Глава 3 значение пищевых веществ в обеспечении жизнедеятельности организма
Химический состав пищи определяется набором питательных веществ, включающим белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли и воду. В зависимости от функционального назначения питательные вещества делятся на преимущественно энергетические (жиры, углеводы), преимущественно пластические (белки, ряд минеральных веществ, вода) и преимущественно каталитические (витамины, микроэлементы). С учётом критерия обязательности питательные вещества дифференцируются на заменимые и незаменимые. К числу заменимых в организме пищевых веществ относятся углеводы и жиры, к незаменимым − 8 − 10 незаменимых аминокислот, 3 − 5 ПНЖК, все витамины и большинство минеральных элементов. Общее количество незаменимых веществ в сбалансированном питании превышает 50.
Белки играют в
питании человека чрезвычайно важную
роль, так как они являются главной
составной частью клеток всех органов
и тканей организма.
С белками тесно
связаны все жизненные процессы: обмен
веществ, сократимость, раздражимость,
способность к росту, размножению и даже
к высшей форме движения материи −
мышлению. Связывая значительные
количества воды, белки образуют плотные
коллоидные структуры, характерные для
нашего тела.
Основное назначение белков пищи − это построение новых клеток и тканей, обеспечивающих развитие молодого растущего организма. В зрелом возрасте, когда процессы роста уже полностью завершены, остается потребность в регенерации изношенных отживших клеток. Для этой цели требуется белок, причем пропорционально изнашиваемости тканей. Установлено, что чем выше мышечная нагрузка, тем больше потребности в регенерации и соответственно в белке.
Поступление
белка необходимо и для поддержания
постоянства специфических белков
организма, представляющих собой особую
ценность. Эти белки выполняют в организме
тонкие и сложные функции, входят в состав
гормонов, ферментов, антител и других
образований,
участвующих в важнейших биохимических
процессах жизнедеяельности.
Белки
− сложные азотсодержащие биополимеры,
мономерами которых служат аминокислоты.
Молекулярная масса белков варьирует
от 6000 до
1000 000 и
более. Они составляют около 20 % массы
тела человека и более 50 % сухой массы
клеток. В
состав организма входят тысячи белков,
каждый из которых имеет свою уникальную
структуру. Благодаря информации, которая
содержится в этой структуре, белки
функционируют по разнообразным
индивидуальным программам, им принадлежит
ведущая роль в молекулярных механизмах
всех проявлений жизнедеятельности.
Информация, которая содержится в белках
огромная; она записана в форме длинных
последовательностей аминокислотных
остатков и поступает из генетического
аппарата клетки при биосинтезе белка.
Белки являются важнейшими питательными
веществами для человека и животных, их
применяют в ряде отраслей производства
как сырье. Белки − ферменты широко
используются в качестве высокоэффективных
катализаторов в разных отраслях
промышленности.
Структурными
элементами
белков являются аминокислоты. Сравнительно простые молекулы аминокислот
содержат кислотные группы − СООН,
основные группы − NH2 и боковые цепи − R. Аминокислоты в белках
представлены остатками жирных кислот,
которые соединены связями, − СО − NН.
Для белка характерны именно такие
аминокислотные (полипептидные) цепи,
но каждая цепь состоит из десятков, а
то и сотен звеньев. Молекула белка
содержит один или несколько соединенных
между собой полипептидных цепей. В их
биосинтезе используются аминокислоты
20 определенных видов. Длина полипептидной
цепи в разных белках. неодинакова.
Отличается также состав аминокислот и
их последовательность в цепи. Строение
полипептидной цепи − первичная структура
− является основной характеристикой
каждого индивидуального белка. Она
точно определяется соответствующим геномом,
в котором всю последовательность
аминокислот в полипептидной цепи
записано с помощью нуклеотидного
триплетного кода.
В пространственной организации белка различают также: а) вторичную структуру − спиралевидные и вытянуты участки цепи, фиксированные водородными мостиками между, (−COОH−) и (−NH2−) групами пептидной цепи; б) третичную структуру − внутримолекулярную упаковку, которая возникает в результате различных взаимодействий аминокислотных остатков; в) если несколько молекул образуют крепкий комплекс, − это называют четвертичной (пространственной) структурой. Доказано, что пространственная организация балка имеет решающее значение для их биологических функций. Эта организация создается системой внутримолекулярных взаимодействий, которая, в свою очередь, определяется первичной структурой.
По
своей структуре аминокислоты представляют
собой органические соединения, содержащие
две функциональные группы: карбоксильную
(−COОH−),
определяющую кислотные свойства молекул,
и аминогруппу (−NH2−),
придающую им основные свойства. Среди
огромного количества природных
аминокислот в составе белков пищевых
продуктов их содержится 20: лизин, треонин,
глицин, аланин, серин, метионин, цистин,
валин, лейцин, изолейцин, глутаминовая
кислота, глутамин, аспарагиновая кислота,
аргинин, фенилаланин, тирозин, гистидин,
триптофан, пролин.
Белки
пищевых продуктов делятся на простые
(протеины) и сложные (протеиды). Простые
белки состоят только из полипептидных
цепей, сложные содержат, помимо белковой
молекулы, небелковую часть (простетическую
группу). В зависимости от пространственной
структуры белки делятся на глобулярные
(молекулы которых имеют сферическую
или близкую к ним форму) и фибриллярные
(состоящие из вытянутых
нитевидных молекул). К числу простых
глобулярных белков относятся альбумины,
глобулины, проламины и глютелины.
Альбумины и глобулины составляют
основную часть белков молока, яичного
белка, белков сыворотки крови. Проламины
и глютелины относятся к растительным
белкам семян злаков, образуя основу
клейковины. Растительные белки
характеризуются низким содержанием
лизина, лейцина, треонина, метионина и
триптофана и высоким содержанием
глутаминовой кислоты. Структурные белки
(протеноиды) относятся к фибриллярным
белкам животного происхождения, которые
выполняют в организме опорную функцию.
Среди сложных белков различают нуклеопротеиды, липопротеиды, гликопротеиды, хромопротеиды, металлопротеиды, фосфопротеиды.
