Биологическое значение основных компонентов питания

Энергичный рост ребенка, напряженность всех процессов обмена, сложная дифференциация некоторых тканей и клеток требует не только достаточного количества основных питательных веществ, но и определенного соотношения их между собой. Определенное соотношение между белками, жирами, углеводами, витаминами и минеральными элементами – необходимое условие как для нормальных процессов пищеварения и обмена веществ, так и для физического и психического развития ребенка. Это положение, выдвинутое академиком А.А. Покровским (1966), получило название концепции сбалансированного питания. В соответствии с современной концепцией сбалансированного питания важным условием правильного усвоения пищи является соответствие ферментативных взаимоотношений организма химическому составу пищи и ее количественным пропорциям, так называемое правило соответствия. В процессе индивидуального развития организма эти соотношения меняются, что и определяет величины возрастной потребности в питательных веществах и энергии.

Из наиболее важных компонентов пищи самыми необходимыми для организма ребенка являются белки – основа структурных элементов всех клеток и тканей. С их участием функционирует организм. Поэтому очень важно поступление достаточного количества белков в период интенсивного роста и развития ребенка. Белки не могут быть заменены другими компонентами пищи. Главная их функция – снабжать аминокислотами организм, чувствительный не только к недостатку белков, но и к их качественному составу. Качество и ценность белков определяются прежде всего набором входящих в них заменимых и незаменимых аминокислот. Незаменимые аминокислоты жизненно необходимы, они поступают в организм только с пищей животного происхождения и не синтезируются в нем. К таким аминокислотам относятся валин, лейцин, лизин,
изолейцин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин.

Для детей грудного возраста нужны еще цистин, тирозин (в первые периоды жизни они не синтезируются в организме и ребенок должен получать их с пищей), а также гистидин, который у детей до трех лет еще не может синтезироваться в количествах, необходимых для удовлетворения потребностей быстрорастущего организма.

Важное значение в рационе детей имеет соотношение некоторых аминокислот. По данным А.А. Покровского, наиболее благоприятное соотношение триптофана, лизина и серосодержащих аминокислот (метионин, цистин) в период роста ребенка – 1:3:3. Оптимальный аминокислотный состав белкового компонента рационов детей зависит от соотношения белков животного и растительного происхождения. В рационе ребенка первого месяца жизни квота белков животного происхождения должна составлять 90-99 % общего количества белков и к году постепенно снижается до 75 %. Приведем суточную потребность детей первого года жизни в незаменимых аминокислотах:

Таблица № 3.1

Белки пищи расходуются в основном на пластические процессы, особенно у растущего организма. Однако они используются и как энергетический материал. При сгорании 1 г белков выделяется 4,0 ккал, или 16,7 кДж (1 ккал = 4,184 кДж). На белки приходится 13-15 % энергетической ценности суточного рациона ребенка. При недостаточном поступлении белков отмечается уменьшение массы и отставание роста ребенка. Особенно чувствительны к дефициту белков дети раннего возраста. Это неблагоприятно сказывается на деятельности центральной нервной системы, формировании речи, психомоторном и интеллектуальном развитии.

Белки принимают активное участие в выработке антител и формировании иммунитета. Недостаток их в пище приводит не только к снижению сопротивляемости организма к заболеваниям, но и сами заболевания протекают тяжелее, чаще дают осложнения. Белки входят в состав некоторых гормонов, ферментов, выполняя каталитическую функцию. Без достаточного их количества организм не может полностью использовать витамины, минеральные вещества, входящие в состав ферментных систем.

Избыток белков в питании детей также нежелателен. Это в значительной степени влияет на функцию почек, вызывая недостаточное выведение последними продуктов обмена, повышает предрасположенность к аллергическим заболеваниям. Кроме того, при чрезмерном содержании белков отмечается высокая ретенция кальция, что приводит к усилению минерализации костной ткани ребенка, ухудшается аппетит, появляются кишечные (диспептические) расстройства.

Важное значение в питании детей имеют жиры. Они в основном обеспечивают энергетические затраты (1 г жира при сгорании выделяет 9 ккал, или 37,656 кДж), а также выполняют другие жизненно важные функции организма. Жиры способствуют лучшему использованию организмом белков, витаминов и минеральных солей, обеспечивают поступление в него необходимых жирорастворимых витаминов (A, D, Е, К), фосфатидов, жирных полиненасыщенных кислот и других веществ. Потребность в жировом ингредиенте зависит от возраста детей и не определяется видом вскармливания.

В связи с физиологическими особенностями организма ребенка грудного возраста предъявляются особые требования и к качеству жирового компонента питания. Из-за недоразвитости печени и ферментных систем в этот период понижено продуцирование фермента липазы, желчи, желчных кислот, необходимых для усвоения жира. Жиры в форме мелких жировых шариков усваиваются ребенком без липолитического расщепления, так как могут проникать через стенку его кишечника. Поэтому для их полноценного усвоения необходимо, чтобы они поступали в организм ребенка в диспергированном, эмульгированном виде.

