CC BY
163
УДК: 612.39
ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ КАК МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА КОНЦЕПЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Т.Б. Цыганова, С.Я. Классина
ФГАНУ «Научно-исследовательский институт хлебопекарной промышленности», г. Москва, Россия ФГБНУ «Научно-исследовательский институт нормальной физиологии им. П.К. Анохина», г. Москва, Россия
Контактная информация:
Цыганова Татьяна Борисовна - доктор технических наук, профессор. Место работы и должность: главный научный сотрудник ФГАНУ «Научно-исследовательский институт хлебопекарной промышленности». Адрес: г. Москва, ул. Б. Черкизовская, д. 26А. Телефон: (499) 161-41-44, электронный адрес: tsyganova.gosniihp@yandex.ru
Классина Светлана Яковлевна - кандидат биологических наук. Место работы и должность: ведущий научный сотрудник лаборатории системных механизмов спортивной деятельности ФГБНУ «Научно -исследовательский институт нормальной физиологии им. П.К. Анохина» Минздрава России. Адрес: г. Москва, ул. Балтийская, 8. Телефон: (905) 547-62-34, электроный адрес: klassina@mail.ru, svetlana@klassina.ru
На основе использования теории функциональных систем П.К. Анохина обоснована и предложена критериальная оценка эффективности введения функциональных пищевых ингредиентов при функциональном питании человека. Показано, что сохранение биологических констант в рамках их физиологических диапазонов является надежным критерием эффективности функционального питания.
Ключевые слова: теория функциональных систем П.К. Анохина, функциональное питание человека, критериальная оценка эффективности функционального питания.
Натуральная пища является идеальной пищей для человека, поскольку создана в рамках той экологической системы, в которой человек живет, и к условиям которой он адаптировался многие миллионы лет. В связи с этим очевидно, что сложившиеся в ней условия оптимальны для жизнедеятельности человека, и являются залогом его здоровья и долголетия. Однако бурное развитие науки и активная деятельность человека по преобразованию окружающей среды привели к значительно более быстрым, чем это «запрограммировано» самой природой, изменениям, что, в конечном итоге, повлекло за собой и изменения в системе питания. Изменился темп жизни человека, стресс и психоэмоциональное напряжение стали его постоянными «спутниками». Показано, что психоэмоциональный стресс отрицательно влияет на жизнедеятельность организма человека, приводя к нарушениям его физиологических функции [7]. При этом человек стал вести малоподвижный образ жизни. Энергетические затраты человека снизились, а питание стало избыточным по калорийности, но дефицитным по белку, витаминам и минеральным элементам. Все это обусловило широкое распространение так называемых «болезней цивилиза-
ции», к которым относят: гипертоническую болезнь, ишемическую болезнь сердца, сахарный диабет, ожирение, бронхиальную астму, неврозы, психические расстройства и т.п.
В настоящее время наука о питании человека бурно развивается и занимает достойное место в ряду медико-биологических наук о человеке. Наряду с классическими теориями питания - теорией сбалансированного питания А.А. Покровского [3, 5] и теорией адекватного питания А.М. Уголева [11], появились новые современные концепции питания. Так, по мнению академика В.А. Тутельяна, наука о питании должна опираться на концепцию оптимального питания, основным преимуществом которой является то, что она учитывает роль питания в иммунном статусе человека. Согласно этой концепции формула питания современного человека может быть представлена совокупностью основных продуктовых составляющих: традиционные (натуральные) продукты; натуральные продукты модифицированного (заданного) химического состава; генетически модифицированные натуральные продукты; биологически активные добавки к пище [10].
