Какие питательные вещества и продукты есть по биологии

Пищевые продукты — объекты, используемые человеком в качестве пищи.

Пищевые продукты:

• растительные: содержат много ненасыщенных жирных кислот, но обычно дефицитны по некоторым незаменимым аминокислотам. 

• животные: содержат весь набор незаменимых аминокислот, но недостаточно ненасыщенных жирных кислот (исключение — жирные сорта рыбы и рыбий жир). 

Питательные вещества — компоненты пищевых продуктов, которые усваиваются человеком. К ним относятся белки, жиры и углеводы.

Белки необходимы как источник аминокислот для построения собственных белков организма, поэтому особенно важна полноценная белковая диета в период роста и развития организма.

Углеводы и жиры являются основой энергетического обмена.  

Рис. Пищевые потребности человека

Значение питательных веществ:

• источник строительных материалов: построение новых клеток, восстановление тканей;

• источник энергии: энергия для работы мышц и органов.                    

При окислении питательных веществ высвобождается определенное количество тепла:

• окисление жиров — 9,3 ккал/г (37 кДж/г),

• окисление белков и углеводов — по 4,1 ккал/г (17 кДж/г). 

 Питательные вещества:                            

• вода

• минеральные соли

• белки

• жиры        

• углеводы          

• витамины                    

обмен Белков

Белки — биологические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

Функции белков

В организме белки участвуют и в пластическом и в энергетическом обмене:

• энергетическая функция;

• ферментативная (катализаторная) функция;

• структурная функция (клеточные мембраны);

• двигательная функция (актин и миозин мышц);

• иммунная защита (иммуноглобулины);

• транспортная функция (гемоглобин);

 и т.д.
Поступление белков в организм

Белки поступают в составе пищи; в пищеварительном тракте расщепляются на аминокислоты; аминокислоты всасываются в кровь. Далее в клетках организма происходит синтез белков из аминокислот при участии шероховатой эндоплазматической сети, рибосом и  аппарата Гольджи.

Однако, только продукты животного происхождения (мясо, молоко, рыба и т. п.) содержат полноценные белки – белки, содержащие весь набор аминокислот. В продуктах растительного происхождения часть аминокислот отсутствует (неполноценные белки). В связи с этим пища человека должна не просто содержать достаточное количество белка, но обязательно иметь в своем составе не менее 30% белков с высокой биологической ценностью, т. е. животного происхождения.

Белки в организме не депонируются, т. е. не откладываются в запас.

Распад белка в организме протекает непрерывно. Степень распада белка обусловлена характером питания. При белковом голодании даже в случаях достаточного поступления в организм жиров, углеводов, минеральных солей, воды и витаминов происходит постепенно нарастающая потеря массы тела, т.к. затраты тканевых белков не компенсируются поступлением других питательных веществ. Поэтому длительное белковое голодание в конечном счете, так же как и полное голодание, неизбежно приводит к смерти. Особенно тяжело переносит белковое голодание растущий организм, у которого в этом случае происходит не только потеря массы тела, но и остановка роста, обусловленная недостатком пластического материала, необходимого для построения клеточных структур.

Регуляция обмена белков

Нейроэндокринная регуляция обмена белков осуществляется рядом гормонов.

Синтез белка усиливают:

• соматотропный гормон; 

• тироксин и трийодтиронин.

Глюкокортикоиды коры надпочечников усиливают распад белка в тканях и стимулируют синтез белка в печени.

обмен липидов

Жиры — производные жирных кислот и трехатомного спирта глицерина.

Жиры и другие липиды объединены в одну группу по физико-химическим свойствам: они не растворяются в воде, но растворяются в органических растворителях (эфир, спирт, бензол и др.). Эта группа веществ важна для пластического и энергетического обмена.

Функции липидов

Пластическая роль липидов состоит в том, что они входят в состав клеточных мембран и в значительной мере определяют их свойства. Велика энергетическая роль жиров. Их теплотворная способность более чем в два раза превышает таковую углеводов или белков. Благодаря низкой теплопроводности жиры осуществляют терморегуляцию.

Большая часть жиров в организме находится в жировой ткани, меньшая часть входит в состав клеточных структур. Жировой ткани много в подкожной клетчатке, вокруг некоторых внутренних органов, в печени и мышцах. Жировые капельки в клетках — это запасной жир, используемый для энергетических потребностей.

