Роль у харчуванні людини основних поживних речовин: білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, мінеральних речовин, води

Серед органічних сполук організму людини особлива роль належить білкам, які складають більше 15 % маси тіла. До складу біл­ків входить вуглець, кисень, водень, фосфор, сірка і азот. Білки є основним пластичним матеріалом для побудови клітин організму.

Структурною одиницею будь-якої білкової молекули є амінокислоти, їх відомо близько 20. З'єднуючись в певній послідовності, амінокислоти утворюють поліпептидні ланцюги, структура яких визначає відмінність одного білка від іншого.

В залежності від просторової структури білкових молекул білки поділяють на фібрилярні, глобулярні і білки проміжного типу.

Характерною особливістю фібрилярних білків є їх схильність до формування поліпептидними ланцюгами довгих, паралельно розташованих волокон. Ці білки нерозчинні у воді і сольових розчинах. До них належать колагени, еластини та інші білки сполучної тканини. Поліпептидні ланцюги глобулярних білків мають згорнуту сферичну форму, більшість їх розчинні у водних і сольових розчинах (альбуміни, глобуліни тощо). До білків проміжної групи належать міозин і фібриноген. Для них характерна фібрилярна структура і в той же час вони розчинні у водно-сольових розчинах.

Білки виконують ряд життєво важливих функцій. Завдяки високій специфічності імуноглобулінів зберігається індивідуальність тканин, органів і організму в цілому, білки беруть безпосередню участь в передачі генетичної інформації, ними представлена більшість ферментів і гормонів. Фібріноген крові забезпечує її зсідання, гемоглобін — бере участь в транспорті кров'ю дихальних газів, білки м'язів забезпечують їх скоротливу функцію, бета- і гама-глобуліни крові використовуються для утворення антитіл (специфічний чинник імунітету).

При вичерпанні запасів вуглеводів та жирів в організмі функцію еиергосубстратів беруть на себе білки. При розщепленні білка з безазотної частини його молекули утворюються вуглеводи, подальше перетворення яких забезпечує виділення енергії. Повне окислення білка (спалювання білка в колориметричних камерах) забезпечує виділення 5,3 ккал енергії. Оскільки окислення білків закінчується на проміжних продуктах (аміак, сечовина тощо), які ще містять у собі певну кількість енергії, то при окисленні 1 г білка в організмі вивільнюється всього 4,1 ккал енергії.

Величину білкового розпаду визначають за величиною виведеного з організму азоту. В білках міститься 16 % азоту. Для визначення кількості білка даного харчового раціону визначають вміст в ньому азоту і отриману величину множать на білковий коефіцієнт (БК) — 6,25. БК показує, що 1 г азоту міститься у 6,25 г білка (100:16). Для визначення показника засвоєного азоту з його загального вмісту в прийнятій їжі віднімають азот, який пройшов через шлунково-кишковий тракт транзитом, тобто азот калу.

Про рівень розпаду білка в організмі судять за величиною азоту, виведеного через нирки (з потом його виводиться незначна частина). Відношення кількості азоту, що надійшов в організм, до кількості азоту, виведеного з сечею, називається азотистим балансом (АБ).

АБ буває позитивний, якщо кількість азоту, що надійшла в організм з їжею, більша кількості виведеного азоту через нирки, або негативним, коли кількість виведеного з організму азоту більша, ніж його надходить з їжею. У випадку, коли кількість виведеного через нирки азоту дорівнює кількості азоту, який надійшов з їжею (без врахування азоту, що не засвоївся), говорять про азотисту рівновагу. Стан азотистої рівноваги характерний для дорослої здорової людини. Позитивний азотистий баланс характерний для дітей, які ростуть, а також для осіб, які тривалий час голодували або хворіли. Негативний азотистий баланс спостерігається в час голодування, при розпаді тканинних білків, викликаних дією великих доз іонізуючого опромінення, при важких хронічних хворобах.

Білки в організмі не можуть відкладатися про запас. Лише незначна кількість їх ненадовго затримується в печінці. Розпад білків в організмі залежить від величини їх надходження з харчовими продуктами. Чим більше білків в їжі, тим більша величина їх розпаду, і навпаки. Таким чином, весь час підтримується азотна рівновага, проте кожен раз на новому рівні, який визначається кількістю білка у прийнятій їжі. При звичайному харчуванні азотна рівновага встановлюється за наявності у їжі 100-110 г білка. Найменшу кількість білка, який повинен бути в прийнятій людиною з їжею і при якій ще підтримується азотна рівновага, називають білковим мінімумом. Його величина — 60 г білка.

