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.
- 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.;
- 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.;
- 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.