Белки
в организме человека выполняют несколько
важных функций пластическую, каталитическую,
гормональную, функцию специфичности и
транспортную. Важнейшей функцией пищевых
белков является обеспечение организма
пластическим материалом. Белки являются
основным строительным материалом
клетки, её
органоидов и межклеточного вещества,
образуют наряду с фосфолипидами остов
всех биологических мембран клеток,
являются основным компонентом всех
ферментов и значительной части гормонов.
Количества
азота, поступающего в организм с пищей,
обычно равно количеству, выводимому из
организма (с мочой, калом, потом,
слущивающимся эпидермисом, волосами,
ногтями), т.е. поддерживается состояние
азотного равновесия. Позитивный азотный
баланс наблюдается
у детей в связи с процессом роста, а
также у выздоравливающих
после тяжелых заболеваний. Негативный
азотный баланс возникает при преобладании
процессов катаболизма белка над
процессами синтеза
(полное или
частичное голодание, потребление
низкобелковых рационов, анорексия,
рвота), а также при нарушении абсорбции
белка в пищеварительной системе или их
усиленном распаде вследствие заболеваний
туберкулёз,
опухоли, ожоговая болезнь и др.
Основные функции белков в организме:
1. Пластическая – участвуют в процессах образования живой материи, входя в состав нуклеопротеинов.
2. Опорная – выполняют белки костей, хрящей.
3. Сократительная – выполняют актиновые и миозиновые филаменты (элементы белковой природы).
4. Каталитическая – выполняют ферменты, которые в свою очередь являются белками.
5. Защитная (антитоксическая) – в основном участвуют антитела, которые образуются во время поступления в организм чужеродных веществ.
6. Коагулятивная – происходит при участии белков плазмы крови, которые препятствуют большим кровопотерям.
7. Транспортная – участвует белок гемоглобина и некоторые белки плазмы крови, которые транспортируют кислород и питательные вещества к тканям организма человека.
8. Возбуждения и
торможения – осуществляют некоторые
гормоны белковой природы и их производные.
Таким образом осуществляется их регуляторная функция. Для нормальной жизнедеятельности организма человека и хорошего усвоения пищи, человеческий организм должен получать все питательные вещества в определенных соотношениях. Например, нормальное соотношение белков, жиров и углеводов должно быть 1:1,1:4,1 для молодых мужчин и женщин, занятых умственным трудом, и 1:1,3:5 для тех же людей, если они заняты тяжелым физическим трудом. Эти вещества не имеют одинаковой питательной ценности, и каждая из них имеет свое особенное значение для организма.
При условии дефицита в рационе углеводов и липидов, белок используется как источник энергии. При окислении 1 г белка, выделяется 4 ккал тепловой энергии.
Для изучения потребности организма в белках вычисляют их баланс, то есть, сравнивают количество белков, которое поступило в организм, с количеством выделенных продуктов их распада.
Биологическая
ценность белков определяется аминокислотным
составом, в частности наличием незаменимых
аминокислот, их соотношением и
интенсивностью взаимодействия их с
пищеварительными ферментами.
Чем выше
биологическая ценность пищи, тем больше
она соответствует физиологическим
потребностям организма.
Белки в зависимости от их биологической ценности разделяются:
1. Полноценные (биологически ценные белки) – содержат все незаменимые (эссенциальные) аминокислоты.
2. Неполноценные (биологически менее ценные белки) – проявляют дефицит одной или нескольких незаменимых аминокислот.
Незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме, а поступает только с пищей. К эсенциальным аминокислотам относятся: метионин, лизин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин и валин, а также гистидин и аргинин, которые не синтезирует детский организм.
Поступление
заменимых аминокислот в организм должно
быть также в достаточном количестве,
так как при их недостатке в рационе для
образования белков тканей используются
в большем количестве незаменимые
аминокислоты. Таким образом, большое
значение имеет не только сбалансированность
заменимых и незаменимых аминокислот,
но и их соотношение.
Нормы употребления незаменимых аминокислот, которые обеспечивают их сбалансированность следующие (г/сутки): триптофана – 1, лейцина – 4 − 6, изолейцина – 3 − 4, метионина – 2 − 4, фенилаланина – 2 − 4, лизина – 3 − 5, треонина – 2 − 3, валина – 4, гистидина – 1,5 − 2, аргинина – 6.
Нормы потребления заменимых аминокислот (г/сутки): цистеина – 2 − 3, тирозина – 3 − 4, аланина – 3, серина – 3, глутаминовой кислоты – 16, аспарагиновой кислоты – 6, пролина – 5, глицина – 3.
Установленные уровни употребления не являются постоянными. Потребность в них возрастает во время беременности, инфекционных заболеваниях, недостатке витаминов, тяжёлых физических нагрузках.
Источниками
биологически ценных продуктов является
молоко и молочные продукты, яйца, мясо,
рыба, печень и субпродукты первой
категории. Продукты растительного
происхождения по отношению к биологической
ценности, значительно уступают продуктам
животного происхождения.
Важным показателем биологической ценности белков является их свойство подвергаться гидролизу в желудочно-кишечном тракте. Белки животного происхождения перевариваются лучше, чем растительного. В среднем, белки пищи животного происхождения усваиваются на 97 %, растительного – только на 83 −85 %. Это обусловлено значительным содержанием балластных веществ в продуктах растительного происхождения. Для более полного использования белков организмом необходимо ликвидировать их антипротеазную, антивитаминную активность и аллергизованное действие, что достигается достаточной тепловой обработкой. Чрезмерная тепловая обработка (например, жарка) ухудшает усваиваемость белков вследствие их чрезмерной денатурации, которая усложняет проникновение ферментов.
Во
время выбора источников белка в пищевом
рационе следует учитывать, что при
наличии в них нуклеопротеинов, в пищевом
тракте высвобождаются нуклеиновые
кислоты. Конечным продуктом обмена этих
соединений в тканях является мочевая
кислота.
Из-за
плохой
растворимости
она может задерживаться в организме,
особенно если ограничена физическая
активность, что способствует развитию
подагры.
белки,жиры,углеводы,витамины,их физиологическая роль и биологическая ценность.
