Статья: Основы физиологии питания. Система пищеварения и расщепление основных питательных веществ: незаменимые аминокислоты, аминокислотный скор, витамины, характеристика, классификация

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Рис. 2. Схема строения органов пищеварения

Пищевод, желудок, кишечник состоят из трех оболочек: внутренней - слизистой, в которой расположены железы, выделяющие слизь, а в ряде органов - и пищеварительные соки; средней - мышечной, обеспечивающей путем сокращения передвижение пищи; наружной - серозной выполняющей роль покровного слоя.

У человека в течение суток выделяется около 7л пищеварительных соков, в состав которых входят: вода, разжижающая пищевую кашицу, слизь, способствующая лучшему передвижению пищи, соли и ферменты- катализаторы биохимических процессов, расщепляющие пищевые вещества на простые составные соединения. В зависимости от действия на те или иные вещества ферменты протеазы, расщепляющие белки (протеины), амилазы, расщепляющие углеводы, и липазы, расщепляющие жиры (липиды). Каждый фермент активен только в определенной среде (кислой, или щелочной, или нейтральной). В результате расщепления из белков получаются аминокислоты, из жиров - глицерин и жирные кислоты, из углеводов в основном - глюкоза. Вода, минеральные соли, витамины, содержащиеся в пище, в процессе пищеварения Не претерпевают изменений (рис. 3).

Рис. 3. Последовательные этапы переваривания и всасывания

Физические изменения пищи - это:

· размельчение

· перемешивание

· образование суспензий

· образование эмульсий

· частичное растворение пищи

Химические изменения пищи связаны с рядом последовательных стадий расщепления белков, жиров и углеводов на все более мелкие соединения. Это происходит под действием пищеварительных гидролитических ферментов.

Пищеварительные ферменты делятся на три основные группы:

· протеазы - расщепляющие белки

· липазы - расщепляющие жиры

· амилазы - расщепляющие углеводы

Ферменты образуются в специальных секреторных клетках пищеварительных желез (железами называют любые группы клеток, способные выделять разные жидкости) и поступают внутрь пищеварительного тракта вместе со слюной, желудочным, поджелудочным и кишечными соками.

Без химической переработки большая часть пищеварительных веществ (Б,Ж,У) не может в сосаться в кровь и использоваться организмом. Вода, минеральные соли, и небольшое число органических соединений пищи поступают в кровь в неизмененном виде.

Рисунок 4. Пищеварение

1.4 Пищевые вещества и их значение

Организм человека состоит из белков (19,6%), жиров (14,7%), углеводов (1%), минеральных веществ (4,9%), воды (58,8%). Он постоянно расходует эти вещества на образование энергии, необходимой для функционирования внутренних органов, поддержания тепла и осуществления всех жизненных процессов, в том числе физической и умственной работы.

Одновременно происходят восстановление и создание клеток и тканей, из которых построен организм человека, восполнение расходуемой энергии за счет веществ, поступающих с пищей. К таким веществам относятся белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, воду и др., их называют пищевыми. Пища, для организма является источником энергии и пластических (строительных) материалов.

Белки -- это главный пластический материал для построения клеток, тканей и органов, образования ферментов, многих гормонов, гемоглобина. Белки участвуют в обмене жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов, образуют антитела, которые защищают, человека от инфекции. При сгорании 1г белков образуется 4ккал энергии.

Белки важнейшая составная часть пищи человека и животных; поставщик необходимых им аминокислот.

В состав белков входят углерод (50-55%), водород (6-7%), кислород (19- 24%), азот (15-19%), а так же фосфор, сера, железо и другие элементы.

При оценке пищевого рациона надо учитывать не только количество белка, но и его биологическую ценность, обусловленную аминокислотным составом, а также перевариваемость белков в пищеварительном тракте.

Жиры это сложные органические соединения, состоящие из глицерина и жирных кислот, в которых содержатся углерод, водород, кислород. Липиды -- подразделяются на нейтральные жиры и жироподобные вещества (лецитин, холестерин). Нейтральные жиры состоят из глицерина и жирных кислот. Жирные кислоты по их химическому строению делят на предельные или насыщенные (т.е. до предела насыщенные водородом), среди которых в пищевых продуктах преобладают пальмитиновая, стеариновая и миристиновая, капроновая, масляная и другие кислоты и непредельные или ненасыщенные.

