Защо са необходими протеини, мазнини и въглехидрати?
Що се отнася до правилното хранене, диетолозите казват, че храненето трябва да бъде балансирано. Но какво точно трябва да бъде балансирано в диетата?
Живият организъм черпи полезни вещества за поддържане на функционирането на всички системи и органи от външната среда: той консумира кислород от въздуха, който диша, и химикалите, необходими за биохимични реакции, от храни и течности, които са подходящи за хранене. По време на процеса на храносмилане цялата консумирана храна се разгражда на отделни съединения, които имат както прости, така и доста сложни химични формули, които след това участват в различни химични процеси, стават участници в синтеза на нови съединения, комбинират се, модифицират се и в крайна сметка се получават до формата, в която могат да бъдат използвани от различни клетки на тялото в техните структурни и метаболитни процеси.
Веществата, които не се използват от тялото, се извеждат извън неговите граници, но някои от тях са склонни да се натрупват в различни органи, да нарушават функциите им и да отровят тялото чрез процеси на гниене.
Тялото за изграждане на клетъчни структури и метаболитни процеси се нуждаят от протеини, мазнини и въглехидрати. Въглехидратите и мазнините са енергийни източници на тялото. Най-интересното е, че въглехидратите и мазнините могат да се конкурират помежду си за първенство в усвояването им от тялото. Мазнините са източник на някои жизненоважни витамини. В допълнение, мазнините действат като структурни елементи на клетъчната мембрана, образувайки мастна тъкан не само за целите на енергийните резерви, но и като амортизираща структура, която играе ролята на защита на органите от нараняване. Протеините са строителният материал, от който са съставени различни тъкани на живия организъм (кожа, мускулна тъкан, коса, нокти, органна тъкан), както и участници в различни биохимични метаболитни процеси. Структурните компоненти на протеина са аминокиселини, една трета от които не могат да бъдат синтезирани от изходни вещества от самия организъм и се нуждаят от доставка от външната среда. Въглехидратите, заедно с мазнините и протеините, поддържат имунната система, ендокринните процеси и нервната система.
Средно оптимално съотношението на протеини, мазнини и въглехидратиможе да се представи като пропорция (1:1:4). Тези цифри варират в зависимост от вида дейност, с която се занимава човек и колко физически или умствено е активен. За хората, които се занимават основно с интелектуална работа, формулата изглежда така (1: 0,8: 3) и колкото по-сериозно е ангажиран мозъкът в работата, толкова повече въглехидрати се нуждае човек. Спортистите и хората, занимаващи се с тежък физически труд, се нуждаят от протеини и въглехидрати в още по-голяма степен (2:1:5). За живота при ниски температури количеството белтъчини и мазнини, постъпващи ежедневно в организма, е изключително важно. Съответно формулата ще се промени към увеличаване на протеините и мазнините (2:2:4) или (2:2:3).
Необходими са протеини, мазнини и въглехидратив строго определени количества. Дефицитът или излишъкът на тези компоненти много бързо променя състоянието на тялото към по-лошо:
- причинява слабост и сънливост,
- забавя мисловните процеси и влошава паметта,
- намалява мускулната маса и причинява мускулна слабост,
- разваля състоянието на кожата и косата,
- променя структурата на хрущялната и костната тъкан,
- намалява скоростта на имунните реакции,
- провокира смущения в синтеза на хормони,
- нарушава ензимната активност,
- удря сърдечно-съдовата система,
- застрашава всички метаболитни процеси в тялото,
- причинява токсично увреждане на органи и тъкани.
Поради тази причина, без значение каква диета е избрана за лечение или загуба на тегло (наддаване), диетата винаги трябва да съдържа храни, съдържащи и трите компонента (протеини, мазнини, въглехидрати). Въпросът за избора на диета се състои само в разликата в комбинациите на тези вещества, но не и в отказването от някое от тях.
