Vitaminok

A vitaminok olyan szerves vegyületek, amelyek nagyon kis mennyiségben találhatók meg az élelmiszerekben és szükségesek a normális működéshez - sőt, a túléléshez. Az emberek bizonyos mértékig képesek szintetizálni bizonyos vitaminokat. Például a D-vitamin akkor termelődik, ha a bőr napfénynek van kitéve; a niacin szintetizálható a triptofán aminosavból; a K-vitamint és a biotint pedig a bélben élő baktériumok szintetizálják. Azonban általában az emberek étrendjüktől függenek a vitaminellátáshoz. Ha egy vitaminból hiány van, vagy nem képes megfelelően felhasználni, akkor egy specifikus hiány-szindróma következik be. Ha a hiányos vitamint visszafordíthatatlan károsodás előtt pótolják, a jelek és tünetek megfordulnak. Az élelmiszerekben található vitaminok mennyiségét és a napi szükséges mennyiségeket milligrammban és mikrogrammban mérik.

A makrotápanyagokkal ellentétben a vitaminok nem szolgálnak energiaforrásként a test számára, és nem biztosítanak alapanyagot a szövetépítéshez. Inkább segítenek az energiatermelő reakciókban, és elősegítik az anyagcsere és a fiziológiai folyamatokat az egész testben. Az A-vitamin például a látásban betöltött szerepe mellett szükséges az embrionális fejlődéshez, a növekedéshez, a szaporodáshoz, a megfelelő immunfunkcióhoz és a hámsejtek integritásához. A B-vitaminok koenzimként működnek, amelyek elősegítik az energia-anyagcserét; a folsav (folát), a B-vitaminok egyike, segít megvédeni a születési rendellenességektől a terhesség korai szakaszában. A C-vitamin szerepet játszik a kötőszövet felépítésében, valamint antioxidáns, amely segít megvédeni a reaktív molekulák (szabad gyökök) károsodásait. A jelenleg hormonnak tekintett D-vitamin részt vesz a kalcium és a foszfor homeosztázisában és a csontanyagcserében. Az E-vitamin, egy másik antioxidáns, véd a szabad gyökök károsodása ellen a lipidrendszerekben, a K-vitamin pedig kulcsszerepet játszik a véralvadásban. Bár a vitaminokról gyakran egyenként beszélnek, sok funkciójuk összefügg egymással, és az egyik hiánya befolyásolhatja a másik funkcióját.

A vitamin-nómenklatúra némileg összetett, a kémiai elnevezések fokozatosan felváltják a 20. század első felében a vitamin-felfedezés korában létrehozott eredeti betűjeleket. A nómenklatúrát tovább bonyolítja az a felismerés, hogy a vitaminok olyan családok részei, amelyekben bizonyos esetekben több aktív forma is található. Egyes vitaminok olyan prekurzor formában találhatók meg az élelmiszerekben, amelyeket aktiválni kell a szervezetben, mielőtt megfelelően teljesíthetnék funkciójukat. Például a növényekben található béta (β) - karotin A szervezetben A-vitaminná alakul.

A 13 vitamint, amelyről ismert, hogy az ember számára szükséges, oldhatóságuk alapján két csoportba sorolják. A négy zsírban oldódó (nem poláros oldószerben oldódó) vitamin az A, D, E és K. vitamin. Bár ma már hormonként viselkednek, a D-vitamin aktivált formája, a D-vitamin hormon (kalcitriol) még mindig csoportosul. a vitaminokat is. A kilenc vízoldható vitamin (poláros oldószerekben oldható) a C-vitamin és a nyolc B-komplex vitamin: tiamin, riboflavin, niacin, B6-vitamin, folsav, B12-vitamin, pantoténsav és biotin. A kolin vitaminszerű étrendi összetevő, amely egyértelműen szükséges a normális anyagcseréhez, de a szervezet szintetizálhatja. Bár kolinra lehet szükség koraszülöttek és esetleg bizonyos betegségben szenvedők csecsemőinek étrendjében, az emberi étrendben az egész életen át nem bizonyították elengedhetetlennek.

