физиология питания

Высшее профессиональное образование
БАКАЛАВРИАТ
Е. А. РУБИНА
ФИЗИОЛОГИЯ
ПИТАНИЯ
УЧЕБНИК
Рекомендовано
Учебно-методическим объединением по образованию
в области технологии продуктов питания и пищевой инженерии
в качестве учебника для студентов, обучающихся по направлению
подготовки «Технология продукции и организация общественного питания»
УДК 612.3(075.8)
ББК 28.707.3я73
Р823
Р е ц е н з е н т ы:
канд. мед. наук, доцент Госуарственного автономного образовательного
учреждения высшего профессионального образования
«Московский институт индустрии туризма им. Ю. А. Сенкевича»
В. Ф. Малыгина;
канд. биол. наук, доцент Федерального государственного бюджетного
образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Московский государственный университет пищевых производств»
Е. Н. Молчанова
Р823
Рубина Е.А.
Физиология питания : учебник для студ. учреждений
высш. проф. образования / Е. А. Рубина. — М. : Издательский центр «Академия», 2014. — 208 с. (Сер. Бакалавриат).
ISBN 978-5-7695-4635-8
Учебник создан в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки
«Технология продукции и организация общественного питания» (квалификация «бакалавр»).
Раскрыты значение питания в жизнедеятельности человека и задачи
в области оптимизации питания людей. Рассмотрены физиологическая
роль макронутриентов (белки, жиры и углеводы) и микронутриентов
(витамины, минеральные, минорные и биологически активные вещества)
и физиологические основы питания различных групп населения. Приведены сведения о пищеварении, обмене веществ и энергии, алиментарных заболеваниях.
Для студентов учреждений высшего профессионального образования.
УДК 612.3(075.8)
ББК 28.707.3я73
Оригинал-макет данного издания является собственностью
Издательского центра «Академия», и его воспроизведение любым способом
без согласия правообладателя запрещается
ISBN 978-5-7695-4635-8
©Рубина Е. А., 2014
© Образовательно-издательский центр «Академия», 2014
© Оформление. Издательский центр «Академия», 2014
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Физиология питания» относится к базовой части
профессионального цикла обучения по направлению подготовки
«Технология продукции и организация общественного питания»
(квалификация «бакалавр»). «Физиология питания» является
одной из основополагающих дисциплин, необходимых для специалистов в сфере общественного питания, которые должны не
только сами знать основные требования здорового питания и
применять их на практике, но и способствовать повышению
культуры питания населения.
Физиология питания является частью общей физиологии человека, рассматривающей все процессы жизнедеятельности организма, отдельных его органов и систем.
Физиология питания — это наука, изучающая процессы превращения пищевых веществ в энергию и структурные элементы тканей
тела человека, а также физиологические потребности организма в
пищевых веществах и энергии с учетом пола, возраста, физической
активности и условий жизни населения. Физиология питания является основой для развития науки о питании человека.
Науку о питании часто называют нутрициологией (от позднелат. nutritio — питание). Цель нутрициологии — изучать законы
влияния состава пищи и процессов ее усвоения на здоровье человека. Наука о питании разрабатывает проблемы количественной
и качественной полноценности питания для различных групп
населения, учитывая возрастную и профессиональную принадлежность человека, изучает пищевые и биологические свойства
продуктов питания животного и растительного происхождения.
В науке о питании помимо количественной стороны питания
большое место отводится качественным показателям и сбалансированности питания, что предусматривает обеспечение организма всеми незаменимыми компонентами пищи, т. е. удовлетворение потребности в биологически активных пищевых веществах в
оптимальных соотношениях.
Рациональное питание способствует поддержанию организма
в оптимальном физиологическом состоянии, сохранению здоровья и высокой работоспособности человека. Большое значение
рациональное питание имеет в профилактике желудочно-кишеч­
ных, сердечно-сосудистых заболеваний, нарушения обмена веществ.