Біологічна цінність білка визначається кількістю білка, який синтезується в організмі з 100 г білків їжі. Найбільш висока біологічна цінність білків м'яса, яєць, риби, ікри, молока (70-90 %). Білки рослинного походження мають меншу біологічну цінність (білки житнього хліба, кукурудзи — 60 %, картоплі, дріжджів — 67 %).

При складанні харчового раціону за основу береться не білковий мінімум і не білковий максимум, а білковий оптимум, який повинен по­вністю забезпечити організму комфортне самопочуття, високу працездатність і імунологічну реактивність (опірність до інфекцій). Вважається, що такою оптимальною щодобовою нормою білка для дорослої людини, яка знаходиться в звичайних умовах і виконує легку фізичну роботу, є величина 100-130 г (1,5 г на 1 кг маси). За масою добова норма білків повинна становити 17 % від загальної кількості їжі, а за енергетичною вартістю — 14 %. Не менше 30 % від загальної кількості біл­ків повинні бути білки тваринного походження; в добовому раціоні дорослих тваринні білки повинні складати 40 % від загальної кількості білків, для спортсменів — 50 %, для дітей — 60 %.

Білкова недостатність спричиняє затримку росту і розвитку школярів, зниження опірності організму проти інфекційних захворювань. Надмірне вживання їжі, багатої на білок, може спричинити перезбудження нервової системи, роз виток харчової алергії (висипання на шкірі, запалення слизових оболонок тощо). Вміст білку в раціоні дітей повинно бути більшим, ніж у дорослих (2-3 г на 1 кг маси).

Вуглеводи — це органічні сполуки, до складу яких входить вуглець, водень і кисень. Загальна їх кількість 1 % маси тіла. Вуглеводи відіграють першочергову роль в енергозабезпеченні діяльності (при окисленні 1 г вуглеводів вивільнюється 4,1 ккал енергії), що обумовлено високою швидкістю їх надходження з депо до працюючих органів, а також високою енерговартістю кисню, який іде на окислення вуглеводів (калоричний еквівалент 1 л кисню при окисленні вуглеводів — 5,05 ккал, жирів — 4,7 ккал). Недостатня кількість вуглеводів може зумовити порушення обміну білків і жирів. Надмірне вживання вуглеводів, особливо рафінованих, призводить до збільшення маси тіла, сприяє розвитку карієсу зубів, посилює алергічні реакції.

Вуглеводи надходять в організм з їжею у вигляді полісахаридів (крохмаль, глікоген), дисахаридів (сахароза, лактоза, мальтоза) і моносахаридів (глюкоза, фруктоза, галактоза).

Добова потреба людини у вуглеводах 450-500 г, при виконанні інтенсивної м'язової роботи — 700-1000 г. Норма вуглеводів за вагою повинна становити 60 %, а за енергією 50—60 % від загальної кількості прийнятої їжі.

Переважна більшість поліцукрів надходить в організм у вигляді продуктів з зернових і овочів. Пшеничне і житнє зерно містять в собі багато вітамінів групи В, мінералів і білків. Вітамінів значно більше в продуктах з борошна грубого помолу, у висівках, значно менше у першосортному борошні. Висівки з великим вмістом клітковини є необхідним харчовим компонентом для нормального функціонування кишечнику, вони сприяють видаленню з організму токсичних речовин, попереджують розвиток запалень товстого кишечнику і раку прямої кишки.

До ліпідів відносять групу нерозчинних у воді органічних сполук. Розрізняють прості ліпіди (нейтральні жири, воски, стерини) і складні — гліко- і фосфоліпіди. До фосфоліпідів належить лецетин. що входить до складу нервових клітин (з лецетину утворюється холін, який складає основу ацетилхоліну). До стеринів належить холестерин, статеві гормони, гормони кори наднирків, вітаміни А і В. Нейтральні жири складаються з гліцерину і жирних кислот (олеїнової, пальмітинової та ін.). Загальна кількість ліпідів в організмі людини — 10-20 % від маси тіла, при патологічному ожирінні — 40-50 % і більше. Жирові запаси зосередженні переважно в підшкірній клітковині, жировій тканині (сальнику), навколо нирок і інших внутрішніх органів, а також в печінці та м'язах.

