Научные основы питания

Построение оптимальной модели кормодобывания

Оптимальная модель кормодобывания генерирует количественные прогнозы того, как животные максимизируют свою приспособленность во время кормления. Процесс построения модели включает определение валюты, ограничений и соответствующего правила принятия решения для собирателя.

Валюта определяется как единица, оптимизированная для животного. Это также гипотеза об издержках и выгодах, которые несет это животное. Например, определенный собиратель получает энергию от пищи, но несет затраты на поиск пищи: время и энергия, потраченные на поиски, можно было бы вместо этого использовать для других целей, таких как поиск партнеров или защита детенышей. В интересах животного получить максимальную пользу при минимальных затратах. Таким образом, валюта в этой ситуации может быть определена как чистый выигрыш энергии в единицу времени. Однако для другого сборщика время, необходимое для переваривания пищи после еды, может быть более значительным расходом, чем время и энергия, потраченные на поиски пищи. В этом случае валюта может быть определена как чистая прибыль энергии на пищеварительный время оборота вместо чистой прибыли энергии в единицу времени. Кроме того, выгоды и затраты могут зависеть от сообщества собирателей. Например, собиратель, живущий в улье, скорее всего, будет добывать корм таким образом, чтобы максимизировать эффективность для его колонии, а не для него самого. Определив валюту, можно построить гипотезу о том, какие выгоды и затраты важны для рассматриваемого собирателя.

Ограничения — это гипотезы об ограничениях, налагаемых на животное. Эти ограничения могут быть связаны с особенностями окружающей среды или физиологией животного и могут ограничивать их эффективность кормления. Время, которое требуется собирателю, чтобы добраться от места гнездования до места нагула, является примером ограничения. Максимальное количество продуктов питания, которое собиратель может унести обратно на место гнездования, — еще один пример ограничения. У животных также могут быть когнитивные ограничения, такие как ограничения на обучение и память. Чем больше ограничений можно выявить в данной системе, тем большую предсказательную силу будет иметь модель.

Рисунок 1. Прирост энергии на затраты (E) для принятия стратегии кормодобывания x. По материалам Parker & Smith.

Учитывая гипотезы о валюте и ограничениях, оптимальное правило принятия решения — это предсказание модели о том, какой должна быть лучшая стратегия добычи пищи животным. Возможными примерами оптимальных правил принятия решений могут быть оптимальное количество пищевых продуктов, которые животное должно унести к месту своего гнездования, или оптимальный размер пищевых продуктов, которыми должно питаться животное. На рисунке 1 показан пример того, как оптимальное правило принятия решения может быть определено из графической модели. Кривая представляет собой прирост энергии на затраты (E) для принятия стратегии кормодобывания x. Прирост энергии в расчете на стоимость — это валюта, которая оптимизируется. Ограничения системы определяют форму этой кривой. Правило оптимального решения (x *) — это стратегия, для которой валюта, выигрыш в энергии на затраты, является наибольшей. Оптимальные модели кормодобывания могут выглядеть очень по-разному и становиться очень сложными в зависимости от природы валюты и количества рассматриваемых ограничений. Однако общие принципы валюты, ограничений и правила оптимального принятия решений остаются одинаковыми для всех моделей.

Чтобы проверить модель, можно сравнить прогнозируемую стратегию с фактическим поведением животного при поиске пищи. Если модель хорошо соответствует наблюдаемым данным, то гипотезы о валюте и ограничениях поддерживаются. Если модель не соответствует данным, возможно, валюта или конкретное ограничение были неправильно определены.

Теория блоков и источников питания

Теория блоков питания — это учет всего комплекса факторов питания, их взаимосвязи в обменных процессах, а также индивидуальности ферментных систем и химических превращений в организме. Со временем теория источников питания была подвергнута переоценке. Ее кризис стимулировал новые научные исследования в области физиологии пищеварения, биохимии пищи, микробиологии.

