Фізіологічна важливість головних компонентів їжі. Вітаміни, мінерали та вода

Відео: Жири в нашому харчуванні. Усунення міфів про жирах

вітаміни

Вітамінами називаються низькомолекулярні органічні сполуки, несинтезованих в організмі людини, що надходять ззовні в складі їжі, що не володіють енергетичними і пластичними властивостями, що проявляють біологічну дію в малих дозах (від часток грама до часткою мікрограма).

З фізіологічної точки зору вітаміни є регуляторами біохімічних процесів в організмі.

Вони входять у вигляді небілкової частини до складу багатьох ферментів (вітаміни групи В-РР), регулюють внутрішньоклітинний обмін (вітаміни С, Р, D, F, К, A, Е), є попередниками гормонів та інших фізіологічно активних речовин (жиророзчинні вітаміни - A, F, Е).

Класифікація вітамінів представлена в таблиці 4.


У природі практично немає жодного продукту, в якому б перебували всі вітаміни в достатній кількості.

Тому необхідно максимальне розмаїтість харчових продуктів в раціоні: поряд з продуктами тваринного походження, зерновими має бути достатня кількість овочів і плодів, в тому числі в натуральному, тобто непереробленому вигляді. Більшість вітамінів і вітаміноподібна речовин нестійкі до впливу світла, кисню, високої температури. Як правило, присутність іонів металів, лужне середовище значно прискорюють руйнування вітамінів.

Нестача вітамінів в раціоні може виникнути за численними причин:
1) при неправильному харчуванні;
2) у зв`язку з тимчасово збільшеними потребами організму: період формування зубів і кісток в організмі дитини, період вагітності та грудного вигодовування, період одужання після перенесених травм і захворювань;
3) при перебуванні в умовах жаркого або холодного клімату;
4) при значних, екстремальних психічних і фізичних навантаженнях;

5) при зниженні природного вмісту вітамінів в продуктах харчування в зимово-весняний період часу;
6) при тривалому вимушеному харчуванні консервованими продуктами і концентратами;
7) при деяких хронічних захворюваннях шлунково-кишкового тракту, що перешкоджають нормальному засвоєнню вітамінів з харчових продуктів;
8) при деяких глистовихінвазіях і т.п.

Перелік причин, які можуть викликати вітамінну недостатність, свідчить про те, що субгіповітамінозние стану організму, тобто помірна або прихована вітамінна недостатність, не є рідкісним явищем.

Як правило, це призводить до підвищення стомлюваності, зниження працездатності, підвищення чутливості до зовнішніх впливів, зниження неспецифічного імунітету. Виражені гіпо- та авітамінозних стану можуть призводити до серйозних захворювань так само, як і надлишок вітамінів в раціоні.

Практично всі жиророзчинні вітаміни представлені не одним хімічною сполукою, а групою речовин з подібними біологічними властивостями. Вітаміни групи А представлені ретинолом, ретиноєвої кислотою і ретиналь.

Вітаміни групи D включають в себе ергокальциферол (D3) і холекальциферол (D2). Вітаміни групи Е поєднують 8 токоферолів, позначаються буквами грецького алфавіту. Найбільшу вітамінну активність проявляє атокоферол, а найбільшу антиоксидантну активність - 8-метілтокотріонол. До вітамінів групи К відносять природні речовини - филлохинон (K1), менахінон (К2), метінон (К3) і лікарська речовина викасол (водорозчинний препарат).

З водорозчинних вітамінів групами речовин представлені вітамін С - L-аскорбінова кислота, дегидроаскорбиновая кислота і аскорбиген.

Найбільш великим переліком представлена природні сполуки з Р-вітамінною активністю. Відоме до теперішнього часу кількість речовин з вітамінною активністю перевищує 150. До них відносяться біофлавоноїди і флавоноїди - гесперидин, еріодіктін- флавоноли - рутин, кварцетін- катехіни, а також бетаїн і бетанин.

Мінеральні речовини

Багато хімічні елементи у вигляді мінеральних солей, іонів, комплексних сполук входять до складу клітин, тканин організму і є незамінними нутрієнтами, які повинні щодня споживатися з їжею.

Хімічний склад організму багато в чому відображає хімічний склад навколишнього середовища. В організмі людини можна виявити більше 90 елементів таблиці Д. І. Менделєєва. Це ще одне з підтверджень того, що між живою матерією, Земний корою і атмосферою існує органічний взаємозв`язок.

