Какие вещества называются питательными

Питательные вещества – что это такое

Для роста, развития, здорового функционирования человеку необходимо питание — процесс поступления и усвоения пищи. Продукты питания вмещают в себе питательные вещества.

Поступая в организм, они проходят процесс расщепления до простых молекул в желудочно-кишечном тракте, после всасывания через стенки кишечника попадают в кровеносную систему и с кровотоком разносятся ко всем органам и тканям.

Какие функции выполняют в организме

Каждый человек испытывает потребность в питательных веществах. При их достаточном поступлении организм остается здоровым, уменьшается риск возникновения ряда заболеваний, напрямую связанных с питанием. Разные виды питательных веществ имеют в организме собственное назначение, однако в целом выделяют три их главные функции.

1. Строительная. Питательные вещества участвуют в регенерации поврежденных тканей тела и формировании новых тканей.
2. Энергетическая. Дают энергию, используемую для процесса метаболизма, осуществления механических мышечных движений, поддержания температуры тела.
3. Регулирующая. Отлаживают метаболические процессы, работу внутренних органов.

Характеристики питательных веществ, какие бывают виды.

В биологии выделяют следующие виды питательных веществ:

• белки — сложные высокомолекулярные органические вещества, которые являются основной составной частью живых организмов;
• жиры — органические соединения, относящиеся к липидам, которые содержатся в клетках;
• углеводы — органические соединения, которые состоят из углерода, водорода, кислорода и входят в состав клеток;
• минералы — химические элементы, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма;
• витамины — низкомолекулярные вещества с большой биологической активностью, обеспечивающие процесс жизнедеятельности;
• вода — неорганическое вещество, важнейшая составляющая всего живого.

По химической природе пищевые вещества делятся на два типа:

• органические (жиры, белки, углеводы, витамины);
• неорганические (минералы и вода).

Потребность организма в перечисленных видах питательных веществ разная. По этому критерию их разделяют на два вида:

• макронутриенты — требуются человеку в больших количествах (белки, жиры, углеводы, вода);
• микронутриенты — нужны организму в малом объеме — миллиграммах, микрограммах (витамины и минеральные вещества).

Индивидуальная потребность в разных видах питательных веществ зависит от:

• возраста;
• пола;
• состояния здоровья;
• уровня физических нагрузок;
• особенностей обмена веществ;
• места проживания.

Питательные вещества также разделяют по способности синтеза в организме:

• незаменимые (некоторые аминокислоты и витамины, минералы) — необходимые для жизнедеятельности вещества, которые могут поступать в организм только с пищей, так как не синтезируются им или синтезируются в недостаточном количестве;
• заменимые (часть аминокислот, жиры, углеводы) — нужные организму вещества, которые он может вырабатывать самостоятельно; они все равно должны поступать с пищей, так как при их недостатке используются другие вещества, что может привести к сбою в процессе метаболизма.

Каждый день организму для функционирования нужно около 60 разных питательных веществ. Многие пищевые вещества полезны для здоровья, хоть и не являются жизненно важными.

Микронутриенты

Они не являются энергоресурсом, но требуются для нормального обмена веществ, роста и развития организма, обеспечения его функционирования, укрепления иммунитета. К микронутриентам относятся витамины и минеральные вещества.

Впервые выделены в 1911 г. Витамины имеют химическое название, а также обозначаются буквами латинского алфавита (например, витамин А – ретинол, витамин С – аскорбиновая кислота). Они отличаются высокой биологической активностью. Большинство витаминов не синтезируются в организме.

Также существуют витаминоподобные вещества. Этот термин обозначает биологически активные вещества, имеющие некоторые свойства витаминов, но не имеющие всех характерных для них особенностей (например, холин, пангамовая кислота).

Общее значение витаминов для организма:

• являются регуляторами обмена веществ;
• осуществляют каталитические реакции;
• позитивно воздействуют на способность организма адаптироваться к условиям окружающей среды, сопротивляться негативному воздействию извне;
• повышают трудоспособность;
• участвуют в образовании ферментов, гормонов, кроветворении, формировании костной и соединительной ткани, кожного покрова;
• положительно влияют на высшую нервную деятельность.

Они делятся на две группы:

• водорастворимые, то есть способные растворяться в воде (витамины группы В, витамины С, Р, пантотеновая и фолиевая кислоты). Другое название — коферменты, так как в организме они функционируют вместе с ферментами. Водорастворимые витамины не запасаются в теле человека и легко разрушаются при обработке пищи;
• жирорастворимые — способные растворяться в жире (А, D, Е, К). Они поступают в организм с жирами и при избытке могут запасаться жировыми клетками.