Насыщенные жирные кислоты обладают невысокими биологическими свойствами, легко синтезируются в организме, отрицательно влияют на жировой обмен, функцию печени, способствуют развитию атеросклероза, так как повышают содержание холестерина в крови. Эти жирные кислоты в большом количестве содержатся в животных жирах (бараньем, говяжьем) и в некоторых растительных маслах (кокосовом), обусловливая их высокую температуру плавления (40-50.С) и сравнительно низкую усвояемость (86-88%).

Углеводы - это обширный класс органических соединений, состоящих из углерода, водорода и кислорода, синтезирующихся в растениях из углекислоты и воды под действием солнечной энергии. В соединении с белками и липидами углеводы образуют сложные высокомолекулярные комплексы, представляющие основу субклеточных структур, а, следовательно, и основу живой материи.

Углеводы, обладая способностью окисляться, служат основным источником энергии, используемой в процессе мышечной деятельности человека. Энергетическая ценность 1г углеводов составляет 4ккал. Они покрывают 58% всей потребности организма в энергии. Кроме того, углеводы входят в состав клеток и тканей, содержатся в крови и в виде гликогена (животного крахмала) в печени. В организме углеводов мало (до 1% массы тела человека). Поэтому для покрытия энергетических затрат они должны поступать с пищей постоянно. В случае недостатка в питании углеводов при больших физических нагрузках происходит образование энергии из запасного жира, а затем и белка организма.

При избытке углеводов в питании жировой запас

пополняется за счет превращения углеводов в жир, что приводит к увеличению массы человека.

Витамины. Их не видно и у них нет вкуса; несмотря на это, мы не можем от них отказаться, так как они являются именно тем, что обеспечивает слаженность процесса нашего обмена веществ и сохранность нашего здоровья. Они необходимые помощники нашего организма и поставщики энергии, обеспечивающие его работу. Каждый нуждается в витаминах и минеральных веществах.

Целебное воздействие этих жизненно необходимых веществ подтверждено многочисленными научными исследованиями. Витамины и минеральные вещества не всесильны, но и без них жизнь невозможно.

Витамины состоят из органических соединений, которые встречаются в продуктах питания и используются организмом для поддержания определенных жизненно важных функций. Они не могут производиться организмом вообще или производятся в недостаточном количестве, поэтому они должны поступать регулярно и в соответствующем количестве вместе с пищей. Для некоторых витаминов достаточно, если они поступают в организм определенной пищеварительной стадии ток называемых провитаминов. Каждый витамин выполняет совершенно определенную функцию в обмене веществ организма и не может быть заменен другими составными частями продуктов питания. Отсутствие всего только одного витамина уже оказывает отрицательное воздействие на весь обмен веществ.

Минеральные, или неорганические, вещества относят к числу незаменимых, они участвуют в жизненно важных процессах, протекающих в организме человека: построении костей, поддержании кислотно-щелочного равновесия, состава крови, нормализации водно-солевого обмена, деятельности нервной системы.

Взрослый человек должен за сутки получить 4000-6000мг натрия, 2500- 5000мг калия, 10-15мг цинка, 5-10мг марганца, 2,2-5мг меди, 0,20-0,25мг хрома, 0,1-0,2мг кобальта, 0,5мг молибдена, 0,5-1мг фтора, 0,1-0,2мг йода.

Для правильного питания важно не только абсолютное количество минеральных веществ, но и оптимальные соотношения их. Например, для полноценного усвоения соотношение в пище кальция и фосфора должно быть в пределах 1:1 -- 1:1,5, а кальция и магния -- 1:0,5. Обычный набор пищевых продуктов, включающий достаточное количество овощей, фруктов, хлеба и молока, удовлетворяет потребности организма человека во всех необходимых ему минеральных веществах.

Дефицит или избыток минеральных солей в питании способствует нарушению обмена веществ и развитию заболеваний.

Вода, не являясь собственно питательным веществом, жизненно необходима как стабилизатор температуры тела, переносчик нутриентов (питательных веществ) и пищеварительных отходов, реагент и реакционная среда в ряде химических превращений, стабилизатор конформации биополимеров и, наконец, как вещество, облегчающее динамическое поведение макромолекул, включая проявление ими каталитических (энзиматических) свойств.

