Питание

Потребность в пищевых веществах в различные возрастные периоды

Потребность в питательных веществах растущего, развивающегося и активно двигающегося ребенка очень высока. Вместе с тем организм маленьких детей может усваивать далеко не всякую пищу. Пища ребенка по своему количеству и качеству должна соответствовать особенностям пищеварительного тракта и удовлетворять потребность растущего организма в необходимых веществах. Недостаточное, избыточное, одностороннее, не соответствующее пищеварительным возможностям ребенка питание ведет к возникновению гипотрофии, паратрофии, ожирения, малокровия, расстройств пищеварения, предрасполагает к инфекционным и другим болезням. Особенно это относится к вскармливанию детей раннего возраста, у которых процессы роста, развития, адаптации исключительно напряжены, а функциональные возможности системы пищеварения весьма ограниченны.

В понятие "рациональное питание" включается введение пищевых веществ не только для создания источника энергии, но и для оптимального обмена веществ, обеспечивающего жизнедеятельность органов и тканей, построение новых клеток и разрушение старых. Процессы обмена включают в себя ряд последовательных фаз – всасывание в кишечнике, внутриклеточные процессы усвоения, процессы накопления, расход энергии, удаление продуктов распада. Для обеспечения правильного обмена основные пищевые вещества – белки, жиры, углеводы, минеральные соли, а также биологически активные элементы пищи (витамины) – в разные возрастные периоды должны вводиться в определенных количествах и иметь определенный качественный состав. Участие питательных веществ в обменных процессах взаимосвязано, поэтому очень важно их правильное соотношение в рационе. Кроме того, рацион питания на каждом возрастом этапе должен соответствовать функциональным возможностям пищеварительной системы организма.

Белки. Растущий организм ребенка и подростка нуждается в постоянном поступлении с пищей животных и растительных белков, являющихся для него источником аминокислот. Специфические белки организма, обеспечивающие важнейшие процессы метаболизма и участвующие в поддержании гомеостаза в иммунной защите и пр., синтезируются из аминокислот, которые поступают из желудочно-кишечного тракта в процессе переваривания белков пищи.

Аминокислоты делятся на незаменимые и заменимые. Если незаменимые аминокислоты (триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин) не поступают с пищей, то синтез белков в организме нарушается. Особенно важно поступление незаменимых аминокислот для растущего организма, например, отсутствие лизина в пище приводит к задержке роста, истощению мышечной системы, недостаток валина – к расстройствам у ребенка двигательной координации. Заменимые аминокислоты синтезируются в организме.

Белки, включающие весь необходимый набор аминокислот, обеспечивающих нормальные процессы метаболизма, относятся к биологически полноценным белкам, содержащимся главным образом в продуктах животного происхождения (мясо, рыба, яйцо, молоко и др.). Белки перечисленных продуктов, проходя по пищеварительному тракту человека, успевают почти полностью расщепиться, около 95% входящих в них аминокислот переходит в кровь, чего не наблюдается с белками растительного происхождения. Так, белки пшеницы расщепляются и всасываются на 85%, ржаной муки – лишь на 65%. Поэтому важно, чтобы продукты животного происхождения составляли не менее 75% от пищевого рациона. Белок растительной пищи отличается более низкой биологической ценностью, поскольку не содержит достаточного количества незаменимых аминокислот. Для организма ребенка раннего возраста незаменимой аминокислотой является также гистидин, так как его синтез в первые годы жизни ограничен и не покрывает потребности растущего организма.

Правильный обмен белков возможен только при надлежащем соотношении их с другими пищевыми веществами (жирами, углеводами, минеральными солями). Организм ребенка очень чувствителен к недостатку белка и изменению его качественного состава. Быстрый рост ребенка требует сравнительно большого количества белка, являющегося основным пластическим (строительным) материалом. Из белков формируются клетки и ткани живого организма, они необходимы для синтеза гормонов, ферментов, для процессов кроветворения, выработки антител и формирования иммунитета.

В женском молоке содержится наиболее "идеальный" белок, усваивающийся почти полностью. При искусственном вскармливании потребность в содержании белка выше, чем при естественном, так как в желудочно-кишечном тракте младенца белок коровьего молока усваивается не полностью, а растительный еще меньше.

У детей более старшего возраста потребность в белках обеспечивается такими продуктами, как мясо, рыба, сыр, бобовые растения (содержат 16–25% белка), яйца, творог, пшеница, рожь, гречиха, пшено (8–15% белка), молоко, кефир и простокваша (3–5%), фрукты и овощи (0,5– 2,5%).

Нейрогуморальная регуляция белкового обмена: нервная регуляция осуществляется гипоталамусом. Гуморальная регуляция реализуется сомаготропным гормоном гипофиза и гормонами щитовидной железы (тироксин и три-йодтиронин), которые стимулируют синтез белка. Гормоны коры надпочечников (гидрокортизон, кортикостерон) усиливают распад белков в тканях, а в печени, наоборот, стимулируют.

Конечными продуктами обмена белков являются азотсодержащие вещества – мочевина и мочевая кислота. Из всех продуктов питания, получаемых человеком, лишь белки содержат азот, поэтому исследование белкового обмена ведется по балансу азота, содержащегося в принятой человеком пище и выделенного с каловыми массами, мочой. Для полноценного роста и развития ребенка и подростка нужен положительный азотистый баланс, в то время как для взрослого человека оптимальным является азотистое равновесие.

Жиры (липиды) – важнейший источник энергии для организма. Кроме того, жиры обеспечивают многие биологические функции организма: участвуют в образовании клеточных мембран, являются носителями жирорастворимых витаминов (A, D, Е, К) и др. Часть жиров откладывается в печени, мышцах, под кожей, в сальнике, около почек и т.д., фиксируя и защищая многие органы, сосуды и нервы от травм, а весь организм в целом от излишних теплопотерь, а также создавая "стратегический запас" энергии.

Жиры различаются по содержанию в них жирных кислот, которые подразделяются на насыщенные и ненасыщенные (ПНЖК – полиненасыщенные жирные кислоты). Жиры, содержащие преимущественно насыщенные жирные кислоты, обычно животного происхождения и имеют при комнатной температуре твердую консистенцию. В питании они играют роль в первую очередь источника энергии. Жиры растительного происхождения (растительные масла) содержат большое количество ненасыщенных жирных кислот и имеют жидкую консистенцию. Они составляют важнейший строительный материал для всех тканей организма и участвуют во многих обменных процессах. Некоторые ненасыщенные жирные кислоты не образуются в организме и являются незаменимыми (линолевая, линоленовая, арахидоновая). Биологическая ценность жиров определяется наличием в них незаменимых жирных кислот, отсутствие их в рационе приводит к патологическим нарушениям.

