Нутрициология

Общее понятие.

Нутрициоло́гия (от лат. nutritio — питание и греч. λόγος — учение) — наука о питании здорового и больного человека. Стержень нутрициологии — учение о функциях пищи и её биологическом действии на организм человека или животных, алиментарные и алиментарно обусловленные заболевания и мероприятия по их лечению и профилактике.

Отличия нутрициологии от диетологии.

И диетология и нутрициология – науки о питании.

Диетология – это более утилитарная область знаний. Она изучает как рацион питания для поддержания здоровья, так и питание человека с различными заболеваниями. Диетология направлена на рационализацию и индивидуализацию питания. В основе современной диетологии лежат два основные положения концепции оптимального питания, разработанной ещё в 60-х годах XX столетия академиком А.А. Покровским:

• Энергетическая ценность рациона человека должна соответствовать энергозатратам организма;
• Величины потребления основных пищевых веществ – белков, жиров и углеводов - должны находиться в пределах физиологически необходимых соотношений между ними. В рационе предусматриваются физиологически необходимые количества животных белков – источников незаменимых аминокислот, физиологические пропорции ненасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот, оптимальное количество витаминов;

В отличие от диетологии, нутрициология не занимается изучением и подбором питания для сохранения здоровья при различных патологиях и отмечается более глубоким подходом к изучению проблем питания.

Предмет нутрициологии – микрокомпоненты пищи, физиологические потребности человека в различных компонентах пищи, химический состав пищевых продуктов, технологии производства обогащённых нутриентами продуктов и даже мотивы выбора пищи человеком и рекомендации по улучшению биохимического состава пищи. Нутрициология изучает питание человека практически на уровне клеток – минимальных структурных единиц организма человека.

Цели и задачи нутрициологии.

Современная нутрициология – это мультидисциплинарная многопрофильная наука, которая призвана решать три основные задачи:

1. Определение физиологических потребностей организма в энергии, пищевых веществах (макро- и микронутриентах) и минорных биологических веществах

2. Обеспечение безопасности пищи, обнаружение токсикантов, оценка их риска для здоровья, разработка методов их обнаружения, идентификации и количественного определения

3. Определении роли алиментарных факторов в этиологии, патогенезе, профилактике и лечении болезней

Живой организм человека - макромолекулярная система, осуществляющая обмен веществ, энергии и самовоспроизведение. Он осуществляет следующие функции:

1. Извлечение из внешней среды химических соединений и превращение в приемлемые для организма формы - материалы для возобновления структур. Эта функция реализуется через прием пищевых продуктов, воды и через дыхание.
2. Химическое преобразование оказавшихся во внутренней среде соединений (расщепление и синтез, трансформация) и выведение во внешнюю среду продуктов, которые более не используются (конечные продукты).
3. Высвобождение энергии, заключенной в поступающих извне соединениях, её запасание в приемлемой для организма форме и использование в процессах жизнедеятельности.

Современная нутрициология основана на глубоком знании химической структуры пищи и возможностей ферментных систем, ответственных за усвоение необходимых организму веществ. Не просто белки, а свойства и действие отдельных аминокислот, из которых белки состоят. Не просто жиры и углеводы, а биохимия действия жирных кислот. Углубленное изучение действия отдельных витаминов, минералов, микроэлементов и так далее. Нутрициология дополнила концепцию оптимального питания новыми требованиями:

• Содержание макроэлементов и эссенциальных микроэлементов должно соответствовать физиологическим потребностям человека;
• Содержание минорных и биологически активных веществ в пище должно соответствовать их адекватным уровням потребления.

Формирование норм физиологических потребностей является одной из задач нутрициологии и сопровождается выявлением физиологического воздействия определённого пищевого вещества и установления значений минимальных и максимальных уровней его потребления.

Нутрициология — не узконаправленная наука. Она изучает комплекс вопросов, которые напрямую или косвенно относятся к здоровью, пищевым продуктам, гигиене питания человека:

• изучение биохимического состава пищевых продуктов;
• анализ взаимодействия составных частей продуктов между собой;
• влияние определенных видов пищи на человеческий организм;
• польза и вред отдельных продуктов;
• механизмы клеточного питания;
• процессы усвояемости пищи у людей разного возраста;
• лечебное и профилактическое воздействие продуктов на здоровье.

Витамины и другие биологически активные вещества не представляют для организма энергетической ценности, поскольку не являются, подобно жирам или углеводам, источником калорий и пластического материала. Но эти биоактивные вещества, содержащиеся в пище в незначительных количествах, обеспечивают регуляцию важнейших жизненных функций и нормальное протекание всех жизненных процессов. Поэтому изучение роли этих пищевых компонентов для организма чрезвычайно важно.

