Функциональное питание человека для повышения переносимости экстремальных климатических воздействий

FUNCTIONAL FOOD FOR IMPROVING TOLERANCE TO EXTREME CLIMATE IMPACTS



В.С. Новиков
С.И. Сороко
Е.Б. Шустов
V.S. Novikov
S.I. Soroko
Ye.B. Shustov
raen.vsn@mail.ru
soroko@iephb.ru
shustov-msk@mail.ru
вице-президент РАЕН, председатель Секции междисциплинарных проблем науки и образования, лауреат Государственной премии РФ в области науки и техники, Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор, академик
зав. лабораторией сравнительных эколого-физиологических исследований Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, академик РАЕН, член-корреспондент РАН, лауреат Государственной премии СССР, доктор медицинских наук, профессор
заместитель директора по научной работе ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий» Федерального медико-биологического агентства, академик РАЕН, доктор медицинских наук профессор, лауреат Государственной премии РФ в области науки и техники
vice-president of the Russian Academy of Natural Sciences, chairperson of the section of Interdisciplinary problems of science and education of Russian Academy of Natural Sciences, a recipient of the State Prize in Science and Engineering, Honored Science Worker, member of the Russian Academy of Natural Sciences, Doctor of Medicine, professor
Head of the Laboratory of comparative ecological and physiological studies of the Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Sciences, full member of the Russian Academy of Natural Sciences, corresponding member of the Russian Academy of Sciences, Winner of the USSR State Prize, Doctor of Medicine, professor
Deputy Director for Science, Scientific Centre for Biomedical Technologies of Federal Medical-Biological Agency, member of Russian Academy of Natural Sciences, Doctor of Medicine, professor, recipient of the State Prize of the Russian Federation
г. Санкт-Петербург
г. Санкт-Петербург
г. Санкт-Петербург
St. Petersburg
St. Petersburg
St. Petersburg

Ключевые слова:

  • выживание
  • гипоксия
  • гипертермия
  • гипотермия
  • рационы выживания
  • функциональное питание
  • функциональное состояние
  • Keywords:

  • survival
  • hypoxia
  • hyperthermia
  • hypothermia
  • survival rations
  • functional food
  • functional status
  • В статье рассмотрены особенности реакций метаболизма при воздействии неблагоприятных климатических условий горной местности, пустыни и приполярных регионов при обычном питании и использовании специализированных рационов выживания. Обоснованы подходы к профилактике нарушений функционального состояния организма человека в условиях гипоксии, гипертермии, гипотермии средствами специализированного питания. Продемонстрированы возможные составы специализированных модулей функционального питания, определены их оптимальные формы выпуска.

    We consider specific features of metabolic reactions of human body when exposed to adverse climate conditions of mountain areas, deserts and sub polar areas using ordinary food and special survival rations. We substantiate approaches to preventing disorders of human functional status under hypoxia, hypothermia, hyperthermia by means of special food. Contents of special modules of functional food are described, their optimal production forms are determined.