Вода -- важная составляющая пищевых продуктов. Она присутствует в разнообразных растительных и животных продуктах как клеточный и внеклеточный компонент, как диспергирующая среда и растворитель, обусловливая их консистенцию и структуру и влияя на внешний вид, вкус и устойчивость продукта при хранении. Благодаря физическому взаимодействию с белками, полисахаридами, липидами и солями, вода вносит значительный вклад в текстуру пищи.

Вода является важнейшей частью пищевого рациона, она входит в состав всех клеток и тканей организма, служит наилучшим растворителем для многих биолтечение метаболических процессов, участвует в теплорегуляции, растворяет конечные продукты обмена веществ и способствует их выведению почками и другими органами выделения.

Белки, жиры и углеводы, витамины, минеральные вещества и микроэлементы связаны сложными рабочими взаимоотношениями не только между собой, но и со всеми другими питательными веществами. Дефицит одного единственного из этих веществ может нарушить равновесие всей системы. За исключением большей части триацилглицеринов, питательные вещества, поглощенные в кишечном тракте, поступают в печень, которая является основным центром распределения питательных веществ, где сахара, аминокислоты и некоторые липиды подвергаются дальнейшим превращениям и распределяются между разными органами и тканями.

Здоровье души и тела выражается прежде всего в правильном отношении к здоровому питанию. Сознательно организованным, сбалансированным питанием можно улучшить свои физические, психические и умственные способности. Полноценное питание прежде всего включает в себя свежие и натуральные продукты. Желательно, чтобы на 50% это были продукты из цельных зерен, натуральные жиры, свежие фрукты и овощи, а также молочные продукты. Нельзя отказываться от мяса, рыбы и яиц, однако лучше, если их будет в рационе не более 10%. Во время приготовления пищи применяйте щадящие способы обработки продуктов, чтобы по возможности сохранять их пищевую ценность. Избегайте потреблять продукты из белой муки, белый сахар, рафинированные масло и маргарин, а также алкоголь и никотин.

Пищевая промышленность выпускает витаминизированную продукцию: молоко и кефир, обогащенные витамином С, маргарин и детскую муку, обогащенные витаминами А и D, сливочное масло, обогащенное каротином; хлеб, высших сортов муку обогащенные витаминами В1, В2, РР и др.

2.Незаменимые аминокислоты. Аминокислотный скор

Аминокислоты - это класс органических соединений, содержащих одновременно карбоксильные и аминогруппы. Обычно аминокислоты растворимы в воде и нерастворимы в органических растворителя. В нейтральных водных растворах аминокислоты существуют в виде биполярных ионов и ведут себя как амфотерные соединения, т.е. проявляются свойства и кислот, и оснований.

В природе существует свыше 150 аминокислот, но только около 20 важнейших аминокислот служат мономерами для построения белковых молекул. Порядок включения аминокислот в белки определяется генетическим кодом.

2.1 Классификация аминокислот

Каждая аминокислота содержит как минимум одну кислотную и одну основную группы. Аминокислоты отличаются друг от друга химической природой радикала R, представляющего группу атомов в молекуле аминокислоты, связанную с б-углеродным атомом и не участвующую в образовании пептидной связи при синтезе белка. Почти все б-амино- и б-карбоксильные группы участвуют в образовании пептидных связей белковой молекулы, теряя при этом свои специфические для свободных аминокислот кислотно-основные свойства. Поэтому все разнообразие особенностей структуры и функции белковых молекул связано с химической природой и физико-химическими свойствами радикалов аминокислот.

Различают ароматические и алифатические аминокислоты, а также аминокислоты, содержащие серу или гидроксильные группы. Часто классификация основана на природе заряда аминокислоты. Если радикал нейтральный (такие аминокислоты содержат только одну амино- и одну карбоксильную группы), то они называются нейтральными аминокислотами. Если аминокислота содержит избыток амино- или карбоксильных групп, то она называется соответственно основной или кислой аминокислотой.

Современная рациональная классификация аминокислот основана на полярности радикалов (R-групп), способности их к взаимодействию с водой при физиологических значениях рН (близких к рН 7,0). Различают 5 классов аминокислот, содержащих радикалы: 1) неполярные (гидрофобные); 2) полярные (гидрофильные); 3) ароматические (большей частью неполярные); 4) отрицательно заряженные и 5) положительно заряженные:

Источник: https://otherreferats.allbest.ru/download/1346570/