2.1. Вводные замечания

Нет необходимости доказывать, что питание — одна из центральных проблем, решение которой составляет предмет постоянных забот человечества. По-видимому, едва ли не самое большое заблуждение — убеждение в том, что проблема правильного питания человека может быть решена путем создания достаточного количества необходимых пищевых продуктов. Объективный анализ свидетельствует, что свободный, точнее стихийный, выбор таких продуктов в современном человеческом обществе в большинстве случаев приводит к нарушениям питания, которые в зависимости от многих генетических и фенотипических характеристик человека провоцируют развитие ряда тяжелых заболеваний (табл. 2.1). Не исключено, что в значительной мере заболевания, связанные с нарушениями питания, обусловлены неправильным вскармливанием детей на ранних стадиях онтогенетического развития.

Таблица 2.1 Синдромы, связываемые преимущественно с нарушениями питания (по: Haenel, 1979, с дополнениями)

В истории науки известны две теории питания. Первая возникла во времена античности, вторая — классическая, часто называемая теорией сбалансированного питания, появилась более 200 лет назад. Вторая теория, доминирующая в настоящее время, пришла на смену античной и является одним из замечательных достижений экспериментальной биологии и медицины.

 

2.2. Античная теория питания

Античная теория связана с именами Аристотеля и Галена. Согласно этой теории, питание организма происходит за счет крови, которая непрерывно образуется из пищевых веществ в результате сложного процесса неизвестной природы, сходного с брожением. В печени кровь очищается и затем используется для питания органов и тканей. Таким образом, применяя современную терминологию, первоначально пищеварение рассматривалось как процесс трансформации пищевых веществ в другие субстанции, которые служат источником энергии и строительных компонентов. На этом основании строились многочисленные лечебные диеты, обеспечивающие более легкое превращение пищевых веществ в кровь и лучшие свойства последней. Видное место занимало представление о нарушениях состава крови, а кровопускание считалось эффективным способом лечения.

 

2.3. Основные постулаты теории сбалансированного питания

Теория сбалансированного питания возникла вместе с классическим экспериментальным естествознанием и в сущности остается господствующим мировоззрением и в настоящее время. Основы этой теории изложены в ряде руководств по различным областям биологии и медицины. Разные аспекты теории сбалансированного питания рассмотрены, в частности, в следующих сводках: Sherman, 1937; Winitz et al., 1970; Лечебное питание, 1971; Химические и физиологические проблемы…, 1972, 1975, 1976; Покровский, 1974, 1979; Haenel, 1979; Самсонов, Мещерякова, 1979; Harrison et al., 1979; Белковый обмен…, 1980; Parks, 1982; Петровский, 1982; LeMagnen, 1983; Каневский и др., 1984; Конышев, 1985, 1990; Field, 1985; Heusner, 1985; Уголев, 1985, 1987а; Эмануэль, Заиков, 1986, и др. Мы сосредоточим свое внимание на некоторых вопросах, которые реже попадают в поле зрения, хотя чрезвычайно важны для понимания сущности классической теории.

Классическая теория питания вполне современна, т. е. отвечает критериям сегодняшнего дня, и сыграла исключительно важную роль в прогрессе ряда наук и технологий. Впервые она начала формироваться тогда, когда стало ясно, что античные схемы кровообращения и пищеварения неправильны и должны быть заменены: первая — учением о циркуляции крови, первоначально высказанным У. Гарвеем в 1628 г. и опровергавшим представления, господствовавшие со времен Галена, вторая — новыми представлениями о пищеварении, развитыми Р. Реомюром и Л. Спалланцани. Последнее особенно важно, так как мысль о приготовлении жидкостей тела из пищи заменялась принципиально новой идеей о разложении пищи на элементы, часть которых (собственно пищевые вещества — нутриенты) ассимилировалась, т. е. включалась в состав организма, а другая часть (балластные вещества) отбрасывалась. Без преувеличения можно сказать, что эта идея явилась поворотным пунктом во взглядах на сущность питания и его нарушения, а также на промышленные технологии, так или иначе касающиеся продуктов питания.

Теория сбалансированного питания в современном виде является, скорее, не теорией, а парадигмой, т. е. совокупностью теорий, приемов и способов мышления. Она — одно из наиболее прекрасных творений человеческого разума, одно из его крупнейших достижений по практическим и гуманистическим следствиям. Поэтому, хотя в конечном итоге эта теория, как и любая другая, должна быть подвергнута критике, она не перестает восхищать нас. Ниже будет показано, что теория сбалансированного питания входит в новую формирующуюся в настоящее время теорию адекватного питания как важная и обязательная часть.