При недостатке поступающих витаминов, их отсутствии или нарушения процесса усвоения и функционирования в организме развивается витаминная недостаточность. Ее формы:

• субнормальная обеспеченность — доклиническая стадия витаминного дефицита, которая выражается только в биохимических сбоях;
• гиповитаминоз — сокращение содержания витаминов в организме по сравнению с необходимым; проявляется через снижение трудоспособности, слабость, нервозность, нарушения сна, снижение иммунитета;
• авитаминоз — отсутствие в организме необходимых витаминов, характеризуется появлением симптомов, свойственных дефициту одного витамина или их группы.

В организме может возникать и гипервитаминоз — определение, обозначающее переизбыток витаминов. Часто возникает на фоне переизбытка жирорастворимых витаминов А, D, Е, К.

Каждый витамин имеет свое направление действия и задания. К примеру, витамин С (аскорбиновая кислота) оказывает влияние на обмен веществ, повышает способности организма к сопротивлению заболеваниям. Его отсутствие сопровождается цингой. Разные продукты питания вмещают в себя и различные витамины, поэтому для полноценного обеспечения организма витаминами их нужно комбинировать.

Минеральные вещества составляют около 5% общей массы тела.

Их нехватка или избыток приводят к развитию серьезных заболеваний, из-за дефицита быстрее происходит старение. Организм лучше адаптируется к превышению нормы минеральных веществ, чем к их недостатку.

Их основное значение:

• участие в пластических процессах, образовании новых тканей организма (особенно костной);
• регуляция водно-солевого обмена;
• поддержка кислотно-щелочного баланса;
• участие в кроветворении;
• воздействие на нервную и иммунную системы;
• участие в синтезе белков;
• входят в состав ферментных систем, витаминов, гормонов.

По количественному содержанию в организме и пищевых продуктах минеральные вещества разделяют на три группы.

Макроэлементы. К ним относят те минеральные вещества, концентрация которых в организме превосходит 0,01% (в общей сумме 99% всех минеральных веществ). Соответственно, человек нуждается в их большом количестве. К ним относят кальций, фосфор, серу, хлор, натрий, магний, калий.

Они вносят свой вклад в функционирование организма (например, кальций – важная составляющая зубов и костей, требуется для деятельности сердца и нервной системы, необходим для роста, калий принимает участие в водном обмене организма, способствует улучшению функционирования сердца).

Микроэлементы. К ним относятся железо, цинк, фтор, кобальт, марганец, медь, селен, молибден, йод, хром, никель, кремний, олово, ванадий. Концентрация микроэлементов в организме колеблется от 0,00001% до 0,01%. Несмотря на низкую концентрацию, они также исключительно важны (к примеру, в йоде нуждается щитовидная железа — он влияет на работу сердечно-сосудистой и нервной системы, медь нужна для кроветворения, образования белков и ферментов, регулирования процессов окисления).

Ультрамикроэлементы. Их концентрация в организме ниже 0,000001%. К ультрамикроэлементам относятся золото, серебро, ртуть, неон, кадмий, цирконий и т.д. Их значение изучено недостаточно.

По роли химических элементов в организме человека существует следующая классификация:

• эссенциальные элементы или жизненно важные (все макроэлементы, а также микроэлементы медь, железо, цинк, хром, марганец, молибден, селен, йод);
• условно-эссенциальные — жизненно важные элементы, которые могут негативно повлиять на организм, если их концентрация превысит норму (бор, кобальт, германий, литий, кремний, ванадий);
• потенциально токсичные микроэлементы и ультрамикроэлементы (золото, галлий, иридий, никель, титан и другие);
• токсичные (алюминий, кадмий, свинец, ртуть, бериллий, барий, талий, висмут).

Суточная потребность минеральных веществ — 20-25 г. При этом важно придерживаться их сбалансированности. Важное значение имеет сочетание в питании веществ щелочного (кальций, магний, калий, натрий) и кислотного действия (сера, фосфор, хлор). Первые содержаться в молочных продуктах (кроме сыров), овощах, фруктах, вторые — мясных, рыбных, мучных продуктах, яйцах и крупах.

Переизбыток или нехватка минеральных веществ может возникнуть в случае:

• долговременного однотипного питания;
• несбалансированного питания;
• недостатка или повышенного содержания минеральных веществ в пищевых продуктах, характерных для данной местности;
• нарушения процесса всасывания минеральных веществ пищеварительной системой, сбоя в их обмене.

