Питательные вещества и пищевые продукты

Пищеварительная система

Питательные вещества и пищевые продукты

Питательные вещества — это белки, жиры, углеводы, минеральные соли, вода и витамины. Питательные вещества содержатся в пищевых продуктах растительного и животного происхождения. Они обеспечивают организм необходимыми веществами и энергией.

Вода, минеральные соли и витамины усваиваются организмом в неизмененном виде.

Белки, жиры, углеводы, находящиеся в пище, прямо не могут быть усвоены организмом. Они разлагаются на более простые вещества.

Строение и функции органов пищеварения

Пищеварение — процесс механической и химической обработки пищи, всасывание переработанных веществ и выведение наружу непереваренных и неусвоенных составных частей пищи.

Пищеварительная система включает: пищеварительный канал и пищеварительные железы, открывающиеся в него своими выводными протоками.

Пищеварительный канал состоит из: ротовой полости, глотки, пищевода, желудка, тонкой кишки, толстой кишки.

К пищеварительным железам относятся:

· большие (три пары слюнных желез, печень и поджелудочная железа)

· множество малых желез.

Пищеварительный канал представляет собой сложноизмененную трубку длиной 8-10 м. Стенка пищеварительного канала имеет три слоя. Наружный слой образован соединительной тканью и выполняет защитную функцию.

Средний слой в полости рта, в глотке, верхней трети пищевода и в сфинктере прямой кишки образован поперечно-полосатой мышечной тканью, а в остальных отделах — гладкой мышечной тканью.

Внутренний (слизистый) слой состоит из эпителия и соединительнотканной пластинки. Производными эпителия являются большие и малые пищеварительные железы, вырабатывающие пищеварительные соки.

Пищеварение в желудке

Желудок — м ешковидная, расширенная часть пищеварительной трубки. Стенка его состоит из трех слоев, описанных выше, соединительнотканного, мышечного и слизистого. В желудке различают вход, дно, тело и выход. Емкость желудка составляет от одного до нескольких литров. В желудке пища задерживается на 4-11 часов и подвергается в основном химической обработке желудочным соком.

Желудочный сок вырабатывают железы слизистой оболочки желудка (в количестве 2,0-2,5 л/сут). В состав желудочного сока входят слизь, соляная кислота и ферменты.

Слизь предохраняет слизистую желудка от механических и химических повреждений.

Соляная кислота (концентрация НСl — 0,5%), благодаря кислой среде, обладает бактерицидным действием; активирует пепсин, вызывает денатурацию и набухание белков, чем облегчает их расщепление пепсином.

Ферменты желудочного сока: пепсин (расщепляет белки до полипептидов), желатиназа (гидролизует желатин), липаза (расщепляет эмульгированные жиры молока на глицерин и жирные кислоты), химозин (створаживает молоко).

Пищеварение в кишечнике

Кишечник состоит:

из тонкой кишки (включает двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишку)

толстой кишки (включает слепую кишку с червеобразным отростком, ободочную и прямую кишку).

Из желудка пищевая кашица отдельными порциями через сфинктер (круговая мышца) поступает в двенадцатиперстную кишку. Здесь пищевая кашица подвергается химическому действию сока поджелудочной железы, желчи и кишечного сока.

Поджелудочная железа состоит из экзокринной части, вырабатывающей панкреатический сок (поступает в двенадцатиперстную кишку по выводному протоку поджелудочной железы), и эндокринной части, секретирующей в кровь гормоны инсулин и глюкагон.

Сок поджелудочной железы (панкреатический сок) имеет щелочную реакцию и содержит ряд пищеварительных ферментов:

трипсиноген (профермент, переходящий в двенадцатиперстной кишке под влиянием энтерокиназы кишечного сока в трипсин),

трипсин (в щелочной среде расщепляет белки и полипептиды до аминокислот),

амилаза, мальтаза и лактаза (расщепляют углеводы),

липаза (в присутствии желчи расщепляет жиры на глицерин и жирные кислоты),

нуклеазы (расщепляют нуклеиновые кислоты до нуклеотидов).

Печень вырабатывает желчь, которая через желчный проток попадает в двенадцатиперстную кишку.