В конце ХХ века появилась концепция функционального питания. Функциональное питание - это здоровая пища, благодаря которой организм человека получает только полезные вещества, а также необходимые биологически активные компоненты, которые обеспечивают организм человека не столько энергетическим и пластическим материалом, сколько модулируют (оптимизируют) конкретные физиологические функции, снижая риск возникновения заболеваний и ускоряя процесс выздоровления. Сформировался новый взгляд на пищу как на средство профилактики и лечения заболеваний [6]. Основным средством формирования свойств, обеспечивающих заявленную пользу для здоровья, является дополнительное введение в рецептурные составы традиционных аналогов одного или нескольких функциональных пищевых ингредиентов, выбор которых определяется позиционированием продукта как носителя заявленного физиологического эффекта и осуществляется с учетом типа пищевого матрикса, то есть особенностей его состава и свойств (кислой или нейтральной среды, наличия или отсутствия белков, липидов, углеводов, микронутриентов) [2, 4]. Однако необходимо отметить, что ни в одной из перечисленных работ не указано как контролируются и модулируются физиологические функции при введении функциональных ингредиентов. Помня, что метаболизм у каждого конкретного человека имеет свои индивидуальные особенности, то бесконтрольное потребление функциональных продуктов может не только не укрепить здоровье, а, наоборот, вызвать новые дисфункции в организме. Возникает вопрос: как правильно построить систему питания человека, чтобы оно было оптимальным и не потеряло своей функциональной (терапевтической и профилактической) направленности? Как контролировать физиологические функции?
Заметим, что уже сам термин «функциональное питание» заставляет думать, что система питания такого рода должна быть адресована к физиологическим функциям человека и направлена на их нормализацию. Настоящей работой мы хотели показать, что наиболее адекватным реальному положению вещей с точки зрения её описания и дальнейшего решения сформулированной на базе такого описа-
ния проблемы является теория функциональных систем П.К. Анохина. В соответствии с ней человеческий организм и внешняя окружающая его среда, дающая ему пищу, рассматривается как целостная биологическая система. Аксиоматика теории функциональных систем позволяет оценить состояние физиологических функций (или функциональных систем) человека в различных условиях его жизнедеятельности. В соответствии с П.К. Анохиным, функциональные системы - это самоорганизующиеся и саморегулирующиеся динамические центрально-периферические организации, объединенные нервными и гуморальными регуляциями, все составные компоненты которых взаимосодействуют обеспечению различных полезных для самих функциональных систем и организма в целом адаптивных результатов, удовлетворяющих его различные потребности. Оценка параметров достигнутых результатов в каждой функциональной системе постоянно осуществляется с помощью обратной афферен-тации, то есть биологической обратной связи. Адаптивные результаты, образующие различные функциональные системы (ФУС), могут проявляться на молекулярном, клеточном, го-меостатическом и поведенческом уровнях, откуда следует, что целостный организм на основе нервных и гуморальных механизмов объединяет множество слаженно взаимодействующих ФУС, часто принадлежащих к разным структурным образованиям и обеспечивающих своей содружественной деятельностью поддержание гомеостаза и адаптацию к окружающей среде.
Ведущая роль в адаптивной самоорганизации различных функций организма принадлежит метаболическим потребностям. Именно потребности первично объединяют разнообразные молекулярные процессы в системные организации, обеспечивающие их удовлетворение. В свою очередь, в процессе удовлетворения потребностей, то есть при достижении адаптивных результатов, происходит своеобразная фиксация сложившейся под влиянием потребности органной интеграции. Адаптивный результат на основе обратных афферента-ций консолидирует организованные исходной доминирующей потребностью отдельные элементы в динамическую, саморегулирующуюся функциональную систему. После неоднократ-
ного, а иногда и однократного удовлетворения исходной потребности, то есть достижения потребного результата, субъекты с помощью сформированной функциональной системы начинают активно предвидеть и оценивать свойства этого результата, формируя аппарат предвидения результата - акцептор результата действия. При этом ФУС приобретает черты саморегуляторной системы, направленной на достижение полезных для организма приспособительных результатов, где последние выступают в роли системообразующих факторов [1, 8]. Таким образом, особенностями любой ФУС являются следующие основные положения:
1. Результат - системообразующий фактор ФУС.
2. ФУС функционирует по принципу саморегуляции, то есть когда формы взаимодействия структур в организме таковы, что отклонение того или иного жизненно важного показателя от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является стимулом для возвращения этого показателя к исходному уровню.
3. Удержание физиологических показателей около определенного уровня, обеспечивающего нормальный метаболизм, определяет «постоянство внутренней среды организма», то есть гомеостаз [12].
