2.4: A tápanyagok nélkülözhetetlenek a szerv működéséhez

Fejlesztési készségek

Általánosítsa, hogy a test hogyan osztja el a tápanyagokat a test többi részén.
Foglalja össze a megfelelő táplálkozás fontosságát más szervrendszerekben.

Amikor az emésztőrendszer az ételt tápanyag-összetevőire bontotta, a test lelkesen várja a szállítást. A legtöbb felszívódó tápanyag első állomása a máj. A máj egyik elsődleges feladata a metabolikus homeosztázis szabályozása. A metabolikus homeosztázis akkor határozható meg, amikor az elfogyasztott és felszívódó tápanyagok megegyeznek az élet biológiai folyamatainak végrehajtásához szükséges energiával. Egyszerűen fogalmazva: a tápanyagok energiafogyasztása megegyezik az energiatermeléssel. A test erek és vénák hálózatán keresztül a glükóz és az aminosavak közvetlenül a vékonybélből a májba kerülnek. A lipideket a nyirokrendszer bevonásával áramlóbb úton továbbítják a májba, amely a keringési rendszerhez hasonló ereket tartalmaz, amelyek a fehérvérsejteket szállítják, az úgynevezett nyirokrendszert.

A test energiaállapotának fenntartása döntő fontosságú, mert amikor az anyagcsere homeosztázisát étkezési rendellenesség vagy betegség zavarja, a testi funkció szenved. Erről részletesebben a fejezet utolsó szakaszában lesz szó. A máj az egyetlen olyan szerv az emberi testben, amely képes az energiatermeléshez szükséges tápanyagokat más szövetekbe exportálni. Ezért, amikor az ember étkezések között van (éhgyomri állapotban), a máj tápanyagokat exportál, és amikor az ember éppen megette (táplált állapotban), a máj magában tárolja a tápanyagokat. A tápanyagszint és a vérszintjükre reagáló hormonok biztosítják a bevitelt, így a máj meg tudja különböztetni az éheztetett és a táplált állapotokat, és megfelelő módon eloszthatja a tápanyagokat.

Az emberi test mind a tizenegy szervrendszere tápanyag-bevitelt igényel sajátos biológiai funkcióik ellátásához. Ha nincs energia, akkor nincs munka. Az általános egészségi állapotot és az élet összes alapvető folyamatának elvégzésére való képességet tápanyagok táplálják. Nélkülük a szervrendszerek nem működnek, az emberek nem szaporodnak, és a faj eltűnik. Ebben a részben megvitatjuk azokat a kritikus tápanyagokat, amelyek támogatják az egyes szervrendszeri funkciókat.

A keringési rendszer (más néven a szív- és érrendszer része)

A keringési rendszer, amely a "szív- és érrendszeri" rendszer része, az emberi test tizenegy szervrendszerének egyike. Fő feladata a tápanyagok és a sejtekből származó hulladékok szállítása a sejtekbe (3.4.1. Ábra). Ez a rendszer a szívből, a vérből és az erekből áll. A szív pumpálja a vért, és a vér a szállító folyadék. Az összes szövetbe történő szállítási útvonal nagyon bonyolult erekhálózat, amely artériákból, vénákból és kapillárisokból áll. A vékonybélben felszívódó tápanyagok főleg a májba jutnak a májkapu vénáján keresztül. A májból a tápanyagok az alsó vena cava véredényen keresztül felfelé haladnak a szívig. A szív erőteljesen pumpálja a tápanyagokban gazdag vért először a tüdőbe, hogy felszívjon egy kis oxigént, majd a test összes többi sejtjébe. Az artériák a sejtek felé haladva egyre kisebbek, így mire a vér eljut egy sejtig, az artéria átmérője rendkívül kicsi, és az eret ma kapillárisnak nevezik. Az ér csökkent átmérője lényegesen lassítja a véráramlás sebességét. A véráramlás ezen drámai csökkenése időt ad a sejteknek a tápanyagok begyűjtésére és az anyagcsere-hulladékok cseréjére.

2.4.2. Ábra: A keringési rendszer: A keringési rendszer a tápanyagokat az összes sejtbe szállítja és hulladékot szállít.

