1.3 - Що таке поживні речовини?

Мета навчання

Визначте слово «поживна речовина» та визначте шість класів поживних речовин, необхідних для здоров’я.
Визначте терміни вітаміни, мінерали, вода та кал.
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 їжа, яку ви вирішили їсти. Дієта більшості людей містить різноманітну їжу: горіхи, насіння, листові зелені 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 здаються дуже важливими для здоров’я людини, такі як клітковина та антиоксиданти, а деякі непоживні речовини можуть бути шкідливими для здоров’я людини, такі як залишки пестицидів.

Зображення із переліком шести класів поживних речовин із хлопчиком, що тримає гамбургер.

Макроелементи

Поживні речовини, які потрібні у великих кількостях, називаються макроелементами. Існує три основних класи макроелементів: вуглеводи, ліпіди та білки. Всі ці три поживні речовини потрібні у відносно великих кількостях І вони містять калорії (зверніть увагу на величину С, яка вказує на кілокалорії), які можна «спалити» у вашому тілі, щоб створити енергію для клітин вашого тіла. 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. Одиницею виміру харчової енергії є калорія. Наступного разу, коли ви будете їсти упаковану їжу, загляньте на панель «Факти харчування», щоб дізнатися, скільки калорій ви отримуєте, коли з’їдаєте одну порцію цієї їжі. Вода також є макроелементом у тому сенсі, що вам потрібно її велика кількість, але на відміну від інших макроелементів вона не дає калорій. Ще одним можливим компонентом дієти, який може забезпечити калорії, є алкоголь, хоча він НЕ вважається поживною речовиною. Спирт (у формі етанолу) забезпечує близько 7 калорій на грам.

Зображення таблиці, що містить білки, вуглеводи, ліпіди та воду

Вуглеводи

Коли ви їсте їжу, що містить вуглеводи, як, наприклад, хліб, ви отримуватимете приблизно 4 калорії на кожен з'їдений грам вуглеводів. Вуглеводи - це молекули, що складаються з вуглецю, водню та кисню. Основними джерелами їжі вуглеводів є зернові, молоко, фрукти та крохмалисті овочі, такі як картопля. Некрахмалисті овочі також містять вуглеводи, але в менших кількостях. Вуглеводи в основному класифікуються на дві форми на основі їх хімічної будови: вуглеводи, що швидко вивільняються, які часто називають «простими цукрами», і вуглеводи з повільним вивільненням, які часто називають «складними вуглеводами».

Швидко вивільняються вуглеводи складаються з однієї або двох основних одиниць цукру. Їх іноді називають «простими цукрами», оскільки їх хімічна структура досить проста - лише одна або дві одиниці цукру. Якщо вуглевод має одну одиницю цукру, ми називаємо його "моносахаридом". Моно означає один, а сахарид означає цукор.

Прикладами моносахаридів, про які ви чули, є:

Глюкоза (цукор в крові)
Фруктоза (цукор, який зазвичай міститься у фруктах)
Галактоза (цукор, який міститься у складі молочного цукру).

Якщо вуглевод має дві одиниці цукру, ми називаємо його "дисахаридом". Ді означає два, а сахарид означає цукор.

Прикладами дисахаридів, які вам можуть бути знайомі, є:

Сахароза (столовий цукор). Сахароза виготовлена з глюкози, пов’язаної разом з фруктозою.
Лактоза (молочний цукор). Лактоза виготовляється з глюкози, пов’язаної разом з галактозою.
Мальтоза (солодовий цукор). Мальтоза складається з двох молекул глюкози, пов’язаних між собою.

Для того, щоб засвоїти дисахарид, ваше тіло має розщепити два цукру. Більше про це ми поговоримо, коли обговорюватимемо непереносимість лактози!

