Основы биохимии Том 3 - А. Ленинджер 1985

Некоторые аспекты биохимии человека
Питание человека
Специальные этикетки на продуктах питания служат интересам потребителей

Законы, защищающие интересы потребителей в США, требуют, чтобы на этикетках упаковок пищевых продуктов содержались данные об их питательной ценности. Сопоставляя эти данные с ценами в пересчете на единицу веса, покупатель может количественно оценить “удельную стоимость” различных видов продуктов одного и того же типа. Особенно ценна информация на этикетках выпускаемых в широком ассортименте наборов для завтрака. В табл. 26-15 приведена информация о питательной ценности широко рекламируемой смеси для детского питания (хлопьев), характерная особенность которой состоит в высоком содержании свободного сахара. Обратите внимание, что единственным натуральным ингредиентом этого продукта служит молотая кукуруза, остальную же его часть составляют ароматические вещества, консерванты, витамины и минеральные вещества. Одна унция (28,4 г) этого продукта содержит 26 г углеводов, 2 г белка и совсем не содержит жира, т. е. на долю углеводов приходится 93% веса хлопьев. Углеводы представлены крахмалом и сахарами в равных количествах: доля свободного сахара при этом составляет около 47%, что значительно превышает рекомендованную для полноценного рациона оптимальную дозу (см. рис. 26-2). Столь высокое содержание свободного сахара нежелательно, так как при этом у детей развивается кариес зубов. Добавленное к хлопьям молоко привносит 67% белка и почти 40% калорий. Хлопья обогащены разнообразными витаминами, а также ионами железа и цинка. Обозначение на их этикетке содержания натрия имеет важное значение для лиц, страдающих гипертонией.

Таблица 26-15. Информация, напечатанная на коробке популярных в США кукурузных хлопьев

Доля от суточных рекомендованных в США доз (в %)

Ингредиенты: молотая кукуруза, сахар, соль, солодовая ароматизирующая добавка, аскорбиновая кислота, витамин А, пальмитат, ниацинамид, восстановленное железо, пиридоксингидрохлорид, рибофлавин, тиамингидрохлорид, фолиевая кислота и витамин D₃. Для увеличения продолжительности хранения добавлен ВНА (бутилированный гидроксианизол).

ЛИТЕРАТУРА

Общая

Davidson S., Passmore R., Brock J. F., Truswell A. S. (eds.). Human Nutrition and Dietetics, 6th ed., Churchill Livingstone, Edinburgh, 1975.

Human Nutrition: Readings from Scientific American, Freeman, San Francisco, 1978.

The Nutrition of Man, special issue of the British Medical Journal, vol. 37 (1981).

Underwood E. J. Trace Elements in Human and Animal Nutrition, Academic Press, New York, 1977.

Специальная

Chisholm J. J., Jr. Lead Poisoning, Sсi. Am., 224, 15-23 February (1971).

Feenstrom W. D., Wurtman R. J. Nutrition and the Brain, Sсi. Am., 230, 84-91 Ferbryary (1974).

Food and Agriculture, Sсi. Am., 235 September (1976). Достаточно полный обзор статей по данной теме.

Goldwater L J. Mercury in the Environment, Sсi. Am., 224, 15-21 May (1971).

Harpstead D. D. High-Lysine Com, Sсi. Am., 225, 34-42, August (1971).

Janick J., Noller C.H., Rhykerd C. L The Cycles of Plant and Animal Nutrition, Sсi. Am., 235, 74-86, September (1976).

Kermode G. O. Food Additives, Sсi. Am. 226, 15-21, March (1972).

Kretchmer N. Lactose and Lactase, Sсi. Am., 227, 70-78, October (1972).

Lieber C. S. The Metabolism of Alcohol, Sсi. Am., 234, 25-33, March (1976).

Loomis W.F. Rickets, Sсi. Am., 223, 76-91, December (1970).

Mayer J. The Dimensions of Human Hunger, Sсi. Am., 235, 40-49, September (1976). Nutrition Misinformation and Food Faddism, Nutrition Reviews, Special Supplement, July (1974).

Вопросы и задачи

1. Рекомендации по ежедневному рациону питания. Почему цифры в ежедневном рационе питания, рекомендованном Отделом пищевых продуктов и питания (табл. 26-2), отличаются от минимальных ежедневных потребностей?

2. АТР, образованный из глюкозы или жирной кислоты. Рассчитайте, сколько молей АТР синтезируется при оксислительном фосфорилировании из 1 г глюкозы и 1 г пальмитиновой кислоты в стандартных условиях. Сравните ваши результаты с количеством тепла, выделяющимся при сжигании 1 г глюкозы и 1 г пальмитиновой кислоты в калориметрической бомбе (табл. 26-5).

3. Потеря веса при голодании. Когда человек использует “ударную” строгую диету, сначала он теряет вес в основном за счет обезвоживания организма. Почему? При продолжительном голодании потеря веса за день меньше, чем в начальный период. Как вы это объясните?