Белки.Биологическая ценность белка зависит от его аминокислотного состава и других структурных особенностей. Чем ближе по составу аминокислот употребляемый в пищу белок к составу белков организма, тем выше его биологическая ценность. При отсутствии необходимого количества незаменимых аминокислот наряду с нарушением синтеза белка наблюдаются и некоторые расстройства, зависящие от специфического значения данной аминокислоты в организме. Так, например, метионин, содержащийся в молоке и молочных продуктах, имеет большое значение для обеспечения защитных функций печени (предупреждает жировое перерождение печени).
В
зависимости от содержания незаменимых
аминокислот белки условно делят на
полноценные (белки всех молочных
продуктов и животного происхождения)
и неполноценные (белки растений).
Однако
это не значит, что безмясное питание
будет неполноценным. Используя различные
сочетания растительных белков, можно
пополнить до нормы недостаток аминокислот
в отдельных продуктах.
Сравнительная биологическая ценность белков характеризуется следующими цифрами:
— белки молока — 100 единиц (условно),
— белки мяса и рыбы — 90,
— картофеля — 80,
— овса, ржаного хлеба — 75,
— гороха— 55,
— пшеницы — 50.
Жиры.Жиры являются носителями ряда биологически активных веществ. Наибольшей биологической активностью обладают полиненасыщенные жирные кислоты, комплекс которых называется фактором F (биологическое значение его приравнивается к витаминам).Жиры необходимы для нормального усвоения кальция, магния, каротина, жирорастворимых витаминов.Жиры с преимущественным содержанием полиненасыщенных жирных кислот понижают возбудимость коры головного мозга. Преимущественное содержание насыщенных кислот ведет к повышению ее возбудимости.
Одним
из важнейших факторов, определяющих
ценность жиров, следует считать
способность входящих в их состав жирных
кислот обеспечивать синтез структурных
компонентов клеточных мембран.
С этой
точки зрения особенно полезно употребление
оливкового масла.К группе жиров относятся
также жироподобные вещества—холестерин
и лецитин.
Углеводы.Главная функция, которую выполняют углеводы,— снабжение организма энергией. Потребность в них зависит от энергетических затрат организма. Углеводам в последнее время придается очень большое значение.Чистым углеводом является сахар, однако против его употребления восстают теперь не только натуропаты, но и специалисты по питанию всех направлений.
Витамины.Биологическое значение витаминов для организма человека очень велико. Характер их действия разносторонен и связан с работой всех систем организма. Они активизируют обменные процессы, усиливают сопротивление организма болезням, повышают трудоспособность человека.
Каждый из витаминов выполняет определенную функцию.
Витамин
А (ретинол), источниками которого являются
мясо, рыба, рыбий жир, молоко, яйца,
растительная пища (в виде каротина),
участвует в функциях, связанных с ростом
и обменом.
Его недостаток ведет к
прекращению роста, заболеваниям глаз.
Витамин D (кальцеферол) содержится в рыбьем жире, масле, яйцах, молоке, ростках зерен и участвует в регуляции кальциево-фосфорного обмена. Недостаток витамина D у детей ведет к размягчению костей, недоразвитию зубов и рахиту, у взрослых вызывает плохое самочувствие вследствие воздействия на кровь.
Витамин Е (токоферол) содержится в зерновых, растительных маслах, соевых бобах, листовой зелени. Обладает противоокислительными свойствами, защищает витамин А от окисления, участвует в энергетическом обмене, белковом обмене и обмене нуклеиновых кислот.
Витамины группы К содержатся в капусте, шпинате, крапиве, картофеле, стручковых. Воздействуют на образование в крови протромбина, синтезируются в организме; недостаток приводит к склонности к кровотечению и плохой свертываемости крови.
Источником
витамина В1 являются мясо, печень, почки,
ржаной хлеб, ячмень, пшеничные ростки,
дрожжи, соевые бобы, картофель, стручковые,
все виды овощей.
Встречается в комплексе
витаминов В, которые являются необходимым
звеном в регуляции обмена. Если не
хватает одного из компонентов комплекса,
нарушается действие клеточных ферментов.
Недостаток приводит к плохому самочувствию,
потере веса, аппетита, понижению
умственной и физической работоспособности,
нервозности. Разрушается в присутствии
соли.
Витамин В2 (рибофлавин),— источником являются молоко, яйца, дрожжи, зерновые, орехи, овощи,— участвует в клеточном обмене и процессах дыхания, в формировании кожи и слизистых оболочек, особенно желудочно-кишечного тракта. Недостаток приводит к вялости, утомляемости, бессоннице, ослаблению зрения, неврастении, нарушению пищеварительных процессов, задержке роста, выпадению волос, повреждению кожи и слизистых оболочек. Крайне необходим в период беременности и кормления.
Витамин
В6 (пиродоксин) содержится в дрожжах,
молоке, печени. Участвует в клеточном
обмене, особенно белковом, влияет на
деятельность нервной системы. При
недостатке появляются болезненные
явления, как и при никотинамиде (пеллагра).
Витамин В12 (цианкоболамин) содержится в продуктах животного происхождения и участвует в создании клеточного вещества и образовании красных кровяных телец, нормализует деятельность центральной нервной системы.
Витамин В9 (фолиевая кислота), который мы получаем из дрожжей, почек, печени, свежих овощей и зелени, бобовых, вместе с витамином В12 участвует в регуляции кроветворения и белкового обмена, стимулирует рост, уменьшает отложение жира во внутренних органах. Недостаток может возникнуть при длительном приеме антибиотиков и алкоголя. Неустойчив к нагреванию.
Витамин В15 (панангиновая кислота) содержится в дрожжах, семенах растений, рисовых отрубях, капустном и картофельном соках, овощах, фруктах. Улучшает жировой обмен. Применяется при лечении сердца и сосудов. Применяется для профилактики язвы двенадцатиперстной кишки.
Витамином
Р богаты цитрусовые, смородина, шиповник,
красный перец. Способствует усвоению
витамина С. Недостаток приводит к
хрупкости капилляров.
Витамин РР (никотинамид), источником являются зерновые, дрожжи, печень, почки. Является составной частью ферментов, участвующих в углеводном обмене. Влияет на образование кожи, слизистой оболочки и на деятельность нервной системы. При недостатке развиваются нарушения пищеварительного тракта, потеря аппетита, тошнота, понос, воспаление кожи и слизистой оболочки, депрессия, растерянность.