Не менее важное значение имеют полиненасыщенные незаменимые жирные кислоты (ПНЖК): линолевая, линоленовая, арахидоновая. Они являются структурными элементами клеточных мембран и митохондрий, регулируют окислительно-восстановительные процессы и обеспечивают нормальное протекание иммунологических реакций. Незаменимые жирные кислоты стимулируют рост и устойчивость организма против различных неблагоприятных факторов.

Количество потребляемого жира зависит от количества потребляемого белка, их соотношение для детей грудного возраста должно составлять 2:1. Недостаток жира в питании ребенка отрицательно сказывается на состоянии организма: замедляется рост и развитие, снижается иммунологическая реактивность, появляются экземы, выпадают волосы. Избыток жира также отрицательно влияет на организм, наблюдаются его повышенное отложение в подкожной клетчатке, угнетение функции пищеварительных желез, что может вызвать нарушение процессов пищеварения. В ряде научных работ доказано, что при избытке жира в рационе усиливается выделение из организма кальциевых и магниевых солей жирных кислот, а это приводит к снижению содержания кальция в костной ткани. Жиры могут синтезироваться из белков и углеводов. Однако в детском организме белки сравнительно мало используются для синтеза жира даже при высоком содержании их в пище. В то же время жиры легко синтезируются из углеводов, особенно при высокой энергетичности рационов.

Обязательным компонентом питания являются также углеводы – главный источник энергии. При сгорании 1 г углеводов высвобождается 4 ккал (16,736 кДж). Они должны составлять большую часть рациона ребенка и в 4-5 раз превышать количество потребляемых белков и жиров. Углеводов в питании детей первого года жизни должно быть 13 г на 1 кг массы тела.
Кроме энергетических целей, углеводы участвуют в обмене веществ, способствуя лучшему усвоению других компонентов пищи. Они принимают участие в образовании основного вещества соединительной ткани, клеточных оболочек.

При недостаточном поступлении углеводов с пищей нарушается усвояемость некоторых ингредиентов, ухудшаются процессы пищеварения; чрезмерное количество углеводов также вредно для организма ребенка, поскольку при этом нарушаются обменные процессы, усиливается образование жира, который откладывается в подкожной клетчатке, извращается реактивность ребенка, повышается сенсибилизация организма, ведущая к появлению аллергических реакций.

Организм ребенка очень чувствителен к недостатку витаминов. В связи с интенсивным ростом и усиленным обменом веществ потребность детей в витаминах на 1 кг массы тела значительно выше, чем у взрослых.
Витамины нужны для формирования ферментов, гормонов и других активных веществ, ускорения ряда биохимических реакций в организме, обусловливающих обмен веществ. Они участвуют в функции ферментных систем, выполняя коферментную роль. Ферменты наилучшим образом регулируют процессы роста и развития детей. Витамины в организме не синтезируются или синтезируются в незначительных количествах, поэтому должны поступать в организм с пищей.

Крайне необходимы в питании ребенка жирорастворимые витамины – A, D. Е. Витамин А принимает участие в процессах роста, а также обеспечивает нормальное состояние слизистых оболочек и кожного покрова, оказывает влияние на функцию зрения. Действие витамина D заключается в регуляции обмена кальция и фосфора, ускорении всасывания их в кишечнике и образовании соединений, необходимых для формирования костей. Недостаток витамина D в детском возрасте приводит к развитию рахита. Витамин Е стимулирует деятельность эндокринной системы, активизирует процесс деления клеток, улучшает всасывание жирорастворимых витаминов и уменьшает их окисление, предохраняет от окисления ненасыщенные жирные кислоты.

Не менее важную роль в питании играют водорастворимые витамины – группы В, С. Витамин С участвует в окислительно-восстановительных процессах, способствует росту тканей и клеток, повышает устойчивость организма ко вредным воздействиям внешней среды, особенно к инфекционным агентам, повышая естественный и приобретенный иммунитеты. Немаловажное значение в функционировании центральной нервной системы имеет витамин В_6. Он является коферментом дегидрогеназ, участвующих в регуляции углеводного обмена, нормализует пищеварение, принимает участие в обмене белковых и других азотистых веществ. Витамин В₁ оказывает влияние на процессы роста, белковый и углеводный обмены, способствует правильному функционированию центральной нервной системы, участвует во многих ферментных системах в качестве кофермента, влияет на функцию зрения. Витамин РР входит в состав очень важных коферментов тканевого дыхания, усиливает окислительные реакции организма, принимает участие в процессах клеточного обмена, регулирует сосудистый тонус. Фолиевая кислота участвует в синтезе аминокислот, обмене нуклеиновых кислот, обладает антианемическим действием. Биологическая роль витамина B₁₂ заключается в регуляции функции кроветворных органов, он обеспечивает синтез метионина и других аминокислот, участвует в белковом, жировом и холестериновом обменах.