A különböző vitaminok többé-kevésbé hajlamosak a környezeti körülmények és a kémiai tényezők általi rombolásra. Például a tiamin különösen érzékeny a hosszan tartó hevítésre, a riboflavin az ultraibolya vagy fluoreszcens fényre, a C-vitamin pedig az oxidációra (mint amikor egy gyümölcsdarabot feldarabolnak és a vitamint levegőnek teszik ki). Általában a vízben oldódó vitaminok főzés közben könnyebben elpusztulnak, mint a zsírban oldódó vitaminok.

A vitamin oldhatósága befolyásolja a szervezet felszívódásának, szállításának, tárolásának és kiválasztásának módját, valamint azt, hogy hol található az élelmiszerekben. A csak állati eredetű élelmiszerekből származó B12-vitamin kivételével a vízben oldódó vitaminokat a növények szintetizálják, és megtalálhatók mind a növényi, mind az állati élelmiszerekben. A szigorú vegetáriánusok (vegánok), akik nem fogyasztanak állati eredetű ételeket, ezért veszélyeztetik a B12-vitamin hiányát. A zsírban oldódó vitaminok viszont megtalálhatók az élelmiszerekben és a testben található zsírokkal és olajokkal együtt, és általában fehérjehordozókat igényelnek a test vízzel töltött területein történő szállításhoz.

A vízben oldódó vitaminok a szervezetben nem raktározhatók észrevehetően (a B12-vitamin kivételével), ezért rendszeresen kell fogyasztani az étrendben. Ha feleslegben vannak, akkor könnyen kiválasztódnak a vizelettel, bár a vízben oldódó vitaminok esetében is fennáll a lehetséges toxicitás; ebben a tekintetben különösen figyelemre méltó a B6-vitamin. Mivel a zsírban oldódó vitaminok a májban és a zsírszövetben raktározódnak, ezeket nem feltétlenül kell naponta bevenni, mindaddig, amíg az átlagos bevitel idővel - hetek, hónapok vagy akár évek - megfelel a test szükségleteinek. Azonban az a tény, hogy ezek a vitaminok tárolhatók, nagyon nagy dózisok bevitele esetén növeli a toxicitás lehetőségét. Ez különösen aggasztja az A- és D-vitaminokat, amelyek mérgezőek lehetnek, ha feleslegben fogyasztják őket. Bizonyos körülmények között egyes vitaminok farmakológiai („megadózis”) szintje - sokszor magasabb, mint az élelmiszerekben jellemző mennyiség - elfogadta az orvosi felhasználást. A niacint például a vér koleszterinszintjének csökkentésére használják; a D-vitamint pikkelysömör kezelésére használják; és az A-vitamin farmakológiai származékait a pattanások és más bőrbetegségek kezelésére, valamint a bőr ráncosodásának csökkentésére használják. Vitaminok vagy más étrend-kiegészítők fogyasztása azonban az ajánlott szintet jelentősen meghaladó mennyiségben orvosi felügyelet nélkül nem ajánlott.

A laboratóriumban szintetizált vitaminok ugyanazok a molekulák, mint az élelmiszerből kivontak, és a szervezet nem tudja megkülönböztetni őket. A vitamin különböző formái azonban nem feltétlenül egyenértékűek. Az E-vitamin adott esetben a d-α-tokoferollal (vagy „természetes”) jelzett kiegészítők általában több E-vitamint tartalmaznak, mint a dl-α-tokoferol. Az élelmiszerekben található vitaminok kifejezetten előnyösek a kiegészítõ vitaminokkal szemben, mivel más olyan anyagokkal társulnak, amelyek hasznosak lehetnek, és kevésbé mérgezõ. A táplálékkiegészítők nem helyettesíthetik az egészséges étrendet.

Ásványok

Az előző szakaszokban tárgyalt komplex szerves vegyületekkel (szénhidrátok, lipidek, fehérjék, vitaminok) ellentétben az ásványi anyagok egyszerű szervetlen elemek - gyakran a szervezetben sók formájában -, amelyek önmagukban nem metabolizálódnak, és nem is energiaforrások. Az ásványi anyagok a testtömeg körülbelül 4–6 százalékát teszik ki - körülbelül fele kalciumot és negyedét foszfornak (foszfátok), a fennmaradó részt pedig az étrendből származó egyéb nélkülözhetetlen ásványi anyagok alkotják. Az ásványi anyagok nemcsak keménységet kölcsönöznek a csontoknak és a fogaknak, hanem széles körben működnek az anyagcserében is - például elektrolitokként, amelyek szabályozzák a víz mozgását a sejtekbe és a sejtekből, az enzimrendszerek alkotóelemeként és számos szerves molekula alkotórészeiként.