Классическая теория сбалансированного питания, опираясь на работы Р. Реомюра, Л. Спалланцани, А. Лавуазье, Г. Гельмгольца и других, практически окончательно сформировалась в конце XIX-начале XX в. С этой теорией связаны представления об идеальной пище и оптимальном сбалансированном питании, которые базировались на балансных подходах к оценке и режиму питания, сохраняющих свое значение и в настоящее время.

Классическая теория сбалансированного питания может быть сведена к нескольким фундаментальным постулатам: 1) питание поддерживает молекулярный состав организма и возмещает его энергетические и пластические расходы; 2) идеальным считается питание, при котором поступление пищевых веществ максимально точно (по времени и составу) соответствует их расходу; 3) поступление пищевых веществ в кровь обеспечивается в результате разрушения пищевых структур и всасывания нутриентов, необходимых для метаболизма, энергетических и пластических потребностей организма; 4) пища состоит из нескольких компонентов, различных по физиологическому значению, — нутриентов, балластных веществ (от которых она может быть очищена) и вредных (токсических) веществ; 5) ценность пищевого продукта определяется содержанием и соотношением в нем аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, витаминов и некоторых солей; 6) утилизация пищи осуществляется самим организмом.

Рассмотрим некоторые из этих постулатов, а также ряд следствий, вытекающих из теории сбалансированного питания, более подробно.

 

2.4. Питание и законы сохранения постоянства молекулярного состава организма

В своей работе, посвященной главным итогам развития биологических наук в XIX в., И. М. Сеченов писал, что классическая теория питания опирается на основные законы сохранения материи и энергии по отношению к биологическим системам. Применительно к живым организмам можно было бы говорить и о законе сохранения их молекулярного состава.

Система, существующая благодаря непрерывному расходу энергии и материалов, нуждается в их постоянном восстановлении. Поэтому представления о питании в той форме, в какой они были сформулированы к концу XIX в., заключались в следующем. Во-первых, поток поступающих веществ должен быть хорошо сбалансирован с их расходом. Во-вторых, поток поступающих веществ должен представлять собой хорошо сбалансированную смесь, которая наилучшим образом поддерживала бы химическое равновесие в организме (табл. 2.2). В упрощенном виде такой балансный подход сводится к тому, что пищевые вещества, поступающие в организм, должны компенсировать их потери, связанные с основным обменом, внешней работой, а для молодых организмов — еще и с ростом. Иными словами, теория сбалансированного питания базируется на том, что в организм должен поступать такой набор веществ, который возмещает вещества, расходуемые на построение структур тела и на работу. Следовательно, балансный подход связан с поддержанием постоянства молекулярного состава живых систем.

Соответствие поступления и расхода пищевых веществ является не только важнейшим условием длительного существования биологических систем, но и важнейшим условием эффективности питания, например парентерального питания человека. В то же время представления о таком, казалось бы, идеальном питании будут нами сопоставлены с некоторыми весьма существенными наблюдениями биологов и клиницистов, которые неизбежно приводят к неожиданным и парадоксальным выводам о его недостаточности.

Таблица 2.2

Средние потребности взрослого человека в пищевых веществах в соответствии с формулой сбалансированного питания (по: Покровский, 1974)

Вода (мл) 1750-2200

в том числе:

питьевая вода, чай, кофе и т. д. 800-1000

супы 250-500

продукты питания 700

Белки (г) 80-100

в том числе животные 50

Незаменимые аминокислоты (г):

триптофан 1

треонин 2-3

лейцин 4-6

лизин 3-5

изолейцин 3-4

метионин 2-4

валин 3-4

фенилаланин 2-4

Заменимые аминокислоты (г):

гистидин 1.5-2

серин 3

аргинин 5-6

глутаминовая кислота 16

цистин 2-3

аспарагиновая кислота 6

тирозин 3-4

пролин 5

аланин 3

гликокол 3

Углеводы (г) 400-500

в том числе:

крахмал 400-450

сахар 50-100

Органические кислоты (г)

(лимонная, молочная и др.) 2

Балластные вещества (г)