Из животных жиров в детском питании предпочтительно использовать сливочное масло, которое содержит витамины А и D и хорошо усваивается детским организмом, так как температура плавления этого жира (24–26°С) ниже температуры тела ребенка. Хуже усваиваются организмом тугоплавкие жиры: говяжий (т. пл. 41–43°С) и тем более бараний (т. пл. 44–51°С).

В рацион ребенка обязательно нужно вводить растительные жиры, содержащие ПНЖК. Основные источники их – подсолнечное, оливковое, кукурузное масло и др. Имея низкую температуру плавления, они легко усваиваются организмом и не раздражают кишечник. Желательно, чтобы они составляли не менее 20% всего суточного рациона жиров.

Большое значение для организма в целом и особенно нервной системы имеют фосфолипиды – важнейший компонент клеточных мембран, определяющий их строение и проницаемость, а также активность локализованных в мембранах ферментов. Содержатся фосфолипиды в яичном желтке (3–4%), в бобовых и некоторых злаках (до 1%), нерафинированном растительном масле (1–2%), сырах (0,5–1%), мясе и птице, рыбе, в меньшем количестве – в рафинированном растительном и сливочном масле.

Нейрогуморальная регуляция жирового обмена: нервная регуляция осуществляется гипоталамусом. Активизация процессов отложения жира осуществляется парасимпатическим отделом нервной системы, усиление его распада – симпатическим отделом. В гуморальной регуляции участвуют соматотропный гормон гипофиза, гормоны мозгового слоя надпочечников (адреналин и норадреналин), щитовидной железы (тироксин и трийодтиронин). Тормозят мобилизацию жира из жировой ткани глюкокортикоиды и инсулин.

Баланс жировых веществ очень важен для развития детского организма. При недостатке жировых веществ в пище ребенка замедляется рост, снижается иммунитет, нарушается состояние кожи и ее защитные функции. Избыток жиров угнетает секрецию пищеварительных желез, ухудшает переваривание и усвоение белка, нарушает фосфорно-кальциевый обмен.

Углеводы – органические вещества, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Они входят в состав продуктов растительного происхождения (овощей, фруктов, ягод, злаков) в виде сахарозы, фруктозы, глюкозы, галактозы, крахмала и клетчатки. В организме человека и животных углеводы встречаются в виде животного крахмала – гликогена. Углеводы – важнейший источник энергии для организма. Они необходимы и как пластический материал, поскольку входят в состав всех клеток и тканей организма, а также способствуют синтезу белков и окислению жиров.

Углеводы разделяют на простые и сложные. Сложные углеводы – полисахариды, к которым относятся крахмал растений, гликоген животных, клетчатка, содержащаяся в оболочках растительных клеток, – медленно расщепляются и усваиваются организмом. Простые углеводы – сахароза, глюкоза, фруктоза, галактоза и другие – имеют сладкий вкус и усваиваются организмом значительно быстрее.

Нейрогуморальная регуляция обмена углеводов: в крови человека углеводы циркулируют главным образом в виде глюкозы, количество которой довольно постоянно. Поддержание определенного уровня глюкозы в крови необходимо для нормального функционирования клеток головного мозга и других жизненно важных органов. Часть глюкозы распадается в клетках на воду и углекислый газ с выделением энергии; часть ее синтезируется в гликоген и откладывается в печени и мышцах. При снижении в крови уровня глюкозы гликоген вновь распадается на глюкозу, поддерживая таким образом постоянный ее уровень. Регулируется уровень глюкозы в крови гормоном, вырабатываемым специальными клетками поджелудочной железы, – инсулином. В гуморальной регуляции обмена углеводов участвуют также соматотропный гормон (гипофиз), тироксин и трийодтиронин (щитовидная железа), глюкагон (поджелудочная железа), адреналин (мозговой слой надпочечников) и глюкокортикоиды (корковый слой надпочечников). Все эти гормоны увеличивают уровень глюкозы в крови и только инсулин снижает его. Нервная регуляция обмена углеводов осуществляется гипоталамусом.

Потребность в углеводах индивидуальна и зависит от возраста, характера деятельности человека и качества других потребляемых им пищевых продуктов. Она превышает потребность в белках и жирах в 4 раза.

Углеводы детским организмом усваиваются лучше, чем взрослым. Одним из существенных показателей возрастных изменений углеводного обмена является резкое увеличение к старости времени нормализации уровня глюкозы крови при пробах на сахарную нагрузку. Например, у взрослых глюкоза появляется в моче, если она поступает в количестве 2,5–3 г на кг массы тела, в то время как у детей это происходит лишь при поступлении 8–12 г глюкозы.

Как недостаток, так и избыток углеводов в пище ведет к ухудшению процессов пищеварения. Чрезмерное поступление углеводов в организм усиливает образование жира, отложение его в подкожной клетчатке и жировой ткани вокруг внутренних органов, в печени, тем самым способствуя развитию ожирения, а также вызывает аллергические реакции. При избыточном поступлении сахара и сладких продуктов в кишечнике у ребенка может возникнуть чрезмерное брожение, усиленная перистальтика (сокращения кишечных стенок), частый стул.

Количественная потребность детей в белках, жирах, углеводах и энергии в зависимости от возраста приведена в табл. 8.2 и 8.3 (точное определение потребностей детей дошкольного возраста требует расчета в г/кг массы тела, в более старшем возрасте допустимо опираться на абсолютные величины, определяемые в граммах).