История становления нутрициологии как науки.

Ещё великий Гиппократ говорил: «Пусть пища будет твоим лекарством, а лекарство пищей». Энциклопедические сочинения Гиппократа (460 – 377 г.г. до н.э.), Галена (Около 130 – 200 г.г.), Ибн Сины (980 – 1037 г.г.) и других ученых различных народов охватывают отдельные положения науки о питании.

К концу XVII века – началу XIX века вопросы питания стали разрабатываться на научно-экспериментальной основе. Большая роль в развитии науки о питании принадлежит немецкому химику Ю. Либиху (1803 – 1873 г.г.), который впервые определил значение пищевых веществ для организма человека и дал их научно-обоснованную классификацию. Все пищевые вещества он разделил на пластические (белки), дыхательные (углеводы, жиры) и соли.

В XVIII-XIX веках успехи химии и других наук позволили разработать представления о питательных веществах, содержащихся в пищевых продуктах, об энергетической ценности пищи, о физиологии пищеварения. Накапливались знания об основных компонентах пищи - белках, жирах, углеводах; эти вещества рассматривались прежде всего как источник энергии для организма.

В конце XIX и в XX веке становится понятным, что продукты питания должны содержать много других веществ, которые также совершенно необходимы для нормальной жизнедеятельности. Поэтому предметом всестороннего изучения биохимиков стали аминокислоты и незаменимые жирные кислоты, витамины и витаминоподобные вещества и другие биомолекулы. Важную роль в развитии науки о питании сыграли также немецкие ученые И. Петтенкоффер (1818 – 1901 г.г.) и особенно К. Фойт (1831 – 1908 г.г.). Эти ученые определили характер обмена белков, жиров и углеводов в организме человека и установили зависимость превращения этих веществ от ряда факторов: физической нагрузки, покоя, температуры окружающей среды и др.

Но всё же история развития нутрициологии, как клинической дисциплины, насчитывает немногим более 100 лет.

В 1880 году русский ученый Николай Иванович Лунин, изучавший роль минеральных веществ в питании, заметил, что мыши, которых кормили искусственным молоком, в состав которой входили известные на то время компоненты молока: казеин, жир, сахар и соли, всё равно погибали, в то время получавшие натуральное молоко мыши были здоровы. Ученый сделал вывод, что в молоке есть какие-то неизвестные науке незаменимые для питания вещества.

В 1896 году нидерландским врачом, впоследствии лауреатом Нобелевской премии, Христианом Эйкманом были проведены эксперименты по поиску причины болезни «бери-бери», распространенной среди жителей Индонезии и Японии. Он заметил, что цыплята, которых кормили очищенным рисом болели, а те, которые получали неочищенный рис, чувствовали себя хорошо. Продолжив его исследования, в 1911 г. польский химик Казимир Функ выделил из рисовой шелухи вещество, препятствующее развитию этого заболевания. Это был тиамин, витамин В1. Термин «Витамины» также был предложен Функом.

Становление нутрициологии как точной количественной науки происходило в три основных этапа. Первый этап тесно связан с развитием в конце XIX — начале XX века физиологической школы Ивана Михайловича Сеченова, Ивана Петровича Павлова, Ольги Молчановой и других учёных в сфере физиологии. В их работах были сформированы первые представления о потребности организма человека в белках и энергии.

Особая роль в становлении нутрициологии принадлежит Алексею Алексеевичу Покровскому (1916—1976). Советский биохимик, академик АМН СССР (1969), член Президиума (с 1972 г.) и вице-президент (1976) АМН СССР, лауреат Государственной премии СССР (1971), А.А. Покровский публиковал св. 350 научных работ, в том числе 12 монографий, посвященных главным образом вопросам токсикологии, медицинской энзимологии и биохимии питания. Ему принадлежит 19 изобретений. Им разработаны представления об определяющем влиянии факторов питания на структуру и функции клеточных и субклеточных мембран; биохимические основы концепции сбалансированного питания здорового человека и лечебного питания.

Благодаря работам А.А. Покровского стали понятны основные процессы метаболизма и механизмы превращения и усвоения пищевых веществ, что позволило сформировать понятие «сбалансированное питание». В результате в 1968 году были разработаны первые «Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии». С тех пор эти Нормы несколько раз перерабатывались и уточнялись. В последнем издании 2008 года круг веществ, отнесённых к эссенциальным (незаменимым), был значительно расширен.

