ГМ-22 біологія і екологія 21.12.22
21.12.2022
Семінарське заняття (2 год.)
Тема: «РАЦІОНАЛЬНЕ ХАРЧУВАННЯ – ОСНОВА НОРМАЛЬНОГО ОБМІНУ РЕЧОВИН»
Виконати (письмово):
1. Випишіть в зошит рекомендації щодо раціонального харчування (із текста лекції).
2. Придбайте в магазині харчовий продукт з маркуванням і дослідіть його харчові якості за допомогою етикетки. Дайте відповіді на запитання:
1. Назва харчового продукту_____________________________ .
2. Група продуктів (за походженням)______________________ .
3. Склад:
а) поживні речовини_____________________________________;
б) додаткові речовини___________________________________ ;
в) харчові добавки_______________________________________.
4. Функції харчового продукту _____________________________.
5. Харчова цінність (поживність) ____________________________.
6. Енергетична цінність (калорійність)________________________.
7. Країна-виробник ________________________________________.
Які хвороби пов’язані з порушенням вмісту хімічних елементів в організмі людини? Біоелементи надходять у біосистеми з повітря, води, ґрунту, а до живих організмів ще й з їжею. Нестача або надлишок певних елементів у біосистемах може порушити функціонування, тому в процесі еволюції виникли різні механізми регуляції для підтримання постійного й оптимального елементного складу.
Але через певні причини (забруднення навколишнього середовища, нестача елементів, «цвітіння» й отруєння води, інфекційні та інвазійні хвороби) стале співвідношення біоелементів у біосистемах змінюється, що спричиняє хвороби із загальною назвою біоелементози (більш вживанішою є назва мікроелементози). Біоелементози (мікроелементози) – тимчасове або тривале порушення біоелементного складу організму, що пригнічує процеси життєдіяльності. Ці порушення виникають внаслідок надлишку, нестачі чи дисбалансу біоелементів у живому організмі й трапляються в усіх організмів, але найбільш вивченими є біоелементози людини.
У сучасній медицині стрімко розвивається біоелементна медицина, що вивчає склад, вміст, зв’язки і взаємодію біоелементів в організмі людини в нормі й за патологічних станів. Згідно з найпоширенішою сучасною класифікацією розрізняють природні ендогенні, природні екзогенні, техногенні та ятрогенні біоелементози.
Природні ендогенні біоелементози можуть бути вродженими (наприклад, залізо- чи цинкодефіцитні стани дитини формуються через нестачу Феруму й Цинку в організмі матері) й спадковими (хвороба Вільсона – Коновалова з порушенням обміну Купруму).
Природні екзогенні біоелементози, або ендемічні хвороби, пов’язані з нестачею чи надлишком певних біоелементів в тій чи іншій географічній місцевості (наприклад, ендемічний зоб, флюороз, селеноз, молібденоз).
Серед техногенних біоелементозів, пов’язаних з виробничою діяльністю людини, розрізняють професійні, сусідські та трансгресивні хвороби. Професійні хвороби виникають у людей, які працюють на шкідливих виробництвах (наприклад, антракоз у шахтарів, силікоз у робітників цементних заводів). У людей, які проживають неподалік від виробництва, можуть виникнути сусідські хвороби (хвороба Мінамату, хвороба ітай-ітай). В останні роки привертають увагу трансгресивні хвороби. Цим терміном позначають біоелементози, що виникають на значній відстані від виробництва в результаті атмосферного чи водного перенесення забрудників, якими є сполуки важких металів, радіонукліди, чужорідні речовини-ксенобіотики тощо. За мірою токсичності елементи можна розмістити в такій послідовності: Hg, Pb, Zn, Cd, Ni, Cu та ін. Прикладами трансгресивних хвороб можуть бути меркуріалізм (за надлишку сполук ртуті), сатурнізм (за надлишку сполук Плюмбуму), сидероз (за надлишку сполук Феруму) та ін.
Ятрогенні біоелементози пов’язані з інтенсивним або тривалим лікуванням різних хвороб препаратами, що містять мікроелементи (наприклад, аргіроз). Профілактику біоелементозів проводять в різні способи, серед яких: вживання харчових продуктів, що містять той чи інший біоелемент (наприклад, йодовану сіль, селянський сир, що багатий на Кальцій, родзинки винограду, що містять багато Калію), використання спеціальних засобів особистої гігієни (наприклад, флуоровмісні зубні пасти), раціональне збалансоване харчування з використанням рослинних продуктів, вживання біологічно активних добавок до їжі, комплексних препаратів тощо.
