A táplálkozás kémia

Már van fiókja? Bejelentkezés itt.

Releváns.

Táplálás az a folyamat, amely biztosítja a szervezet számára a működéséhez és növekedéséhez szükséges nyersanyagokat. Három fő makroelem (szénhidrát, fehérje és zsír) létezik, amelyek a fiziológiai folyamatok fő építőelemeként és üzemanyagaként működnek. Ezenkívül a kiegyensúlyozott étrendnek tartalmaznia kell elegendő mikroelemet, például vitaminokat és ásványi anyagokat.

Az emberek mikro- és makroelemeiket növényi és állati forrásokból kapják. Az egész struktúrákat (növényi levelek, állatok izmai stb.) Az emésztés során kémiai összetevőikre bontják, majd ezeket az egyes molekulákat új sejtek létrehozására összeszerelik, vagy tovább bontják, hogy energiát biztosítsanak a sejtek működéséhez.

A helytelen táplálkozás (legyen az túl- vagy alultápláltság) krónikus betegségekkel és születési rendellenességekkel jár.

matematika
A Spina bifida olyan születési rendellenesség, amelyben a gerinc nem záródik be megfelelően a gerincvelő körül, ami bénuláshoz vezethet. [1] Azoknak az anyáknak, akik nem kapnak elegendő folsavat (B-vitamint), sokkal nagyobb az esélyük az érintett csecsemőre.

Tartalom

  • Szénhidrátok
  • Fehérjék
  • Lipidek
  • Energiamérleg
  • Mikroelemek
  • Túl táplálkozás
  • Alultápláltság
  • Hivatkozások

Szénhidrátok

Szénhidrátok semleges vegyületek szénből, hidrogénből és oxigénből. Általános képletük: C X n (H X 2 O) X n \ ce (H_2O) _> C X n (H X 2 O) X n. A szénhidrátok ismétlődő egységek vagy polimerek láncait alkotják, és a bennük lévő egységek száma alapján osztályozhatók.

Monoszacharidok a szénhidrátok alapegységei. Szőlőcukor C X 6 H X 12 O X 6 \ ceH_O_> C X 6 H X 1 2 O X 6 a legfontosabb monoszacharid az emberi táplálkozásban, mert ez a test elsődleges tüzelőanyag-forrása, és az agy csak így képes energiát nyerni. Ha az étrendből nem jut elegendő mennyiségű glükóz, a szervezetnek glükoneogenezissel kell előállítania az agy működésének fenntartása érdekében. Fruktóz és galaktóz a táplálkozás szempontjából fontos monoszacharidok további példái. A DNS-ben található ribóz és dezoxiribóz szintén példa monoszacharidokra.

Gyakori monoszacharidok [2]

Diszacharidok: két egymással összekapcsolt monoszacharid diszacharidot alkot. Laktóz (galaktóz + glükóz) és szacharóz (fruktóz + glükóz) példák.

Oligoszacharidok (3-9 cukormolekula): a maltodextrin például egy kukorica által előállított glükóz-oligoszacharid.

Poliszacharidok (sok cukormolekula): Mindkettő keményítő és cellulóz a glükózmolekulák hosszú láncai (C X 6 H X 10 O X 5) X n \ ceH_O _) _> (C X 6 H X 1 0 O X 5) X n. A keményítőben minden glükózmolekula ugyanúgy orientálódik az űrben (ezt alfa-kötésnek hívják). A cellulóz viszont ismétlődő mintázat, ahol minden más glükózmolekulát 180 fokkal elforgatnak (béta-kötés). Ez kisebb különbségnek tűnhet, de az eredmény az, hogy a keményítő az ember számára emészthető és hasznos energiaforrás, míg a cellulóz az ember számára emészthetetlen, és példája az élelmi rostoknak. Az emberi test rendelkezik a szükséges enzimekkel a keményítő glükózzá bontásához, de a cellulózhoz nem. Néhány más lény, például a termeszek, de a cellulóz általában erősebb mint például a keményítő, nem oldódik vízben. Keményítő, 1,4-alfa-kapcsolt glükózpolimer. Public Domain kép.

A glükózláncok - béta-kapcsolatok - szerkezetének kis változása teljesen megváltoztatja működésüket. [3]

A szénhidrátok funkciói:

Energia homeosztázis: a cukor (glükóz formájában) a test fő energiaforrása, és az egyetlen energiaforrás, amelyet az agy felhasználhat. A szénhidrát homeosztázis problémái cukorbetegséget vagy hipoglikémiát eredményezhetnek.

Nukleotidképződés: A DNS és az RNS nukleinsavakból áll, amelyek foszfáthoz kötött cukorból (dezoxiribóz vagy ribóz) és nitrogén bázisból állnak.

