Белки, жиры и углеводы

Белки, жиры и углеводы составляют основу правильного питания человека. Эта азбучная истина известна всем. В то же время это именно основа. Для сбалансированного питания, а, следовательно, нормального функционирования нашего организма, не менее важны вода, витамины, макро- и микроэлементы, но об этом подробнее в других материалах сайта.

Для кого и для чего всё это нужно в первую очередь? Начнём с азов. Основной структурной единицей любого живого организма, и, конечно же, человека, является клетка. Именно клетке  для поддержания  обменных процессов ежедневно необходимы самые разнообразные вещества. Недостаток даже одного элемента чреват серьезными последствиями, вплоть до гибели клетки.

Химический состав клеток

В клетке содержится несколько тысяч веществ, которые участвуют в  химических реакциях. Одни элементы содержатся в клетках в относительно большом количестве, другие — в малом. Особенно велико содержание в клетке  кислорода, углерода, азота и водорода (до 98%).

Вода составляет почти 80% массы клетки. Вода участвует в образовании структурных молекул органических веществ, в частности, структуры белков. Большинство реакций, протекающих в клетке (расщепление белков, углеводов, жиров и др.), могут идти только в водном растворе.

Из органических веществ клетки на первом месте по количеству и значению стоят белки (составляют  50-80%  сухой массы клетки).

Белки (протеины) – самые сложные из встречающихся в природе органических веществ, хотя и состоят из относительно небольшого количества химических элементов – углерода, водорода, кислорода, азота, серы. Молекула белка имеет большие размеры и представляет собой цепь, состоящую из десятков и сотен более простых соединений – аминокислот.

Аминокислоты важны для организма человека. Некоторые аминокислоты могут синтезироваться в организме из других аминокислот, а есть незаменимые (выделены жирным шрифтом), при отсутствии которых или даже одной из них белковый обмен в организме нарушается.

В состав природных белков входят 20 аминокислот:  аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновая кислота, валин, гистидин, глицин, глутамин, глутаминовая кислота, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, пролин, серин, тирозин, треонин, триптофан, фенилаланин, цистеин.

Строительная функция — белки участвуют в образовании всех клеточных мембран, органоидов клетки, а также внеклеточных структур.

Каталитическая функция —  белковую структуру имеют ферменты (катализаторы), обеспечиваюшие быстрое расщепление и синтез органических веществ в клетке. Каждый фермент обеспечивает одну или несколько реакций, которые они катализируют. Многие  гормоны являются белками (например, гормон роста, производимый клетками гипофиза — АКТГ и др., инсулин, глюкагон и т.п.). Белковые и небелковые гормоны способны изменять активность многих ферментов, усиливая или подавляя их действие, и, тем самым, регулируя протекание физиологических процессов в организме.

Сигнальная функция белков осуществляется за счёт встроенных в поверхностную мембрану клетки молекул белков, способных изменять свою структуру в ответ на действие факторов внешней среды; так происходит прием сигналов из внешней среды и передача команд в клетку.

Двигательная функция белков обусловлена наличием особых сократительных белков и проявляется в осуществлении различных видов движений (сокращении мышц, например). Транспортные белки способны присоединять различные вещества и переносить их из одного места клетки в другое: белок крови гемоглобин присоединяет кислород и транспортирует его ко всем тканям и органам тела; белки-транспортеры клеточных мембран обеспечивают активный и строго избирательный транспорт внутрь и наружу клетки сахаров, различных веществ и ионов.

Защитная функция белков —  при попадании в организм чужеродных белков или клеток происходит выработка особых белков, которые связывают и обезвреживают чужеродные клетки и вещества. Лимфоидные ткани (вилочковая железа, лимфатические железы, селезенка) производят лимфоциты — клетки, способные синтезировать огромное разнообразие защитных белков — иммуноглобулинов.

Энергетическая функция — белки служат одним из источников энергии в клетке. При распаде одного грамма белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж (или 4,2 ккал). Белки в клетке распадаются сначала до аминокислот, а затем до конечных продуктов (воды, СО2 и азотистых продуктов  — аммиака, мочевины и др.) с выделением энергии, используемой клеткой для синтеза новых веществ или на другие нужды. Часть аминокислот не расщепляется до конечных продуктов, а используется для синтеза новых белков. Однако белки используются в качестве источника энергии только тогда, когда истощаются другие ее источники (углеводы и жиры).