Различные показатели внутренней среды организма, обеспечивающие метаболизм, постоянно изменяются под действием факторов внутренней и внешней среды, и только благодаря механизмам саморегуляции функциональные системы удерживают эти показатели близкими к оптимальному для жизнедеятельности уровню. В основе такого рода механизма оптимизации метаболизма лежит содружественная деятельность различных функциональных систем организма, результаты деятельности которых можно рассматривать как определенные гомеостатические (или биологические) константы организма. Отклонение той или иной константы от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, воспринимается организмом как внутренняя потребность. Потребность лежит в основе формирования ФУС, направленной на удовлетворение этой потребности, а полезным приспособительным результатом этой ФУС является факт удовлетворения
этой потребности [9]. Таким образом, именно гомеостатические константы формируют состояние физиологической нормы.
Известно, что все функции крови направлены на поддержание гомеостаза, характеризующегося рядом физиологических и биохимических показателей, а, следовательно, состояние почти всех жизненно важных гомеоста-тических констант организма можно оценить по показателям периферической крови. Различают «жесткие» и пластичные гомеостатиче-ские константы. К первым можно отнести постоянство ионного состава крови, количество белков в плазме, осмотическое давление крови, уровень глюкозы в крови, соотношение кислорода и углекислого газа крови, рН крови, а ко вторым - массу циркулирующей крови, соотношение объемов плазмы и форменных элементов, количество форменных элементов в крови, уровень гемоглобина, скорость оседания эритроцитов, вязкость крови, относительная плотность крови и др. В отличие от «пластичных» констант, имеющих довольно-таки большой диапазон изменений, «жесткие» константы имеют малые диапазоны изменений, и выход такой константы за пределы диапазона может повлечь угрозу жизни [9].
Для построения физиологически обоснованной системы функционального питания человека необходимо ввести в рационы питаний не только должное количество пищевых веществ, но и знать: как организм утилизирует эти вещества. Нетрудно понять, что избыточность введения пищевых веществ, обладающих функциональной направленностью, будет тут же скорректирована самим организмом и не даст ожидаемого эффекта, и, наоборот, дефицит тех или иных пищевых веществ до определенного времени может покрываться за счет внутренних резервов организма. В результате в крови человека всегда функционирует должное количество пищевых веществ, снижение количества которых делает кровь «голодной». «Голодная кровь» - причина возникновения пищевой потребности, на основе которой формируется пищевая мотивация и пищевое поведение.
Тот факт, что в организме человека функционируют механизмы саморегуляции, позволяет организму человека как целостной биологической системе отслеживать изменения всех его биологических констант.
Рис. 1. Функциональная система поддержания оптимального для метаболизма уровня глюкозы в крови (цит. по [9]). Обозначения: ПС - пусковой стимул, ОА - обстановочная афферентация, АКТГ -адренокортикотропный гормон, ТТГ - тиреотропный гормон, СТГ - соматотропный гормон.
Причем внешняя коррекция любой из них влечет за собой изменения остальных, что обусловлено поиском оптимума функционирования организма в целом. Чтобы не быть уж совершенно голословными, рассмотрим работу этих механизмов хотя бы на примере введения углеводов как функционального ингредиента. В отличие от белков и жиров глюкоза не является пластическим ресурсом человека, но играет решающую роль в энергетическом обмене. Деятельность практически всех без исключения органов зависит от концентрации глюкозы в притекающей к ним крови. Глюкоза особенно необходима для работы мышц и деятельности нервной системы. Однако постоянное избыточное введение углеводов в рацион человека является нагрузкой на его инсулярный аппарат, в результате чего может развиться сахарный
диабет. Заметим, что здоровый организм способен справиться с избыточным поступлением углеводов и поддержать на должном уровне «жесткую» биологическую константу - уровень глюкозы в крови.
