Физиология человека и животных

У здорового взрослого человека потребность организма в воде составляет 1 – 3 л/сутки. При потреблении большого количества белков и, соответственно, большего образования мочевины, которая удаляется с мочой, воды необходимо больше. При питании преимущественно углеводной и жирной пищей потребность в воде снижается. Общее количество воды в организме равно 44 – 70 % или 38 – 42 л: от 10 % в жировой ткани до 83 – 90 % в почках и крови.  С возрастом содержание воды в тканях снижается. Источниками воды в организме является питье и пища, а также вода, образующая при обмене веществ (метаболическая вода). Удаляется вода с мочой, потом, калом и выдыхаемым воздухом (табл. 3).

                   Таблица 3

 Водно-солевой обмен организма человека, мл/сутки

Витамины – это необходимые для жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения, синтез которых у организма данного вида отсутствует или ограничен (за исключением витамина Д, который может синтезироваться в коже человека).  Впервые о существовании  витаминов как необходимых компонентов пищи написал Н.Лунин.

В отличие от других пищевых веществ, витамины не являются пластическим материалом или источником энергии, поэтому потребность в этих веществах измеряется  в очень малых количествах: от 200 мг (фолиевая кислота), до 2 мкг (цианкобаламин). Витамины делят на две основные группы: водорастворимые и жирорастворимые витамины. Почти все водорастворимые витамины, а также жирорастворимый витамин К являются коферментами или кофакторами биохимических реакций. Витамины  А и Д действуют не как кофакторы, а как индукторы синтеза белка (подобно стероидным гормонам). Все жирорастворимые витамины входят в состав клеточных мембран и проявляют антиоксидантное действие. Витамины-антиоксиданты – Е, С, Р, полифенолы защищают организм от действия свободнорадикальных продуктов, образующихся при окислительном стрессе. Все это делает витамины незаменимыми в жизнедеятельности клетки.

Кроме водо- и жирорастворимых витаминов, есть еще витаминоподобные вещества: биофлавоноиды, пангамовая кислота (В₁₅), холин, метилметионин-сульфоний (витамин U), липоевая кислота, карнитин и др. Биофлаваноиды повышают проницаемость стенки капилляров, снижают интенсивность  перекисного окисления липидов. Холин регулирует обмен жиров, карнитин необходим для усиления процессов образования энергии.

Гипервитаминозы. Для водорастворимых витаминов гипервитаминозы невозможны, т.к. они не накапливаются в организме. Что касается  жирорастворимых витаминов, то в литературе описаны редкие случаи передозировки витаминов А и Д, например, в случае потребления печени акулы или белого медведя.

Гиповитаминозы. В принципе авитаминоз невозможен, т.к. полное отсутствие какого-либо витамина приводит организм к гибели, тогда как гиповитаминозы наблюдаются в настоящее время достаточно часто. Водорастворимые витамины не накапливаются в тканях (кроме витамина В₁₂), поэтому они должны поступать в организм ежедневно. Жирорастворимые витамины  способны накапливаться в тканях. Их недостаточность встречается реже.

Изменившиеся в конце ХХ века условия жизни и изменения характера питания привели к изменениям наших представлений о потребности человека в витаминах. В рационе человека в начале ХХI века значительную долю составляют рафинированные (т.е. высокоочищенные) и консервированные продукты, в которых зачастую содержание витаминов значительно ниже, чем в естественных источниках. Например, при изготовлении муки высших сортов теряется с отрубями до 80 – 90 % всех витаминов.  При экстрагировании, дезодорировании и осветлении растительных масел разрушаются жирорастворимые витамины, то же происходит и при хранении масла на свету. Легко разрушается при хранении на свету и при тепловой обработке аскорбиновая кислота. Витамины А, Е и К устойчивы при нагревании и при варке пищи, но очень чувствительны к свету и кислороду воздуха.

Кроме того, у большинства современных людей значительно снизились физические нагрузки, что привело к уменьшению энергозатрат и, соответственно, уменьшению объемов  потребляемой пищи, а это сопровождается уменьшением  поступления в организм содержащихся в пище витаминов.

Другими причинами  гиповитаминозов могут быть  заболевания пищеварительной системы и изменения состава нормальной кишечной микрофлоры, увеличение потребности в витаминах при физических нагрузках, умственном напряжении, беременности, в период усиленного роста организма, при старении (из-за ухудшения их усвоения). К тому же недостаток одного витамина может привести к ухудшению усвоения другого витамина.

Особенности витаминного дефицита в современных условиях:

- выявляемый дефицит касается не одного витамина, а носит характер полигиповитаминоза;

- дефицит витаминов выявляется не только зимой и весной, но практически круглый год;

- у значительной части детей, беременных и кормящих матерей  полигиповитаминоз сочетается с недостатком железа, что приводит к развитию витаминно-железодефицитных анемий;

- полигиповитаминоз часто сочетается с недостаточным поступлением йода, селена, кальция, фтора и некоторых других макро- и микроэлементов;

- полигиповитаминозы выявляются практически у всех групп населения;

-  недостаточное потребление витаминов В₆, В₉ и В₁₂ является причиной увеличения риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, а недостаток антиоксидантов усиливает повреждающее действие ионизирующей радиации и усиливает риск развития опухолей.