A központi idegrendszer

A becslések szerint az emberi agy (amelynek súlya csak körülbelül 3 font, vagyis 1300 kilogramm) több mint százmilliárd neuront tartalmaz. A neuronok alkotják a központi idegrendszer magját, amely az agyból, a gerincvelőből és a test egyéb idegkötegéből áll. A központi idegrendszer fő feladata a külső környezet változásainak érzékelése és reakció kialakítása ezekre. Például, ha az ujja érintkezik a rózsabokor tüskéjével, egy szenzoros neuron továbbítja a jelet az ujjától a gerincvelőn keresztül az agyba. Az agy egy másik neuronja olyan jelet küld, amely visszamegy a keze izmaihoz, és stimulálja az izmok összehúzódását, és elrántja az ujját. Mindez egy tizedmásodpercen belül történik. Minden idegi impulzus a töltött nátrium-, kálium-, kalcium- és kloridatomok mozgásával halad. Ezek az étrendünk esszenciális ásványi anyagai - nélkülözhetetlenek, mert feltétlenül szükségesek a központi idegrendszer működéséhez. Az idegek neurotranszmittereknek nevezett aminosavakból felépített vegyi anyagokon keresztül kommunikálnak egymással. Megfelelő fehérje elfogyasztása különféle forrásokból biztosítja, hogy a test megkapja az összes különböző aminosavat, amelyek annyira fontosak a központi idegrendszer működéséhez.

Az agy minden nap felhasználja a tápanyagokból nyert energia több mint 20 százalékát. Fő tüzelőanyaga a glükóz, és csak extrém éhezés esetén használ bármit mást (ketonokat). Az akut mentális éberség és a tiszta gondolkodás érdekében a glükózt szisztematikusan el kell juttatni az agyadba. Ez nem azt jelenti, hogy a következő vizsga előtt egy doboz cukros szóda leszívása jó dolog. Ahogy a túl sok glükóz káros más szervekre, például a vesére és a hasnyálmirigyre, negatív hatással van az agyra is. A túlzott vércukorszint a kognitív funkció elvesztését okozhatja, a krónikusan magas vércukorszint pedig károsíthatja az agysejteket. Az agy kognitív funkciói közé tartozik a nyelv feldolgozása, a tanulás, az észlelés és a gondolkodás. A legújabb tudományos vizsgálatok azt mutatják, hogy a folyamatosan magas vércukorszint jelentősen megnöveli az Alzheimer-kór kialakulásának kockázatát, amely az életkorral összefüggő kognitív hanyatlás legnagyobb oka.

Az izomrendszer

Az izomrendszer lehetővé teszi a test önkéntes mozgását, de vezérli más szervrendszerek akaratlan mozgását is, például a keringési rendszerben a szívverést és az emésztőrendszerben a perisztaltikus hullámokat. Több mint hatszáz vázizomból áll, valamint a szívizomból, a teljes tápcsatornát körülvevő simaizmokból és az összes artériás eréből. Az izomösszehúzódás az izomba történő energiaszállításon múlik. Minden mozdulat felhasználja a sejt energiáját, és megfelelő energiaellátás nélkül az izmok működése szenved. Az izom, akárcsak a máj, a glükóz energiáját képes tárolni a nagy polimer molekula glikogénben. A májtól eltérően azonban az izmok felhasználják az összes saját tárolt energiájukat, és nem exportálják azt a test más szerveibe. Ha az izom energiakészlete csökken, az izom összehúzódása gyengül. Az izmok azonban nem annyira hajlamosak az alacsony vércukorszintre, mint az agy, mert könnyen alternatív üzemanyagokat, például zsírsavakat és fehérjét fog használni a sejtenergia előállításához.

„Falnak ütközni” vagy „Bonking”

Az endokrin rendszer

2.4.1. Videó: Elhízás és 2. típusú cukorbetegség

Nézze meg a National Health videót, hogy láthassa az elhízás növekedése és a 2-es típusú cukorbetegség növekedése közötti kapcsolatot.

