Древняя наука о питании. Наука о правильном питании: что и сколько на самом деле полезно есть Наука о питании также как и кулинарное

Наука о питании, как и кулинарное искусство, имеет свою историю. У каждого народа есть излюбленные блюда, особые традиции в убранстве стола, приготовлении пищи. Эти привычки складывались тысячелетиями, в них много целесообразного, соответствующего национальным обычаям, вкусам, образу жизни, климату.

Древним людям уже было знакомо изысканное, а иногда даже изощренное искусство кулинарии. Родиной его была Азия; оттуда через Грецию оно пришло в Рим, а потом, постоянно изменяясь и обогащаясь, подвергаясь влиянию разных мод, подчиняясь местным традициям и вкусам, распространилось по всему миру.

Питание в Древнем Риме

Завтрак и обед проходили очень быстро, а ужину уделяли большое внимание. К нему собиралась вся семья. Обычно подавался суп из бобовых, молоко, сыры, свежие фрукты, а также зелёные оливки в рассоле и паста из чёрных оливок. В последствии на римских столах появился хлеб, а в богатых семьях - омары и устрицы. Поскольку говядина была большой редкостью, в изобилии использовали дичь, лягушек и улиток.

Хлеб в Риме был трёх сортов. Первый - чёрный хлеб или panis plebeius, для бедняков. Второй - panis secundarius, белый хлеб, но низкого качества. Часто населению раздавали зерно, муку или уже выпеченный хлеб. Третий - panis candidus - белый хлеб высокого качества для римской знати.

Нужно отметить, что основная масса не имела тех возможностей, которыми располагали богатые римские вельможи, поэтому плебеи чаше всего покупали еду у бродячих продавцов. Обычно это были оливки, рыба в рассоле, своеобразный шашлык из диких птиц, варёные осьминоги, фрукты и сыр. Обед бедняка состоял из куска хлеба, небольших кусочков солёной рыбы, воды или очень дешёвого вина низкого качества.

Нутрициология — наука о питании, которая изучает:
— пищевые вещества и компоненты, содержащиеся в продуктах питания,
— правила приема пищи,
— законы взаимодействия пищи,
— влияние пищи на организм.

Цели нутрициологии:
— изучить законы влияния пищи и процесса потребления на здоровье человека,
— найти пути легкого усвоения пищи, переработки, утилизации и выведения из организма,
— изучить мотивы выбора пищи человеком и механизмы влияния этого выбора на его здоровье.

Понятие нутрициологии не стоит путать с диетологией, хотя эти науки и пересекаются между собой.

Нутрициология имеет три направления:

• Рост и создание пищи в природе, то есть производство пищи и организация потребления.
• Процессы метаболизма, усвоения и перераспределения пищевых веществ, а также их действие на организм.
• Пища, как фактор профилактического и целебного действия на организм человека.

Основные понятия нутрициологии:

• Нутрицевтики
• Нутриенты
• Биологически активные вещества
• Пробиотики
• Биотики
• Парафармацевтики
• Белки
• Углеводы
• Витамины
• Клетчатка
• Ферменты
• Микроэлементы

Определения нутрициологии из различных словарей.

• НУТРИЦИОЛОГИЯ — (от позднелат. nutritio — питание и...логия) — учение о питании человека и животных; применительно к человеку основная задача нутрициологии — обоснование рационального питания.… (Большой Энциклопедический словарь)
• Нутрициология — (лат. nutricium питание + греч. logos учение, наука) наука о питании человека и животных; важнейшая задача Н. — обоснование и организация рационального питания человека.… (Большой медицинский словарь)
• Нутрициология — (лат. nutricium питание + греч. logos учение, наука)наука о питании человека и животных; важнейшая задача Н. обоснование и организация рационального питания человека.… (Медицинская энциклопедия)
• Нутрициология — (от позднелат. nutritio питание и...логия), учение о питании человека и животных; применительно к человеку основная задача нутрициологии обоснование рационального питания.… (Энциклопедический словарь)

История нутрициологии

Испокон веков люди поклонялись природе и благодарили ее за то, что она дает им не только пищу, но и здоровье и красоту. И хотя сегодня на первый план вышли лекарства и косметика, основанные на химических компонентах, впрочем, как и наша пища, все равно старинные рецепты не забываются и используются многими людьми в повседневной жизни. Давайте вспомним, как развивалась нутрициология в разные времена у разных народов.

Нутрициология в древнем Египте
На раскопках гробниц в Египте археологами были найдены всевозможные мази, бальзамы, благовония, экстракты, а также специи из растений. Все это хоронилось вместе с усопшим, чтобы в загробном мире, в который свято верили древние египтяне, у него было все то, чем он пользовался в земной жизни. Путем изучения найденных экземпляров, ученые пришли к выводу, что растения, используемые египтянами, хорошо нам знакомы: мята, алоэ, подорожник, ладан, гранат, мак, анис, можжевельник и т.д.

Также история нутрициологии древнего Египта прекрасно отобразилась в «папирусе Эберса». Двадцатиметровый папирус, датируемый 1500 лет до н.э. содержит множество рецептов по приготовлению косметических и лекарственных средств.

Знаменитая Клеопатра также славилась рецептами красоты, которые сама же придумывала. И стоит заметить, они прекрасно работали - о ее красоте ходили легенды. Наверное, поэтому рецепты Клеопатры используются и современными модницами.

Нутрициология в древней Греции
Хотя первая косметика появилась не в Греции, именно в этой стране она обрела свое название. В переводе слово «косметика» означает «искусство украшать». Первые косметические кабинеты также появились в древней Греции. Конечно, доступны они были только знатным особам.