Таблица 8.2

Потребность детей раннего и дошкольного возраста в белках, жирах и углеводах, г/кг массы тела в сутки

Таблица 8.3

Средние нормы физиологических потребностей детей и подростков в основных пищевых веществах и энергии (в сутки)

Минеральные вещества входят в состав органов и тканей и играют большую роль во всех физико-химических процессах, протекающих в организме. Часть минеральных веществ содержится в клетках, другая часть находится в крови, лимфе и тканевой жидкости во взвешенном состоянии в виде ионов, многие из них являются составными частями гормонов, ферментов и сами по себе влияют на биохимические процессы. В организме новорожденного ребенка минеральные вещества составляют 2,5% массы тела, взрослого – 5%. Минеральные соли содержатся в пище в количестве, достаточном для поддержания жизнедеятельности. Только хлорид натрия вводится в рацион дополнительно в виде поваренной соли. Для растущего организма и во время беременности минеральных солей требуется больше, так как они необходимы для построения скелета, правильного развития органов и систем, нервной, мышечной и костной ткани.

Основными элементами, необходимыми для жизнедеятельности организма человека, являются кальций, магний, калий, фосфор, сера (макроэлементы).

Кальций – самый распространенный макроэлемент в организме человека. Общее содержание его во взрослом организме составляет около 1 кг. Большое количество кальция входит в состав скелета и зубной эмали. Кальций необходим для осуществления процесса свертывания крови, нервной проводимости, сокращения скелетной и сердечной мускулатуры.

На усвояемость кальция большое влияние оказывает сочетание его с другими компонентами пищи. Например, при поступлении вместе с жирами его усвояемость резко снижается. Хорошо утилизируется кальций из продуктов, богатых одновременно и фосфором. Для усвоения кальция важным является соотношение кальция и фосфора в пище. Оптимальное значение – 2:1, такое соотношение этих элементов встречается в основных пищевых источниках кальция: молоке и молочных продуктах. Много кальция содержится также в бобовых, сое, арахисе. Кальций растительного происхождения усваивается легче, чем животного: из молочных продуктов – 20–30% кальция, из растительных – 50%. В усвоении кальция тканями участвует витамин D (см. Витамины). С обменом кальция, фосфора и витамина D связаны рост костей, окостенение хрящей и многие метаболические процессы в организме.

Потребность в кальции особенно высока в детском возрасте в связи с ростом костной ткани, у беременных и кормящих женщин, после травм и переломов костей, причем наибольшая наблюдается на первом году жизни: в 8 раз больше, чем на втором году, и в 13 раз больше, чем на третьем, затем она снижается, составляя 0,7–2,4 г в сутки. Оптимальное соотношение между концентрацией солей кальция и фосфора для детей дошкольного возраста составляет 1:1, в возрасте 8–10 лет – 1,5 : 1, у подростков – 2:1. Такое соотношение способствует нормальному развитию скелета. Суточная доза кальция колеблется в пределах 550–1300 мг в зависимости от возраста.

У женщин потребность в кальции увеличивается в период климакса. В это время дефицит его в костной ткани приводит к развитию остеопороза (повышенная хрупкость костей, склонность к переломам). При старении костная ткань теряет часть кальция – происходит деминерализация костей, которая с возрастом охватывает все части скелета, что способствует развитию различных заболеваний скелета, в том числе остеохондроза, и более частым переломам костей.

Общее содержание магния в организме взрослого человека составляет 21–24 г, из которых 50–70% находится в костной ткани. При дефиците магния он частично высвобождается из костей. Магний является универсальным регулятором биохимических и физиологических процессов в организме, так как участвует в энергетическом и пластическом обмене (он участвует более чем в 300 биохимических реакциях). Особое значение имеет магний в функционировании нервной системы и проводящей системы сердца. Достаточная обеспеченность организма магнием способствует лучшей переносимости стрессовых ситуаций. Существенно увеличивается потребность организма в нем при физических нагрузках, у спортсменов в процессе длительных тренировок, а также при стрессовых ситуациях.

Ежедневная потребность организма взрослого человека в магнии составляет 300–400 мг. У лиц, занимающихся тяжелым физическим трудом, у спортсменов, беременных и кормящих женщин она возрастает на 150 мг в сутки. Значительное количество магния содержится в орехах и зерновых культурах, рыбе и свежих фруктах (особенно бананах). Недостаточное содержание магния в организме может проявляться синдромом "хронической усталости", снижением умственной работоспособности, ослаблением внимания и памяти, тремором и судорогами скелетной мускулатуры (икроножных и подошвенных мышц). Избыток магния встречается редко, так как он легко выводится почками.

Натрий – важный элемент плазмы крови и тканевой жидкости, определяющий величину осмотического давления. Обычно за сутки взрослый человек принимает от 5 до 15 г натрия. Основным пищевым источником его является поваренная соль. В условиях обычной жизнедеятельности человека дефицит натрия маловероятен, так как его достаточно в большинстве пищевых продуктов. Дополнительное количество натрия может потребоваться только после интенсивных физических нагрузок, когда он теряется с потом. Суточная потребность в натрии в детском возрасте – 25–40 мг.

Калий – присутствует в организме в виде ионов, это основной внутриклеточный ион, тогда как главным внеклеточным ионом является натрий. Калий играет существенную роль в регулировании многочисленных функций организма. Он участвует в процессе проведения нервных импульсов и способствует лучшей деятельности головного мозга, повышая снабжение его кислородом. Поступление калия в достаточном количестве приводит к снижению артериального давления, благоприятно влияет на сокращение сердечной мышцы.

Суточная потребность в калии взрослого человека составляет около 900 мг, а детей – 15–50 мг. Богаты калием цитрусовые, все зеленые овощи, картофель. При диете, бедной овощами и фруктами, возможно понижение его уровня в организме, что также приводит к развитию общей слабости и ослаблению рефлексов. Снижение содержания калия отмечается при избыточном употреблении сахара, кофе, употреблении алкогольных папитков. Повышенное содержание калия в крови может возникнуть и при чрезмерной физической нагрузке и привести к нарушению сердечного ритма.

Фосфор – элемент, необходимый для многих жизненно важных физиологических процессов, в том числе для минерализации костной ткани и функционирования клеток нервной системы. 80% его находится в костной ткани, остальные 20% входят в состав нуклеиновых кислот, ферментных систем, а в виде фосфолипидов является важнейшим структурным компонентом клеточных мембран. Фосфор участвует практически во всех физиологических и химических процессах организма. Потребность в нем достигает максимума в юности, у мужчин она выше, чем у женщин.

Фосфор содержится во многих пищевых продуктах, особенно много его в рыбе, мясе, яйцах, зерновых продуктах, орехах. Однако для всасывания фосфора из пищи необходимо наличие многих факторов, в частности витамина D.