Пантотеновая кислота содержится в дрожжах, отрубях, ячмене, желтке, молоке, фруктах, зерновых, зеленых овощах, стручковых. Участвует в функциях печени, надпочечников; недостаток приводит к нарушению их работы.
Витамином
С (аскорбиновая кислота) богаты шпинат,
капуста, салат, помидоры, морковь,
шиповник, облепиха, черная смородина,
клубника, рябина, лимоны, апельсины.
Играет роль в деятельности
клеточных
ферментов, участвует в обмене веществ.
Способствует уплотнению капилляров,
укрепляет защитные силы организма в
борьбе с инфекциями, поддерживает
эластичность соединительной ткани,
влияет на жизнедеятельность костной
ткани и ткани зубов, способствует
усвоению организмом железа.
Недостаток вызывает плохое самочувствие, снижение умственной и физической работоспособности, нарушение функций желудочно-кишечного тракта, повышает чувствительность к простуде и инфекциям. Табачный дым снижает его содержание в организме.
4.Обмен веществ и энергии:понятие о суточных энергозатратах организма,калорийность пищи.
Обмен веществ и энергии — это совокупность физических, химических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в живых организмах, а также обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой. Обмен веществ у живых организмов заключается в поступлении из внешней среды различных веществ, в превращении и использовании их в процессах жизнедеятельности и в выделении образующихся продуктов распада в окружающую среду.
Все
происходящие в организме преобразования
вещества и энергии объединены общим
названием — метаболизм (обмен веществ).
На клеточном уровне эти преобразования
осуществляются через сложные
последовательности реакций, называемые
путями метаболизма, и могут включать
тысячи разнообразных реакций.
Эти
реакции протекают не хаотически, а в
строго определенной последовательности
и регулируются множеством генетических
и химических механизмов. Метаболизм
можно разделить на два взаимосвязанных,
но разнонаправленных процесса: анаболизм
(ассимиляция) и катаболизм (диссимиляция).
Суточный расход энергии
Суточный
расход энергии у здорового человека
значительно превышает величину основного
обмена и складывается из следующих
компонентов: основного обмена; рабочей
прибавки, т.е. энергозатрат, связанных
с выполнением той или иной работы;
специфического-динамического действия
пищи. Совокупность компонентов суточного
расхода энергии составляет рабочий
обмен. Мышечная работа существенно
изменяет интенсивность обмена. Чем
интенсивнее выполняемая работа, тем
выше затраты энергии. Степень энергетических
затрат при различной физической
активности определяется коэффициентом
физической активности — отношением
общих энергозатрат на все виды деятельности
в сутки к величине основного обмена.
Калорийность пищевого рациона должна соответствовать энергетическим затратам организма, которые определяются видом трудовой деятельности.
Учитывается
калорическая ценность питательных
веществ, для этого используются
специальные таблицы, в которых указано
процентное содержание в продуктах
белков, жиров и углеводов и калорийность
100 г продукта.Используется закон
изодинамии питательных веществ, т. е.
взаимозаменяемость белков, жиров и
углеводов, исходя из их энергетической
ценности. Например, 1 г жира (9,3 ккал)
можно заменить 2,3 г белка или углеводов.
Однако такая замена возможна только на
короткое время, так как питательные
вещества выполняют не только энергетическую,
но и пластическую функции.В пищевом
рационе должно содержаться оптимальное
для данной группы работников количество
белков, жиров и углеводов, например, для
работников 1-й группы в суточном рационе
должно быть 80 -120 г белка, 80 -100 г жира, 400
— 600 г углеводов.Соотношение в пищевом
рационе количества белков, жиров и
углеводов должно быть 1:1,2:4.
Пищевой
рацион должен полностью удовлетворять
потребность организма в витаминах,
минеральных солях и воде, а также
-одержать все незаменимые аминокислоты
(полноценные белки).Не менее одной трети
суточной нормы белков и жиров должно
поступать в организм в виде продуктов
животного происхождения.Необходимо
учитывать правильное распределение
калорийности рациона по отдельным
приемам пищи. Первый завтрак должен
содержать примерно 25-30% всего суточного
рациона, з торой завтрак — 10-15%, обед 40 —
45% и ужин — 15-20%.
1.1: Введение в питание — Медицина LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 8675
- Гавайский университет
- Гавайский университет в Маноа
Глава Развитие навыков
- Описание основных концепций питания
- Опишите факторы, влияющие на ваши потребности в питании
- Описать важность исследований и научных методов для понимания питания
`О ке кахуа ма муа, ма надежда ке кукулу
Сначала идет фундамент, затем здание
Рисунок \(\PageIndex{1}\): Изображение Джима Холлиера / CC BY 4.
0.Питательные вещества – это вещества, необходимые организму для выполнения его основных функций. Большинство питательных веществ должно быть получено из нашего рациона, поскольку человеческий организм не синтезирует и не производит их. Питательные вещества выполняют одну или несколько из трех основных функций: они обеспечивают энергию, вносят вклад в структуру тела и/или регулируют химические процессы в организме. Эти основные функции позволяют нам обнаруживать окружающую среду и реагировать на нее, двигаться, выделять отходы, дышать (дышать), расти и размножаться.
Существует шесть классов питательных веществ, необходимых организму для функционирования и поддержания общего состояния здоровья. Это: углеводов, липидов, белков, воды, витаминов и минералов. Питательные продукты обеспечивают организм питательными веществами. Продукты также могут содержать различные непитательные вещества. Некоторые непитательные вещества, такие как антиоксиданты (содержащиеся во многих растительных продуктах), полезны для организма, в то время как другие, такие как природные токсины (распространенные в некоторых растительных продуктах) или добавки (например, некоторые красители и консерванты, содержащиеся в обработанных пищевых продуктах), потенциально вредны.
.
Макроэлементы
Питательные вещества, которые необходимы в больших количествах, называются макроэлементами. Существует три класса макронутриентов: углеводы, липиды и белки. Макронутриенты — это соединения на основе углерода, которые могут метаболически перерабатываться в клеточную энергию посредством изменений в их химических связях. Химическая энергия преобразуется в клеточную энергию, известную как ATP , которая используется организмом для выполнения работы и выполнения основных функций.