(клетчатка, пектин и др.) 25

Жиры (г) 80-100

в том числе:

растительные 20-25

незаменимые полиненасыщенные

жирные кислоты 2-3

холестерин 0.3–0.06

фосфолипиды 5

Минеральные вещества (мг):

кальций 800-1000

марганец 5-10

фосфор 1000-1500

хром 2–2.5

натрий 4000-6000

медь 2

калий 2500-5000

кобальт 0.1–0.2

хлориды 5000-7000

молибден 0.5

магний 300-500

селен 0.5

железо 15

фториды 0.5–1.0

цинк 10-15

иодиды 0.1–0.2

Витамины (мг):

аскорбиновая кислота (С) 50-70

тиамин (B1) 1.5–2.0

рибофлавин (В2) 2.0–2.5

ниацин (РР) 15-25

пантотенат (В3) 5-10

пиридоксин (В6) 2-3

кобаламин (В12) 0.002-0.005

биотин 0.15-0.30

холин 500-1000

рутин (Р) 25

фолацин (В9) 0.2–0.4

витамин D (различные формы) 0.0025-0.1

(100–400 ME)

витамин А (различные формы) 1.5–2.5

каротины 3.0–5.0

витамин Е (различные формы) 10–20 (5-30)

витамин К (различные формы) 0.2–0.3

липоевая кислота 0.5

инозит (г) 0.5–1.0

Общая калорийность (ккал) 3000

Интересно, что идея гомеостаза была наиболее отчетливо сформулирована именно теми учеными, которые экспериментально исследовали процессы пищеварения и питания. В этой связи прежде всего следует упомянуть Клода Бернара и И. П. Павлова.

Итак, в основе классической теории лежит представление, что питание служит поддержанию молекулярного состава организма на определенном физиологическом уровне или, точнее, в пределах определенного физиологического интервала. Это предполагает возмещение энергетических и пластических потерь, а также потребностей, связанных с ростом. Однако какова бы ни была интерпретация, постулировалось, что чем точнее сбалансированы поступление и расход пищевых веществ, тем ближе к идеалу питание. Из этих положений вытекало несколько следствий. На этой же основе оказалось возможным сформулировать представления о пищевых потребностях разных организмов и о рациональных типах пищи и питания для людей, живущих в различных климатических условиях, выполняющих разную физическую нагрузку, страдающих теми или другими заболеваниями.

Позволим себе привести несколько примеров. Так, химический состав пищи работающих людей разного возраста несколько различен и для более молодых лиц характеризуется, в частности, несколько увеличенной квотой белков, животных жиров и углеводов (Григоров и др., 1988).

Для удовлетворения минимальной потребности взрослых лиц в белке экспертная комиссия (FAO/WHU…, 1973) рекомендовала в сутки в среднем потреблять 0.57 г белка в расчете на 1 кг массы тела для мужчин и 0.45-0.52 г — для женщин. Баланс нутриентов в питании детей существенно отличается от такового в более взрослом возрасте. Например, детям в возрасте 3–6 мес. требуется почти в 2 раза больше белка, чем в возрасте около года (табл. 2.3).

Таблица 2.3. Потребности в белке и аминокислотах в зависимости от возраста (по: FAO/WHO…, 1973)

В целом человек генетически и метаболически адаптирован к самым разным рационам. В связи с тем что в ходе эволюции он полагался на локальные пищевые ресурсы, получили развитие разные типы питания. Вместе с тем сопоставление ряда рекомендованных диет не выявило значительных различий. Это видно, в частности, из табл. 2.4, где представлены сведения о потреблении белка жителями многих стран.

Таблица 2.4. Рекомендованное потребление белка жителями разных стран в возрасте 18–35 лет при умеренной работе (по: Haenel, 1979)

Примечание. Цифры приведены из расчета 0.82 г белка на 1 кг массы тела для мужчин и 0.75 г — для женщин. «Относительное количество белка» — 70 г/кг. Средняя масса тела мужчин — 70 кг, женщин — 60 кг. Разница в рекомендованном суточном потреблении белка обусловлена национальными различиями, а также различиями в рекомендованном потреблении белка в расчете на 1 кг массы тела, в определении «относительного количества белка» диеты, в уровне безопасности.

Итак, представляется, что приведенный нами документальный материал в достаточной мере иллюстрирует основной состав диет, сконструированных в рамках теории сбалансированного питания.