Вуглеводи з повільним вивільненням - це довгі ланцюжки простих цукрів (полісахаридів), які можуть бути розгалуженими або нерозгалуженими. Деякі полісахариди, про які ви напевно чули, - це крохмаль і клітковина. Під час травлення організм робить все можливе, щоб розщепити всі повільно вивільняються вуглеводи, такі як крохмаль, до простих цукрів, переважно глюкози. Потім глюкоза транспортується до всіх наших клітин, де вона зберігається, використовується для виробництва енергії або використовується для побудови макромолекул. Клітковина - це також повільно вивільняється вуглевод, але вона не може розщеплюватися в організмі людини і проходить через травний тракт неперетравленою, якщо бактерії, що живуть у товстій кишці, не розщеплять її для нас.

Один грам вуглеводів дає чотири калорії енергії, щоб клітини в організмі могли виконувати роботу. Окрім забезпечення енергією та слугують будівельним матеріалом для більших макромолекул, вуглеводи необхідні для нормальної роботи нервової системи, серця та нирок. Як зазначалося, глюкоза може зберігатися в організмі для подальшого використання. У людини накопичувальна молекула вуглеводів називається глікогеном, а в рослинах - крохмалем. Глікоген і крохмалі - це повільно вивільняються вуглеводи.

Ліпіди

Ліпіди також є сімейством молекул, що складаються з вуглецю, водню та кисню, але на відміну від вуглеводів вони не розчиняються у воді. Ліпіди містяться переважно у вершковому маслі, оліях, м’ясах, молочних продуктах, горіхах та насінні, а також у багатьох оброблених продуктах.

Три основні типи ліпідів:

Тригліцериди (триацилгліцерини)
Фосфоліпіди
Стерини

Основна робота ліпідів - це накопичення енергії. Ліпіди забезпечують більше енергії на грам, ніж вуглеводи (дев'ять калорій на грам ліпідів проти чотирьох калорій на грам вуглеводів). Окрім накопичення енергії, ліпіди служать клітинними мембранами, оточують і захищають органи, допомагають регулювати температуру та регулюють багато інших функцій в організмі.

Білки

Білки - це макромолекули, що складаються з ланцюгів субодиниць, які називаються амінокислотами. Амінокислоти - це прості субодиниці, що складаються з вуглецю, кисню, водню та азоту. Білок - єдиний макроелемент, що містить азот. Харчовими джерелами білків є м’ясо, молочні продукти, морепродукти та різноманітна різноманітна їжа на рослинній основі, особливо соя. Слово білок походить від грецького слова, що означає "першочергове значення", що є влучним описом цих макроелементів; вони також розмовно відомі як «робочі коні» життя. Білки забезпечують чотири 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. За підрахунками вчених, в організмі людини існує понад сто тисяч різних білків.

Вода

Є ще одна поживна речовина, яку ми повинні вживати щодня: вода. Вода не містить вуглецю, але складається з двох воднів і одного кисню на молекулу води. Вода не забезпечує калорій. 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. В середньому доросла людина споживає трохи більше двох літрів води на день з їжею та напоями. Згідно з "правилом трійки", узагальненням, підтриманим експертами з виживання, людина може вижити три хвилини без кисню, три дні без води та три тижні без їжі. Оскільки вода є настільки важливою для основних процесів життя, кількість води, що надходить і виходить, надзвичайно важлива, тему, яку ми детально дослідимо в главі 7.

Алкоголь (Не поживна речовина)

Алкогольні напої є джерелом калорій, хоча вони, як правило, не містять поживних речовин. Сам алкоголь забезпечує приблизно 7 калорій на кожен спожитий грам. Крім алкоголю, багато алкогольних напоїв містять і вуглеводи.

Мікроелементи

Мікроелементи - це поживні речовини, необхідні організму в меншій кількості, але все ще необхідні для виконання функцій організму. Мікроелементи включають всі необхідні мінерали та вітаміни. Існує шістнадцять основних мінералів та тринадцять вітамінів (див. Таблиці 1.3.1 та 1.3.2 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. Втомлюваність можна пояснити тим, що мікроелементи допомагають у процесі отримання енергії, будучи частиною ферментів (тобто коферментів). Ферменти каталізують 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.

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 макроелементи, 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 1.3.1: Мінерали та їх основні функції