Количество энергии, которое человек ежедневно потребляет, в основном состоит из трех макронутриентов. Энергия пищи измеряется в килокалориях. Для простоты использования этикетки продуктов питания указывают количество энергии в пище в «калориях», что означает, что каждая калория фактически умножается на одну тысячу, чтобы получить килокалорию. (Примечание: используя научную терминологию, «калория» (с большой буквы «C») эквивалентна килокалории. Следовательно: 1 килокалория = 1 калория — 1000 калорий
Вода также является макроэлементом в том смысле, что организм нуждается он содержится в больших количествах, но в отличие от других макроэлементов не содержит углерода и не дает энергии.
Примечание. Потребление алкоголя также добавляет энергии (калорий) в рацион в размере 7 килокалорий/грамм, поэтому его необходимо учитывать при ежедневном потреблении энергии. Однако алкоголь не считается «питательным веществом», потому что он не способствует основным функциям организма и на самом деле содержит вещества, которые должны расщепляться и выводиться из организма для предотвращения токсических эффектов.
Рисунок \(\PageIndex{2}\): Макронутриенты: углеводы, липиды, белки и вода.Углеводы
Углеводы — это молекулы, состоящие из углерода, водорода и кислорода, которые обеспечивают организм энергией. Основными пищевыми источниками углеводов являются молоко, злаки, фрукты и крахмалистые овощи, такие как картофель. Некрахмалистые овощи также содержат углеводы, но в меньшем количестве. Углеводы в целом подразделяются на две формы в зависимости от их химической структуры: простые углеводы (часто называемые простыми сахарами) и сложные углеводы.
Простые углеводы состоят из одной или двух основных сахарных единиц, связанных вместе.
Их научные названия — «моносахариды» (1 единица сахара) и дисахариды (2 единицы сахара). Они очень быстро расщепляются и всасываются в пищеварительном тракте и обеспечивают быстрый прилив энергии в организм. Примеры простых сахаров включают дисахаридную сахарозу, тип сахара, который вы бы съели в миске на столе для завтрака, и моносахаридную глюкозу, наиболее распространенный тип топлива для большинства организмов, включая человека. Глюкоза является основным сахаром, который циркулирует в крови для обеспечения клеток энергией. Термины «сахар в крови» и «глюкоза в крови» могут быть заменены друг другом.
Сложные углеводы представляют собой длинные цепочки единиц сахара, которые могут соединяться в прямую или разветвленную цепь. Во время пищеварения организм расщепляет усваиваемые сложные углеводы на простые сахара, в основном глюкозу. Затем глюкоза всасывается в кровоток и транспортируется во все наши клетки, где она хранится, используется для производства энергии или используется для построения макромолекул.
Клетчатка также является сложным углеводом, но не может расщепляться пищеварительными ферментами в кишечнике человека. В результате он проходит через пищеварительный тракт непереваренным, если только бактерии, населяющие толстую или толстую кишку, не разрушат его.
Один грамм легкоусвояемых углеводов дает 4 килокалории энергии клеткам организма для выполнения работы. Помимо обеспечения энергией и использования в качестве строительных блоков для более крупных макромолекул, углеводы необходимы для правильного функционирования нервной системы, сердца и почек. Как уже упоминалось, глюкоза может храниться в организме для будущего использования. У людей запасная молекула углеводов называется гликогеном, а у растений – крахмалом. Гликоген и крахмал являются сложными углеводами.
Липиды
Липиды также представляют собой семейство молекул, состоящих из углерода, водорода и кислорода, но в отличие от углеводов они нерастворимы в воде. Липиды содержатся преимущественно в сливочном масле, маслах, мясе, молочных продуктах, орехах и семенах, а также во многих обработанных пищевых продуктах.
Три основных типа липидов — это триглицериды (триацилглицеролы), фосфолипиды и стеролы. Основная работа триацилглицеролов заключается в обеспечении или хранении энергии. Липиды дают больше энергии на грамм, чем углеводы (9килокалорий на грамм липидов против 4 килокалорий на грамм углеводов). В дополнение к хранению энергии липиды служат основным компонентом клеточных мембран, окружают и защищают органы (в тканях, запасающих жир), обеспечивают изоляцию, помогая регулировать температуру. Фосфолипды и стеролы имеют несколько иную химическую структуру и используются для регуляции многих других функций в организме.
Белки
Белки представляют собой макромолекулы, состоящие из цепочек основных субъединиц, называемых аминокислотами. Аминокислоты состоят из углерода, кислорода, водорода и азота. Пищевые источники белков включают мясо, молочные продукты, морепродукты и различные растительные продукты, в первую очередь сою. Слово «белок» происходит от греческого слова, означающего «первостепенное значение», что является подходящим описанием этих макронутриентов; они также известны в просторечии как «рабочие лошадки» жизни.
Белки обеспечивают основную структуру костей, мышц и кожи, ферментов и гормонов и играют роль в проведении большинства химических реакций, происходящих в организме. По оценкам ученых, в организме человека существует более ста тысяч различных белков. Генетические коды в ДНК — это, по сути, белковые рецепты, определяющие порядок, в котором 20 различных аминокислот соединяются друг с другом, образуя тысячи конкретных белков. Поскольку аминокислоты содержат углерод, они могут использоваться организмом для получения энергии и обеспечивают 4 килокалории энергии на грамм; однако обеспечение энергией не является самой важной функцией белка.
Вода
Есть еще одно питательное вещество, которое нам необходимо в больших количествах: вода. Вода не содержит углерода, но состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода на молекулу воды. Более 60 процентов от общей массы тела составляет вода. Без воды ничто не могло бы попасть в тело или выйти из него, химические реакции не происходили бы, органы не были бы амортизированы, а температура тела колебалась бы в широких пределах.