 

2.5. Пища

Пища — трудно определяемое биологическое понятие, тесно связанное со сведениями об особенностях питания особи данного вида и популяции. Пищей в первом приближении называется сложная смесь неорганических и органических веществ, получаемых организмами из окружающей среды и используемых для построения и возобновления тканей, поддержания жизнедеятельности и восполнения расходуемой энергии. Некоторые из этих веществ в свою очередь достаточно сложны по своему химическому составу. Описание диеты как смеси ингредиентов позволило развить методы химического анализа трех основных типов пищевых веществ — белков, углеводов и жиров. Однако химический анализ композиции пищи не может быть полным без учета многочисленных микрокомпонентов, в том числе витаминов, минеральных элементов, многих известных и еще неизвестных кофакторов и других веществ, которые необходимы для эффективного питания.

Для теории сбалансированного питания важно, что пища состоит из нескольких основных компонентов, разных по своему биологическому значению: 1) собственно пищевых веществ — белков, углеводов, жиров, витаминов и т. д.; 2) балластных веществ; 3) вредных (токсических) соединений (рис. 2.1). Если ценная часть пищи — это нутриенты, необходимые для метаболизма, то пища в соответствии с классической теорией может быть очищена от балласта.

Классическая теория сбалансированного питания, по крайней мере на достаточно высоком уровне развития, позволяла ответить на вопросы, какими должны быть идеальная пища (см. гл. 5) и минимально достаточный рацион, какие дефекты пищи и в какой степени будут отражаться на функциях организма или могут оказаться несовместимыми с жизнью. Действительно, дефектная пища, состоящая из набора веществ, лишенных определенных необходимых компонентов, могла вызывать заболевания и даже смерть экспериментальных животных. С другой стороны, искусственная диета, характеризуемая как полноценная в свете теории сбалансированного питания, могла неопределенно долго поддерживать жизнь не только данной особи, но и воспроизводимого ею потомства. Однако, как будет показано далее, такой подход к составу пищи содержал в себе ошибки, которые кажутся очевидными для объективного наблюдателя, если он перейдет на позиции новой теории адекватного питания (см. гл. 3).

 

2.6. Основные следствия теории сбалансированного питания

Теория сбалансированного питания замечательна не только стройностью и ясностью логики и экспериментальной обоснованностью, но и способностью к предсказанию неизвестных явлений, которые были затем открыты, или закономерностей, которые могут быть обнаружены и действительно были обнаружены при определенных экспериментальных условиях. Зная набор необходимых пищевых веществ, можно конструировать пищевые рационы, достаточные для выживания, нормального функционирования и развития организмов. При возникновении каких-либо нарушений, как постулирует теория сбалансированного питания, дефект должен быть отнесен на счет недостатка одного или нескольких необходимых пищевых факторов. Именно таким образом были открыты один за другим необходимые организму витамины, микроэлементы, незаменимые аминокислоты и т. д. В частности, было продемонстрировано, что примерно половина из 20 аминокислот, составляющих белки, являются незаменимыми для реализации некоторых метаболических функций. Число незаменимых аминокислот варьирует от 10 до 13 в зависимости от вида животного, его рациона и т. д. Так, у человека 10 незаменимых аминокислот, у крыс и цыплят — 13, у усредненного животного — 12. Однако у организмов всех видов есть 8–9 общих незаменимых аминокислот (табл. 2.5). Интересно, что у цыплят по крайней мере 3 незаменимые аминокислоты (тирозин, цистин и гидроксилизин) из 13 могут быть синтезированы лишь при ограниченном поступлении пищевых субстратов (обзор: Parks, 1982).

Таблица 2.5. Количество незаменимых аминокислот у разных организмов (по: Parks, 1982)

