Александр Брянский
Динамическая оптимизация питания человека
1часть Динамическая оптимизация питания человека
«Оптимизация питания проблема, нуждающаяся в общем решении» Александр Михайлович Углев. «Динамическая оптимизация питания человека позволяет оптимизировать каждое питание каждому человеку на протяжении всей жизни» Александр Ильич Брянский.
Предисловие
С момента выхода моей книги Пища каждого дня: динамическая оптимизация питания [1] прошло восемь лет. Интерес, проявленный к книге, и большое количество задаваемых вопросов заставляют выпустить книгу, в которой подход к питанию предложенный мною рассматривается значительно подробнее, с учётом результатов исследований прошедших лет. Кроме того, учитывая сегодняшнюю ситуацию в Мире, связанную с пандемией короновируса («COVID 19»), широкое применение Динамической оптимизации питания может способствовать укреплению иммунитета людей, а также значительно ускорить восстановление организма людей, перенёсших заболевание. Правильность этого подхода к оптимизации питания подтверждает и Постановление Президиума Российской академии наук от 27 ноября 2018 г. 178 «Об актуальных проблемах оптимизации питания населения России: Роль науки» (п. 11), в котором поручено осуществить формирование нового научного направления «Цифровая нутрициология», предусматривающего цифровую трансформацию данных о физиологических потребностях человека в пищевых и биологически активных веществах и энергии, химическом составе основных пищевых продуктов, а также создание ЭВМ-программ для разработки персонализированных рекомендаций по оптимальному питанию. Актуальность предложенного подхода к оптимизации питания подтверждает и то, что сейчас технологией Динамической оптимизации питания человека (ДОПЧЕЛ) пользуются миллионы людей. В частности, люди с заболеваниями сахарным диабетом каждый день используют алгоритм ДОПЧЕЛ. Перед каждым приёмом они производят биохимический и биофизический мониторинг своего состояния. А именно, делают анализ крови, определяя содержание сахара в крови, а также измеряют артериальное давление крови, частоту пульса, аритмию и другие характеристики состояния организма. На основании этого они определяют потребности организма, и меню ближайшего приёма пищи. После этого, перед следующим питанием, они снова производят мониторинг, который позволяет им определить правильность выбора меню последнего питания и выбрать меню нового. Данная книга состоит из двух частей. В первой части, которая публикуется впервые, я останавливаюсь на теоретических положениях Динамической оптимизации питания человека и даю краткую информацию о цифровых средах (цифровой нутрициологии, цифровой медицине и внешних воздействиях в цифровом виде), в которых она реализуется. Кроме того, даю информацию о новых приборах пригодных для использования в практике определения оптимального меню каждого питания человека и рекомендации для разработки мобильных приложений реализуюших теорию ДОПЧЕЛ. Во второй части данного сборника приведена моя первая книга Пища каждого дня: динамическая оптимизация питания опубликованная в 2013году. В ней впервые в Мире вводится понятие ДИНОМИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПИТАНИЯ и сформулированы основные её принципы. Кроме того, дана информация о современных средствах оперативного биофизического и биохимического мониторинга, которые можно использовать для оценки состояния организма человека, а также предложена технология использования Динамической оптимизация питания в повседневной жизни здоровых людей, а также в условиях больниц и клиник. Первая и вторая часть данной книги взаимно дополняют друг друга, являясь основой моего подхода к питанию человека. Если же говорить о теории Динамической оптимизации питания человека, то она, в соответствии с названием, имеет две составляющие. Это Динамическая оптимизация раздел современной высшей математики, вторая питание. Под питанием мы подразумеваем две составляющие: нутрициологию и диетологию. Напомню, что математическим основанием макроэкономики России является теория Динамической оптимизации (оптимизация в дискретном и непрерывном времени, стохастическая оптимизация). В нашем случае Динамическая оптимизация является математической основой Динамической оптимизации питания (нутрициологии и диетологии), позволяя использовать всю информацию, накопленную в них, в практике оптимизации питания людей. Отвечаю на один из вопросов, которые мне часто задают, а именно, о возможности применения Динамической оптимизации питания к животным и технологии её применения. Сообщаю, что её можно и нужно использовать. В первой своей книге я писал, что проводил эксперименты на животных. Мы вспомним, что человек это теплокровное млекопитающее, стоящее в ряду высших млекопитающих. Поэтому, Динамическая оптимизация питания (ДОП) состоит как бы из двух частей: динамической оптимизации питания человека и динамической оптимизации питания животных. Разделение на две составляющие условно и служит для удобства применения к человеку и животным. В книге кратко изложен подход к оптимизации питания животных, которая значительно различается для домашних животных ( собак, кошек) и для скота. Последнее относится к животноводческим хозяйствам. Широкое использование ДОПЖИВ может значительно повысить качество продукции, получаемой от животноводства. Существенным будет и экономический эффект от внедрения ДОПЖИВ. Следующая моя книга будет посвящена динамической оптимизации питания животных, а сейчас я в десятой главе первой кратко изложил основы моего подхода к этой проблеме. Что касается Динамической оптимизации питания человека, то основным её достоинством является то, что она позволяет оптимизировать каждое питание каждому человеку на протяжении всей жизни. ДОПЧЕЛ это технология научного питания для каждого. Данная книга будет полезна специалистам в области нутрициологии и диетологии, пищевой промышленности, медикам, учащимся средних и высших учебных заведений, а также широкому кругу читателей, заботящихся о своём здоровье.