В среднем взрослый человек потребляет чуть более двух литров воды в день как с пищей, так и с питьем. Поскольку вода так важна для основных жизненных процессов, общее потребление и отдача воды имеют первостепенное значение. Эта тема будет подробно рассмотрена в главе 4.
| Питательные вещества | Основная функция |
|---|---|
| Углеводы | Обеспечивают организм готовым источником энергии (4 килокалории/грамм) и структурными компонентами для формирования клеток. |
| Жир | Обеспечивает накопленную энергию для организма (9 килокалорий/грамм), действует как структурный компонент клеток, а также как сигнальные молекулы для правильной клеточной коммуникации. Он обеспечивает изоляцию жизненно важных органов и работает для поддержания температуры тела. |
| Белок | Необходим для формирования тканей и органов, восстановления клеток и производства гормонов и ферментов. Обеспечение энергией, но не основной функцией (4 килокалории/грамм) |
| Вода | Транспортирует необходимые питательные вещества ко всем частям тела, транспортирует отходы для утилизации и помогает регулировать температуру тела |
| Минералы | Регулируют процессы в организме, необходимы для правильного функционирования клеток и входят в состав тканей организма. |
| Витамины | Регулирует процессы в организме и способствует нормальному функционированию систем организма. |
Микронутриенты
Микронутриенты также необходимы для выполнения функций организма, но они требуются организму в меньших количествах. Микронутриенты включают все незаменимых минерала и витаминов . Существует шестнадцать незаменимых минералов и тринадцать незаменимых витаминов (полный список и их основные функции см. в таблице \(\PageIndex{1}\) и таблице \(\PageIndex{2}\)).
В отличие от углеводов, липидов и белков микроэлементы не являются источником энергии (калорий) для организма. Вместо этого они играют роль кофакторов или компонентов ферментов (то есть коферментов), которые облегчают химические реакции в организме. Они участвуют во всех аспектах функций организма: от производства энергии до переваривания питательных веществ и построения макромолекул. Микронутриенты играют много важных ролей в организме.
Минералы
Минералы представляют собой твердые неорганические вещества, которые образуют кристаллы и классифицируются в зависимости от того, сколько их нам нужно.
Микроэлементы, такие как молибден, селен, цинк, железо и йод , требуются всего в нескольких миллиграммах или меньше. Макроминералы, такие как кальций, магний, калий, натрий и фосфор , требуются в сотнях миллиграммов. Многие минералы имеют решающее значение для функции ферментов, в то время как другие используются для поддержания водного баланса, построения костной ткани, синтеза гормонов, передачи нервных импульсов, сокращения и расслабления мышц и защиты от вредных свободных радикалов в организме, которые могут вызвать проблемы со здоровьем, такие как рак. .
| Минералы | Основные функции |
|---|---|
| Макро | |
| Натрий | Баланс жидкости, нервная передача, сокращение мышц |
| Хлорид | Баланс жидкости, выработка желудочного сока |
| Калий | Баланс жидкости, нервная передача, сокращение мышц |
| Кальций | Поддержание здоровья костей и зубов, нервная передача, сокращение мышц, свертывание крови |
| Фосфор | Поддержание здоровья костей и зубов, кислотно-щелочной баланс |
| Магний | Производство белка, нервная передача, сокращение мышц |
| Сера | Производство белка |
| След | |
| Железо | Переносит кислород, помогает в производстве энергии |
| Цинк | Производство белков и ДНК, заживление ран, рост, функция иммунной системы |
| Йод | Производство гормонов щитовидной железы, рост, метаболизм |
| Селен | Антиоксидант |
| Медь | Коэнзим, метаболизм железа |
| Марганец | Коэнзим |
| Фтор | Поддержание здоровья костей и зубов, профилактика кариеса |
| Хром | Помогает инсулину в метаболизме глюкозы |
| Молибден | Коэнзим |
Витамины
Тринадцать витаминов подразделяются на водорастворимые и жирорастворимые.
К водорастворимым витаминам относятся витамин С и все витамины группы В, из которых включают тиамин, рибофлавин, ниацин, пантотеновую кислоту, пиридоксин, биотин, фолиевую кислоту и кобаламин. Жирорастворимые витамины: A, D, E и K . Витамины необходимы для выполнения многих функций в организме, таких как помощь в производстве энергии, создание эритроцитов, синтез костной ткани и поддержание нормального зрения, функции нервной системы и функции иммунной системы.
Дефицит витаминов может вызвать серьезные проблемы со здоровьем и даже смерть. Например, дефицит ниацина вызывает болезнь под названием пеллагра, которая была распространена в начале двадцатого века в некоторых частях Америки. Общие признаки и симптомы пеллагры известны как «4D — диарея, дерматит, слабоумие и смерть». Пока ученые не обнаружили, что лучшее питание облегчает симптомы пеллагры, многие люди с этим заболеванием оказывались в психиатрических больницах в ожидании смерти. Также было обнаружено, что другие витамины предотвращают определенные расстройства и заболевания, такие как цинга (витамин С), куриная слепота (витамин А) и рахит (витамин D).
| Витамины | Основные функции |
|---|---|
| Водорастворимый | |
| Тиамин (B1) | Коэнзим, помощь в энергетическом метаболизме |
| Рибофлавин (В2) | Коэнзим, помощь в энергетическом метаболизме |
| Ниацин (B3) | Коэнзим, помощь в энергетическом метаболизме |
| Пантотеновая кислота (B5) | Коэнзим, помощь в энергетическом метаболизме |
| Пиридоксин (B6) | Коэнзим, помощь в синтезе аминокислот |
| Биотин (B7) | Коэнзим, метаболизм аминокислот и жирных кислот |
| Фолат (B9) | Коэнзим, необходимый для роста |
| Кобаламин (B12) | Коэнзим, синтез эритроцитов |
| С (аскорбиновая кислота) | Синтез коллагена, антиоксидант |
| Жирорастворимые | |
| А | Зрение, репродукция, функция иммунной системы |
| Д | Поддержание здоровья костей и зубов, функция иммунной системы |
| Е | Антиоксидант, защита клеточных мембран |
| К | Поддержание здоровья костей и зубов, свертывание крови |
Участник
Гавайский университет в Маноа Программа пищевых наук и питания человека: Эллисон Калабрезе, Шерил Гибби, Билли Мейнке, Мари Кайноа Фиалковски Ревилла и Алан Титченал
Эта страница под названием 1.
1: Introduction to Nutrition распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Гавайским университетом.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Автор
- Гавайский университет в Маноа
- Лицензия
- CC BY-NC-SA
- Версия лицензии
- 4,0
- Показать оглавление
- нет
- Теги
- макроэлементы
Essential Nutrients — Nutrition Essentials
Перейти к содержимому
- Шесть основных питательных веществ
- Макронутриенты и микроэлементы
- Рекомендации по питанию для американцев
Продукты, которые мы едим, содержат питательные вещества.