В. І. Вернадський розкрив закономірності концентрації в організмі хімічних елементів. Мінеральні речовини беруть участь в численних обмінних реакціях і виконують різноманітні фізіологічні функції - каталітичну, пластичну, передачу нервового імпульсу, підтримання осмотичного тиску і т.п.

Залежно від змісту в організмі і потреби в мінеральних елементах їх підрозділяють на макро-, мікро- і ультрамікроелементи. В даний час встановлено біологічне значення 65 мікроелементів.

Тривалий недолік або надлишок в харчуванні будь-яких мінеральних солей і елементів призводить до порушення багатьох видів обміну в організмі і може служити причиною захворювань.

Мінеральні речовини є неорганічні сполуки, що надходять в організм з їжею і питною водою, і є незамінними харчовими речовинами. В живих організмах і продуктах харчування зустрічаються всі елементи періодичної системи Д. І. Менделєєва, проте потреби організму в них і їх фізіологічна роль вивчені для обмеженої кількості речовин.

Загальна кількість мінеральних речовин в організмі людини в залежності від віку коливається в межах 3-5% від маси тіла, в харчових продуктах - в межах 0,3-1,9%. Людина щодня втрачає близько 26 г мінеральних речовин.

Перебування в умовах жаркого клімату, підвищене фізичне навантаження, деякі фізіологічні або хворобливі стани збільшують потреби організму в мінеральних сполуках. Такими станами можна назвати вагітність, годування грудьми, періоди бурхливого зростання, періоди загоєння переломів і формування зубів або гарячкові стани, порушення функції шлунково-кишкового тракту (блювота, діарея, тобто пронос), ендокринні порушення, ниркові захворювання.

Природно, що утворюється дефіцит мінеральних сполук повинен щодня поповнюватися за рахунок харчових продуктів і питної води.

Надлишок надходження мінеральних сполук в організм або їх незбалансоване співвідношення в раціоні так само шкідливі, як і їх недолік. У звичайних умовах потреби організму в мінеральних сполуках на 6070% задовольняються за рахунок продуктів харчування і на 40-30% - за рахунок питної води. Потреба в деяких елементах, навпаки, більшою мірою задовольняється за рахунок питної води, наприклад у фторі (до 90%), а для деяких мікроелементів - навіть за рахунок повітря (для йоду).

Еколого-біологічне значення мінеральних елементів було розкрито повною мірою в роботах В. І. Вернадського в кінці XIX в. Відповідно до його навчання між хімічним складом земної кори і живими організмами існує постійна і нерозривний взаємозв`язок, в результаті чого встановлюється обмін хімічними елементами між зовнішнім середовищем і живими організмами.

Внаслідок цього існує відносна залежність між вмістом і співвідношенням мінеральних елементів в тканинах живого організму і їх змістом в навколишньому середовищі (грунті, воді, повітрі). У зв`язку з цим хімічний склад харчових продуктів і води неоднаковий в різних географічних регіонах, корелює з грунтово-кліматичними особливостями місцевості та ступенем техноантропогенного забруднення навколишнього середовища.

А. П. Виноградовим було доведено існування біогеохімічних провінцій природного і техноантропогенного походження, яке є причиною виникнення специфічних місцевих захворювань людини і тварин (ендемії і ензоотіі).

Вивчені й проаналізовані ендемічний зоб, анемії, флюороз і карієс зубів, молибденовая подагра, стронцієвий рахіт. В кінці 1950-х рр. в Японії з`явилися ендемічні захворювання, пов`язані з техногенним забрудненням морської і річкової води сполуками кадмію і ртуті - хвороби «ітай-ітай» (при надлишку кадмію) і «Мінамата» (при надлишку ртуті).

Мінеральні сполуки виконують в організмі численні функції і є структурними і функціональними елементами всіх органів і тканин людини.

Так, кальцій, фосфор і магній, частково фтор і стронцій входять до складу зубної і кісткової тканини-цинк, йод і бром входять до складу гормонів і ферментів, залізо входить до складу гемоглобіну крові-мідь, кальцій, залізо, кобальт, марганець необхідні для нормального процесу кроветворенія- калій і натрій визначають осмотичний тиску тканин, беруть участь в передачі нервових импульсов- кальцій і калій забезпечують нормальну діяльність м`язової тканини, в тому числі і серцевого м`яза, і т.д.