Однією з основних функцій ліпідів є енергетична. При окисленні 1 г жиру вивільнюється 9,3 ккал енергії (38,9 кДж).

Значна частина ліпідів використовується в якості пластичного матеріалу. Жири входять до складу клітинних структур і цитоплазми. Особливо багато їх в клітинах нервової системи і наднирників. Жирова тканина забезпечує фіксацію внутрішніх органів і захищає їх від надмірних механічних та термічних впливів (корсетна функція). Погано проводячи тепло, підшкірна жирова клітковина сприяє збереженню тепла в організмі (теплоізоляційна функція). Жир, що входить до складу секретів сальних залоз, захищає шкіру від висихання та надмірного змочування при контакті з водою. В жирах розчиняються вітаміни А, В, Е, К. що є важливою передумовою їх засвоєння організмом.

В нормі жиру в організмі повинно бути не менше 6-10 % від маси тіла, оптимальною вважається величина 12-18 % для чоловіків і 15-25 % для жінок. Надлишок жиру (перевищення ідеальної маси на 5 %) негативно впливає на стан здоров'я, сприяє розвитку атеросклерозу, гіпертонічної хвороби, знижує імунну реактивність, спричиняє розвиток дистрофічних процесів в скелетних і серцевому м'язах.

При нормальній масі тіла кількість жирів за калорійністю повинна становити 30 %добового раціону — 1,3-1,5 г на 1 кг маси тіла. За вагою жири повинні складати близько 17 % від загальної маси їжі. Особам похилого віку з надмірною масою тіла споживання жирів необхідно зменшити в два рази; спортсменам витриваліших видів спорту кількість жиру в харчовому раціоні повинна становити до 35 % від загальних енергопотреб.

Тваринні жири споживаються переважно у вигляді сала (свинини) і молочних продуктів (вершки, сметана, жирне молоко). В тваринних жирах є багато вітамінів (А, Д, К), які добре засвоюються. Рослинні жири (соняшниковий, кукурудзяний, оливковий) містять вітамін Е і поліненасичені жирні кислоти. Людина повинна одержувати суміш тваринних (70 %) і рослинних (30 %) жирів.

Роль води і мінеральних солей для організму людини визначається цілим рядом функцій, в яких вони беруть безпосередню участь. Так, концентрацією мінеральних солей, розчинних у воді, зумовлена величина осматичного тиску крові і тканинної рідини. Неорганічні речовини відіграють важливу роль в підтриманні кислотно-лужної рівноваги і в збереженні відносної сталості активної реакції крові, беруть участь в процесах всмоктування кінцевих продуктів травлення з шлунково-кишкового тракту і виведення кінцевих продуктів обміну. В присутності води, а часто і з приєднанням молекули води проходять окислювальні процеси і інші хімічні реакції, зв'язані зі з вивільненням енергії. Вода бере участь у регуляції температури тіла (виділення з потом 1 г води пов'язане з втратою 0.58 кал енергії), вона знижує величину тертя між окремими органами (в суглобах і внутрішніх органах). Нарешті, вода разом з мінеральними солями входить до складу травних соків.

Кількість води в організмі дорослої людини — близько 70 % маси тіла (у дітей до 80 % і більше), з них в кістках близько 10 %, в плазмі крові понад 90 %, в клітинах головного мозку близько 75 %, в м'язах 75 %. Навіть незначні втрати води приводять до помітного погіршення стану здоров'я людини, а втрати більше 20 % води спричиняють смерть. Без води людина не може прожити більше 8-10 днів.

Основна частина води в організмі людини знаходиться у вільному стані, вона є розчинником різноманітних речовин. Інша частина води зв'язана з колоїдами клітин — це гідратаційна вода протоплазми. Частина води входить до складу молекул білків, жирів і вуглеводів — це структурна вода, вона вивільнюється при окисленні речовини (при окисленні 1 г білків утворюється 0,41 г води, вуглеводів — 0,55 г, жирів — 1,07 г).

Відношення кількості прийнятої протягом доби води до виділеної через нирки і потові залози складає водний баланс. При звичайній температурі і вологості повітря добовий баланс води дорослої людини становить приблизно 2,5 л (з них, близько 1,5 л виділяється через нирки, 0,5 л з потом, 0,3 л з видихуваним повітрям, 0,2 л через травний канал). Потреба людини у воді задовольняється шляхом споживання рідкої їжі — 1,2 л, пиття води (включаючи чаї, соки, каву тощо) — 1 л; близько 350 мл води утворюється в тканинах внаслідок процесів окислення жирів, білків і вуглеводів. Добова потреба у воді зростає при високій температурі зовнішнього середовища та при порушенні регуляції водного обміну, зокрема при зміні характеру їжі (наприклад, після споживання солоної їжі).