Отже, надлишок, нестача або дисбаланс біоелементів можуть стати причиною захворювань, що називають біоелементозами (мікроелементозами).
Які хвороби людини пов’язані з нестачею чи надлишком неорганічних сполук? На відміну від органічних речовин, що в переважній більшості утворюються в клітинах, неорганічні надходять до організмів із навколишнього середовища. Очевидно, що у цьому випадку має бути баланс між кількістю речовин, що надходять і що видаляються. Порушення цього балансу можуть призводити до захворювань.
Хвороби, пов’язані з надлишком біонеорганічних речовин. Через порушення обміну речовин можуть відбуватися порушення живлення тканин, що спричиняє важкі захворювання – остеохондроз та подагру, за яких спотворюються суглоби кінцівок, втрачається гнучкість хребта, розвиваються напади болю в нирках. У нирках, жовчному міхурі й сечовому міхурі через відкладання солей органічних (сечової та щавлевої) або неорганічних (карбонатної чи ортофосфатної) кислот розвивається жовчокам'яна або сечокам'яна хвороба. Надлишок нітратів у організмі людини перетворюється на нітрити, які взаємодіють з гемоглобіном крові, утворюючи метгемоглобін, що не може транспортувати кисень. В організмі порушується тканинне дихання й розвивається хвороба метгемоглобінемія.
Хвороби, пов’язані з нестачею неорганічних речовин. Прикладом захворювань, пов’язаних з дефіцитом Кальцію, є остеопороз, що призводить до підвищення крихкості кісток і високого ризику їх переломів. Цинк є важливим чинником для здорового функціонування чоловічих репродуктивних органів. Цей елемент ще називають «чоловічим металом». Критичний дефіцит Цинку може стати причиною доброякісної гіперплазії простати (аденоми простати). Нестача Феруму в організмі може спричинити залізодефіцитну анемію, що виявляється зниженням рівня еритроцитів і гемоглобіну в крові. За даними ВООЗ, дефіцит Феруму виявлено в кожного п'ятого жителя Землі.
Отже, як надлишок, так і нестача неорганічних речовин однаково шкідливі для організму людини.
Яке значення якості питної води для підтримання здоров’я людини? Питна вода – це вода, що призначена для щоденного необмеженого й безпечного вживання людиною. Серед основних показників якості питної води виокремлюють: фізичні (смак, забарвлення, запах, каламутність), хімічні (мінералізація, твердість, рН), біологічні (наявність бактерій, вірусів і паразитів).
Питання якісної питної води в Україні належить до найгостріших соціальних проблем. Занедбаний технічний стан водогонів, застарілі технології водоочищення, забрудненість криниць нітратами, відсутність системи водного моніторингу, стічні води, нераціональне водовикористання – це далеко не повний перелік причин такої ситуації. Невідповідність води санітарним вимогам може стати причиною бактеріальних (черевний тиф, дизентерія, холера), вірусних (гепатит А, поліомієліт), інвазійних (амебна дизентерія), гельмінтозів (аскаридоз, лямбліоз), а також хвороб, пов’язаних з хімічним забрудненням води (метгемоглобінемія, флюорози). У фаховому колі вважається, що підвищена твердість питної води є однією із причин розвитку сечокам'яної хвороби. Підвищений вміст хлоридів у воді може сприяти розвитку хвороб системи кровообігу, новоутворень сечостатевих органів, хлоридів і сульфатів – виникнення новоутворень стравоходу, шлунку. Надлишок Феруму порушує процес кровотворення. Процес хлорування, що й досі є основним методом очищення питної води, веде до появи хлороорганічних токсичних сполук, що мають мутагенний й канцерогенний ефект.
Отже, якісна питна вода має бути чистою за біологічними, фізичними й хімічними показниками.