При недостатке витаминов в организме ребенка возникают различные нарушения, развиваются гипо- и авитаминозы. Обязательной составной частью рациона ребенка являются минеральные вещества. Они нужны ему для правильного роста и развития костной, мышечной, кроветворной и нервной тканей. Минеральные вещества входят в состав клеток и тканей, являясь их необходимой составной частью. Минеральные вещества усиливают выделение желудочного сока и желчи, способствуют лучшему усвоению питательных веществ. Они входят в состав ферментов, гормонов. Это один из основных регуляторов важнейших процессов обмена на клеточном уровне. Минеральные вещества удерживают на определенном уровне осмотическое давление в жидкостных средах организма, поддерживают постоянство рН крови и клеток, регулируют кислотно-щелочное равновесие организма. При недостаточном поступлении в организм минеральных веществ возникают тяжелые нарушения различных видов обмена.

Кальций и фосфор имеют особое значение в питании детей. Первый принимает активное участие в образовании костной ткани и зубов. Кальций является составной частью крови, участвует в процессе ее свертывания, входит в состав клеточных структур, оказывая влияние на их проницаемость. Он необходим для правильного функционирования нервной и мышечной систем: нервно-мышечная возбудимость при снижении концентрации кальция в крови увеличивается. На усвояемость кальция оказывает отрицательное влияние избыток фосфора и магния.

Наиболее благоприятное соотношение кальция и фосфора для детей первого полугодия жизни (1-6 мес.) – 1,5: 1; от 6 до 12 мес. – соответственно 1,3:1 и в возрасте 1 года и старше – 1:1. Оптимальное соотношение кальция и магния – 1:0,5. На усвояемость кальция влияет и калий, чрезмерное количество которого ухудшает всасывание кальция. Некоторые кислоты (инозитфосфорная, щавелевая) образуют с кальцием прочные нерастворимые соединения, которые не усваиваются организмом. Лучшим источником кальция являются молоко и молочные продукты, хуже усваивается кальций растительных продуктов, особенно злаковых. Фосфор необходим ребенку для нормального роста и развития костной ткани. Этот элемент играет важную роль в функционировании центральной нервной системы.

Соединения фосфора – самые распространенные в организме компоненты, активно участвующие во всех обменных процессах. Многие соединения фосфора с белками, жирными и другими кислотами образуют комплексные соединения, отличающиеся высокой биологической активностью (нуклеопротеиды клеточных ядер, фосфопротеиды (казеин), фосфатиды (лецитин) и др.). Для усвоения фосфора в организме большое значение имеет правильное erо соотношение с кальцием.

Магний – очень необходимый для жизнедеятельности организма элемент. Он нужен для образования костной ткани (его содержание в ней 50%), участвует в обмене веществ, нормализует возбудимость нервной системы, улучшает желчевыделение, стимулирует перистальтику кишечника. Количество магния в женском молоке значительно меньшее, чем в коровьем, однако магний грудного молока лучше всасывается из кишечника и усваивается.

Необходимым минеральным элементом для организма ребенка является железо. Оно принимает участие в окислительных процессах, играет важную роль в образовании гемоглобина крови и синтезе ряда тканевых ферментов. На усвояемость железа оказывает влияние вид соединения, с которым оно поступает в организм (органическое и неорганическое). Лучше усваивается железо из продуктов животного происхождения (10-12 %), хуже из растительных (1-3 %). При недостаточном поступлении железа в организм развивается железодефицитное малокровие. Ребенок рождается с определенными запасами железа. В дальнейшем до 6-месячного возраста потребность в нем полностью покрывается материнским молоком, в котором содержится достаточное количество этого элемента. Но если ребенок находится на искусственном вскармливании, возникает дефицит железа, так как в коровьем молоке его в три раза меньше, чем в женском.

В кроветворении участвуют также кобальт и медь. Потребность в этих микроэлементах небольшая, однако их роль для организма ребенка очень важна. Кобальт стимулирует кроветворение, является составной частью витамина В_12. Медь принимает участие в процессах кроветворения, способствует образованию эритроцитов и синтезу гемоглобина, она входит в состав железосодержащих окислительных ферментов.

Фтор играет важную роль в развитии зубов, формировании дентина в зубной эмали, а также в костеобразовании и нормализации фосфорно-кальциевого обмена.

Цинк тоже входит в состав тканей. При недостатке этого элемента нарушаются процессы роста. Потребность грудных детей в цинке относительно высокая – 0,3 мг на 1 кг массы тела (у взрослого человека – 0,2 мг/кг).

Наличие йода в пище оказывает положительное влияние на деятельность щитовидной железы и обмен веществ.

Большое значение в питании ребенка имеет вода. Она участвует в обменных процессах, благодаря растворению в ней многих химических веществ. С помощью воды к тканям и клеткам транспортируются вещества, необходимые для их жизнедеятельности, а из клеток удаляются продукты обмена. Чем моложе ребенок, тем в большем количестве жидкости он нуждается. Так, ребенку первого полугодия жизни нужно в сутки 150-180 мл жидкости на 1 кг массы тела, а во втором полугодии – 130-100 мл.
Для детского организма одинаково вредно как резкое ограничение, так и избыточное потребление воды. С чрезмерным количеством ее могут выводиться необходимые минеральные вещества и витамины. При недостаточном поступлении воды развивается сгущение крови, может повышаться температура, нарушаются процессы пищеварения. Потребность ребенка в воде в основном удовлетворяется за счет жидкости, входящей в состав пищи.