Основы организации питания

Основные положения рационального питания изложены в теории сбалансированного питания академика А.А. Покровского. Им установлено, что в организм человека с продуктами питания должны поступать необходимые вещества - белки, жиры, углеводы, минеральные соли, микроэлементы и витамины не только в нужных количествах, но и в определенных оптимальных для усвоения соотношениях.

Белки представляют основу структурных элементов клеток и ткани живых организмов. С помощью белков осуществляются основные физиологические функции. Важна роль белков и в повышении устойчивости организма к инфекционным заболеваниям. Основными источниками животного белка являются: сыр, творог, молоко и молочные продукты, яйца, мясо, хлеб.

Жиры служат основным источником энергии для организма человека. Жирные кислоты входят в состав клеточных образований - мембран, гормонов, нервной ткани. Образуя с белками комплексные соединения, жиры способствуют клеточному обмену веществ. Основными источниками жиров являются: различные виды растительных масел, а также сливочное масло и маргарин.

Углеводы наряду с жирами являются основными источниками энергии. Суточная потребность в углеводах для взрослого человека колеблется от 400 до 500 грамм. Основными источниками углеводов являются: сахар, мед, различные крупы, хлеб, шоколад.

Энергетическую мощность пищевых продуктов принято выражать в килокалориях на 100 грамм съедобной части. Как правило, такие данные приводятся в виде таблиц, полученных экспериментальным путем (табл. 1).

Таблица 1 Энергетическая ценность некоторых продуктов

Витамины играют важную роль в регулировании химических и физиологических процессов, особенно связанных с созданием и восстановлением клеток и тканей, а также процессов обмена веществ. Недостаток витаминов в пище может привести к болезненным расстройствам общего и специфического характера. Витамины принято подразделять на 2 группы: жирорастворимые (табл. 2) и водорастворимые (табл. 3).

Таблица 2 Основные свойства жирорастворимых витаминов и содержание их в продуктах

Таблица 3 Основные свойства водорастворимых витаминов и содержание их в продуктах

Минеральные вещества (микроэлементы) необходимы для регуляции обменных процессов. Так, натрий, калий и хлор поддерживают неизменным солевой состав крови. Из всех микроэлементов человек более всего потребляет натрий в виде поваренной соли. Основными источниками калия являются: соя, фасоль, шпинат, щавель, горох, картофель. Кальцием богаты: сыры, укроп, петрушка, соя. Много магния содержится в ячмене, сое, пшенице, сушеных грибах. Основными поставщиками фосфора являются соя, горох, творог, сыры.

Особенности питания в условиях Арктического региона

Как влияют низкие температуры на организм человека, оказавшегося в условиях Арктики? Знание этого имеет немаловажное практическое значение для жизнеобеспечения человека при автономном существовании. По мнению отечественных и зарубежных ученых, низкие температуры окружающей среды сами по себе уже нарушают баланс между расходованием энергии и ее образованием в организме. На их воздействие он отвечает своеобразной защитной реакцией - усилением теплопродукции. Эта реакция на холод названа немецким гигиенистом Р.М. Рубнером «химической теплорегуляцией». Советский физиолог А.Д. Слоним, например, считает, что в условиях длительного воздействия низких температур поддержание температуры тела на постоянном уровне происходит не за счет процессов химической терморегуляции, а главным образом за счет регуляции теплоотдачи.

На характер и степень изменения обменных процессов при низких температурах мнения исследователей расходятся. Одни считают, что основной обмен у лиц, прибывших в Арктику, понижается. Причем это снижение, особенно к концу Полярной ночи, весьма значительно, 15-30 % по отношению к принятым физиологическим стандартам. В.В. Борискин, исследовавший уровень основного обмена у зимовщиков дрейфующей станции «Северный полюс-4», установил, что изменения его не превышают 7-8 %. Другие ученые указывают, что в арктических условиях основной обмен имеет тенденцию к повышению на 4-5 %, а у лиц, постоянно работающих вне помещений, - на 10-16 %.

