во много раз более эффективен, чем тепловая машина. Кроме того, организм — это весьма тонко регулирующаяся система со множеством обратных связей, и примитивные расчеты здесь часто оказываются ошибочными.
В качестве наглядного примера можно рассмотреть хорошо известный физиологам, но обычно не учитываемый диетологами эффект, который старомодно называется «специфически-динамическое действие пищи». Еще в начале XX в. было установлено, что любая съеденная пища приводит к более или менее значительному увеличению энергопродукции, которое наблюдается через 30–60 мин после приема пищи и может длиться несколько часов. Организм нуждается в затратах энергии на усвоение пищи, причем наиболее «дорогостоящим» оказалось усвоение белков, менее «дорогим» — усвоение углеводов, и самым «дешевым» — жиров. Оказалось также, что дети тратят на усвоение питательных веществ существенно больше энергии, чем взрослые, — иногда до 50 % от полученного с пищей запаса энергии. Эти затраты энергии снижаются, если пища состоит из смеси белков, жиров и углеводов. Точная причина специфически динамического действия пищи до сих пор не выяснена, хотя установлено, что в этой реакции участвуют гормоны, выделяемые «сытым» желудком. Наиболее вероятной представляется гипотеза, согласно которой поступившие с пищей питательные вещества откладываются «про запас» в имеющиеся для этого депо: жир — в жировой ткани, белки — в мышцах, углеводы — в мышцах и печени (в виде гликогена). Если же имеющиеся депо заполнены, то избыток пищевых веществ просто «сжигается».
