Биохимические свойства и стоматологические эффекты простых и сложных углеводов, белков и жиров

15 Апреля в 16:20 1104 0


Углеводы

Биохимическое строение и стоматологические эффекты. Среди углеводов различают моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды.

К простым моносахарам относят глюкозу, галактозу и фруктозу. Эти сахара наиболее доступны для микробного гликолиза и поэтому имеют высокий ацидогенный потенциал.

Дисахара — углеводы, состоящие из двух простых Сахаров:
лактоза = глюкоза + галактоза;
сахароза = глюкоза + фруктоза;
мальтоза = глюкоза + глюкоза.

Взаимные превращения простых Сахаров в дисахариды и обратно являются нормальными биохимическими процессами в кариесогенном налете. Все дисахара - хороший субстрат для гликолиза, а сахароза, кроме того, еще и источник для микробного синтеза глюкана, необходимого для построения налета на гладких поверхностях зуба.

К олигосахаридам относят углеводы, состоящие из нескольких простых Сахаров, — декстраны. Как правило, декстраны отличаются клейкостью и поэтому стимулируют прирост налета. Олигосахара медленно разлагаются до простых Сахаров, пролонгируя ацидогенный эффект продуктов.

Полисахариды (крахмал, клетчатка) — это полимеры простых Сахаров. Плотные волокна нативной клетчатки требуют пережевывания, чем стимулируют слюноотделение и, соответственно, процессы реминерализации эмали. Прошедшие кулинарную термическую обработку крахмалы постепенно, медленно превращаются под действием амилаз слюны и налета в олиго-, ди- и моносахариды, реализуя весь присущий им химический потенциал.

Потребление углеводов. Крахмалы (картофель, рис, хлеб) составляют около 90% углеводной нагрузки человека и, соответственно, около 60% массы всей потребляемой пищи. В соответствии с современной диетологической концепцией, доля сложных углеводов в рационе должна стать еще более значительной за счет замещения вредных для здоровья, но энергоемких жиров.

Потребление сахара и рождаемое им вкусовое ощущение сладкого ассоциируется с удовольствием. Есть данные о том, что этот положительный рефлекс заложен генетически: при поступлении в амниотическую жидкость раствора сахарозы глотательные движения плода активизируются. Пристрастие к сахару поддерживается физиологически: сахароза легко всасывается в желудочно-кишечном тракте и создает быстрый (хоть и непродолжительный) эффект насыщения. Кроме того, привлекательный образ сладостей зафиксирован в культурном опыте человечества: сладости традиционно выступают в роли приза, подарка, средства для поддержания дружеских отношений и т.д.

Все сказанное выше заставляет признать, что для активного потребления углеводов вообще и сахара в частности у человечества есть вполне достаточные основания, поэтому простой запрет на потребление углеводов не может быть признан разумной профилактической мерой. Сочетание физиологической потребности, психологической симпатичности и экономической доступности Сахаров с их высоким ацидогенным потенциалом превратили сладкую пищу в главный объект диетологических стоматологических исследований.

Кариесогенный потенциал углеводов начали пристально изучать в 1950-х годах. Основой для подозрений сахара в кариесогенности стали эпидемиологические данные и наблюдения в отдельных группах.

Поскольку до середины XX века производство сахара оставалось технически сложным и дорогим, уровень потребления сахара населением в те времена соответствовал уровню его материального благосостояния. Кариес называли болезнью богатых: он стремительно рос в Европе и США вслед за ростом потребления сахара (вплоть до 1970-х годов), а позже - и в развивающихся странах. Анализ потребления сахара и КПУЗ населения 90 стран в 1970-х годах привел к заключению о том, что увеличение годового среднедушевого потребления сахара на 20 г влечет за собой прирост КПУЗ на 28%.

Рост потребления сладостей в середине XX в. объяснялся не только экономическими причинами, но и значительными переменами в традициях питания индустриального общества: по мере эмансипации женщин и их ухода из кухни на производство домашняя еда все в большей мере заменялась продукцией общепита и пищевой промышленности, все популярнее становились сладкие «перекуски». Роль этих кулинарных новинок в развитии кариеса подтвердило исследование, обнаружившее прямую математическую зависимость между КПУЗ детей и расстоянием от их дома и школы до лавки, торгующей «перекусками».

Эксперименты на животных подтверждали высокий кариесогенный потенциал сахара: у крыс, потреблявших ad libidum те или иные продукты, прирост кариозных очагов коррелировал с процентным содержанием сахара в еде (табл. 5.9, по Мюррею, 2002).