Нутрициология в древнем Риме
В древнем Риме косметикой пользовались не только женщины, но и мужчины. А так как косметика поставлялась в Рим из Египта, удовольствие украшать себя стоило очень дорого. В связи с этим даже вводились ограничения на ввоз косметических средств. Большой вклад в развитие нутрициологии внесли: медик Гиппократ, его ученик Диокл (его рецепты дошли до наших дней), врач Гален, который классифицировал косметику на декоративную и маскирующую.

Нутрициология в Средней Азии
Наибольший вклад в развитие нутрициологии в Средней Азии внес Авиценна. Труды Авиценны насчитывают более пятисот рецептов, с использованием чеснока, редьки, репчатого лука, мяты, петрушки и т.д.

Нутрициология на Руси
На Руси всегда почитались различные травы, из которых изготавливались всевозможные настойки, мази и косметические средства. Не последнее место на Руси всегда занимала баня, с использованием дубовых или березовых веничков.

На сегодняшний день можно сказать, что нутрициология - одна из самых древних наук. И, несмотря на прогресс и новейшие технологии, остается востребованной и актуальной.

Нутрициология представляет собой науку, которая занимается изучением пищи, питания, продуктов питания, пищевых веществ и других компонентов в составе продуктов, их действие и взаимодействие, их потребление, усвоение, расходование и выведение из организма, их роль в поддержании здоровья или в развитии болезней.

К сфере данной науки относится также пищевое поведение человека, выбор продуктов питания, их обработка и хранение, пищевое законодательство и ряд других вопросов.

Общая нутрициология

Первый большой раздел науки о питании включает информацию пище, продуктах, нутриентах, их видах, сведения о количестве пищевых веществ в продуктах и о метаболизме (витаминном, жировом, белковом и других).

Пища и пищевые продукты

Пища – это готовые к употреблению пищевые продукты, натуральные либо подвергнутые дополнительной обработке (кулинарной, промышленной), которые могут быть использованы в качестве источника энергии и строительного материала. Это могут продукты различного характера: растительные, животные, минеральные, синтетические (произведенные технологическим путем).

К пищевым продуктам относят также продукты детского и диетического питания, минеральную воду, алкогольную продукцию, безалкогольные напитки, жевательную резинку, кроме того, «функциональные» пищевые продукты, пищевые добавки, БАДы, продовольственное сырье.

Пищевые вещества или нутриенты

Пищевые вещества или нутриенты представляют собой неорганические и органические вещества, которые входят в состав продуктов. Они используются организмом с целью построения и обновления тканей и клеток, с целью регуляции физиологических и биохимических и функций, с целью получения энергии, для поддержания температуры тела.

Виды:

1) Макронутриенты — это пищевые вещества, которые необходимы организму в больших количествах и измеряются десятками граммов каждый день. К макронутриентам относят углеводы, жиры, белки — основные пищевые вещества, дающие при окислении организму энергию для осуществления всех его функций и «строительный материал».

К данному виду пищевых веществ причисляют воду, которую употребляют ежедневно в количестве 1,5-2 литра.

Часть продуктов представлена пищевыми волокнами, которые активно способствуют процессу пищеварения.

2) Микронутриенты – это пищевые вещества, необходимые организму в небольших количествах и измеряются долями граммов — микрограммами и миллиграммами. К микронутриентам относят витамины, биоэлементы, ряд минеральных веществ и т.д.

Микронутриенты принимают участие в усвоении энергии, в регуляции разного рода функций и в процессах роста и развития организма.

1) Эссенциальные нутриенты или незаменимые — это жизненно необходимые пищевые вещества для организма. Их дефицит или отсутствие в рационе питания провоцируют заболевания, длительный недостаток становится причиной гибели организма. Эссенциальные пищевые вещества – это ряд аминокислот, биоэлементы (минералы), витамины.

2) Заменимые нутриенты могут синтезироваться внутри организма при помощи бактериальной микрофлоры кишечника. К ним можно отнести некоторые витаминоподобные вещества, витамины, ряд аминокислот.

Но какое-то количество заменимых веществ должно поступать с пищей, поскольку в организме человека содержится только определенный запас нутриентов. Так, например, жировые резервы истощаются в течение нескольких недель при недостаточной калорийности пищи. Запас воды израсходуется за 4 дня, поэтому человек в состоянии прожить без воды 5-7 дней.

Питание

Питание представляет собой процесс, в ходе которого в организм поступают, перевариваются, всасываются и усваиваются пищевые вещества, которые нужны для получения энергии, построения и обновления тканей, осуществления репродуктивной способности, обеспечения функций организма.

Режим питания

Режим питания являет собой характеристику питания, в понятие которой входит время приема пищи, кратность и распределение ее по химическому составу и калорийности, кроме того, поведение человека в процессе питания.

Частная нутрициология

Ко второму большому разделу науки о питании относится практическая сторона — проблемы питания, развитие различного рода заболеваний из-за неполноценного и несбалансированного питания, а также лечебное и профилактическое влияние здоровой пищи и здорового образа жизни на организм человека.

Это прикладные вопросы нутрициологии , когда исследуется нутриентная обеспеченность различных групп населения, в целом общества, использование продуктов питания в целях профилактики и лечения.

Недостаток пищевых веществ

Резервы питательных веществ в организме являются ограниченными, поэтому их истощение становится причиной развития различного рода нарушений и заболеваний. Такие нарушения называют «гипо- и авитаминозы», «недостаток биоэлементов», «белковое голодание» и пр. Среди заболеваний, вызванных недостатком или отсутствием пищевых веществ, можно назвать цингу (дефицит витамина C), «куриную слепоту» (недостаток витамина A), остеопороз (нехватка кальция) и т.п.