Важно не только абсолютное количество потребляемого с пищей фосфора, но и оптимальное соотношение фосфора и кальция в пищевом рационе. Но в реальных условиях такое соотношение этих элементов встречается только в молоке и молочных продуктах; в большинстве же продуктов фосфора значительно больше, чем кальция. Так, в хлебе и картофеле соотношение кальция и фосфора равно 1 : 5, а в мясе и рыбе – до 1 : 20. В целом в рационе современного человека соотношение кальция и фосфора отличается от оптимального в сторону избыточного потребления фосфора.

Сера необходима в первую очередь для образования кератина – белка, находящегося в суставах, волосах и ногтях, она входит в состав многих других белков и ферментов, способствует секреции желчи в печени, поддерживает упругость и здоровый вид кожи. Сера имеется во всех продуктах с высоким содержанием белка: мясе, яйцах, бобовых, молоке, рыбе. Дефицит ее может возникнуть при недостатке белка в рационе и у курильщиков.

Железо относится к важнейшим для организма человека макроэлементам. Оно входит в состав гемоглобина эритроцитов, миоглобина (сократительного белка мышечной ткани) и многих ферментов, участвует в процессах кроветворения и иммунной защиты.

В организме взрослого человека содержится 3,5–5 г железа: 65% в гемоглобине, 31% – в депо, 4% – в миоглобине и плазме крови. Суточная потребность в железе составляет 10–15 мг. У детей потребность в железе выше, чем у взрослых, так как у них активнее идут процессы кроветворения и выше мышечная активность. Из общего количества железа, поступающего в организм взрослого человека с пищей за сутки (около 10 г), усваивается лишь 1–1,5 мг. Такое же количество ежесуточно теряется при слущивании эпидермиса и кишечного эпителия. Если в организм поступает меньшее количество железа, его всасывание становится более активным.

Потребность организма в железе повышается в период роста, при беременности, во время менструаций. При недостаточном поступлении железа с пищей (неполноценное питание, нарушение функции желудочно-кишечного тракта) возникает его дефицит, который приводит к развитию железодефицитной анемии. По данным ВОЗ, в мире ею страдает около 600 млн человек (в Европе – 40% женщин, 15% мужчин, 90% беременных, а в некоторых африканских и азиатских странах – до 70–90% населения).

Кроме перечисленных минеральных веществ, ребенку необходимы медь, бром, йод, цинк, кобальт, фтор и некоторые другие минералы. Их называют микроэлементами, так как они содержатся в пище и участвуют в метаболизме в минимальном количестве (менее 1 мг/%). Микроэлементы входят в состав многих ферментов, гормонов, витаминов и оказывают большое влияние на обмен веществ, рост и развитие организма.

Так, йод необходим для синтеза гормонов щитовидной железы, регулирующих важнейшие метаболические процессы. Недостаточное содержание йода в питьевой воде и пище приводит к его дефициту в организме и нарушению функции щитовидной железы. Особенно большое значение содержание йода имеет во время беременности, при формировании нервной и эндокринной систем плода. Дефицит йода в этот период является фактором риска развития кретинизма (врожденной недостаточности функции щитовидной железы, приводящей к специфическому нарушению физического и умственного развития). В постнатальном онтогенезе дефицит йода приводит к нарушению психических функций, снижению иммунитета, работоспособности, успеваемости.

Согласно данным ВОЗ, более 30% населения мира проживают в районах, где отмечается недостаточное потребление йода. Коррекция дефицита йода обеспечивается путем изменения характера питания или дополнительным приемом йодсодержащих препаратов. К продуктам, богатым йодом, относятся морская капуста, морская рыба и другие морепродукты; овощи, выращенные на почве, богатой йодом. Повысить содержание йода в пище можно также употреблением обогащенных йодом соли, воды, пищевых продуктов.

Медь – жизненно необходимый микроэлемент, так как входит в состав большинства белков. В организме взрослого человека содержится 150 мг меди, из них 10–12 мг в печени, остальное количество в других органах и тканях. Суточная потребность в меди – около 2–3 мг. В продуктax питания присутствует достаточное количество меди, поэтому ее дефицит практически не встречается.

Кобальт входит в состав молекулы витамина В12, участвует в кроветворении, процессах роста и размножения совместно с цинком, медью, железом. Для взрослого человека суточная потребность в кобальте составляет около 0,05–0,1 мг. Основной естественный его источник – зеленые листовые овощи.

Цинк содержится в организме человека в количестве менее 0,01% массы тела, однако имеет колоссальное значение в обмене веществ в организме, особенно для нервной и эндокринной систем. Он играет важную роль в регенерации тканей, входит в состав ферментов, обладает антиоксидантными свойствами. Наибольшее количество его присутствует в субпродуктах, мясе, морепродуктах, нешлифованном рисе, семенах подсолнечника.

Дефицит цинка в организме сопровождается ослаблением иммунитета, у детей – снижением аппетита, нарушением вкуса и замедлением роста. Недостаточность цинка сказывается и на половой функции, ее нарушения сходны с теми, которые развиваются при старении организма. Опасность дефицита цинка появляется у строгих вегетарианцев, а также курильщиков и лиц, злоупотребляющих алкоголем.

Фтор необходим для правильного формирования костной и зубной ткани. Физиологическая потребность во фторе составляет 1 мг is сутки. Богатыми его источниками являются морепродукты, чай, петрушка. Недостаточное содержание фтора в организме человека предрасполагает к развитию кариеса зубов и остсопороза. Рафинированные (очищенные) продукты питания не всегда содержат достаточное количество фтора, в связи с чем очень важно фторирование питьевой воды, особенно для правильного развития костной системы и зубов растущего организма. При избыточном его поступлении в организм возникает флюороз, проявляющийся в появлении светлых пятен на эмали зубов, в изменениях в суставах и позвоночнике.

Молибден способствует нормальному обмену углеводов и жиров, утилизации железа. Наибольшее его количество содержится в листовых овощах, неочищенном зерне и бобовых.

Марганец входит в состав ферментных систем и необходим для поддержания нормальной структуры костей. Наибольшее его количество содержится в зеленых листовых овощах, продуктах из неочищенного зерна, орехах, час. При марганцевой недостаточности человек худеет, появляются тошнота, рвота, изменяется цвет волос. В высококалорийной, рафинированной мясомолочной пище марганца не хватает, поэтому в рацион надо включать каши из неочищенных круп, хлеб из отрубей, семечки, орехи, зелень.