3
Изучить физиологию питания — значит понять суть физиологических процессов, происходящих в организме человека при
потреблении пищи, уметь критически подходить к выбору пищевых продуктов, технологических процессов производства кулинарной продукции. Изучение физиологии питания даст будущим
специалистам в области общественного питания возможность
­научно обосновывать и управлять технологическими процессами
с целью производства высококачественной продукции. Они научатся составлять меню и рационы питания в соответствии с принципами сбалансированного питания людей разного возраста.
На основе рационального питания строятся такие виды питания, как лечебное (диетическое) питание, которое является частью
комплексного лечения большинства заболеваний, и лечебнопрофилактическое питание, назначаемое работающим на производствах с вредными условиями труда.
История науки о питании насчитывает немало веков. Отдельные вопросы гигиены питания были рассмотрены в трудах ученых
и врачей Древнего мира и Средних веков — Гиппократа, Аристотеля, Галена, Ибн Сины (Авиценны) и других. Например, выда­
ющийся древнегреческий врач, реформатор античной медицины Гиппократ рассматривал питание как средство лечения болезней
и считал, что пищевые вещества должны использоваться как лечебные средства. Он впервые ввел в научный оборот понятие
«сила питания», т. е. «энергетическая ценность питания».
В XIX в. в Европе велись интенсивные научные исследования
в области физиологии и гигиены питания. Основоположником
биохимии питания считается немецкий химик Ю. Либих. Большой
вклад в развитие физиологии питания внесли К. Фойт, немецкий
физиолог и гигиенист М. Рубнер и русские ученые А. Я. Дани­-
левский, Н. И. Лунин, И. П. Павлов, М. Н. Шатерников. Широкие
исследования в области науки о питании вели советские ученыефизиологи А.А.Покровский, А.М.Уголев, А.М.Волгарев, М.М.Ло­
вачев, В. А. Тутельян.
В конце XX — начале XXI в. появились новые теории и концепции питания, научные данные о физиологической роли не только
основных пищевых веществ — макро- и микронутриентов, но и
минорных компонентов пищи, пробиотических микроорганизмов
и пребиотиков, что позволило пересмотреть некоторые представления о значимости тех или иных продуктов и более обоснованно
подойти к рекомендациям в области здорового питания населения
и профилактики алиментарно зависимых заболеваний.
Физиология питания как наука постоянно развивается и пополняется новыми научными данными о физиологии пищеварения, обмене веществ в организме человека, физиологических
свойствах и пищевой ценности различных пищевых веществ.
Гл а в а 1
ПИТАНИЕ И ЗДОРОВЬЕ
1.1. Роль питания в жизнедеятельности
человека
Питание — один из главных факторов, определяющих здоровье
человека. По данным Всемирной организации здравоохранения,
состояние здоровья человека лишь на 15 % зависит от организации
медицинской службы, столько же приходится на генетические
особенности, а 70 % определяется образом жизни и питанием.
Пища обеспечивает организм энергией, необходимой для обес­
печения жизненно важных процессов в организме, затрат на
физическую нагрузку и трудовую деятельность. Питание служит
источником «пластических» веществ, обеспечивающих развитие
и непрерывное обновление клеток и тканей, а также витаминов
и минеральных солей. С питанием связаны все жизненно важные
функции организма, работоспособность, умственное и физическое развитие, а также продолжительность жизни человека.
В 2010 г. были утверждены Основы государственной политики
Российской Федерации в области здорового питания населения
на период до 2020 г. Под государственной политикой в области
здорового питания населения понимается «комплекс мероприятий, направленных на создание условий, обеспечивающих удовлетворение в соответствии с требованиями медицинской науки
потребностей различных групп населения в здоровом питании с
учетом их традиций, привычек и экономического положения».
Важным моментом реализации предыдущей концепции государственной политики в области здорового питания населения
до 2005 г. явилось принятие большинством субъектов Российской
Федерации программ, направленных на улучшение структуры
питания населения своего региона, а также организация в субъектах Российской Федерации центров оздоровительного питания.
За прошедшие годы отмечено улучшение питания населения
за счет изменения структуры потребления пищевых продуктов,
а именно: увеличения доли мясных и молочных продуктов, фруктов и овощей, разработано свыше четырех тысяч пищевых про-
5
дуктов, обогащенных биологически ценными компонентами.