Избыток пищевых веществ

Наука о питании также занимается проблемой, связанной с избытком в организме нутриентов. К примеру, избыток белков в пище становится причиной патологического состояния, известного как «белковый перекорм». Потребление излишних количеств высококалорийных продуктов при низких энергетических затратах приводит к накоплению жировой ткани – ожирению, которое повышает вероятность развития атеросклероза, сахарного диабета, гипертонической болезни, онкологических заболеваний.

Кроме того, патологические состояния развиваются в результате избыточного количества в организме химических элементов, как правило, в связи с работой в условиях вредных производств. В человеческий организм поступают и накапливаются токсические элементы: свинец, ртуть, алюминий, кадмий.

Однако развитие заболеваний может быть также спровоцировано избыточным содержанием жизненно необходимых микроэлементов – железа, хрома, йода.

Перспективы развития нутрициологии

Одно из направлений развития науки о питании — процесс индивидуализации питания. В настоящее время эволюционируют новые методы исследований, которые оценивают обеспеченность организма макро- и микронутриентами. На основе результатов возможна разработка конкретных рекомендаций для человека.

С этой целью нутрициология взаимодействует с биоэлементологией (научно-практическое направление, исследующее состав, количество, взаимодействие биоэлементов между собой и с другими химическими элементами) и медицинской элементологией (раздел биоэлементологии, разрабатывает способы профилактики нарушений состава биоэлементов и их коррекции при наличии различных заболеваний).

Ряд положений имеющих отношение к формированию науки о питании были определены еще в глубокой древности. Энциклопедические сочинения Гиппократа (460 – 377 г.г. до н.э.), Галена (Около 130 – 200 г.г.), Ибн Сины (980 – 1037 г.г.) и других ученых различных народов охватывают отдельные положения науки о питании. Гиппократ, например, в сочинении “О диете” отмечал, что количество принимаемой пищи зависит от конституции тела, возраста, времени года, погоды, местности. В трактате “О диете при острых болезнях” он подчеркивает что необходимо соблюдать умеренность в еде. Древнегреческий философ Сократ (469 – 399 г.г до н.э.) свою мысль об умеренности в еде выразил следующими словами: “Человек ест, чтобы жить, а не живет, чтобы есть”.

Много полезных советов по питанию здорового и больного человека содержится в Каноне врачебной науки – фундаментальном сочинении Ибн Сины (латинизированное Авицена). Ибн Сина считал, что пища в зависимости от состава может действовать на организм трояко: по качеству, по элементам, по некоторым субстанциям (ядовитые вещества, спиртные напитки и др.). Интересные мысли Ибн Сины о пищеварении во рту, аппетите, режиме питания, значении воды в питании, организации питания детей, стариков.

В России прогрессивные преобразования Петра I способствовали бурному развитию экономики и культуры страны. В это время организуется контроль за получением, хранением и продажей пищевых продуктов, а также за питанием отдельных групп населения и в первую очередь солдат, матросов и др. В 1716 г. в России был издан воинский, а в 1720 г. – морской уставы, в которых впервые были введены нормы питания для солдат армии. К концу XVII века в связи с успехами медицины и других наук, а также быстрым развитием санитарного дела были подготовлены объективные условия для развития гигиены питания как науки.

К концу XVII века – началу XIX века вопросы гигиены питания стали разрабатываться на научно-экспериментальной основе. Большая роль в развитии науки о питании принадлежит немецкому химику Ю. Либиху (1803 – 1873 г.г.), который впервые определил значение пищевых веществ для организма человека и дал их научно-обоснованную классификацию. Все пищевые вещества он разделил на пластические (белки), дыхательные (углеводы, жиры) и соли.

Важную роль в развитии науки о питании сыграли также немецкие ученые И. Петтенкоффер (1818 – 1901 г.г.) и особенно К. Фойт (1831 – 1908 г.г.). Эти ученые определили характер обмена белков, жиров и углеводов в организме человека и установили зависимость превращения этих веществ от ряда факторов: физической нагрузки, покоя, температуры окружающей среды и др. К. Фойтом были определены потребности организма человека в энергии и пищевых веществах, обоснованы суточные нормы потребления белков, жиров и углеводов. Эти нормы не утратили своего значения и до настоящего времени. В 1881г. Фойт предложил первые нормы питания для людей среднетяжелого труда: 118г белка, 56г жира, 500г углеводов.

Большой вклад в развитие науки о питании внесли отечественные ученые. С. Ф. Хотовицкий (1796 – 1886 г.г.) составил первое руководство по пищевой санитарии с элементами гигиены питания. На основе отечественного и зарубежного опыта в этом фундаментальном труде автор детально обосновал положения, касающиеся различных вопросов питания, особенно большое внимание уделил качеству съестных припасов. В этом руководстве подчеркивается, что вредные качества пищи могут происходить от “естественных свойств” пищевых продуктов или возникать в процессе “неосмотрительного” и “неопрятного” их получения, изготовления и потребления, а также при соприкосновении пищи с “орудиями и посудой”, используемой для ее “изготовления и хранения”.

Большой вклад в развитие науки о питании внес основоположник русской физиологической науки И. М. Сеченов (1829 – 1905 г.г.). В своих исследованиях он уделял большое внимание изучению нервной системы, а также процессам превращения пищевых веществ в организме человека, так как считал, что это позволит познать сущность жизненных явлений в их взаимосвязи.

Основываясь на идее И. М. Сеченова его ученик М. Н. Шатерников разработал метод изучения газообмена в специальной модификации, что позволило получить объективные данные для нормирования питания и провести большую работу по разработке норм питания для населения.