Селен является биологически активным микроэлементом, входящим в состав многих гормонов и ферментов и связанным таким образом с деятельностью всех органов, тканей и систем. Селен участвует в репродуктивных процессах, в развитии молодого организма, предотвращает старение, влияя на продолжительность жизни. Селен – мощный антиоксидант, он стимулирует образование антител и повышает защиту от простудных и инфекционных заболеваний, участвует в выработке эритроцитов, способствует поддержанию и продлению сексуальной активности. В настоящее время установлено, что селен снижает заболеваемость раком и уменьшает смертность от него.

В избыточном количестве он может оказывать токсическое действие на организм человека, но в небольших – физиологических – количествах является незаменимым, жизненно важным микроэлементом. Основным источником селена для человека служат пшеничная и ржаная мука. Суточная потребность в селене для взрослого организма составляет от 50 до 200 мкг. В настоящее время проблема дефицита селена в организме людей привлекает большое внимание.

Бром участвует в регуляции деятельности нервной системы, воздействует на функции некоторых эндокринных желез. Суточное потребление брома взрослым человеком находится на уровне 0,1 – 1 мг. Наиболее богаты этим элементом зерновые, бобовые и молоко. Чрезмерное накопление брома в организме сопровождается угнетением функций ЦНС и поражением кожных покровов.

Бор имеет важное значение в формировании костной ткани, предупреждает развитие остеопороза. Суточная потребность в боре – 2 мг. Наибольшее количество бора человек получает с корнеплодами.

Хром участвует в обмене углеводов и жиров, в синтезе инсулина. Дефицит его может вызвать развитие атеросклероза и сахарного диабета, гипертонической болезни. Основные пищевые источники хрома – дрожжи, мясные продукты, яичный желток, печень.

Кремний имеет большое значение для нормального процесса роста и формирования костей, хрящевой и соединительной ткани и способствует укреплению клеток кожи, волос и ногтей, снижает хрупкость костей. Наибольшее количество его содержится в корнеплодах и других продуктах, богатых растительной клетчаткой. Кремниевая недостаточность приводит к нежелательным изменениям кожных покровов: кожа становится сухой и дряблой, а волосы и ногти – сухими и ломкими. Суточная физиологическая потребность в кремнии – 20–50 мг.

Потребность детей в минеральных веществах, в том числе и в микроэлементах, до 4–5 месяцев жизни удовлетворяется грудным молоком матери. С 3–4 месяцев их надо вводить ребенку с соками ягод, фруктов и овощей, а с 5–6 месяцев – с прикормом (овощи и фрукты, яйца, мясо, каши, особенно гречневая, овсяная и т.д.). Рацион детей более старшего возраста может обеспечить потребность растущего организма необходимыми макро- и микроэлементами лишь в том случае, если он будет полноценным, разнообразным, составленным с учетом современных представлений диетологии (науки о рациональном питании).

Рекомендуемая норма потребления основных минеральных веществ для детей разных возрастных групп приведена в табл. 8.4.

Таблица 8.4

Нормы физиологических потребностей детей и подростков школьного возраста в основных минеральных веществах

Витамины (от лат. vita – жизнь, amin – соединения азота) – это группа биологически активных веществ, которые не являются строительным материалом или источником энергии, но необходимы организму для роста, развития, регуляции жизненных функций. Их основные функции сводятся к участию в работе биокатализаторов – ферментов (в качестве коферментов – составной части ферментов, без которой фермент не может активно участвовать в метаболических процессах). Кроме того, некоторые витамины участвуют в регуляторных процессах в качестве гормоноподобных соединений и в подавлении образования свободных радикалов – соединений, оказывающих повреждающее действие на клетки.

Витамины играют важную роль в жизнедеятельности организма: без них нарушается нормальный обмен веществ, страдают пищеварение и кроветворение, падает работоспособность, снижается иммунитет и устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды. Хотя организму требуется незначительное количество этих биологически активных веществ, каждый витамин выполняет присущую только ему специфическую функцию и не может быть заменен другим веществом.

Витамины широко распространены в природе. Они содержатся во многих пищевых продуктах и больше всего в продуктах растительного происхождения: овощах, фруктах, злаках, корнеплодах, ягодах. Некоторые витамины синтезируются в организме человека и животных под влиянием микрофлоры кишечника (например, витамин К, витамины В6, В12). Поэтому длительные расстройства функции пищеварительного тракта и нарушения микрофлоры кишечника (дисбактериоз) могут привести к снижению образования витаминов в кишечнике и ухудшению их всасывания. В этих случаях явления витаминной недостаточности могут возникнуть даже при достаточном поступлении витаминов с пищей.

Потребность человека в витаминах зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности, бытовых условий, уровня физической нагрузки, климатических условий, физиологического состояния организма, пищевой ценности питания и других факторов. Она повышается при заболеваниях, проживании в холодных регионах, недостаточном пребывании на солнце, напряженной физической и умственной работе. Недостаток какого-либо витамина в организме – гиповитаминоз – может проявляться специфическими нарушениями со стороны нервной системы, кожи, зрения и других органов, вызывать задержку развития детского организма, снижение аппетита, общего психофизического тонуса. Полное отсутствие в течение длительного времени какого-либо витамина может привести к развитию болезненного состояния, называемого авитаминозом. Тяжело проявляется также одновременный недостаток различных витаминов – полигиповитаминоз. В этих случаях отмечается общая вялость, повышенная утомляемость, потеря аппетита, замедление роста и прибавки веса.

Витамины принято обозначать буквами латинского алфавита. По физико-химическим свойствам витамины разделяются на две большие группы. Первая группа – водорастворимые витамины: это витамины группы В, С, Р, фолиевая кислота. Они хорошо растворяются в воде, разрушаются при нагревании и в щелочной среде, устойчивы в кислой среде (например, во фруктовых и овощных консервах). Витамины этой группы не накапливаются в организме, их избыток выводится почками. Жирорастворимые витамины – A, D, Е, К, F – в воде не растворяются, но хорошо растворяются в жирах, устойчивы к нагреванию, в кислой и щелочной среде. Эти витамины при их избытке могут накапливаться в организме, оказывая неблагоприятное влияние – в тяжелых случаях даже вызывая болезненные состояния (гипервитаминозы). Избыточные количества жирорастворимых витаминов могут искажать обмен веществ, поражать почки и сосуды, снижать аппетит, нарушать рост и развитие.

