Безопасность пищи и питания

     Проблема  баланса пищевых  веществ является краеугольным камнем теории рационального и сбалансированного питания. В основе понятия сбалансированного питания лежат представления о том, что все пищевые вещества должны поступать в организм человека не только в определённых количествах, но и в определённых соотношениях. Нарушение баланса пищевых веществ, поступающих в организм с пищей, неизбежно приводит к дефициту одних и к избытку других. Нарушение баланса аминокислот может приводить к нарушению биосинтеза белка, нарушение баланса липидов – к нарушению формирования клеточных мембран.

     Однако  следует подчеркнуть, что баланс пищевых веществ в питании  также является величиной переменной. Он может и должен изменяться в  зависимости от наследственно обусловленных особенностей обмена веществ и состояния здоровья человека. При изменении баланса соотношения отдельных пищевых веществ в составе рациона питания можно целенаправленно оказывать влияние на отдельные звенья метаболизма. С этих позиций проблема баланса пищевых веществ это проблема антагонизма и взаимодействия отдельных пищевых субстратов друг с другом.

     Проблема  антагонизма и взаимодействия пищевых  веществ является одним из ключевых механизмов обмена веществ. Наиболее изучен антагонизм и синергизм макро- и микроэлементов. Элементы похожие между собой по своим физико-химическим свойствам могут активно взаимодействовать или конкурировать при всасывании, транспорте или метаболизме. Например, селен активно включается в состав серосодержащих аминокислот, занимая место серы. Рубидий может конкурировать с калием, а стронций с кальцием. В организме избыток фосфора может нарушать утилизацию кальция и способствует его выведению из костной ткани. При высоком содержании фосфора нарушается всасывание магния и железа (всасывание железа может упасть до 3 %). Антагонизм проявляется между марганцем и цинком, фосфором и мышьяком, кальцием и стронцием. Селен уменьшает содержание в организме кадмия, никеля, ртути и свинца. При исследовании метаболизма 15 макро- и микроэлементов было выявлено существование около 105 двусторонних и 455 трёхсторонних отношений синергизма и антагонизма. Проблема антагонизма характерна и для многих других нутриентов: витаминов, аминокислот, сахаров, и проявляется она не только на уровне всасывания в ЖКТ, но и на уровне обмена веществ.

     Действительно, отдельные пищевые вещества могут  тормозить всасывание или метаболизм других. Однако этот эффект становится значимым и может представлять опасность  лишь при длительном избыточном поступлении в составе питания более активного нутриента-антагониста. В случае сбалансированного питания или применения сбалансированных по составу препаратов витаминов или элементов конкуренция между ними будет незначительной.

     С другой стороны, используя эффекты конкуренции можно снижать всасывание или ускорять выведение из организма токсичных веществ, токсичных элементов или тяжёлых металлов.

     Проблема  недостаточного потребления  основных пищевых  веществ (белков, жиров и углеводов) и энергии существовала на протяжении всей истории человечества. В настоящее время эта проблема в целом решена в большинстве развитых стран. В то же время недоедание и дефицит потребления основных пищевых веществ, недостаток белковой пищи и энергии характерен для сотен миллионов людей, что может приводить к развитию болезней обмена веществ, инфекционных заболеваний и увеличению смертности. Необходимо отметить, что при снижении потребления основных пищевых веществ и энергии срабатывают определённые механизмы адаптации, направленные на «сбережение» белка (увеличение его реутилизации) и снижение потерь энергии (уменьшение основного обмена и снижение энерготрат). В эволюционном плане дефициты в питании ведут к деакселлерации – уменьшению массы тела и роста, (это характерно, например, для жителей Южной и Юго-Восточной Азии), отбору людей, адаптированных к низкому обмену веществ и расходу энергии.

     Более сложной является проблема микронутриентов (витаминов, макро- и микроэлементов, ПНЖК и др.), особенно незаменимых, дефицит которых характерен не только для бедных стран, но и для раз-витых. Дело в том, что адекватный уровень обеспеченности микронутриентами, например, витаминами и микроэлементами, зависит от суммарного объёма питания, которое должно быть обильным и разнообразным и содержать не менее 4000–5000 ккал.