Реализуются проекты, направленные на совершенствование организации школьного питания.
С 2009 г. в центрах здоровья проводятся мероприятия, направленные на формирование здорового образа жизни населения,
включая сокращение потребления алкоголя и табака, а также на
снижение заболеваемости и смертности от наиболее распространенных заболеваний.
Однако, несмотря на положительные тенденции в питании
населения, смертность от хронических болезней, развитие которых в значительной степени связано с алиментарным фактором,
остается значительно выше, чем в большинстве европейских
стран.
Питание большинства взрослого населения не соответствует
принципам здорового питания из-за потребления пищевых продуктов, содержащих большое количество жиров животного происхождения и простых углеводов, недостатка в рационе овощей
и фруктов, рыбы и морепродуктов, что приводит к росту избыточной массы тела и ожирению. Распространенность избыточной
массы тела и ожирения за последние восемь-десять лет возросла
с 19 до 23 %, в результате увеличивается риск развития сахарного
диабета, болезней сердечно-сосудистой системы и других заболеваний.
Значительная часть работающего населения страны лишена
возможности правильно питаться в рабочее время, особенно это
касается работников малых и средних предприятий, что неблагоприятно сказывается на их здоровье. Организация правильного
питания работающего населения — важнейшая задача специалис­
тов общественного питания.
Неправильное питание — как недостаточное, так и избыточное — одинаково вредно отражается на здоровье взрослых и детей.
Это может выражаться в ухудшении физического и умственного
развития, снижении сопротивляемости организма воздействию
различных факторов внешней среды, понижении работоспособности, преждевременном старении и сокращении продолжительности жизни.
Результаты широкомасштабных эпидемиологических исследований, направленных на изучение состояния питания и здоровья
населения в различных регионах России, свидетельствуют о том,
что структура питания и пищевой статус как детского, так и
взрослого населения характеризуется серьезными нарушениями.
Основные нарушения в питании, наблюдаемые в различных
возрастных и профессиональных группах, в основном одинаковы.
Это в первую очередь избыток в пище углеводов и жиров животного происхождения и дефицит овощей, фруктов и ягод. В то же
6
время в питании населения выявлен дефицит полиненасыщенных
жирных кислот. В отдельных группах населения обнаружен дефицит витаминов, особенно антиоксидантов — витаминов А, С, Е
и бета-каротина, макро- и микроэлементов — кальция, железа,
йода, фтора, селена и цинка, пищевых волокон. Почти во всех
возрастных группах населения наблюдаются значительные нарушения режима питания.
Полноценное и сбалансированное питание является ведущим
фактором в формировании здоровья подрастающего поколения.
Нарушение питания приводит к росту числа детей со сниженными­ показателями физического развития. Оптимальное питание является необходимым условием нормального роста, физического
и нервно-психического развития, устойчивости к воздействию
неблагоприятных факторов внешней среды, работоспособности
и успешного обучения детей и подростков.
Недостаток питания может вызывать у детей замедление роста,
умственного развития, костеобразования, изменения в органах
желудочно-кишечного тракта, в эндокринной, иммунной и других
системах организма. Организация рационального питания детей
и подростков в детских учреждениях имеет особую социальную
значимость.
Нарушение пищевого статуса неминуемо ведет к ухудшению
здоровья и, как следствие, к развитию заболеваний. Если принять
все население Российской Федерации за 100 %, здоровых окажется только 20 %, людей с пониженными адаптационными возможностями — 40 %, а в состоянии предболезни и болезни — по 20 %
соответственно.
1.2. Алиментарные заболевания
Алиментарные заболевания — болезни, обусловленные недостаточным или избыточным по сравнению с физиологическими
потребностями поступлением в организм пищевых веществ.
К алиментарным заболеваниям, обусловленным недостатком
пищевых веществ, относятся белковая недостаточность, белковоэнергетическая недостаточность, витаминная недостаточность,
минеральная недостаточность и другие виды недостаточности.
