Фізіологічна роль і гігієнічне значення білків, жирів, вуглеводів, вітамінів і мінеральних речовин у харчуванні людини

Білки – високомолекулярні азотисті сполуки, що складаються з амінокислот, вони є основною й обов'язковою частиною всіх організмів і займають провідне місце в обміні речовин між організмом і навколишнім середовищем.

Білки беруть участь в усіх життєво важливих процесах; входять до складу ядра, протоплазми, мембран клітин усіх органів і тканин; відповідно важлива функція білків – пластична. Білки – учасники процесу відтворення живої матерії. Білками є й скоротливі структури м'язів (актоміозин), опорні тканини організму (колаген кісток, хрящів, сухожиль), покривні тканини організму (шкіра, волосся, нігті); усі ферменти (каталітична активність). Більшість гормонів та їх похідні є білками, а отже, білки виконують регуляторну функцію. Захисна реакція організму також пов'язана з білками – це утворення антитіл при потраплянні в організм чужерідних тіл. Білки формують з антитоксинами малоактивні комплекси, які виводяться з організму, – тобто виконують і антитоксичну функцію. Зсідальна властивість крові пов'язана з участю білків плазми крові, що попереджають велику крововтрату. Деякі білки плазми крові і форменних елементів забезпечують перенесення поживних речовин, тобто виконують транспортну функцію. Білки їжі зумовлюють гальмівну і збуджувальну дії кори головного мозку.

Серед численних харчових речовин білкам належить найважливіша роль. При нестачі білків у харчуванні виникає ряд патологічних змін: сповільнюються зростання, набір маси і розвиток, порушується утворення гормонів, знижуються реактивність і стійкість організму до інфекцій та інтоксикацій. Різні білки мають різний відсотковий уміст окремих амінокислот, тому для покриття потреби в білку одного білка потрібно більше, іншого – менше. Біологічна цінність того чи іншого білка тим вища, чим ближчим його склад до складу білка даного організму.

Харчова цінність білків їжі залежить як від їх амінокислотного складу, так і від повноти їх утилізації в організмі – розщеплення ферментами травних соків. Такі білкові речовини, як волосся, шерсть, пір'я та ін., протеолітичними ферментами травного тракту людини не розщеплюються, а тому не можуть використовуватися в якості харчових продуктів. Відомі 22 амінокислоти, кожна з яких має особливе значення, але винятково цінні лізин, гістидін (дуже важливий для дітей), триптофан та ін. Деякі амінокислоти не можуть синтезувтися в організмі (валін, лейцин, ізолейцин, треонін, метіонін, фенілаланін, триптофан, лізин) і замінюватися іншими. Залежно від умісту замінних і незамінних амінокислот харчові білки поділяють на повноцінні, амінокислотний склад яких близький до амінокислотного складу білків людського тіла і містить достатню кількість усіх незамінних амінокислот, та на неповноцінні, в яких відсутні одна чи більше незамінних амінокислот. Повноцінні білки тваринного походження (білки курячого жовтка, м'яса, риби), а рослинного – квасолі, сої, картоплі, рису.

Важливим показником харчової цінності білків є їх здатність зазнавати гідролізу у шлунково-травному тракті. Перетравлюваність білків тваринного походження вища, ніж рослинного. У середньому білки їжі засвоюються на 92 %: тваринні – на 97 %, рослинні – на 83-85 %. Баластні речовини рослинних продуктів посилюють перистальтику кишечника, сприяючи швидшому виділенню з організму незасвоєних амінокислот. Окрім того, клітковина, що входить до складу клітинних оболонок, погіршує проникнення травних ферментів усередину клітин.

Засвоєння організмом харчових речовин, зокрема й білків, залежить від характеру і ступеня кулінарного приготування. Застосовуючи ті чи інші способи, можна підвищити або знизити засвоюваність харчових речовин. Надмірне теплове оброблення (наприклад, жарення) погіршує засвоєння білків унаслідок їх надмірної денатурації, утруднює проникнення ферментів через щільну кірочку, що створюється на поверхні продукту. Варені м'ясо або риба засвоюються краще, ніж жарені, оскільки їх сполучна тканина перетворюється в желеподібний стан, білки при цьому частково розчиняються у воді й легше розщеплюються протеолітичними ферментами. Подрібнені м'ясо, риба полегшують процес травлення. Тому страви з котлетної маси засвоюються краще, ніж шматком. Важливу роль у травленні відіграють приправи, що їх додають, готуючи страву.

Фізіолого-гігієнічні норми потреби в білках – норми, що виходять із мінімальної кількості білка, здатного підгримувати азотну рівновагу організму людини, тобто кількість азоту, введеного в організм із білками їжі, дорівнює кількості азоту, що виділяється з нього із сечею за добу.

Білки, на відміну від жирів і вуглеводів, не відкладаються в організмі про запас і повинні щоденно надходити з їжею в достатній кількості. Фізіологічна добова норма білка залежить від віку, статі і професійної діяльності. Для дорослої людини у звичайних умовах при легкій роботі потрібно за добу в середньому 1,3–1,4 г білка на 1 кг маси тіла, а при фізичній роботі – 1,5 г і більше, залежно від важкості праці. Наприклад, доросла людина в помірному кліматі повинна вживати щоденно при витраті енергії 2500 ккал (розумова і механізована фізична праця) не менш як 100 г білка, а ужаркому кліматі – 120 г. При витратах більшої енергії потрібно додавати 10 г білка на кожні 500 ккал. Так, при фізичній праці з витратою енергії 4000 ккал потрібно 130-150 г білка на добу. Уміст білка в денному раціоні дитини має бути вищим, ніж у дорослих (від 1,5 до 4,0 г на кг маси тіла), що пов'язано з бурхливим фізичним розвитком і статевим дозріванням.