Таблица 5.9. Кариесогенность продуктов, часто используемых для перекусок
Кариесогенность продуктов, часто используемых для перекусок

В результате многочисленных исследований были сделаны выводы о том, что сахар является главным виновником прироста кариеса при годовом потреблении, превышающем 15 кг на душу населения (40 г в день). Поэтому в целях профилактики кариеса предлагалось ограничить употребление сахара тридцатью граммами в день, а сладости отнести к категории «детских воскресных радостей».

В стоматологии долго дискутировался вопрос о механизмах влияния сахаросодержащих диет на состояние зубов. Были получены свидетельства того, что избыточные количества сахара негативно влияют на все виды обмена в человеческом организме и таким образом снижают кариесрезистентность формирующихся зубов и защитные свойства слюны. В других опытах удалось ясно показать преимущественно местное кариесогенное действие сахара: кариес у крыс не развивался, если они получали сахарный корм через зонд, но процветал, когда эта же пища поедалась обычным путем и вступала в контакт с зубами.

Далее было определено, что на ацидогенность сахаросодержащих продуктов существенно влияют их другие, «местные» свойства, главными из которых являются те, что определяют ретенцию углеводов в налете или, иными словами, определяют, каким временем располагает налет для того, чтобы использовать сахаропродукты прежде, чем они будут смыты слюной и проглочены. Поэтому ацидогенность продукта определяется и его консистенцией: жидкие сиропы и напитки быстрее вымываются с поверхности зуба и налета, чем твердые продукты (однако твердые продукты требуют пережевывания и тем самым стимулируют слюноотделение, из-за чего их клиническая кариесогенность снижается).

Длительность ретенции продукта определяется и его клейкостью. Доказано, например, что кусковой сахар, ирис, карамель резко снижают рН в налете через 10 мин после попадания в полость рта, но через 30 мин рН восстанавливается, тогда как шоколад снижает рН в меньшей степени, но это снижение сохраняется до 45 мин — в результате кариесогенность шоколада оказывается более высокой. Кариесогенность продуктов с высокой ретенцией существенно увеличивается, если они содержат крахмалы, постепенно высвобождающие моносахара для микробного гликолиза.

Стефан провел исследование, позволив крысам поедать ad libidum различные добавки к их основной диете, и таким образом получил данные, позволившие построить эти продукты в ряд нарастающей кариесогенности (табл. 5.10). Продукты, вызывающие прирост более, чем 10 кариозных полостей, Стефан назвал кариесогенными. Следует оговориться, что крысы принимали различные добавки с различным аппетитом (например, очень часто пили колу и игнорировали молоко), поэтому эту шкалу нельзя считать абсолютно строгой.



Таблица 5.10. Кариесогенность различных продуктов в эксперименте Стефана
Кариесогенность различных продуктов в эксперименте Стефана

В классическом исследовании, проведенном Гуфтанссон в 1954 г. в группе добровольцев, было убедительно доказано, что кариесогенный эффект сладкой пищи зависит не столько от содержания в ней сахара, сколько от частоты ее потребления, что особенно ярко проявляется при высокой клейкости пищи (см. табл. 5.11). Был сделан важный вывод о том, что интенсивность прироста кариеса зависит от совокупного времени сохранения повышенной концентрации Сахаров в налете, в том числе — от частоты приема пищи (см. рис. 5.34).

рН зубного налета: а - при трехразовом приеме пищи в течение дня; б - при беспорядочном питании.
Рис. 5.34. рН зубного налета: а - при трехразовом приеме пищи в течение дня; б - при беспорядочном питании.

Таблица 5.11. Относительная зависимость кариесогенности диеты от суточного количества и частоты потребления сахара
Относительная зависимость кариесогенности диеты от суточного количества и частоты потребления сахара

Долгое время стоматологи советовали заменить конфеты на фрукты и овощи. Однако при более пристальном изучении выяснилось, что многие из них содержат до 6% Сахаров (глюкоза, фруктоза, сахароза) (см. табл. 5.12). Предположение о том, что природные сахара растений, будучи заключенными внутри клетки, окажутся менее агрессивными, не оправдались: цельные фрукты и соки, полученные из них, проявили одинаковой кариесогенный эффект. В последние годы среди факторов риска раннего детского кариеса называют свободный доступ малышей к бутылочке с соком.