Mi az okozati összefüggés a túlzott táplálkozás és a 2-es típusú cukorbetegség között? Az uralkodó elmélet szerint a magas zsírtartalmú és magas cukortartalmú ételek túlfogyasztása olyan változásokat okoz az izom-, a zsír- és a májsejtekben, amely a hasnyálmirigy-hormon inzulinjának csökkenő reakciójához vezet. Ezeket a sejteket „inzulinrezisztensnek” nevezik. Az inzulin étkezés után szabadul fel, és utasítja a májat és más szöveteket, hogy vegyék fel a vérben keringő glükózt és zsírsavakat. Ha a sejtek ellenállnak az inzulinnak, nem vesznek fel elegendő glükózt és zsírsavat, így a glükóz és a zsírsavak magas koncentrációban maradnak a vérben. A vérben folyamatosan magas mennyiségű glükóz és zsírsav károsítja az inzulin felszabadulását a hasnyálmirigyből, tovább súlyosbítva a helyzetet. A vér glükóz- és zsírsavtartalmának krónikus emelkedése idővel más szövetek károsodását is okozza, így a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő emberek fokozottan veszélyeztetettek a szív- és érrendszeri betegségek, a vesebetegségek, az idegkárosodások és a szembetegségek szempontjából.

Eszközök a változáshoz

Tegye meg a maga részét az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség növekvő hullámának lassításáért ebben az országban. Egyéni szinten javítsa saját családjának étrendjét; helyi közösségi szinten támogassa a táplálóbb iskolai ebédprogramok kidolgozását; és nemzeti szinten támogassa nemzetének táplálkozási céljait. Látogasson el a CDC Diabetes Public Health Resource webhelyére a http://www.cdc.gov/diabetes/ címen. Információt nyújt az oktatási forrásokról, projektekről és programokról, valamint a cukorbetegséggel és az elhízással kapcsolatos híreket emeli ki. A CDC-nek van egy új munkahelyi programja is, a CDC LEAN Works! (LEAN: Alkalmazottak vezetése az aktivitás és a táplálkozás terén). A program ingyenes webalapú forrásokat biztosít az elhízást megelőző munkahelyek tervezésének küldetésével. További részletek: http://www.cdc.gov/leanworks/.

Az immunrendszer

Az immunrendszer többféle fehérvérsejtből áll, amelyek a vérben és a nyirokban keringenek. Feladatuk külföldi betolakodók, például baktériumok és vírusok felkutatása, toborzása, támadása és megsemmisítése. Az immunrendszer egyéb kevésbé megvalósult összetevői a bőr (amely barikádként működik), a nyálka (amely befogja és összefonja a mikroorganizmusokat), sőt a vastagbélben található baktériumok is (amelyek megakadályozzák a bélben található rossz baktériumok megtelepedését). Az immunrendszer működése teljesen függ az étrendi tápanyagoktól. Valójában az alultápláltság az immunrendszer hiányának vezető oka világszerte. Ha az immunrendszer működése nem megfelelő, akkor jelentősen megnő a fertőzés esélye. Sok szegény, fejlődő országban a gyermekek fehérje- és/vagy energiahiányos étrendet folytatnak, amelyek két különböző szindróma, a kwashiorkor és a marasmus okozói. Ezek a gyermekek gyakran belehalnak olyan fertőzésekbe, amelyeket testük normálisan leküzdhetett volna, de mivel fehérje- és/vagy energiafogyasztásuk annyira alacsony, az immunrendszer nem tudja ellátni funkcióit.

