ХАРЧОВІ ВОЛОКНА (харчова клітковина, дієтичні волокна) — природні компоненти їжі, стійкі до дії амілази й інших ферментів, не перетравлюються ендогенними секретами ШКТ людини і не всмоктуються в тонкій кишці; впливають на процеси травлення і всмоктування поживних речовин. Термін Х.в. вперше уведений Т.Н. Hіpsley в 1953 р. Більшість Х.в. — некрохмальні полісахариди: целюлоза, геміцелюлози, олігосахариди, запасні полісахариди рослин, камеді, слизи, пектинові речовини, а також лігнін — полімер фенольної природи (схема).
| Харчові волокна | ||||||||
 |
|
|
||||||
| Лігнін | Крохмаль | Некрохмальні полісахариди | ||||||
|
|
|||||||
| Целюлоза | ||||||||
| Нецелюлозні полісахариди | ||||||||
|
|
|
|
|
||||
| Геміцелюлози А і В | Пектинові речовини | Камеді | Запасні полісахариди рослин | Слизи | ||||
Крохмаль майже повністю перетравлюється й адсорбується у тонкій кишці людини. Лише невелика частина крохмалю, оточена волокнистою тканиною, доходить до товстої кишки у незміненому вигляді. Деградація інших Х.в. проходить у товстій кишці під впливом анаеробних мікроорганізмів, які ферментують більш розчинні полісахариди. Менш розчинні глікани і лігнін зазнають часткових змін і беруть участь у формуванні калу. Х.в. мають різну здатність до ферментації: неструктурні полісахариди, такі як пектин, водорозчинні камеді, слизи, інулін, запасні полісахариди злакових, олігомерні фруктани і галактани, ферментуються на 100%. Серед структурних полімерів частково ферментуються розчинні у воді геміцелюлоза А (70%) і целюлоза (50%); лігнін (5% ферментації) та меншою мірою нерозчинна геміцелюлоза В (30%), резистентні до бактеріального впливу, і переходять у фекалії. У середньому ферментується 50% Х.в., які містяться у фруктах та овочах. Під час ферментації виробляються три найважливіші продукти: коротколанцюгові жирні кислоти (оцтова, пропіонова, масляна, ізомасляна, валеріанова, ізовалеріанова, мурашина, капронова), гази (у більших кількостях — водень, що екскретується, CO2, CH4, NH3, NO) й енергія. Всмоктавшись, жирні кислоти доступні аеробному метаболізму в тканинах організму і є джерелом енергії, яка використовується корисною мікрофлорою товстої кишки для росту й життєдіяльності (пребіотичний ефект). Поліпшення живлення стимулює ріст мікробіоти, що гальмує розвиток патогенних мікробів. Крім енергетичної цінності, коротколанцюгові жирні кислоти та інші метаболіти мають низку позитивних місцевих і системних ефектів на макроорганізм: поставлення субстратів ліпо- і глюконеогенезу, підтримка іонного обміну, здійснення антибактеріального ефекту й блокування адгезії патогенів, активація місцевого імунітету, регуляція й диференціювання епітелію тощо. Іншими ланками механізму дії Х.в. є підвищення активності ліпази у тонкій кишці, зниження рівня аліментарної глікемії, збереження морфологічної структури харчових ворсинок кишки.
Для Х.в. властиві часткова розчинність або нерозчинність у воді, в’язкість, водоємність, здатність набухати і брати участь в обміні іонів. Х.в. з низькою здатністю зв’язувати воду називають наповнювачами, а з високою — набухаючими речовинами. Вживання Х.в. забезпечує детоксикаційний ефект: наповнювачі стимулюють рухливість кишок, внаслідок чого час проходження їжі у ШКТ скорочується і знижується токсичний вплив адсорбованих шкідливих метаболітів та ксенобіотиків; набухаючи, речовини формують матрикс за типом «молекулярного сита», що має водоутримувальну здатність і адсорбційні властивості щодо радіонуклідів, важких металів, токсичних продуктів обміну речовин, жовчних кислот, які регулюють рівень холестеролу в крові. Х.в. по-різному утримують воду. Водоємність 100 г картоплі становить 40 г води, тоді як яблука та морква утримують відповідно 180 и 220 г води на 100 г продукту. Висівки, пектин і дієтичні добавки, що містять Х.в., завдяки воді збільшують об’єм у 3–4 і більше разів порівняно з первісним.