Питательные вещества – это вещества, необходимые организму для выполнения его основных функций. Питательные вещества должны поступать из нашего рациона, поскольку человеческий организм не может их производить. Питательные вещества выполняют одну или несколько из трех основных функций: они обеспечивают энергию, вносят вклад в структуру тела и/или регулируют химические процессы в организме. Эти основные функции позволяют нам обнаруживать окружающую среду и реагировать на нее, двигаться, выделять отходы, дышать, расти и размножаться. Существует шесть классов питательных веществ, необходимых для функционирования организма и поддержания общего состояния здоровья. Это углеводы, липиды, белки, вода, витамины и минералы. Продукты также содержат непитательные вещества, которые могут быть вредными, такие как природные токсины, распространенные в растительных продуктах, и добавки, такие как некоторые красители и консерванты, или полезные, такие как антиоксиданты.
| Белок | Необходим для формирования тканей, восстановления клеток и производства гормонов и ферментов. Это необходимо для построения сильных мышц и здоровой иммунной системы. |
| Углеводы | Обеспечьте организм готовым источником энергии и структурными компонентами для формирования клеток. |
| Жир | Обеспечивает накопленную энергию для организма, функционирует как структурные компоненты клеток и сигнальные молекулы для правильной клеточной коммуникации. Он обеспечивает изоляцию жизненно важных органов и работает для поддержания температуры тела. |
| Витамины | Регулирует процессы в организме и способствует нормальному функционированию систем организма. |
| Минералы | Регулируют процессы в организме, необходимы для правильного функционирования клеток и входят в состав тканей организма. |
| Вода | Транспортирует необходимые питательные вещества ко всем частям тела, транспортирует отходы для утилизации и помогает поддерживать температуру тела. |
Питательные вещества, которые необходимы в больших количествах, называются макроэлементами. Существует три класса макронутриентов: углеводы, липиды и белки. Они могут метаболически перерабатываться в клеточную энергию. Энергия макроэлементов исходит от их химических связей. Эта химическая энергия преобразуется в клеточную энергию, используемую для выполнения работы, позволяя нашим телам выполнять свои основные функции. Единицей измерения пищевой энергии является калория. На этикетках продуктов питания количество, указанное для «калорий», фактически эквивалентно каждой калории, умноженной на одну тысячу. Килокалория (калория) — это количество тепла, выделяемого определенным макроэлементом, которое повышает температуру 1 килограмма воды на 1 градус Цельсия. На панели «Факты о питании» калории в конкретном продукте выражаются в килокалориях, которые обычно обозначаются как «калории» с заглавной «C» (1 ккал = 1 калория = 1000 калорий). Вода также является макроэлементом в том смысле, что вам требуется ее большое количество, но, в отличие от других макроэлементов, она не дает калорий.
Углеводы представляют собой молекулы, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Основными пищевыми источниками углеводов являются зерновые, молоко, фрукты и крахмалистые овощи, такие как картофель. Некрахмалистые овощи также содержат углеводы, но в меньшем количестве. Углеводы в целом подразделяются на две формы в зависимости от их химической структуры: простые углеводы, простые сахара и сложные углеводы.
Простые углеводы состоят из одной или двух основных единиц. Примеры простых сахаров включают сахарозу, тип сахара, который вы бы съели в миске на столе для завтрака, и глюкозу, тип сахара, который циркулирует в вашей крови.
Сложные углеводы представляют собой длинные цепочки простых сахаров, которые могут быть неразветвленными или разветвленными. Во время пищеварения организм расщепляет усваиваемые сложные углеводы на простые сахара, в основном глюкозу. Затем глюкоза транспортируется во все наши клетки, хранится, используется для производства энергии или используется для построения макромолекул.
Клетчатка также является сложным углеводом, но пищеварительные ферменты не могут расщепить ее в кишечнике человека. В результате он проходит через пищеварительный тракт непереваренным, если только бактерии, населяющие толстую или толстую кишку, не разрушат его.
Один грамм легкоусвояемых углеводов дает четыре килокалории энергии, необходимой клеткам тела для выполнения работы. Помимо обеспечения энергией и использования в качестве строительных блоков для более крупных макромолекул, углеводы необходимы для правильного функционирования нервной системы, сердца и почек. Как уже упоминалось, глюкоза может храниться в организме для будущего использования. У людей запасная молекула углеводов называется гликогеном, а у растений – крахмалом. Гликоген и крахмал являются сложными углеводами.
Белки представляют собой макромолекулы, состоящие из цепочек субъединиц, называемых аминокислотами. Аминокислоты представляют собой простые субъединицы, состоящие из углерода, кислорода, водорода и азота.
Пищевые источники белков включают мясо, молочные продукты, морепродукты и различные растительные продукты, в первую очередь сою. Слово «белок» происходит от греческого слова, означающего «первостепенное значение», что является подходящим описанием этих макронутриентов; они также известны в просторечии как «рабочие лошадки» жизни. Белки обеспечивают четыре килокалории энергии на грамм; однако обеспечение энергией не является самой важной функцией белка. Белки обеспечивают структуру костей, мышц и кожи и играют роль в проведении большинства химических реакций, происходящих в организме. По оценкам ученых, в организме человека существует более ста тысяч различных белков. Генетические коды в ДНК — это, по сути, белковые рецепты, определяющие порядок, в котором 20 различных аминокислот соединяются друг с другом, образуя тысячи конкретных белков.
Липиды также представляют собой семейство молекул, состоящих из углерода, водорода и кислорода, но они нерастворимы в воде, в отличие от углеводов.
Липиды содержатся преимущественно в сливочном масле, маслах, мясе, молочных продуктах, орехах, семенах и обработанных пищевых продуктах. Три основных типа липидов — это триглицериды (триацилглицеролы), фосфолипиды и стеролы. Основной задачей липидов является обеспечение или хранение энергии. Липиды дают больше энергии на грамм, чем углеводы (девять килокалорий на грамм липидов против четырех килокалорий на грамм углеводов). В дополнение к хранению энергии липиды служат основным компонентом клеточных мембран, окружают и защищают органы (в тканях, запасающих жир), обеспечивают изоляцию, помогая регулировать температуру и регулируют многие другие функции организма.