Классическим примером изолированной белковой недостаточности служит квашиоркор — болезнь, развивающаяся у детей
в раннем возрасте вследствие недостаточности белка после отнятия ребенка от груди.
Среди указанных болезней наибольшее распространение имеют различные формы белково-энергетической недостаточности. По данным ООН, ими страдает значительный процент
7
населения развивающихся стран. К белково-энергетической недостаточности относятся алиментарная дистрофия и алиментарный маразм. Причиной алиментарного маразма является недостаточная калорийность питания, в результате чего возникает
недостаток энергии и пластических веществ для построения тканей организма, происходит дистрофия мышечной ткани и органов. Кахексия — крайнее истощение организма — может развиться при хроническом недоедании или голодании, нарушении
усвоения веществ (мальабсорбции), а также при некоторых хронических отравлениях и истощающих заболеваниях.
Витаминная недостаточность может проявляться в виде
гиповитаминозов и авитаминозов. Авитаминозы встречаются
редко, в основном в случаях голода или при тяжелых заболеваниях. Наиболее известны авитаминозы: витамина С — цинга, скорбут; витамина D — рахит; витамина В1 — бери-бери; витамина
В2 — арибофлавиноз; ниацина (витамина РР) — пеллагра; витамина А — гемералопия («куриная слепота») и ксерофтальмия.
У россиян наиболее распространены гиповитаминозы и их
скрытые формы при пониженной (субнормальной) обеспеченности витаминами. Субнормальная обеспеченность витаминами
возникает в обычных условиях жизни у практически здоровых
людей, уделяющих недостаточное внимание разнообразию пищевого рациона. Причинами скрытой витаминной недостаточности
являются широкое использование в питании рафинированных
продуктов, лишенных витаминов в процессе их производства
(хлеба тонкого помола, сахара и др.); потеря витаминов при длительном хранении и неправильной кулинарной обработке продуктов; замена свежих продуктов консервами. Субнормальная
обеспеченность витаминами уменьшает адаптационные возможности организма, что выражается в снижении устойчивости к
действию неблагоприятных факторов и возбудителей инфекций,
физической и умственной работоспособности и т. п.
Минеральная недостаточность вызывается нехваткой минеральных веществ, например кальция, железа, йода, фтора и др.
В нашей стране наиболее распространенными формами минеральной недостаточности питания, особенно у детей, являются
железодефицитная анемия и йодная недостаточность.
По данным Всемирной организации здравоохранения, железодефицитная анемия относится к числу наиболее распространенных болезней недостаточности питания в мире и встречается
более чем у 20 % населения. Еще более распространен скрытый
дефицит железа. Железодефицитная анемия чаще всего встречается у детей и беременных женщин.
Недостаточное поступление йода является причиной эндемического зоба. По данным Всемирной организации здравоохране-
8
ния, повышенный риск развития йододефицитных заболеваний
существует у более чем 2 млрд человек, а у 740 млн обнаружен
эндемический зоб. В России дефицит йода наблюдается во многих регионах, особенно в горных местностях.
Недостаточность усвояемого кальция в питании детей способствует развитию рахита, у взрослых — остеопороза. Недостаток
фтора приводит к кариесу.
Алиментарные болезни могут быть обусловлены однообразным
питанием, т. е. продуктами какой-либо одной группы (например,
недостаточностью меди при молочном питании), разбалансированностью рациона, а также присутствием в пище так называемых
антиалиментарных веществ, препятствующих усвоению пищевых
веществ (например, фитиновая кислота зерновых мешает усвоению кальция, магния и других элементов). Во многих случаях
алиментарные заболевания развиваются при сочетанной нехватке ряда пищевых веществ, например белков, витаминов, железа
и др.
Избыточное питание относится к распространенной патологии
питания. Излишнее поступление некоторых пищевых веществ и
энергии, так же как и недостаточное, приводит к серьезным заболеваниям. Энергетической избыточностью питания обусловлено алиментарныое ожирение.