Желчь вырабатывается постоянно, поэтому вне периода пищеварения собирается в желчном пузыре. В составе желчи нет ферментов. Она имеет щелочную реакцию, содержит воду, желчные кислоты и желчные пигменты (билирубин и биливердин). Желчь обеспечивает щелочную реакцию тонкой кишки, способствует отделению сока поджелудочной железы, переводит в активное состояние ферменты поджелудочной железы, эмульгирует жиры, что облегчает их пищеварение, способствует всасыванию жирных кислот, усиливает перистальтику кишечника.

Помимо участия в пищеварении печень обезвреживает ядовитые вещества, образующиеся в процессе метаболизма или поступившие извне. В клетках печени синтезируется гликоген.

Тонкая кишка — самая длинная часть пищеварительной трубки (5-7 м). Здесь пищевые вещества почти полностью перевариваются и продукты переваривания всасываются. Она разделяется на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную.

Двенадцатиперстная кишка (длиной около 30 см) имеет форму подковы. В ней пищевая кашица подвергается переваривающему действию сока поджелудочной железы, желчи и сока кишечных желез.

Кишечный сок вырабатывается железами слизистой оболочки тонкой кишки. Он содержит ферменты, завершающие процесс расщепления питательных веществ: пептидаза (расщепляет полипептиды до аминокислот), амилаза, мальтаза, инвертаза, лактаза (расщепляют углеводы), липаза (расщепляет жиры), энтерокиназа (переводит трипсиноген в трипсин).

Различают полостное и пристеночное пищеварение в кишечнике. Полостное пищеварение происходит в полости кишечника под воздействием пищеварительных ферментов, выделяемых в составе пищеварительных соков. Пристеночное пищеварение осуществляется ферментами, фиксированными на клеточной мембране клеток кишечника.

Толстая кишка имеет длину 1,5-2 м и включает три отдела: слепую кишку с червеобразным отростком, ободочную и прямую кишку. Железы толстой кишки вырабатывают небольшое количество сока, который не содержит ферментов, а имеет много слизи, необходимой для формирования кала.

В толстой кишке происходит всасывание воды, переваривание клетчатки, формирование каловых масс из непереварившейся пищи. В толстой кишке живут многочисленные бактерии. Ряд бактерий синтезирует витамины (К и группы В). Целлюлозоразрушающие бактерии расщепляют растительную клетчатку до глюкозы, уксусной кислоты и других продуктов. Глюкоза и кислоты всасываются в кровь. Газообразные продукты деятельности микробов (углекислый газ, метан) не всасываются и выделяются наружу. Бактерии гниения в толстом кишечнике разрушают невсосавшиеся продукты переваривания белков. При этом образуются ядовитые соединения, часть которые проникает в кровь и обезвреживаются в печени. Пищевые остатки превращаются в каловые массы, скапливаются в прямой кишке, которая осуществляет вывод каловых масс через анальное отверстие.

Всасывание происходит почти во всех отделах пищеварительной системы. В ротовой полости всасывается глюкоза, в желудке — вода, соли, глюкоза, алкоголь, в тонкой кишке — вода, соли, глюкоза, аминокислоты, глицерин, жирные кислоты, в толстой кишке — вода, алкоголь, некоторые соли.

Основные процессы всасывания происходят в нижних отделах тонкой кишки (в тощей и подвздошной кишках). Здесь имеет множество выростов слизистой — ворсинок, которые увеличивают всасывающую поверхность. В ворсинке имеются мелкие капилляры, лимфатические сосуды, нервные волокна. Ворсинки покрыты однослойным эпителием, что облегчает всасывание. Всасывающиеся вещества поступают в цитоплазму клеток слизистой и затем в кровеносные и лимфатические сосуды, проходящие внутри ворсинок.

 

Белки и их роль в организме

Белки в организме находятся в состоянии непрерывного обмена и обновления. У здорового взрослого человека количество распавшегося за сутки белка равно количеству вновь синтезированного. Животные существа могут усваивать азот только в составе аминокислот, поступающих в организм с белками пищи. Десять аминокислот из 20 (валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, аргинин и гистидин)в случае их недостаточного поступления с пищей не могут быть синтезированы в организме. Эти аминокислоты называют незаменимыми. Другие десять аминокислот (заменимые) не менее важны для жизнедеятельности, чем незаменимые, но в случае недостаточного поступления с пищей заменимых аминокислот они могут синтезироваться в организме. Важным фактором обмена белков организма является повторное использование (реутилизация) аминокислот, образовавшихся при распаде одних белковых молекул, для синтеза других.