Перечисленные выше достижения были поистине замечательным следствием последовательного применения теории сбалансированного питания. Надо напомнить, что, согласно этой теории, для поддержания жизнедеятельности организма необходимы не все компоненты пищи, а только полезные. Концентрируя их, можно получить так называемые обогащенные продукты питания. Неудивительно, что пришло время, когда идея обогащения пищи стала широко применяться в промышленности, например при изготовлении высокосортной муки, соков, круп (в том числе очищенного, или полированного, риса) и других продуктов. На основе этой идеи можно было увеличить в пище долю нутриентов и улучшить соотношение между ними, приближая его к идеальному. (Под идеальным соотношением нутриентов большинство исследователей понимало такое соотношение поступающих пищевых веществ, которое наилучшим образом восполняло бы энергетические и пластические потребности организма), Обогащение пищи достигалось уменьшением или полным извлечением балластных и вредных веществ, а там, где это имело значение для хранения и транспортировки продуктов, их полным или почти полным обезвоживанием. Далее, согласно теории сбалансированного питания, метаболизм определяется веществами, которые поступают из кишечной, или энтеральной, среды во внутреннюю среду организма, т. е. уровнем аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, витаминов и некоторых солей. На этом основании было высказано несколько основных идей, охарактеризованных ниже.

2.6.1. Идеальное питание

Одна из идей, являющихся следствием теории сбалансированного питания, — создание идеальной пищи и идеального питания. В конце XIX-начале XX в. наметилась основная концепция, касающаяся усовершенствования пищи и питания. Так, уже в XIX в. возникла мысль о формировании максимально улучшенной пищи за счет обогащения пищевых продуктов веществами, непосредственно участвующими в обмене веществ, и об отбрасывании балластных веществ. Именно поэтому современные хлеб, крупы, масло, сахар, соки и многие другие продукты питания в большей или меньшей степени рафинированы. В начале XX в. многие видные ученые пришли к заключению, что можно создать идеальную пищу в виде оптимальной смеси чистых эссенциальных нутриентов и, возможно, вкусовых добавок. Предполагалось перейти к промышленному изготовлению идеальной пищи, состоящей из такой оптимальной смеси необходимых элементов. (Более подробно эта проблема рассмотрена в гл. 5).

2.6.2. Элементное питание

Идея создать идеальную, максимально полезную пищу уже в конце XIX-начале XX в. трансформировалась в идею о конструировании смеси веществ, необходимых для поддержания жизни и не нуждающихся в переработке, в оптимальном соотношении, т. е. в идею о создании так называемых элементных, или мономерных, диет (см. также гл. 3 и 5). Мысль об элементном питании сводилась к тому, что ту олиго- и полимерную пищу, которую мы потребляем, следует заменить пищей, состоящей из элементов, участвующих в обмене веществ. Эта пища должна состоять из наборов аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, витаминов, солей и т. д. Предполагалось, что такая пища позволит удовлетворить потребности человека в точном соответствии с особенностями его обмена.

К концу 70-х годов было предложено несколько элементных синтетических диет (табл. 2.6). Особенно привлекательными такие диеты казались в качестве идеальной пищи будущего, когда благодаря сочетанию химических технологий и вычислительной техники станет возможным точно контролировать ее молекулярный состав и даже менять его в соответствии с определенными потребностями организма. Более того, предполагалось, что человеку в зависимости от возраста, функционального состояния, здоровья, вида трудовой деятельности, климата, в котором он живет, можно вводить различные количества аминокислот, а в случае заболеваний — компенсировать недостающие аминокислоты и другие компоненты рациона. Было высказано предположение, что элементные диеты окажутся основными при космических полетах.

Таблица 2.6. Основной состав элементного рациона (по: Winitz et al., 1970)

Таким образом, с позиций теории сбалансированного питания создание рафинированных пищевых продуктов и элементных диет не только возможно, но и рационально и получило широкую поддержку.

2.6.3. Парентеральное питание

Следствием теории сбалансированного питания является представление, в яркой форме сформулированное еще в 1908 г. П.-Э.-М. Бертло, что одна из главных задач наступившего XX в. — это прямое введение в кровь питательных веществ, минуя желудочно-кишечный тракт. В настоящее время прямое (внутрисосудистое, или парентеральное) питание превратилось в широко распространенное и весьма эффективное средство прямого введения в кровь нутриентов, используемое при лечении различных заболеваний в течение достаточно длительных периодов времени. В частности, в недавнем обзоре П. С. Васильева (1988) дана характеристика ряда специализированных смесей, используемых в клинической практике для парентерального питания, и освещена их положительная роль в коррекции различных заболеваний (нарушения обмена, в частности белкового; различные травмы, в том числе ожоговые; нарушения желудочно-кишечного тракта, в частности оперативные вмешательства; онкологические заболевания; патология печени, почек и ряд других).