Были открыты новые механизмы пищеварения, установлено, что переваривание происходит не только в полости кишечника, но и непосредственно на стенках кишечника, на мембранах его клеток; была выявлена ранее неизвестная гормональная система кишечника, получены новые сведения относительно роли симбиотических микроорганизмов, обитающих в кишечнике, и об их взаимоотношениях с организмом человека.

Теория адекватного питания расширила представления о компонентном составе рациона питания. Основные ее положения эквивалентны теории сбалансированного питания и подкрепляют последнюю лишь результатами расшифровки некоторых механизмов усвоения пищевых веществ. Питательные вещества образуются из пищи при ферментативном расщеплении ее макромолекул за счет полостного и мембранного пищеварения, а также формирования в кишечнике новых химических компонентов, в том числе и незаменимых. Питание обусловлено не одним источником полезных веществ из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ.

Японская диета «Макробиотика»

Японская диета «Макробиотика» предполагает также ши­рокое использование в пищу свежих, только что добытых, мо­репродуктов в сыром или термически обработанном виде, зеле­ни и овощей. Некоторые исследователи приписывают именно этой диете долгожительство японцев.

Геронтологи, изучавшие питание долгожителей в разных частях света и в разных странах, приходят к мнению, что на продолжительность жизни этих людей влияет то, что они упот­ребляют в пищу только местные продукты и вино, не увлекаясь экзотическими фруктами, овощами и другими продуктами, при­везенными из других стран.

«Мнимые» лекарства

Люди, придерживающиеся концепции «мнимых» лекарств, считают, что отдельные продукты обладают целебными свойствами. Это становится причиной для того, что какой-либо продукт начинает активно рекламироваться, а его свойства восхваляются. Продукт начинают рекомендовать как панацею, подходящую всем и каждому. Идеальным примером может послужить повальное увлечение людей употреблением перепелиных яиц, проросших семян и т.п. Эффективность данной концепции нетрудно оспорить, т.к. организм человека является сложной системой, оказать на которую существенное влияние одним лишь продуктом просто невозможно.

Принципы рационального питания

Теория адекватного питания формулирует основные принципы, обеспечивающие рациональное питание, в котором учитывается весь комп­лекс факторов питания, взаимосвязи этих факторов в обменных процес­сах и соответствие ферментных систем организма индивидуальным осо­бенностям протекающих в нем химических превращений.

Первый принцип рационального питания

Пища для человеческого организма, прежде всего, является источни­ком энергии. Именно при ее превращениях происходит выделение энергии, необхо­димой организму в процессах жизнедеятельности (поддержание температуры тела, пищеварение, работа мышц). Энергию выражают в килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж); 1 ккал соответствует 4,18 кДж. Калорийность белков – 4 ккал/г; жиров – 9 ккал/г; углеводов – 4 ккал/г. Доля энергии, которая может высвободиться из макронутриентов в ходе биологического окисления, характеризует энергетическую ценность (калорийность) продукта.

Организму человека в зависимости от пола, возраста, вида деятельности необходимо определённое количество энергии. При этом должен соблюдаться баланс между энергией потребля­емой и расходуемой. Из­быток энергии будет аккумулироваться в виде жира, что приводит к избыточной массе тела.

Второй принцип рационального питания

В соответствии со вторым принципом рационального питания, дол­жно быть обеспечено удовлетворение потребности организма в основ­ных пищевых веществах.

Углеводы являются наиболее распространенными питательными ве­ществами. Суточная потреб­ность организма человека в углеводах составляет 400–500 г, что соответ­ствует 53–58% калорийности дневного рациона.

Жиры или триацилглицерины являются одним из основных источников энергии, а кроме того, служат источником углеродных атомов в биосинтезе холе­стерина и других стероидов. Суточная потребность организма в жирах со­ставляет 60–80 г, что соответствует 30–35% от общей энергетической цен­ности рациона.

Белки являются источником незаменимых и заменимых аминокислот, а также вносят хотя и небольшой, но важный вклад в ежедневный общий расход энергии. Суточная потребность в белках 85–90 г.