Скорость распада и обновления белков организма различна. Полупериод распада гормонов пептидной природы составляет минуты или часы, белков плазмы крови и печени —около 10 сут, белков мышц — около 180 сут. В среднем все белки организма человека обновляются за 80 сут. О суммарном количестве белка, подвергшегося распаду за сутки, судят по количеству азота, выводимого из организма человека. В белке содержится около 16 % азота (т. е. в 100 г белка— 16 г азота). Таким образом, выделение организмом 1 г азота соответствует распаду 6,25 г белка. За сутки из организма взрослого человека выделяется около 3,7 г азота. Из этих данных следует, что масса белка, подвергшегося за сутки полному разрушению, составляет 3,7 х 6,25 = 23 г, или 0,028—0,075 г азота на 1 кг массы тела в сутки (коэффициент изнашивания по Рубнеру).

Если количество азота, поступающего в организм с пищей, равно количеству азота, выводимого из организма, принято считать, что организм находится в состоянии азотистого равновесия. В случаях, когда в организм поступает азота больше, чем его выделяется, говорят о положительном азотистом балансе (задержке, ретенции азота). Такие состояния бывают у человека при увеличении массы мышечной ткани, в период роста организма, беременности, выздоровления после тяжелого истощающего заболевания.

Состояние, при котором количество выводимого из организма азота превышает его поступление в организм, называют отрицательным азотистым балансом. Оно имеет место при питании неполноценными белками, когда в организм не поступают какие-либо из незаменимых аминокислот, при белковом голодании или при полном голодании.

Белки, использующиеся в организме в первую очередь в качестве пластических веществ, в процессе их разрушения освобождают энергию для синтеза в клетках АТФ и образования тепла.

Всемирной организацией здравоохранения рекомендуется потребление белка не менее 0,75 г/кг в сутки, или для взрослого здорового человека массой 70 кг не менее 52,5 г легкоусвояемого полноценного белка.

Белки.

Белки – биологические вещества живых организмов. Из них строятся клетки живого организма. То есть они служат для обновления клеток человеческого тела. Повышают работоспособность органов тела.

Наиболее сложными биополимерами являются белки. Их макромолекулы состоят из мономеров, которыми являются аминокислоты. Каждая аминокислота имеет две функциональные группы: карбоксильную и аминогруппу. Все разнообразие белков создается в результате различных сочетаний 20 аминокислот.

Белки – важнейший компонент пищи животных и человека. Пищевая ценность определяется содержанием незаменимых аминокислот, которые в организме не образуются.

По своему происхождению белки бывают:

• растительного происхождения: рис, соя, бобы, крупа, хлеб и т.д;
• животного происхождения: мясо, рыба, молоко, яйца и т.д.

Содержание питательных веществ в 100 г съедобной части продукта.

Количество белка, г	Продукты
Очень большое (более 15)	Сыры, творог нежирный. Говядина, куры, рыба. Соя, горох, фасоль, орехи фундук и грецкие.
Большое (10-15)	Творог жирный. Свинина, колбасы вареные, сосиски, яйца. Крупа манная, гречневая, овсяная, пшено, мука пшеничная, макароны.
Умеренное (5-9,9)	Хлеб ржаной и пшеничный, крупа перловая, рис, зеленый горошек.
Малое (2-4,9)	Молоко, кефир, сливки, сметана и сливочное мороженое, капуста цветная, картофель.
Очень малое (0,4-1,9)	Масло сливочное, почти все овощи, ягоды, грибы.

 

Жиры – это, прежде всего источник энергии, предохраняющий организм от охлаждения. При окислении 1 г. жира выделяется 9 ккал, что в два раза больше, чем при сгорании 1 г. белка. Жиры вместе с белками образуют соединения, входящие в состав клеточных оболочек. Регулируют обменные процессы в клетках. В частности, жиры растительного происхождения участвуют в дыхании клеток, принося им кислород.