Фундаментальных и прикладных исследований, посвященных различным аспектам проблемы парентерального питания, чрезвычайно много. Приведем для иллюстрации лишь некоторые из них, в которых охарактеризованы преимущественно положительные эффекты этого типа питания: Campos et al., 1987; Lowry et al., 1987; Кочаровский и др., 1988; Строде, Паварс, 1988; Adibi, 1988; Kreutzenberg et al., 1988; Legaspi et al., 1988; Neithercut, Smith, 1988; Pineault et al., 1988, и др. За рубежом существуют специальный журнал (J. of Parenteral and Enteral Nutrition) и справочная литература (например, Mirtallo, Oh, 1987), посвященные проблеме парентерального питания. Недавно в сжатой форме освещена история возникновения искусственного питания и охарактеризованы достоинства парентерального питания (Высоцкий, 1990).

Вероятно, сегодня можно говорить о революции в области парентерального питания, особенно после того как получили применение внутрисосудистая катетеризация, эффективные противосвертывающие средства и разнообразные достаточно очищенные нутриенты. В сущности в настоящее время в форме, близкой к идеальной, реализовано введение в циркуляторное русло хорошо сбалансированной смеси нутриентов, которая должна была бы удовлетворять все потребности организма. Вместе с тем именно сейчас, когда преодолены основные технические трудности, стало ясно, что парентеральное питание в принципе не может быть физиологичным (см. гл. 3).

 

2.7. Достоинства теории сбалансированного питания

Эта теория — одна из самых красивых, какие знала история биологии, и мы восхищаемся ею даже тогда, когда наступило время критиковать ее. В самом деле, согласно классической теории, питание интерпретируется крайне логично. Это — поступление в организм веществ, необходимых для его энергетических и пластических расходов, для его жизнедеятельности (основной обмен и внешняя работа, которая может быть точно измерена), а в некоторые периоды жизни — для роста. Одни вещества заменяемы, другие — незаменимы, так как не синтезируются данным организмом и могут поступать только извне.

Теория отличается строгостью и последовательностью своей аксиоматики. Она лежит в основе всех современных концепций питания и позволила дать научное объяснение потребностям в пище по энергетическим, пластическим и другим ее компонентам. Классическая теория стимулировала развитие важных теоретических и практических направлений медицины, биологии, сельского хозяйства и промышленности. Она не только постулировала идеи, касающиеся оптимизации питания и создания в конечном итоге идеальной пищи, но и послужила научной основой для разработки рационального питания и его режима. Теория позволила преодолеть многие нутритивные дефекты и болезни глобального масштаба, связанные с недостаточностью витаминов, незаменимых аминокислот, микроэлементов и т. д. Благодаря теории сбалансированного питания созданы и научно обоснованы различные рационы питания для населения всех возрастных групп с учетом физической нагрузки, функционального состояния, климатических и других условий жизни; обнаружены неизвестные ранее незаменимые аминокислоты, витамины, микроэлементы и т. д.

Теория сбалансированного питания послужила основой современных пищевых технологий и дала возможность разработать практические мероприятия, связанные с пищевыми ресурсами и питанием. На ней базируются промышленные, агротехнические и медицинские разработки, которые в значительной мере опираются на идею, что улучшение свойств потребляемой пищи может быть достигнуто за счет увеличения содержания нутриентов на фоне уменьшения доли балласта. На этом построены многие особенности переработки продуктов животноводства и растениеводства, в том числе зерновых культур, а также приготовление очищенных муки и хлеба, рафинированных сахара, масла, соков и ряда других продуктов.

Классическая теория была одной из первых, если не первой молекулярной теорией в биологии и во многом послужила развитию новых идей и прогнозов в области питания. В частности, еще недавно обсуждалась идея безбалластного питания космонавтов. В будущем на основе идеи сбалансированного питания предполагалась замена полимерной пищи на мономерную, элементную. Это могло бы стимулировать промышленный выпуск всех необходимых компонентов, особенно аминокислот, что существенно для оптимизации структуры питания за счет дефицитных белковых компонентов. Все это кажется особенно реальным на фоне бурного развития биотехнологии и техники синтезов. Привлекательность элементных рационов очевидна. Действительно, как упомянуто выше, при использовании вычислительной техники можно было бы идеально сбалансировать потребление и расход пищевых веществ в соответствии с потребностями каждого индивидуума, связать диеты с возрастом и конституцией человека, характером его работы и т. д.