Таблица 5.12. Содержание Сахаров во фруктах и овощах
Содержание Сахаров во фруктах и овощах

К кариеспротективным свойствам растительных продуктов относили их детергентные возможности, наличие лимонной кислоты, стимулирующей слюноотделение, механическое воздействие волокон клетчатки на зубные отложения. Однако опыты показали, что употребление яблок, моркови и сельдерея уменьшало площадь налета только на 3-19%, практически не разрушая ее в придесневых и межпроксимальных зонах.

Эффекты нейтрализации кислоты оказались незначительными: в опытах на животных яблоки и бананы вызывали такой же прирост кариеса, как и пирожные. Наблюдения за рабочими зерновых и фруктовых ферм, получавших примерно одинаковое количество сахара с основными приемами пищи, показали, что на фруктовых фермах интенсивность кариеса была значительно выше.

Таким образом, следует признать, что сахаросодержащие овощи и фрукты имеют достаточно высокий ацидогенный потенциал, своевременно нейтрализовать который возможно только при помощи чистки зубов. Поэтому употребление моркови или яблока в конце обеда не является защитой от кариеса, и более того, при низкой кариесрезистентности частые фруктовые перекуски могут привести к развитию кариеса.

Очень важным с точки зрения профилактики кариеса временных зубов является вопрос о кариесогенности молочного сахара (лактозы) и молока в целом. В опыте Стефана молоко не дало прироста кариеса, но это могло быть связано с тем, что крысы плохо переносят лактозу и поэтому фактически не пили молока. Лактоза легко ферментируется бактериями и стимулирует повышение численности стрептококков и лактобацилл в налете. В группах детей, которых до двухлетнего возраста кормили только грудным молоком, но прикладывали к груди по первому требованию и позволяли кормиться ad libidum, была зафиксирована высокая интенсивность кариеса.

В 1990-х годах был проведен анализ влияния ночных кормлений младенцев из бутылочки (рожка) сладкими питательными детскими смесями, фруктовыми соками и молоком: кариесогенный эффект всех «ночных бутылочек» оказался одинаково высоким. Выяснилось, что женское молоко более кариесогенно, чем коровье, так как в последнем выше содержание кальция и фосфора, что увеличивает возможность быстрой реминерализации эмали. Таким образом, следует иметь в виду, что женское молоко, как и подслащенное коровье, имеет значительный кариесогенный потенциал, который при отягчающих обстоятельствах реализуется в тяжелую патологию.

В последние годы к категории потенциальных кариесогенов отнесены и крахмалы. В исследованиях доказано, что вареный рис, картофельные чипсы, спагетти еще в полости рта гидролизуются до мальтозы и глюкозы, что приводит к снижению рН налета до 4,0, причем этот опасный уровень рН сохраняется дольше, чем после полоскания 10% раствором сахарозы. Особенно неблагоприятными крахмалы оказываются для эмали фиссур, куда они внедряются при интенсивном пережевывании пищи.

Говоря о таком традиционном углеводном продукте, как хлеб, следует подчеркнуть некоторые защитные свойства муки грубого помола: более крупные частицы зерна труднее гидролизуются, а сохраняющиеся в ней фитаты зерновых оболочек отчасти нейтрализуют кислоты. Поэтому некоторые авторы связывают расцвет кариеса с изобретением промышленных технологий тонкого помола зерна и с нарастающим изобилием белого хлеба и выпечки, ранее доступных только богатым, а теперь, в силу относительной дешевизны, занимающих все более и более значительное место в рационе бедных.

Белки и жиры

Белковой пище отводят кариеспротективную роль. В первую очередь это связывают с положительным влиянием белков на качество слюны: после приема сыра, фасоли, яиц, молока и орехов минерализующий потенциал слюны вырастает до 1,0-1,7, что создает возможности для компенсации негативного влияния на ротовую жидкость Сахаров (они снижают ее минерализующий потенциал до 0,0—0,4). Процессы расщепления белков в слюне и налете обогащают их щелочными продуктами (мочевиной, аммиаком), способствующими восстановлению рН, и креатинином, проявляющим поверхностно-активные свойства. Кроме того, постоянное потребление белков в пищу позволяет поддерживать в ротовой жидкости высокую концентрацию иммуноглобулинов и лизоцима.

Жиры помогают в защите от кариеса тем, что в течение непродолжительного пребывания в полости рта играют роль гидрофобного покрытия, препятствующего образованию и росту зубных отложений.

Т.В.Попруженко, Т.Н.Терехова
Похожие статьи
показать еще
 
Профилактика заболеваний