Аналогичные результаты получили канадские физиологи, изучавшие основной обмен у коренных эскимосов и военнослужащих канадских ВВС. Было установлено, что даже кратковременное воздействие холода увеличивает потребление кислорода в 2,5 раза, что свидетельствует об увеличении обменных процессов. Но как отечественные, так и зарубежные исследователи сходятся во мнении, что энерготраты организма в Арктике существенно повышаются.

По данным В.В. Борискина, энерготраты при ходьбе по ровной местности со скоростью 4-4,5 км / ч в средней климатической полосе и в Арктике составляют соответственно 227 и 422 ккал/ч, а, например, энерготраты при копании снега достигают 670 ккал/ч.

И дело не только в действии на организм низкой температуры окружающей среды. Высокий расход энергии связан с целым комплексом различных факторов: ношение тяжелой, сковывающей движение одежды, ветер, высота снежного покрова и т.д. Только замена демисезонной одежды на теплую ведет к повышению расхода энергии при легкой физической работе на 7 %, а при выполнении тяжелой работы - на 25 %.

Необходимость компенсировать большие энергетические траты издавна учитывалась полярными исследователями. Не случайно арктические рационы всегда отличались высокой калорийностью, иногда в 2-3 раза превышающей общепринятую. Так, калорийность суточного рациона зимовщиков дрейфующей станции «Северный полюс-1» составляла 6250 ккал. Зимовщики дрейфующих станций «Северный полюс-2» и «Северный полюс-3» питались рационами энергетической ценностью 4500-5000 ккал/ сутки. В советских антарктических экспедициях используются пищевые рационы такой же высокой калорийности - 4000-5000 ккал. А, например, американский суточный рацион для зимовщиков антарктических станций имел 5944 ккал.

Современные аварийные рационы для Арктики включают в себя высококалорийные продукты, содержащие главным образом белки и жиры.

По данным специалистов Американской арктической лаборатории, комбинированный белково-жировой рацион в 8160 ккал обеспечивает высокую работоспособность и хорошую физическую выносливость при совершении десятисуточного марша на 160 км.

Исследования, проведенные В.Г. Воловичем в Арктике в 1972-1973 гг., показали, что при сочетании низких температур с субкалорийным питанием потребность организма в витаминах увеличивается. Об этом свидетельствовало снижение экскреции витаминов с мочой. Так, содержание аскорбиновой кислоты в суточной моче у испытуемых уменьшалось почти в 4 раза. Отчетливо снизилось содержание в моче витамина В1 (с 1050 ± 265 до 600 ± 156 мкг), витамина В2 (с 720 ± 251 до 70 ± 12 мкг), витамина В6 (с 2770 ± 252 до 840 ± 145 мкг).

Еще более интенсивно эти процессы протекают при большой физической нагрузке. У всех участников экспериментального 35-40-километрового марша по тундре при морозе 15-40° было обнаружено значительное снижение содержания в моче аскорбиновой кислоты.

Таким образом, полученные данные свидетельствовали, что даже кратковременные физические нагрузки в сочетании с низкой температурой окружающей среды и субкалорийным питанием могут привести к дефициту витамина С в организме. Это обстоятельство нельзя не учитывать при комплектовании рационов питания участников арктических переходов.

Важное значение должно уделяться соблюдению питьевого режима. На первый взгляд обезвоживание - это процесс, возникающий лишь при высоких температурах, когда организм, борясь с перегревом, вынужден расходовать много воды на образование пота. Казалось бы, в Арктике человек полностью застрахован от дегидратации. И вместе с тем, при отрицательных температурах водопотеря бывает столь значительной, что создает серьезную угрозу организму. Признаками обезвоживания организма на 5-6 % является осиплость голоса, при потере 15-20 % - смерть. В отдельных случаях в зависимости от физических затрат и состояния организма человек может потерять до 40 % массы.

