Підручник з Біології і екології. 10 клас. Шаламов - Нова програма

§ 23. Хвороби метаболізму. Якість води

Хвороби метаболізму виникають унаслідок нераціонального харчування чи генетичних порушень

У попередньому параграфі ми обговорили, що таке здорове харчування і як його реалізувати. Цей параграф присвячений хворобам метаболізму — захворюванням, що виникають внаслідок нездорового харчування або через генетичні порушення. Наразі відомо багато таких хвороб, але ми ознайомимося із найпоширенішими з них. Спочатку ми розглянемо хвороби, пов’язані з макронутрієнтами, а згодом ті, у яких задіяні мікронутрієнти.

Ожиріння — одне з найрозповсюдженіших захворювань метаболізму

Ріст популярності фаст-фудів, недотримання правил раціонального харчування, а також зменшення рівня фізичної активності спричиняють те, що все більше людей страждає від проблем із надлишковою вагою. Одним із критеріїв надлишкової ваги є індекс маси тіла (ІМТ). Цей показник чисельно дорівнює відношенню маси тіла у кілограмах до квадрату зросту, вираженому в метрах. ІМТ від 18,5 до 25 кг/м2 вважається нормальним. Якщо ІМТ є більшим за 25 кг/м2, то людина характеризується надлишковою вагою, а ІМТ більший за 30 кг/м2свідчить про ожиріння. За даними ВООЗ, від ожиріння страждає близько 650 млн людей в усьому світі. Головною проблемою надмірної ваги та ожиріння є зростання ймовірності розвитку інших хвороб: серцево-судинних, гормональних, пов’язаних із опорно-руховою системою, онкологічних тощо.

Ожиріння в більшості людей не є генетично-зумовлене, а спричинене нездоровим способом життя. Річ у тім, що основною причиною надмірної ваги і ожиріння є переважання кількості енергії, отриманої з їжею, над витраченою кількістю енергії. Лікування ожиріння потребує суворого нагляду за дієтою: людина повинна не вживати висококалорійну їжу, багату на жири і вуглеводи, перейти на харчування фруктами, овочами і бобовими культурами. Це допомагає зменшити кількість отриманої з їжею енергії й підвищити якість харчування. З іншого боку, накопичені калорії треба витрачати, для цього необхідними є регулярні і тривалі заняття спортом.

Цукровий діабет — хвороба, яку часто можна попередити

Цукровий діабет — одне з найпроблемніших захворювань у всьому світі: від нього вмирає близько 1,6 млн людей щорічно (понад 182 людини щогодини). В Україні діабет є причиною 1 % смертей щороку. Цукровий діабет — це хронічна хвороба вуглеводного обміну. Унаслідок неї у крові наявні постійно високі концентрації глюкози. Діабет спричиняє погіршення й втрату зору, порушення роботи нервової системи, відмову нирок, збільшення ризику серцевих нападів, погіршує загоювання ран, що іноді призводить до ампутацій кінцівок.

Але чому виникає діабет? За механізмом виникнення цукровий діабет поділяють на два типи. Причиною виникнення діабету першого типу є недостатній синтез інсуліну підшлунковою залозою, тому цей тип діабету ще називають інсулінозалежним. Причиною порушення роботи підшлункової залози можуть бути вірусні інфекції, запалення залози, стреси, злоякісні пухлини, інші захворювання. Часто в організмі розвивається аутоімунна реакція, коли клітини імунної системи вбивають клітини підшлункової залози, вважаючи останніх небезпечними для організму. Люди з цукровим діабетом першого типу мають постійно і регулярно робити ін’єкції інсуліну, потрібного для підтримання рівня глюкози у крові на нормальному рівні.

Цукровий діабет другого типу характеризується зниженням чутливості клітин до інсуліну, що, незважаючи на його високу концентрацію у крові, призводить до того, що тканини не поглинають глюкозу та жирні кислоти з кровотоку. Діабет другого типу (або інсулінонезалежний) відповідає за 90 % випадків діабету. Розвиток діабету другого типу можна попередити, дотримуючись здорової харчової дієти, уникаючи куріння та маючи періодичні фізичні навантаження середньої інтенсивності. Саме ожиріння є у 80 % випадків основною причиною появи цукрового діабету другого типу.

Деякі люди не можуть вживати молочні продукти через неперносимість лактози

Лактоза — основний дисахарид молока, який розщеплюється ферментом лактазою в нашому тонкому кишківнику на молекули галактози і глюкози. Цей фермент є активним у більшості дітей, але він не синтезується в кишківнику великої кількості дорослих, що викликає непереносимість лактози. У результаті неперетравлена лактоза потрапляє до товстого кишківника, де її розщеплюють бактерії, утворюючи при цьому суміш газів. Також для розчинення лактози в порожнину кишківника зі стінок всмоктується вода. Це все разом призводить до діареї, вздуття, болю в животі тощо. В останні роки цій проблемі приділяється все більше уваги, на ринку з’являються харчові продукти, що не містять лактози (рис. 23.1).