Ведущую роль в становлении и развитии гигиены питания как самостоятельного раздела гигиенической науки сыграли основоположники отечественной гигиены А. П. Доброславин, Ф. Ф. Эрисман и Г. В. Хлопин. В результате их научной работы и практической деятельности гигиена как наука, в том числе и гигиена питания, приобрела общественный характер.

А. П. Доброславин (1842 – 1889г.г.) – основатель первой самостоятельной кафедры гигиены в Петербурге при Медико-хирургической академии, создатель первой русской гигиенической школы. По инициативе и настоянию Доброславина в Петербурге была организована городская аналитическая лаборатория и впервые поднят вопрос о создании походных лабораторий, позволяющих в любых условиях исследовать основные качества пищи и пищевых продуктов. Под его руководством изучались состав и питательная ценность пищевых продуктов и гигиенические вопросы питания различных групп населения (городского и сельского населения, войск, детей, заключенных царских тюрем и др.).

Ф. Ф. Эрисман (1842 – 1915 г.г.) швейцарец по происхождению лучшие годы своей жизни отдал служению России. Ф. Ф. Эрисман автор трехтомного руководства “Курс гигиены”. Здесь изложены общие законы питания, описано должное питание человека в различных условиях жизни и др. В 1882 году Ф. Ф. Эрисман возглавил кафедру гигиены в Московском университете. По инициативе Ф. Ф. Эрисмана в 1891 году создается Московская санитарная станция – прообраз современной СЭС. Эта станция была преобразована в Санитарный институт имени Ф. Ф. Эрисмана, в составе которого была организована пищевая лаборатория. Ф. Ф. Эрисман был разносторонним ученым, он опубликовал более 200 научных работ. По гигиене питания им было выполнено 12 научных исследований, касающихся главным образом питания промышленных рабочих (на фабриках Московской губернии). Ф. Ф. Эрисман разработал методику изучения питания населения.

Г. В. Хлопин (1863 – 1929 г.г.) написал фундаментальные научные труды по самым различным разделам гигиены и санитарной химии. Более 30 его работ посвящены гигиене питания. Он автор трехтомного руководства “Методы исследования пищевых продуктов”. Хлопин первым исследовал глиняную глазурованную посуду и показал, что продукты, хранящиеся в этой посуде, могут содержать свинец в количествах, небезразличных для организма. Его интересовали также вопросы организации питания, проблемы обеспечения населения белком, особенно в тяжелые голодные годы. Г. В. Хлопин много занимался нормированием войскового питания, он основатель отечественной гигиенической школы, воспитавшей много крупных ученых-гигиенистов.

В 20-е годы прошедшего столетия научную работу в области питания возглавил М. Н. Шатерников (1870-1939 г.г.), который не только провел ряд важнейших исследований, но и внедрил их в практику. Основной заслугой М. Н. Шатерникова является интенсивное изучение питания и его нормирование для отдельных групп населения. М. Н. Шатерников совместно с П. Н. Диатроптовым (1859 – 1934 г.г.) предложили первые отечественные нормы белка: 110г/сут (100 г усвояемых) при работе средней тяжести и 130 г/сут (115 г усвояемых) при тяжелом труде. Под руководством М. Н. Шатерникова разработаны нормы питания населения страны, которые легли в основу планирования производства продуктов питания в восстановительный период. Организация питания на научных основах и создание для этого экономической базы явилось предпосылкой для организации специальных научно-исследовательских институтов.

В 1930 году был открыт центральный научно-исследовательский институт питания наркомздрава РСФСР (в настоящее время институт питания АМН России). В этом же году на Украине был создан Харьковский центральный институт питания с филиалами в Киеве, Днепропетровске и др. В 1932 году начинает выходить центральный профильный гигиенический журнал “Вопросы питания”.

В годы Великой Отечественной войны научная тематика в области гигиены питания была тесно связана с нуждами фронта и тыла: предупреждение пищевых отравлений и других заболеваний, связанных с потреблением санитарно-эпидемически опасной пищи; профилактика заболеваний недостаточного питания (алиментарная дистрофия, авитаминозы и др.) и др. В этот период были проведены крупные научные исследования в короткий срок. За период войны было опубликовано большое количество материалов по организации питания в войсках.

В послевоенный период научные основы питания здорового и больного человека разрабатывались в различных направлениях. До конца 50-х годов в основном преобладали работы по физиологии питания (О. П. Молчанова, И. П. Разенкова и др.).

В этот же период большое влияние на развитие науки о питании оказали работы Д. И. Лобанова. Он является основоположником научной технологии кулинарного процесса. Под руководством Д. И. Лобанова разработано большинство обоснованных положений, вошедших в практику. Статьи и труды монографического характера, а также учебник по технологии производства продуктов общественного питания создали прочную базу для подготовки кадров инженеров-технологов и кулинаров для системы общественного питания. В разработке научной технологии кулинарного производства большое участие

В 60-70 годы прошедшего столетия Институт питания АМН СССР под руководством академика А. А. Покровского значительно расширил круг биохимических исследований для развития концепции рационального сбалансированного питания.

Следует отметить, значительная роль в развитии науки о питании принадлежит украинским ученым. Координация научных исследований в области гигиены питания в Украине возложена на Украинский научно-исследовательский институт гигиены питания. В 70-80 годы прошедшего столетия этот институт возглавлял П. Н. Майструк. Под его руководством было проведено ряд важнейших исследований в области разработки и медико-биологической оценки новых источников питания, уточнения норм потребности различных категорий населения в пищевых веществах и пищевых продуктах, изучения химического состава пищевых продуктов и кулинарных блюд, разработки основ лечебного питания и др.