Химичните свойства на клетките, които изграждат живите организми, зависят главно от броя на въглеродните атоми, съставляващи до 50% от сухата маса. Въглеродните атоми се намират в основните органични вещества: протеини, нуклеинови киселини, липиди и въглехидрати. Последната група включва съединения на въглерод и вода, съответстващи на формулата (CH 2 O) n, където n е равно или по-голямо от три. Освен въглерод, водород и кислород, молекулите могат да съдържат атоми на фосфор, азот и сяра. В тази статия ще проучим ролята на въглехидратите в човешкото тяло, както и характеристиките на тяхната структура, свойства и функции.
Класификация
Тази група съединения в биохимията се разделя на три класа: прости захари (монозахариди), полимерни съединения с гликозидна връзка - олигозахариди и биополимери с високо молекулно тегло - полизахариди. Веществата от горните класове се намират в различни видове клетки. Например нишестето и глюкозата се намират в растителните структури, гликогенът се намира в човешките хепатоцити и клетъчните стени на гъбичките, а хитинът се намира в екзоскелета на членестоногите. Всички горепосочени вещества са въглехидрати. Ролята на въглехидратите в организма е универсална. Те са основният доставчик на енергия за жизнените прояви на бактерии, животни и хора.
Монозахариди
Те имат обща формула C n H 2 n O n и са разделени на групи в зависимост от броя на въглеродните атоми в молекулата: триози, тетрози, пентози и т.н. В състава на клетъчните органели и цитоплазмата простите захари имат две пространствени конфигурации: циклична и линейна. В първия случай въглеродните атоми са свързани помежду си чрез ковалентни сигма връзки и образуват затворени цикли; във втория случай въглеродният скелет не е затворен и може да има разклонения. За да определим ролята на въглехидратите в организма, нека разгледаме най-често срещаните от тях - пентози и хексози.
Изомери: глюкоза и фруктоза
Те имат една и съща молекулна формула C 6 H 12 O 6, но различни структурни типове молекули. По-рано вече споменахме основната роля на въглехидратите в живия организъм - енергията. Горните вещества се разграждат от клетката. В резултат на това се освобождава енергия (17,6 kJ от един грам глюкоза). Освен това се синтезират 36 молекули АТФ. Разграждането на глюкозата става върху мембраните (кристи) на митохондриите и представлява верига от ензимни реакции - цикъл на Кребс. Това е най-важната връзка в дисимилацията, която се среща във всички клетки на хетеротрофните еукариотни организми без изключение.
Глюкозата се образува и в миоцитите на бозайниците поради разграждането на запасите от гликоген в мускулната тъкан. В бъдеще се използва като лесно разпадащо се вещество, тъй като осигуряването на клетките с енергия е основната роля на въглехидратите в тялото. Растенията са фототрофи и произвеждат собствена глюкоза по време на фотосинтезата. Тези реакции се наричат цикъл на Калвин. Изходният материал е въглероден диоксид, а акцепторът е риболозодифосфат. Синтезът на глюкоза се извършва в матрицата на хлоропласта. Фруктозата, имаща същата молекулна формула като глюкозата, съдържа кетонна функционална група в молекулата. Той е по-сладък от глюкозата и се намира в меда, както и в сока от горски плодове и плодове. По този начин биологичната роля на въглехидратите в тялото е преди всичко да ги използва като бърз източник на енергия.
Ролята на пентозите в наследствеността
Нека се спрем на друга група монозахариди - рибоза и дезоксирибоза. Тяхната уникалност се състои в това, че те са част от полимери - нуклеинови киселини. За всички организми, включително неклетъчните форми на живот, ДНК и РНК са основните носители на наследствена информация. Рибозата се намира в молекулите на РНК, а дезоксирибозата се намира в нуклеотидите на ДНК. Следователно биологичната роля на въглехидратите в човешкото тяло е, че те участват в образуването на наследствени единици - гени и хромозоми.
Примери за пентози, съдържащи алдехидна група и често срещани в растителното царство, са ксилозата (намира се в стъблата и семената), алфа-арабинозата (намира се в гумата на костилковите овощни дървета). По този начин разпределението и биологичната роля на въглехидратите в тялото на висшите растения е доста голямо.