Чому раціональне харчування є основою нормального обміну речовин? РАЦІОНАЛЬНЕ ХАРЧУВАННЯ (від грец. раціо – розум) – це харчування, за якого до організму з харчовими продуктами надходять усі поживні речовини, вітаміни та мінеральні солі в кількостях, необхідних для нормальної життєдіяльності. Таким чином, раціональне харчування – це розумне, розраховане забезпечення людини їжею. Науковці виокремлюють декілька найважливіших принципів раціонального харчування:
1) поживність та калорійність їжі мають відповідати енергетичним витратам організму;
2) для забезпечення пластичних витрат дотримуватись білкового оптимуму, що становить 100 – 110 г білка на добу, а під час фізичної роботи – до 130 – 140 г;
3) максимальна різноманітність їжі для поповнення кількості речовин, що здійснюють регуляторну функцію;
4) дотримання індивідуального режиму харчування, що визначається масою, віком та рівнем рухової активності кожної людини.
Рекомендації щодо раціонального харчування ґрунтуються на вимогах щодо харчового раціону й складу харчових продуктів, режиму й умов харчування. На основі цих принципів й вимог можна сформулювати такі основні РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО РАЦІОНАЛЬНОГО ХАРЧУВАННЯ:
1. Забезпечення різноманітності й збалансованості харчового раціону (набір продуктів, необхідних людині на певний період), в якому співвідношення білків, жирів та вуглеводів згідно із сучасними вимогами становить
БІЛКИ : ЖИРИ : ВУГЛЕВОДИ = 1,0 : 2,3 : 5,8
Неодмінно вживати овочі та фрукти, що містять вітаміни, пектинові речовини (забезпечують зв’язування та видалення з організму токсинів, сполук важких металів, радіонуклідів), клітковину (забезпечує моторну та секреторну функції кишок, є джерелом речовин для мікроорганізмів кишечнику, які синтезують вітаміни В1, В2, В12, К).
2. Дотримання сумісності продуктів і вживання змішаної їжі, яка засвоюється краще.
3. Дотримання режиму харчування і приймання їжі в одні й ті самі години, щоб забезпечити нормальну секрецію травних соків. Харчуватися краще 4 рази на день, інтервал між споживанням їжі не має перевищувати 6 год. Перший сніданок – 25 % добового раціону, обід – 35 %, підвечірок – 20 % і вечеря – 20 %. Необхідно їсти перші страви, що збуджують апетит, підвищують секрецію залоз і є важливим джерелом вітамінів, мікроелементів.
4. Важливими умовами харчування є гарний настрій під час приймання їжі, повільне й добре її пережовування, розумна кулінарна обробка харчових продуктів, категорична відмова від тютюнокуріння й вживання алкогольних напоїв.
Отже, рацiональне харчування сприяє збереженню здоров’я, опiрностi шкiдливим чинникам середовища, високiй працездатностi та активному довголiттю.
Як визначається енергетичний баланс організму людини? Основним критерієм раціонального харчування є дотримання енергетичного балансу організму, тобто кількість енергії, що надходить в організм, має дорівнювати кількості енергії, що витрачається в процесі життєдіяльності.
Енергетичний баланс людини – це співвідношення між кількістю енергії, що надходить в організм, і кількістю енергії, що виділяється ним. Якщо цей баланс буде позитивним, маса тіла збільшуватиметься, якщо негативним – зменшуватиметься. Харчування людини буде раціональним за умови враховування всіх енергетичних витрат людини за певний проміжок часу. Через те виникає необхідність визначення енергетичної цінності харчових продуктів і вимірювання енергетичних витрат організму за різних навантажень.
Харчова цінність (поживність) їжі характеризується хімічним складом продукту з урахуванням його споживання в загальноприйнятій кількості. Усі речовини, що входять до складу харчових продуктів та їжі, поділяють на 2 групи: поживні (білки, жири, вуглеводи) й додаткові (вітаміни, органічні кислоти, мінеральні солі, харчові добавки).
Енергетична цінність (калорійність) характеризує ту частку енергії, що вивільняється з поживних речовин їжі в процесі окиснення і використовується для забезпечення фізіологічних функцій організму. В результаті окиснення 1 г жиру організм отримує 39,2 кДж (9 ккал); 1 г білка – 17,6 кДж (4 ккал), 1 г вуглеводів – 17,6 кДж (4 ккал).
Енергетична цінність продукту вимірюється в кілокалоріях (ккал) або кілоджоулях (кДж) у розрахунку на 100 г продукту.
Які наслідки нестачі чи надлишку поживних речовин в організмі людини?
Недостатнє вживання білків призводить до порушення працездатності, пригнічення захисних сил організму, підвищеної сприйнятливості до інфекцій і в крайніх випадках – до дистрофії і «голодних набряків». За надмірного вживання білків посилюються процеси гниття в товстій кишці, що спричиняє розлади травлення. Крім того, надлишок білків сприяє розвитку подагри в осіб, які мають схильність до цього захворювання.
