Файл: 1. Введение. История развития науки о пищи Состояние науки о питании в xxi веке. Политика в области питания Введение. История развития науки о пищи Состояние науки о питании в xxi веке. Политика в области питания.docx

2. Первичная теплота

Первичная теплота. Теплота, выделяющаяся сразу же в процессе биологического окисления питательных веществ, по­лучила название первичной.

Какая часть энергии будет использована на синтез АТФ и будет вновь аккумулирована в ее химических макроэргических связях зависит от величины Р/О и эффективности сопряжения в митохондриях процессов дыхания и фосфорилирования. Разобщение дыхания и фосфорилирования под действием гор­монов щитовидной железы, ненасыщенных жирных кислот, липопротеидов низкой плотности, динитрофенола ведет к уменьшению коэффициента Р/О, превращению в первичную теплоту большей, чем в условиях нормального сопряжения дыхания и фосфорилиро­вания части энергии химических связей окисляемого вещества. При этом снижается коэффициент полезного действия синтеза АТФ, количество  синтезированных молекул АТФ уменьшается.

Наиболее ярким примером преимущественного превращения энер­гии химических связей окисляемого жира в первичную теплоту, а не на синтез АТФ и получения быстрого калоригенного эффекта яв­ляется разобщающее действие полипетида молекулярной массой 32000 в бурой жировой ткани.

В нормальных условиях при полном окислении 1 г смеси угле­водов пищи выделяется 4 ккал тепла. В процессе окисления в организме 1 г углеводов синтезируется 0,13 моля АТФ. Если счи­тать, что энергия пирофосфатной связи в АТФ равна 7 ккал/моль, то при окислении 1 г углеводов лишь 0,91 (0.13 х 7) ккал энергии будет запасено в организме в синтезированной АТФ. Остальные 3,09 ккал будут рассеяны в виде тепла (первичная теплота). Отсюда можно рассчитать коэффициент полезного действия синтеза АТФ и аккумулирования в ней энергии химических связей глюкозы.

К.П.Д.%=0,91/4,0 ×100=22,7%

Из приведенного расчета видно, что только 22,7% энергии хими­ческих связей глюкозы в процессе ее биологического окисления используется на синтез АТФ и вновь запасается в виде химической макроэргической связи, 77,3% энергии химических связей глюкозы превращается в первичную теплоту и рассеивается в тканях.

Процессы использования энергии в тепло можно представить на схеме (рис. 10.2). Из нее видно, что аккумулированная в АТФ энер­гия в последующем используется для осуществления в организме химических

---

, транспортных, электрических процессов, производства механической работы и в конечном итоге тоже превращается в теплоту.

3. Вторичная теплота

Вторичная теплота.  Теплота, выделяющаяся при использовании АТФ как универсальный источ­ник энергии для осуществления в организме химических, транспортных, электрических процессов, производства механической работы 

В названиях первичная и вторичная теплота отражено представ­ление о двухступенчатости полного превращения всей энергии хи­мических связей питательных веществ в тепло (первая ступень — образование первичной теплоты в процессе биологического окисле­ния, вторая ступень — образование вторичной теплоты в процессе затраты энергии макроэргов на производство различных видов ра­боты). Таким образом, если измерить все количество тепла, обра­зовавшегося в организме за час или сутки, то это тепло станет мерой суммарной энергии химических связей питательных веществ, подвергшихся за время измерения биологическому окислению. По количеству образовавшегося в организме тепла можно судить о величине энергетических затрат, произведенных на осуществление процессов жизнедеятельности.

Основным источником энергии для осуществления в организме процессов жизнедеятельности является биологическое окисление питательных веществ.

На это окисление расходуется кислород. Следовательно, измерив количество потребленного организмом кислорода за минуту, час, сутки, можно судить о величине энергозатрат организма за время измерения.

Между количеством потребленного за единицу времени организ­мом кислорода и количеством образовавшегося в нем за это же время тепла существует связь, выражающаяся через калорический эквивалент кислорода (КЭО₂).

Калорический эквивалент кислорода (КЭО₂) —это количество теп­ла,  образующегося в организме при потреблении им 1 л кислорода.

4. Оценки энергетических затрат

Существует два способа оценки энергетических затрат организма: прямая и непрямая калориметрия

4.1. Прямая калориметрия

Прямая калориметрия основана на измерении количества тепла, непосред­ственно рассеянного организмом в теплоизолированной камере.

---

При прямой калориметрии достигается высокая точность оценки энерго­затрат организма, однако, ввиду громоздкости и сложности способ используется только для специальных целей.

---

4.2. Непрямая калориметрия

Непрямая калориметрия — основана на измерении количества потребленного организмом кислорода и последующем расчете энергозатрат с использованием данных о величинах дыхательного коэф­фициента (ДК) и КЭО₂.