Какво представляват олигозахаридите
Ако остатъците от монозахаридни молекули, като глюкоза или фруктоза, са свързани чрез ковалентни връзки, тогава се образуват олигозахариди - полимерни въглехидрати. Ролята на въглехидратите в организма както на растенията, така и на животните е разнообразна. Това важи особено за дизахаридите. Най-често срещаните сред тях са захароза, лактоза, малтоза и трехалоза. Така захарозата, наричана иначе тръстикова захар, се намира в растенията под формата на разтвор и се съхранява в техните корени или стъбла. В резултат на хидролизата се образуват молекули глюкоза и фруктоза. е от животински произход. Някои хора изпитват непоносимост към това вещество поради хипосекреция на ензима лактаза, който разгражда млечната захар на галактоза и глюкоза. Ролята на въглехидратите в живота на тялото е разнообразна. Например, дизахаридът трехалоза, състоящ се от два глюкозни остатъка, е част от хемолимфата на ракообразни, паяци и насекоми. Намира се и в клетките на гъбите и някои водорасли.
Друг дизахарид, малтоза или малцова захар, се намира в зърната на ръж или ечемик по време на покълването и представлява молекула, състояща се от два глюкозни остатъка. Образува се в резултат на разграждането на растително или животинско нишесте. В тънките черва на хората и бозайниците малтозата се разгражда от ензима малтаза. При липсата му в панкреатичния сок възниква патология поради непоносимост към гликоген или растително нишесте в храните. В този случай се използва специална диета и самият ензим се добавя към диетата.
Сложни въглехидрати в природата
Те са много разпространени, особено в растителния свят, биополимери са и имат голямо молекулно тегло. Например в нишестето е 800 000, а в целулозата - 1 600 000. Полизахаридите се различават по състава на мономерите, степента на полимеризация и дължината на веригите. За разлика от простите захари и олигозахариди, които са силно разтворими във вода и имат сладък вкус, полизахаридите са хидрофобни и безвкусни. Нека разгледаме ролята на въглехидратите в човешкото тяло, използвайки примера на гликоген - животинско нишесте. Синтезира се от глюкоза и се съхранява в хепатоцитите и клетките на скелетната мускулатура, където съдържанието му е два пъти по-високо от това в черния дроб. Подкожната мастна тъкан, невроцитите и макрофагите също са способни да произвеждат гликоген. Друг полизахарид, растителното нишесте, е продукт на фотосинтезата и се образува в зелени пластиди.
От самото начало на човешката цивилизация основните доставчици на нишесте са били ценни селскостопански култури: ориз, картофи, царевица. Те все още са в основата на диетата на огромното мнозинство от жителите на света. Ето защо въглехидратите са толкова ценни. Ролята на въглехидратите в организма е, както виждаме, в използването им като енергоемки и бързо усвоими органични вещества.
Има група полизахариди, чиито мономери са остатъци от хиалуронова киселина. Наричат се пектини и са структурни вещества на растителните клетки. Особено богати на тях са ябълковите кори и пулпата от цвекло. Клетъчните вещества пектини регулират вътреклетъчното налягане - тургор. В сладкарската промишленост се използват като желиращи агенти и сгъстители при производството на висококачествени блатове и мармалади. В диетичното хранене те се използват като биологично активни вещества, които ефективно премахват токсините от дебелото черво.
Какво представляват гликолипидите
Това е интересна група от сложни съединения на въглехидрати и мазнини, открити в нервната тъкан. Той изгражда главния и гръбначния мозък на бозайниците. Гликолипидите се намират и в клетъчните мембрани. Например, в бактериите те участват в някои от тези съединения са антигени (вещества, които откриват кръвни групи от системата Landsteiner AB0). В клетките на животните, растенията и човека, освен гликолипидите, има и независими мастни молекули. Те изпълняват предимно енергийна функция. Когато един грам мазнина се разгради, се освобождават 38,9 kJ енергия. Липидите се характеризират и със структурна функция (те са част от клетъчните мембрани). Така тези функции се изпълняват от въглехидрати и мазнини. Тяхната роля в организма е изключително важна.