Не случайно многие полярные исследователи жаловались на постоянное ощущение жажды. Причины ее, помимо недостатка в питьевой воде, могут быть различными: усиленное потоотделение, вызванное тяжелой физической работой в теплой, стесняющей движения одежде; низкая температура и сухость воздуха, поступающего в легкие, который, нагреваясь, поглощает значительное количество влаги; холодовый диурез (усиление мочеотделения при низких температурах воздуха).

На резкое усиление секреции мочи у людей и животных после перехода из среды с умеренной температурой в более низкую указывали ряд исследователей. Учащение диуреза иногда до 7-15 раз в сутки, связанное с усилением секреции мочи, наблюдали у участников высокоширотных воздушных экспедиций и зимовщиков дрейфующей станции «Северный полюс» в первые месяцы пребывания в Центральной Арктике.

Нарастание мочеотделения, сопровождаясь увеличением потерь хлористого натрия, может вызвать нарушение водно-солевого баланса. Видимо, именно этим и объясняются явления обезвоживания, которые наблюдались во время экспериментов в Арктике у испытуемых, питавшихся субкалорийными аварийными рационами, несмотря на хорошее обеспечение водой. Удалось установить, что этот процесс можно купировать приемом двууглекислого натрия (соды). Так, испытуемые, принимавшие ежедневно 1,2 г соды, теряли воды на 0,93 ± 0,2 л меньше, чем те, кто не получал ее, хотя порция воды у них была на 1 л больше. Оптимальная доза, обеспечивающая положительный баланс натрия, была определена в 0,5 г двууглекислого натрия. Что же касается суточной нормы воды, то, по мнению специалистов, она должна быть не менее 2-3 литров.

В летний период в высокоширотных арктических районах любые потребности в пресной воде можно обеспечить за счет так называемых снежниц-водоемов, образующихся на поверхности ледяного поля в результате таяния снежного покрова. Порой они не больше лужицы, но иногда представляют собой настоящие озера пресной воды размером в сотни квадратных метров. Вода в них чистая, прозрачная, с незначительным от 0 до 3 мг/л содержанием солей. Ее без опасения можно пить, не подвергая химической обработке.

Летняя тундра изобилует водоисточниками - болотцами, ручьями, озерками. Однако воду из них перед употреблением необходимо кипятить или обрабатывать бактерицидными таблетками.

В холодный период года источником воды в высокоширотном арктическом районе служит «старый лед». В молодом льде промежутки между ледяными кристаллами более или менее равномерно заполнены солевыми ячейками с рассолом, который выделился в процессе льдообразования. Соленость молодого льда от 5 до 25 %, что делает его совершенно непригодным для получения пресной воды. При повышении температуры льда увеличивается объем включенного в него рассола, и ячейки постепенно удлиняются, превращаясь в сквозные каналы, по которым рассол проникает между ледяными кристаллами, опускаясь все ниже и ниже. Этот процесс, особенно интенсивный в летние месяцы, ведет к непрерывному опреснению верхних слоев льда, которое постепенно распространяется на всю его глубину. Чем старее лед, тем меньше в нем содержится солей. Поэтому верхняя часть многолетних паковых льдов, поднимающихся над уровнем ледяного поля, зачастую почти совершенно пресная. Опреснение пакового льда идет и в зимнее время вследствие разности температур верхней и нижней поверхности льда. Старый, опресненный лед узнают по его своеобразной голубой окраске, сглаженным очертаниям и блеску. Молодой, свежевзломанный лед имеет темно-зеленый цвет.

Источником воды может служить также плотный, слежавшийся снег, но выход воды из него составляет не более 7-15 %, то есть для получения 1 л воды необходимо растопить 10-15 тыс. см3 снега, а это связано с большим расходом топлива, каждый грамм которого в условиях автономного существования на вес золота. На льду в высокоширотном арктическом районе для получения воды используется лишь верхний слой (10-15 см) снежного покрова, содержание солей в котором незначительно, всего 7-10 мг/ л. Слой снега, прилежащий ко льду, более насыщен солями, что ухудшает вкусовые качества питьевой воды.