     В настоящее время в большинстве  развитых стран (в связи с изменением образа жизни) суммарная калорийность питания уменьшилась до 2000–2500 ккал, что объективно привело к дефициту микронутриетов в среднем на 20–25 %. При этом качество и стоимость питания проблему дефицита микронутриентов принципиально не решает. Необходим дополнительный приём препаратов витаминов, микроэлементов, незаменимых ПНЖК.⁴

     Избыточное  потребление пищевых веществ  и энергии также представляет опасность для здоровья и приводит к развитию целого ряда тяжёлых алиментарных заболеваний: ожирения, сахарного диабета, атеросклероза, онкологических заболеваний, язвенно-некротических заболеваний кишечника. Следует отметить, что избыток любых полезных и незаменимых пищевых веществ неадекватен и вызывает сбои и нарушения в работе отдельных звеньев обмена веществ.

     Проблема  режима питания является одним из ключевых факторов безопасности питания. Понятие «адекватное питание» подразумевает относительно равномерный приём пищи на протяжении дня и сопряжение приёма пищи с физиологической активностью. Такой режим снимает высокую нагрузку с пищеварительной системы и метаболических систем, связанных с ассимиляцией пищи, прежде всего, с печени. Напротив, редкий приём больших количеств пищи значительно увеличивает нагрузку на ЖКТ и печень, снижает эффективность пищеварения и утилизации пищевых веществ, увеличивает потери пищевых веществ на этапах усвоения и утилизации. Неадекватный режим приёма пищи часто приводит к таким заболеваниям, как язвенная болезнь и панкреатит, нарушает работу печени и функцию иммунной системы. Следует подчеркнуть, что опасность нарушения режима питания во многом зависит от состояния обмена веществ и предрасположенности человека к тому или иному заболеванию.

     Безопасность  питания, связанная с особенностями  ассимиляции и обмена пищевых  веществ в организме.

     Отсутствие  токсических веществ в составе  пищи, «идеальный» пищевой рацион и режим питания не снимают всех проблем, связанных с безопасностью питания. Рассчитав пищевой рацион и разработав диету, мы решаем далеко не все проблемы, которые касаются питания. Для того чтобы попасть в организм человека, пища должна пройти начальные этапы ассимиляции, которые связаны с перевариванием и всасыванием в ЖКТ (начальные этапы ассимиляции), а также достигнуть метаболических систем организма (заключительные этапы ассимиляции). В дальнейшем пищевые вещества включаются в обмен веществ, где проявляют своё действие, оказывая влияние на метаболические процессы.

     При этом метаболические эффекты пищевых  веществ во многом зависят от особенностей обмена веществ в организме того или иного человека.

     Следует отметить, что в геноме каждого человека имеется огромное число мутаций, которые, как правило, определяют активность различных ферментов и ферментных систем, связанных с ассимиляцией пищи и обменом веществ. Очень часто дефект ферментных систем обмена веществ может лежать в основе болезни. Часть мутаций может носить летальный характер, который часто можно нейтрализовать введением или исключением из пищевого рациона тех или иных пищевых веществ. Например, включение в состав питания очень высоких доз витамина В6 – пиридоксина (до 1 г в сутки) позволяет успешно справляться с целым рядом «пиридоксальфосфат- зависимых ферментопатий», где пиридоксин является кофактором этих ферментов. При фенилкетонурии, когда в результате наследственной ферментопатии нарушена трансформация аминокислоты фенилаланина в тирозин, напротив, приходится полностью исключать из питания животные и растительные белки, содержащие эту аминокислоту.

     По  этой причине число пищевых продуктов  и общее число людей, реагирующих  на эти продукты, чрезвычайно велико, и проблема опасности «обычных» пищевых продуктов выглядит совершенно иначе, чем просто проблема токсичности пищевых продуктов.

     Проблема  переваривания и всасывания пищевых  веществ заключается в том, что  ассимиляция пищи зависит не только и не столько от того, какое количество пищи съедает человек, сколько от того, насколько эффективно эта пища будет перевариваться и усваиваться (всасываться во внутреннюю среду организма). Дело в том, что усвоение различных пищевых веществ на начальном этапе ассимиляции никогда не бывает стопроцентным. Даже при идеальной работе системы пищеварения могут возникать определённые, часто очень высокие потери многих пищевых веществ. Например, среди витаминов всасывается в среднем 58 % тиамина, 55 % фолиевой кислоты, 36–47 % витамина E, 18–30 % витамина В12. Всасывание макро- и микроэлементов может различаться от 100 % (йод, фтор, мышьяк, калий, натрий) до 5–10 % (железо, марганец, олово, хром, серебро). Разумеется, что при нарушении работы органов пищеварения эффективность усвоения пищевых веществ может существенно снижаться.