Glikoproteinek képződése: A glikoproteinek aminosav- vagy polipeptidlánchoz kötődő szénhidrátokból származnak. Példák a mucin (a nyálka egyik alkotóeleme), a hemoglobin A1c, az immunrendszerben található antitestek és az alvadási faktorok.

Fehérjék

Fehérjék aminosavakból készülnek, és a testtömeg körülbelül 15% -át teszik ki (a víz után a második legnagyobb komponens).

Egy aminosav általános szerkezete [4]

A 21 aminosav egyesülve különböző fehérjék sokaságát eredményezheti [5]

Az emberi test fehérjetömegének körülbelül 50% -a a következő kategóriák egyikébe tartozik:

A bőrben található kollagén.

Miozin és aktin, amelyek megtalálhatók az izmokban.

Hemoglobin, amely a vér egyik összetevője.

Az aminosavakat nagymértékben hasznosítják a DNS-transzláció során, hogy új fehérjéket állítsanak elő az egész testben. Néhány egyedi aminosavat a szervezet szintetizálhat, amennyiben a fehérje teljes mennyisége elegendő. Esszenciális aminosavak nem szintetizálható endogén módon (a testen belül), és közvetlenül az étrendből kell előállítani. Ezeket nélkülözhetetlen aminosavaknak is nevezik. Nyolc van:

A fehérjék osztályozása az esszenciális aminosavak ellátottsága alapján történik. Hiányos fehérjék hiányzik egy vagy több esszenciális aminosav, míg teljes fehérjék tartalmazzák mindet. Általában az állati fehérjék jelentik a nélkülözhetetlen aminosavak legjobb forrását, ezt követik a hüvelyesek, a gabonafélék és a gumók.

Lipidek

A lipidek (zsírok) energiatartalma a legmagasabb a makrotápanyagok grammonként. Kiválóan alkalmasak az energia hosszú távú tárolására. A lipidek vízben nem oldódnak (nem oldódnak fel a vízben, és ebben az esetben a vízben úsznak), ezért lipoproteinek szállítják a véráramon keresztül.

Általános triglicerid szerkezet [6] Trigliceridek a természetes zsírokban és olajokban található észterek. A lipidek lehetnek telítetlen, vagyis egy vagy több kettős kötést tartalmaznak (példa erre az olívaolaj), vagy telített (mint a vaj). A természetben előforduló telítetlen zsírok cisz izomerek. A transzzsírok egy előállított telítetlen zsír, amely telített zsírként viselkedik. A transz-zsírok feldolgozott élelmiszerekbe való felvétele ellentmondásos volt, és sok országban betiltották azok használatát, miután az adatok azt mutatták, hogy a transz-zsírok fogyasztása még a telített zsírokhoz képest is növelte a szívkoszorúér-betegség kockázatát.

a linolsav vonalszerkezete. Vegye figyelembe, hogy a telítetlen kötések mind a cisz konformációban vannak. Esszenciális zsírsavak a test nem tudja szintetizálni. Az embernek étrendjéből kell beszereznie az omega-6-ot (a növényi olajokban található linolsavat) és az omega-3-at (az alfa-linolénsavat, amely olyan ételekben található, mint a lazac és a lenmag). A legtöbb más lipidet a máj képes előállítani az úgynevezett folyamatban lipogenezis.

Public Domain kép Foszfolipidek a sejtmembránok egyik fő szerkezeti alkotóeleme, és segítenek meghatározni a membrán hajlékonyságát. A telített zsírsavak sűrűbben pakolnak, ezáltal a membrán teljes szerkezete merevebbé válik, míg a telítetlen zsírsavakban bekövetkező ráncok extra helyet foglalnak el, így a membrán folyékonyabbá válik.

Sterol, a koleszterin gerince a szervezet által szintetizált sok hormon kiindulási anyaga, beleértve az aldoszteront, a kortizolt, valamint az ösztrogén, progeszteron és tesztoszteron nemi hormonokat. Sterol ösztrogén tesztoszteron

Energiamérleg

Testtömeg homeosztázis akkor marad fenn, ha Energy in = Energy out \ text = \ text Energy in = Energy out

A kiegyensúlyozott étrendnek tartalmaznia kell a marconutrienteket energiaarány (Megjegyzés: NEM tömegarány). A standard energiaarány a következő:

55% szénhidrát: 15% fehérje: 30% zsír

Egy nap ebédelni megy, és óriási steaket és tejföllel sült krumplit rendel. Megkérdezi a táplálkozási információkat, és megtudja, hogy az ebéd 51 g 51 \ szöveget tartalmaz < g>5 1 g szénhidrát, 29 g 29 \ szöveg < g>2 9 g fehérje és 40 g 40 \ szöveg < g>4 0 g zsír. Kiegyensúlyozott energiaráta van ennek az ebédnek? Ha nem, akkor milyen makrotápanyag legyen megnövekedett?

