Таким образом, жиры являются необходимыми пищевыми веществами. В составе жиров выделяются своими биологическими и лечебными свойствами так называемые полиненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линолеиовая, арахидоновая), которые иногда называют витамином F. Жиры, содержащие другие ненасыщенные кислоты, не обладают столь выраженным биологическим действием. Линолевая, линоленовая и арахидоповая жирные кислоты практически не синтезируются в организме и должны вводиться с пищей.
Полиненасыщенные жирные кислоты играют весьма важную роль в обменных процессах организма: они усиливают эластичность и прочность стенок кровеносных сосудов, регулируют обменные процессы в коже и эпителии желудка, способствуют выделению холестерина из организма, облегчают связь фосфолипидов с белками, входят в состав клеточных мембран миелиновых оболочек нервов и соединительной ткани, а также внутриклеточных образований (нитей митохондриев). Поэтому при длительной недостаточности полиненасыщенных жирных кислот в рационе питания у экспериментальных животных отмечено: кровоточивость и ломкость сосудов, воспалительные изменения на коже типа экземы, язвы слизистой оболочки желудка, накопление холестерина в крови.
Для наиболее полного усвоения жиров большое значение имеет соотношение жиров с другими пищевыми веществами. Соотношение между жирами, белками и углеводами должно быть равным 1:1:4. Сдвиг этого соотношения ухудшает усвоение как жиров, так белков и углеводов.
Значительно ухудшает всасывание жиров избыток кальция, магния и фосфора в пище.
Углеводы являются основным источником для покрытия энергетических затрат организма. Углеводы содержатся главным образом в растительных продуктах, в животных продуктах их содержится очень мало. В естественных пищевых продуктах углеводы представлены в виде моносахаридов, дисахаридов и полисахаридов.
К моносахаридам относятся глюкоза, фруктоза и галактоза. К этой же группе можно отнести применяющиеся в последние годы диетические продукты — сорбит и ксилит. Эти виды углеводов рекомендуются для лиц с недостаточностью функции поджелудочной железы, так как они не вызывают повышения уровня сахара крови.
К дисхаридам относятся сахароза, лактоза, мальтоза, целлобиоза. Полисахаридами являются крахмал, гликоген, клетчатки. Дисахариды и полисахариды распадаются в кишечнике до моносахаридов. Моносахариды по воротной вене поступают в печень, где из глюкозы синтезируется гликоген. В печени содержится 2—3% гликогена. В некоторых случаях содержание гликогена повышается до 5%. При небольших физических затратах и при обильном введении в организм углеводов с пищей наступает насыщение печени гликогеном и часть поступающих моносахаридов используется для обновления молекул гликогена, часть—для образования жиров и часть окисляется до конечных продуктов.
Образовавшиеся из углеводов жиры вступают в соединение с белками, образуется липопротеиновый комплекс. Обмен углеводов зависит от активности ферментных систем, участвующих в обмене жиров. Если уровень окислительных процессов в организме не высок, то углеводы легко превращаются в жиры и откладываются в организме в подкожной жировой клетчатке и вокруг внутренних органов. Если же окислительные процессы в организме происходят интенсивно, то значительная часть углеводов окисляется до конечных продуктов.
Источником сахара в крови является гликоген печени. В печени гликоген превращается в фосфорное соединение, из которого в конце концов выделяется в кровь глюкоза. Глюкоза кровью разносится ко всем органам и тканям, где используется для энергетических нужд.
При очень больших энергетических затратах использование сахара крови происходит быстрее, чем превращение гликогена в глюкозу в печени. В результате уровень сахара в крови понижается, наступает гипогликемия, появляются головокружение, сердцебиение, обильный пот, в тяжелых случаях гипогликемии может быть даже коллапс.
Длительная недостаточность сахара в крови приводит к сахарному голоданию мозговой ткани, в результате чего может возникнуть невротический синдром.
Глюкоза поступает в клетки всех органов и тканей и в клетках снова превращается в гликоген. Скелетные мышцы, например, содержат 0,3—0,9% гликогена, мышца сердца —0,5%, мозговая ткань — 0,15—20% гликогена.
Источником глюкозы являются плоды, фрукты, ягоды, мед. Техническая глюкоза получается путем гидролиза картофельного или кукурузного крахмала. Фруктоза совместно с глюкозой содержится в тех же продуктах. Галактоза содержится в молоке. Манноза имеется в некоторых фруктах.
Источником дисахаридов является сахарная свекла, сахарный тростник, морковь.
Сахарная свекла содержит до 20% сахара, сахарный тростник — до 25%, морковь — до 7% сахара.