4. Связь между питанием и ожирением. Потребление в течение продолжительного периода продуктов, калорийность которых превышает рекомендуемые дозы, может привести к ожирению. Диета какого типа, богатая сахарами или жирами, способствует ожирению? Поясните ваш ответ.

5. Калориметрия пищевых продуктов. Пробу пшеничных хлопьев весом 9,5 г подвергли полному окислению до СО₂ и Н₂О путем сжигания в калориметрической бомбе. При этом 2500 г воды, заполняющей калориметр, нагрелось от 15 до 27°С.

а) Рассчитайте калорийность пшеничных хлопьев в килокалориях на грамм.

б) Если начальное содержание влаги в пшеничных хлопьях составляло 25%, то какова калорийность сухих хлопьев?

в) Исходя из приведенных выше данных и из других соображений, сформулируйте предположение о том, что является основным компонентом пшеничных хлопьев: углеводы, белки или жиры? Объясните ваш ответ.

г) Если человек съедает пшеничные хлопья, выделяется ли при этом такое же количество энергии, как в калориметре? Если нет, то почему?

6. Баланс калорий. Молодая женщина, студентка старшего курса колледжа, обнаружила, что она слишком поправилась за последний год. Ее диета содержала 2400 ккал/сут. Таблицы стандартных корреляций роста, телосложения, возраста и веса показывали, что излишек ее веса составляет ~20%. Для постоянного поддержания веса на нормальном уровне она должна в день получать в среднем 2100 ккал. Используя данные, приведенные в этой главе, предложите шесть разных видов пищи, которые следует потреблять этой женщине в ограниченном количестве, чтобы поддерживать нормальный вес.

7. Баланс азота и пищевые белки. У здорового юноши, который придерживается диеты, содержащей сбалансированное количество незаменимых аминокислот, наблюдается положительный баланс азота, т.е. общее количество поглощенного в сутки азота превышает общее количество, выделяемого в сутки азота. В отличие от этого у человека, придерживающегося диеты с дефицитом по одной (или большему числу) незаменимых аминокислот, наблюдается отрицательный баланс азота, т. е. общее количество поглощенного в сутки азота меньше общего количества азота, выделяемого в сутки. Объясните, почему это происходит?

8. Экспериментальное определение потребности в аминокислотах. Опишите схему эксперимента, который позволил бы определить минимальную суточную потребность белой крысы в аминокислоте - фенилаланине.

9. Изначальная потеря веса при лечении квашиоркора. При переводе маленьких детей, больных квашиоркором, на полноценную диету сначала они теряют в весе. Объясните, почему.

10. Питание и болезнь почек. Люди с почечной недостаточностью теряют способность выводить из организма шлаковые продукты с достаточной скоростью. Они должны регулярно подвергаться диализу, в процессе которого кровь диализуется через мембрану, чтобы вымыть такие продукты, как мочевина и мочевая кислота. Кроме того, их рацион должен содержать ограниченное количество определенных белков. Объясните, почему. Какой источник белка предпочтительнее для их питания - яйца или кукуруза? Почему?

11. Потребность в витамине В₆ и пищевой рацион. Когда человек переходит на рацион с высоким содержанием белка, у него возрастает потребность в витамине В₆. Дайте возможные объяснения этому явлению.

12. Исследования питания и кишечные бактерии. Одной из трудностей при исследованиях питания человека является неопределенность, связанная с влиянием экспериментальной диеты на кишечные бактерии. Почему следует учитывать это соображение?

13. Необходимость в особой пище. Распространено мнение, что молоко — это превосходная пища, и для правильного питания оно должно быть включено в рацион каждого человека. Верно ли это? Предложите биохимическое обоснование своего ответа.

14. Пища для альпинистов. Предположим, что нужно составить список продуктов для альпиниста, собирающегося в 48-часовое восхождение на одну из вершин Гималаев.

а) Какие характеристики и требования вы считали бы главными в рационе для такого случая?

б) Какие особые виды продуктов вы бы включили?

в) Какие продукты вы сочли бы ненужными?

г) Какие витамины и минеральные вещества вы бы предложили в дополнение к рациону? Дайте объяснение своим ответам.

15. Спирт как предшественник жиров и углеводов. Этанол полностью превращается в триацилглицеролы, но не может быть превращен в глюкозу или гликоген. Почему?

15. Калорийность пива. Студент старшего курса колледжа, поддерживающий свой вес постоянным на рационе, соответствующем потреблению 2900 ккал/сут, приобрел также привычку выпивать одну банку пива в день весом 350 г. Сколько новых жировых отложений у него появится через 3 года, если все другие факторы, например физическая нагрузка, останутся постоянными? (Фактическое увеличение его веса будет больше, так как отложение жира в жировой ткани требует увеличения объема крови и внеклеточной жидкости.)

17. Мясо как источник калорий. В нескольких районах земного шара с легко доступными источниками природных ресурсов принято во время каждой еды потреблять большие количества мяса. Если любители мяса едят его в количестве, превышающем их потребности (в калориях), они могут приобрести “лишний” вес.

а) Каким метаболическим путем мясо, богатое белком, может привести к отложению триацилглицеролов?

б) Какие другие метаболические изменения могут произойти в результате такого питания?