Nyugalmi anyagcsere (RMR). Az RMR az az alapenergia, amelyre a testnek szüksége van ahhoz, hogy fenntartsa önmagát, amikor nem csinál semmit. Például egy kómában szenvedő embernek még mindig az RMR-jével megegyező energiaigénye lenne olyan funkciók szabályozására, mint a belső hőmérséklet és a szívverés. Az egyén RMR-je meglehetősen állandó (bár az életkor előrehaladtával csökken), de az egyének közötti RMR életkor, nem és tömeg szerint nagymértékben változhat.

Az etetés hőhatásai. Az ember által elfogyasztott energia nagyjából 10% -át az élelmiszer megemésztésére fordítja. Az emésztéshez a bélnek szüksége van enzimek kiválasztására, ioncsatornák toborzására és a simaizom-összehúzódások fenntartására.

A fizikai aktivitás. A fizikai aktivitás az úgynevezett egységben mérhető anyagcsere-ekvivalensek (MET), amely az RMR többszöröse. Például a háztartási feladatok elvégzése 2 MET-t égethet el, míg a lábfutásban történő sprinteléshez 16 MET szükséges.

Mikroelemek

Vitaminok és ásványok biokémiai reakciókhoz is szükségesek. Szerves molekulák, amelyeket az emberi test nem képes szintetizálni elegendő mennyiségben az alapvető anyagcsere-szükségleteinek kielégítésére. Vagy vízben oldódnak (B és C vitamin), vagy zsírban (A, D, E és K vitamin).

Étrendi szempontból fontos ásványok:

Kalcium szabályozza a sejtes folyamatokat.

Kálium, nátrium, és klorid szabályozzák az ideg- és izomsejtek membránpotenciálját.

Magnézium több száz reakcióban kofaktorként működik, részt vesz az anyagcserében, a fehérjeszintézisben és a nukleinsavszintézisben is.

Réz oxidációs reakciókban vesz részt.

Cink szabályozza a génexpressziót.

Túl táplálkozás

Az emberiség történelmének nagy részében a táplálkozás szempontjából fontos élelmiszerek, mint a cukrok, sók és zsírok, az év legalább egy részében ritkák voltak. Ennek eredményeként az embereknek ízlése alakult ki a magas cukor- és zsírtartalmú ételek iránt, a felesleges kalóriák tárolásának képessége és az a képesség, hogy nagy mennyiséget fogyasszanak el egyetlen üléssel. (Elég értelmetlen lándzsával kidobni egy gyapjas mamutot, beleharapni három falatba, aztán jóllakni.)

Az elmúlt két évszázad során az olyan újítások, mint a nitrogén műtrágyák és a hűtés, drámai módon megnövelték az élelmiszerellátást, a tájat állandóan bőséges országgá változtatták, és évente nagyszámú embert mentettek meg az éhezéstől. Az evolúció azonban viszonylag lassú folyamat, és az emberi test még mindig ugyanúgy van programozva, mint akkor, amikor az étel kevés volt. Az ősök adaptív viselkedése néha visszaüt a 21. században, ami magas elhízáshoz, cukorbetegséghez, magas vérnyomáshoz és más krónikus betegségekhez vezet. Az elhízás aránya nő, ahogy a feldolgozott élelmiszerek egyre gyakoribbá válnak [7]

Alultápláltság

Az alultápláltság számos közösség számára komoly gondot jelent a világ minden tájáról.

Néhány alultáplált egyén szenved abszolút hiány a makrotápanyagok, mint például a marasmus, egy olyan állapot, amikor a fehérje hiánya alacsony energiához, lesoványodáshoz és izomvesztéshez vezet. A marasmust a fehérjék nem megfelelő bevitele, felszívódása vagy felhasználása okozza. Az ételhiány gyakori ok, de az anorexia nervosa, a súlyos depresszió és a malabszorpciós szindróma szintén marasmushoz vezethet.

A kwashiorkorban szenvedő embereknek fehérjehiányuk is van, annak ellenére, hogy viszonylag magas az energiájuk. Ez az állapot gyakori, ha a diéta gyenge minőségű étrenden alapul, amelyből hiányzik néhány esszenciális aminosav, és úgy nevezik, hogy relatív hiány. A kwashiorkortól szenvedők lesoványodtak, de az ödéma miatt a hasuk is dagadt.

Egy gyerek kwashiorkorral. A hatvanas években egy nigériai konfliktus során készült fotó. [8]