В настоящее время Украинский НИИ гигиены питания решает ряд важнейших проблем в области гигиены питания, которые прежде всего связаны с уточнением и переработкой ряда нормативных документов в области питания в связи с образованием независимого государства Украина. Так, например, разработаны первые национальные нормы питания жителей Украины, новые санитарные правила хранения особо скоропортящихся продуктов, и др. В институте проводятся также ряд фундаментальных исследований, важнейшим из которых является разработка принципов и продуктов радиозащитного питания в связи с ликвидацией последствий Чернобыльской аварии, исследование химического состава пищевых продуктов и обеспечения их безвредности в связи с обострившейся экологической ситуацией, изучение и разработка допустимых норм загрязнения пищевых продуктов солями тяжелых металлов, пестицидами, микроорганизмами, бактериальными и микотоксинами и др.

Значительный вклад в развитие науки о питании вносят кафедры гигиены питания медицинских институтов Украины. Активную творческую работу в области решения проблем науки о питании в настоящее время проводят В. Д. Ванханен, В. И. Циприян и др. Вопросами питания занимаются и ряд других профильных кафедр различных вузов: торговых, народного хозяйства и др.

Видная роль в решении проблемы индустриализации общественного питания, разработке новых способов механической кулинарной и тепловой обработки, разработке новых блюд и кулинарных изделий принадлежит М. И. Беляеву. Под его руководством в Харьковском институте общественного питания (в настоящее время Харьковский университет общественного питания) в течении последних 10-15 лет было проведено ряд серьезных исследований фундаментального и практического характера.

Обмен веществ и энергии представляет собой основу жизнедеятельности и является важнейшим специфическим признаком живой материи, отличающим живое от неживого. Сущностью его является диалектическое единство процессов непрерывного поступления в организм извне различных органических и неорганических соединений, их усвоения, изменения и выведения в окружающую среду образовавшихся продуктов распада. Ф. Энгельс, определяя жизнь как способ существования белковых тел, отмечал, что существенным моментом «является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой».

Для каждого вида животных характерен свой особый тип обмена, который зависит от наследственных свойств, пола, возраста, условий существования и т. д. Совокупность химических превращений различных веществ с момента их поступления в кровь и до образования конечных продуктов распада называется промежуточным обменом веществ и энергии, или промежуточным метаболизмом.

Промежуточный обмен происходит в основном внутриклеточно, поэтому термины «промежуточный», «межуточный» или «внутриклеточный» обмен обозначают одно и то же. В основе промежуточного обмена веществ и энергии лежат противоположно направленные ферментативные процессы, тесно связанные друг с другом и взаимообусловленные. Эти процессы называют ассимиляцией (анаболизмом) и диссимиляцией (катаболизмом).

Ассимиляция представляет собой синтез из более простых соединений, образующихся при переваривании веществ пищи, крупномолекулярных клеточных компонентов, таких как нуклеиновые кислоты, белки, липиды (жиры и жироподобные вещества) и др.

Диссимиляция - это ферментативное расщепление крупных молекул (у высших организмов осуществляемое, как правило, окислительным путем), сопровождающееся освобождением энергии, заключенной в химических связях больших молекул органических веществ.

Высвобождающаяся энергия используется для всех процессов жизнедеятельности: сокращения мышц, проведения нервных импульсов, поддержания температуры тела, различных процессов синтеза, всасывания и секреции, поддержания физиологических концентраций органических и неорганических ионов по обе стороны клеточной мембраны (внутри и вне клетки) и др.

Благодаря процессам обмена веществ и энергии происходит перестройка поступающих пищевых веществ в соединения, характерные для данного организма и используемые как строительный или энергетический материал. Обмен веществ и энергии способствует постоянному, непрерывному обновлению органов и тканей без изменения их химического состава.

Основные классы веществ (белки, жиры, углеводы и др.) играют различную роль в процессах обмена.

Белки используются организмом в основном в качестве строительного (пластического) материала, углеводы и жиры - в качестве материалов для покрытия энергетических затрат.

Углеводы являются основным источником энергии в организме, т. к. при их превращении образуется более половины всей энергии, необходимой организму.

Обмен веществ и энергии можно условно разделить на следующие ступени:

пищеварение - расщепление в жел.-киш. тракте под действием пищеварительных ферментов (пепсина, трипсина, химотрипсина и др.) сложных составных частей пищи до низкомолекулярных соединений общих для обмена разных веществ, способных усваиваться организмом и представляющих собой как бы узловые станции, соединяющие разные пути метаболизма;

всасывание в кишечнике и поступление в кровь продуктов пищеварения и доставка их к различным органам и тканям;

построение из доставленных веществ соединений, характерных (или, как их называют, специфических) для данного организма;

расщепление таких соединений с образованием промежуточных и конечных продуктов обмена;

выведение из организма конечных продуктов обмена.

Процессы биосинтеза и расщепления происходят в клетках одновременно. Основным путем утилизации энергии, освобождающейся в процессах обмена веществ и энергии, является ее накопление в специальных веществах, так называемых макроэргических (высокоэргических) соединениях, таких как аденозинтрифосфат (АТФ) и другие.

Среди макроэргических соединений АТФ наиболее универсален. Образование АТФ из аденозиндифосфорной кислоты (АДФ) и неорганического фосфата происходит различными путями, причем энергетическая ценность путей образования АТФ неравнозначна. Расщепление АТФ на АДФ и неорганический фосфат сопровождается выделением 8-10 ккал энергии. Энергия АТФ превращается (трансформируется) в другие формы энергии - механическую, химическую, тепловую и др., переносится на другие соединения, используется на нужды биосинтеза и т. д.