За недостатнього вживання вуглеводів глюкоза може утворюватися із глікогену. Першою ознакою пониження вмісту цукру в крові є сильне відчуття голоду і зниження фізичної й розумової працездатності. Якщо вміст цукру в крові знижується настільки, що перестає задовольняти потреби в ньому головного мозку, то наступає втрата свідомості й судоми (гіпоглікемічний шок). За надлишкового вживання вуглеводів вони перетворюються на жири і в такому вигляді відкладаються про запас. Надмірне вживання вуглеводів може призвести до розладів травлення через посилення процесів бродіння в товстому кишечнику, а за тривалого споживання великої кількості – до цукрового діабету.
Зі зниженням вживання жирів зменшується надходження жиророзчинних вітамінів, що може спричинити гіповітамінози за жиророзчинними вітамінами А, D, Е і К. Цими порушеннями є куряча сліпота, рахіт, безплідність, порушення зсідання крові тощо. Крім того, може спостерігатися нестача незамінних жирних кислот, що зумовлює появу шкірних захворювань, порушень обміну речовин, пошкодження мітохондрій та ін. За надмірного вживання насичених жирних кислот може підвищуватися вміст холестеролу, що призводить до утворення жовчних каменів, атеросклерозу. З підвищенням у раціоні вмісту жирів збільшується відкладання жиру в організмі.
Отже, як нестача, так і надлишок поживних речовин призводять до порушень обміну речовин і розвитку захворювань, тому харчування має бути повноцінним і достатнім.
У чому полягає негативний вплив ксенобіотиків на організм людини? Крім поживних речовин в організм людини з харчовими продуктами, повітрям, питною водою або крізь шкіру можуть потрапити й чужорідні хімічні речовини, що їх називають ксенобіотиками. Ці речовини не використовуються в організмі ні як пластичний, ні як енергетичний матеріал. До ксенобіотиків належать діоксини, ліки, наркотичні речовини, пестициди, мінеральні добрива, мийні засоби, радіонукліди, синтетичні барвники та інші. Найнебезпечнішими у цій групі є діоксини, пестициди, сполуки важких металів, нітрати.
Діоксини – група хлоровмісних вуглеводнів із потужною токсичною дією на організм. Найнебезпечнішими джерелами діоксинів є підприємства з хлоровмісними технологічними процесами (хімічні, целюлозно-паперові, металургійні), сміттєспалювальні заводи та звалища хімічних відходів. Спалювання будь-яких хлорованих вуглеводнів (гуми, поролону, лінолеуму, поліетилену, пластику) супроводжується викидом цих сполук в атмосферу. Діоксини добре розчиняються в жирах і тому в організм надходять головним чином із м’ясом, рибою та молоком.
Пестициди – хімікати, що використовуються для боротьби зі шкідниками та для захисту рослин. Особливо небезпечними є хлороорганічні пестициди (гексахлоран, поліхлоропінен), фосфороорганічні інсектициди (дихлофос, карбофос, хлорофос), ртутьорганічні речовини (гранозан). Усі без винятку пестициди за ретельного вивчення виявляли або мутагенну, або іншу негативну дію на живу природу і людину. Близько 90 % усіх фунгіцидів, 60 % гербіцидів і 30 % інсектицидів є канцерогенними сполуками.
У зв’язку з антропогенним впливом значно зріс рівень забруднення довкілля сполуками важких металів (Cu, Ni, Cd, Zn, Pb, Hq). Висока потенційна набезпека забруднення ними значною мірою пов'язана з їх здатністю до накопичення. Сполуки важких металів виявляють токсичну дію на білки, порушуючи цим відповідні функції організму.
Особливої уваги у зв’язку з надлишковим вмістом у живій речовині потребують нітрати. Це термічно нестійкі, добре розчинні у воді сполуки, які можуть накопичуватись в коренеплодах і плодах рослин. Самі нітрати не є отруйними, але в організмі людини вони перетворюються на нітрити, які взаємодіють з гемоглобіном крові. В організмі порушується тканинне дихання, внаслідок чого розвивається хвороба метгемоглобінемія. Крім того, дія нітритів є небезпечною для організму через утворення канцерогенів – нітрозоамінів.