Происхождение жиров.

Водные млекопитающие.

Ламантин. Занесены в Международную Красную книгу. Имеют длину от 2-4 метров. Продолжительность жизни – несколько десятков лет. Распространены в прибрежных зонах морей и в реках тропических и субтропических районах.

Морское блюдечко. Отряд переднежаберных брюхоногих моллюсков. Некоторые крупные и массовые виды съедобны.

Треска. Семейства тресковых. Длина обычно 40-80 см (бывает до 1,8 м.). Весит до 40 кг. Обитает в северной части бассейна Атлантического океана, Белое море, в северной части Тихого океана. Важный объект промысла.

Примите на заметку!

Жиры животного происхождения имеют твердую консистенцию.

Жиры растительного происхождения имеют жидкую консистенцию.

Кроме жиров, которые поступают в организм в чистом виде, они могут образовываться из углеводов при их избыточном поступлении с пищей. Такие жиры малоценны, потому что в них отсутствуют жирорастворимые витамины. Избытки жира откладываются не только под кожей, что приводит к ожирению, но и на внутренних органах, что затрудняет их функционирование.

Суточная норма потребления жиров – 80 -100 г. Причем 20-25 г, должны занимать жиры растительного происхождения. В чистом виде рекомендовано съедать в день 20-25 г. сливочного и 15-20 г. растительного масла. Остальное количество жиров должно поступать с пищей.

Содержание питательных веществ в 100 г съедобной части продукта.

Количество жиров, г	Продукты
Очень большое (более 40)	Масло: сливочное, топленое, растительное, маргарин. Жиры кулинарные, сало, свинина жирная. Колбаса сырокопченая. Орехи грецкие.
Большое (20-40)	Сливки, сметана, творожные массы, сыры. Свинина мясная, утки, гуси. Колбасы полукопченые и вареные, сосиски. Рыбные консервы в масле. Шоколад, пирожные, халва.
Умеренное (10-19)	Сыры плавленые и нежирные, творог жирный, мороженое сливочное, яйца. Баранина, говядина, куры, сардельки, колбаса чайная и диетическая, сельдь жирная.
Малое (3-9)	Молоко, кефир жирный, творог полужирный, мороженое молочное. Скумбрия, ставрида, килька. Сдоба, конфеты помадные.
Очень малое (менее 3)	Молоко, кефир обезжиренный, творог. Треска, хек, щука. Фасоль, крупы, хлеб.

 

     Жиры представляют собой обычно смесь различных триглицеридов (эфиров глицерола и жирных кислот). Жирные кислоты бывают насыщенными и ненасыщенными. Некоторые ненасыщенные жирные кислоты, необходимые для жизнедеятельности организма, являются незаменимыми, они необходимы в том числе для синтеза фосфолипидов — "кирпичиков", участвующих в построении мембран клеток и митохондрий. Из незаменимых для человека наиболее важна линолевая кислота. После всасывания жиры либо подвергаются окислению (и становятся источниками энергии), либо откладываются в тканях как запас энергии.

Жиры (липиды) также относятся к основным пищевым веществам и являются обязательным пищевым компонентом. Жиры являются источником энергии, превосходящей энергию всех других пищевых веществ. Являясь структурной частью клеток, они участвуют в пластических процессах. Жиры являются растворителями витаминов A, D, Е и способствуют их усвоению. С жирами поступает ряд биологически активных веществ: фосфатиды (лецитин), полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), стерины, токоферолы. Жир улучшает вкусовые свойства пищи и повышает ее питательность.

Пищевые жиры представляют собой эфиры глицерин на и высших жирных кислот. Жирные кислоты делятся на две большие группы: насыщенные (масляная, "пальмитиновая, стеариновая, капроновая) и ненасыщенные (арахидоновая, линолевая, линоленовая, олеиновая и др.). Биологическая роль ПНЖК весьма важна. В настоящее время комплекс ПНЖК рассматривают как фактор F, биологическое значение которого приравнивается к витаминам. Важную биологическую роль играют также жиро-подобные вещества: фосфолипиды, стерины (фитостерины, холестерин), жирорастворимые витамины A, D, Е, пигменты (бета-каротин).