Ролята на въглехидратите и липидите в организма
В човешки и животински клетки могат да се наблюдават взаимни трансформации на полизахариди и мазнини, възникващи в резултат на метаболизма. Диетолозите са установили, че прекомерната консумация на нишестени храни води до натрупване на мазнини. Ако човек има проблеми с панкреаса по отношение на секрецията на амилаза или води заседнал начин на живот, теглото му може да се увеличи значително. Струва си да се помни, че богатите на въглехидрати храни се разграждат главно в дванадесетопръстника до глюкоза. Той се абсорбира от капилярите на въси на тънките черва и се отлага в черния дроб и мускулите под формата на гликоген. Колкото по-интензивен е метаболизмът в тялото, толкова по-активно се разгражда до глюкоза. След това се използва от клетките като основен енергиен материал. Тази информация служи като отговор на въпроса каква роля играят въглехидратите в човешкото тяло.
Значението на гликопротеините
Съединенията от тази група вещества са представени от комплекс въглехидрат + протеин. Те се наричат още гликоконюгати. Това са антитела, хормони, мембранни структури. Последните биохимични изследвания установиха, че ако гликопротеините започнат да променят естествената си (естествена) структура, това води до развитие на такива сложни заболявания като астма, ревматоиден артрит и рак. Ролята на гликоконюгатите в клетъчния метаболизъм е голяма. Така интерфероните потискат възпроизвеждането на вируси, имуноглобулините предпазват тялото от патогенни агенти. Кръвните протеини също принадлежат към тази група вещества. Те осигуряват защитни и буферни свойства. Всички горепосочени функции се потвърждават от факта, че физиологичната роля на въглехидратите в организма е разнообразна и изключително важна.
Къде и как се образуват въглехидратите?
Основните доставчици на прости и сложни захари са зелените растения: водорасли, висши спори, голосеменни и цъфтящи растения. Всички те съдържат пигмента хлорофил в клетките си. Влиза в състава на тилакоидите – структурите на хлоропластите. Руският учен К. А. Тимирязев изучава процеса на фотосинтеза, в резултат на който се образуват въглехидрати. Ролята на въглехидратите в растителния организъм е натрупването на нишесте в плодовете, семената и луковиците, тоест във вегетативните органи. Механизмът на фотосинтезата е доста сложен и се състои от поредица от ензимни реакции, които протичат както на светлина, така и на тъмно. Глюкозата се синтезира от въглероден диоксид под действието на ензими. Хетеротрофните организми използват зелените растения като източник на храна и енергия. По този начин растенията са първата връзка във всичко и се наричат производители.
В клетките на хетеротрофните организми въглехидратите се синтезират по каналите на гладкия (агрануларен) ендоплазмен ретикулум. След това се използват като енергия и строителни материали. В растителните клетки въглехидратите се образуват допълнително в комплекса на Голджи и след това отиват за образуване на целулозна клетъчна стена. По време на храносмилателния процес на гръбначните животни, богатите на въглехидрати съединения се разграждат частично в устата и стомаха. Основните дисимилационни реакции протичат в дванадесетопръстника. Той отделя панкреатичен сок, съдържащ ензима амилаза, който разгражда нишестето до глюкоза. Както бе споменато по-рано, глюкозата се абсорбира в кръвта в тънките черва и се разпределя във всички клетки. Тук се използва като източник на енергия и структурно вещество. Това обяснява ролята на въглехидратите в тялото.
Надмембранни комплекси на хетеротрофни клетки
Те са характерни за животни и гъби. Химическият състав и молекулярната организация на тези структури са представени от съединения като липиди, протеини и въглехидрати. Ролята на въглехидратите в организма е да участват в изграждането на мембраните. Човешките и животинските клетки имат специален структурен компонент, наречен гликокаликс. Този тънък повърхностен слой се състои от гликолипиди и гликопротеини, свързани с цитоплазмената мембрана. Той осигурява директна комуникация между клетките и външната среда. Възприемането на дразнения и извънклетъчното храносмилане също се появяват тук. Благодарение на въглехидратната си обвивка клетките се слепват, образувайки тъкан. Това явление се нарича адхезия. Нека добавим, че „опашките“ на въглехидратните молекули са разположени над повърхността на клетката и са насочени в интерстициалната течност.