Витамины участвуют в метаболизме, укрепляют иммунную систему орга­низма. Минеральные вещества, как функциональные ингредиенты, влияют на осмотическое давление межклеточной жидкости, работу мышц, участвуют в процессах кроветворения, участвуют в построении костной ткани и иммунной системы человека.

Третий принцип рационального питания

В основу третьего принципа рационального питания положены четыре основных правила:

—регулярность питания связана с соблюдением времени приема пищи;

—дробность питания в течение суток, которая должна составлять не менее 3–4 раз в день с целью равномерной нагрузки на пищеварительный аппарат;

—рациональный подбор продуктов при каждом приеме для обеспечения оптимального усвоения пищи;

—оптимальное распределение пищи втечение дня дифференцируется в зависимости от возраста, характера физической активности, распоряд­ка дня.

Различные системы кормления и классы хищников

Теория оптимального кормления широко применима к системам кормления во всем животном мире. Согласно OFT любой интересующий организм можно рассматривать как хищника, добывающего добычу. Существуют разные классы хищников, в которые попадают организмы, и каждый класс имеет свои стратегии поиска пищи и хищничества .

• Настоящие хищники нападают на большое количество добычи на протяжении всей своей жизни. Они убивают свою жертву сразу или вскоре после нападения. Они могут съесть всю или только часть своей добычи. К истинным хищникам относятся тигры, львы, киты, акулы , птицы, питающиеся семенами, муравьи .
• Грейзеры съедают только часть своей добычи. Они вредят добыче, но редко убивают ее. К пастбищам относятся антилопы , крупный рогатый скот и комары .
• Паразиты , как и травоядные, поедают только часть своей добычи (хозяина), но редко весь организм. Они проводят всю или большую часть своего жизненного цикла, живя в / на одном хосте. Эти интимные отношения типичны для ленточных червей , печеночных сосальщиков и паразитов растений, таких как фитофтороз .
• Паразитоиды в основном характерны для ос (отряд перепончатокрылых ) и некоторых мух (отряд двукрылых ). Яйца откладываются внутри личинок других членистоногих, которые вылупляются и поедают хозяина изнутри, убивая его. Эти необычные отношения хищник-хозяин характерны для примерно 10% всех насекомых. Многие вирусы, атакующие одноклеточные организмы (например, бактериофаги ), также являются паразитоидами; они размножаются внутри единственного хозяина, который неизбежно убивается ассоциацией.

Оптимизацию этих различных стратегий кормодобывания и хищничества можно объяснить с помощью теории оптимального кормодобывания. В каждом случае существуют затраты, выгоды и ограничения, которые в конечном итоге определяют оптимальное правило принятия решения, которому должен следовать хищник.

Абсолютизация оптимальности

Привержены концепции абсолютизации оптимальности прилагают все усилия к тому, чтобы открыть и обозначить состав такого рациона, который стал бы самым оптимальным для человека, т.е. одинаково эффективно подходил бы ко всем функциям его организма. Иными словами, ведётся поиск идеальной диеты. Как подходящий пример, можно привести концепцию «Конвиненс», популярную в Европе, где принципы здорового образа жизни сочетаются с принципами правильного питания и популярных диет, а также особой философией. Помимо этого, сейчас стало модным вести фитнесс-образ жизни, составляющими которого являются непосредственно сам здоровый образ жизни, занятия спортом и максимально здоровое питание.

Так что же мы можем сказать в заключение? Как видно, на сегодняшний день человечество не на шутку обеспокоено вопросами питания, т.е. тем, какой же всё-таки диеты стоит придерживаться, чтобы оказывать на свой организм исключительно положительное воздействие, способствовать долголетию и крепкому здоровью. Какой именно вариант подобрать для себя, решать, естественно, вам. Тем более, вы уже знаете о преимуществах и недостатках каждой концепции. Не стоит только окончательно и бесповоротно предаваться выбранному варианту. Попробуйте то, что кажется вам наиболее приемлемым

Обращайте внимание на то, как реагирует ваш организм. Со временем вы сможете составить свою идеальную концепцию, которая может состоять даже из нескольких

Полезную для себя информацию по вопросам питания вы также можете почерпнуть отсюда и отсюда.