При гидролизе сахара органическими кислотами образуется инвертный сахар. Он обладает гидроскопичностью. Изделия, содержащие ипвертный сахар, не высыхают на воздухе (мармелад, пастила, варенье). При высокой температуре сахароза разлагается, образуется бурая масса — карамель, или «жженный» сахар, который широко используется для подкрашивания кондитерски ч изделий.
Мальтоза — солодовый сахар — в естественных пищевых продуктах содержится в небольшом количестве. Содержание его повышают искусственно путем проращивания ячменя (приготовление солода). Солод используется для спиртового брожения в пивоваренной промышленности.
Лактоза содержится в молоке, она легко сбраживается молочнокислыми микробами, при этом образуется молочная кислота.
Из группы углеводов главное значение как источник энергии имеют полисахариды. Полисахариды наиболее широко распространены в природе: крахмал и клетчатка являются резервными и опорными веществами растений. Крахмал откладывается в листьях растений, зернах, клубнях и корневищах. В зернах пшеницы его накапливается до 60—65%, рисе —до 75%, сухом веществе картофеля —до 75%, хлеба —до 40—50%. Крахмал нерастворим в воде, при нагревании образует с водой коллоидный раствор.
К углеводам животных тканей относится гликоген.
В организме гликоген участвует в реакциях образования энергии, гликоген же пищевых продуктов энергетическим источником не является, так как его содержится в них очень мало.
Клетчатка, являясь основным компонентом древесных растений и травянистого покрова, составляет основную массу органического вещества на земле. В значительном количестве клетчатка поступает в организм человека с растительными продуктами. Клетчатка играет роль в процессах пищеварения. Механически раздражая стенки кишечника, она возбуждает перистальтику и тем самым способствует передвижению пищевых масс по кишечному каналу. В кишечнике человека нет ферментов, расщепляющих клетчатку, поэтому она мало усваивается организмом и не имеет значения как источник энергии.
Потребность организма в углеводах обеспечивается главным образом за счет крахмала и сахара. Поэтому основными источниками углеводов являются: хлеб, булочные изделия, крупы, макаронные изделия, картофель, сахар и кондитерские изделия.
Различие в сложности строения углеводов имеет определенное значение в питании, а именно в процессах их превращения и усвоения организмом. Крахмал усваивается медленнее, чем сахар, он не создает гипергликемии. Сахар и особенно моносахариды всасываются чрезвычайно быстро. Глюкоза, например, всасывается через 5—10 минут после введения в желудок. Эти особенности углеводов используются в клинической практике и питании различных групп населения. Ослабленным больным при нарушении сердечной деятельности для быстрого восстановления обменных процессов вводят глюкозу. Спортсменам при больших затратах мышечной энергии (бег, велосипедные и лыжные гонки на длинные дистанции) для быстрого восстановления энергетических запасов вводят сахарозу (сахар, шоколад). Люди, занятые обычным физическим трудом, в основном используют для покрытия энергетических затрат крахмал.
Вода необходима для нормального процесса обмена веществ в организме. Все обменные процессы в клетках могут протекать только при достаточном содержании в них воды. Поэтому постоянное поступление в организм воды так же необходимо, как поступление белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ. Более того, жизнедеятельность организма может поддерживаться за счет сгорания питательных веществ самого организма в течение 3—4 педель, если ежедневно потреблять 300— 400 мл воды. Без потребления воды человек погибает через 4— 5 суток. Процессы обмена веществ в организме происходят непрерывно. Даже при полном голодании продолжается расщепление питательных веществ и выделение в кровь продуктов распада этих веществ за счет тканей организма. Правда, при голодании интенсивность обменных процессов значительно снижается, но никогда не .прекращается полностью. Продукты распада, поступающие в кровь, должны из нее постепенно удаляться с мочой. При ограниченном количестве воды выделение их значительно снижается, и продукты распада задерживаются в крови. Это неблагоприятно для организма, так как продукты распада являются токсичными.
Поступающая в организм вода распределяется в тканях и органах соответственно их структуре и возрасту организма. Более всего ее содержится в соединительной и мышечной тканях — 78—83%. Вода находится в тканях в двух состояниях — свободном п связанном с белком. Свободная вода принимает участие в обмене веществ и требуется постоянное ее обновление за счет поступающей воды.
При смешанном рационе питания и нормальных условиях внешней среды ежедневно из организма выводится 1,5—2,5 л воды. При высокой температуре окружающею воздуха и обильном потении количество выводимой из организма воды может достигать 4—5 л в сутки. Основываясь на количестве выводимой воды из организма, можно считать, что для поддержания равновесия необходимо ежедневно вводить в организм также 2—3 л воды.