    Обзор статьи

    Известно, что человек в течение достаточно длительного времени может обходиться без пищи, сохраняя высокую физическую и психическую активность. Приспособительные реакции организма при этом выражаются в сокращении энерготрат, снижении интенсивности обмена веществ. Уменьшается щелочной резерв крови, а в моче повышается содержание аммиака, который организм использует на нейтрализацию кислых продуктов обмена. Экскреция с мочой минеральных веществ, и особенно хлоридов, снижается. Резко падает содержание азота в моче. Пульс и дыхание становятся реже, понижается кровяное давление. Лишенный поступающей извне пищи, организм после соответствующей перестройки начинает расходовать свои внутренние тканевые запасы. Они довольно внушительны. Так, человек весом 70 кг имеет около 15 кг жировой клетчатки (141 тыс. ккал), 6 кг мышечного белка (24 тыс. ккал), 0,15 кг гликогена мышц (600 ккал), 0,075 кг гликогена печени (300 ккал). Таким образом, организм располагает энергетическими резервами – примерно 165 900 ккал. Можно израсходовать 40–45% этих резервов, прежде чем наступит гибель организма.
    В соответствии с общепринятыми гигиеническими нормами человеку требуется ежедневно 80–100 г белков, 400–500 г углеводов, 80–100 г жиров, 20 г хлористого натрия, 0,1 г витаминов (без холина), 0,5–1,0 г холина. Калорийность рациона должна покрывать энергетические траты организма, составляющие при умеренной физической работе примерно 3000–3500 ккал. Однако при формировании аварийного пищевого рациона эти нормы оказываются неприемлемыми вследствие ограниченности объема аварийных укладок. Необходимо учитывать, что для районов с жарким климатом основу рациона должны составлять углеводы, а в рационах, предназначенных для Арктики и Антарктики, предпочтительнее жиры и белки [10].
    Специфические условия применения аварийных пищевых рационов предъявляют ряд требований к продуктам, входящим в их состав. Они должны использоваться в пищу без дополнительной кулинарной обработки, легко усваиваться, хорошо сохраняться в самых неблагоприятных климатических условиях, подавлять чувство голода, способствовать сохранению воды в организме. Совершенно очевидно, что при выполнении столь многочисленных требований вкусовые качества продукта отступают на второй план.
    Исторически в нашей стране интерес к функциональному питанию для повышения переносимости неблагоприятных климато-географических условий возник в 60–70 годы прошлого века в связи с массовым развитием пешего и горного туризма и альпинизма. Огромная масса энтузиастов столкнулась с тем, что обеспечить группы нужными количествами продуктов питания при длительных и протяженных маршрутах по безлюдной местности становится невозможным из-за их веса и объема. В связи с этим очень популярным в туристическо-альпинистских кругах стало самодельное изготовление обогащенных концентрированных продуктов типа белково-углеводных колбасок. Для их изготовления использовались в разных сочетаниях измельченные овсяные хлопья, пшеничная мука или измельченная пропаренная гречневая крупа, грецкие орехи, изюм или чернослив, шоколад (или какао-порошок), мед, вареная сгущенка, топленый свиной нутряной жир. Получившийся высококалорийный продукт иногда (в зависимости от региона и маршрута) дополнительно витаминизировали порошком из сушеной облепихи или черной смородины, наиболее продвинутые туристы – ягодами или плодами лимонника, маточкиным молочком пчел, пергой, цветочной пыльцой.
    В настоящее время в связи с доступностью армейских сухих пайков любители таких экстремальных путешествий в основном пользуются именно ими – индивидуальными рационами питания. Однако все это не снижает необходимости разработки и промышленного выпуска специализированных функциональных пищевых продуктов, ориентированных на удовлетворение основных потребностей организма в калориях, белках, жирах и углеводах, а, главным образом, обеспечивающих функциональную метаболическую или регуляторную защиту от воздействия неблагоприятных факторов и поддерживающих высокий уровень работоспособности в горах, тропиках, пустынях, в зоне Арктики и Антарктики.
    Значимость таких разработок повышается в связи с активным промышленным и военно-стратегическим освоением регионов с неблагоприятными климато-географическими условиями, являющимися в настоящее время основными источниками ценного нефтегазового и металлургического сырья.
    Наиболее полный анализ комплектования рационов питания для действий в сложных экстремальных условиях представлен М.Н. Логаткиным (1973) [9]. Именно эти разработки могут рассматриваться как теоретическая основа для действующих в настоящее время компактных субкалорийных рационов, в том числе – рационов выживания в различных климато-географических зонах. Задача создания такого рода рационов решается путем подбора продуктов, обладающих наибольшей питательной ценностью, а также путем их фабричной обработки (прессование, высушивание и пр.). При этом стремятся свести к минимуму содержание несъедобных и неусвояемых частей пищи (клетчатка, соединительная ткань) и воды, а также уменьшить объем и вес рациона. Удаляя из пищевых средств воду и несъедобные части, можно уменьшить дневной рацион человека, выполняющего работу средней тяжести, в лучшем случае до 1 кг (105 г белков, около 100 г жиров, 700 г углеводов, 20–30 г минеральных веществ, некоторое количество воды). Дальнейшее снижение веса и уменьшение габаритов пайков возможно только за счет некоторого ограничения рационов питания на определенном, сравнительно коротком отрезке времени или использования субкалорийных рационов. Именно такой принцип положен в основу формирования носимых (и возимых) запасов продовольствия в армиях большинства стран мира, а также «рационов выживания» для питания населения в особых условиях.
    Существуют две степени ограничения калорийности рациона. При первой возникает состояние компенсированного энергетического дефицита с кратковременным снижением веса тела и последующей его стабилизацией. Калорийность такого рациона уменьшается приблизительно на 25% от обычной. В данном случае следует учитывать возможность компенсации калорического дефицита за счет уменьшения веса тела, снижения основного обмена и других приспособительных реакций организма. Такие рационы предназначаются для использования в течение относительно большого отрезка времени.
    При второй степени ограничения имеет место субкомпенсированное калорическое голодание. Оно называется так потому, что при использовании более «жестких» малокалорийных пищевых рационов стабилизировать вес тела не удается, хотя калорический дефицит и восполняется полностью за счет смешанного (экзогенно-эндогенного) питания. Поэтому применение их планируется в течение сравнительно небольшого периода времени как в покое, так и при выполнении работы.