Оставляйте комментарии, делитесь собственным опытом, возможно, вы знаете о каких-либо концепциях альтернативного питания, не рассмотренных здесь.

Кофе с лимоном

Кто-то любит начать утро с кофе, а кто-то — со стакана воды с лимоном. Последние тренды в соцсетях позволяют совместить эти два напитка. Кому-то такая композиция кажется странной, но ценители нового вкуса утверждают, что кофе с лимоном помогает избавиться от нескольких лишних килограммов благодаря тому, что лимонный сок стимулирует обмен веществ в организме. Сами по себе и кофе, и лимон включают большую дозу антиоксидантов и других полезных веществ, которые помогают организму бороться с болезнями: от защиты печени до предотвращения депрессии. Для того, чтобы испытать пикантные ощущения, вам понадобится сваренный кофе, сахар и кусочки лимона или лайма. Такой необычный вкус, кстати, считается кофейным эквивалентом текилы. Рецепт приготовления при этом имеет испанские корни. Смешайте кофе с сахаром. Добавьте соду, немного холодной воды, корицу и сок лайма. 

Кофе с апельсиновой цедрой

Ароматный кофе с апельсиновой цедрой известен в Италии под изысканным названием «кофе Борджиа». Не трудно догадаться, что название напиток получил в честь печально известного испано-итальянского семейства, царившее в Италии в конце 1400-х. Семья проживала в роскошном поместье в Валенсии, регионе, славящемся своими исключительными садами с оранжевыми деревьями. Именно поэтому украшением их напитков всегда  был цитрусовый декор из апельсиновой цедры. Знатоки утверждают, что «кофе Борджиа» имеет не только особую рецептуру, но и специальный ритуал, он требует медленного и вдумчивого употребления. Поэтому рецепт такого кофе подойдет для ленивого выходного дня. Как вы понимаете, сейчас идеальное время для приготовления «Борджиа». 

Итак, запоминайте рецепт. Для начала растопите 20 г горького шоколада на водяной бане или в микроволновке, после чего налейте в подогретую чашку. С помощью миксера или блендера взбейте 30 мл сливок 20-23% жирности, смешанных с чайной ложкой сахарной пудры до появления плотной пены. Сварите порцию эспрессо и перемешайте в чашке с шоколадом. Остается только добавить в напиток взбитые сливки, 1 столовую ложку тертой апельсиновой цедры и отправиться в воображаемое путешествие по старой Италии.

Кофе с ягодами

Если вы уже вдоволь продегустировали разнообразную выпечку вроде croiffle, советуем попробовать альтернативный десерт — кофе с ягодами. Свежесть и кисловатый привкус ягод перенесет вас хоть на несколько минут в лето. В классическом рецепте ягоды готовятся отдельно и не смешиваются с напитком. Для гастрономического эксперимента вам понадобится 200 мл свежесваренного кофе. Заранее приготовьте 50 мл сливок или нежирной сметаны. Понадобится также сок или ягодное пюре. Если в ход идут свежие ягоды, тогда их протирают через сито, если из морозилки, то их нужно предварительно разморозить, пока они выпустят сок. К ним добавляют сахар по желанию, а чтобы масса получилась более воздушной — сахарную пудру. Сливки или сметану следует взбить с соком ягод до получения однородной массы. Кофейный напиток подают в горячем виде, выложив сверху пышную ягодно-сливочную корону.