Поступление липидов в организм

Жир, всасывающийся из кишечника, поступает преимущественно в лимфу и в меньшем количестве — непосредственно в кровь. Жиры из лимфы поступают непосредственно в жировую ткань, которая имеет значение жирового депо организма. Находящиеся здесь жиры могут переходить в кровь и, поступая в ткани, подвергаются там окислению, т. е. используются как энергетический материал.

При употреблении пищи, содержащей даже небольшое количество жира, в теле животных и человека жир все же откладывается в депо. При этом он имеет видовые особенности данного животного, однако видовая специфичность жиров выражена несравнимо меньше, чем видовая специфичность белков.

Жиры могут синтезироваться из углеводов.

Регуляция жирового обмена

Жировой обмен тесно связан с углеводным обменом.

Ряд гормонов оказывает выраженное влияние на жировой обмен.

Усиливают распад жира:

• адреналин и норадреналин надпочечников, 

• соматотропный гормон гипофиза;

• тироксин щитовидной железы;

Тормозят распад жира:

• глюкокортикоиды (гормоны коркового слоя надпочечников).

Нервные влияния на жировой обмен контролируются гипоталамусом. 

Возбуждение симпатической вегетативной нервной системы усиливает распад жиров, парасимпатической — замедляет распад жиров.

Обмен углеводов

Роль углеводов.

Основная роль углеводов определяется их энергетической функцией. Глюкоза крови является непосредственным источником энергии в организме. Быстрота ее распада и окисления, а также возможность быстрого извлечения из депо обеспечивают экстренную мобилизацию энергетических ресурсов при стремительно нарастающих затратах энергии в случаях эмоционального возбуждения, при интенсивных мышечных нагрузках и др.

Нормальный уровень глюкозы в крови составляет 3,3 — 5,5 ммоль/л.

ЦНС наиболее чувствительна к понижению уровня глюкозы в крови (гипогликемии).  Незначительная гипогликемия проявляется общей слабостью и быстрой утомляемостью.

При снижении уровня глюкозы в крови до 2,2 — 1,7 ммоль/л развивается  «гипогликемическая кома”: судороги, бред, потеря сознания.

Введение в кровь глюкозы быстро устраняет данные расстройства. 

Поступление углеводов в организм

Углеводы в пищеварительном тракте распадаются до простых сахаров (в основном, глюкозы). Глюкоза, поступающая в кровь из кишечника, транспортируется в печень, где из нее синтезируется гликоген (запасное вещество). 

Образование гликогена при относительно медленном поступлении глюкозы в кровь происходит достаточно быстро, поэтому после введения небольшого количества углеводов повышения содержания глюкозы в крови (гипергликемия) не наблюдается. Если же в пищеварительный тракт поступает большое количество легко расщепляющихся и быстро всасывающихся углеводов, содержание глюкозы в крови быстро увеличивается (пищевая гипергликемия). 

При полном отсутствии углеводов в пище они образуются в организме из продуктов распада жиров и белков.

По мере убыли глюкозы в крови происходят расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь (мобилизация гликогена). Благодаря этому сохраняется относительное постоянство содержания глюкозы в крови.

Гликоген откладывается также в мышцах. При активной физической работе мышц происходит усиленное расщепление гликогена, являющегося одним из источников энергии мышечного сокращения.

Распад углеводов в организме:

• без кислорода (анаэробный гликолиз): глюкоза распадается до молочной кислоты;

• в присутствии кислорода: глюкоза окисляется до СО2 и Н2O.

Регуляция углеводного обмена

Центральным звеном регуляции углеводного и других видов обмена является гипоталамус.

Инсулин — гормон, вырабатываемый поджелудочной железы.

Инсулин усиливает синтез гликогена в печени и мышцах и повышает потребление глюкозы тканями организма. При введении инсулина уровень глюкозы в крови снижается.

Инсулин является единственным гормоном, понижающим уровень глюкозы в крови, поэтому при уменьшении секреции этого гормона развиваются стойкая гипергликемия (сахарный диабет).

Увеличение уровня глюкозы в крови возникает при действии нескольких гормонов:

• глюкагон — гормон поджелудочной железы;

• адреналин — гормон мозгового слоя надпочечников;

• глюкокортикоиды — гормоны коркового слоя надпочечника;

• соматотропный гормон гипофиза;

• тироксин и трийодтиронин — гормоны щитовидной железы.