Друга група хетеротрофни организми, гъбите, също имат повърхностен апарат, наречен клетъчна стена. Включва сложни захари - хитин, гликоген. Някои видове гъби също съдържат разтворими въглехидрати като трехалоза, наречена гъбена захар.
При едноклетъчните животни, като ресничестите, повърхностният слой, пеликулата, също съдържа комплекси от олигозахариди с протеини и липиди. При някои протозои ципата е доста тънка и не пречи на промяната във формата на тялото. А в други се удебелява и става здрава, като черупка, изпълняваща защитна функция.
Стена на растителна клетка
Освен това съдържа големи количества въглехидрати, особено целулоза, събрани под формата на снопчета влакна. Тези структури образуват рамка, вградена в колоидна матрица. Състои се основно от олиго- и полизахариди. Клетъчните стени на растителните клетки могат да станат лигнифицирани. В този случай пространствата между целулозните снопчета се запълват с друг въглехидрат - лигнин. Подобрява поддържащите функции на клетъчната мембрана. Често, особено при многогодишните дървесни растения, външният слой, състоящ се от целулоза, е покрит с мастноподобно вещество - суберин. Той предотвратява навлизането на вода в растителните тъкани, така че подлежащите клетки бързо умират и се покриват със слой корк.
Обобщавайки горното, виждаме, че въглехидратите и мазнините са тясно свързани помежду си в клетъчната стена на растението. Тяхната роля в тялото на фототрофите е трудно да се подценява, тъй като гликолипидните комплекси осигуряват поддържащи и защитни функции. Нека да проучим разнообразието от въглехидрати, характерни за организмите от царството на Дробянка. Това включва прокариоти, по-специално бактерии. Клетъчната им стена съдържа въглехидрат - муреин. В зависимост от структурата на повърхностния апарат бактериите се делят на грам-положителни и грам-отрицателни.
Структурата на втората група е по-сложна. Тези бактерии имат два слоя: пластмасов и твърд. Първият съдържа мукополизахариди, като муреин. Молекулите му изглеждат като големи мрежести структури, които образуват капсула около бактериалната клетка. Вторият слой се състои от пептидогликан, съединение от полизахариди и протеини.
Липополизахаридите на клетъчната стена позволяват на бактериите да се прикрепят здраво към различни субстрати, като зъбния емайл или мембраната на еукариотните клетки. В допълнение, гликолипидите насърчават адхезията на бактериалните клетки една към друга. По този начин се образуват например вериги от стрептококи и клъстери от стафилококи, освен това някои видове прокариоти имат допълнителна лигавица - пеплос. Съдържа полизахариди и лесно се разрушава при излагане на силна радиация или при контакт с определени химикали, като антибиотици.
мазнини.Тъканите на живите организми и растенията съдържат неутрални мазнини и мастноподобни съединения (най-общо наричани липиди). Липидите са изградени като естери. Неутралните мазнини включват триглицериди - естери на тривалентния алкохол глицерин (стр. 94) и висши мастни киселини: палмитинова, стеаринова, олеинова и др., например:
Мазнините най-често съдържат мастни киселини с брой въглеродни атоми от четири до 24.
Липидите също включват фосфатиди - съединения, изградени като естери и съдържащи остатъци от алкохол (обикновено глицерол), висши мастни киселини, азотна основа и фосфорна киселина. Фосфатиатите включват например лецитин:
Мазнините играят голяма роля в жизнените процеси. Те са важен източник на енергия, насърчават метаболизма в клетките, защитават вътрешните органи от механични повреди и др.