Рис. 23.1. Масло без лактози — чудова альтернатива для людей, що не можуть її перетравлювати

Глютен із зернових культур може спричиняти порушення травлення в тонкому кишківнику

Глютен — запасний білок рослин, що накопичується разом із крохмалем у зернах пшениці, ячменю, жита тощо. Він надає хлібним виробам еластичності. Непереносимість глютену — це група захворювань, серед яких центральним є целіакія — аутоімунне захворювання кишківника, що провокується глютеном. У результаті целіакії руйнуються ворсинки тонкого кишківника, що спричиняє порушення процесів травлення і всмоктування речовин. Хоча це захворювання є відносно рідкісним, в останні роки продукти без глютену набули дуже широкого розповсюдження і популярності, особливо в США і країнах ЄС, як дієтичні, більш «здорові» продукти. Але «дієтичність» або перевагу за харчовими якостями продуктів без глютену над традиційними аналогами наразі науково не підтверджено.

Рис. 23.2. Банка з харчовою сумішшю для людей з фенілкетонурію

Фенілкетонурія — генетичне захворювання, що успішно лікується

Це рідкісне захворювання (уражено 0,008 % дітей) зумовлене мутацією в гені ферменту, що перетворює амінокислоту фенілаланін на тирозин. Як результат, продукти ненормального метаболізму фенілаланіну накопичуються в організмі до токсичних концентрацій, що зумовлює порушення психічного розвитку та слабоумство у дітей. Завдяки технологіям раннього діагностування та впровадженню бідної на фенілаланін дієти, люди з фенілкетонурією мають повноцінне життя без жодних проявів захворювання (рис. 23.2).

Хвороби, спричинені недостатністю Йоду легко попередити

Згадані вище хвороби пов’язані з метаболізмом макронутрієнтів. Хоча мікронутрієнти теж відіграють важливу роль у нашому організмі, функції деяких із них наразі залишаються малодослідженими. Недостатність кількох із них є причиною розвитку захворювань, які ми розглядаємо далі. Йод входить до складу гормонів щитоподібної залози: тироксину і трийодтироніну. Ці два гормони регулюють метаболізм на рівні кожної клітини. Вони стимулюють метаболізм білків, жирів та вуглеводів, активують метаболізм вітамінів і збільшують продукцію тепла тілом. Недостатність Йоду в організмі викликає гіпотиреоз — нестачу гормонів щитоподібної залози. Це захворювання проявляється в постійній втомі, слабкості, депресії та апатії, сповільненні мозкових функцій, розвитку слабоумства, а також розростанні щитоподібної залози, що спричиняє формування характерного здуття на шиї — зобу (рис. 23.3, А). Завдяки зусиллям ВООЗ із 90-х років XX ст. Йод почали додавати до кухонної солі в усьому світі, що дозволило перемогти нестачу Йоду в більшості країн. Але, незважаючи на ці успіхи, недостатність Йоду все ще є однією з найрозповсюдженіших причин порушення розумового розвитку дітей. Саме тому вживання йодованої солі має бути впроваджене в кожній оселі (рис. 23.3, Б).

Рис. 23.3. Недостатність Йоду в організмі

А. Розростання щитоподібної залози спричиняє появу зобу. Б. Вибираючи між йодованою та нейодованою сіллю, не забувайте про потреби вашої щитоподібної залози.

Недостатність Феруму спричиняє анемію, а Кальцію — судоми

Ферум є ключовим елементом для синтезу гемоглобіну — червоного білка еритроцитів, який транспортує кисень. Також Ферум є центральним елементом окисно-відновних білків, як, наприклад, білків електронтранспортного ланцюга мітохондрій. Нестача Феруму виражається в широкому спектрі слабо помітних симптомів, серед яких втома, слабкість, роздратованість, зниження продуктивності праці, іноді блідість шкіри. Усі ці симптоми є проявами анемії — недостатнього синтезу гемоглобіну в організмі. Найефективніше Ферум засвоюється у складі гему, найбагатшими джерелами якого є червоне м’ясо, птиця, печінка, молюски. Серед рослин найбільше Феруму міститься в сочевиці, бобах, зелених листках, зернах, мюслі тощо. Найбільш чутливими до нестачі Феруму є діти та жінки дітородного віку.

Кальцій виконує велику кількість функцій в організмі, він є одним із основних йонів в організмі: регулює скорочення м’язів, бере участь у функціонуванні нервової системи, без нього неможливе згортання крові, Кальцій складає основу наших кісток тощо. Добова потреба Кальцію складає близько 1 г. Через важливу роль у функціонуванні нервової системи та м’язів, нестача Кальцію проявляється в судомах, конвульсіях, аритмії та оніміннях. Більшість уживаного Кальцію до організму надходить з молочними продуктами і зерновими, решта — з рослинними та м’ясними продуктами.

Якість питної води має важливе значення для здоров’я людини

Питна вода може бути багатим джерелом мінералів. За даними ВООЗ, мінеральні води можуть задовольняти 30—40 % добової потреби в йонах Магнію та значну частину потреби у Кальції, Цинку тощо. Оскільки більшість внутрішньої води континентів є прісною, але непридатною для пиття, ВООЗ запровадила міжнародні стандарти якості питної води.