Составление раскладки, упаковка

Набор продуктов для автономного перехода должен включать в себя максимальное разнообразие и в идеале учитывать индивидуальные вкусовые пристрастия большинства членов группы. Раскладка продуктов в целом должна иметь вес на одного человека в день около 1000 г. При этом необходимо помнить, что для Арктического региона получаемая при этом калорийность суточного рациона (взятая из соответствующих таблиц) не должна быть меньше 4500-5000 ккал. Предлагаем типовую раскладку продуктов на 1 человека в день и в сумме на группу 4 человек на 5 дней (табл. 4). Приведенная раскладка может быть взята за основу, дополнена, изменена в деталях, но в целом она вполне рабочая. Некоторые некруглые цифры веса на 1 человека в день появились вследствие деления какой-либо упаковки (например, 2 банки печени трески по 230 г) на количество человеко-дней. Важное место занимает вопрос транспортировки и хранения продуктов. Существует два направления в упаковке продуктов: по наименованиям (например, крупы, сахар или сухари) в отдельных мешочках и по варкам или по дням, где в одной упаковке содержится весь дневной набор продуктов. Второй вариант более прост при использовании его в полевых условиях, но требует большой подготовительной работы по фасовке.

Таблица 4 Типовая походная раскладка продуктов

Приведенная раскладка, может быть взята за основу, дополнена, изменена в деталях, но в целом она вполне рабочая. Некоторые некруглые цифры веса на 1 чел. в день появились вследствие деления какой-либо упаковки (например, 2 банки печени трески по 230 гр.) на количество человеко-дней. Важное место занимает вопрос транспортировки и хранения продуктов. Существует два направления в упаковке продуктов: по наименованиям (например, крупы, сахар или сухари) в отдельных мешочках и по варкам или по дням, где в одной упаковке содержится весь дневной набор продуктов. Второй вариант более прост при использовании его в полевых условиях, но требует большой подготовительной работы по фасовке.

При транспортировке продуктов необходимо позаботиться, о том, чтобы гигроскопичные продукты (соль, сахар, сухари, галеты и т.п.) имели герметичную упаковку. Также нужно стараться, чтобы у одного участника не оказались продукты одного наименования: в случае аварии можно всей группе лишиться какого-то одного продукта (сахар, масло, мясные консервы или др.)

Лучший способ уменьшения веса и сохранения продуктов — это их сублимация, или обезвоживание. Этот способ пришел от космических технологий, позволяет сублимировать продукты, содержащие воду: мясо, творог, фрукты. Для приготовления пищи эти продукты нужно просто замочить в воде, а затем готовить. Народный способ сублимированния продуктов — это сушеные грибы и сухари.

В условиях проведения длительных автономных лыжных переходов важно строго соблюдать режим приема пищи. Многолетний экспедиционный опыт показывает, что работоспособность человека, выполняющего ежедневную, многочасовую тяжелую физическую работу, может быть обеспечена лишь благодаря качественному высококалорийному пищевому рациону и соблюдению правильного режима питания.

В условиях длительных лыжных переходов обязательно необходим трехразовый прием горячей пищи. Помимо этого, полезно предусмотреть возможность небольших перекусов (карамель, шоколад, сухофрукты, орехи и т.п.), когда вовремя 10-15-минутного отдыха между часовыми переходами у лыжника есть возможность подкрепиться небольшим количеством углеводсодержащих продуктов. Особенно важно такое «подкрепление» к концу рабочего ходового дня, а также перед последним предобеденным переходом. Такой режим питания позволяет сохранить и поддержать работоспособность организма на необходимом уровне в течение всего рабочего дня.

Исходя из опыта длительных лыжных арктических переходов, было определено оптимальное распределение общей калорийности суточного рациона: завтрак – 30%, обед – 40%, перекусы – около 5 % и ужин – около 25%.