На рис. 1 приведена ФУС, поддерживающая оптимальный для метаболизма уровень глюкозы в крови - 3,3-5,5 ммоль/л. Если полагать, что организм человека как целостная биологическая система находится в состоянии уравновешенности с окружающей внешней средой, то введение избыточного количества углеводов нарушает это равновесие, выводя ФУС на другой уровень гомеостатического функционирования. При этом введение углеводов в рацион обеспечит повышение уровня глюкозы в крови и выход этой константы за диапазон нормы (более 5,5 ммоль/л). Уровень
глюкозы в крови отслеживают глюкорецепто-ры сосудов, находящиеся в печени, сосудах, ЦНС. Именно эта избыточность по глюкозе в крови станет пусковым стимулом (ПС), что включит механизмы саморегуляции ФУС. В результате гипоталамус изменит уровень секреции либеринов, поступающих к гипофизу с кровью. Да и сам гипофиз, «омываясь гиперг-ликемической кровью», также получит информацию об уровне глюкозы в ней, и, в свою очередь, изменит уровень секреции тропных гормонов (СТГ, АКТГ, ТТГ) и панкреотропина. В результате секреторная активность щитовидной железы и надпочечников снизятся, а поджелудочная железа под действием панкреотро-пина начнет секретировать инсулин, запускающий цепь биохимических реакций, направленных на образование гликогена, снижение всасывания глюкозы в кишечнике и выведение её с мочой, образование жиров. Кроме того, появление в крови инсулина снизит секрецию адреналина надпочечниками, тем самым прерывая цепь образования глюкозы из жиров. Все это будет способствовать снижению уровня глюкозы в крови и позволит вернуть биологическую константу к норме. Следует подчеркнуть, что продолжительное избыточное введение углеводов может кардинально изменить работу метаболических механизмов, формируя патологию - сахарный диабет.
И наоборот, ограничение углеводов в рационе, может привести к снижению уровня глюкозы в крови. Однако за поддержанием уровня глюкозы в крови «следят» механизмы саморегуляции, а, следовательно, поджелудочная железа выбрасывает в кровь глюкагон, под действием которого распадается гликоген, и свободная глюкоза выходит в кровь. Кроме того, надпочечники повышают секрецию адреналина, который также способствует распаду гликогена. Под влиянием АКТГ надпочечники усиленно секретируют глюкокортикоиды, в результате чего распадаются жиры и белки с образованием свободной глюкозы.
Очевидно, что приведенный выше пример является только одним из частных случаев, лишь ещё раз демонстрирующим то универсальное положение теории функциональных систем, что в процесс нормализации одной биологической константы на основе механизмов саморегуляции вовлекается множество
других функциональных систем. Следует подчеркнуть, что организм человека как целостная биологическая система из поступающей пищи утилизирует лишь те пищевые вещества, которые ему нужны и в потребных ему количествах. Избыточные пищевые вещества выводятся из организма. Так, например, избыточно поступивший белок в организме не депонируется, а выводится почками, а избыток поступивших жиров - откладывается в жировых депо. Таким образом, видно, что всякие изменения сбалансированности пищевых веществ в рационе, преследующие цель придания рациону функциональную направленность, неизменно столкнутся с препятствием в виде механизмов саморегуляции.
Если теория сбалансированного питания А.А. Покровского использует эмпирически выявленное соотношение пищевых веществ в рационе здорового человека, а физиолог А.М Уголев дополнил её результатами расшифровки некоторых механизмов усвояемости пищевых веществ и показал значимость пищевых волокон для процессов пищеварения, то концепция функционального питания на данном этапе своего развития только лишь указывает на пищевые вещества или продукты, их содержащие, которые необходимо ввести в рационы с целью предотвращения той или иной патологии. При этом она ничего не говорит ни о механизмах их утилизации организмом, ни о критериальной оценке эффективности их введения.
Поскольку физиология - это наука о функциях, то функциональное питание человека должно быть направлено на нормализацию его физиологических функций и поддержание должного гомеостаза. Сохранение гомеостаза, как интегрального показателя нормы и здорового состояния организма, должно быть положено в основу критерия эффективности введения пищевых веществ в рационы с функциональной направленностью, поскольку именно удержание определенных физиологических показателей около определенного уровня, обеспечивающего нормальный метаболизм, определяет постоянство внутренней среды организма или гомеостаз. Таким образом, только сохранение биологических констант в их физиологических диапазонах является надежным критерием эффективности функционального питания.