Egyéb tápanyagok, mint például a cink, a szelén, a réz, a folát és az A-, B6-, C-, D- és E-vitamin, mind elősegítik az immunrendszer működését. Ezeknek a tápanyagoknak a hiánya fokozhatja a fertőzés és a halál kockázatát. A cinkhiány az immunrendszer gátfunkcióinak elnyomását eredményezi a bőrsejtek károsodásával; a keringő fehérvérsejtek számának csökkenésével is jár. A Pediatrics folyóirat számos tanulmányának áttekintése arra a következtetésre jutott, hogy az öt év alatti gyermekeknél három hónapnál hosszabb ideig alkalmazott cink-kiegészítők jelentősen csökkentik a hasmenés és a légzőszervi megbetegedések előfordulását és súlyosságát. Aggarwal R., MD, DM, J. Sentz, MPH és M. A. Miller, MD. "A cinkadagolás szerepe a gyermekkori hasmenés és légzőszervi megbetegedések megelőzésében: metaanalízis." Gyermekgyógyászat 119, sz. 6 (2007): 1120–30. doi: 10.1542/peds.2006–3481. A cinkpótlást terápiás szempontból is hasznosnak találták a lepra, a tuberkulózis, a tüdőgyulladás és a nátha kezelésében. Ugyanolyan fontos megjegyezni, hogy több tanulmány is azt mutatja, hogy az ásványi anyagokat és vitaminokat a legjobb az egészséges ételek fogyasztása során szerezni.

Eszközök a változáshoz

Annak biztosítása érdekében, hogy étrendje cinkbarát ételeket tartalmazzon, próbálja ki ezeket a magas cink- és egyéb immunrendszer-barát tápanyagokat: osztrigát, baromfit, sült babot, csicseriborsót, kesudiót, szezámmagot, földimogyorót, teljes kiőrlésű gabonát és cinkdúsított gabonaféléket.

2.4.5. Ábra: Ez csak néhány a magas cinktartalmú ételek közül.

Ahogy az alultápláltság veszélyezteti az immunrendszer egészségét, ugyanúgy a túlzott táplálkozás is. Az elhízott emberek fokozottan veszélyeztetettek az immunrendszeri rendellenességek, például asztma, rheumatoid arthritis és néhány rák kialakulásában. A zsír minősége és mennyisége egyaránt befolyásolja az immunrendszer működését. A telített és transz-zsírok magas bevitele negatívan befolyásolja az immunrendszert, míg a lazacban és más olajos halakban található omega-3 zsírsavak bevitelének növelése csökkenti a gyulladásos reakciókat. Az omega-3 zsírsavak magas bevitele bizonyos autoimmun rendellenességek, például rheumatoid arthritis kialakulásának kockázatának csökkenéséhez kapcsolódik, és a rheumatoid arthritis átfogó kezelésének részeként használják.

Key Takeaways

A metabolikus homeosztázis akkor fordul elő, amikor az elfogyasztott tápanyagok mennyisége megegyezik az élet biológiai folyamatainak végrehajtásához szükséges energiával.
A keringési rendszer a tápanyagokat a sejtekbe és a hulladékokat szállítja belőlük.
Az esszenciális ásványi anyagok, a nátrium, a kálium, a kalcium és a klorid, valamint a makrotápanyagok fehérje és szénhidrátok szükségesek a központi idegrendszer működéséhez. A zsír a központi idegrendszer működéséhez is kritikus fontosságú (lásd alább a vitaindítót).
Tápanyagokból származó energia nélkül az izmok nem tudnak összehúzódni.
Az alultápláltság és a túlzott táplálkozás veszélyezteti az endokrin és az immunrendszer működését. A 2-es típusú cukorbetegség, a fertőzések megnövekedett aránya és a gyulladásos rendellenességek az étrend egyensúlyhiányának tünetei.

Interaktív 2.1

Vessen egy pillantást a CDC által készített PowerPoint bemutatóra, amely rögzíti az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség egyidejű emelkedését ebben az országban. Kattintson a „Diabétesz és elhízás trendjeinek térképe” elemre. www.cdc.gov/diabetes/statistics/diabetes_slides.htm

Vitaindító

Megtudhatja, hogy a zsír hogyan támogatja az agy működését és védi az idegeket a Franklin Institute Resources for Science Learning webhelyén.

Most nézze meg az alábbi weboldalakat, hogy megnézze, mennyi rossz zsírfajta lehet káros az agy számára, míg más típusú zsírok jót tesznek az agynak.

Miután megnézte az összes videót, beszélje meg a „jó zsírok” fontosságát az étrendben az agyműködés optimalizálása és az olyan betegségek megelőzése érdekében, mint az Alzheimer-kór.