У денному раціоні спортсменів кількість білка повинна складати 15-17 %, або 1,6-2,2 г на 1 кг маси тіла. На білки тваринного походження в добовому раціоні має припадати 40-50 % від загальної кількості вжитих білків, причому для спортсменів – 50-60, а для дітей – 60-80 %. Надмірне вживання білка шкідливе для організму, тому що затруднює процеси травлення й утворення аміаку в тканинах, токсичних продуктів – у кишечнику, підвищує навантаження на печінку і нирки.

Жири складаються з нейтрального жиру – тригліцеридів жирних кислот і жироподібних речовин (ліпоїдів). Ліпідам властиві різноманітні функції. Основна з них – утворення енергії. При окисленні 1 г жиру виділяється 9 ккал. При окисленні 100 г жиру виділяється 107 г ендогенної води, що має значення в екстремальних умовах із недостатнім надходженням води ззовні. Ліпіди виконують і структурно-пластичну функцію, оскільки входять до складу клітинних і позаклітинних мембран усіх тканин. Жири є розчинниками жиророзчинних вітамінів (A, D, Е, К) і сприяють їх засвоєнню. Ліпіди входять до складу нервових клітин, забезпечують спрямованість потоку нервових імпульсів, формують ряд гормонів (статеві, кори наднирників), а також вітамін D. Ліпіди шкіри і внутрішніх органів захищають від механічного пошкодження, наприклад, нирок. В організмі людей і тварин ліпіди виконують захисну функцію, оберігаючи від переохолодження, перешкоджаючи віддачі тепла. Ліпіди сальних залоз шкіри надають їй еластичності, попереджаючи висихання. В організмі людини жир перебуває в двох видах: структурному (протоплазматичний) і резервному (у жирових депо). Важка фізична праця, деякі захворювання, недостатнє харчування сприяють зменшенню кількості запасного жиру. Надмірне харчування, гіподинамія, зниження фукції статевих залоз, щитоподібної залози призводить до збільшення кількості резервного жиру.

Жироподібні речовини. Найбільше значення серед них мають фосфоліпіди і стеарини (найбільш важливим є холестерин, що входить до складу клітин). У здорової людини приблизно 80 % потрібного холестерину синтезується печінкою і тільки 20 % надходить із їжею.

За походженням усі жири поділяють на повноцінні (тваринні – вершкове масло, сало, сметана, сир) і неповноцінні (рослинні – олії).

Рослинне масло обов'язково повинно бути в харчуванні спортсменів, у яких підвищений розпад вітаміну Е. Перетравлювання й засвоєння жирів в організмі людини відбувається в кишечнику за активною участю ферментів, синтезованих печінкою і підшлунковою залозами, а також стінками кишок.

Фізіолого-гігієнічні норми добового вживання жирів. Потреби в ліпідах залежать від віку, статі, рівня добових енерговитрат. При нормальній масі тіла кількість жирів повинна покривати близько 30 % від денного раціону, що відповідає 1,3-1,5 г на кг маси тіла. Особам з надлишковою масою ці норми зменшують удвічі, у спортсменів, які тренуються на витривалість, кількість жиру в період значних за обсягом тренувань збільшують до 35 % у відповідності до загального добового рівня калорійності. Для покриття енергетичних витрат організму і побудови його клітинних структур у денному раціоні дорослої людини потрібно 80-100 г жиру на добу. Цей показник змінюється залежно від кліматичних умов. У північних кліматичних зонах жири повинні забезпечувати 38-40 % від загальної енергетичної цінності раціону, у середніх – 33 %, у південних – 27-28 %.

Вуглеводи – найпоширеніший клас органічних сполук, що входять до складу всіх живих організмів. Вуглеводи та їх похідні служать структурним і пластичним матеріалом постачальника енергії та регулюють ряд біохімічних процесів. Середня величина теплоти при згорянні вуглеводів – 4,1 ккал/г. Різноманітна регуляторна функція вуглеводів. Відчуття солодкого, що сприймається рецепторами язика, тонізує центральну нервову систему. Деякі вуглеводи та їх похідні біологічно активні й виконують в організмі спеціальні функції. Наприклад, гепарин попереджає зсідання крові в судинах. Важлива роль вуглеводівта їх похідних у захисних реакціях організму, особливо тих, що тривають у печінці.

За ВООЗ, вуглеводи поділяють на засвоювані організмом людини і незасвоювані (баластні – харчові волокна, що відіграють важливу роль у підтримці нормальної регуляції травлення). Джерелом вуглеводів у харчуванні служать рослинні продукти, у них вуглеводи складають 80-90 % від сухої маси. Основним вуглеводом у харчуванні людини є крохмаль (хліб, крупи, картопля).

Фізіолого-гігієнічні норми вживання вуглеводів. Доросла людина при фізичній роботі середньої важкості повинна отримувати на добу 400–500 г засвоюваних вуглеводів, у тому числі крохмалю – 350-400 г, моно- і дисахаридів – 50-100 г (їх прийом потрібно розділити на 3-4 прийоми по 25-25 г за один раз), харчових баластних речовин (целюлоза, пектинові речовини) – 25 г. При важкій роботі ця норма – 600 г; в осіб, зайнятих переважно розумовою роботою, – 300-400 г. У жінок 18-59 років потреба у вуглеводах приблизно на 15 % нижча, ніж у чоловіків (у 75-річному віці різниця зникає). Вуглеводи повинні покривати 50–55 % потреб організму в енергії. На 1 кг маси тіла потрібно 5–8 г вуглеводів, тобто в 4–5 разів більше, ніж білка або жиру. Дляспортсменів добова норма вживання вуглеводів збільшується до 700 г на добу і більше.

