Для пополнения энергетических запасов в организме, построения и восстановления тканей тела необходимо поступление в организм питательных веществ. К питательным веществам относят белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины и воду. Эти вещества организм получает в составе пищевых продуктов (мясо, молоко, хлеб, крупа, овощи и др.).
Для энергетического баланса организма важно знать не только количество тепла, выделяемое организмом в процессе жизнедеятельности, но и энергию пищевых веществ. Для организма важно, чтобы в получаемой им ежедневно пище содержалось то количество энергии, которое он тратит в течение суток.
Энергия пищевых веществ эквивалентна теплоте их сгорания. Определить ее можно с помощью калориметрической бомбы. Бомба представляет собой герметически закрывающийся стальной стакан, внутрь которого введена платиновая проволока. В стакан помещают 1 г жира, белка или углеводов, заполняют его кислородом и опускают в сосуд с водой; через платиновую проволоку пропускают электрический ток. Пищевое вещество сгорает. При этом освобождается тепло, которое нагревает воду, окружающую бомбу.
По изменению температуры воды в калориметре судят о количестве тепла, освобождающегося при сгорании 1 г вещества.
При сжигании в бомбе жиров и углеводов тепла образуется столько же, сколько при распаде этих веществ в организме. Это происходит потому, что и в бомбе, и в организме жиры и углеводы распадаются до одних и тех же конечных продуктов: углекислого газа и воды. Энергетическая ценность 1 г углеводов равна 17 220 дж, а 1 г жира - 39 060 дж.
Белки при сжигании в калориметрической бомбе образуют большее количество тепла, чем при окислении в организме. Это объясняется тем, что в бомбе белки сгорают с образованием углекислого газа, воды и аммиака, в организме конечными продуктами обмена белков являются мочевина, мочевая кислота и другие соединения, обладающие еще запасами энергии. Поэтому в бомбе 1 г яичного белка при сгорании освобождает 23 940 дж тепла, а при окислении в организме - 17 220 дж.
Зная энергетическую ценность принятых с пищей белков, жиров и углеводов, можно рассчитать калорийность пищевого рациона человека, что важно при организации полноценного питания.
Усвояемость пищи
Пищевые вещества не полностью усваиваются организмом; часть введенной пищи выводится кишечником в неизмененном виде. Растительная пища усваивается хуже, чем пища животного происхождения. Смешанная пища усваивается лучше, чем отдельные пищевые продукты. Белки животной пищи усваиваются на 97%, растительной - на 85%, смешанной - на 92%. Питательная, но кулинарно плохо обработанная пища усваивается хуже.
Опрятно и хорошо сервированный стол повышает аппетит и способствует лучшему усвоению пищи.
Нормы питания
При составлении пищевого рациона обычно учитывают калорийность принимаемой пищи. Однако этого недостаточно для организации полноценного питания. Для организма важно, чтобы в пище были все необходимые пищевые вещества (белки, жиры, углеводы, вода, минеральные соли и витамины). Важно и соотношение пищевых веществ в рационе.
Потребность в белках для взрослого человека в сутки составляет 100-110 г. При тяжелом физическом труде норма белков в пищевом рационе должна составлять 150-160 г. Большое количество принятых белков нарушает обмен веществ, образуются промежуточные продукты обмена, вредные для организма.
Для растущего детского организма норма белков в питании относительно выше, чем для взрослого человека. Для детей 1-3 лет необходимо 55 г белков в сутки, для детей 4-6 лет - 72 г, для детей 8-9 лет - 89 г. В возрасте 10-15 лет в сутки требуется 100-106 г белков.
Чем моложе организм, тем больше он нуждается в жирах. За сутки ребенок младшего школьного возраста должен потреблять до 85 г жиров (взрослые - около 60 г). Недостаток жиров в пище вызывает у детей снижение иммунных свойств и меньшую устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям.
Суточное количество углеводов в пище человека должно составлять 400-500 г.