Организация питания на научных основах и создание для этого экономической базы явилось предпосылкой для организации специальных научно-исследовательских институтов. В 1930 году был открыт центральный научно-исследовательский институт питания Наркомздрава РСФСР (в настоящее время Институт Питания АМН России).

Разделы нутрициологии.

Интенсивно развиваясь, нутрициология стимулирует появление новых научных направлений, которые можно рассматривать как разделы нутрициологии.

Общая нутрициология направлена на изучение биохимического состава пищи, свойств веществ, которые содержатся в продуктах питания, их взаимодействие в процессе обмена веществ в организме человека. Но по мере развития нутрициологии, роста количества исследований из неё стали выделяться частные разделы, посвящённые отдельным вопросам нутриентной обеспеченности различных групп населения, применения продуктов в профилактических и лечебных целях, влияния их на здоровье людей и животных.

Спортивная нутрициология направлена на создание специализированных схем оптимального питания с использованием специальных диет и дополнения их биологически активными веществами и биоактивными добавками. Цель спортивной нутрициологии – добиться к соревновательному периоду максимальной формы, позволяющей спортсмену наилучшим образом реализовать физические возможности в своём виде спорта.

Токсикология. Вопросы безопасности питания изучаются как с точки зрения минимизации содержания токсичных и опасных веществ, так и в вопросах избытка или недостатка тех или иных веществ в пище, особенностями взаимодействия тех или иных компонентов пищи в процессе обмена пищевых веществ в организме.

Нутригеномика исследует влияние различных компонентов пищи и биологически активных добавок на экспрессию генов.

Нутригенетика изучает, как вариации в генах отражаются на усвоении и метаболизме пищи и, соответственно, выявляет генетические предрасположенности к заболеваниям и возможность их коррекции теми или иными компонентами пищи.

Нейронутрициология занимается изучением влияния питания на головной мозг, поведение, память и механизмы гомеостаза пищевых веществ и энергии

Нутригеронтология изучает влияние продуктов питания, питательных веществ, соотношений нутриентов и диет на продолжительность жизни, процесс старения и ассоциированные с возрастом заболевания. Она разрабатывает диеты, способствующие профилактике возрастных нарушений обмена веществ и болезней старения

Нутриметаболомика занимается комплексным изучением особенностей обменных процессов и диагностику нарушений метаболизма, включая оценку клинических проявлений алиментарно зависимых заболеваний и обеспеченности организма различными нутриентами и энергией.

Фармаконутрициология – практическая отрасль, наука о питании здорового и больного человека, рассматривающая пищу не только как источник пластического материала и энергии, но и как комплекс биологически активных веществ, регулирующих отдельные функции организма. Фармаконутрициология основана на научных знаниях физиологии, биохимии и гигиены питания, микробиологии, патологической физиологии, эпидемиологии и других отраслей медицины, имеющих отношение к питанию.

Нутрициология в профилактике и лечении болезней.

Ушедший XX век принёс человечеству не только блага цивилизации и выдающиеся достижения в области науки и новых высоких технологий. Он принёс ещё и невиданное ранее загрязнение окружающей среды, огромную информационную и нервно-эмоциональную нагрузку, стремление человека активно вмешиваться в естественные процессы на Земле, что привело к возникновению конфликта между социальной жизнью общества и естественными условиями существования человечества как вида.

Отсюда высокий уровень так называемых болезней цивилизации. В то же время в своём подсознательном стремлении к индустриализации жизни человек энергично вмешался в свой естественный и постоянно действующий механизм защиты от стрессовых воздействий – образ жизни и, прежде всего, в систему своего питания. Активное внедрение промышленных технологий производства пищи, рационализации питания в условиях постоянного дефицита времени привели к тому, что из меню были исключены важные компоненты, к которым организм человека адаптировался в течение веков и которые стали фактически естественной составляющей организма.

Характерное для нынешней ситуации в развитых странах воздействие указанных факторов и множественный характер дефицита компонентов питания являются причиной проявления психосоматической дизадаптации и как следствие – существенное увеличение численности групп населения, имеющих сформированные хронические заболевания. Это атеросклероз и его тромбонекротические последствия, диабет, онкологические заболевания и так далее. Также есть много людей, относящихся к группе риска.

Учитывая столь массовое, фактически тотальное, проявление у населения страны витаминно-минеральных полидефицитов, устранение или, по крайней мере, ослабление последних – первостепенный фактор поддержания здоровья и профилактики заболеваемости. Эти представления стали достоянием не только специалистов, но и массового сознания.