В процессах обмена веществ и энергии важное место занимают витамины, вода и различные минеральные вещества. Чрезвычайно важны для обмена натрий, калий, кальций, фосфор, а также ряд микроэлементов - магний, марганец, цинк, молибден, фтор, кобальт и другие неорганические соединения. Эти вещества принимают участие в биоэлектрических (проведение нервного импульса) и осмотических процессах в клетках, входят в состав зубов, костей, необходимы для действия многих ферментов и дыхательных пигментов (например, гемоглобина).

В процессе жизнедеятельности уровень обмена веществ и энергии не бывает постоянным, благодаря чему организм приспосабливается к меняющимся условиям существования. Достигается это согласованностью и слаженностью процессов обмена, которые являются результатом пластичной и строго координированной работы всех механизмов, участвующих в нем как на уровне клетки, так и в органах и тканях. Этим определяется характерны и для данного организма уровень обмена веществ и энергии, складывающийся в процессе исторического развития (филогенеза} и направляемый механизмами наследственности при постоянном взаимодействии с окружающей средой.

При изменении условий включаются регуляторные механизмы, изменяющие процесс обмена веществ и энергии в требуемом для организма направлении. Так, в анаэробных условиях (т. е. при отсутствии кислорода) процесс окислительного фосфорилирования сменяется гликолизом. Наоборот, при повышении содержания кислорода в тканях гликолиз тормозится и усиливаются процессы окислительного фосфорилирования.

Регуляция обмена веществ и энергии в клетках и тканях осуществляется путем определенного воздействия на ферментативные реакции, на механизмы регуляции синтеза и активности ферментов. Обменные процессы в клетке могут саморегулироваться по так называемому типу обратной связи. Например, количество АТФ в клетке, образуемое при окислительном фосфорилировании, определяет интенсивность этого процесса. Если синтез АТФ преобладает над его потреблением, процесс окислительного фосфорилирования тормозится, и наоборот.

Главной, координирующей формой регуляции обмена у человека и животных является нервно-гормональная регуляция ферментативных реакций, лежащих в основе метаболизма. Например, при значительном понижении содержания сахара в крови усиливается выделение адреналина, влияющего на ферментативные механизмы, катализирующие распад гликогена и образование глюкозы. При избытке сахара в крови усиливается секреция инсулина, который тормозит процесс расщепления гликогена в печени. Инсулин усиливает потребность периферических тканей (мышц, центральной нервной системы и др.) в глюкозе, вследствие чего уменьшается поступление ее в кровь.

Центральная и вегетативная нервные системы обеспечивают нервную регуляцию процессов обмена. Эта регуляция осуществляется непосредственно (трофические влияния) или через гормоны, секретируемые железами внутренней секреции.

Энергетический обмен присущ каждому живому организму. В вашем теле идет постоянный и непрерывный обмен веществ и энергии. При этом богатые питательными веществами продукты усваиваются и химически преобразуются, а конечные продукты их утилизации (низкоэнергетические) выделяются из организма. Высвобождающаяся энергия используется для поддержания жизнедеятельности клеток организма и для обеспечения его работы (сокращение мышц, работа сердца, функционирование внутренних органов).

Единицей измерения процесса энергетического обмена является калория. Одна калория равняется такому количеству энергии, которое необходимо для нагревания на 1 °С одного миллилитра воды. Это очень маленькая величина. Поэтому энергобаланс организма измеряют в «больших» калориях - килокалориях (1 килокалория равна 1000 калорий и обозначается ккал). В единицах Международной системы СИ для определения количества тепловой энергии используется джоуль (Дж). 1 кал =4,19 Дж, 1 ккал -4,19 кДж.

Сколько энергии необходимо человеку для нормальной жизнедеятельности в течение суток? Ответ на данный вопрос поможет определиться в причинах ожирения.

Необходимо знать, какие энергозатраты наиболее эффективны для сжигания лишнего жира и как эти знания можно использовать для успешного похудения. Наиболее частая величина, рассчитанная для абстрактного человека, имеющего склонность к полноте или избыточный вес, равняется 2200 ккал. Более точную цифру можно получить при умножении вашего нормального веса в кг на 33 ккал (для мужчин) или на 30 ккал (для женщин). Это упрощенный вариант, который широко используется при расчете рационов питания.



Мясо вызывает рак или нет? Можно взрослым пить молоко или нельзя? Обезжиренные продукты - сплошная польза или воплощённое зло? Исследования говорят то одно, то другое. И вот учёные сами рассказали, почему в науке о питании творится такой бардак.

Когда-то давно изучение питания было простым делом. В 1747 году шотландский доктор Джеймс Линд (James Lind) решил узнать, почему так много матросов болеют цингой - болезнью, которая приводит к истощению и анемии, кровоточивости дёсен и выпадению зубов. Так что Линд устроил первое клиническое исследование 12 пациентов с цингой.

Матросов разделили на шесть групп, у каждой было разное лечение. Люди, которые употребляли лимоны и апельсины, в итоге поправились. Неопровержимый результат, который выявил причину болезни, то есть нехватку .

Примерно так решали проблемы питания в доиндустриальную эпоху. Многие знаковые для того времени болезни, такие как пеллагра, цинга, анемия, эндемический зоб, появлялись в результате нехватки в пище того или иного элемента. Врачи выдвигали гипотезы и ставили эксперименты, пока опытным путём не находили недостающую часть пазла в рационе.

К сожалению, теперь изучать полноценное питание не так легко. В течение XX века медицина научилась справляться с большинством заболеваний, вызванных несбалансированным рационом. В развитых странах для большинства жителей это уже не проблема.