    Список использованной литературы

    1. Ажаев А.Н. Тепловой обмен человека при различных степенях перегревания организма // Физиол. журн. СССР, 1975. Т. 61. № 11. С. 1704–1708.
    2. Александрова А.Е. Антигипоксическая активность и механизмы действия некоторых синтетических и природных соединений // Экспериментальная и клиническая фармакология, 2005. Т. 68. № 5. С. 72–78.
    3. Амундсен Р. Моя жизнь. Южный полюс М.: ЭКСМО, 2012. 448 с.
    4. Бартон А., Эндхолм О. Человек в условиях холода. М., 1957. 327 с.
    5. Горизонтов П.Д. Гомеостаз, его механизм и значение / Гомеостаз. М., 1981. С. 5–28.
    6. Деряпа Н.Р., Рябинин Н.Ф. Адаптация человека в полярных районах земли. Л.: Медицина, 1977. 150 с.
    7. Карпищенко А.И. Физиолого-биохимические механизмы предварительной и ускоренной адаптации к сухому жаркому климату и горно-пустынной местности: автореф. дис. … д-ра мед. наук. СПб., 1995. 40 с.
    8. Козлов Н.Б. Гипертермия: биохимические основы патогенеза, профилактики, лечения. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990. 104 с.
    9. Логаткин М.Н. Субкалорийные пищевые рационы // ВМЖ. 1973. № 11. С. 16–23.
    10. Лучинский Г.Н. Питание в условиях автономных экспедиций и аварийных ситуаций. М.: Аэрогеология, 2005. 256 с.
    11. Матусов А.Л. Условия жизни и состояние здоровья участников полярных экспедиций. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 232 с.
    12. Матусов А.Л., Сороко С.И. В зоне природной экстремальности: Адаптация человека в Антарктике // Наука в СССР. 1987. № 5. С. 79–87.
    13. Матюхин В.А., Кривощеков С.Г. Демин Д.В. Физиология перемещений человека и вахтовый труд. Новосибирск: Наука, 1986. 198 с.
    14. Нансен Ф. «Фрам» в полярном море. М.: ЭКСМО, 2008. 996 с.
    15. Новиков В.С., Горанчук В.В., Шустов Е.Б. Физиология экстремальных состояний. СПб.: Наука, 1998. 247 с.
    16. Новиков В.С., Чудаков А.Ю., Исаков В.Д. Острая гипотермия. СПб.: Наука, 1997. 152 с.
    17. Новиков В.С., Шустов Е.Б., Горанчук В.В. Коррекция функциональных состояний при экстремальных воздействиях. СПб.: Наука, 1998. 544 с.
    18. Пири Р.Э. По большому льду. Северный полюс. М.: ЭКСМО, 2012. 480 с.
    19. Самборский А.Г. Повышение специальной работоспособности спортсменов в условиях приема некоторых эргогенных средств // Теория и практика физической культуры. Тренер. 2004. № 3. С. 16–26.
    20. Сороко С.И. Нейрофизиологические механизмы индивидуальной адаптации человека в Антарктиде. Л.: Наука, 1984. 152 с.

    РФ, Ленинградская область, г. Гатчина, ул. Рощинская, д. 5 к.2