1.2: Огляд поживних речовин та калорій

Визначте слово “поживна речовина”.
Визначте шість класів поживних речовин, необхідних для здоров’я.
Перелічіть три основні енергії (калорії), що дають поживні речовини, і скільки калорій забезпечує кожен з цих поживних речовин.

Що в їжі?

Ваша "дієта" визначається як продукти, які ви вирішили їсти. Дієта більшості людей містить різноманітну їжу: зернові, горіхи, фрукти, овочі та багато іншого! Їжа, яку ми їмо, містить поживні речовини. Поживні речовини - це речовини, необхідні організму для виконання основних функцій. Поживні речовини повинні отримуватися з дієти, оскільки людський організм їх не синтезує або не синтезує у достатньо великих кількостях для здоров’я людини. Поживні речовини використовуються для багатьох функцій організму, таких як зростання, рух м’язів, відновлення тканин та багато іншого! Існує шість класів необхідних поживних речовин, необхідних організму для функціонування та підтримки загального стану здоров’я. Ці шість класів необхідних поживних речовин: вуглеводи, ліпіди (жири), білки, вода, вітаміни та мінерали. Їжа також містить неживні речовини. Деякі непоживні речовини виявляються дуже важливими для здоров'я людини, такі як клітковина та антиоксиданти; інші непоживні речовини можуть бути шкідливими для здоров'я людини, такі як консерванти, барвники, ароматизатори та залишки пестицидів.

Таблиця \ (\ PageIndex \): Шість класів поживних речовин та їх функції Поживна речовинаФункції

Вуглеводи	Забезпечте готове джерело енергії для тіла (іноді його називають найкращим джерелом енергії для тіла). Забезпечують структурні складові для утворення клітин.
Ліпіди (жири)	Забезпечують накопичену енергію для тіла. Функціонують як структурні компоненти клітин, а також як сигнальні молекули для належного клітинного зв'язку. Забезпечують ізоляцію життєво важливих органів та працюють для підтримки температури тіла.
Білки	Необхідний для формування тканин, відновлення клітин, регулювання рівноваги рідини та вироблення гормонів та ферментів. Незамінний для побудови міцних м’язів та здорової імунної системи.
Вода	Транспортує необхідні поживні речовини до всіх частин тіла, транспортує відходи для утилізації та допомагає підтримувати температуру тіла.
Вітаміни	Регулюють процеси в організмі та сприяють нормальному функціонуванню системи організму.
Мінерали	Регулюють процеси в організмі, необхідні для належної функції клітин і складають тканину тіла.

Макроелементи

Поживні речовини, які потрібні у великих кількостях, називаються макроелементами. До макроелементів належать вуглеводи, ліпіди (жири), білки та вода. Вуглеводи, ліпіди та білки забезпечують енергією (калоріями), яку ваше тіло може використовувати («спалювати») для виконання основних функцій. Енергія цих макроелементів походить від їх хімічних зв’язків. Ця хімічна енергія перетворюється на клітинну енергію, яка потім використовується для виконання роботи, що дозволяє нашим тілам виконувати свої основні функції. Вода потрібна у великих кількостях, але не містить енергії (калорій).

Вуглеводи

Основними джерелами їжі вуглеводів є зернові, молочні продукти, фрукти та крохмалисті овочі, такі як картопля. Некрахмалисті овочі також містять вуглеводи, але в менших кількостях. Коли ви їсте їжу, яка містить вуглеводи, як, наприклад, хліб, ви отримуєте приблизно 4 калорії енергії на кожен з'їдений грам вуглеводів. Хімічно кажучи, вуглеводи - це молекули, що складаються з вуглецю, водню та кисню. Вуглеводи - найкраще джерело енергії (калорій) для вашого організму; Ви дізнаєтесь більше про вуглеводи в розділі 4.

Ліпіди (жири)

Ліпіди (жири) містяться переважно у вершковому маслі, оліях, м’ясах, молочних продуктах, горіхах, насінні та у багатьох оброблених харчових продуктах. Ліпіди забезпечують більше енергії на грам, ніж вуглеводи (9 калорій на грам ліпідів проти 4 калорій на грам вуглеводів). Ліпіди також є сімейством молекул, що складаються з вуглецю, водню та кисню, але на відміну від вуглеводів вони не розчиняються у воді. Основна робота ліпідів - це накопичення енергії (калорій) для подальшого використання. Окрім накопичення енергії, ліпіди оточують і захищають органи, допомагають регулювати температуру та регулюють багато інших функцій в організмі. Детальніше про ліпіди ви дізнаєтесь у розділі 5.