Надмірне споживання цукру сприяє розвитку карієсу зубів, порушенню нормального співвідношення збуджувальних і гальмівних процесів у нервовій системі дітей, що проявляється в їх неврівноваженій поведінці. Надмірна кількість цукру підгримує запальні процеси, сприяє алергізацїї організму, викривляє нормальні захисні реакції, наприклад, на холод: замість розширення судин, для забезпечення зігрівання шкіри, відбувається їх звуження, а отже, – охолодження.

Рекомендована норма вуглеводів повинна зменшуватися при деяких захворюваннях, особливо при цукровому діабеті, ожирінні, алергіях, запальних процесах. У сучасних умовах норми вуглеводів для осіб, які не займаються фізичною працею, і в похилому віці повинні бути значно зменшені.

Вода. Добова потреба людини в ній залежить від ряду факторів: метеорологічних умов зовнішнього середовища, ступеня фізичної праці, характеру їжі. Потреби у воді зростають при споживанні жирної, концентрованої, соленої їжі та їжі з гострими приправами. У звичайних умовах при легкій фізичній праці добова потреба організму дорослої людини в середньому становить 30–40 мл води на 1 кг маси тіла Це складає 2–2,5 л води при нормальному харчовому режимі і нормальній температурі навколишнього середовища. Ця кількість води надходить із наступних джерел: 1) при питті (близько 1 л); 2) з їжею (близько 1 л); 3) утворюється в організмі при обміні білків, жирів і вуглеводів (300-350 см3).

Основні органи, що видаляють воду з організму, – нирки (1,2-1,5 л), потові залози (500-700 см3; при нормальній температурі й вологості повітря на 1 см2 шкіри кожні 10 хв виділяється близько 1 мг води), легені (350 см3; різко збільшується виділення води при поглибленому й частому диханні і за добу в такому разі може складати 700–800 см3), кишечник (100-150 см3). Відношення обсягу спожитої води до обсягу виділеної складає водний баланс. Якщо з організму виводиться води більше, ніж надходить, то виникає відчуття спраги.

Вітаміни- різні за хімічним складом органічні сполуки, необхідні організму для утворення ферментів. Їх поділяють на дві групи: розчинні в воді (С, Р, вітаміни групи В) і розчинні в жирах (A, D, Е, К). Основним харчовим джерелом жиророзчинних вітамінів є тваринні і рослинні жири, водорозчинних – фрукти, овочі, злаки, цитрусові та ін.

Достатня кількість вітамінів у їжі сприяє процесам росту, відновленню тканин, оптимальному перебігу обміну речовин і підтриманню їх на такому рівні, коли захисні властивості організму проти несприятливих факторів навколишнього середовища зростають. Потреба організму у вітамінах збільшується при фізичному і нервово-психічному навантаженні, при роботі в умовах підвищеної чи зниженої температури, вживанні деяких лікарських препаратів (наприклад, антибіотики пригнічують кишкову мікрофлору і цим негативно впливають на вітамінний обмін).

Потреба організму у вітамінах невелика і вимірюється в міліграмах, проте задовольнити її нелегко. Надходження вітамінів до організму в нашій країні зазнає сезонних коливань. Причиною цьому є обмежене вживання овочів і фруктів у зимові й весняні місяці, а також зниження вмісту вітамінів при тривалому зберіганні продуктів. Кількість вітамінів зменшується у продуктах при кулінарному приготуванні; залежить від сорту й умов вирощування рослин, а дляпродуктів тваринного походження – від умов утримання і вигодовування.

Вітамін С (аскорбінова кислота) в організмі бере участь в окислювально-відновних процесах, ущільнює стінки капілярів, хрящову і кісткову тканини, нормалізує проникність судинної стінки, її міцність та еластичність, підвищує опір організму до інфекційних захворювань та інтоксикацій, перегрівання, охолодження, кисневого голодування, стимулює діяльність центральної нервової системи й ендокринних залоз, покращує роботу печінки, засвоєння заліза і кровотворення.

До нестачі вітаміну С призводить куріння тютюну, стреси, вживання алкоголю, висока температура тіла, вживання антибіотиків та інших медикаментів, дія на організм шкідливих речовин у побуті і на виробництві, інтенсивна фізична робота, вагітність, хірургічні операції, відсутність у раціоні свіжих овочів і фруктів.

Аскорбінова кислота нестійка, оскільки швидко окислюється і втрачає біологічну активність. Добре зберігається у квашеній капусті (діжку добре закривають, щоб вона не мала контакту з киснем повітря). Багато вітаміну С втрачається при кулінарному обробленні продуктів під дією лугів, кисню повітря і високої температури. Руйнуванню вітаміну сприяє нелуджений мідний і залізний посуд. Зменшується кількість вітаміну в очищених овочах, що довго зберігаються, навіть у воді. При варінні овочів їх занурюють у киплячу воду. Руйнівно діє на вітамін С розігрівання овочевих супів: кожне розігріваная зменшує його на 30 % (доцільно розігрівати не весь суп, а тільки необхідну частину його), не варто залишати готовий суп на плиті.

Добова потреба у вітаміні С для чоловіків до 40 років складає 50-100 мг, жінок – 65-85 мг залежно від важкості фізичної роботи, дітей – 30-70 мг. Проте потрібно враховувати, що потреба вітаміну С збільшується при значних фізичних і психологічних навантаженнях, важкій фізичній праці, в умовах жаркого клімату. Спортсменам рекомендується додатково приймати аскорбінову кислоту для підвищення рівня фізичної працездатності й прискорення відновних процесів, а також у зимово-весняний період (150-200 мг), коли її вміст у їжі значно зменшується.