Якісна питна вода, призначена для споживання людиною, повинна бути безпечною в епідемічному та радіаційному відношенні (не містити вірусів, бактерій і радіоактивних речовин), мати хороші органолептичні1 властивості (смак та колір) та нешкідливий хімічний склад. Якість питної води будь-якого походження має перевірятися санітарно-епідеміологічною службою не рідше одного разу на місяць і не виходити за межі встановлених законом норм. Важливо знати: в Україні показники якості для фасованої води є більш суворими, ніж для водопровідної. Так, максимально допустиме загальне мікробне число для фасованої води складає 20 колоній бактерій/см3 води, у той час як для водопровідної води та води з бюветів — 100 колоній бактерій/см3 води. Концентрація йонів Йоду, Кальцію та Магнію не є обов’язковою для контролю у водопровідній воді. Стандарти відносно багатьох інших йонів і хімічних забрудників є більш високими для фасованої води, менші вимоги до водопровідної води, а більшість стандартів для води з колодязів та джерел взагалі не встановлено. Саме тому місцеві джерела води несуть найвищу загрозу здоров’ю людини. Якщо у вас немає доступу до фасованої води, воду з будь-яких інших джерел абсолютно необхідно кип’ятити! Кип’ятіння води не захистить від хімічних та радіаційних забрудників, але є базовою необхідністю, щоб вбити більшість шкідливих бактерій і мікроорганізмів. Неякісна вода може стати причиною не тільки інфекції травної системи, але й отруєння різними хімічними речовинами.

1 Від грец. organo — інструмент і leptikos — брати: ті властивості, що визначаються органами чуття.

Цікаве життя

Непереносимість лактози: захворювання чи норма?

Лактаза — фермент, що виробляється тонким кишківником дитинчат ссавців для перетравлення лактози материнського молока. Після завершення періоду живлення молоком цей фермент перестає синтезуватися, але людина — єдиний ссавець, у якого дорослі особини здатні виробляти лактазу. Чому та навіщо?

Дослідження виявили, що ця здатність до вироблення лактази протягом усього життя — домінантна мутація, яка виникла в окремих популяціях людей протягом останніх 10000 років. Аналіз розповсюдженості цієї мутації у всьому світі (див. мапу) вказує на те, що вперше вона швидше за все виникла в Північно-Центральній Європі, хоча аналогічні мутації з’являлися незалежно в деяких регіонах Близького Сходу й Африки. Успішне закріплення цих мутацій вчені пов’язують із переходом людства до осілого способу життя з використанням молока і виробленням молочних продуктів, що за підрахунками вчених сталося близько 8500 років тому.

Життєві запитання — обійти не варто!

Елементарно про життя

• 1. Надмірна вага та ожиріння спричинені

А генетичними причинами

Б незбалансованою дієтою

В надмірною фізичною активністю

Г дефіцитом надходження енергії з їжею відносно витрат енергії організмом

Д порушенням травлення в тонкому кишківнику

• 2. Цукровий діабет другого типу

А не можна попередити

Б проявляється тільки в дітей

В виникає через незбалансовану дієту і знижену рухливість

Г можна вилікувати уколами інсуліну

Д є небезпечним через високу смертність

• 3. Яке з джерел води є найбільш безпечним та якісним?

А вода з крана

Б пляшка фасованої води

В колодязь у селі

Г вода з колонки

Д вода зі ставка

• 4. Виберіть правильне твердження.

А розвиток деяких генетичних захворювань метаболізму неможливо попередити

Б усі хвороби метаболізму є виліковними

В здорове харчування та заняття спортом можуть попередити розвиток багатьох захворювань

Г вживання продуктів без лактози або глютену має сенс для всіх людей

Д воду з колодязя можна вживати в некипяченому вигляді

• 5. Увідповідніть мікронутрієнти та порушення, спричинені їхньою нестачею.

1. Йод

2. Кальцій

3. Ферум

4. вітамін А

А анемія, зниження продуктивності праці, втома

Б зниження розумових здібностей, зоб

В збільшення концентрації глюкози у крові

Г судоми, аритмія, оніміння

Д куряча сліпота

У житті все просто

• 6. Чорнобильська аварія 1986 року призвела до масштабних викидів радіонуклідів, одним з яких є Стронцій-90. Свої згубні для здоров’я ефекти радіонукліди проявляють, накопичуючись в організмі. Стронцій за своїми властивостями настільки схожий на Кальцій, що наші ферменти не можуть їх один від одного відрізнити. У яких частинах організму накопичується радіоактивний Стронцій? Чому ураження Стронцієм-90 призводить до лейкемії (раку крові)?

• 7. Розрахуйте свій індекс маси тіла. Чи варто вам змінювати раціон з огляду на ваш індекс маси тіла та рівень надходження мікронутрієнтів?

У житті все не так просто

• 8. Які способи дезінфекції води використовують на міських підприємствах? Який з них є найкращим?

Проект для дружної компанії

• 9. Розрахуйте ціну питної води для вашої родини у випадку використання колодязної води (з урахуванням кип’ятіння), водопровідної (з урахуванням кип’ятіння) і фасованої води. То ж яка ціна здоров’я?