Мазнините се делят на вътреклетъчни и резервни. Резервните мазнини се съдържат в специални мастни депа: в подкожната тъкан и оментума, както и под формата на мастна обвивка
под бъбреците и някои други вътрешни органи. Тъй като мазнините се консумират в тъканите и клетките, тяхното потребление се попълва от мастното депо.
Мазнините като източник на енергия са основен елемент от храненето. Разграждането на хранителните мазнини става главно в червата под действието на ензима липаза. В този случай неутралните мазнини се разграждат до глицерол и мастни киселини, а фосфатидите се разграждат до глицерол, фосфорна киселина, мастни киселини и азотни съединения (етаноламин, серин и др.). Глицеролът, силно разтворим във вода, се абсорбира директно в червата, а водонеразтворимите мастни киселини образуват сложни съединения - холеинови киселини - с жлъчни киселини, идващи от жлъчния мехур.
Холеиновите киселини са разтворими във вода. Те се абсорбират в червата и след това се разграждат на съставните им мастни и жлъчни киселини. Така глицеролът и мастните киселини навлизат в тъканите на тялото и се използват от него за синтезиране на мазнини, но те са специфични за даден организъм. Заедно с това глицеролът и мастните киселини претърпяват сложен процес на постепенно окисляване в тъканите до въглероден диоксид и вода. В резултат на тези процеси се получава постепенно освобождаване на енергия. Тази енергия, освободена на малки порции, се използва от тъканни пламъци.
Въглехидрати.Въглехидратите играят важна роля в жизнените процеси, тъй като лесно се окисляват в тялото, освобождавайки енергия, която се използва от клетките. В допълнение, полизахаридите, намиращи се в съединителната тъкан под формата на комплекси с протеини (гликопротеини), имат голямо влияние върху клетъчната пропускливост. В тази връзка въглехидратите, заедно с мазнините, са необходим компонент на храната.
Сложните въглехидрати, постъпили в тялото с храната, се разграждат от ензимите в червата до различни монозахариди, които се абсорбират и разнасят с кръвния поток в тялото. Глюкозата (стр. 189), образувана от различни захари и гликопротеини, играе особено важна роля в живота на тялото. Влизайки в кръвния поток в черния дроб, част от глюкозата претърпява сложен процес на окисление до въглероден диоксид и вода, а енергията, освободена по време на този процес, се консумира от чернодробните клетки по време на множество химични реакции, протичащи в него. Част от глюкозата се превръща в мазнини в черния дроб, а част в полизахарида гликоген (животинска скорбяла).
Гликогенът се намира и в мускулите и играе важна роля като резервен източник на енергия.
Глюкозата е основният източник на мускулна енергия и има взаимодействие между черния дроб и мускулите при потреблението на глюкоза, което поддържа постоянно ниво на кръвната захар.
Съществува тясна връзка между метаболизма на мазнините и въглехидратите в организма. Например, когато има прекомерен прием на въглехидрати в тялото, значителна част от тях се превръщат в мазнини чрез алдолната кондензация на ацеталдехида, образуван при разграждането на глюкозата.
ПРОТЕИНИ- полимери, състоящи се от аминокиселини, свързани с пептидни връзки.
В храносмилателния тракт протеините се разграждат на аминокиселини и прости полипептиди, от които впоследствие се синтезират специфични за тях протеини от клетките на различни тъкани и органи, по-специално черния дроб. Синтезираните протеини се използват за възстановяване на увредени клетки и отглеждане на нови клетки, синтезиране на ензими и хормони.
Функции на протеините:
1. Основният градивен материал в тялото.
2. Те са носители на витамини, хормони, мастни киселини и други вещества.
3. Осигурете нормалното функциониране на имунната система.
4. Осигурете състоянието на „наследствения апарат“.
5. Те са катализатори за всички биохимични метаболитни реакции на организма.