В свете вышесказанного разработчикам пищевых продуктов с использованием функциональных пищевых ингредиентов представляется разумным провести цикл дополнительных исследований, позволяющих оценить эффективность тех или иных ингредиентов в плане «запуска» регуляторных механизмов, направленных на поддержание должного уровня соответствующих биологических констант. Результаты исследований могут быть положены в основу формирования государственного стан-
Литература:
1. Анохин П.К. Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем. - М, 1971. - 61 с.
2. Кочеткова А.А. Функциональное питание: ежемесячный научно-практический журнал / учредитель «ГЭОТАР--Медиа». - М.: Вопросы питания. - 2000. - № 4. - С. 12-14.
3. Покровский А.А. Роль биохимии в развитии науки о питании. - М.: Наука, 1974. - 127 с.
4. Рябова В.Ф., Малова Е.Н., Курочкина Т.И., Хо-дакова Е.Е. Физиологические эффекты и роль функциональных продуктов питания // Молодой ученый. - 2015. - №6. - С. 204-207.
5. Самсонов М.А. Концепция сбалансированного питания и ее значение в изучении механизмов лечебного действия пищи // Вопросы питания. -2001. - № 5. - С. 3-9.
6. Скальный А.В., Рудаков И.А., Нотова С.В., Бурцева Т.И., Скальный В.В., Баранова О.В. Основы здорового питания: пособие по общей нутри-циологии. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. - 117 с.
7. Судаков К.В. Системные механизмы эмоционального стресса - М.: Медицина, 1981. - 232 с.
8. Судаков К.В. Теория функциональных систем и интегративная физиология // Вестник РАМН. -1999. - № 6. - C. 5-10.
9. Судаков К.В. Нормальная физиология. - М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2006. - 920 с.
10. Тутельян В.А. Оптимальное питание как новая медицинская технология продления и повышения качества жизни // Вопросы питания. - 2003. - № 1. - С. 22.
11. Уголев A.M. Теория адекватного питания и трофология. - СПб: Наука, 1991. - 271 с.
12. Cannon W.B. Organization for physiological homeostasis // Physiol. Rev. - 1929. - Vol. 9. - P. 399431.
дарта на продукты функциональной направленности, который будет содержать не только сведения о функциональных пищевых ингредиентах и их функциональных свойствах, но и информацию о дозировке их введения в пищевой продукт и длительности приема последнего. Необходимо отметить, что прием функциональных продуктов должен проводиться под контролем врача, который в зависимости от изменения состояния пациента должен менять тактику и стратегию такого рода терапии.
References:
1. Anohin P.K. Principial'nye voprosy obshhej teorii funkcional'nyh system. - M, 1971. - 61 s. (In Russ)
2. Kochetkova A.A. Funkcional'noe pitanie: ezhemesjachnyj nauchno-prakticheskij zhurnal / uchreditel' «GJeOTAR-Media». - M.: Voprosy pitanija. - 2000. - № 4. - S. 12-14. (In Russ)
3. Pokrovskij A.A. Rol' biohimii v razvitii nauki o pi-tanii. - M.: Nauka, 1974. - 127 s. (In Russ)
4. Rjabova V.F., Malova E.N., Kurochkina T.I., Hodakova E.E. Fiziologiche-skie jeffekty i rol' funkcional'nyh produktov pitanija // Molodoj uchenyj. - 2015. - №6. - S. 204-207. (In Russ)
5. Samsonov M.A. Koncepcija sbalansirovannogo pitanija i ee znachenie v izuchenii mehanizmov lechebnogo dejstvija pishhi // Voprosy pitanija. -2001. - № 5. - S. 3-9. (In Russ)
6. Skal'nyj A.V., Rudakov I.A., Notova S.V., Burceva T.I., Skal'nyj V.V., Baranova O.V. Osnovy zdorovogo pitanija: posobie po obshhej nutriciologii.