Загальні фізіологічні ефекти Х.в.: пригнічення надмірного апетиту, прискорення й підвищення відчуття насичення, зниження рівня споживання енергії, стимуляція моторики ШКТ і його евакуаторної функції; у тонкому кишечнику — позитивні зміни в толерантності до глюкози й відповідна редукція інсулярного викиду, зміна ступеня абсорбції жирів; нормалізація обміну речовин, зокрема ліпідного й вуглеводного метаболізму, порушення яких призводить до ожиріння; зниження рівня усмоктування Са, Fe, Zn, зростання екскреції жовчних кислот і зниження їх метаболізму, підвищення виділення нейтральних стеринів, зниження рівня холестеролу і деяких ксенобіотиків у крові; у товстій кишці — збільшення маси фекалій, розрідження кишкового вмісту, підвищення його осмотичного тиску та електролітного складу, механічна стимуляція рецепторів стінки кишечнику, прискорення кишкового пасажу, падіння внутрішньопорожнинного тиску; збільшення чисельності корисних мікроорганізмів, зміна метаболізму мікрофлори, яка забезпечує організм цінними вторинними нутрієнтами; істотне зниження рівня ендогенного гістаміну й інших біогенних амінів, які реалізують алергійні прояви при хворобах травної системи. Позитивний вплив Х.в., зокрема гуару (див. Камеді), при цукровому діабеті забезпечує їх здатність модифікувати вуглеводний обмін, уповільнювати всмоктування простих вуглеводів. Пектин і гуар уповільнюють ресорбцію цукру, стимулюють гліколіз і змінюють інкрецію інсуліну та гормонів травного тракту. Цей гіпоглікемічний ефект цілеспрямовано використовують у дієті. Проносний ефект виникає завдяки скороченню часу транзиту й збільшенню маси фекалій. Він властивий будь-яким речовинам, що складаються із часток, резистентних до ферментного травлення, напр. «груба клітковина» пшеничних висівок.
До середини XIX ст. люди вживали приблизно 100 г Х.в. щоденно. Точна добова потреба сучасної людини у Х.в. не встановлена. Більшість спеціалістів з харчування вважають, що раціон дорослої людини має містити не менше 30–40 г Х.в., у той час як середній європеєць споживає близько 13 г Х.в. Таким чином, середній дефіцит цих нутрієнтів становить ~15–20 г щоденно. Це пояснюється недоліком споживання сирих овочів і фруктів, надмірним вмістом у їжі рафінованих продуктів, майже позбавлених клітинних оболонок (цукор, рис, мука вищого ґатунку, вироби з неї, у т.ч. макаронні). Крім того, сучасні технології переробки рослинної продовольчої сировини (подрібнення, гомогенізація, тривала термічна обробка тощо) призводять до руйнування структури Х.в. Забезпечити достатню кількість Х.в. може добовий раціон, у складі якого є 200 г хліба з муки грубого помелу, 200 г картоплі, 250 г овочів, 250 г фруктів (16, 7, 7 та 5 г Х.в. відповідно). Відсутність Х.в. у дієті може викликати низку патологічних станів, так чи інакше пов’язаних з порушенням складу мікрофлори кишечнику. Найбільш очевидний зв’язок існує між недоліком Х.в. у харчуванні та синдромом подразненого кишечнику, функціональними запорами. Вживання Х.в. є найбільш фізіологічним методом профілактики патології травного тракту та комплексної терапії захворювань травної системи, де першим кроком є корекція дієти, а за необхідності — її поповнення Х.в. Відомо, що Х.в. їжі знижують частоту скарг на розлад травлення і превентивно діють при різних хворобах цивілізації: геморої, дивертикуліті, поліпах і раку товстої кишки, холелітіазі, цукровому діабеті, ожирінні. Залишається недоведеним зв’язок атеросклерозу, ішемічної хвороби серця, алергії, варикозного розширення й тромбозу вен нижніх кінцівок з вживанням Х.в.
Перехід від бідної на баластні речовини їжі до їжі з великим вмістом Х.в. має бути повільним, щоб організм міг до цього адаптуватися. Багаті на баластні речовини добавки (напр. висівки) потрібно приймати з великою кількістю води, інакше вони поглинуть багато води із вмісту кишок. Постійне зловживання Х.в. призводить до зниження адсорбції Fe, Ca, Mg, Zn, збільшує виведення азоту з організму; гальмує активність трипсину й хімотрипсину. Це особливо характерне для деяких висівок, що містять фітати та надмірно інгібують усмоктування Fe й Zn. Тривале споживання Х.в. може негативно вплинути на баланс вітамінів (особливо А, В, Е), глутамінової кислоти, серину й треоніну, на всмоктування білків, жирів і вуглеводів, що зменшує енергетичну цінність їжі. Для запобігання цьому при збагаченні дієт Х.в. рекомендується додаткове введення мінеральних нутрієнтів і комплексу вітамінів. Перерви між курсами застосування Х.в. швидко відновлюють баланс мінеральних елементів, вітамінів і азоту (Див. також Раціональне харчування, Нутриціологія, Вуглеводи, Камеді, Інулін, Лігнін).
Гігієна харчування з основами нутриціології / За ред. В.І. Ципріяна. — К., 1999; Пищевая химия / Под ред. А.П. Нечаева. — М., 2004; Грубер-Швенк Г., Швенк М. Харчування: dtv-Atlas. — К., 2004; Рудиченко В.Г. Природні харчові сорбенти як чинник здоров’я сучасної людини. — К., 1997.