Теория питания Шелтона (раздельное питание)

Будучи крупным ученым, диетологом, Шелтон создал свою теорию питания, ко­торой следовал в течение многих лет своей жизни и доказывал ее правильность на себе, прожив более 90 лет. Его теория питания при­нята многими людьми, которые считают, что придерживаясь раздельного питания, они сохраняют свою массу тела и здоро­вье, улучшают обмен веществ. Основные постулаты его теории: «Ешьте белки и углеводы в разное время», «Не употребляйте одновременно несколько разных белков», «Не употребляйте белки в сочетании с кислотами», «Не употребляйте сразу после еды сладкое», «Не пейте воду или другие жидкости раньше, чем через 30 минут после еды». По Шелтону, одновременное введе­ние смешанной пищи приводит к поступлению в желудок бел­ков, жиров и углеводов, для переваривания которых одновре­менно требуется большое количество протеолитических, амилолитических и других ферментов, а это, по мнению ученого, ве­дет к перегрузке пищеварительной системы. Однако исследова­ния активности пищеварительных ферментов при введении че­рез фистулу в желудок собакам пищевых продуктов в различ­ных сочетаниях и раздельно показало, что активность пищева­рительных ферментов мало изменяется при введении в желудок продуктов в отдельности или вместе. Раздельное питание целе­сообразно лишь при заболеваниях желудочно-кишечного трак­та, поджелудочной железы или печени, облегчая, в какой-то ме­ре, переваривание пищи. Однако нужно иметь ввиду, что мно­гие люди плохо переносят некоторые сочетания продуктов. Так не целесообразно пить молоко после употребления сырых ово­щей, сочетать сахар с молоком, кисломолочными продуктами, сыром, яйцами.

Вегетарианство

Для стран Восточной и Юго-Восточной Азии характерным направлением в питании населения является вегетарианство. Разнообразная растительность в этом регионе земного шара бо­гата белками, которая заменяет животные белки. Население Ин­дии, Таиланда и других азиатских стран широко использует в пищу злаковые, бобовые, овощи, фрукты, ягоды, орехи, грибы. В XX веке к вегетарианству обратились многие народы, насе­ляющие Европу. Интерес был вызван не религиозными порыва­ми, а желанием быть здоровыми, а также гуманным отношением к животным, которых приходится умерщвлять. При забое жи­вотные переживают сильнейший стресс, который приводит к выбросу в кровь, а затем к накоплению в мышечной ткани, больших доз адреналина. Вегетарианство, возникшее в Европе, получило название «неовегетарианство» или «лактоововегета- рианство», позволяющее употреблять в пищу продукты живот­новодства, которые получают без убоя животных: молоко и яй­ца. Обследование здоровья лактоововегетарианцев получило удивительные результаты: низкий уровень холестерина в крови, низкая заболеваемость атеросклерозом, ишемической болезнью сердца гипертонией, стенокардией. Выводы после обследова­ния лактоововегетарианцев заключаются в следующем:

1. Снижается поступление экзогенного холестерина, т.к. в растительной пище нет холестерина.
2. Тормозится синтез ХС. Аргинин, содержащийся в рас­тительных продуктах, стимулирует продукцию глюкагона, ингибирующего фермент биосинтеза холестерина. Такое же действие лежит в основе лечения препаратами статинами. В печени свободный холестерина этерифицируется полиненасыщенными жирными кислота­ми (ПНЖК) и фосфолипидами, превращаясь в желчные кисло­ты.
3. Пищевые волокна растительной пищи связывают желчные кислоты и выводят их через кишечник. Благодаря сти­муляции образования и выведения желчных кислот снижается содержание холестерина в крови.
4. Холестерин сорбируется на растительной клетчатке, входит в состав капростерина и выводится с фекальной массой.

Уголев опыт с лягушкой. Об авторе

Александр Михайлович Уголев родился в Екатеринославе, ныне Днепр, в 1926 году. Там же поступил в медицинский институт, где занялся наукой о сущности живого – физиологией. Учеба давалась успешно, поэтому уже в скором времени Уголев получил ученую степень Доктора медицинских наук и звание Академика АН СССР.