- Orenburg: GOU OGU, 2005. - 117 s. (In Russ)
7. Sudakov K.V. Sistemnye mehanizmy jemocion-al'nogo stressa - M.: Medicina, 1981. - 232 s. (In Russ)
8. Sudakov K.V. Teorija funkcional'nyh sistem i inte-grativnaja fiziolo-gija // Vestnik RAMN. - 1999. -№ 6. - C. 5-10. (In Russ)
9. Sudakov K.V. Normal'naja fiziologija. - M.: OOO «Medicinskoe informacionnoe agentstvo», 2006. -920 s. (In Russ)
10. Tutel'jan V.A. Optimal'noe pitanie kak novaja medicinskaja tehnologija prodlenija i povyshenija kachestva zhizni // Voprosy pitanija. - 2003. - № 1.
- S. 22. (In Russ)
11. Ugolev A.M. Teorija adekvatnogo pitanija i trofolo-gija. - SPb: Nauka, 1991. - 271 s. (In Russ)
12. Cannon W.B. Organization for physiological homeostasis // Physiol. Rev. - 1929. - Vol. 9. - P. 399-431.
THE THEORY OF FUNCTIONAL SYSTEMS AS A METHODOLOGICAL BASIS OF HUMAN FUNCTIONAL FOOD CONCEPT
T.B. Tsyganova, S.Ya. Klassina
Research Institute for the baking industry, Moscow, Russia
Anokhin Institute of Normal Physiology, Moscow, Russia Moscow, Russia
On the basis of the use of theory of functional systems of PK Anokhin we are suggested the criterion of effectiveness of the introduction functional food ingredients in a functional human nutrition. It was shown that the conservation of biological constants in their physiological ranges is a reliable criterion for the effectiveness of functional foods.
Key words: theory of functional systems of PK Anokhin, human functional food, the criterion evaluation of efficiency of functional food.
УДК: 616.89-008.441.44
СУИЦИД В ВЕЛИКОБРИТАНИИ: ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ТЕНДЕНЦИИ ПОСЛЕДНИХ ТРЁХ ДЕСЯТИЛЕТИЙ
С.В. Богданов, Ю.С. Богданова
ФГАУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород, Россия
Контактная информация:
Богданов Сергей Викторович - доктор исторических наук. Место работы и должность: профессор кафедры истории ФГАУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет». Адрес: 308015, г. Белгород, ул. Победы, д. 85. Телефон: (905) 677-64-09, электронный адрес: dr.bogdanov_sv@mail.ru
Богданова Юлия Сергеевна - ассистент кафедры иностранного языка и межкультурной коммуникации ФГАУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет». Адрес: 308015, г. Белгород, ул. Победы, д. 85. Телефон: (905) 677-64-09, электронный адрес: jusolnechnaya@maiLm
Рассматривается динамика законченных самоубийств в Великобритании на протяжении 1981-2011 гг. Анализируется распределение самоубийств по полу, возрасту. Представлено географическое распределение суицидальной смертности населения Великобритании по регионам.
Ключевые слова: самоубийство, Великобритания, мужчины, женщины, возрастные группы.
Изучение динамики, основных тенденций и особенностей смертности населения от самоубийств в различных странах мира - направление для российской суицидологии не новое. К примеру, одни из первых публикаций на эту тему относятся еще концу XIX века. Достаточно вспомнить работы Н.В. Пономарева «Самоубийство в Западной Европе и в России в связи с развитием умопомешательства: статистическое исследование» (1880) [1], А.В. Лихачева «Самоубийство в Западной Европе и Европейской России: опыт сравнительно - исторического исследования» (1882) [2]. Между тем, потребность в данных исследованиях существует.
Цель работы: изучение суицидальной смертности в Великобритании за три последних десятилетия (1981-2011 гг.).
Материал и методы.
Основным источником информации для данной работы явились сведения Департамента национальной статистики Великобритании, опубликованные в 2013 г. [3].
Необходимое замечание: в Великобритании в общее количество самоубийств включаются только самоубийства, совершенные гражданами в возрасте от 15 лет и старше.
Результаты и обсуждение. На рис. 1 представлено общее количество погибших от самоубийств Великобритании в 1981-2011 гг.
