Как питательные вещества используются организмом?

Не секрет, что пищевые питательные вещества используются организмом, более того, мы нуждаемся в их постоянном восполнении. Но какую роль они играют, и в каких именно продуктах содержатся?

Всего насчитывается шесть видов питательных веществ, которые использует человеческий организм: вода, минералы, витамины, белки, жиры, углеводы. Это основные полезные вещества, получаемые из пищи, которые используются для поддержания жизнеспособности тканей, их обновления, выработки энергии для физиологической активности и регуляции метаболизма. Потребность в них испытывается в течение всей жизни, причем каждое вещество выполняет определенные функции.

Механизм всасывания питательных веществ организмом

Всасывание питательных веществ происходит только после их расщепления, в чистом виде они не усваиваются. Расщепленные ферменты просачиваются сквозь стенки пищеварительного тракта, попадая в кровоток. Белки, жиры и углеводы обеспечивают организм топливом в виде калорий. Вода, минералы, витамины выполняют функции строительного и расходного материала, что не менее важно.

Вода

Этот универсальный растворитель участвует практически во всех жизненно важных процессах организма:

• вода питает клетки, не допуская их обезвоживания;
• осуществляет транспортировку веществ и гормонов ко всем органам;
• вода помогает сжигать жиры, перерабатывая эти клетки в энергию; ее употребление в достаточном количестве снижает аппетит;
• активизирует работу почек;
• пищеварение и вывод продуктов жизнедеятельности организма осуществляются в жидкой среде.

Недостаток воды неизбежно приводит к нарушению функций внутренних органов, увеличению жировой ткани. Клетки головного мозга первыми начинают испытывать дефицит воды.

Минеральные вещества

Минеральные вещества можно разделить на две группы: макро- и микроэлементы. Достаточное количество их в организме отвечает за прочность опорно-двигательного аппарата, водный и кислотно-щелочной баланс, способствует соединению белков с липидами, укрепляет нервную систему и пр. Микроэлементы, как правило, для нормальной жизнедеятельности необходимы в малых количествах, а макроэлементы – в больших. Недостаток какого-либо минерала в организме тормозит активность остальных минеральных веществ.

Использование витаминов

Такие питательные вещества клетки, как витамины, играют очень важную роль для здоровья человека, ведь их недостаток ведет к нарушению обменных процессов в организме и снижению иммунитета. Этот аспект настолько важен, что людям, ведущим активный образ жизни, рекомендуется дополнительно принимать витаминные комплексы. В чистом виде в природе витаминов нет: каждый из них существует в сложном биологическом комплексе, что, собственно, и помогает организму их использовать.

Использование белков

Белок необходим для роста и восстановления тканей. Кроме этого, питательные вещества используются организмом в процессе выработки гормонов, энзимов и антител и нормального осуществления химических реакций.

Мы потребляем белки из мяса, птицы, рыбы, злаковых и бобовых культур, молока, орехов и яиц. Они содержат в себе аминокислоты, восстанавливают затраченную энергию и обеспечивают пластические процессы в тканях. Повышенное количество белковой пищи рекомендовано детям и беременным.

Как жиры используются организмом

Основные питательные вещества, жиры, используются организмом человека для максимального усвоения витаминов, выработки энергии и защиты от простудных заболеваний. Различают три вида жиров: насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные.

Молочные продукты, красное мясо, кокосовое масло и некоторые другие продукты содержат большое количество насыщенных жиров; арахис и оливки богаты мононенасыщенными жирами; соя и растительные масла (кунжутное, кукурузное, и др.) являются чемпионами по полиненасыщенным жирам.

Запас питательных веществ данной категории обеспечивает пластичность клеток, восстанавливает соединения, необходимые для выработки энергии и обновления организма в целом.

Участие углеводов в жизнеобеспечении организма

Простые и сложные углеводы (моносахариды и полисахариды, соответственно) – в больших количествах содержатся в овощах, фруктах, цельных злаках, орехах и пр. Эти питательные вещества используются организмом, прежде всего, для выработки жизненно необходимой энергии. Участвуют в синтезе клеток, находятся в тесной связи с жирами, что позволяет им взаимозаменять одни другими. Мощным источником углевода является крахмал.