Жиры широко распространены в природе. Они входят в состав тканей животных и растений. Вегетативные части растений накапливают не более 5 % ли-пидов, семена — до 50 % и более. Животный жир (бараний, говяжий) является источником -насыщенных жирных кислот. Ненасыщенные жирные кислоты распространены в жидких растительных жирах (маслах) и продуктах моря.

Липиды организма человека — это, главным образом, нейтральные сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот — триглицериды, фосфолипиды и стерины. Высшие жирные кислоты, входящие в состав сложных липидных молекул в виде углеводородных радикалов, бывают насыщенными и ненасыщенными, содержащими одну и более двойных связей. Липиды играют в организме энергетическую и пластическую роль. По сравнению с молекулами углеводов и белков молекула липидов является более энергоемкой. Поэтому при окислении липидов в организме образуется больше молекул АТФ и тепла. За счет окисления жиров обеспечивается около 50 % потребности в энергии взрослого организма. Запасы нейтральных жиров-триглицеридов в жировых депо человека в среднем составляют 10—20 % массы его тела. Из них около половины локализуется в подкожной жировой клетчатке. Кроме того, значительные запасы нейтрального жира откладываются в большом сальнике, околопочечной клетчатке, в области гениталий и между мышцами. Жиры, откладываясь в жировых депо, служат долгосрочным резервом питания организма.

Жиры являются источником образования эндогенной воды. При окислении 100 г нейтрального жира в организме образуется около 107 г воды. Если в удовлетворении энергетических потребностей организма основную роль играют нейтральные молекулы жира (триглицериды), то пластическая функция липидов в организме осуществляется, главным образом, за счет фосфолипидов, холестерина, жирных кислот. Эти липидные молекулы являются структурными компонентами клеточных мембран (липопротеинов) и предшественниками синтеза стероидных гормонов, желчных кислот и простагландинов.

Клеточные липиды

В состав клеточных липидов входят фосфолипиды и холестерин, являющиеся необходимыми структурными компонентами поверхностной и внутриклеточных мембран. Триглицериды откладываются в клетках в виде жировых капель, формируя жировые депо. Последние являются не инертной массой, а активной динамической тканью, в которой запасенные жиры подвергаются постоянному расщеплению и ресинтезу.

При действии на организм холода, в состоянии голода, при физической или психоэмоциональной нагрузке происходит интенсивное расщепление (липолиз) запасенных триглицеридов. Образующиеся при этом неэстерифицированные жирные кислоты используются в организме как энергодающие или как пластические вещества, необходимые для синтеза сложных липидных молекул. В условиях покоя после приема пищи происходят ресинтез и отложение нейтральных липидов в подкожной жировой клетчатке, брюшной полости, мышцах.

Бурый жир

Такой оттенок жировой ткани придают окончания симпатических нервных волокон, а также многочисленные митохондрии, содержащиеся в клетках этой ткани. Поэтому бурый жир легко мобилизуется для обеспечения энергетических потребностей организма. Он располагается в межлопаточной области, вдоль крупных сосудов грудной и брюшной полостей, в затылочной области шеи.

Масса бурой жировой ткани достигает у взрослого 0,1 % массы тела. В митохондриях жировых клеток имеется полипептид молекулярной массой 32 000, способный разобщать идущие здесь процессы окисления и образования АТФ. Результатом такого разобщения является образование в бурой жировой ткани в ходе метаболизма жира значительно большего количества тепла, чем в белой жировой ткани. Бурая жировая ткань участвует в теплопродукции.

Липиды плазмы крови

Липидные молекулы, обладая гидрофобными свойствами, не могут растворяться в водной среде или образовывать молекулярную взвесь. Попадая в значительных количествах в кровь при переломе крупных трубчатых костей или при переливании неустойчивых жировых эмульсий, они формируют липидные капельки и могут вызвать закупорку сосудов — жировую эмболию.

В физиологических условиях в эпителиальных клетках тонкого кишечника и клетках печени из белковых молекул (апопротеинов), фосфолипидов, холестерина, эфиров холестерина и триглицеридов формируются транспортные частицы, называемые липопротеинами.