Количество витаминов, необходимое ребенку, в расчете на 1 кг массы тела выше, чем у взрослых. Оптимальные количества витаминов для нормального обмена веществ у детей и подростков приведены в табл. 8.5.

Таблица 8.5

Нормы физиологических потребностей детей и подростков школьного возраста в основных витаминах (в сутки)

Витамин С (аскорбиновая кислота) участвует в окислительно-восстановительных процессах организма, регулирует деятельность ферментов и гормонов, рост хрящей и костей, повышает свертываемость крови, оказывает влияние на общий тонус организма и сопротивляемость к различным внешним воздействиям, в том числе к инфекциям. Витамин С играет важную роль в поддержании нормального состояния стенок капилляров и сохранении их эластичности, при его недостатке усиливается проницаемость стенок капилляров, они становятся ломкими. Появляется склонность к отекам и кровоизлияниям.

Витамин С в организме человека не образуется. Он содержится в овощах, зелени, фруктах, особенно в цитрусовых, ягодах (черная смородина, шиповник), в небольшом количестве – в мясе и молочных продуктах, главным образом в летне-осенний период. Северные сорта растений содержат витамин С в большем количестве, чем южные. Витамин С малоустойчив. Он легко окисляется и разрушается при кулинарной обработке – варке, жарке продуктов; в очищенных и нарезанных продуктах – под действием кислорода воздуха.

При интенсивной физической и умственной работе, стрессах, различных заболеваниях потребность организма в витамине С возрастает, поэтому и дозировка его должна быть увеличена. К концу зимы, когда витамина С в растительных и молочных продуктах становится мало, его недостаток компенсируется приемом аскорбиновой кислоты (синтетически полученный витамин С) или поливитаминов, ее содержащих, и продуктов с высоким содержанием витамина С, например настоя шиповника.

Гиповитаминоз С у детей легко вызывается самыми различными заболеваниями и усиливается при кишечных расстройствах, приводя часто к общему ослаблению организма. С уменьшением в организме витамина С снижается сопротивляемость его к инфекционным и простудным заболеваниям, падает работоспособность, появляются вялость, сонливость, боли в суставах, кровоточивость десен (цинга).

Витамин Р имеет много общего с витамином С, он стимулирует потребление кислорода клетками, препятствует разрушительному действию кислородной недостаточности, укрепляет стенки сосудов, уменьшает возникновение мелких кровоизлияний. В растительной природе выявлено большое количество веществ, обладающих Р-витаминной активностью. Это биофлавоноиды. Наиболее известен из них рутин, используемый в поливитаминных препаратах.

Потребность в витамине Р точно не установлена, ориентировочно для взрослых она составляет 35–50 мг в сутки. Витамин Р содержится в растительных продуктах, таких как черноплодная рябина, черная смородина, шиповник, цитрусовые, земляника, виноград, морковь, свекла, картофель и др.

Витамины группы В принимают участие в процессах роста и обмена, особенно белкового и углеводного, способствуют нормальному кроветворению. При их недостатке в организме в первую очередь нарушаются состояние кожи, деятельность нервной системы и желудочно-кишечного тракта.

Витамины этой группы содержатся почти во всех растительных и молочных продуктах. Много их в пивных и пекарских дрожжах, мясе, печени, рыбе, злаках и особенно в оболочках и зародышах зерен, в то же время они отсутствуют в муке тонкого помола, перловой крупе, в хорошо очищенном, так называемом полированном, рисе.

Витамин В1 (тиамин) необходим для нормального протекания углеводного, белкового и жирового обмена. Недостаток его в организме приводит к неполному расщеплению веществ, накоплению продуктов их промежуточного обмена и, как следствие, к ухудшению функции нервной, сердечнососудистой, пищеварительной систем и желез внутренней секреции. Основным источником витамина В1 являются зерновые продукты, не освобожденные от периферических частей оболочки и зародыша, много сто в дрожжах и печени. Он поступает в организм также с мясом, рыбой, молочными продуктами, частично может синтезироваться микрофлорой толстого кишечника.

Преимущественное потребление рафинированных углеводистых продуктов – хлебобулочных изделий из муки высшего сорта – приводит к резкому снижению тиамина в пищевом рационе. В то же время обильное употребление кондитерских изделий и других сладких продуктов резко повышает потребность в тиамине, создавая его дефицит. Возникающий при этом недостаток витамина В1 проявляется в повышенной утомляемости, ухудшении аппетита, поражении периферических нервов, нарушении функции сердечно-сосудистой системы.

Витамин В2 (рибофлавин) содержится в картофеле, овощах, молочных продуктах, мясе, печени, рыбе, в гречневой и манной крупах, особенно много его в дрожжах. У человека он может синтезироваться микрофлорой кишечника. Этот витамин активно участвует во всех процессах обмена веществ в организме ребенка, способствует его росту, наряду с витамином А улучшает состояние зрения. Недостаток витамина в организме приводит к нарушению нормальной функции нервной, сосудистой и пищеварительной систем. На слизистых оболочках рта, языке появляются кровоточащие, плохо заживающие трещины, на коже, особенно около слизистых оболочек, у рта, носа, глаз – экзема. Веки глаз воспаляются, наблюдаются слезотечение, светобоязнь, иногда понижается слух.

Витамин В6, как и другие витамины этой группы, содержится во многих продуктах животного и растительного происхождения (мясе, рыбе, печени, крупах, хлебе грубого помола, в молочных продуктах), может синтезироваться микрофлорой кишечника. Он участвует во многих обменных процессах в организме, особенно велика его роль в регуляции обмена белков. Витамин В6 существенно влияет на кроветворение и иммунитет, улучшает состояние печени и поджелудочной железы при их заболеваниях, восстанавливает нарушенные обменные процессы при рахите. Недостаток витамина неблагоприятно сказывается на состоянии центральной нервной системы, снижает обучаемость детей, их устойчивость к физическим и нервно-психическим нагрузкам.