Човешкото тяло при нормални условия (при условия, когато няма нужда от попълване на дефицита на аминокиселини поради разграждането на серумните и клетъчните протеини) е практически лишено от протеинови резерви (резерв - 45 гр: 40 g в мускулите, 5 g в кръвта и черния дроб), следователно единственият източник за попълване на аминокиселинния басейн, от който се синтезират протеините на тялото, могат да бъдат само хранителните протеини.
Независимо от видовата специфика, всички разнообразни протеинови структури съдържат само 20 аминокиселини.
Разграничете несъществени аминокиселини(синтезирани в тялото) и незаменими аминокиселини(не могат да се синтезират в тялото и затова трябва да постъпят в тялото с храната). Есенциалните аминокиселини включват: валин, изолевцин, левцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин.
Липсата на незаменими аминокиселини в храната води до нарушения в протеиновия метаболизъм.
Есенциалните аминокиселини са валин, левцин, изолевцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, цистеин, а условно незаменимите са аргинин и хистидин. Човек получава всички тези аминокиселини само от храната.
Несъществените аминокиселини също са необходими за човешкия живот, но те също могат да бъдат синтезирани в самия организъм от метаболитни продукти на въглехидрати и липиди. Те включват гликокол, аланин, цистеин, глутаминова и аспарагинова киселина, тирозин, пролин, серин, глицин; условно заменими - аргинин и хистидин.
Протеините, които не съдържат поне една незаменима аминокиселина или ако се съдържат в недостатъчни количества, се наричат непълни (растителни протеини). В тази връзка за задоволяване на нуждите от аминокиселини най-рационално е разнообразното хранене с преобладаване на животински протеини.
В допълнение към основната функция на протеините - протеините като пластични материали - те могат да се използват и като източник на енергия при липса на други вещества (въглехидрати и мазнини). При окисляване на 1 g протеин се отделят около 4,1 kcal.
Когато в организма има излишен прием на протеини, който надвишава нуждата, те могат да се превърнат във въглехидрати и мазнини. Прекомерната консумация на протеини причинява претоварване на черния дроб и бъбреците, които участват в неутрализирането и елиминирането на техните метаболити. Рискът от алергични реакции се увеличава. Засилват се процесите на гниене в червата - лошо храносмилане в червата.
Дефицитът на протеини в храната води до явления на протеинов глад - изтощение, дистрофия на вътрешните органи, гладни отоци, апатия, намалена устойчивост на организма към действието на вредните фактори на околната среда, мускулна слабост, дисфункция на централната и периферната нервна система, смущения на централната нервна система, нарушено развитие на децата.
Дневна нужда от протеин - 1 g/kgтегло, при условие че има достатъчно съдържание на незаменими аминокиселини (например при прием на около 30 g животински протеин), възрастни хора и деца - 1,2-1,5 g/kg, с упорит труд, мускулен растеж - 2 g/kg.
МАЗНИНИ(липиди) - органични съединения, състоящи се от глицерол и мастни киселини.
Функции на мазнините в тялото:
Те са най-важният източник на енергия. При окисляване на 1 g вещество се освобождава максимално количество енергия в сравнение с окисляването на протеини и въглехидрати. Поради окисляването на неутралните мазнини се образува 50% от цялата енергия в тялото;
Те са съставна част на структурните елементи на клетката – ядро, цитоплазма, мембрана;
Отложени в подкожната тъкан, те предпазват тялото от загуба на топлина, а околните вътрешни органи от механични повреди.
Разграничете неутрални мазнини(триацилглицероли), фосфолипиди, стероиди(холестерол).
Неутралните мазнини, получени от храната, се разграждат в червата до глицерол и мастни киселини. Тези вещества се абсорбират – преминават през стената на тънките черва, превръщат се обратно в мазнини и навлизат в лимфата и кръвта. Кръвта транспортира мазнините до тъканите, където те се използват като енергиен и пластичен материал. Липидите са част от клетъчните структури.
Нивото на мастните киселини в организма се регулира както чрез тяхното отлагане (съхранение) в мастната тъкан, така и чрез освобождаването им от нея. С повишаването на нивата на кръвната захар, мастните киселини под въздействието на инсулина се отлагат в мастната тъкан.