Білки

Основними харчовими джерелами білків є м’ясо, молочні продукти, морепродукти та різноманітна різноманітна рослинна їжа (наприклад, соя). Білки - це макромолекули, що складаються з ланцюгів субодиниць, які називаються амінокислотами. Амінокислоти складаються з вуглецю, водню, кисню та азоту. Білки забезпечують 4 калорії енергії на грам; однак забезпечення енергією не є найважливішою функцією білка. Білки забезпечують структуру кісток, м’язів та шкіри та відіграють певну роль у проведенні більшості хімічних реакцій, що відбуваються в організмі. Глава 6 глибше заглибиться у різні функції білків.

Вода

Є ще одна поживна речовина, яку ми повинні мати у великій кількості: вода. Вода не містить вуглецю, але складається з двох атомів водню та одного атома кисню на молекулу води. На відміну від енергетичних макроелементів (вуглеводів, ліпідів та білків), вода не забезпечує енергією (калоріями). Більше 60 відсотків вашої загальної маси тіла - це вода. Без цього ніщо не могло б транспортуватися в організм або з нього, хімічні реакції не відбувалися б, органи не пом’якшувались, а температура тіла сильно коливалась. Ви детальніше дослідите воду в розділі 7.

Мікроелементи

Мікроелементи - це поживні речовини, необхідні організму в менших кількостях, але все ще необхідні для виконання функцій організму. Мікроелементи включають усі необхідні вітаміни та мінерали. Існує 13 основних вітамінів і 16 основних мінералів (таблиці \ (\ PageIndex \) та \ (\ PageIndex \) для повного переліку та їх основних функцій). На відміну від вуглеводів, ліпідів та білків, мікроелементи не містять калорій. Це часто викликає заплутаність, оскільки більшість людей чули, наскільки втомлена людина буде відчувати себе, якщо в ній міститься такий мікроелемент, як залізо. Втома можна пояснити тим, що, мікроелементи допомогти в процесі отримання енергії, будучи частиною ферментів (тобто коферментів). Ферменти каталізують (викликають або пришвидшують) хімічні реакції в організмі і беруть участь у багатьох аспектах функцій організму: від вироблення енергії, до перетравлення поживних речовин, до побудови макромолекул. Мікроелементи відіграють багато ролей в організмі, що буде додатково досліджено в розділах 7-10.

Вітаміни

Тринадцять вітамінів класифікуються як водорозчинні або жиророзчинні. Водорозчинні вітаміни - це вітамін С та всі вітаміни групи В, до складу яких входять тіамін, рибофлавін, ніацин, пантотенова кислота, піроксидин, біотин, фолат та кобаламін. Жиророзчинні вітаміни - це A, D, E і K. Вітаміни необхідні для виконання багатьох функцій в організмі, таких як утворення еритроцитів, синтез кісткової тканини та відігравання ролі в нормальному зорі, роботі нервової системи та імунітеті. функція системи.

Таблиця \ (\ PageIndex \): Вітаміни та їх основні функції Основні функції вітамінів

Водорозчинний
B1 (тіамін)	Кофермент, допомога енергетичному метаболізму
В2 (рибофлавін)	Кофермент, допомога енергетичному метаболізму
B3 (ніацин)	Кофермент, допомога енергетичному метаболізму
B5 (пантотенова кислота)	Кофермент, допомога енергетичному метаболізму
B6 (піроксидин)	Коензим, допомога у синтезі амінокислот
Біотин	Кофермент
Фолат	Кофермент, необхідний для росту
B12 (кобаламін)	Кофермент, синтез еритроцитів
C.	Синтез колагену, антиоксидант
Жиророзчинні
A	Зір, розмноження, робота імунної системи
D	Підтримка здоров’я кісток і зубів, робота імунної системи
Е	Антиоксидант, захист клітинної мембрани
К	Підтримка здоров’я кісток і зубів, згортання крові

Наступне відео містить приємний огляд вітамінів:

Мінерали

Мінерали - це тверді неорганічні речовини, що утворюють кристали, і класифікуються залежно від того, скільки їх нам потрібно. Мікроелементи, такі як молібден, селен, цинк, залізо та йод, потрібні лише в декількох міліграмах або менше, а макромінерали, такі як кальцій, магній, калій, натрій та фосфор, потрібні в сотнях міліграмів. Багато мінералів мають вирішальне значення для функції ферментів, інші використовуються для підтримки рідинного балансу, побудови кісткової тканини, синтезу гормонів, передачі нервових імпульсів, скорочення та розслаблення м’язів та захисту від шкідливих вільних радикалів.