Витамин В12 поступает в организм с продуктами животного происхождения и синтезируется микроорганизмами, населяющими толстую кишку. Для всасывания витамина В12 необходим мукопротеид, выделяемый слизистой оболочкой желудка (так называемый внутренний фактор Кастла), – при его отсутствии всасывания витамина не происходит. Поэтому заболевания, нарушающие состояние слизистой оболочки желудка, например хронический гастрит, сопровождаются недостатком витамина В12 даже при достаточном поступлении его с пищей.

Витамин В12 способствует росту и развитию ребенка, повышает иммунитет, улучшает состояние нервной системы и кожи, уменьшает проявления острой и хронической интоксикации. Особенно важную роль играет витамин В12 в процессах кроветворения, его недостаток вызывает развитие специфической формы малокровия.

Витамин РР (никотиновая кислота) в организме человека не синтезируется, он поступает с теми же продуктами, которые являются источником других витаминов группы В. Витамин РР участвует в регуляции углеводного и жирового обмена, нормализует обмен аминокислот и холестерина, снижает содержание сахара в крови. Отмечено его регулирующее действие на состояние нервной, сосудистой и пищеварительной систем, что проявляется в активирующем влиянии на функцию коры больших полушарий головного мозга (поддержание равновесия между процессами возбуждения и торможения), сосудорасширяющем действии, улучшении функции желудка, печени и поджелудочной железы.

Этот витамин хорошо сохраняется при сушке, консервировании и кулинарной обработке. Потребность в нем легко удовлетворяется обычным рационом питания. Гиповитаминоз РР нередко наблюдается при различных заболеваниях желудочно-кишечного тракта или вследствие длительного применения некоторых лекарств; он проявляется в плохом аппетите, слабости, головных болях, бессоннице; у детей снижается внимание, ухудшается память, наблюдается повышенная раздражительность, они становятся капризными, плаксивыми.

Витамин Вс (фолиевая кислота, фолацин) необходим организму человека для оптимального протекания процессов кроветворения, для функционирования нервной системы, он участвует во многих процессах обмена. .Этот витамин благотворно влияет на функции кишечника и печени. Поступает он в организм преимущественно с продуктами растительного происхождения, в незначительных количествах содержится в продуктах животного происхождения и синтезируется в кишечнике человека.

Недостаток фолиевой кислоты приводит к развитию специфической формы анемии, сопровождающейся появлением в кровяном русле незрелых крупных кровяных клеток, неспособных переносить кислород, снижением количества лейкоцитов и тромбоцитов, следствием чего являются кровотечения из слизистых оболочек рта, носа, кишечника, воспалительные процессы на слизистых оболочках ротовой и носовой полости, кишечника. Длительный дефицит фолиевой кислоты сопровождается задержкой умственного и физического развития, парезами и параличами, судорогами.

Витамин А (ретинол) способствует росту детского организма, правильной функции желез внешней и внутренней секреции. Он обеспечивает нормальный рост и питание кожи, волос, слизистых оболочек, скелета, принимает участие в жировом обмене, необходим палочковому аппарату сетчатки глаза для осуществления ночного зрения. Недостаток ретинола сказывается и на дневном зрении, вызывая сужение зрачка и нарушение нормального цветоощущения, изменение роговицы глаза. Изменения в верхних слоях кожи, слизистых оболочках дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, почек и других органов при недостатке ретинола приводят к значительному снижению устойчивости организма к заболеваниям.

Витамин А устойчив к щелочи и нагреванию, но неустойчив к действию кислот, ультрафиолетовых лучей и кислорода воздуха, под влиянием которых он теряет активность. Содержится он главным образом в продуктах животного происхождения: в свежих молочных продуктах (молоке, сливках, масле), рыбьем жире, яичном желтке, мясе, печени. В растениях содержится провитамин А – каротин: в зеленых листьях салата, щавеля, в капусте, в зеленом луке, плодах и овощах, преимущественно окрашенных в желтый и оранжевый цвет (томаты, морковь, тыква, абрикосы, дыня, рябина и др.), а также в укропе, шпинате, грибах и водорослях. Витамин А и каротин лучше усваиваются с жирами, так как хорошо в них растворяются.

Витамин D получил название антирахитического витамина, так как он играет важную роль в фосфорно-кальциевом обмене и препятствует возникновению рахита. Содержится в продуктах животного происхождения: рыбе, рыбьем жире, икре, яичном желтке, в свежем молоке и сливочном масле, а также образуется в коже человека под влиянием ультрафиолетовых лучей.

Витамин D нормализует всасывание из кишечника солей кальция и фосфора, оказывает регулирующее действие на их обмен в организме, способствует усвоению кальция и фосфора костной тканью, стимулирует рост их костей. Потребность в нем особенно высока при интенсивном росте организма, главным образом у недоношенных детей и в периоды так называемых ростовых скачков. Недостаточное пребывание на солнце, несбалансированный рацион питания легко вызывают гиповитаминоз D, вследствие чего у детей раннего возраста развивается рахит. При рахите нарушается нормальное окостенение, происходят недоразвитие и деформация костей, страдают мышечная, нервная и другие системы организма. В более старшем возрасте недостаток витамина D приводит к замедлению роста, повышенной хрупкости костей (остеопорозу), мышечной вялости, снижению тонуса нервной системы.

Витамин Е (токоферол) улучшает использование тканями кислорода, препятствует образованию и накоплению в них свободных радикалов – соединений, обладающих повреждающим действием на клеточные структуры. Он принимает участие в обмене белка, нормализует мышечную деятельность, предотвращая развитие мышечного утомления. Установлена тесная связь витамина Е с функцией и состоянием эндокринной системы, особенно половых желез, гипофиза, надпочечников и щитовидной железы. Недостаток витамина Е в организме беременной женщины приводит к замедлению роста и развития плода, а в тяжелых случаях к его гибели и самопроизвольному выкидышу. Витамин Е содержится в сливочном и растительном маслах, мясе, печени, яичном желтке, горохе, кукурузе, в овощах, его много в проростках зерновых.

Витамин К способствует нормальному свертыванию крови, участвует в обменных процессах, стимулирующих рост и развитие организма, в дыхании клеток. При заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени, а также при длительном приеме некоторых лекарств количество витамина в организме резко снижается, что приводит к плохой свертываемости крови, ломкости сосудов, кровоизлияниям. Витамин К содержится в салате, капусте, шпинате, свиной печени, яйцах, молоке, синтезируется кишечной бактериальной флорой.