Сегодня самой большой проблемой стало переедание. Люди потребляют слишком много калорий и низкокачественной еды, что приводит к хроническим болезням, таким как рак, ожирение, диабет или болезни сердечно-сосудистой системы.

В отличие от цинги, с этими болезнями так просто не расправиться. Они не появляются остро за одну ночь, а развиваются годами. И покупкой ящика апельсинов от них не отделаться. Нужно изучить всю диету и образ жизни пациента, чтобы отсеять все факторы риска, приводящие к заболеванию.

Так наука о питании стала неточной и запутанной. Появилось море противоречащих друг другу исследований, в которых легко обнаруживается масса неточностей и ограничений. Беспорядок в этой области приводит к тому, что советы о питании только сбивают с толку. Учёные никак не могут договориться, защищают помидоры от рака или провоцируют его, полезно или вредно красное и так далее. Поэтому и журналисты, пишущие о питании, часто садятся в лужу, описывая очередной доклад.

Чтобы примерно представлять, как трудно изучать питание, Джулия Беллуз (Julia Belluz) опросила восемь исследователей. И вот что они рассказали.

Для поиска ответов на общие вопросы питания проводить рандомизированное исследование бессмысленно

Michael Stern/Flickr.com

Золотой стандарт доказательной медицины - рандомизированное контролируемое исследование. Учёные набирают тестируемых, а затем в случайном порядке распределяют их на две группы. Одна получает лекарство, другая - плацебо.

Смысл в том, что из-за случайной выборки единственным значимым различием между группами становится приём препарата. И если результаты исследований различаются, делается вывод, что причина в лекарстве (как раз так Линд вычислил, что фрукты излечивают цингу).

Дело в том, что для большинства важнейших вопросов о питании такой подход не работает. Слишком сложно назначить нескольким группам разные , которые будут строго соблюдаться в течение длительного времени, чтобы определить, какая пища влияет на какую болезнь.

В идеальном мире я бы взял для исследования 1 000 новорождённых младенцев, разделил их на две группы. Чтобы одну группу кормить только свежими фруктами и овощами до конца жизни, а другую - беконом и жареной курицей. И потом измерил бы, в какой группе чаще болели раком, сердечными болезнями, кто бы раньше старел и умирал, кто был бы умнее и так далее. Но пришлось бы держать их всех в тюрьме, потому что нет другого способа заставить 500 конкретных человек не пробовать ничего, кроме овощей и фруктов.

Бэн Голдакр (Ben Goldacre), физиолог и эпидемиолог

Чудесно, что учёные не могут заключать под стражу людей и насильно держать их на диете. Но это значит, что существующие клинические исследования замусорены и недостоверны.

Возьмём, к примеру, одно из самых дорогих и масштабных исследований журнала Women’s Health Initiative. Женщин разделили на две группы, одна из которых придерживалась обычной диеты, а другая - диеты с низким содержанием жиров. Предполагалось, что так испытуемые будут питаться несколько лет.

В чём проблема? Когда исследователи собрали данные, оказалось, что никто не выполнял рекомендаций. И обе группы в конечном итоге питались одинаково.

Миллиарды были потрачены впустую, а гипотеза так и не была проверена.

Уолтер Уиллет (Walter Willett), физиолог, нутриционист из Гарвардского университета

Строгие рандомизированные плацебо-контролируемые исследования можно проводить в течение короткого времени. Некоторые исследования пищевых добавок позволяют организовать проживание испытуемых в лаборатории в течение нескольких дней или недель и контролировать всё, что они едят.

Но такие исследования не могут сказать ничего об эффектах длительных диет, которых можно придерживаться десятилетиями. Всё, что мы можем узнать, - колебания уровня холестерина в крови, например. Исследователи делают только предположения о том, что в долгосрочной перспективе что-то отразится на здоровье.

Исследователям приходится опираться на данные наблюдений, в которых полно неизвестных переменных

Вместо рандомизированных исследований учёным приходится пользоваться данными обсервационных исследований . Они проводятся годами, в них участвует огромное количество людей, которые уже питаются так, как нужно исследователям. Периодически среди них проводятся проверки, чтобы выявить, например, развитие онкологических заболеваний или болезней сердечно-сосудистой системы.

Так учёные узнают об опасностях курения или о пользе физкультуры. Но из-за отсутствия контроля, как в экспериментах, этим исследованиям не хватает точности.

Допустим, вы собираетесь сравнить людей, которые в течение десятилетий употребляют много красного мяса, и людей, которые предпочитают . Первая загвоздка в том, что эти две группы могут различаться и по другим параметрам. Их даже никто не распределял в случайном порядке. Может быть, у любителей рыбы доход выше или образование лучше, может, они больше следят за собой. И именно какой-то из этих факторов окажет влияние на результаты. А может, любители мяса чаще курят.

Исследователи могут попытаться контролировать эти сопутствующие факторы, но отследить их все нереально.

giphy.com

Многие обсервационные (и не только) исследования полагаются на данные опросов. Учёные не могут стоять десятилетиями за плечом у каждого человека и следить, что он ест. Приходится спрашивать.

Появляется очевидная проблема. Вы помните, что вчера ели на обед? Покрошили орехи в салат? А потом чем-то перекусили? И сколько в граммах вы съели за эту неделю чипсов?

Скорее всего, с нужной точностью вы не сможете ответить на эти вопросы. Но огромное количество исследований использует такие данные: люди сами рассказывают, что запомнили.