Для детей особенно важно, чтобы они потребляли не только достаточное количество пищевых веществ, но чтобы эти вещества находились в определенном соотношении. Для детей младшего школьного возраста наилучшим считается отношение белков к жирам и углеводам как 1:1:6, а для детей более раннего возраста - как 1:2:3.
Самое лучшее отношение между вводимым с пищей фосфором и кальцием в рационе дошкольников 1,5:1,0, младших школьников 2:1. Соотношение между кальцием и магнием должно сохраняться на уровне 1:0,75. В смешанной пище эти отношения поддерживаются легко.
При смешанном питании в организм поступает разнообразный набор аминокислот, витаминов, отчего ценность пищи повышается. В гречневой крупе нет многих аминокислот, но при добавлении к ней молока этот недостаток компенсируется. Пшеница содержит много фосфора и мало кальция, но горох, молоко, земляника имеют кальций, и потому употребление всех этих продуктов делает пищу полезнее. В молоке есть хлористый натрий, которого нет в рисе. Много железа содержится в мясе, яичном желтке, но его мало в молоке.
Разнообразная пища вызывает лучший аппетит, обильную секрецию пищеварительных соков, что способствует ее лучшему усвоению.
Режим питания
Для учащихся наиболее рационален трех-, четырехразовый прием пищи. При таком режиме питания интервал между приемами пищи не превышает 6 ч. За это время основное количество принятой пищи переходит в кишечник, и желудок, уже освободившийся, способен вместить очередную порцию пищи.
Пищу следует принимать в одно и то же время. При этом образуется условный рефлекс на время, в желудке выделяется аппетитный сок, способствующий лучшему пищеварению.
Утренний завтрак детей должен быть сытным и содержать не менее 25% суточного рациона. Второй завтрак в школе может составлять 20% суточной нормы. В школьном горячем завтраке должно содержаться 15-30 г белков, 15-20 г жиров, 80-100 г углеводов. Ассортимент продуктов должен быть разнообразным и содержать мясо, рыбу, масло, молоко, яйца, сыр. Обед обычно составляет 35% суточной нормы, ужин - около 20%.
Мясные и рыбные блюда рекомендуется принимать в первую половину дня, так как они богаты экстрактивными веществами и продукты их переваривания возбуждающе действуют на нервную систему.
Составьте пищевой рацион для школьника IX класса. Для этого воспользуйтесь специальными таблицами, где указано процентное содержание в пищевых продуктах белков, жиров и углеводов и калорийность на 100 г продукта (табл. 16).
Таблица 16. Состав пищевых продуктов и их калорийность
Исходить нужно из того, что школьник VIII-IX класса затрачивает в сутки около 13 440 000- 14 700 000 дж (табл. 17). Для того чтобы питание было рациональным, для покрытия таких энергозатрат нужно соответствующее количество пищевых продуктов (табл. 18).
Таблица 17. Суточная энергетическая потребность детей и подростков различного возраста (в дж)
Таблица 18. Суточные нормы белков, жиров и углеводов в пище детей и подростков (в г)
Необходимо учесть, что в пищевой рацион должны входить витамины, минеральные соли, вода. Рекомендуется включать одну треть белков и жиров в виде продуктов животного происхождения. Хлеб необходимо давать черный и белый.
Наиболее рационален четырехразовый режим питания, поэтому, составляя рацион, следует рассчитывать первый и второй завтраки, обед и ужин. Первый завтрак должен содержать около 25% всего суточного рациона, второй завтрак - 20%, обед - 35% и ужин - 20%.
Приступая к составлению пищевого рациона, заполните таблицу (табл. 19). Если после окончательного подсчета количества белков, жиров и углеводов в суточном рационе окажется, что оно не вполне соответствует принятым нормам, следует соответственно уменьшить или увеличить количество питательных веществ.
Таблица 19. Суточный рацион пищевых продуктов
Вопросы и задание к главе "Обмен веществ и энергии. Питание"
1. Составьте пищевой рацион для ученика первого класса.
2. Как изменяется расход энергии в зависимости от работы?
3. На что расходуется энергия в условиях основного обмена?
4. Каково значение АТФ в клетке?
5. Какие функции в обмене веществ выполняет печень?