Группа витаминов F включает в себя линолевую, линоленовую и арахидоновую кислоты – полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), незаменимые для организма человека. Они играют важную роль в энергетическом обмене, в обмене жиров, входят в состав фосфолипидов, из которых состоят мембраны клеток, поэтому эту группу относят к витаминоподобным веществам.

Суточная потребность в витаминах группы F до конца не установлена. Линолевая и линоленовая кислоты поступают в организм в основном с растительными маслами, причем в разных маслах количество неодинаково. Для полноценного обеспечения ими целесообразно чередовать растительные масла (подсолнечное, кукурузное, оливковое), для детей старше трех лет можно включать в рацион орехи. Арахидоновая кислота синтезируется только в тканях человека и животных, а значит, поступает только с продуктами животного происхождения. Высоким содержанием ПНЖК отличается рыбий жир.

Недостаток ПНЖК в рационе ребенка отрицательно влияет на его рост и развитие, состояние кожи, нервной и пищеварительной систем. Очень важно полноценное обеспечение этими веществами детей грудного возраста.

Перечисленные выше витамины не исчерпывают список биологически активных веществ, участвующих в метаболических процессах, количество их значительно больше. В последние десятилетия помимо витаминов выявлены некоторые другие биологически активные вещества, необходимые для обменных процессов в минимальных количествах, но в отличие от витаминов они синтезируются в самом организме (их также называют витаминоподобными веществами). К ним относятся коэнзим Q, карнитин, коэнзим А и др.

Коэнзим Q образуется в организме человека, хотя с возрастом синтез его уменьшается и часто становится недостаточным. Больше всего коэнзима Q в митохондриях клеток. Он играет важную роль в процессах энергообразования, в обеспечении нормального функционирования иммунной системы, обладает антиоксидаитными свойствами. Содержится в мясных продуктах, рыбе, арахисе.

Карнитин играет большую роль в липидном обмене. Синтезируется в печени и почках из аминокислот лизина и метионина и почти не встречается в растительной пище, поэтому пища, бедная белком, приводит к дефициту карнитина, а это, в свою очередь, к нарушению липидного обмена и ожирению. Чтобы организм человека был обеспечен достаточным количеством карнитина, рекомендуется употреблять в пищу полноценные естественные продукты и обязательно мясо, рыбу.

Коэнзим А участвует в энергетических процессах. Ядром его молекулы является пантетин, получаемый из пантотеновой кислоты. Коэнзим А снижает содержание холестерина в крови, способствует утилизации липидов. Содержится преимущественно в темно-зеленых листовых овощах и салатах.

В настоящее время выявлено и изучается большое количество витаминов и витаминоподобных веществ, большинство из них не подлежит точному учету в питании человека. Однако очевидно, что полноценное обеспечение организма катализаторами обменных процессов, необходимыми для полноценного функционирования, роста и развития, возможно только при разнообразном сбалансированном рационе питания.

Вода – важнейшая составная часть живого организма. Общее содержание ее у ребенка грудного возраста – 70–75%, а у взрослого – 60–65% массы тела. Большая часть воды (40–45% массы тела) находится внутри клеток, меньшая (25%) – вне клеток: в межтканевой жидкости, лимфе, плазме. Все жизненные процессы, протекающие в организме человека, возможны лишь при достаточном количестве воды.

Чем младше ребенок, тем с большей интенсивностью и напряженностью происходит его водный обмен и тем выше у него потребность в воде. Так, у новорожденного она составляет 150–200 мл/кг массы в сутки, у грудного ребенка – 100–150, в два года – 90–95, в пять лет – 60, в 13 лет – 40 мл/кг массы в сутки. Всасывание воды из желудочно-кишечного тракта в кровь происходит очень быстро, интенсивно идет обмен воды между кровью и тканями, так же быстро вода выделяется из организма. Из общего количества потребленной ребенком жидкости в организме задерживается только около 1%, остальная ее часть после участия в обменных процессах выводится из организма (около 60% выводится почками, до 34% – кожей и легкими, 6% – с испражнениями).

Нормальная деятельность организма характеризуется сохранением водного баланса, т.е. количество поступившей воды должно быть равно количеству выведенной. Если воды выводится из организма больше, чем поступает, возникает чувство жажды. При задержке воды организмом (преобладании поступления воды над выведением) развивается отечность тканей. Водный баланс организма включает в себя также равновесие между содержанием воды в кровеносном русле (плазме крови) и ее содержанием в межклеточной (тканевой) жидкости, которое имеет важнейшее значение для обеспечения метаболических процессов в тканях и органах.

Организм ребенка быстро накапливает и быстро теряет воду, что обусловлено интенсивным ростом, физиологической незрелостью почек и нейроэндокринных механизмов регуляции водного обмена. Потери воды у детей значительно выше, чем у взрослых: у детей они достигают 1,3 г/ кг в час, в то время как у взрослых – 0,5 г/кг в час. Этот процесс во многом зависит от выделения воды через легкие и кожу. В сутки выделение воды таким путем у ребенка может достигать 50% объема потребленной жидкости, особенно при перегревами и. Столь значительная потеря воды вызывает у детей большую, чем у взрослых, потребность в ее восполнении. Недостаточное количество воды может привести к сгущению крови (уменьшению относительного объема жидкой части крови – плазмы) и к повышению температуры тела.

Чем младше ребенок, тем менее устойчив у него водный обмен. На его колебания оказывают влияние температура и влажность окружающего воздуха, характер пищи, одежда, поведение ребенка. У детей раннего возраста даже крик и плач нарушают водное равновесие между кровью и тканями тела и могут вызывать сгущение крови.

Потребность в воде у детей удовлетворяется за счет питья жидкости и частично за счет плотной пищи, также имеющей в своем составе воду. Потребность в дополнительном питье может быть различной и зависеть от индивидуальных особенностей обмена веществ, от вида вскармливания (дети, находящиеся на искусственном вскармливании, обычно нуждаются в большем количестве воды), а также от температуры и влажности помещения, в котором находится ребенок.

Нейрогуморальная регуляция водного обмена: водный баланс регулируется корой надпочечников (минералокортикоиды) и гипоталамусом (антидиуретический гормон) (см. Мочевыделительная система). Центр жажды находится в гипоталамусе.