Кроме физиологии Александр Михайлович также преуспевал в области, связанной с вегетативной нервной системой и ее регуляции. Наиболее известным практическим опытом академика считается процесс так называемого самопереваривания, или аутолиза, свежей лягушки в желудочном соке живого организма. В результате проведенных исследований было установлено, что лягушатина в сыром виде может перевариться полностью гораздо быстрее, чем сваренная или жаренная. Более подробно об этом эксперименте можно прочитать в труде «Теория адекватного питания и трофология».

Мембранное пищеварение было выявлено академиком Уголевым в 1958 году. Тогда это научное открытие стало одним из самых значимых в СССР и было внесено в Государственный реестр открытий страны. Согласно данной теории пищеварение при помощи мембраны является универсальным процессом расщепления пищи до мельчайших элементов, которые после становятся пригодными к всасыванию. То есть в отличие от привычной двухэтапной схемы переваривания еды стало возможным рассмотрение схемы, состоящей из трех звеньев:

1.Потребление пищи, когда пищеварение начинается в полости рта

2.Переваривание еды в мембране

3.Последующее всасывание остатков продуктов

Данный процесс именуется, как пристеночное пищеварение, что стало открытием мирового масштаба. В дальнейшем эта теория успешно применялась на практике, что позволило привнести изменения в тактику и стратегию диагностирования и излечения заболеваний, связанных с желудочно-кишечным трактом человека.

Начиная с 1961 года, академик Уголев написал множество трудов, из которых было опубликовано 10. Главная работа его жизни, связанная с особенностями пищеварения и правильного питания, была издана в год его смерти – в 1991 году. Похоронен Александр Михайлович на Богословском кладбище в Санкт-Петербурге.

Методика организации правильного сбалансированного здорового питания

Методики здорового питания основываются на том, что необходимыми компонентами пищи являются не только полезные, но и балластные вещества (пищевые волокна)

Если верить современной методике питания, то значительная роль в процессах пищеварения и всасывания питательных веществ принадлежит симбиотической микрофлоре — важному функциональному элементу внутренней среды человеческого организма

Практической реализацией методики организации питания являются законы рационального приема пищи:

• необходимо соблюдать равновесие между поступающей с пищей энергией (калорийностью пищи) и энергетическими затратами организма;
• желательно придерживаться сбалансированности между поступающими в организм белками, жирами, углеводами, витаминами, минеральными и балластными веществами;
• целесообразно соблюдать режим питания — регулярность и оптимальное распределение пищи в течение дня;
• следуя в питании возрастным потребностям организма и двигательной активности, необходимо учитывать профилактическую направленность рациона питания.

На основе методики правильного питания разработаны различные научные концепции приема пищи.

https://youtube.com/watch?v=xLfiyxA0Gmc

Методика рационального питания является производной от концепции сбалансированного рациона. В основе современных представлений о здоровом питании должна лежать концепция оптимального питания, предусматривающая необходимость полного обеспечения потребностей организма не только в энергии, эссенциальных макро- и микронутриентах, но и в целом ряде необходимых минорных непищевых биологически активных компонентов пищи, перечень и значение которых нельзя считать окончательно установленными.

Определите триггеры

Если вы испытываете тягу к еде, несмотря на то, что недавно поели, скорее всего, вы физически не голодны. Тем не менее, если вы обнаружите, что такое часто с вами происходит, попробуйте вести дневник питания. Запишите, что и сколько вы ели и что чувствовали в это время, чтобы определить возможные триггеры. «Как только вы распознаете закономерность, разработайте стратегию, чтобы сломать ее», — говорится в отчете Harvard Health Publishing. «Я призываю людей определять свои эмоции, которые побуждают их есть, и спрашивать себя: «Если бы еда была недоступна, как бы я успокоил эту эмоцию?», — говорит Кардвелл. Кроме того, составьте список успокаивающих методов, на которые вы можете опираться, вместо того, чтобы обращаться к еде, чтобы справиться с эмоциями, предлагает эксперт по здоровому питанию. Подумайте об ароматерапии, физических упражнениях, прослушивании музыки, садоводстве, практике медитации или начале нового хобби — обо всем, что поможет вам снять стресс и расслабиться.