По показателям молекулярной массы, размеров и плотности липопротеины крови подразделяют на классы: хиломикроны, липопротеины очень низкой плотности - ЛПОНП, липопротеины низкой плотности (ЛПНП) и липопротеины высокой плотности (ЛПВП).

Липидные молекулы, поступившие из кишечника в эпителиоциты, упаковываются в транспортные частицы экзогенных липидов, главным образом в хиломикроны. Хиломикроны через лимфатические сосуды и протоки поступают в кровоток. Под действием липопротеидлипазы эндотелия капилляров главный компонент хиломикронов — нейтральные триглицериды — расщепляются до глицерина и свободных жирных кислот. Часть жирных кислот может связываться с альбумином, а глицерин и свободные жирные кислоты поступают в жировые клетки и реэстерифицируются в триглицериды. Остатки хиломикронов крови захватываются гепатоцитами по механизму экзоцитоза и разрушаются в лизосомах.

В печени формируются липопротеины для транспорта синтезированных в ней липидных молекул. Это липопротеины очень низкой и липопротеины низкой плотности, которые транспортируются из печени к другим тканям.

Как простые, так и сложные липидные молекулы могут синтезироваться в организме. Исключением являются полиненасыщенные линолевая, линоленовая и арахидоновая жирные кислоты, синтез которых в организме не осуществляется, и они должны поступать с пищей. Эти кислоты, получившие название незаменимых, входят в состав молекул фосфолипидов. Из арахидоновой кислоты, отщепляемой от молекулы мембранных фосфолипидов, образуются простагландины, простациклины, тромбоксаны, лей-котриены. Отсутствие в пищевых продуктах или недостаточное поступление в организм незаменимых жирных кислот приводит к задержке роста, нарушению функции почек, заболеваниям кожи, бесплодию.

 

     Холестерин содержится только в животных организмах. Достаточное количество холестерина необходимо организму, но избыточное его присутствие в крови (гиперхолестеринемия), что часто бывает при ожирении, служит фактором риска для ряда заболеваний (сердечно-сосудистых, обменных). Содержание холестерина в крови сложным образом связано с его потреблением — на уровень его в крови влияет не только потребление самого холестерина, но и других жиров: насыщенные жирные кислоты способствуют повышению концентрации холестерина в крови, а ненасыщенные — снижению. * По современным представлениям, нормальное содержание холестерина в крови составляет не более 5.2 ммоль/л для здоровых и 4.5 ммоль/л для больных ИБС (ишемической болезнью сердца

    Углеводы - служат главным источником энергии для клеток. Энергетические потребности головного мозга обеспечиваются почти полностью за счет глюкозы. Она выполняет не только энергетическую функцию, но используется и в качестве строительного материала для синтеза многих важных веществ. В то же время, мышцы при недостаточном поступлении глюкозы могут метаболизировать жирные кислоты (это их свойство используется в низкоуглеводных диетах). В организме углеводы запасаются в виде гликогена (в мышцах, печени). Углеводам в питании принадлежит исключительно важная роль. Для человека они являются основным источником легкоутилизируемой энергии. Кроме того, они являются пластическим материалом, входя в состав разнообразных тканей организма. Углеводы осуществляют регуляторную функцию, противодействуя накоплению кетоновых тел при окислении жиров. Углеводы тонизируют центральную нервную систему, выполняют ряд специализированных функций, участвуют в процессах детоксикации вредных химических веществ.

В химической структуре этих веществ атомы кислорода сочетаются с атомами водорода в таких же соотношениях, как в составе воды.

В состав пищевых продуктов входят три группы углеводов:

1. моносахариды (глюкоза, фруктоза);

2. олигосахариды, к которым относятся дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза), трисахариды;

3. полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества).

Источником углеводов в питании служат растения, в которых углеводы составляют 80—90 % сухой массы.

Нормальные величины содержания белка в сыворотке крови — 6,5—8,5 г в 100 мл (65—85 г/л); общих липидов — 340—600 мг в 100 мл, в том числе холестерина — 150—250 мг в 100 мл (3,9—6,5 ммоль/л)*. Содержание глюкозы в крови составляет в норме 600—100 мг в 100 мл (3,5—5,7 ммоль/л). В организме животных и человека в процессе обмена веществ происходит окислительное разрушение химических связей органических веществ — белков, жиров, углеводов. Высвобождающаяся при этом энергия расходуется на различные процессы жизнедеятельности.