В начале XXI в. ожирение стало одной из важнейших проблем
здравоохранения не только во всех экономически развитых странах, но и в развивающихся странах, для которых традиционно
было характерно недостаточное питание.
По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2008 г.
1,5 млрд человек в мире в возрасте 20 лет и старше имели избыточную массу тела, из них свыше 200 млн лиц мужского пола и
почти 300 млн лиц женского пола страдали ожирением. Прогнозируется, что к 2015 г. примерно 2,3 млрд взрослых людей в мире
будут иметь избыточную массу тела и более 700 млн — ожирение.
По данным выборочных исследований, проведенных в России
в 2009 г., избыточность массы тела среди мужчин и женщин в
возрасте от 20 до 65 лет составила 32,1 % и 28,6 %, соответственно ожирение — 22,6 % и 20,5 %.
Избыточное питание и, как следствие, ожирение являются
ведущими факторами риска массовых неинфекционных заболеваний, часто именуемых «болезнями цивилизации», которые
связаны с нарушением сбалансированности питания.
Избыточное и несбалансированное питание приводит к нарушению процессов обмена веществ в организме, ослаблению
иммунитета, возникновению хронических заболеваний, преждевременному старению, оказывает неблагоприятное воздей-
9
ствие на качество жизни, приводит к сокращению ожидаемой
продолжительности жизни и повышает уровень смертности среди трудоспособного населения, является частой причиной заболеваний органов кровообращения, опорно-двигательного аппарата и др.
Среди алиментарно зависимых заболеваний наиболее значимыми являются: атеросклероз и ишемическая болезнь сердца,
гипертоническая болезнь, ожирение, сахарный диабет второго
типа, остеопороз, подагра, некоторые онкологические заболевания.
У детского населения России отмечается рост заболеваний,
обусловленных характером питания, — железодефицитная анемия, ожирение, болезни эндокринной системы и органов пищеварения. Наметилась тенденция к росту гипертонической
болезни.
Наиболее опасным нарушением рационального питания является избыточное потребление сахара и рафинированных углеводов.
Исследования показали, что увеличение сердечно-сосудистых
заболеваний совпадает с общим увеличением потребления сахара. При избытке углеводов, особенно легкоусвояемых (чистого
сахара, конфет, печенья, макаронных изделий, хлеба из муки
высших сортов) могут развиваться различные заболевания — от
кариеса до сахарного диабета и онкологических заболеваний.
Установлено, что наименьший уровень кариеса отмечается там,
где употребление сахара не превышает 20 кг в год на человека,
что эквивалентно 6 … 10 % общей калорийности рациона.
При избытке простых углеводов повышается расход витамина
В1 и, как результат, возникает его дефицит, что ведет к нарушению деятельности центральной и периферической нервной сис­
темы.
Избыточное потребление жиров животного происхождения,
недостаточное потребление растительного масла и рыбных продуктов приводит к серьезным нарушениям жирового обмена,
следствием чего является атеросклероз, ишемическая болезнь
сердца, гипертоническая болезнь и др. Повышенное содержание
липидов в крови повышает свертываемость крови и приводит к
тромбозам, что может стать причиной инсульта.
Чтобы предупредить многие заболевания, связанные с нарушением жирового обмена из-за избыточного потребления жиров
животного происхождения, необходимо ежедневно вводить в рацион растительные жиры и рыбные продукты, чтобы обеспечить
организм полиненасыщенными жирными кислотами омега-6 и
омега-3, которые очень важны для сердечно-сосудистой системы,
печени и других органов.
10
1.3. Задачи в области оптимизации питания
населения
Рекомендации по оптимизации питания должны содержать
перечень пищевых продуктов и нутриентов, употребление которых
необходимо увеличить или уменьшить. Существует три направления коррекции питания:
•• изменение продуктового набора традиционных пищевых продуктов: ограничить потребление жиров животного происхождения и увеличить потребление растительного масла и рыбных
продуктов; потреблять не менее четырех раз в день овощи и
фрукты; использовать хлеб из муки грубого помола или с добавлением цельного зерна и крупы из цельного зерна; снизить
потребление соли и сахара;
•• включение в рацион обогащенных нутриентами пищевых продуктов, функциональных и специализированных продуктов;
•• использование для коррекции пищевого статуса биологически
активных добавок к пище и витаминных препаратов.