Макронутриенты

В основе пищевых продуктов находятся три макронутриента — белки, жиры и углеводы. С их помощью организм получает энергетические калории. Также к макронутриентам относят воду.

Они являются наиболее важными биологическими веществами для жизнедеятельности организма. Белки выполняют множество различных функций:

• являются основным пластическим материалом, из которого строятся ткани и органы человеческого тела, основой для построения клеток, их мембран, межклеточного вещества;
• считаются ведущими компонентами ферментов и таким образом участвуют в обмене веществ;
• составляют основу гормонов;
• обеспечивают движение питательных веществ, некоторых витаминов и гормонов;
• находятся в основе иммунной реакции (антитела, которые реагируют на чужеродные белки, тоже имеют белковую природу);
• при нехватке в организме жиров и углеводов или при больших энергопотерях участвуют в образовании энергии;
• принимают участие в сокращении мышц (актин и миозин);
• помогают выводить токсины;
• способствуют свертыванию крови и предотвращают кровопотери;
• регулируют процессы возбуждения и торможения в коре головного мозга;
• содействуют передаче наследственной информации.

Из-за недостатка белков нарушаются функции организма:

• расстройство работы печени;
• сбои в эндокринной системе;
• изменение состава крови;
• снижение работоспособности и уровня умственной работы;
• задержка детского развития;
• падение иммунитета.

От переизбытка белков в составе пищи:

• нарушается работа нервной и эндокринной систем;
• образуются жировые отложения в печени;
• наблюдается перегруженность системы пищеварения;
• замедление роста;
• появление остеопороза;
• проявляются сбои в работе почек.

Белки пищи в процессе переваривания распадаются на аминокислоты, из которых синтезируются белки организма. Для этого синтеза необходимо поступление с пищей нужного количества белков с определенным аминокислотным строением. Наиболее распространены в человеческой пище 20 аминокислот из общего числа известных. Они нужны для полноценной жизнедеятельности и делятся на две группы:

• незаменимые — не синтезируются в организме человека (гистидин, метионин, валин, триптофан, фенилаланин, лейцин, трионин, изолейцин);
• заменимые — могут синтезироваться в организме на основе других аминокислот, доставленных с белками пищи (аланин, глицин, тирозин, таурин, аргинин, кислота глютаминовая, аспарагин, кислота аспарагиновая, цистеин, глютамин, серин, пролин).

Также белки разделяются на:

• полноценные — в их составе находятся все незаменимые аминокислоты (присутствуют в продуктах животного происхождения и в некоторых растительных, к примеру, в бобовых);
• неполноценные — не имеют в составе одной или нескольких незаменимых аминокислот (содержатся во всех продуктах питания).

Суточная норма потребления белка зависит от пола, возраста, уровня физических нагрузок и поэтому у взрослых людей колеблется от 58 до 117 г. Составляя рацион питания, следует в первую очередь добиваться аминокислотного баланса в пище.

В организме жир пребывает в двух видах:

• структурный (протоплазматический) — находится в составе липопротеиновых комплексов;
• резервный (жировые депо) — жировые накопления.

В физиологии выделяются следующие функции жиров:

• являются значительным энергетическим ресурсом (1 г жиров дает 9 ккал);
• избыток жиров откладывается в виде жировой ткани и служит своеобразным энергетическим запасом;
• находятся в составе всех клеточных мембран;
• защищают тело от переохлаждения, а внутренние органы — от механического повреждения и смещения;
• содействуют усвоению некоторых витаминов;
• являются источниками витаминов А, D, биологически активных веществ (фосфолипидов, токоферолов, полинасыщенных жирных кислот, стеринов);
• участвуют в образовании гормонов;
• способствуют передаче нервных сигналов;
• благодаря секреции сальных желез оберегают кожный покров от пересыхания.

Недостаточное их поступление негативно влияет на организм:

• задерживается рост;
• усиливается проницаемость капилляров;
• нарушается работа нервной системы;
• происходят сбои в работе почек;
• сокращается синтез белка и биологически активных веществ;
• происходит задержка воды;
• ослабевает иммунитет;
• появляются дерматиты, сухость кожи.

В то же время при переизбытке жиров развивается ожирение, которое грозит нарушениями работы печени и сердечно-сосудистой системы.