Таблиця \ (\ PageIndex \):: Мінерали та їх основні функції Основні функції мінералів

Макрос
Натрію	Баланс рідини, нервова передача, скорочення м’язів
Хлорид	Баланс рідини, вироблення шлункової кислоти
Калій	Баланс рідини, нервова передача, скорочення м’язів
Кальцій	Підтримка здоров’я кісток і зубів, передача нервів, скорочення м’язів, згортання крові
Фосфор	Підтримка здоров’я кісток і зубів, кислотно-лужний баланс
Магній	Вироблення білка, передача нервів, скорочення м’язів
Сірка	Виробництво білка
Слід
Залізо	Несе кисень, допомагає у виробництві енергії
Цинк	Виробництво білка та ДНК, загоєння ран, ріст, функція імунної системи
Йод	Виробництво гормонів щитовидної залози, ріст, метаболізм
Селен	Антиоксидант
Мідь	Кофермент, метаболізм заліза
Марганець	Кофермент
Фтор	Підтримка здоров’я кісток і зубів, профілактика карієсу
Хром	Допомагає інсуліну в метаболізмі глюкози
Молібден	Кофермент

Нестача вітамінів і мінералів може спричинити серйозні проблеми зі здоров’ям. Наприклад, дефіцит вітаміну А може призвести до нічної сліпоти. Анемія, стан, коли недостатньо здорових еритроцитів для перенесення достатнього кисню по всьому тілу, може бути наслідком дефіциту заліза.

Харчова енергія

Хоча це лише глава 1, ви вже бачили кілька разів слова "калорії" та "енергія". У повсякденному житті ви, напевно, чули, як люди говорять про те, скільки калорій вони спалили на біговій доріжці або скільки калорій вказано на мішку чіпсів. Калорії - це міра харчової енергії. Щоб зберегти нас у житті, потрібно досить багато калорій (енергії). Навіть якщо людина перебуває в комі, вона все одно спалює калорії для того, щоб серце забилося, кров циркулювала, легені дихали і т. Д. Ми спалюємо ще більше калорій, коли робимо фізичні вправи. Вуглеводи, жири та білки, які ми їмо та п’ємо, забезпечують нам калорії. Іноді люди називають ці необхідні поживні речовини поняттям "енергоносії". Як ви читали вище, вуглеводи забезпечують 4 калорії на кожен грам, який ми споживаємо; білки забезпечують 4 калорії на кожен споживаний нами грам; а жири забезпечують 9 калорій на кожен грам, який ми споживаємо. Іншим джерелом калорій є алкоголь. Алкоголь є ні вважається поживною речовиною (оскільки організм не вимагає для виконання своїх основних функцій), але він забезпечує 7 калорій енергії на кожен споживаний грам. Вітаміни, мінерали та вода не дають ніяких калорій, але вони все одно є необхідними поживними речовинами.

Технічно енергія їжі вимірюється в кілокалоріях. Кілокалорія - це кількість тепла, яке виробляється певним макроелементом, що підвищує температуру 1 кілограма води на 1 градус Цельсія. Для вимірювання кількості кілокалорій у певній харчовій речовині певну кількість їжі спалюють у приладі, який називається калориметром. У міру згорання їжі утворюється тепло. Тепло розсіюється на навколишню воду, тоді як термометр визначає зміну температури води. Кілокалорія енергії виконує в тисячу разів більше роботи, ніж калорія. У науці кілокалорію часто пишуть як "ккал" або "Калорія" (з великою літерою "С"). Отже, 1 кілокалорія = 1 ккал = 1 калорія = 1000 калорій. Незважаючи на те, що кілокалорії, ккал або калорії (з великою літерою "С") є технічно відповідними термінами, більшість людей відносить кількість енергії в їжі до калорій (з нижчим регістром "с"), тому в цьому тексті використовуватимуться калорії (з нижньої літери "c") заради простоти.