Заметим, что один из лидеров новой области химического синтеза пищи акад. А. Н. Несмеянов подчеркивал многие важные преимущества, которые дает переход от агротехники к индустриальной технике (Несмеянов, Беликов, 1965). При этом теория сбалансированного питания может служить научной базой для такого перехода, что в истории человечества явилось бы одной из величайших революций.

Таким образом, теория сбалансированного питания — теория, основанная на поддержании жизнедеятельности организма благодаря притоку веществ, сбалансированному с их потерями. Этот приток обеспечивает постоянство молекулярного состава организма, несмотря на меняющиеся условия жизнедеятельности. Тем не менее классическая теория питания оказалась под ударом, потому что биология имеет дело с системами и живыми машинами особого рода.

 

2.8. Кризис теории сбалансированного питания

Середина XX в. может считаться временем наибольшего расцвета теории сбалансированного питания и временем, когда началась интенсивная проверка некоторых ее наиболее важных постулатов на достаточно высоком уровне развития биологии, медицины и технологии. Рассмотрим классическую теорию сбалансированного питания с позиций ее аксиоматики на некоторых примерах, имеющих принципиальное значение для понимания процессов питания и учета их биологических аспектов.

Попытка охарактеризовать питание как сбалансированный процесс поступления и расхода пищевых веществ — важный дефект классической теории питания. Согласно этой теории, живой организм является машиной, которая нуждается для своего функционирования в источнике энергии («топливе») и постоянно обновляется. Серьезное достижение современной биологии заключается в понимании того, что в живом организме одни и те же элементы используются в качестве как строительных материалов, так и топлива. Ярким примером этому может служить довольно широко распространенная аминокислота аланин.

Вообще полифункциональность — важнейшая характеристика всех элементов биологических систем, в том числе и тех, которые обеспечивают разные этапы питания. Например, лейцин и некоторые другие аминокислоты, будучи компонентами белковой пищи, в то же время как медиаторы и модуляторы участвуют в регуляции нервной деятельности организма. Изменение их соотношения влияет и на процессы белкового обмена (в особенности на синтез белков), и на процессы, связанные с поведением живых организмов и его направленностью. Многие компоненты пищи служат предшественниками гормонов и нейротрансмиттеров и, следовательно, участвуют не только в построении различных белков, но и в формировании гормонального паттерна организма (см. также гл. 6). Уровень и интенсивность обмена, как и характер «топлива», могут меняться в широких пределах в зависимости от видовых и индивидуальных особенностей организма, в результате адаптивных и неадаптивных перестроек, при патологии и т. д.

Итак, первая идея, которая сформировалась в классическом естествознании и была применена к теории сбалансированного питания (имеется в виду теория машины, работа которой требует топлива), нуждается в существенных изменениях. Однако еще больших изменений требуют другие постулаты классической теории, к обсуждению которых мы и переходим.

Как было отмечено, в отличие от античной теории классическая теория связывает питание с извлечением готовых пищевых веществ из пищевых продуктов. Сущность пищеварения в этом случае сводится к механическому, физическому и химическому, в особенности ферментативному, разделению нутриентов и балласта. Следовательно, с точки зрения классической теории питание заключается в извлечении нутриентов и отбрасывании балласта до его поступления в организм. Исключение составляют лишь жвачные и некоторые другие животные со сложным желудком (но не моногастричные организмы, к которым относится и человек), обладающие способностью использовать пищевые волокна. Таким образом, возникла идея снабжения организма малобалластной или безбалластной оптимизированной смесью нутриентов. В новой теории адекватного питания, которая будет охарактеризована в следующей главе, развивается представление об образовании части нутриентов в организме именно из балластных веществ (так называемые вторичные нутриенты). Это совершенно неклассическое представление, но оно в известной мере возвращает нас к некоторым общим идеям Аристотеля и Галена. При углубленном анализе оказалось, что балластные вещества являются физиологически важными, а часто витальными компонентами пищи. Так, добавление в рацион балластных веществ улучшает многие жизненно важные характеристики организма и в ряде случаев служит профилактическим средством против ряда серьезных заболеваний.