Липиды (жиры и жироподобные вещества) нерастворимы в воде. Содержание жира в клетках составляет 5-15% сухой массы. Однако в клетках жировой ткани содержание жира составляет иногда 90% от сухой массы.

По химической структуре жиры представляют собой сложные соединения трехатомного спирта глицерина и высокомолекулярных жирных кислот, которые подразделяются на насыщенные и ненасыщенные. Кроме жира в клетке обычно присутствует большое количество веществ, по химической структуре сходных с жирами (фосфолипиды, половые гормоны эстрадиол и тестостерон и др.).

Структурная функция — липиды принимают участие в построении мембран клеток всех органов и тканей, участвуют в образовании многих биологически важных соединений.

Энергетическая функция липидов заключается в обеспечении клеток энергией — на их долю приходится 25-30% всей энергии, необходимой организму. При полном распаде 1 г жира выделяется 38.9 кДж (9.3 ккал), что примерно в два с лишним раза больше по сравнению с углеводами и белками.

Вследствие плохой проводимости тепла жиры являются хорошими термоизоляторами.

Углеводы — органические вещества, в состав которых входит углерод, кислород, водород. Углеводы составляют около 1% массы сухого вещества в клетках (в клетках печени и мышц — до 5%).  Различают простые (моносахариды) и сложные (полисахариды) углеводы.

Моносахариды — глюкоза, фруктоза и галактоза. Полисахариды —  крахмал, животный крахмал гликоген, целлюлоза (клетчатка).

Углеводы играют роль источника энергии для осуществления клеткой различных форм активности. Углеводы подвергаются в клетке глубокому расщеплению, и в результате превращаются в простые, бедные энергией, соединения — оксид углерода и воду (СО2 и Н2О) с  высвобождением энергии. При расщеплении 1 г углевода выделяется 17,6 кДж (4.2 ккал).

Структурная функция — углеводы входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований, принимают участие в синтезе многих важнейших веществ.

Запасающая функция — гликоген накапливается в печени, мышцах, сердце и других органах, является поставщиком глюкозы в кровь.

Защитная функция углеводов — углеводами и их производными (например, гликопротеидами) богаты  вязкие секреты (слизь), выделяемые различными железами. Они предохраняют пищевод, кишки, желудок, бронхи от механических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов.

Нуклеиновые кислоты образуются в клеточном ядре. С этим связано их название (от лат. «нуклеус» – ядро). Это природные высокомолекулярные соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной (генетической) информации в живых организмах.

Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота — ДНК, содержащая дезоксирибозу, и рибонуклеиновая кислота — РНК, содержащая рибозу. ДНК содержится почти исключительно в ядре клетки, а РНК — и в ядре, и в цитоплазме.

Нуклеиновые кислоты играют важную роль в синтезе белков клетки: они обеспечивают синтез белков той же структуры и того же состава, которые имеются у материнской клетки и передаются дочерним.

Важную роль в энергетике клетки играет нуклеотид АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), состоящий из азотистого основания (аденин), пентозы (рибоза) и фосфорной кислоты. Реакция отщепления каждой молекулы фосфорной кислоты сопровождается высвобождением энергии. Аденозинтрифосфат мобилен и может доставлять энергию в любую часть клетки. Основной синтез АТФ происходит в митохондриях.

Мы едим чтобы жить, а не наоборот, поэтому незнание или игнорирование основных принципов сбалансированного правильного питания часто приводит к серьёзным сбоям в работе организма.

Итак, заглянем в наши тарелки!

Белки (протеины)

Само название белка «протеин» (в переводе с греческого означает «первый») свидетельствует о колоссальной важности его для организма.  Белок — главный строительный материал нашего организма, прежде всего, мышц, в которых находится около 30% всех белков человеческого тела.   Белки важны для головного мозга, так как снабжают аминокислотами нейромедиаторы, проводящие нервные импульсы в головной мозг человека. Белок в виде нуклеиновой кислоты является носителем генетической информации. Белки-ферменты катализируют ряд химических реакций. Так, например, фермент глутатион обладает детоксицирующим действием и являющимся самым распостраненным антиоксидантом в человеческом организме. Белки принимают участие в транспортировке кровью кислорода, липидов, углеводов, некоторых витаминов, гормонов и лекарственных веществ.  Энергетическая фукция белков усиливается при голодании и при относительном дефиците углеводов и жиров.