Кроме нутриентов, в состав пищи входят также дополнительные компоненты пищи, к которым относятся:

– балластные соединения (пищевые волокна, целлюлоза, лигнин и пектин), которые стимулируют моторику кишечника, удерживают воду в полости желудочно-кишечного тракта,  являются источником питания для кишечных бактерий, уменьшают риск развития запоров и геморроя;

– защитные компоненты пищевых продуктов (вещества, участвующие в обеспечении функции барьерных тканей; вещества, улучшающие обезвреживающую функцию печени; факторы защиты против микроорганизмов и вирусов (фитонциды); факторы, проявляющие антиканцерогенный эффект);

– вкусовые и ароматические вещества, улучшающие вкусовые качества и повышающие аппетит;

– антипищевые компоненты, которые не обладают токсичностью, но блокируют или тормозят усвоение нутриентов. Например,  антиферменты и антивитамины, содержащиеся в сырых бобовых, сырой рыбе, сырых яйцах и разрушающиеся при термической обработке);

– компоненты пищи, неблагоприятно влияющие на организм, в том числе канцерогенные вещества (полициклические ароматические углеводороды содержатся в обугленных участках пищевых продуктов, в перегретых жирах, в продуктах копчения), природные токсические соединения (лектины, нарушающие всасывание в тонком кишечнике, содержатся в бобовых, арахисе, проростках растений, икре рыб; разрушаются при термической обработке;  цианогенные амины содержатся в ядрах косточек миндаля, абрикосов, вишен).

Поставщиками энергии являются жиры, углеводы и в меньшей степени белки. Количество энергии, выделяющейся при окислении1 гуглеводов или1 гбелков, равно 4,1 ккал,1 гжиров – 9,3 ккал. Поэтому с точки зрения калорической ценности белки, жиры и углеводы могут быть взаимно заменены (2,3 гуглеводов могут заменить по калориям1 гжиров).

При расчете пищевых рационов необходимо учитывать степень усвояемости питательных веществ. Пища животного происхождения усваивается в среднем на 95 %, растительная пища – не более чем на 90 %.

Таблица 4. Характеристика основных витаминов и потребность в них

Название	Проявления гиповитаминоза	Источник поступления	Суточная потребность, мг
ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
А, ретинол, антиксерофтальмический, витамин роста	Нарушения сумеречного зрения, замедление роста молодого организма	Зеленые растения (зелень) в виде провитамина А, животные жиры, рыба, яйца, молоко, печень морских животных и др.	1,5-2
D, кальциферол, антирахитический	Развитие рахита у детей, нарушения роста костей и функций нервно-мышечного аппарата	Рыбий жир, печень, яичный желток и др.Солнечный свет, под действием которого провитамин D, вырабатывающийся в коже, превращается в витамин D	0,02-0,025
Е, токоферол, витамин размножения	Дистрофия скелетных мышц, ослабление половых функций	Зеленые растения, молодые проростки злаков; мясо, печень, масло, молоко и др.	12-30
К,  антигеморрагический	Нарушения свертываемости крови	Зеленые растения.Синтезируется кишечными микроорганизмами	1-2
ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
В1,тиамин, антиневритный	Поражения нервной системы	Зеленые растения, зародыши и оболочки зерновок злаков (хлеб, отруби, мука грубого помола), дрожжи	2-3
В2, рибофлавин, витамин роста	Задержка роста молодого организма, поражение глаз, слизистой оболочки полости рта, шелушение кожи	Пивные дрожжи, яичный белок, печень, сердце, рыба, птица.	2
В3, пантотеновая кислота, антидерматитный	Угнетенное состояние, апатия, неустойчивость сердечно-сосудистой системы, поражения кожи	Пивные дрожжи, пчелиное маточное молоко и др.Синтезируется микрофлорой кишечника.	10-15
В5, ниацин (витамин РР, никотиновая кислота)	Воспаление кожи, понос, поражение слизистых оболочек полости рта и языка	Печень, мясо, яйца, молоко, рис, хлеб, картофель и др.	15-25
В6, пиридоксин, антидерматитный	Дерматиты на лице, потеря аппетита,  тошнота, стоматит. У детей судороги и анемия	Продукты растительного и животного происхождения: мясо, рыба, сыр, бобовые, картофель и др.Синтезируется кишечной микрофлорой	2
В9, фолиевая кислота фактор роста	Анемия, гастрит, стоматит	Дрожжи, печень, грибы, шпинат, цветная капуста, зелень и др.	0,3-1
В12, цианкобаламин, антианемический	Анемия	Печень, мясо, крабы, лососевые, сардины, молоко, яйца и др.Синтезируется микрофлорой кишечника.	0,001-0,003
С, аскорбиновая кислота, анти-цинготный или антискорбутный	Цинга (кровоточивость десен, кровоизлияния в мышцах, под кожу, в суставы). Анемия, ослабление иммунитета, быстрая утомляемость	Продукты растительного происхождения: перец, лимоны, черная смородина, плоды шиповника, зеленый лук и др.	50-100
Н, биотин, антисеборрейный	Поражения кожи, потеря аппетита, тошнота, отечность языка, вялость, депрессия	Печень, почки.Синтезируется кишечной микрофлорой	0,15-0,3