Жиры, поступившие с пищей, после переваривания расщепляются на глицерин и жирные кислоты, которые поступают в систему кровообращения. Из них синтезируются жиры человека. Жирные кислоты разделяются на:

• насыщенные (стеариновая, масляная и т.д.) — синтезируются в организме, но плохо усваиваются и негативно влияют на работу печени, обмен веществ, повышают концентрацию холестерина в крови; концентрируются в жирах животного происхождения;
• ненасыщенные (и др.) — делятся на мононенасыщенные (олеиновая кислота) и полиненасыщенные (линолевая, арахидоновая кислоты), последние не синтезируются в организме, легко усваиваются и находятся в подсолнечном, оливковом масле, рыбьем жире.

Также жиры условно делятся на две группы:

• видимые — сливочное и растительное масла, сало;
• невидимые — скрытые в мясе, рыбе, молочных и растительных продуктах (например, орехах, плодах авокадо).

Взрослый человек, в зависимости от пола, возраста, уровня физических нагрузок, условий проживания должен потреблять в день от 60 до 154 г. жиров. Для полноценного питания необходимо комбинировать растительные и животные жиры.

Энергетическая ценность 1 г углеводов составляет 4 ккал.

Классификация углеводов:

• сахара, которые разделяются на моносахариды (глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза) и дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза);
• крахмалы — сложные полисахариды (гликоген, крахмал – перевариваемые, целлюлоза и пектиновые вещества – неперевариваемые).

Функции углеводов:

• являются главным энергоресурсом человека и предоставляют организму 58% всех его энергетических нужд;
• являются пластическим материалом, так как входят в состав клеток и тканей;
• участвуют в обмене веществ, в том числе в жировом обмене;
• стимулируют нервную систему;
• некоторые углеводы отличаются биологической активностью;
• способствуют формированию защитных сил организма;
• неперевариваемые полисахариды регулируют работу кишечника, желчевыводящих путей, содействуют выведению из организма вредных веществ.

Общая масса углеводов в организме меньше 1%, поэтому они должны постоянно поступать с пищей. При недостаточном количестве углеводов в питании энергетические потребности покрываются за счет жиров, а потом и белков. Переизбыток углеводной составляющей пищи приводит к трансформации лишних углеводов в жир и, как следствие, его накоплению.

Углеводы не являются незаменимыми питательными веществами, так как они могут при надобности формироваться из аминокислот и глицерина. Суточная доза для взрослого человека составляет в среднем 6-8 г на 1 кг массы тела. Много углеводов содержится в злаках, бобовых, корнеплодах, орехах. Также их источники — мед, фрукты, зеленые и листовые овощи, картофель.

По степени усвоения углеводы делятся на два типа:

• легкоусваиваемые — содержатся в продуктах с большим содержанием сахара, а их избыточное потребление грозит ожирением и сахарным диабетом;
• медленно всасывающиеся — входят в состав фруктов и овощей, что делает их более полезными.

75% углеводов, поступающих с пищей, должны составлять полисахариды, преимущественно крахмалы, 20% — легкоусваиваемые моно- и дисахариды, 5% — пектины и пищевые волокна. Согласно современным взглядам на рациональное питание, белки, жиры и углеводы должны соотноситься в пропорции 1:2:3 (на 1 калорию белка — 2 калории жиров и 3 калории углеводов).

К пищевым веществам, в том числе к макронутриентам относят и воду. Она играет исключительную роль в процессах жизнедеятельности и составляет 2/3 массы человеческого тела.

Значение воды для организма:

• основа всех жидкостей тела;
• участвует в обмене веществ, во всех химических реакциях;
• осуществляет терморегуляцию;
• поддерживает кислотно-щелочной баланс;
• способствует выведению пагубных продуктов обмена, остатков метаболитов.

Ежедневно человек теряет около 2,5 л воды, ее потерю следует возмещать (через питье, еду). Организм посредством обмена веществ вырабатывает 0,3-0,5 л воды в день. В жаркое время года потребность в воде возрастает. Избыточное ее потребление вредно, так как создает нагрузку на сердечно-сосудистую систему и почки. Без воды человек может прожить от 5 до 7 дней.

Выводы:

1. Питательные вещества — органические и неорганические соединения, которые усваиваются организмом во время питания для поддержания его жизненных процессов. К ним относят белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, воду.
2. Основные функции питательных веществ: строительная, энергетическая и регулирующая.
3. К микронутриентам относят те пищевые вещества, которые присутствуют в продуктах питания в малых объемах (витамины и минеральные вещества).
4. Макронутриенты — питательные вещества, составляющие основу пищи и востребованные организмом в большом количестве.