Вітамін А (ретинол) необхідний для здійснення процесів росту, а також формування захисних сил шкіри і слизових оболонок дихальних шляхів, травної і сечовидільної систем.

Специфічна роль вітаміну А полягає в регулюванні утворення зорового пурпуру у стінці ока. Цей вітамін підвищує імунітет і опір організму інфекціям, має антиоксидантну і проти- склеротичну дії. В організмі він утворюється з пігменту каротину, який є у великих кількостях у свіжій моркві, абрикосах, вершковому маслі, печінці, нирках тощо. Вітамін відкладається в печінці, яка є його депо.

Добова потреба у вітаміні А в дітей -1 мг, дорослої людини – 2 мг; при інтенсивних заняттях спортом – 2,5-3 мг.

Вітамін D (кальцифероли). Основними представниками цієї групи є ергокальциферол (вітамін D2) і холекальциферол (вітамін D,), які регулюють обмін кальцію і фосфору, стимулюють ріст і формування кісток, беруть участь у регулюванні тканинного дихання й окислювально-відновних процесів, регулюють проникність мембран клітин.

У шкірі людини міститься провітамін ергостерин, який під впливом ультрафіолетового проміння (сонця, кварцової лампи) перетворюється у вітамін D. Сонячне світло напряму впливає на здатність чоловіків до запліднення. Простий спосіб досягти бажаної вагітності при чоловічому безплідді – це щоденно гуляти чоловікам у ясний день; також корисними будуть у щоденному раціоні жирна риба, яйця, в яких багато вітаміну D, і природні полівітамінні антиоксиданти. Багатий на вітамін D жир печінки тварин і риб, особливо тріски, багато його в яєчному жовтку, вершковому маслі, ікрі, молоці, баклажанах, шпинаті.

Добова потреба вітаміну D для дітей – 0,0025–0,01 мг; для людей, які живуть у кліматі з недостатнім сонячним опроміненням, – 0,02 мг; дляспортсменів – 0,01-0,02 мг.

Вітамін Е (токоферолу ацетат) має антиоксидантні властивості, впливає на функцію статевих та інших ендокринних залоз (захищає гормони від надмірного окислення), стимулює діяльність м'язів, сприяє накопиченню в них глікогену і нормалізує обмінні процеси, підвищує стійкість еритроцитів до гемолізу, покращує використання білка організмом, сприяє засвоєнню жирів, вітамінів А і D, запобігає розвитку атеросклерозу і гіпертонії.

Його багато в печінці, яєчному жовтку, зародках пшениці, овочах, салаті, плодах шипшини, обліписі, рослинних оліях.

Добова потреба дорослої людини – 8-15 мг суміші природних токоферолів.

Вітамін B 1 (тіамін) в організмі не синтезується. Важливий в обміні вуглеводів, сприяє окисленню продуктів їх розпаду, бере участь в обміні амінокислот, утворенні ненасичених жирних кислот, перетворенні вуглеводів у жири, потрібний для нормального функціонування центральної та периферичної нервової, серцево-судинної й ендокринної систем, нормалізує кислотність шлункового соку і рухову активність шлунка, підвищує опір організму до інфекцій та інших факторів зовнішнього середовища.

Вітамін Bj міститься в лісових горіхах, неочищеному рисі, хлібі грубого помелу, ячмінній і вівсяній крупах, особливо його багато в пивних дріжджах і печінці. Вітамін В j руйнується при нагріванні до 140°С, надзвичайно швидко – в лужному середовищі. Добре зберігається при сушінні і звичайному приготуванні їжі.

Добова потреба для дорослого чоловіка – 1,6–2,5 мг, для жінки -1,3-2,2 мг, для дитини – 0,5-1,7 мг.

Вітамін В 2 (рибофлавін) бере участь в окисно-відновних процесах і синтезі АТФ, утворенні гемоглобіну, захищає сітківку від надмірного впливу ультрафіолетових променів і разом із вітаміном А забезпечує нормальний зір – гостроту сприйняття кольору і світла, адаптацію до темноти, позитивно впливає на стан нервової системи, шкіри і слизових оболонок, функції печінки, стимулює кровотворення.

Вітамін В2 міститься в хлібі, гречаній крупі, молоці, яйцях, печінці, м'ясі, томатах. Легко руйнується при дії світла, лугу, кип'ятінні.

Добова потреба дорослої людини – 1,3-2,4 мг.

Вітамін В 3 (пантотенова кислота) відіграє роль у розпаді жирів, утворенні амінокислот, холестерину, гормонів кори наднирників, у передачі нервових імпульсів, регулює функції нервової системи (попереджає втому, знімає стрес).

Міститься в більшості натуральних рослинних і тваринних продуктах.

Добова потреба для дорослого – 5 мг, збільшується при напруженій фізичній роботі і нестачі в раціоні білка.

Вітамін В 6 (піридоксин) важливий в обміні амінокислот, ліпідному обміні, сприятливо впливає на функції нервової системи, печінки, кровотворення, має імунорегулювальну і протиракову дії.

Уміст піридоксину знижується при значному фізичному навантаженні, роботі в умовах холоду, тривалому надмірному вживанні білків, прийманні ліків (антибіотиків, сульфаніламідних, протизаплідних, протитуберкульозних).

Міститься в дріжджах, зародках пшениці, пророслих бобах, квасолі, кукурудзі, м'ясі, а також синтезується в кишечнику Швидко руйнується на світлі, але витримує високі температури, кислі і лужні середовища.

Добова потреба дорослої людини у вітаміні В6 складає 1,8-2 мг.