Tápanyagként az ásványi anyagokat hagyományosan két csoportra osztják a testben jelenlévő és a test számára szükséges mennyiségek szerint. A fő ásványi anyagok (makrominerálok) - amelyek napi 100 milligramm vagy annál nagyobb mennyiségben szükségesek - a kalcium, foszfor (foszfátok), magnézium, kén, nátrium, klorid és kálium. A nyomelemek (mikromineralinák vagy nyomelemek), amelyeknek a mennyisége napi körülbelül 15 milligramm vagy annál kevesebb, szükségesek, a vas, a cink, a réz, a mangán, a jód (jodid), a szelén, a fluorid, a molibdén, a króm és a kobalt (mint a B12-vitamin molekula része). A fluort hasznos tápanyagnak tekintik, mivel szerepet játszik a fogszuvasodás elleni védelemben, bár a szigorú értelemben vett alapvető funkciót az emberi táplálkozásban nem sikerült megállapítani.

Az ultratrace elemek kifejezést néha arra használják, hogy leírják az étrendben rendkívül kis mennyiségben (naponta mikrogrammban) található ásványi anyagokat, amelyek az emberi szövetekben is jelen vannak; ezek közé tartozik az arzén, a bór, a nikkel, a szilícium és a vanádium. Annak ellenére, hogy a kísérleti állatokban betöltött szerepe bizonyított, ezeknek és más ultratrace elemeknek (pl. Ón, lítium, alumínium) az emberi szövetekben való pontos szerepe és valójában az emberi egészségre gyakorolt jelentőségük bizonytalan.

Az ásványi anyagok sokféle funkcióval rendelkeznek, beleértve az izmok összehúzódását, az idegátvitelet, a véralvadást, az immunitást, a vérnyomás fenntartását, valamint a növekedést és a fejlődést. A fő ásványi anyagok a kén kivételével jellemzően ionos (töltött) formában fordulnak elő a szervezetben: nátrium, kálium, magnézium és kalcium pozitív ionként (kation), valamint klorid és foszfát negatív ionként (anion). A testnedvekben oldott ásványi sók segítenek szabályozni a folyadék egyensúlyát, az ozmotikus nyomást és a sav-bázis egyensúlyt.

A kénnek is fontos funkciói vannak ionos formákban (például szulfátban), de a test kénének nagy része nemionos, és szerves részeként szolgál bizonyos szerves molekulákban, mint például a B-vitaminok tiamin, biotin, pantoténsav és az amin savak metionin, cisztein és cisztin. A szerves vegyületek alkotó egyéb ásványi elemei közé tartozik a vas, amely a hemoglobin (a vörösvértestekben lévő oxigént szállító fehérje) része, és a jód, a pajzsmirigyhormonok egyik alkotóeleme, amelyek segítenek a test anyagcseréjének szabályozásában. Ezenkívül a foszfátcsoportok számos szerves molekulában találhatók, például a sejtmembránokban található foszfolipidek, genetikai anyagok (DNS és RNS) és a nagy energiájú adenozin-trifoszfát (ATP) molekulák.

Az élelmiszerekben található különféle ásványi anyagok szintjét befolyásolják a termesztési körülmények (például a talaj és a víz összetétele), valamint az élelmiszer feldolgozásának módja. Az ásványi anyagok nem pusztulnak el az ételkészítés során; valójában egy élelmiszer teljesen elégethető, és az ásványi anyagok (hamu) változatlanok maradnak. Az ásványi anyagok azonban elveszhetnek a főzővízbe való kimosódással, amelyet később eldobnak.