     Всасывание  многих пищевых веществ зависит  и от вида пищевых продуктов. Например, из животных продуктов всасывается 65 % пиридоксина, из апельсинового сока – 30 %. Всасывание пищевых веществ  может существенно снижаться  при увеличении количества принимаемого пищевого вещества. Например, при употреблении умеренного количества аскорбиновой кислоты (70–100 мг) всасывается около 75 %, при увеличении разовой дозы до 300 мг всасывается 50 %, а при увеличении дозы до 400 мг – 25 %.⁵

     Из общего пула холестерина, принимаемого с пищей, усваивается около половины (25–75 %). Следует отметить, что только 20–30 % людей имеют высокую чувствительность к потреблению пищевого холестерина. И именно для данной категории людей потребление больших количеств холестерина представляет опасность. В основе высокой токсичности некоторых веществ, например, мышьяка, цианидов, яда бледной поганки, лежит  высокий коэффициент всасывания. Таким образом, при расчётах адекватного питания и оценке безопасности отдельных веществ необходимо учитывать коэффициент всасывания пищевых веществ и токсичных ксенобиотиков.

     Другая  сторона безопасности питания связана  с возможностью проникновения опасных  и токсичных веществ через  кишечный барьер. Как показывают исследования, в слизистой оболочке тонкой и толстой кишки существуют пути и механизмы, которые позволяют проникать в кровь не только низкомолекулярным пищевым субстратам, но и нерасщеплённым макромолекулам – пищевым белкам, ферментам, надмолекулярным частицам, размер которых превышает десятки микрометров, вирусам, бактериям.

     Через кишечный барьер во внутреннюю среду  организма достаточно хорошо проникают  лекарственные вещества, ксенобиотики, токсические вещества и энтеротоксины  бактерий. Существуют механизмы контроля проницаемости кишечного барьера, которые связаны с функцией эпителиальных клеток и иммунной системой ЖКТ.

     Проблема  накопления пищевых субстратов в  организме связана с возможностью аккумуляции в организме полезных, инертных и токсичных веществ. Дело в том, что разные вещества характеризуются разной продолжительностью жизни и разной скоростью выведения из организма. Например, если рассматривать обмен элементов, то очень высокая скорость выведения из организма (период полувыведения составляет менее 45 дней) характерна для: йода, хлора, бора, мышьяка, селена, марганца, меди. Среди элементов, которые выводятся из организма очень медленно (в течение нескольких лет) можно выделить ртуть, фтор, никель, железо, кальций, свинец. Короткая продолжительность жизни и высокая скорость выведения пищевого субстрата из организма приводит к быстрой потере этих пищевых веществ, что увеличивают физиологическую потребность в них. Быстрое выведение токсических веществ и элементов из организма является гарантией их сравнительно низкой опасности.

     С другой стороны, токсичность некоторых  тяжёлых металлов (ртути, никеля, свинца) отчасти связана с их очень  низкой скоростью выведения из организма. Следует отметить, что проблема токсичности  фтора вновь возникла после того, как в некоторых странах начали фторировать питьевую воду. Фтор, так же как и йод, практически полностью всасываются из пищевого рациона, однако, в отличие от йода, который очень быстро выводится из организма, период полувыведения фтора составляет 808 суток.

     Проблема  пищевой аллергии связана с развитием патологических реакций в организме человека на приём отдельных пищевых продуктов (преимущественно, белков), которые опосредованы иммунной системой. Среди белков, обладающих аллергенными свойствами, можно выделить следующие: белки коровьего молока, куриного яйца, рыбы, злаковых, бананов, сои, цитрусовых, орехов, меда. Аллергические реакции возникают и на некоторые пищевые белки, которые являются абсолютно безвредными и безопасными для большинства других людей. Таким образом, проблема опасности аллергенных продуктов обусловлена не столько самими продуктами, сколько особенностями реакции на данный продукт со стороны иммунной системы больного человека.