Вітамін В (кобаломін) потрібен для нормального кровотворення, використання організмом амінокислот, утворення холіну і нуклеїнових кислот, він стимулює ріст, сприятливо впливає на жировий обмін у печінці, покращує роботу центральної й периферичної нервової системи. Дефіцит вітаміну зустрічається при строгому дотриманні вегетаріанської дієти, хворобах печінки.

На цей вітамін багаті внутрішні органи тварин (особливо нирки і печінка) і риб (особливо осетра і судака). У людини вітамін В12 синтезується мікрофлорою кишечника.

Добова потреба дорослої людини – 0,002-0,005 мг.

Вітамін В 15 (пангамова кислота) входить до складу багатьох рослин. Бере участь в обміні речовин, особливо ліпідів, стимулює функцію коркового шару наднирникових залоз, сприяє збільшенню вмісту креатин фосфату у м'язах, глікогену – в печінці і м'язах, підвищує стійкість організму до кисневого голодування, запобігає цирозу печінки і стимулює репаративні процеси.

Вітамін PP (нікотинамід) відіграє важливу роль в окисно-відновних процесах та обміні вуглеводів, уходить до складу ферментів, що переносять кисень, регулюють тканинне дихання, стимулює кровотворення в кістковому мозку, прискорює процеси загоєння ран і виразок, посилює секрецію шлунка і перистальтику кишечника. Міститься в зелених овочах, моркві, картоплі, горосі, гречаній крупі, житньому хлібі, молоці.

Добова потреба становить для дітей 15 мг, для дорослих – 15-25 мг.

Вітамін К (філохінон) потрібний для синтезу ферменту крові протромбіну, при нестачі якого знижується здатність крові зсідатися. Вітамін К є стимулятором скорочувальної функції непосмугованої м'язової тканини кишок, матки, бронхів. Міститься в зеленій капусті, шпинаті, моркві, листках кропиви, незрілих томатах, печінці, а також синтезується мікрофлорою товстого кишечника.

Вітамін Р (цитрин) зменшує проникність кровоносних судин, підсилює дію аскорбінової кислоти. Найбільше вітаміну P у гречаній крупі, лимонах, червоному перці, чорній смородині.

Вітамін U виявлено в листках капусти і зелених овочах. Він сприяє загоєнню виразки шлунка і дванадцятипалої кишки.

Вітамін Н (біотин) бере участь у перетворенні амінокислот і розкладі проміжних продуктів обміну вуглеводів. Міститься у пшениці, картоплі, тваринних продуктах.

Вітамін F включає напівнасичені жирні кислоти (ліно- леву, ліноленову, арахідонову), що входять до складу рослинних олій, особливо соняшникової, кукурудзяної, бавовникової. Ці жирні кислоти беруть участь у процесах клітинного обміну, регулюють уміст холестерину в крові.

Мікроелементи – це хімічні елементи, що містяться у тканинах людини в концентраціях 1:100000 і менше, а також елементи, що знаходяться у воді та ґрунті в малих концентраціях. Мікроелементи, що постійно перебувають в організмі людини і мають певне значення для її життєдіяльності, називають біогенними елементами (кисень, вуглець, водень, натрій, кальцій, фосфор, калій, хлор, марганець залізо, цинк, мідь, йод, фтор, молібден, кобальт, ванадій, селен). Основним джерелом мікроелементів для людини є харчові продукти рослинного і тваринного походження.

Мікроелементи втрачаються організмом із потом, сечею, слиною, порушуючи їх баланс в організмі, що викликає певні фізіологічні зсуви. Мінеральний обмін тісно пов'язаний з водним. Мінеральні речовини беруть участь у пластичному обміні, входять до складу кісток. У цитоплазмі будь-якої клітини є білки, доскладу яких уходять мікроелементи (Co, Fe, Си та ін.). Мінеральні речовини можуть бути гуморальними регуляторами багатьох функцій (наприклад, кальцій, натрій, калій регулюють роботу серця).

Натрій регулює осмотичний тиск і водний обмін, при порушенні якого з'являються спрага, сухість слизових, набряклість; впливає на білковий обмін, бере участь у транспортуванні вуглекислого газу та ін. Обмін натрію перебуває під контролем щитоподібної залози і регулюється в основному альдостероном.

Добова потреба натрію складає близько 4–7 г.

Калій є основним внутрішньоклітинним катіоном. Головною функцією калію є формування трансмембранного потенціалу і поширення змін потенціалу клітинною мембраною шляхом обміну з іонами натрію за градієнтом концентрації.

Добова потреба калію складає приблизно 2 г.

Магній – важливий внутрішньоклітинний елемент, що є активатором для багатьох ферментних реакцій, бере участь у регулюванні нервово-м'язової провідності, тонусі гладкої мускулатури, регулюванні зберігання і звільнення АТФ, знижує збудливість нервових клітин, зміцнює імунну систему, має антиаритмічну дію, сприяє відновленню сил після фізичних навантажень.

Добова норма надходження магнію в організм складає 200-400 мг.

Кальцій забезпечує опорну функцію кісток, його катіони входять до складу плазми крові і тканинних рідин, що беруть участь у підтриманні гомеостазу, регулюванні серцевих скорочень і зсідання крові.

Добова потреба організму в кальції складає 800–1500 мг.

Фосфор знаходиться в біологічних середовищах у вигляді фосфат-іонів, які входять до складу неорганічних компонентів та органічних біомолекул (АТФ, АДФ). Міститься в багатьох харчових продуктах (молоко, м'ясо, риба, хліб, овочі).

Добова потреба людини уфосфорі складає 1,3 г.