Энергетическую ценность пищевых продуктов принято выражать в килокалориях. Одна килокалория — это количество теплоты, необходимое для согревания 1 кг воды на 1 °С. При сжигании в калориметре и окислении в организме 1 г углеводов высвобождается 4,0 ккал, 1 г жиров — 9,0 ккал. Энергетическая ценность 1 г белков — 4,0 ккал. Для выражения энергетической ценности пищевых продуктов в Международной системе единиц (СИ) пользуются переводным коэффициентом (1 ккал равна 4,184 кДж).

Организм человека получает углеводы, главным образом, в виде растительного полисахарида крахмала и в небольшом количестве в виде животного полисахарида гликогена. В желудочно-кишечном тракте осуществляется их расщепление до уровня моносахаридов (глюкозы, фруктозы, лактозы, галактозы).

Моносахариды, основным из которых является глюкоза, всасываются в кровь и через воротную вену поступают в печеночные клетки. Здесь фруктоза и галактоза превращается в глюкозу. Внутриклеточная концентрация глюкозы в гепатоцитах близка к ее концентрации в крови. При избыточном поступлении в печень глюкозы она фосфорилируется и превращается в резервную форму ее хранения — гликоген.

Количество гликогена может составлять у взрослого человека 150—200 г. В случае ограничения потребления пищи или по мере снижения концентрации глюкозы в крови происходит расщепление гликогена и поступление глюкозы в кровь. Концентрация глюкозы в крови через 3—4 ч после приема пищи поддерживается на уровне 0,8—1,0 г/л.

Такой же процесс перехода глюкозы в кровь осуществляется, когда ее концентрация в клетке повышается за счет глюконеогенеза — синтеза глюкозы из лактата или аминокислот. В течение первых 12 ч и более после приема пищи поддержание концентрации глюкозы в крови и обеспечение потребности организма в углеводах реализуются за счет распада гликогена в печени. Вслед за истощением запасов гликогена усиливается синтез ферментов, обеспечивающих глюконеогенез.

Глюкоза, являющаяся источником энергии для процессов жизнедеятельности и, в частности, главным источником энергии для клеток мозга, выполняет в организме и пластические функции. Так, в ходе ее окисления образуются промежуточные продукты — пентозы, которые являются составной частью молекулы нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Глюкоза необходима для синтеза некоторых аминокислот, синтеза и окисления липидов, полисахаридов.

Следовательно, обмен углеводов является необъемным компонентом единого метаболизма.

Углеводы.

Углеводы, как белки и жиры – важнейший компонент пищевого рациона.

Входят в состав клеток всех живых организмов. Наиболее просто устроены молекулы простых углеводов, или моносахаридов, например глюкозы. В различных условиях она может существовать в линейной или циклической форме.

Углеводы, обширная группа природных органических соединений. Химическая структура соединения – углерод, вода, отсюда и название. Подвергаясь окислительным превращениям, обеспечивают все живые клетки энергией (глюкоза и ее запасные формы – крахмал, гликоген). Входят в состав клеточных оболочек и других структур. Участвуют в защитных реакциях организма (иммунитет). Применяются в пищевой промышленности (глюкоза, крахмал, пектиновые вещества). Текстильной и бумажной промышленности (целлюлоза). Микробиологической: получение спиртов, кислот и других веществ сбраживанием углеводов. В медицине: гепарин, сердечные гликозиды, некоторые антибиотики.

Справка. Пектиновые вещества – (от греческого pektos – свернувшийся, замерзший). Присутствуют во всех наземных растениях (особенно в плодах). Повышают засухоустойчивость растений. Устойчивость овощей и плодов при хранении. Используются в пищевой и фармацевтической промышленности. Получают пектиновые вещества из яблочных выжимок, жома сахарной свеклы и т.п.

При окислении 1 г углеводов выделяется 4 ккал. Составляют значительную часть растительной пищи. Важнейшие представители углеводов – сахар, крахмал и целлюлоза.