Важно помнить, что белки не откладываются в тканях человека «про запас», поэтому необходимо их ежедневное поступление с пищей.

Хроническая недостаточность белка в пищевом рационе приводит к мышечной дистрофии, малокровию, замедлению роста, нарушению формирования центральной нервной системы и других органов и систем, снижению иммунитета, слабости и постоянному чувству голода, подверженности острым респираторным и инфекционным заболеваниям. Может вызывать облысение, проблемы с кожей, ожирение, жировую инфильтрацию печени.

Избыток  в рационе питания приводит к неполному расщеплению белков и, как следствие, перегрузке печени и почек продуктами распада ( пуринами и кетонами ), образованию продуктов гниения в ЖКТ.

Норма потребления белков для взрослого человека, не ведущего активный образ жизни, оставляет  примерно 1,0 — 1,3 грамма  на 1 килограмм веса. Потребность в белке детей, подростков значительно выше. Человек, ведущий физически активный образ жизни, должен получать не менее  2,0 грамм белка на 1 килограм веса.

Важно помнить, что полноценные по аминокислотному составу белки преимущественно животного происхождения (кроме желатина), содержатся в яичном белке, молоке, нежирных сырах, обезжиренном твороге, свежей рыбе и морепродуктах, нежирной телятине, белом мясе птицы (куры, индейка). Среди растительных белков полноценными  являются бобовые, картофельные и некоторые другие.

Жиры (липиды)

Жиры являются концентратами энергии в нашем организме. Энергетическая ценность жиров более чем вдвое превышает энергетическую ценность белков и углеводов. Жировые отложения — энергетический резерв организма. В норме содержание жира составляет примерно 10-20% , но при некоторых нарушениях жирового обмена его количество может возрастать до 50%.

Жиры и жироподобные вещества входят в состав клеточных мембран и оболочек нервных волокон, участвуют в синтезе желчных кислот, гормонов,  в сократительной деятельности сердечной мышцы и регуляции артериального давления, без жиров невозможно усвоение жирорастворимых витаминов А, D, Е, К. Подкожная жировая клетчатка обеспечивает оптимальную деятельность системы терморегуляции, а жировая ткань, выстилающая все внутренние органы, в определённой степени защищает их от сотрясений.

Пищевые жиры представляют собой эфиры глицерина и высших жирных кислот. Жирные кислоты подразделяются на  насыщенные и ненасыщенные.

Насыщенные — это жирные кислоты,  имеющие твердую консистенцию. Они не подвержены быстрому окислению (жиры, богатые насыщенными жирными кислотами, например сливочное масло и свиное топленое сало, остаются твердыми при комнатной температуре).  Насыщенные жирные кислоты способствуют затвердеванию липидной прослойки, поэтому остаются на поверхности, выполняя роль эмолентов. Наибольшее количество насыщенных жирных кислот  (до 50% от общей массы) содержатся в  животных жирах. Исключение составляют пальмовое и кокосовое масла — несмотря на растительное происхождение, их жирные кислоты относятся к насыщенным. Насыщенные кислоты – масляная, уксусная, маргариновая, стеариновая, пальмитиновая, арахиновая и т.д.

Насыщенные жирные кислоты могут скапливаться на внутренней стенке сосудов, приводя к образованию атеросклеротических бляшек. Следует отметить, что эти отрицательные свойства насыщенные жирные кислоты проявляют только при их чрезмерном потреблении!

Ненасыщенные жирные кислоты обладают липотропным эффектом, то есть препятствуют отложению жиров и холестерина в печени и стенках сосудов, способствуя сохранению эластичности стенок сосудов. Они не повышают свертываемости крови и не приводят к тромбообразованию.