Залізо в організмі людини виконує основну функцію – перенесення кисню, а також бере участь в окислювальних процесах, виділенні енергії, ферментативних реакціях, у забезпеченні імунітету, метаболізмі холестерину.

Добова потреба залізаскладає 10-20 мг.

Цинк є кофактором великої групи ферментів, що беруть участь у білковому й інших видах обміну (потрібний для синтезу білків, зокрема, колагену, формування кісток), у процесах поділу і диференціювання клітин, формуванні Т-клітинного імунітету, функціонуванні десятків ферментів, інсуліну підшлункової залози, статевого гормону дигідрокортикостерону. Багато його міститься в яловичині, печінці, морських продуктах, вівсяному борошні, моркві, горосі, горіхах.

Оптимальне надходження цинку в організм за добу складає 10-15 мг.

Мідь уходить до складу багатьох вітамінів, гормонів, ферментів, дихальних пігментів, що беруть участь в обміні речовин, тканинному диханні; має значення для підтримання нормальної структури кісток, хрящів, сухожиль, еластичних стінок кровоносних судин, легеневих альвеол, шкіри; підвищує стійкість організму до деяких інфекцій, зв'язує мікробні токсини і підсилює дію антибіотиків, має виражену протизапальну дію, сприяє засвоєнню заліза.

Добове оптимальне надходження міді доорганізму – 2–3 мг.

Селен стимулює в організмі процеси обміну речовин, захищає від шкідливих речовин, утворюваних при розпаді токсинів, антагоніст ртуті арсену, захищає від кадмію, свинцю, талію. Високий уміст селену в часнику, пшеничних висівках, білих грибах.

Добова потреба організму в селені складає 20-100 мг.

Хром бере участь у контролюванні синтезу жирів та обміні вуглеводів, разом з інсуліном задіяний у регуляції рівня цукру крові, забезпечує нормальну активність інсуліну, бере участь у регуляції роботи кардіоміоцитів і функціонуванні кровоносних судин.

Міститься в овочах, ягодах, фруктах, рибі, креветках, крабах, печінці, курячих яйцях, пивних дріжджах.

Добова потреба – 50-200 мг.

Нітрати – солі азотної кислоти, наприклад NaNO3, KNO3, NH4NO3, Mg(NO3)2. Вони у різних концентраціях зустрічаються в організмі людини. Проте, вживання нітратів, у кількості більшій допустимої величини, призводить до того, що у травному тракті вони частково відновлюються до нітритів (токсичніших сполук), а останні при поступленні у кров можуть викликати метгемоглобінемію. Крім цього, з нітритів у присутності амінів можуть утворюватися N-нітрозаміни, що мають канцерогенну активність. При потраплянні високих доз нітратів в організм (з їжею чи питною водою), у людини через 4-6 годин появляється нудота, задишка, посиніння шкірних покривів і слизових, понос, загальна слабкість, запаморочення, біль у потилиці, серцебиття. Допустима добова доза нітратівдля дорослої людини складає 325 мг на добу.

Максимальне накопичення нітратів у рослинах відбувається в період їх росту. Тому недозрілі та ранні овочі (кабачки, баклажани тощо), картопля можуть містити більше нітратів, у порівнянні з дозрілими. Розпреділення нітратів у рослинах є нерівномірним. У капусті нітрати найбільше накопичуються всередині у качані, в огірках і редьці – у поверхневих шарах, у моркві – в центрі. При митті і чищенні овочі та картопля втрачають 10-15 % нітратів, а ще більше – при тепловій кулінарній обробці, особливо при варінні, коли втрачається від 40 % (буряк) чи 70 % (капуста, морква) до 80 % (картопля) нітратів. При зберіганні овочів протягом декількох місяців вміст нітратів зменшується на 30-50 %. Зменшити концентрацію нітратів можна й шляхом вимочування.

Отже, збалансоване і раціональне харчування у відповідності до віково-статевих і суспільно-активних процесів забезпечить нормальне функціонування організму, попередить виникнення хвороб.

 

 

Виробнича санітарія - це система організаційних, гігієнічних і санітарно-технічних заходів та засобів запобігання впливу шкідливих виробничих чинників на працівників. Виробнича санітарія вивчає всі фактори виробничого і навколишнього середовища, що діють на людину. До виробничої санітарії належить гігієна праці та санітарна техніка.

Гігієна праці - галузь практичної та наукової діяльності, що вивчає стан здоров'я працівників, зумовлений умовами праці, і на цій основі обґрунтовує заходи і засоби щодо збереження і зміцнення здоров'я працівників, профілактики несприятливого впливу умов праці.

Санітарна техніка – це пристрої освітлення, вентиляції, опалення, тепло- і газопостачання, водопостачання, захист від дії шуму, вібрації тощо.

Гігієна праці за специфічними факторами і родом діяльності поділяється на комунальну, виробничу, військову і гігієну харчування.

Фактори виробничого середовища характеризують санітарно–гігієнічні умови праці і поділяються на: фактори виробничого процесу (ФВП) та фактори трудового процесу (ФТП).

Фактори виробничого процесу бувають фізичні, хімічні і біологічні.

Фізичні фактори це:

- метеорологічні умови;

- промислові виділення (пил, аерозолі, гази і випари);

- шум, інфра- та ультразвук, електромагнітні та статичні поля;

- іонізуюче та лазерне випромінювання;

- світловий та кольоровий дискомфорт.

Хімічні фактори - це промислова отрута, яка проникає через органи дихання і слизову оболонку в організм людини.

Біологічні фактори - це промислова інфекція; патогенні мікроорганізми (бактерії, віруси, спірохети, інфекційні гриби).

Фактори трудового процесу це:

- положення тіла при виробничому процесі;

- емоційне напруження під час роботи;

- розумове напруження;

- навантаження на м'язову систему;

- ступінь гіподинамії (обмеження в просторі);

- рівень монотонності праці;

- ступінь перенапруги аналізаторів органів чуття;

- характер і особливості режиму праці та відпочинку.
В системі законодавства щодо гігієни праці ключове місце займає закон "Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення". Положення, що стосуються виробничої гігієни, найбільш повно висвітлені в ст 7 закону «Обовязки підприємств, установ і організацій». Відповідно до закону забезпечення санітарного благополуччя досягається такими основними заходами:

- гігієнічною регламентацією та державною реєстрацією небезпечних чинників навколишнього і виробничого середовища

- предявленням гігієнічно обгрунтованих вимог до проектування, будівництва, розробки, виготовлення та використання нових засобів виробництва і технологій, до житлових приміщень, територій, діючих засобів виробництва і технологій, тощо

- державною санітарно-гігієнічною експертизою проектів, технологічних регламентів, інвестиційних програм та діючих обєктів і обумовлених ними небезпечних чинників на відповідність вимогам санітарних норм.

- включенням вимог безпеки щодо здоровя та життя в державні стандарти та іншу нормативну документацію

- ліцензуванням певних видів діяльності, повязаних з потенційною небезпекою для здоровя людей

- обовязковими медичними оглядами певних категорій населення або працюючих
Складовими частинами законодавства в галузі гігієни праці є постанови, положення, норми, які затверджує Мінохорони здоровя («Положення про медичний огляд працівників...», «Перелік важких робіт і робіт зі шкодливими і небезпечними умовами праці...»), а також СніПи стосовно окремих небезпечних чинників.

В системі заходів з забезпечення санітарно-епідеміологічного благополуччя та безпеки праці важливими є заходи з запобіжного і поточного санітарних наглядів. Державний запобіжний нагляд здійснюють органи державної санітарно-епідеміологічної служби системи Міністерства охорони здоровя України.

Як і інші порушення в сфері охорони праці, порушення в галузі виробничої санітарії караються, причому передбачається адміністративна, дисциплінарна чи кримінальна відповідальність, про що ми вже згадували раніше.

2.
^ Основи фізіології ручної та розумової праці

Основи фізіології ручної, механізованої, автоматичної, конвеєрної, розумової праці, праці з використанням засобів обчислювальної техніки та персональних ЕОМ. Роль центральної нервової системи в трудовій діяльності людини, втома.

В історичному аспекті розвитку трудової діяльності людини можна виділити три основні види праці: ручну, механізовану та автоматизовану.

Ручна праця вимагає значних затрат фізичної сили і є енергозатратною.

Автоматизована і механізована праця відрізняється ЗМЕНШЕННЯМ величини фізичного навантаження та ЗБІЛЬШЕННЯМ нервово-емоційного напруження, які впливають на фізичні та психічні можливсті людини.

Важливе значення з погляду фізіології праці має вивчення перебігу психологічних та фізіологічних процесів під час трудової діяльності людини, яку можна умовно поділити на фізичну та розумову.

Фізична діяльність визначається переважно роботою м’язів, до яких в під час роботи посильно поступає кров, яка забезпечує надходження кисню та вилучення продуктів окислення. Цьому сприяє активна робота серця та органів дихання, при якій витрачається значна енергія.

За величиною енерговитрат роботи поділяють на три категорії: легкі, середньої важкості та важкі, які далі чергу поділяються на групи:

- легка, група Іа – енерговитрати до 120 кКал/год;

група Іб – енерговитрати від 121 до 150 кКал/год.

- середньої важкості: група ІІа – енерговитрати від 151 до 200 кКал/год;

група ІІб – енерговитрати від 201 до 250 кКал/год.

- важкі: група III – енерговитрати >250 кКал/год.

До категорії Іа відноситься сидяча робота без фізичного напруження (управлінці, швейні, сортувальні, годинникові виробництва і т.д) до Іб категорії – роботи, що виконуються сидячи, стоячи, але без напружень, до ІІа – роботи повязані з ходінням і переміщенням дрібних (до 1 кг вантажів, ІІб переміщення вантажів середньої ваги (до 10 кг), до ІІІ категорії – переміщення значних вантажів постійно

Чим вища категорія виконання роботи, тим більше навантаження на опорно-рухову, дихальну та серцево-судинну системи людини. Частота серцевих скорочень, яка устані спокою становить 65-70 скорочень на хвилину, при виконанні важких робіт може зростати до 150-170.

Вентиляція легень в стані спокою складає 6-8 л на хвилину, а при важкій фізичній роботі доходить до 100 і більше л/хв. Під час виконання дуже важкої роботи постачання кисню в організм досягає своєї межі, але потреба в ньому стає ще більшою і не задовольняється в процесі роботи. В цей момент в організмі виникає стан кисневої недостатності - гіпоксія. Помірна гіпоксія тренує організм, але якщо важка фізична праця триває довго, або якщо людина не звикла до великих навантажень, і її дихальна та серцево-судинна системи погано забезпечують роботу м'язів - гіпоксія стає ушкоджуючим чинником.