Számos tényező befolyásolja az ásványi anyagok felszívódását és ezáltal a szervezet számára való hozzáférhetőséget. Az ásványi anyagok általában jobban felszívódnak az állati eredetű élelmiszerekből, mint a növényi élelmiszerekből. Ez utóbbiak rostot és egyéb anyagokat tartalmaznak, amelyek zavarják az abszorpciót. A főként gabonafélékben és hüvelyesekben található fitinsav komplexeket képezhet néhány ásványi anyaggal, és oldhatatlanná és emészthetetlenebbé teheti őket. A spenótban lévő kalciumnak csak kis százaléka szívódik fel, mivel a spenót nagy mennyiségben tartalmaz oxálsavat is, amely megköti a kalciumot. Néhány ásványi anyag, különösen hasonló méretű és töltésű, ásványi anyagokkal verseng a felszívódásért. Például a vaspótlás csökkentheti a cink felszívódását, míg a túlzott cinkbevitel zavarhatja a réz felszívódását. Másrészt a vas felszívódása a növényekből (nem hem vas) fokozódik, ha a C-vitamin egyidejűleg jelen van az étrendben, és a kalcium felszívódását megfelelő mennyiségű D-vitamin javítja. Az ásványi anyagok felszívódását befolyásoló másik kulcsfontosságú tényező a fiziológiai szükséglet az akkori ásványra.

Sok vitamintól eltérően, amelyek szélesebb biztonsági tartományban vannak, az ásványi anyagok mérgezőek lehetnek, ha az ajánlott szintet nem sokkal meghaladó dózisokban veszik be. Ez különösen igaz a nyomelemekre, például a vasra és a rézre. A kisgyermekek véletlenszerű bevitele a halálos mérgezés egyik fő oka.

Víz

Bár a tápanyagként gyakran figyelmen kívül hagyják, a víz (H2O) valójában a legkritikusabb tápanyag. Az emberek hetekig élhetnek túl étkezés nélkül, de csak napok kérdése víz nélkül.

A víz biztosítja azt a közeget, amelyben a tápanyagok és a salakanyagok szállítják az egész testet, és az anyagcsere számtalan biokémiai reakciója következik be. A víz lehetővé teszi a hőmérséklet szabályozását, a vérnyomás és a vér térfogatának fenntartását, a nagy molekulák szerkezetét és a test szöveteinek merevségét. Oldószerként, kenőanyagként (mint az ízületekben) és védőpárnaként is működik (mint a szem belsejében, valamint a gerincvelőben és a magzatvízben). A sejtek be- és kiáramlását a sejtmembrán két oldalán az elektrolitkoncentrációk eltolása pontosan szabályozza. A kálium, a magnézium, a foszfát és a szulfát elsősorban intracelluláris elektrolitok; a nátrium és a klorid a fő extracelluláris.

A víz a testtömeg körülbelül 50-70% -át teszi ki, egészséges felnőtteknél körülbelül 60% -ot, gyermekeknél pedig még ennél is nagyobb arányt. Mivel a sovány szövet körülbelül háromnegyede víz, a zsírszövet pedig csak körülbelül egyötöde víz, a testösszetétel - különösen a zsír mennyisége - határozza meg a test vízének százalékos arányát. Általában a férfiaknak több a sovány szövetük, mint a nőknek, ezért testtömegük nagyobb százaléka víz.

A vizet nemcsak vízként, más italok alkotóelemeként fogyasztják, hanem számos olyan élelmiszer fő alkotóelemeként, különösen a gyümölcsök és zöldségek esetében, amelyek 85–95 százalék vizet tartalmazhatnak. A vizet az anyagcsere végtermékeként is előállítják a szervezetben. Körülbelül 2,5 liter (kb. 2,6 liter) vizet fordítanak naponta, a víz kiválasztása (elsősorban a vizelettel, a tüdőből származó vízgőzzel, a bőr izzadságvesztésével és az ürülékkel) egyensúlyozza az összes forrás bevitelét. Mivel a vízigény az éghajlattól, az aktivitás szintjétől, az étrend összetételétől és más tényezőktől függ, nincs egy ajánlás a napi vízfogyasztásra. A felnőtteknek azonban naponta legalább 2 liter (8 csésze) vízre van szükségük, minden forrásból. A szomjúság nem megbízható a kiszáradás nyilvántartásaként, amely általában akkor következik be, amikor a testet felszólítják a folyadék pótlására. Ezért a vízbevitel javasolt a nap folyamán, különösen fokozott izzadságvesztés esetén forró éghajlaton, erőteljes fizikai aktivitás, betegség vagy dehidratáló helyzet esetén, például repülőgépes repülés esetén.