Углеводы в зависимости от составных частей делятся на моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза); и дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза) – сладкие по вкусу. Их называют сахарами.

Полисахариды (крахмал, клетчатка) – на вкус не сладкие.

Крахмал – переваривается в организме и расщепляется до глюкозы и фруктозы.

Клетчатка – пищевые волокна, не перевариваются, но способствуют лучшему усвоению пищи.

Глюкоза и фруктоза – сразу усваиваются организмом и всасываются в кровь. Организм при этом почти не затрачивает энергии. Поэтому важно знать людям с ослабленным здоровьем рекомендуются мед и фрукты. Глюкоза и фруктоза содержатся во многих фруктах, ягодах и меде. Глюкоза – главный поставщик энергии для мозга.

Клетчатка содержится в капусте, моркови, репе, редисе, баклажанах, салате и т.д. При попадании в кишечник клетчатка набухает. Приобретает способность впитывать избыток холестерина и другие продукты обмена веществ, которые должны удаляться из организма.

Суточная норма потребления моносахаридов – до100 г; клетчатки – до 30 г; сахаридов и крахмала – до 370 г.

Содержание питательных веществ в 100 г продукта.

Количество углеводов, г	Продукты
Очень большое (65 и более)	Сахар-песок, карамель, конфеты, помадные, мед, мармелад, зефир, печенье сдобное. Рис. Макароны, крупа манная и перловая, пшенная, гречневая, овсяная. Изюм, урюк, чернослив.
Большое (40-60)	Хлеб ржаной и пшеничный. Фасоль, горох. Шоколад, халва, пирожные.
Умеренное (11-20)	Сырки творожные сладкие мороженое. Картофель, зеленый горошек, свекла. Виноград, вишня, черешня, гранаты, яблоки, соки фруктовые.
Малое (2-4,9)	Кабачки, капуста, морковь, тыква, арбуз, дыня. Груша, персики, мандарины. Клубника, крыжовник, смородина, черника.
Очень малое (менее 2)	Молоко, кефир, сметана, творог. Огурцы, редис, салат, лук зеленый, томаты. Лимоны, клюква. Грибы свежие.

 

 

Гомеостаз

     Так называют подвижное равновесие или колеблющееся в ограниченных пределах постоянство внутренней среды организма, и прежде всего крови, лимфы, тканевой (внеклеточной) жидкости. Несколько условно гомеостаз определяет три основные функции: адаптационную (приспособительную), энергетическую и репродуктивную (способность к воспроизводству, размножению). До определенного возраста эти три главных составных звена гомеостаза обеспечивают практически нормальное состояние организма. Затем возникают условия для появления так называемых нормальных или неинфекционных болезней. В частности, ожирения, климакса и повышения чувствительности к неблагоприятным воздействиям внешней среды (гиперадаптозу). Вообще любое скольлибо длительное нарушение гомеостаза само по себе уже болезнь.

    Благодаря сложным механизмам саморегуляции организм здорового человека приспосабливается к изменившимся условиям жизни. Более того, в молодом, среднем возрасте активнее, чем в старости, включаются механизмы физиологической защиты, призванные охранять организм от развития опасных для него последующих изменений.

    Сложное защитное взаимодействие нервных, эндокринных, гуморальных, обменных, выделительных и ряда других систем во многом зависит от питания человека.

       Как уже упоминалось, особое значение это приобретает в младенчестве и старости, когда механизмы гомеостаза реагируют с опозданием и не всегда с необходимой активностью.

    Одно из важнейших условий гомеостаза — кислотно-щелочное равновесие. Расщепление жиров и углеводов пищи сопровождается образованием довольно больших количеств углекислоты. Использование резервного гликогена приводит к накоплению в мышцах молочной кислоты. Мочевая кислота закономерно оказывается одним из конечных продуктов утилизации белков. Избыток этих органических кислот и является главной причиной ацидоза. Чаще всего он осложняет течение сахарного диабета и тяжелых воспалительных процессов. Запас веществ, обладающих щелочной реакцией и способных тем самым нейтрализовать ацидоз, в организме человека невелик. Поэтому они систематически и в достаточных количествах должны поступать с пищей. К этим компонентам пищи в первую очередь относятся свободные органические кислоты. В ходе сложных их прев<