М'язова робота супроводжується змінами і в обміні речовин, які, в свою чергу, позначаються на складі крові. Суттєвим чинником, що впливає на склад крові, є порушення водного і водно-сольового балансу. В зв'язку з цим підвищується концентрація солі в рідкій частині крові (плазмі). Крім того, енергетичні витрати в процесі праці передбачають надходження у кров різних продуктів розпаду речовин, що призводить до зміни складу крові

Розумова діяльність людини полягає насамперед в роботі центральної нервової системи та органів чуття. На відміну від фізичної, розумова праця супроводжується меншими витратами енергетичних запасів, але це не свідчить про її легкість. Основним працюючим органом під час такого виду праці виступає мозок. При інтенсивній інтелектуальній діяльності потреба мозку в енергії підвищується і становить 15-20% від загального об'єму енергії, яка витрачається в організмі. При цьому вживання кисню 100 г кори головного мозку в 5 разів більше, ніж скелетними м'язами тієї ж ваги при максимальному фізичному навантаженні. При читанні вголос витрати енергії підвищуються на 48%; при публічному виступі - на 94%; при роботі операторів обчислювальних машин - на 60-100%. Під час розумової праці значно активізуються аналітичні та синтетичні функції центральної нервової системи, прийом і переробка інформації, виникають функціональні зв'язки, нові комплекси умовних рефлексів, зростає роль функцій уваги, пам'яті, навантаження на зоровий та слуховий аналізатори

При розумовій роботі уповільнюється частота серцевих скорочень, підвищується кров’яний тиск, сповільнюються процеси обміну речовин, зменшується кровопостачання кінцівок та черевної порожнини, водночас збільшується кровопостачання мозку у 8-10 разів порівняно зі станом спокою.

Для розумової праці характерні: велика кількість стресів, мала рухливість, вимушена статична поза - все це зумовлює застійні явища у м'язах ніг, органах черевної порожнини і малого тазу, погіршення постачання мозку киснем, зростання потреби в глюкозі. При розумовій праці погіршується робота органів зору: стійкість ясного бачення, гострота зору, адаптаційна можливість ока. Порівняно з фізичною діяльністю при окремих видах розумової діяльності (робота конструктора, оператора ЕОМ, учнів та вчителів) напруження органів чуття зростає у 5-10 разів, особливо органів зору та слуху.

^ Завершення робочого дня зовсім не перериває процесу розумової діяльності. Як правило, під час розумової праці важко вимкнути механізм переробки інформації навіть під час відпочинку; люди працюють не лише 8-12 годин на добу, а майже постійно з короткими переключеннями. Це і є підтвердженням так званої інформативної теорії, згідно з якою людина під час сну переробляє інформацію, отриману в період активної бадьорості.

^ Розвивається особливий стан організму - втома, що з часом може перетворитися на перевтому. Все це призводить до порушення нормального фізіологічного функціонування організму. При розумовій праці мають місце зсуви в вегетативних функціях людини: підвищення кров'яного тиску, зміни електрокардіограми, вентиляції легень і вживання кисню, підвищення температури тіла

^ Після закінчення розумової праці втома залишається довше, ніж після фізичної праці, однак навіть у стані перевтоми працівники здатні довгий час виконувати свої обов'язки без особливого зниження рівня працездатності і продуктивності.

Важливо, щоб втома, накопичуючись не перейшла у перевтому, оскільки при цьому можливі зміни в організмі людини та розвиток захворювань центральної нервової системи.

3.
^ Гігієнічна класифікація праці

Загальний підхід до оцінки умов праці та забезпечення умов праці, що відповідають нормативам.

Гігієнічна класифікація праці необхідна для оцінки конкретних умов та характеру праці на робочих місцях. На основі такої оцінки приймаються рішення, спрямовані на запобігання та обмеження впливу несприятливих виробничих факторів на людину.

Оцінка умов праці проводиться на підставі „ Гігієнічної класифікації умов праці за показниками шкідливості та напруженості трудового процесу”.

Виходячи з принципів Гігієнічної класифікації, умови праці розподіляють на 4 класи:

1 клас – оптимальні умови праці, за яких зберігається не лише здоров’я працівника, а й створюються передумови для підтримання високого рівня працездатності.

2 клас – допустимі умови праці, які характеризуються таким рівнем факторів виробни­чого середовища і трудового процесу, що не перевищують встановлених гігієнічних нормативів для робочих місць. Стан організму відновлюється за час регламентованого відпочинку або до початку наступної зміни і не впливає на стан здоров’я працівників, їх потомство в найближчому та віддаленому періодах.

3 клас – шкідливі умови праці, які характеризуються наявністю шкідливих виробничих факторів, що перевищують гігієнічні норми і здатні чинити несприятливий вплив на організм працівника або його потомство.

4 клас – небезпечні (екстремальні) умови праці, що характеризуються таким рівнем факторів виробничого середовища, вплив яких протягом робочої зміни (або її частини) створюють високий ризик виникнення важких форм гострих професійних уражень, отруєнь, каліцтва, загрози для життя

Виробниче приміщення – замкнений простір в будівлях і спорудах, призначений для здійснення трудової діяльності людей

Робоча зона – простір у виробничому приміщенні, в якому розміщено робочі місця постійного чи тимчасового перебування працівника.

Мікроклімат робочої зони: поняття

Людина під час праці витрачає енергію, яку накопичив її організм за рахунок харчування. Інтенсивність витрат енергії залежить від характеру та інтенсивності праці, а також від параметрів навколишнього середовища і, в першу чергу, від стану повітря в приміщенні. Стан повітря робочої зони в виробничому приміщенні називають мікрокліматом або метеорологічними умовами.

Метеорологічні умови виробничого середовища або мікроклімат виробничих приміщень – це фізичний стан повітря, який характеризується такими фізичними параметрами:

- температурою повітря t, °С;

- відносною вологістю , %;

- швидкістю руху повітря ^ V, м/с;

- величиною атмосферного тиску Р, Па;

- тепловим випромінюванням І, Вт/м²;

- ступенем іонізації повітря.

Мікроклімат виробничих приміщень залежить від кліматичних умов, часу доби, пори року і сезонних змін.