Полезная для микрофлоры кишечника неперевариваемая клетчатка играет роль «метелки», вычищающей его от шлаков и токсинов. Она представляет собой грубые растительные волокна, которые являются сложными углеводами. Пища, богатая клетчаткой, улучшает работу ЖКТ и сердечно-сосудистой системы, повышает сопротивляемость различным заболеваниям.

Функции питательных веществ, используемые организмом

Все питательные вещества используются организмом особым способом, хотя основные функции можно разделить на три вида.

1. Строительная функция, восстанавливающая структуру клеток и тканей. Полезные вещества задействованы в регенерации внутренних и наружных органов. В основном это белки и некоторые минералы, такие как кальций, калий фосфор и др.;
2. Энергетическая функция: такие питательные вещества, как жиры и углеводы, а во вторую очередь - белки, - используются организмом для получения энергии на осуществление обмена веществ. Они способствуют поддержанию определенной температуры тела, совершению мышечных движений и пр.;
3. Регулирующая функция, для которой используются различные витамины и минералы. С их помощью регулируются химические реакции метаболизма и активность работы внутренних органов.

Для здорового питания важно соблюдать соотношение всех питательных веществ и не забывать о правильном сочетании различных продуктов.

Пищевые группы и энергетическая ценность

Питательные вещества в продуктах содержатся в разных количествах, именно поэтому пища в рационе должна быть разнообразной.

Так, фрукты богаты сахарами, витаминами и водой; сладкие десерты быстро усваиваются и при умеренном потреблении служат хорошим источником энергии. Овощи необходимо регулярно употреблять в пищу, поскольку при минимуме энергетической составляющей в них достаточно высокое содержание витаминов и минералов, отвечающих за обмен веществ.

Корнеплоды и злаковые культуры используются организмом как мощный источник энергии, с большим количеством сложных углеводов.

Мясо, рыба и яйца – кладезь «строительного материала» клеток белка, а в молоке и молочных продуктах много жиров, белков, а также кальция и других ценных микроэлементов.

В расчете энергетической ценности пищевых продуктов используется единица теплоотдачи – килокалория (ккал), которая соответствует тепловой энергии, затраченной для подъема температуры 1 литра дистиллированной воды от 14,5 °С до 15 °С. Практически все необходимые питательные вещества участвуют в выработке тепловой энергии для проведения биохимических реакций обмена веществ, осуществления двигательной функции мышц и поддержания обычной температуры тела. Именно переработка (переваривание) белков, жиров и углеводов высвобождает определенное количество энергии.

Питательные вещества в процессе пищеварения

Содержание питательных веществ в клетках необходимо для осуществления метаболизма. Белок безостановочно распадается и синтезируется пищеварительной системой. Но каким образом питательные вещества изменяются при переработке?

Животная и растительная пища обладает всеми необходимыми организму видами элементов. Но сами по себе мясо, молоко или, к примеру, хлеб, не усваиваются клетками. Лишь предварительная подготовка гарантирует всасывание полезных веществ. Белки, жиры и углеводы расщепляются органами пищеварения на более простые частицы, из которых они состоят и которые затем используются в обменных процессах.

Белки состоят из аминокислот, до которых они и расщепляются в пищеварительном тракте. Жиры – это сложное соединение жирной кислоты с глицерином в соотношении 3:1 в одной молекуле. Кислоты разные, поэтому из них получаются разные по составу жиры.

Клетчатка, крахмал и прочие сложные углеводы состоят из моносахаридов, всем известным представителем которых является глюкоза. Эти вещества выглядят как цепочка из 6 атомов углерода, с присоединившимися «сбоку» атомами кислорода и водорода по схеме: на 1 углеродный атом приходятся 2 водородных и 1 кислородный. Будто бы молекула воды H₂O прилипла к нему, откуда возникло название этой группы соединений – углеводы.

Таким образом, если вода, витамины и минеральные вещества могут использоваться организмом в своем обычном виде, в каком содержатся в продуктах, то белки при пищеварении вначале расщепляются до аминокислот, жиры до глицерина и жирных кислот, а углеводы до моносахаридов.

Цикл пищеварения заключается в механической (размельчение, перемешивание и пр.) и химической обработке пищи (расщепление на более простые составляющие). Перечисленные процессы выполняются под действием ферментов пищеварительных соков. Таким образом, и в этих органах работа осуществляется мышечной тканью и железами внутренней секреции, для функционирования которых необходимы все те же питательные вещества, о которых мы говорили.