За кількісним вмістом в організмі усі мінеральні речовини поділяються на дві групи — макро- і мікроелементи. До макроелементів належать кальцій, калій, натрій, фосфор, хлор, сірка, до мікроелементів — алюміній, мідь, марганець, молібден та інші. Кількість макроелементів в організмі становить більше 1 кг, а мікроелементів — менше одного грама. Проміжне становище між цими двома групами займають магній (його в організмі близько 20 г) і залізо (близько 3 г).

Фізіологічна роль окремих мінеральних речовин багатогранна. Мінерали підтримують осмотичний тиск в тканинах, входять до складу кісток, зубів, гемоглобіну, ферментів, гормонів.

Натрій є основним чинником підтримання осмотичного тиску крові, лімфи і тканинної рідини. Його споживають додатково у вигляді хлориду натрію (кухонної солі) в кількості 6-12 г на добу. При значному потовиділенні потреба в цьому мінералі зростає до 30-35 г. Надмірне споживання солі може спричинити порушення мінерального обміну із затримкою рідини в тканинах (набряки), підвищення артеріального тиску тощо.

Кальцій відіграє важливу роль в забезпеченні збудження м'язових і нервових волокон, він входить до складу зубів, необхідний для звертання крові. Багато цього мінералу в молочних продуктах, в листках капусти, шпинату. Добова норма в кальцію для дорослих — 0,8 г, для дітей — 1 г, для підлітків — 1,5 г, для спортсменів швидкісно-силових видів спорту — 2-2,5 г, для спортсменів витривалісних видів — 1,8-2,0 г.

Фосфор є складовим компонентом кісткової, м'язової і нервових тканин, аденозинтрифосфорна кислота (АТФ) і креатинфосфат — обов'язкові компоненти в механізмі м'язового скорочення. Багато фосфору в яйцях, рибі і м'ясі. Добова норма фосфору (вона повинна приблизно в два рази перевищувати кількість кальцію) для дорослих — 1,6 г, для дітей — 1,5-2,0 г, для спортсменів швидкісно-силових видів спорту — 2,5-3,5 г, для стаєрів і марафонців — 2,0-2,5 г.

Калій входить до складу внутрішньоклітинної рідини. Він відіграє важливу роль в процесах збудження (в діяльності натрій-калієвої помпи), в деполяризації і реполяризації м'язових волокон. При недостатності калію в організмі порушується ритм серцевих скорочень, в тканинах затримується значна кількість рідини. Багато калію виділяється з організму при посиленому потінні. Норма калію для дорослих — 2-3 г, для спортсменів — 4-6 г. багаті калієм картопля, абрикоси, молочні продукти, яйця, овочі, фрукти. Добре засвоюється калій з овочевих і фруктових соків, компотів та овочевих супів, значно гірше — з мінеральної води і хімічних препаратів.

Залізо входить до складу гемоглобіну еритроцитів, міоглобіну м'язів, відіграє важливу роль в кровотворенні. Добова потреба в залізі для дорослих — 15-20 г, для спортсменів — 30-40 г. При недостатності заліза в харчовому раціоні розвивається анемія (малокров'я), знижується гемоглобін і киснева ємність крові. Для відновлення вмісту заліза в організмі необхідно споживати продукти, багаті цим мінералом — печінку, яйця, яблука, гречку, гречаний мед або ж приймати препарати заліза.

Потреба організму людини в мікроелементах не велика, проте вони ві­діграють важливу роль в його життєдіяльності. Так йод входить до складу щитоподібної залози, кобальт — складова частина вітаміну В₁₂, мідь, цинк та ін. є необхідною складовою частиною ферментів – каталізаторів біохімічних процесів. Мікроелементів багато в овочах, яйцях рибі, печінці, молоці, горіхах.

Добова потреба людини в мінеральних речовинах залежить від її віку, функціонального стану (при вагітності потреба в мінеральних речовинах зростає) і режиму рухової активності. В середньому добова норма дорослої людини в натрію — 4-6 г, калію 2-4 г, фосфору — 1-2 г, сірці — 1 г, магнію — 0,5 г, заліза — 20 г, цинку — 15г, міді — 3г.

Дата добавления: 2014-11-29