Отже, ксенобіотики – чужорідні речовини, що не синтезуються в організмі людини, але потрапляючи всередину або на покриви тіла, можуть спричиняти алергічні реакції, мутації, хвороби, послаблювати імунітет, порушувати обмін речовин тощо.
У чому полягає негативний вплив психоактивних речовин на обмін речовин?
Психоактивні речовини – речовини, що спричиняють звикання та залежність за умов систематичного їх вживання, внаслідок чого змінюється поведінка людини. До цієї групи речовин належать алкоголь, нікотиновмісні, опіоїди, кокаїн, снотворні, барбітурати та ін.
Всі психоактивні речовини впливають на роботу головного мозку людини: прискорюють передачу сенсорних сигналів або перешкоджають нервовим центрам виконувати свої функції. В основі ефектів, зумовлених дією психотропних речовин, – їх вплив на нейромедіатори (речовини, що передають сигнали від одного нейрона до іншого). Найпоширенішими речовинами цієї групи є етанол, нікотиновмісні й наркотичні речовини.
Етанол (етиловий спирт) у клітинах постійно утворюється на етапах обміну вуглеводів. У нормі у крові людини завжди міститься близько 0,001– 0,015 г/л спирту. Невелика кількість етанолу не є небезпечною, оскільки швидко знешкоджується ферментами печінки. Вплив алкоголю на процеси обміну в організмі, на структуру клітин складається з дії двох речовин – етилового спирту та похідного ацетальдегіду, що спричиняє різноманітні розлади внутрішньоклітинного обміну. Найважливішими з них є ушкодження мембран, порушення окисно-відновних реакцій, нестача поживних речовин, зниження швидкості синтезу білків, зміни в обміні нейромедіаторів, порушення механізмів регуляції функцій організму. Збільшення кількості етанолу в організмі призводить до виникнення метаболічної залежності від нього.
У тютюновому димі шкідливих сполук багато (чадний газ, бензпірен, формальдегід, ацетальдегід, бензен тощо), але найнебезпечнішим є нікотин. Це алкалоїд, що в організмі виявляє нейротоксичну отруйну дію. Йдеться про екзогенний нікотин. У самому організмі міститься власний природний ендогенний нікотин, що синтезується клітинами печінки в невеликих кількостях і входить до складу багатьох ферментів, що беруть участь в обміні речовин. На відміну від тютюнового нікотину ця речовина неотруйна. Що ж відбувається, якщо нікотин потрапляє в організм під час тютюнокуріння? Організм людини перестає виробляти свій нікотин і стає залежним від тютюнового.
Наркотичні речовини – чужорідні щодо обміну речовин сполуки, що спричиняють залежність унаслідок заміщення однієї з речовин природного метаболізму. Як засвідчили дослідження, головний мозок сам виробляє речовини, які чинять дію на певні нервові центри мозку, що викликає у людини почуття задоволення. Усі поведінкові акти, які мають біологічну та соціальну зумовленість, супроводжуються позитивними емоціями. Організм ніби сам себе стимулює на правильну поведінку. Фізіологічний механізм полягає в тому, що під час задоволення потреб підвищується синтез ендорфінів (енкефалінів), що викликають позитивні емоції. При вживанні наркотиків формується залежність, і наркотичні речовини сприймаються організмом як ендорфіни й енкефаліни.
Отже, психоактивні речовини мають виражений нейротоксичний і психоруйнівний ефект, подібність до внутрішніх чинників обміну речовин і, заміняючи їх у процесах життєдіяльності, спричиняють залежність.
Як відбувається знешкодження токсичних сполук в організмі людини? Біотрансформація – знешкодження токсичних речовин шляхом перетворення їх у молекулярну форму із зміненими біологічними властивостями і виведенння з організму. Багато шкідливих речовин, потрапивши в організм людини, зазнають знешкодження і виділяються у вигляді метаболітів. В організмі також знешкоджуються кінцеві продукти метаболізму, що мають потенційно токсичні властивості (жовчні пігменти, амоніак), продукти гниття білків у товстій кишці (феноли, індоли, скатоли).
В організмі людини знешкодження небезпечних сполук здійснює печінка за участі спеціальних ферментів і мембранних рецепторів, які регулюють їхню активність. Знешкоджені сполуки видаляються з організму із сечею або жовчю.
Отже, живим організмам властиві механізми знешкодження та видалення токсичних речовин, що мають екзогенне або ендогенне походження.
Комментарии
Отправить комментарий