Когда исследователи решили проверить эти методы оценки питания, основанные на воспоминаниях, для журнала Mayo Clinic Proceedings , обнаружили, что данные «в корне неверны и безнадёжно испорчены». Рассмотрев почти 40-летнее национальное исследование состояния здоровья и питания населения, которое основывалось на самостоятельных отчётах о рационе, учёные сделали вывод, что заявленное количество калорий, о котором говорили 67% женщин, не может физиологически соответствовать объективным данным об их индексе массы тела.

Может, это случилось из-за того, что все врут и дают те ответы, которые одобрит общественное мнение. А может, память подводит. Какой бы ни была причина, исследователям от этого не легче. Пришлось создавать протоколы, которые учитывают некоторые ошибки.

Мне нужна камера, желудочные и кишечные импланты, а также прибор в туалете, который будет собирать все ваши выделения, моментально их обрабатывать и отправлять информацию об их полном составе.

Кристофер Гарднер (Christopher Gardner)

Кристофер Гарднер, исследователь из Стэнфорда, говорит, что в некоторых исследованиях он обеспечивает участников питанием. Или привлекает диетологов, которые детально следят за рационом испытуемых, проверяя их вес и состояние здоровья, чтобы подтвердить чистоту эксперимента. Он высчитывает погрешность, которую можно будет иметь в виду при анализе других результатов.

Но исследователи мечтают о более совершенных инструментах, таких как датчики, фиксирующие жевательные и глотательные движения. Или трекеры, которые будут отображать движение руки от тарелки ко рту.

Ray Bouknight/Flickr.com

Будто мало было проблем с точностью данных… Учёные узнали, что разные тела по-разному реагируют на одну и ту же еду. Это ещё один фактор, затрудняющий изучение влияния рациона на здоровье.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Cell , израильские учёные наблюдали за 800 участниками в течение недели, постоянно собирая данные об уровне сахара в крови, чтобы понять, какой отклик в организмах вызывает одна и та же еда. Реакция каждого человека была индивидуальной, это позволило предположить, что универсальные рекомендации по составу рациона приносят ограниченную пользу.

Ясно, что влияние питания на здоровье нельзя рассматривать только с точки зрения того, что человек употребляет. Многое зависит от того, как нутриенты и другие биоактивные компоненты пищи взаимодействуют с генами и микрофлорой кишечника каждого индивидуума.

Рафаэль Перес-Эскамилла (Rafael Perez-Escamilla), профессор эпидемиологии и общественного здоровья Йельского университета

Усложним проблему. Продукты питания, которые кажутся одинаковыми, на самом деле различаются по составу питательных веществ. Местная морковь, выращенная на ферме, будет содержать больше полезных веществ, чем морковь массового производства, которая лежит на полках супермаркетов. Гамбургер из забегаловки будет содержать больше жира и сахара по сравнению с

Марион Нестле (Marion Nestle)

Проплаченные исследования склоняются к результатам, которые выгодны спонсорам. Например, из 76 спонсированных исследований, проведённых с марта по октябрь 2015 года, 70 делали выводы , которые были нужны производителям продуктов.

«В основном независимые исследования находят связь между сладкими напитками и плохим здоровьем, а те, за проведение которых заплатили производители газировки, не находят», - пишет Нестле.

Несмотря ни на что, наука о питании жива

chotda/Flickr.com

Сложности изучения питания создают ощущение, что узнать что-то однозначное о влиянии рациона на здоровье вообще нереально. Но это не так. Исследователи годами пользуются всеми этими несовершенными инструментами. Медленный и внимательный подход оправдывает себя.

Без этих исследований мы бы никогда не знали, что нехватка фолиевой кислоты в течение беременности приводит к развитию пороков плода. Мы бы не знали, что трансжиры негативно влияют на сердце. Мы бы не знали, что газировка в больших количествах увеличивает риск развития диабета и жировой болезни печени.

Фрэнк Ху (Frank B. Hu), профессор общественного здоровья и питания, Гарвардский университет

Исследователи рассказали, как они определяют, каким данным доверять. По их мнению, нужно оценивать все доступные исследования по одному вопросу, а не единичные доклады.

Также они рекомендуют смотреть на разные типы исследований, которые посвящены одному предмету: клинические исследования, данные наблюдений, лабораторные исследования. Разные работы с разными вводными, разными методиками, приводящие к одним и тем же результатам, - это объективно хороший индикатор того, что между диетой и изменениями в организме есть связь.

Нужно обращать внимание на источник финансирования исследования. Независимые проводятся на деньги государственных и общественных фондов, они вызывают больше доверия, в частности потому, что у плана исследований меньше ограничений.

Хорошие исследователи никогда не говорят, что нашли суперпищу, и не советуют полностью отказаться от какого-то продукта, не делают смелых заявлений об эффектах от употребления конкретного фрукта или вида мяса, ограничиваясь предположением, что тот или иной режим питания может быть полезным.

Эти советы отражают общее мнение группы исследователей, недавно обсудивших вопросы питания и здоровья. Вот выводы их встречи:

Здоровый режим питания складывается из большого количества овощей, фруктов, цельного зерна, морепродуктов, бобовых, орехов, низкого количества жира; также нужно соблюдать умеренность в употреблении алкоголя, красного мяса и переработанных мясных продуктов. А ещё есть поменьше сахара и обработанного зерна. Не обязательно полностью отказываться от какой-либо группы продуктов или придерживаться строгого режима питания, чтобы добиться положительного эффекта. Можно комбинировать продукты множеством способов, делая рацион сбалансированным. Диета должна учитывать индивидуальные потребности, предпочтения и культурные традиции.

Утверждения о том, что капуста или , например, убивают человечество, нельзя назвать гласом науки. Потому что, как мы поняли, наука просто не может ничего такого доказать.