Освобождаването на мастни киселини от мастната тъкан се стимулира от адреналин, глюкагон и соматотропен хормон и се инхибира от инсулин.
Мазнините, като енергиен материал, се използват главно при продължителна физическа работа с умерена и средна интензивност (работа в режим на аеробна работа на тялото). В началото на мускулната активност се използват предимно въглехидрати, но с намаляване на запасите им започва окисление на мазнините.
Липидният метаболизъм е тясно свързан с метаболизма на протеините и въглехидратите. Въглехидратите и протеините, влизащи в тялото в излишък, се превръщат в мазнини. По време на гладуване мазнините, когато се разграждат, служат като източник на въглехидрати.
Дневна нужда от мазнини - 25-30% от общите калории. Дневната нужда от есенциални мастни киселини е прибл. 10 гр.
Мастните киселини са основните продукти на липидната хидролиза в червата. Жлъчката и диетата играят основна роля в усвояването на мастни киселини.
ДА СЕ незаменими мастни киселиникоито не се синтезират от тялото включват олеинова, линолова, линоленова и арахидова киселина (дневна нужда 10-12 гр).
Линоловата и лоноленовата киселина се намират в растителните мазнини, докато арахидовата киселина се намира само в животинските мазнини.
Липсата на незаменими мастни киселини води до нарушена бъбречна функция, кожни заболявания, увреждане на клетките и метаболитни нарушения. Излишъкът от незаменими мастни киселини води до повишена нужда от токоферол (витамин Е).
ВЪГЛЕХИДРАТИ- органични съединения, съдържащи се във всички тъкани на тялото в свободна форма в комбинация с липиди и протеини и са основните източници на енергия.
Функции на въглехидратите в организма:
Те са пряк източник на енергия за тялото.
Участват в пластичните метаболитни процеси.
Те са част от протоплазмата, субклетъчните и клетъчните структури и изпълняват поддържаща функция за клетките.
Въглехидратите се делят на 3 основни класа: монозахариди, дизахариди и полизахариди.
Монозахариди- въглехидрати, които не могат да бъдат разградени до по-прости форми (глюкоза, фруктоза).
Дизахариди- въглехидрати, които при хидролиза произвеждат две молекули монозахариди (захароза, лактоза).
полизахариди- въглехидрати, които при хидролиза дават повече от шест молекули монозахариди (нишесте, гликоген, фибри).
Въглехидратите трябва да представляват до 50 - 60% енергийна стойност на диетата.
В храносмилателния тракт полизахаридите (нишесте, гликоген; фибри и пектин не се усвояват в червата) и дизахаридите под въздействието на ензими се разграждат до монозахариди (глюкоза и фруктоза), които се абсорбират в кръвта в тънките черво. Значителна част от монозахаридите навлизат в черния дроб и мускулите и служат като материал за образуването на гликоген.
В черния дроб и мускулите гликогенът се съхранява в резерв. При необходимост гликогенът се мобилизира от депото и се превръща в глюкоза, която навлиза в тъканите и се използва от тях в процеса на живот.
Продуктите от разграждането на протеини и мазнини могат частично да се превърнат в гликоген в черния дроб. Излишните количества въглехидрати се превръщат в мазнини и се отлагат в мастното депо.
Близо до 70% въглехидратите в храната се окисляват в тъканите до вода и въглероден диоксид.
Въглехидратите се използват от тялото или като директен източник на топлина (глюкоза-6-фосфат), или като енергиен резерв (гликоген);
Основните въглехидрати - захари, нишесте, фибри - се намират в растителните храни, дневната нужда от които при хората е около 500 гр(минимално изискване 100-150 г/ден).
При недостиг на въглехидрати се развива загуба на тегло, намалена работоспособност, метаболитни нарушения и интоксикация на тялото.
Прекомерната консумация на въглехидрати може да доведе до затлъстяване, развитие на процеси на ферментация в червата, повишена алергенност на тялото и захарен диабет.
Материалът е изготвен въз основа на информация от открити източници