Глава 1 Предпосылки создания «ТЕОРИИ ДИНАМИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПИТАНИЯ».
Основной предпосылкой создания Теории Динамической оптимизации питания явилось отсутствие в момент начала работы (в 2011-м году) научного подхода к оптимизации питания человека. Проведённый поиск в литературных источниках не дал ответа на этот вопрос. Большую помощь в формулировании задачи исследования оказало знакомство с работой академика Александра Михайловича Уголева [2]. Она содержит Теорию адекватного питания, которая позволила исправить ошибки Теории сбалансированного питания и её дополнить. При этом автор не отрицал достоинств и значение Теории сбалансированного питания. Для нас очень важно то, что академик А.М. Уголев, проанализировав большое количество отечественных и зарубежных литературных источников, не нашёл в них ответа на вопрос о том, на каких принципах должна строиться оптимизация питания: Оптимизация питания проблема, нуждающаяся в общем решении. Она представляется особенно важной, так как для настоящего времени характерны дефекты питания в глобальных масштабах. С дефектами питания человек сталкивается также в различных аварийных и экстремальных ситуациях, и будет сталкиваться при создании искусственных микробиосфер, в связи с исследованиями Космоса, океана и другими задачами [2]. Свидетельство учёного такого уровня об отсутствии подхода к оптимизации питания говорило о том, что применить все существующие наработки по теории питания к практике крайне сложно. Действительно, нигде в источниках нельзя было найти ответа на следующий вопрос: «Каким должно быть c научной точки зрения меню каждого приёма пищи для каждого человека, которое обеспечивало бы его здоровье?» Ещё одной предпосылкой к созданию новой теории послужило то, что со времени создания теории Сбалансированного питания прошло много времени и, конечно, многие открытия в биологии и медицине необходимо сегодня учитывать. Теория адекватного питания академика А.М. Уголева позволила исправить многие ошибки и неточности, однако и с момента её выхода прошло 30 лет. Это заставило меня пересмотреть основные положения этих двух теорий и разработать Теорию динамической оптимизации питания человека, которая позволяет использовать всю накопленную в нутрициологии и диетологии информацию для оптимизации каждого питания каждого человека на протяжении всей его жизни.
Глава 2 Логика решения задачи
Аристотель в своих работах оставил очень важный «подход» к решению какой-либо задачи. Если есть одно, то есть и другое. В связи с этим, используя его «подход» к решению поставленной мною задачи (Оптимизации питания), постараюсь подойти с двух сторон. Оптимизация только одного питания и оптимизация изначально всех питаний в жизни, а именно: если возможна оптимизация одного питания перед приёмом пищи, то возможна оптимизация изначально всех питаний в течение жизни. Действительно! Можно ли разработать для человека, используя самый современный подход в нутрициологии, достижения вычислительной техники, меню всех приёмов пищи в течение жизни? Рассмотрим, во что «выливается» эта задача. Допустим, что продолжительность жизни составляет 90 лет (в развитых странах средняя продолжительность жизни приближается к этому значению) и питаться будем шесть раз в день: завтрак, второй завтрак, обед, полдник, ужин, ночник. Тогда в течение одного года будет столько приёмов пищи: 6х365 = 2190. В течение жизни будет: 2190х90 = 197100 приёмов пищи. Можно ли решить эту задачу? Я, думаю, что решить такую задачу очень трудно, но возможно. Повторяю, что это чисто умозрительное предположение полезное для нашего рассмотрения. Однако, вероятность того, что рекомендованные блюда будут оптимальными в течение всей жизни, практически равна нулю. Глобальные изменения биосферы не позволяют нам создать прогноз научного питания не только в течение 90 лет, но и на один год, даже на месяц. Кроме того, мы не знаем, как будет в действительности меняться организм человека в течение этого периода. А это уменьшает период возможного предсказания до одного дня. Но и в течение дня организм человека может претерпевать значительные изменения. Один стресс между завтраком и обедом может кардинально изменить меню обеда (например, конфликт в метро или авария машины по дороге на работу). И так что же остаётся? Остаётся предположить возможность оптимизации одного ближайшего приёма пищи. С этой задачей современная наука вполне может справиться. Я предложил её решать, применив к нутрициологии и диетологии математический аппарат Динамической оптимизации[3]. Тогда эта Теория получила название Динамической оптимизации питания [1]. В третьей главе первой части книги рассматривается цифровая нутрициология, а в четвёртой главе цифровая медицина. Это две части среды, из которой мы будим брать необходимую информацию для решения нашей задачи. В пятой главе рассматриваются внешние воздействия на человека, которые нам необходимо учитывать для выполнения нашей задачи. В главе шестой рассматриваются принципы Динамической оптимизации (одного из направлений прикладной математики) и возможность её использования применительно к питанию, то есть к нутрициологии и диетологии. Глава седьмая посвящена основным положениям Теории динамической оптимизации питания. В главе восьмой даётся информация о физических системах, реализующих ДОПЧЕЛ, а в девятой главе рекомендации по разработке программ для гаджетов и ПЭВМ, физических системах приборов ДОПЧЕЛ. В десятой главе в сжатом виде изложен подход к Динамической оптимизации питания животных. Таким образом, в этой книге последовательно представлены все этапы и результаты исследований в области Динамической оптимизации питания.