Есть еще одно питательное вещество, которое нам необходимо в больших количествах: вода. Вода не содержит углерода, но состоит из двух атомов водорода и одного кислорода на молекулу воды. Более 60 процентов от общей массы тела составляет вода. Без него ничего нельзя было бы транспортировать в тело или из тела, не происходили бы химические реакции, органы не были бы амортизированы, а температура тела колебалась бы в широких пределах.
В среднем взрослый человек потребляет чуть более двух литров воды в день вместе с едой и питьем. Поскольку вода так важна для основных жизненных процессов, количество поступающей и выводимой воды имеет большое значение, и эту тему мы подробно рассмотрим 9.0032
Микронутриенты — это питательные вещества, необходимые организму в меньших количествах, но все же необходимые для выполнения функций организма. Микронутриенты включают в себя все необходимые минералы и витамины. Есть шестнадцать основных минералов и тринадцать витаминов. В отличие от углеводов, липидов и белков, микронутриенты не являются источниками энергии (калорий), но они участвуют в этом процессе в качестве кофакторов или компонентов ферментов (то есть коферментов). Ферменты — это белки, которые катализируют химические реакции в организме и участвуют во всех аспектах функций организма, от производства энергии до переваривания питательных веществ и построения макромолекул. Микронутриенты играют много важных ролей в организме.
Минералы — это твердые неорганические вещества, которые образуют кристаллы и классифицируются в зависимости от того, сколько их нам нужно. Микроэлементы, такие как молибден, селен, цинк, железо и йод, требуются всего в нескольких миллиграммах или меньше. Макроминералы, такие как кальций, магний, калий, натрий и фосфор, требуются в сотнях миллиграммов. Многие минералы имеют решающее значение для функции ферментов. Другие используются для поддержания водного баланса, построения костной ткани, синтеза гормонов, передачи нервных импульсов, сокращения и расслабления мышц и защиты от вредных свободных радикалов в организме, которые могут вызвать проблемы со здоровьем, такие как рак.
| Минералы | Основные функции |
| Макро | |
| Натрий | Баланс жидкости, нервная передача, сокращение мышц |
| Хлорид | Баланс жидкости, выработка желудочного сока |
| Калий | Баланс жидкости, нервная передача, сокращение мышц |
| Кальций | Поддержание здоровья костей и зубов, нервная передача, сокращение мышц, свертывание крови |
| Фосфор | Поддержание здоровья костей и зубов, кислотно-щелочной баланс |
| Магний | Производство белка, нервная передача, сокращение мышц |
| Сера | Производство белка |
| След | |
| Железо | Переносит кислород, помогает в производстве энергии |
| Цинк | Производство белков и ДНК, заживление ран, рост, функция иммунной системы |
| Йод | Производство гормонов щитовидной железы, рост, метаболизм |
| Селен | Антиоксидант |
| Медь | Коэнзим, метаболизм железа |
| Марганец | Коэнзим |
| Фтор | Поддержание здоровья костей и зубов, профилактика кариеса |
| Хром | Помогает инсулину в метаболизме глюкозы |
| Молибден | Коэнзим |
Тринадцать витаминов делятся на водорастворимые и жирорастворимые.
К водорастворимым витаминам относятся витамин С и все витамины группы В, включая тиамин, рибофлавин, ниацин, пантотеновую кислоту, пиридоксин, биотин, фолиевую кислоту и кобаламин. К жирорастворимым витаминам относятся A, D, E и K. Витамины необходимы для выполнения многих функций в организме, таких как образование эритроцитов, синтез костной ткани, нормальное зрение, функционирование нервной системы и иммунной системы. функция.
| Витамины | Основные функции |
| Водорастворимый | |
| Тиамин (B1) | Коэнзим, помощь в энергетическом метаболизме |
| Рибофлавин (В2) | Коэнзим, помощь в энергетическом метаболизме |
| Ниацин (B3) | Коэнзим, помощь в энергетическом метаболизме |
| Пантотеновая кислота (B5) | Коэнзим, помощь в энергетическом метаболизме |
| Пиридоксин (B6) | Коэнзим, помощь в синтезе аминокислот |
| Биотин (B7) | Метаболизм коферментов, аминокислот и жирных кислот |
| Фолат (B9) | Коэнзим, необходимый для роста |
| Кобаламин (B12) | Коэнзим, синтез эритроцитов |
| С (аскорбиновая кислота) | Синтез коллагена, антиоксидант |
| Жирорастворимые | |
| А | Зрение, репродукция, функция иммунной системы |
| Д | Поддержание здоровья костей и зубов, функция иммунной системы |
| Е | Антиоксидант, защита клеточных мембран |
| К | Поддержание здоровья костей и зубов, свертывание крови |
Как узнать, потребляете ли вы необходимое количество макро- и микроэлементов для хорошего здоровья? Каждые 5 лет Министерство здравоохранения и социальных служб США (HHS) и Министерство сельского хозяйства США (USDA) публикуют T Диетические рекомендации для американцев.
Цель состоит в том, чтобы продвигать более здоровые привычки питания для предотвращения хронических заболеваний, таких как болезни сердца, диабет и гипертония. Руководство разработано на основе анализа последних научных исследований и рекомендаций. Ознакомьтесь с приведенной ниже инфографикой о процессе разработки новых рекомендаций по питанию для американцев.
Нажмите на ссылку, чтобы просмотреть текущие рекомендации.
https://www.dietaryguidelines.gov/sites/default/files/2020-12/Dietary_Guidelines_for_Americans_2020-2025.pdf
- Дайте определение и обсудите шесть основных питательных веществ. (Компетенция MCCCD 5)
- Укажите, где можно получить информацию о содержании питательных микроэлементов и макроэлементов в пищевых продуктах? (Компетенция MCCCD 2)
- Откройте для себя рекомендации по питанию для американцев и определите свои уникальные потребности в питательных веществах. (Компетенция MCCCD 4)
- Кратко опишите процесс, необходимый для разработки рекомендаций по питанию для американцев.