Джерела мінеральних сполук в раціоні людини. Джерелом калію в раціоні служать зернобобові, овочі і фрукти. Особливо високий вміст калію в сушених фруктах, таких як курага, чорнослив, родзинки, кишмиш, а також в чаї, натуральному кави, висівках, вівсяній крупі. Досить багато калію міститься в картоплі, м`ясі, рибі, яйцях.

При змішаній дієті вміст натрію в раціоні достатньо, проте в силу смакових звичок населення більшості країн світу кухонна сіль (NaCl) штучно додається в раціон в досить великій кількості - до 15-20 г на добу, що може мати несприятливі наслідки у разі порушення функції нирок, захворюваннях серцево-судинної системи і деяких ендокринних порушеннях.

Джерелом заліза в раціоні можуть бути продукти переробки крові забійних тварин - кров`яна ковбаса, печінка, нирки, легке, жовток курячого яйця, ікра риб, гриби, гречана і вівсяна крупи, горох, яблука, персики, чорнослив, урюк, висівки.

Основні харчові джерела цинку - м`ясо, птиця, тверді сири, зернобобові. На думку К. С. Петровського, роль цинку в кровотворенні не менш важлива, ніж роль заліза. Дефіцит цинку призводить у людини до різкого уповільнення зростання, затримки статевого розвитку, а у дорослого населення - до порушення сперматогенезу (чоловічого безпліддя).

Кобальт в кількостях, достатніх для забезпечення організму цим мікроелементом, міститься в горосі, яловичої печінки, буряках, м`ясі, рибі лососевих порід.

Міддю багаті печінка і нирки забійних тварин, крупи, м`ясо і риба, картопля, кріп, багато ягоди і плоди фруктових дерев - смородина, полуниця, абрикоси, груша, вишня, шипшина.

Вміст йоду в харчових продуктах тісно пов`язане з його знаходженням в грунті. Більшість регіонів планети дефіцитні за вмістом йоду, що призводить до частого поширенню такого ендемічного захворювання, як нетоксичний зоб ( «базедова хвороба»).

В організмі людини більше половини йоду міститься в щитовидній залозі. Йодовмісні гормони щитовидної залози (тироксин і трийодтирозину) контролюють діяльність усіх систем організму, інтенсивність обміну речовин, теплоутворення і т.д.

Багаті йодом морепродукти - пікша, тріска, кета, морський окунь, скумбрія, креветки, морська капуста. Повітря морського узбережжя є істотним джерелом йоду для живих організмів. У традиційних продуктах харчування вміст йоду незначно, а в ендемічних районах в порівнянні з неендеміческімі воно знижено більш ніж в 10-20 разів.

вода

До незамінних харчових речовин відноситься вода.

Жива клітина на 60-99,7% складається з води. В організмі дорослої людини середнього віку масою 65 кг міститься близько 40 л води, з яких 25 л знаходиться в клітинах, а 15 л складають позаклітинне рідина. Чим молодша людина, тим більшу кількість води в ньому міститься і відповідно більше його потреби у воді.

Воді притаманні особливі, унікальні фізико-хімічні властивості. У звичайних умовах частина її молекул розпадається на іон водню (Н +) і гідроксильних іон (ОН?). Молекули води можуть складати агрегати в 2-3 молекули, гідратованих речовини в розчинах.

Молекули води мають найвищий коефіцієнт полярності. Всі ці властивості і визначають її величезна фізіологічне значення. Можна стверджувати, що там, де є вода в трьох агрегатних станах, там є і життя.

У воді розчиняються практично всі відомі хімічні сполуки і елементи, у водному середовищі протікають всі фізіологічні процеси в будь-якому організмі, вода відіграє провідну роль в процесах терморегуляції. Втрата 10% води становить небезпеку для життя, а 20% - веде до загибелі.

Зміни фізико-хімічних констант води (а точніше, водних розчинів) при омагнічування, при замерзанні і відтаванні змінює швидкість протікання біохімічних реакцій і веде до зміни обміну речовин.

Добова потреба у воді становить близько 2,5 л, причому вода повинна мати певну мінералізацію, не більше 1 г / л. При екстремальних умовах (гарячі цехи підприємств або жаркий клімат, високе фізичне навантаження, порушення функції нирок і шлунково-кишкового тракту) втрати води можуть складати 10-12 л на добу і вимагають негайного заповнення.

Б.Ю. Ламіхов, С.В. Глущенко, Д.А. Нікулін, В.А. Подколзина, М.В. Бігеева, Е.А. Матикіна