Основным способом коррекции питания является расширение
ассортимента традиционных пищевых продуктов. Разнообразие
продуктов в рационе питания и умеренность в еде — основа здорового питания. Чаше всего несбалансированность питания связана с крайним однообразием ежедневного рациона продуктов.
При разработке рациона питания следует учитывать, что существуют продукты обязательного ежедневного потребления, которые
должны присутствовать в рационе в рекомендуемых количествах.
В 2010 г. Минздравсоцразвития России утвердил Рекомендации
по рациональным нормам потребления пищевых продуктов, которые представляют собой усредненную величину (расчеты произведены на душу населения) объема суточного потребления
пищевых продуктов с учетом необходимого поступления пищевых
и биологически активных веществ, обеспечивающих оптимальную
реализацию физиолого-биохимических процессов в организме
человека.
Рекомендуемые объемы потребления
пищевых продуктов, кг/год/чел.
Хлебобулочные и макаронные изделия в пересчете
на муку, мука, крупы, бобовые......................................95 … 105
в том числе обогащенные микронутриентами............ 30 … 40
Картофель........................................................................95 … 100
Овощи и бахчевые......................................................... 120 … 140
Фрукты и ягоды...............................................................90 … 100
Мясо и мясопродукты.......................................................70 … 75
11
Молоко и молочные продукты в пересчете
на молоко ......................................................................320 … 340
в том числе обогащенные микронутриентами...........70 … 100
Яйца..................................................................................260 шт.
Рыба и рыбопродукты.......................................................18 … 22
Сахар................................................................................. 24 … 28
Масло растительное..........................................................10 … 12
Соль................................................................................. 2,5 … 3,5
Для оптимизации питания необходимо продолжать работу по
реализации региональных программ, направленных на улучшение
структуры питания населения региона, создавать центры оздоровительного питания и активизировать их работу по формированию здорового питания, а в центрах здоровья усилить пропаганду здорового образа жизни.
Задачами, стоящими перед различными ведомствами и учреждениями по реализации программы оптимизации питания населения, согласно Основам государственной политики в области
здорового питания до 2020 г. являются:
•• увеличение доли производства продуктов массового потребления, обогащенных витаминами и минеральными веществами,
включая массовые сорта хлебобулочных изделий, а также молочные продукты, до 50 % общего объема производства;
•• увеличение доли производства молочных и мясных продуктов
со сниженным содержанием жира до 30 % общего объема производства;
••достижение уровня обеспечения сбалансированным горячим
питанием в организованных коллективах, в том числе трудовых, не менее 80 % лиц, входящих в состав организованных
коллективов;
•• снижение заболеваемости детей и подростков, связанной с
питанием (анемия, недостаточность питания, ожирение, болезни органов пищеварения), до 10 %;
•• повышение адекватной обеспеченности витаминами детей и
взрослых не менее чем на 70 %;
•• снижение распространенности ожирения и гипертонической
болезни среди населения на 30 %, сахарного диабета — на 7 %.
Предусматривается также значительное увеличение производства отечественного мясного сырья и мясных продуктов, рыбной
продукции, овощей и фруктов.
В решении задач оптимизации питания населения немаловажная
роль отводится общественному питанию. Для высококлассных
специалистов в области производства продукции общественного
питания, способных решать задачи оптимизации питания населения, необходимы знания основ физиологии питания, основ рационального, диетического и лечебно-профилактического питания.
12
Контрольные вопросы
1.Какую роль выполняет питание в жизнедеятельности организма?
2.Какие виды недостаточности питания существуют?
3.Чем опасно недостаточное и избыточное питание?
4.Какие заболевания называют алиментарно зависимыми?
5.Каковы причины алиментарных заболеваний?
6.Какова политика государства в области здорового питания?
7.Какие нарушения в питании характерны для населения России,
какие мероприятия необходимы для его оптимизации?