Под дыхательным коэффициентом понима­ют отношение объема выделенного углекислого газа к объему по­глощенного  кислорода.

Сущность непрямой калориметрии видна на примере окисления глюкозы. Известно, что этот процесс описывается следующими пре­вращениями:  С₆Н₁₂О₆  +  6О₂ =  6СО₂ +  6Н₂О  +  675ккал

При окислении 1 г глюкозы количество выделяющейся энергии составляет 675:180 (масса 1 моля глюкозы ) = 3,75ккал. На окис­ление 1 моля глюкозы затрачивается 6 молей О₂ или 134,4(6×22,4)л. Калорический эквивалент 1л О₂, использованного на окисление глю­козы, равен 675ккал:134,4л = 5,02ккал/л. Так как смесь углеводов пищевых продуктов имеет несколько более высокую, чем чистая глюкоза, энергетическую ценность, то при окислении их в организ­ме КЭО₂ = 5,05ккал/л. Из приведенного уравнения реакции окис­ления глюкозы видно, что объем выделенного в процессе окисления углекислого газа равен объему затраченного кислорода. Следова­тельно,  при окислении глюкозы

ДК = 6О₂/6О₂=1

В случае окисления жиров, в которых на 1 атом углерода приходится меньше атомов кислорода, чем в углеводах и белках, величина ДК имеет значение 0,7.

При окислении белковой, а также смешанной пищи величина ДК принимает промежуточное значение между 1,0 и 0,7. Поскольку в организме все питательные вещества одновременно подвергаются окислению, то определив величину ДК, можно условно судить о преимущественном окислении в организме того или иного вида питательных веществ. Так как для каждого питательного вещества характерна своя энергетическая ценность, то по величине дыхательного коэффициента можно рассчитать значение калорического эквивалента кислорода. В условиях интенсивной физической нагрузки и при состояниях, когда в организме имеет место накопление углекислоты, ДК может принимать значение > 1,0. В этих случаях по нему нельзя судить о природе окисляемых веществ.

Одной из важнейших составляющих здорового образа жизни является рациональное питание. Большинство населения с пренебрежением относится к своему здоровью. Нехватка времени, некомпетентность в вопросах культуры питания, темп современной жизни - все это привело к неразборчивости в выборе продуктов.

---

Беспокоит рост популярности продуктов питания быстрого приготовления, содержащих в большом количестве различные ароматизаторы, красители, модифицированные компоненты. Поэтому неправильное питание становится серьезным фактором риска развития многих заболеваний. Статистика последних лет показывает резкое увеличение среди молодых людей лиц, страдающих ожирением, заболеваниями сердечно-сосудистой системы, сахарным диабетом и т.д. Предотвратить такие заболевания можно, если вести здоровый образ жизни и, в первую очередь, правильно питаться.

С древних времен люди понимали огромное значение питания для здоровья. Мыслители древности Гиппократ, Цельс, Гален и другие посвящали целые трактаты лечебным свойствам различных видов пищи и разумному ее потреблению. Выдающийся ученый Востока Абу Али Ибн Сина (Авиценна) считал пищу источником здоровья, силы, бодрости.

И. И. Мечников полагал, что люди преждевременно стареют и умирают в связи с неправильным питанием и что человек, питающийся рационально, может жить 120-150 лет.

Питание обеспечивает важнейшую функцию организма человека, поставляя ему энергию, необходимую для покрытия затрат на процессы жизнедеятельности.

Обновление клеток и тканей также происходит благодаря поступлению в организм с пищей «пластических» веществ - белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных солей. Наконец пища - источник образования ферментов, гормонов и других регуляторов обмена веществ в организме.

Для поддержания нормального течения энергетических, пластических и каталитических процессов организму требуется определенное количество разнообразных пищевых веществ. От характера питания зависит обмен веществ в организме, структура и функции клеток, тканей, органов.

Здоровье и питание тесно взаимосвязаны. Вещества, поступающие в организм с пищей, влияют на наше душевное состояние, эмоции и физическое здоровье. От качества питания во многом зависит наша физическая активность или пассивность, жизнерадостность или подавленность.

И не зря древние говорили, что «человек - есть то, что он ест». Все, что мы из себя представляем - наш внешний вид, состояние кожи, волос и т. д., обусловлено совокупностью различных веществ, из которых состоит наше тело.Так, например, в теле человека весом 75 кг соотношение химических элементов (в кг) примерно следующее:Углерод -18 Кальций - 1,6 Калий - 1,3 Водород - 6 Хлор -0,7 Фосфор - 0,8 Натрий - 1,2 Йод - 0,1 Азот -4 Сера -1,6Кремний -0,5 Фтор – 1,6 Кислород -35,5 Магний -1,4 Железо -0,8 Марганец - 0,2.        

---