В классической теории алиментарный тракт рассматривается как почти идеальный химический завод, работающий в неидеальных условиях из-за некоторых дефектов сырья (например, загрязненности пищевых продуктов), а также из-за того, что в желудочно-кишечном тракте присутствуют бактерии. При этом существуют специальные системы, обеспечивающие защиту от конкуренции бактерий за обладание нутриентами, от проникновения бактерий во внутреннюю среду организма, от токсических действий бактерий, от инвазий и т. д. В новой теории адекватного питания постепенно сформировалось представление о том, что бактериальная флора играет двойную роль — с одной стороны, конкурента макроорганизма за нутриенты и потенциального патогена, с другой — важного симбионта и поставщика вторичных нутриентов. Вследствие этого, как будет показано ниже, организм в метаболическом смысле превращается в надорганизменную систему.

Далее, что очень важно, если в соответствии с классической теорией питание — это снабжение организма нутриентами, то в последние годы все более ясной становится роль другого потока из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма потока регуляторных факторов, которые в ряде отношений необходимы для функционирования организма. Регуляторные факторы обеспечивают не только ассимиляцию пищи, но и функционирование организма в целом, а также его отдельных органов и систем.

Идея элементного (мономерного) питания, основанная на теории сбалансированного питания, также не выдержала проверки временем, что будет показано ниже (см. гл. 3).

Наконец, к числу коренных недостатков классической теории следует отнести ее антропоцентрический характер, т. е. направленность на решение прикладных задач питания человека, точнее к задачам рационального питания человека, в условиях, когда он сам не способен достаточно четко устанавливать свои пищевые потребности. Иными словами, эта теория недостаточно биологична и эволюционна. Интересно, что в рамках классической теории питания не поддаются объяснению резкие различия в составе рационов, традиционно используемых населением разных климатических поясов. Например, рациональная диета, составленная на основе теории сбалансированного питания и пригодная для европейцев, не всегда может быть использована для питания северных народов, пищевой рацион которых состоит преимущественно из мяса, жира и рыбы. Тем не менее этот рацион не вызывает каких-либо вредных последствий. Еще более удивительной кажется преимущественно растительная пища у большинства жителей Индии и многих негритянских племен. В рационе последних суммарное количество белка не превышает 5–8 %. Столь же разительны различия в потреблении минеральных веществ разными народами. (В данном случае мы рассматриваем физиологические потребности организма в соответствующих солях).

Классическая теория непригодна также для объяснения регуляции питания у большинства групп организмов с различными типами питания и с различными механизмами переработки пищи на основе принципов саморегуляции.

Таким образом, во время наибольших успехов теории сбалансированного питания усиливался ее кризис, который и привел к формированию новой теории питания, названной нами теорией адекватного питания (см. гл. 3). В настоящее время показано, что эта теория позволяет решить ряд трудных теоретических и прикладных задач, перед которыми были бессильны традиционные подходы.

 

2.9. Заключительные замечания

В этой главе была кратко рассмотрена классическая теория питания, часто называемая теорией сбалансированного питания. Как неоднократно отмечено, она является одним из высших достижений многих областей экспериментальной биологии и медицины и позволяет охарактеризовать организм (с его потребностями в различных пищевых веществах и с их поступлением) как систему, которая стремится к поддержанию идеального баланса. На этой основе ведется поиск эссенциальных нутриентов,1 намечаются пути улучшения свойств пищи, разрабатываются оптимальные режимы питания и т. д. Вместе с тем эта теория с самого начала стала формироваться как антропоцентрическая, и многие важнейшие биологические и эволюционные подходы общего значения остались в стороне и не были учтены ею. В этом один из ее фундаментальных недостатков. В конечном итоге стала формироваться новая теория питания, которая базируется на гораздо более широкой аксиоматике, сохраняя, как они того заслуживают, основные достижения теории сбалансированного питания.

За пределами этой главы осталась концепция идеальной пищи и идеального питания как одного, быть может, наиболее важного следствия, вытекающего из классической теории питания. Этой концепции посвящена специальная глава (см. гл. 5).

Следует заметить, что в рамках классической теории питания человек является вершиной трофической пирамиды и центром научных интересов, тогда как, согласно новой теории питания, он представляет собой крошечное частное звено в сложнейшем круговороте веществ и энергии в природе, где трофические связи наиболее существенны.

Наконец, надо сказать, что точные физико-химические подходы сохраняют всю свою важность для прогресса теории питания. Но столь же существенным является синтез этих подходов с различными, в особенности эволюционными, подходами. На этом мы заканчиваем рассмотрение классической теории сбалансированного питания и переходим к новой теории — теории адекватного питания.