Успехи науки о роли питания в профилактике важнейших алиментарно обусловленных заболеваний, выяснение роли отдельных нутриентов в регуляции тканевого метаболизма отдельных органов привели к пониманию необходимости и возможности коррекции обмена веществ путём обогащения пищи недостающими нутриентами в той или иной форме.

По мнению академика В.А.Тутельяна (2001 г.), в основе современных представлений о здоровом питании должна лежать концепция оптимального питания, предусматривающая необходимость и обязательность полного обеспечения потребностей организма не только в энергии, эссенциальных макро- и микронутриентах, но и в целом ряде необходимых минорных пищевых биологически активных компонентов пищи, перечень и значение которых и сегодня нельзя считать окончательно установленными.

Исследования структуры питания современного человека свидетельствуют о широко распространенной недостаточности потребления незаменимых компонентов пищи. По данным А.В. Истомина (2001 г.), классическое естественное питание может обеспечить только 60-70% потребности человека в эссенциальных пищевых веществах при употреблении пищи, содержащей 2200 Ккал/сутки для женщин и 2600 Ккал/сутки для мужчин.

Проблема на самом деле понятна. Рождается маленький человечек, который вырос из того, что съела за время беременности мама. Потом человечек хорошо или не очень кушает и растёт. Вот он вырос, но процесс образования новых клеток человека не останавливается, а просто приходит в равновесие со скоростью разрушения старых, отработавших своё, клеток. Энергию для роста, для движения, для обогрева тела, вещества для строительства новых клеток мы получаем из нашей пищи – и, таким образом, нельзя не согласиться с Сократом, что «человек есть то, что он съел».

При нарушении правил оптимального питания с годами накапливаются дефициты веществ, необходимых для строительства клеток организма человека и для его нормальной работы. Кроме того, накапливаются вещества, не нужные организму. Многие хронические болезни начинаются с тех или иных нарушений обмена веществ. Статистика показывает, что эти болезни стремительно молодеют в последние десятилетия.

Исследования диетологов и нутрициологов показали, что увеличение содержания в пище естественных для человеческого организма её компонентов – отдельных аминокислот, витаминов, минералов и микроэлементов – позволяет при многих хронических состояниях помочь восстановлению и длительному поддержанию работоспособности человека, не прибегая к пожизненному приёму химических лекарств, без которых, безусловно, невозможно обойтись в остром периоде болезни, но которые нередко обладают серьёзными побочными действиями при продолжительном приёме.

При этом речь идёт даже не столько об устранении симптомов, но, главным образом, о ликвидации причин этих заболеваний, которые кроются в накоплении отрицательных эффектов от многолетних дефицитов упоминаемых выше веществ. Так появились сначала технологии обогащения продуктов питания биологически активными веществами: витаминами, минералами и макро- и микроэлементами. А потом и производство биологически активных добавок группы нутрицевтиков, которые всё более активно используются в медицине.

При этом врачи руководствуются в своей работе методическими рекомендациями РосПотребНадзора МР 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации». В этом документе значительное количество новых веществ было отнесено к эссенциальным.

Литература.

1. Ванханен В.В., Ванханен В.Д., Циприян В.И. и др. Нутрициология. Донецк, Донеччина, 2003 год
2. Ребров В.Г., Громова О.А. Витамины и микроэлементы, М., «ГЭОТАР-Медиа», 2008 год
3. А.А. Горбачёв. ГЕРОНТОЛОГИЯ: НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ (ОБЗОР). Вестник Северо-восточного федерального университета №35. https://www.svgu.ru/public/docs/vestnik/vestnik-35.pdf
4. Вопросы питания, научно-практический журнал. М., «ГЭОТАР-Медиа», №1, 2014 год. https://www.voprosy-pitaniya.ru/ru/journals_diet/19.html?SSr=390134b1d011ffffffff27c__07e706080b272c-284f
5. А.В. Шабров, В.А. Дадали, В.Г. Макаров. Биохимические основы действия микрокомпонентов пищи. М., «Авваллон» 2003
6. Лифляндский В.Г., Закревский В.В., Андронова М.Н. Лечебные свойства пищевых продуктов. М, «Терра», 1999
7. Ю.Ю. Гичев, Ю.П. Гичев. Новое руководство по микронутриентологии. М., «Триада-Х»
8. Роберт Аткинс. Биодобавки – природная альтернатива лекарствам. Минск, «Попурри»
9. РосПотребНадзор. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской федерации. Методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08