Условия длительного автономного пребывания в суровых арктических условиях и необходимость ежесуточно переносить тяжелые физические нагрузки (движение на лыжах по тяжелому ледовому рельефу, транспортировка груза, как в рюкзаке, так и на санках-волокушах в среднем по 10-12 часов чистого ходового времени, выполнение большого объема работ по устройству биваков и др.) вынуждают искать решения, обеспечивающие максимальное сокращение массы транспортируемого груза. Как правило, большую часть груза составляют продукты, вследствие чего приходится в первую очередь сокращать вес рационов питания. Расчетный вес суточного рациона на одного человека может колебаться от 1000 г. до 800-850 г., в отдельных экстренных случаях и меньше.

В условиях необходимости соблюдения жесткого ограничения по весу и обеспечения возможно большей калорийности пайков, и некоторого их разнообразия, составлялось 4-5 чередующихся суточных рациона, калорийность которых была в пределах 3.800–4.050 ккал. Повысить калорийность рациона до 8000 ккал и более, как утверждается американскими специалистами, можно либо существенно превысив его весовые параметры, либо прибегнув к замене пищевых продуктов какими-либо высококалорийными заменителями, что, безусловно, может нанести вред организму человека при длительном их употреблении, иначе такое питание широко бы использовалось и при других обстоятельствах, а не только в высоких широтах. Как следует из таблицы 3, калорийность продуктового рациона массой 1000 г. сможет достичь 8000 ккал лишь в том случае, если будет состоять на 100% из растительного масла, что явно неприемлемо.

Помимо этого, пища, даже очень калорийная, но недостаточная по объему, не может создать ощущения сытости, а это исключительно важно для поддержания высокого морально-психологического состояния в группе.

В условиях высокого холодового воздействия на организм, необходимо корректировать соотношение полезных веществ, поступающих в организм с пищей. Общепринятое соотношение белков, жиров и углеводов в пище в обычных условиях, как правило, составляет: белки-30%; жиры-20%; углеводы-50%. На практике, для длительных лыжных переходов в Арктике, увеличивается процентное содержание жиров, в том числе и растительных, до 30-35 % (сало шпик, оливковое масло, топленое масло), до соотношения: белки-15%; жиры-30-35%; углеводы-50-55%.

Содержание белков в рационе порядка 100-110 г. в сутки на человека, следует считать достаточным, поскольку, потребности человеческого организма в белке в зависимости от физической нагрузки, составляют от 1 до 1,5 г на 1 кг веса человека. В дальнейшем такое соотношение было изучено и одобрено специалистами НИИ авиационной и космической медицины МО СССР.

Также интересными оказались результаты расчета энерготрат при совершении автономного арктического лыжного перехода. С учетом активной деятельности в течение полного ходового дня: движение на лыжах, транспортировка грузов, работы по установке лагеря, выполнение других вспомогательных работ в условиях постоянного холодового воздействия и пр., энерготраты достигали 8.700 – 9.250 ккал в сутки. На основании полученных результатов можно сделать лишь один вывод – чтобы компенсировать энерготраты необходимо либо повышать калорийность рационов за счет существенного увеличения их массы, либо смириться с тем, что длительный лыжный переход станет причиной неизбежного уменьшения собственной массы человека.

В заключении следует сказать, что в настоящее время появилось много качественных специализированных продуктов, прошедших предварительную термическую обработку, имеющих высокую калорийность и удобную прочную упаковку. Такие продукты не требуют варки и достаточно приготовить кипяток, чтобы через 3-5 минут пища была готова к употреблению. Это позволяет существенно экономить время для приготовления пищи, а также уменьшить расход топлива для примусов.

Отдельные предприятия пищепрома специализируются на разработке и изготовлении специальных индивидуальных или групповых пищевых пайков, хорошо сбалансированных по энергетической ценности, составу и удовлетворяющих требованиям по весовым параметрам. Пайки упаковываются вакуумным способом и, практически, не повреждаются в ходе транспортировки.