Наиболее часто  в питании употребляются четыре ненасыщенные жирные кислоты: олеиновая (мононенасыщенная), линолевая, линоленовая и арахидоновая (полиненасыщенные). Линолевая кислота (или омега-6), линоленовая кислота (или омега-3)  и арахидоновая жирные полиненасыщенные кислоты  являются ценнейшими веществами для организма. Линолевая кислота (омега-6) не образуется в организме, и поэтому должна поступать с пищей.

Среди жироподрбных веществ, поступающих с пищей в организм человека, важны стерины, самым известным из которых является холестерин. Он содержится в продуктах животного происхождения, однако может синтезироваться и в организме человека из промежуточных продуктов обмена углеводов и жиров. Холестерин является источником желчных кислот, гормонов, предшественником витамина D3.

Недостаток жиров приводит к  нарушению слизистых оболочек; ухудшению состояния кожи, волос, ногтей; опущению внутренних органов из-за истощения висцеральной жировой прослойки; у детей вызывает замедление роста и развития; снижает защитные силы организма.

Избыток жиров приводит к ухудшению процессов пищеварения; неполноценному усвоению белков; снижению возбудимости коры головного мозга, усилению образования свободных радикалов.

Норма потребления жиров для взрослого человека оставляет примерно 1.0 — 1,5 грамма  на 1 килограмм веса тела.  При этом 1/3 этого количества должна быть представлена жирами растительного происхождения и 2/3 – жирами животного происхождения.

Полиненасыщенные жиры кислоты содержатся в растительном масле (соевое, рапсовое, льняное, кукурузное, подсолнечное и др.); грецких орехах; семенах льна, тыквы, мака, кунжута, подсолнечника; в рыбе,  морепродуктах и других продуктах растительного и животного происхождения.

Углеводы

Углеводы — главный поставщик энергии в наш организм, причём в самой легкодоступной форме. Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. Все они делятся на простые, быстро усваиваемые моносахариды — это глюкоза, фруктоза, галактоза; олигосахариды — сахароза, лактоза;  сложные, медленно усваиваемые полисахариды — крахмал, гликоген, клетчатка (целлюлоза), пектин. Углеводы входят в состав нуклеиновых кислот (рибоза и дезоксирибоза). Углеводы поддерживают деятельность мозга, сердца, печени. Участвуют в жировом обмене. Излишек сахара в организме откладывается в печени и мышцах в виде гликогена. Как только уровень сахара в крови падает, гликоген распадается, восполняя дефицит. Клетчатка (целлюлоза),  практически не усваиваясь, в то же время в качестве балласта помогает пищеварению, механически очищая слизистые оболочки желудка и кишечника. Углеводы могут синтезироваться в организме из белков и жиров.

Углеводы – это основные поставщики энергии.  При сгорании 1 грамма углеводов выделяетcя 4 кКaл энергии. Суточная энергетическая потребность организма на 60-80%  должна компенсироваться за счёт сложных углеводов и только на 5-10 % за счёт простых углеводов (сахаров), при этом оставшиеся 20-30% энергии образуется за счет сгорания жиров и белков.

Сложные углеводы долго перевариваются, медленно подпитывая энергией весь организм. Простые углеводы, не требующие долгого усваивания, быстро впитываются в кровь и пополняют потребности организма в энергии. В то же время простые углеводы повышают уровень сахара в крови, на что поджелудочная железа реагирует выбросом инсулина — транспортного гормона, который при недостаточном расходовании энергии переводит жиры и избыточные сахара в «жировые депо».

Хронический дефицит углеводов способствует отложению жира в печени; резким нарушениям метаболизма; накоплению в организма недоокисленных продуктов жирового обмена; усиленному расщеплению тканевых белков, в первую очередь мышечных; снижению умственной и физической работоспособности; слабости и плохому настроению.

Избыток углеводов в пище способствует развитию ожирения, атеросклероза, сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, кариеса зубов, повышению аппетита.

Норма потребления углеводов должна составлять не менее  100 грамм. Предпочтение следует отдавать сложным углеводам.

Сложные углеводы присутствуют в  коричневом рисе, макаронных изделиях из твёрдых сортов пшеницы, зерновом хлебе, овощах и бобовых, вареном молодом картофеле.

 

 

{lang: 'ru'}

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *