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

Размещено на http://www.allbest.ru

Реферат

Основы физиологии питания. Система пищеварения и расщепление

основных питательных веществ: незаменимые аминокислоты, аминокислотный скор,

витамины, характеристика, классификация

Выполнила студентка Зуева Ю.В.

Великий Новгород 2022 год



1.Основы физиологии питания. Система пищеварения и расщепление основных питательных веществ

Питание - важнейший фактор, определяющий здоровье человека. К приоритетным направлениям современной науки о питании относятся организация рационального сбалансированного питания, профилактика алиментарных заболеваний, связанных с дефицитом белка, микронутриентов, других незаменимых факторов питания; дальнейшее развитие и укрепление системы контроля и надзора за качеством и безопасностью продовольственного сырья и пищевых продуктов; повышение уровня знаний населения в вопросах здорового питания.

Физиология питания изучает влияние пищи на организм человека, устанавливает потребность человека в пищевых веществах, определяет оптимальные условия переваривания и усвоения пищи в организме. Овладение этими знаниями дает возможность организовать общественное питание на основе современных научных достижений. Физиология питания связана с кулинарией, ставит перед ней конкретные задачи повышения питательной ценности пищи в процессе ее приготовления. Данные физиологии лежат в основе товароведения пищевых продуктов и гигиены питания.

Микробиология -- наука, изучающая строение, свойства и жизнедеятельность микроорганизмов. Пища является благоприятной питательной средой для развития микробов, которые своим действием могут изменить свойства и качество пищи, делая ее опасной для здоровья человека. Знание основ микробиологии необходимо работникам общественного питания для правильного понимания роли микробов в развитии пищевых инфекций и отравлений, а также для осуществления мер по их предупреждению.

Гигиена питания -- один из важнейших разделов гигиенической науки о рациональном питании населения. Задачей этой науки является разработка научно обоснованных норм питания человека, способов кулинарной обработки, хранения, перевозки и реализации продуктов.

Санитария -- практическое осуществление гигиенических норм и правил. На предприятиях общественного питания она направлена на соблюдение строгого санитарного режима в процессе хранения и транспортирования пищевых продуктов, приготовления, реализации пищи и обслуживания потребителей. Твердые знания и строгое соблюдение правил гигиены и санитарии обеспечивают культуру обслуживания населения и выпуск продукции высокого качества.

Изучение физиологии питания совершенно необходимо для согласованных мероприятий по укреплению здоровья населения, повышению культуры питания.

1.1 Основы рационального питания

Питание является одним из важнейших факторов внешней среды, оказывающих влияние на организм человека и состояние его здоровья. Рациональное питание (от латинского слова rationales - разумный) обеспечивает нормальный рост и развитие человека, способствует поддержанию высокой физической и умственной работоспособности, увеличению продолжительности жизни, особенно ее активного периода, сопротивляемости воздействию различных неблагоприятных факторов внешней среды и, в конечно счете, сохранению и укреплению его здоровья. Это справедливо как в отношении здоровых, так и больных людей, страдающих различными заболеваниями, тем более что многие из них тесно связаны и даже обусловлены характером питания. Не случайно диетологи образно считают, что даже если «отец» болезни неизвестен, но «мать» всегда - питание. Но и в этом случае целенаправленное рациональное питание способствует сокращению сроков лечения, предупреждению возможных осложнений, более успешному восстановлению нарушенного здоровья (реабилитации).

Значение рационального питания для поддержания здоровья и работоспособности людей известно из глубокой древности. Так, великий древнегреческий врач, реформатор античной медицины Гиппократ (около 460- 370 до н.э.), которого и ныне называют отцом медицины, утверждал, что пища определяет здоровье человека, и все болезни приходят к нему через рот. Справедливость этого изречения сохранила свою значимость до наших дней, хотя современные представления о значении питания в жизни и деятельности человека несравненно более обширны, глубоки, и основываются они на солидном научном фундаменте.

Чтобы иметь достаточно ясное и четкое представление о сущности рационального питания, знать степень полезности того или иного конкретного пищевого продукта, его значения и роли в питании, каждому человеку, необходимы более или менее подробные сведения о составе пищевых продуктов и пищи, их биологической и энергетической ценности, а также некоторые общие понятия, используемые в нутрициологии (науке о питании). Это тем более необходимо, что нутрициология особенно успешно и динамично развивается в последние годы, ломая некоторые сложившиеся ошибочные стереотипы и сформировавшиеся при определенных обстоятельствах мифы в сфере фактического питания людей, явившиеся следствием своего рода социального заказа и не получившие научного подтверждения, и утверждая те из них, что прошли проверку практикой и многовековым опытом человечества. Во многих странах большое внимание уделяется не только разъяснению принципов оптимального питания, но и обучению населения навыкам их применения на практике, хотя, к сожалению, в нашей стране это нередко считается сугубо теоретическими вопросами. В то же время, как показывает практика, глубоко ошибочно представление о том, что вопросы рационального питания могут быть решены только путем обеспечения достаточного количества продуктов с высокой пищевой ценностью. Фактическое питание большинства людей складывается стихийно, и связано это с влиянием многих факторов - социально-экономических условий, национальных и семейных традиций, индивидуальных вкусовых пристрастий, привычек и т.п., и эта стихия может приводить к различным нарушениям состояния их здоровья.

Нормальное функционирование организма человека определяется тремя основными факторами, к которым относятся потребление пищи, воды и наличие кислорода.

Следует различать два разных понятия - питание и пища.

Совокупность процессов, связанных с потреблением и усвоением в организме входящих в состав пищи веществ, называется питанием. Более обширное определение питание - это многогранное комплексное понятие, которое понимают как уровень обеспеченности пищей и пищевыми продуктами всего населения или отдельных его групп, и как социальную принадлежность и разновидность питания (например, питание общественное, домашнее), и как способ (путь) введения пищи в организм:

· Экзогенный - когда питательные вещества поступают в организм из внешней среды;

· Энтеральный - традиционный путь, через желудочно-кишечный тракт;

· Парентеральный - чаще внутривенный, минуя ж-к тракт;

· Эндогенный - поступление питательных веществ в организм происходит за счет использования собственных запасов, содержащихся в органах и тканях, (например, при голодании).

И как характеристику состояния организма, обусловленного фактическим питанием (часто говорят о пониженном или, наоборот, избыточном питании), и, наконец, как сложный процесс взаимодействия человеческого организма с пищей и питательными веществами, их поступления в организм для покрытия энергетических расходов, построения и возобновления тканей тела и регуляции функций организма, и результат это взаимодействия - здоровье человека и человечества в целом.

Питание включает последовательные процессы поступления, переваривания, всасывания и усвоения в организме пищевых веществ, необходимых для покрытия его энергозатрат, построения и возобновления клеток и тканей тела и регуляции функций организма.

1.2 Физиологические аспекты пищевых веществ

питательный организм работоспособность

Продукты, употребляемые человеком в пищу в натуральном или переработанном виде (пищевые продукты), представляют собой сложные системы с единой внутренней структурой и общими физико-химическими свойствами, Они характеризуются исключительным разнообразием химической природы и состава образующих их компонентов.

В общем случае химический состав пищевого продукта формируют три основные группы компонентов: а) продовольственное сырье, б) пищевые добавки, в) биологически активные добавки.

Продовольственное сырье -- объекты растительного, животного, микробиологического, а также минерального происхождения, используемые для изготовления пищевых продуктов.

Пищевые добавки -- природные или синтезированные вещества, соединения, специально вводимые в пищевые продукты в процессе изготовления последних в целях придания пищевым продуктам определенных (заданных) свойств и (или) сохранения их качества.

Биологически активные добавки -- концентраты природных (идентичные природным) биологически активных веществ, предназначенные для непосредственного приема с пищей или введения в состав пищевых продуктов.

В аспекте биохимии питания все вещества, которые могут быть обнаружены в составе пищевого продукта, в обобщенном виде подразделяют на три основных класса: два класса собственно пищевых (алиментарных: от англ. alimentary -- пищевой, питательный) веществ -- макро- и микронутриенты и класс непищевых (неалиментарных) веществ.

Рисунок 1

Представители каждого из классов отличаются химическим составом, особенностями физиологического действия и уровнем содержания в пищевых продуктах. Модифицированный классификатор основных веществ пищи, предложенный А. А. Покровским, представлен на (рис.1).

Макронутриенты (от лат. «нутрицио» -- питание) -- класс главных пищевых веществ, представляющих собой источники энергии и пластических (структурных) материалов; присутствуют в пище в относительно больших количествах (от 1 г). Представителями этого класса являются углеводы, липиды и белки.

Микронутриенты -- класс пищевых веществ, оказывающих выраженные биологические эффекты на различные функции организма; содержатся в пище, как правило, в небольших количествах (милли- и микрограммы). Класс микронутриентов объединяет витамины, предшественники витаминов и витаминоподобные вещества, а также минеральные вещества.

Помимо этих биологически активных компонентов пищи, к классу микронутриентов (по А. А. Покровскому) относят следующие: представители группы липидов (полиненасыщенные жирные кислоты и фосфолипиды); представители белков (некоторые аминокислоты); представители углеводов (отдельные олигосахариды).

В третий класс выделены вещества, обычно содержащиеся в пищевых продуктах, но не используемые организмом в процессе жизнедеятельности. Это различные технологические добавки (ароматизаторы, красители, консерванты, антиоксиданты и др.), ядовитые вещества и т.п.

Однако в настоящее время роль многих неалиментарных веществ пересматривается. Причиной тому послужили открытия у отдельных непищевых веществ новых свойств, связанных с физиологией питания. К ним относятся (представлявшие группу балластных веществ) пищевые волокна, предшественники синтеза биологически активных веществ, ферменты и эубиотики (синоним термина «пробиотики»). Последние представляют собой, в соответствии с последней редакцией этого термина, пищевые добавки микробного происхождения, оказывающие позитивное действие на организм человека через регуляцию кишечной микрофлоры.

Все естественные биологически активные ингредиенты пищи II и III классов, оказывающие выраженное влияние на многие функции организма, объединяются термином «нутрицевтики».

Из класса микронутриентов в особую группу, объединяемую названием «парафармацевтики», выделяют вещества пищи, оказывающие выраженное фармакологическое действие. В группу парафармацевтиков входят биофлавоноиды, гликозиды, алкалоиды, эфирные масла, органические кислоты и многие другие. Каждой группе пищевых веществ в процессах питания принадлежит своя особая роль.



1.3 Функции пищеварения. Схема пищеварительного аппарата

Пищеварение представляет собой очень сложный процесс, при котором пища в пищеварительном тракте подвергается физическим и химическим изменениям, способствующим всасыванию пищевых веществ в кровь.

Сегодня доказано, что ассимиляция пищевых веществ осуществляется по трехзвенной схеме, основанной на разных типах пищеварения:

Полостное пищеварение > мембранное пищеварение > всасывание

Полостным называется пищеварение, происходящее в пищеварительных полостях - ротовой, желудочной, кишечной, удаленных от секреторных клеток (слюнные железы, желудочные железы), которые синтезируют пищеварительные ферменты. Этот вид пищеварения обеспечивает интенсивное начальное переваривание.

Мембранное (пристеночное) пищеварение осуществляется с помощью ферментов, локализованных на специальных структурах свободных поверхностях клеток (микроворсинках) в тонком кишечнике. Мембранное пищеварение осуществляет промежуточные и заключительные стадии гидролиза пищевых веществ, а также сопряжение конечных этапов переваривания и начальных этапов всасывания.

За свою жизнь человек в среднем потребляет более двух тонн белка, более тонны жира и около семнадцати тонн различных сахаров.

Пища, поступающая в организм человека, не может быть усвоена и использована для пластических целей и образования жизненной энергии, так как ее физическое состояние и химический состав очень сложны. Для превращения пищи в легкоусвояемое организмом состояние у человека есть специальные органы, осуществляющие пищеварение.

Пищеварительный аппарат человека состоит из следующих органов: ротовая полость (ротовое отверстие, язык, зубы, жевательные мышцы, слюнные железы, железы слизистой оболочки полости рта), глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка, поджелудочная железа, печень, тонкий кишечник, толстый кишечник с прямой кишкой (рис.2).

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:



Перечисленные аминокислоты присутствуют в разных количественных соотношениях и последовательностях в тысячах белков, хотя отдельные индивидуальные белки не содержат полного набора всех этих аминокислот. Помимо наличия в большинстве природных белков 20 аминокислот, в некоторых белках обнаружены производные аминокислот: оксипролин, оксилизин, дийодтирозин, фосфосерин и фосфотреонин.

Помимо указанных, ряд б-аминокислот выполняет важные функции в обмене веществ, хотя и не входит в состав белков, в частности орнитин, цитруллин, гомосерин, гомоцистеин, цистеинсульфиновая кислота, диоксифенилаланин и др.

2.2 Незаменимые аминокислоты

Изолейцин - одна из незаменимых аминокислот, необходимых для синтеза гемоглобина. Стабилизирует и регулирует уровень сахара в крови и процессы энергообеспечения. Метаболизм изолейцина происходит в мышечной ткани. Изолейцин - одна из трех разветвленных аминокислот. Эти аминокислоты очень нужны спортсменам, так как они увеличивают выносливость и способствуют восстановлению мышечной ткани. Изолейцин необходим при многих психических заболеваниях; дефицит этой аминокислоты приводит к возникновению симптомов, сходных с гипогликемией. К пищевым источниками изолейцина относятся миндал, кешью, куриное мясо, турецкий горох, яйца, рыба, чечевица, печень, мясо, рожь, большинство семян, соевые белки. Имеются биологически активные пищевые добавки, содержащие изолейцин.

Лейцин - незаменимая аминокислота, относящаяся к трем разветвленным аминокислотам. Действуя вместе, они защищают мышечные ткани и являются источниками энергии, а также способствуют восстановлению костей, кожи, мышц, поэтому их прием часто рекомендуют в восстановительный период после травм и операций. Лейцин также несколько понижает уровень сахара в крови и стимулирует выделение гормона роста. К пищевым источникам лейцина относятся бурый рис. бобы, мясо, орехи, соевая и пшеничная мука.

Лизин - это незаменимая аминокислота, входящая в состав практически любых белков. Он необходим для нормального формирования костей и роста детей, способствует усвоению кальция и поддержанию нормального обмена азота у взрослых. Лизин участвует в синтезе антител, гормонов, ферментов, формировании коллагена и восстановлении тканей. Его применяют в восстановительный период после операций и спортивных травм. Лизин также понижает уровень тритицеридов в сыворотке крови Эта аминокислота оказывает противовирусное действие, особенно в отношении вирусов, вызывающих герпес и острые респираторные инфекции. Дефицит этой незаменимой аминокислоты может привести к анемии, кровоизлияниям в глазное яблоко, ферментным нарушениям, раздражительности, усталости и слабости, плохому аппетиту, замедлению роста и снижению массы тела, а также к нарушениям репродуктивной системы. Пищевыми источниками лизина являются сыр, яйца, рыба, молоко, картофель, красное мясо, соевые и дрожжевые продукты.

Метионин - незаменимая аминокислота, помогающая переработке жиров, предотвращая их отложение в печени и в стенках артерий. Синтез таурина и цистеина зависит от количества метионина в организме. Эта аминокислота способствует пищеварению, обеспечивает дезинтоксикационные процессы ( прежде всего обезвреживание токсичных металлов ), уменьшает мышечную слабость, защищает от воздействия радиации, полезна при остеопорозе и химической аллергии. Метионин применяют в комплексной терапии ревматоидного артрита и токсикоза беременности. Метионин оказывает выраженное антиоксидантнеє действие, так как является хорошим источником серы, инактивирующей свободные радикалы. Метионин применяют при нарушениях функции печени. Он также необходим для синтеза нуклеиновых кислот, коллагена и многих других белков. Пищевые источники метионина: бобовые, яйца, чеснок, чечевица, мясо. лук. соевые бобы, семена и йогурт.

Фенилаланин - это незаменимая аминокислота. В организме она может превращаться в другую аминокислоту - тирозин, которая, в свою очередь, используется в синтезе основного нейромедиатора: допамина. Поэтому эта аминокислота влияет на настроение, уменьшает боль, улучшает память и способность к обучению, подавляет аппетит. Фенилаланин используют в лечении артрита, депрессии, болей при менструации, мигрени, ожирения, болезни Паркинсона и шизофрении.

Треонин - это незаменимая аминокислота, способствующая поддержанию нормального белкового обмена в организме. Она важна для синтеза коллагена и эластина, помогает работе печени и участвует в обмене жиров в комбинации с аспартовой кислотой и метионином. Треонин находится в сердце, центральной нервной системе, скелетной мускулатуре и препятствует отложению жиров в печени. Эта аминокислота стимулирует иммунитет, так как способствует продукции антител. Треонин в незначительных количествах содержится в зернах, поэтому у вегетарианцев чаще возникает дефицит этой аминокислоты.

Триптофан - это незаменимая аминокислота, необходимая для продукции ниацина. Он используется для синтеза в головном мозге серотонина, одного из важнейших нейромедиаторов. Триптофан применяют при бессоннице, депрессии и для стабилизации настроения. Он помогает при синдроме гиперактивности у детей, используется при заболеваниях сердца, для контроля за массой тела, уменьшения аппетита, а также для увеличения выброса гормона роста. Помогает при мигренозных приступах, способствует уменьшению вредного воздействия никотина. Дефицит триптофана и магния может усиливать спазмы коронарных артерий. К наиболее богатым пищевым источникам триптофана относятся бурый рис, деревенский сыр, мясо, арахис и соевый белок.

Валин - незаменимая аминокислота, оказывающая стимулирующее действие. Валин необходим для метаболизма в мышцах, восстановления поврежденных тканей. Используется для лечения болезненных пристрастий и вызванной ими аминоксилотной недостаточности, наркоманий, депрессий; множественного склероза, так как защищает миелиновую оболочку, окружающую нервные волокна в головном и спинном мозге. Также необходим для поддержания нормального обмена азота в организме. Источники валина -- молоко, яйца, мясо, овёс, рис, грибы, лесные орехи.

2.3 Полузаменимые аминокислоты

Аргинин замедляет рост опухолей, в том числе раковых, за счет стимуляции иммунной системы организма. Он повышает активность и увеличивает размер вилочковой железы, которая вырабатывает Т - лимфоциты. В связи с этим аргинин полезен людям, страдающим ВИЧ - инфекцией и злокачественными новообразованиями. Его также применяют при заболеваниях печени. В соединительной ткани и в коже также находится большое количество аргинина, поэтому он эффективен при различных травмах. Аргинин - важный компонент обмена веществ в мышечной ткани. Он способствует поддержанию оптимального азотного баланса в организме, так как участвует в транспортировке и обезвреживании избыточного азота в организме. Входит в состав многих энзимов и гормонов. Оказывает стимулирующее действие на выработку инсулина поджелудочной железой в качестве компонента вазопрессина и помогает синтезу гормона роста. Хотя аргинин синтезируется в организме, его образование может быть снижено у новорожденных. Источниками аргинина являются шоколад, кокосовые орехи, молочные продукты, желатин, мясо, овес, арахис, соевые бобы, грецкие орехи, белая мука, пшеница и пшеничные зародыши.

Гистидин - это незаменимая аминокислота, способствующая росту и восстановлению тканей. Гистидин входит в состав миелиновых оболочек, защищающих нервные клетки, а также необходим для образования красных и белых клеток крови. Гистидин защищает организм от повреждающего действия радиации, способствует выведению тяжелых металлов из организма и помогает при СПИДе.

2.4 Заменимые аминокислоты

Заменимые аминокислоты синтезируются в организме человека из продуктов питания.

Аланин способствует нормализации метаболизма глюкозы. Одна из форм аланина - бета - аланин является составной частью пантотеновой кислоты и коэнзима А - одного из самых важных катализаторов в организме.

Аспарагин необходим для поддержания баланса в процессах, происходящих в центральной нервной системе; препятствует как чрезмерному возбуждению, так и излишнему торможению. Он участвует в процессах синтеза аминокислот в печени. Больше всего аспарагина в мясных продуктах.

Аспаргиновая кислота, повышает жизненную силу, её применяют при усталости. Играет также важную роль в процессах метаболизма. Аспаргиновую кислоту часто назначают при заболеваниях нервной системы. Она полезна спортсменам, а также при нарушениях функции печени. Стимулирует иммунитет за счет повышения продукции иммуноглобулинов и антител. Аспаргиновая кислота в больших количествах содержится в белках растительного происхождения, полученных из пророщенных семян.

Цистеин и цистин эти две аминокислоты тесно связаны между собой, каждая молекула цистина состоит из двух молекул цистеина, соединенных друг с другом. Цистеин очень нестабилен и легко переходит в L - цистин, и одна аминокислота легко переходит в другую при необходимости. Обе аминокислоты относятся к серосодержащим и играют важную роль в процессах формирования тканей кожи. Имеют значение для дезинтоксикационных процессов, Цистеин входит в состав альфа - кератина, основного белка ногтей, кожи и волос. Он способствует формированию коллагена и улучшает эластичность и текстуру кожи. Цистеин входит в состав и других белков организма, в том числе некоторых пищеварительных ферментов.

Цистеин помогает обезвреживать некоторые токсические вещества и защищает организм от повреждающего действия радиации. Цистеин является предшественником глютатиона - вещества, оказывающего защитное действие на клетки печени и головного мозга от повреждения алкоголем, некоторых лекарственных препаратов и токсических веществ, содержащихся в сигаретном дыме. Цистеин растворяется лучше, чем цистин, и быстрее утилизируется в организме, поэтому его чаще используют в комплексном лечении различных заболеваний.

Диметилглицин - это производное глицина - самой простой аминокислоты. Он является составным элементом многих важных веществ, таких как аминокислоты метионин и холин, некоторых гормонов, нейромедиаторов и ДНК. В небольших количествах Диметилглицин встречается в мясных продуктах, семенах и зернах.

Глютамин содержится во многих продуктах как растительного, так и животного происхождения, но он легко уничтожается при нагревании. Шпинат и петрушка являются хорошими источниками глютамина, но при условии, что их потребляют в сыром виде. Наиболее часто встречающаяся в мышцах в свободном виде. Он очень легко проникает через гематоэнцефалический барьер и в клетках. головного мозга переходит в глютаминовую кислоту и обратно. Глютамин увеличивает количество гамма - аминомасляной кислоты, которая необходима для поддержания нормальной работы головного мозга. Глютамин также поддерживает нормальное кислотно - щелочное равновесие в организме и здоровое состояние желудочно - кишечного тракта, необходим для синтеза ДНК и РНК. Глютамин - активный участник азотного обмена. Глютамин находится в больших количествах в мышцах и используется для синтеза белков клеток скелетной мускулатуры.

Глицин замедляет дегенерацию мышечной ткани, так как является источником креатина - вещества, содержащегося в мышечной ткани и используемого при синтезе ДНК и РНК. Глицин необходим для синтеза нуклеиновых кислот, желчных кислот и заменимых аминокислот в организме. Глицин входит в состав многих препаратов, применяемых при заболеваниях желудка. Глицин полезен для восстановления поврежденных тканей, так как в больших количествах содержится в коже и соединительной ткани. Он необходим для центральной нервной системы и хорошего состояния предстательной железы. Он выполняет функцию тормозного нейромедиатора и таким образом может предотвратить эпилептические судороги. Его применяют в лечении маниакально - депрессивного психоза, глицин может быть эффективен при гиперактивности.

Гамма - аминомасляная кислота выполняет в организме функцию нейромедиатора центральной нервной системы. Она незаменима для обмена веществ в головном мозге. Гамма - аминомасляная кислота в организме образуется из другой аминокислоты - глютаминовой. Она уменьшает активность нейронов и предотвращает перевозбуждение нервных клеток. Гамма - аминомасляная кислота снимает возбуждение и оказывает успокаивающее действие, ее можно принимать также как транквилизаторы, но без риска развития привыкания. Эту аминокислоту используют в комплексном лечении эпилепсии и артериальной гипертензии. Так как она оказывает релаксирующее действие, ее применяют при лечении нарушений половых функций. Гамма - аминомасляную кислоту назначают при синдроме дефицита внимания.

Глютаминовая кислота является нейромедиатором, передающим импульсы в центральной нервной системе. Эта аминокислота играет важную роль в углеводном обмене и способствует проникновению кальция через гематоэнцефалический барьер. Глютаминовая кислота может использоваться клетками головного мозга в качестве источника энергии. Она также обезвреживает аммиак, отнимая атомы азота в процессе образования другой аминокислоты - глютамина. Этот процесс - единственный способ обезвреживания аммиака в головном мозге. Глютаминовую кислоту применяют при коррекции расстройств поведения у детей, а также при лечении эпилепсии, мышечной дистрофии, язв, гипогликемических состояний, осложнений инсулинотерапии сахарного диабета и нарушений умственного развития.

Пролин улучшает состояние кожи, за счет увеличения продукции коллагена и уменьшения его потери с возрастом. Помогает в восстановлении хрящевых поверхностей суставов, укрепляет связки и сердечную мышцу. Пролин поступает в организм преимущественно из мясных продуктов.

Серин необходим для нормального обмена жиров и жирных кислот, роста мышечной ткани и поддержания нормального состояния иммунной системы. Серин синтезируется в организме из глицина. В качестве увлажняющего вещества входит в состав многих косметических продуктов и дерматологических препаратов.

Тирозин является предшественником нейромедиаторов норэпинефрина и допамина. Эта аминокислота участвует в регуляции настроения; недостаток тирозина приводит к дефициту норэпинефрина, что, в свою очередь, приводит к депрессии. Тирозин подавляет аппетит, способствует уменьшению отложения жиров, способствует выработке мелатонина и улучшает функции надпочечников, щитовидной железы и гипофиза. Также участвует в обмене фенилаланина. Естественные источники тирозина включают миндаль, авокадо, бананы, молочные продукты, семечки тыквы и кунжут.

2.5 Аминокислотный скор

Аминокислотный скор - это как раз таки важный показатель биологической ценности белка в продукте.

Аминокислотный скор - это показатель отношения определенной незаменимой аминокислоты в белке к такой же аминокислоте в идеальном белке. Идеальный белок представляет собой такое соотношение незаменимых аминокислот, которое позволяет организму без проблем обновлять те или иные внутренние структуры (Комитет ФАО/ВОЗ).

Рассчитывается аминокислотный скор следующим образом:

АС=содержание АК (мг) в 1г исследуемого белка/содержание АК (мг) в 1 г идеального белка

Или

АС=содержание АК (мг) в 1г исследуемого белка*100%/содержание АК (мг) в 1 г идеального белка

Где

АС - аминокислотный скор

АК - аминокислота

Хорошо, если аминокислотный скор любой аминокислоты в конкретном продукте равен или больше 100 %. Тогда продукт признается полноценным продуктом в отношении белка. В случае если какая-то из аминокислот в конкретном продукте показывает аминокислотный скор меньше 100 %, то эта аминокислота признается лимитирующей.

Наличие в продукте лимитирующей незаменимой аминокислоты означает то, что такой продукт нельзя употреблять в пищу без комбинирования его с другими продуктами, имеющими достаточное количество данной проблемной аминокислоты. Биологическая ценность белков может быть увеличена добавлением лимитирующей аминокислоты или внесением компонента с ее повышенным содержанием.

Наиболее близки к идеальному белку животные и молочные белки. Большинство растительных белков содержат недостаточное количество незаменимых аминокислот (одной или нескольких). Например, почти все бобовые (соя, фасоль - исключение) имеют лимитирующую аминокислоту метионин. Следовательно, необходимо дополнить рацион питания либо белковыми продуктами животного происхождения, либо теми растительными продуктами, в которых метионина достаточно.

Какое же идеальное содержание незаменимых аминокислот в идеальном белке. Давайте посмотрим и сравним его с Протеином сывороточным концентратом 80% Meal2Goal.

Таблица 2



Итак, теперь мы можем оценить питательную ценность белка относительно содержания аминокислот.

В организме человека содержится огромное число различных белков. Любой организм содержит свои специфические белки. В процессе кипячения белков в концентрированных растворах кислот или щелочей происходит их полный гидролитический распад с образованием низкомолекулярных продуктов -- смеси аминокислот. Чаще всего гидролиз белков проводят путем их кипячения в запаянных ампулах в течение суток в 6% н. растворе соляной кислоты при температуре около 105° С. Следовательно, аминокислоты являются основной структурной единицей белков, а белки, в свою очередь, представляют собой полимеры аминокислот.

То, что именно аминокислоты являются мономерами сложных белковых молекул, впервые установил (в 1871 г.) российский химик Н.Н. Любавин, осуществивший ферментативный гидролиз белка. В 1894 г. немецкий биохимик и физиолог А. Коссель сформулировал теорию о том, что основными структурными элементами белков являются аминокислоты. Эта теория была экспериментально подтверждена в начале XX в. немецким химиком Э.Г. Фишером.

К настоящему времени в биологических объектах обнаружено около 200 различных аминокислот. Однако несмотря на огромное разнообразие белков в живой природе, в их построении принимает участие один и тот же набор из 20 аминокислот. Аминокислоты, участвующие в построении белковых молекул, называют протеиногенными (образующими белки), или «азбукой белка». Каждая протеиногенная аминокислота имеет свой генетический код, определяющий ее включение в белковую молекулу. Остальные природные аминокислоты называют непротеиногенными.



3.Витамины. Характеристика. Классификация

Витамины - это вещества, обеспечивающее нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме. Они могут быть отнесены к группе биологически активных, низкомолекулярных соединений, органической природы, не обладающие энергетичекими и пластическими свойствами, проявляющие биологическое действие в малых дозах. Витамины образуются путем биосинтеза в растительных клетках и тканях. Обычно в растениях они находятся не в активной, но высокоорганизованной форме, в самой подходящей для использования организмом, а именно - в виде провитаминов. Их роль сводится к полному, экономичному и правильному использованию основных питательных веществ, при котором органические вещества пищи освобождают необходимую энергию.

Недостаточное потребление витаминов снижает физическую и умственную работоспособность, устойчивость человека к простудным заболеваниям, способствует развитию серьезных болезней.

От уровня витаминной обеспеченности питания зависит уровень умственной и физической работоспособности, выносливости и устойчивости организма к влиянию неблагоприятных факторов внешней среды, включая инфекции и действия токсинов.

Витамины группы В определяют общее состояние здоровья. Если они поступают в достаточном количестве, то человеческий организм может жить без животных белков, что особенно важно при аллергиях. Когда же их не хватает, остальные витамины теряют большую часть своего действия.

3.1 Общее сведения о витаминах

Витамины («амины жизни») - это низкомолекулярные органические соединения различной химической природы и различного строения, синтезируемые в основном растениями и частично - микроорганизмами.

Витамины были открыты на рубеже 19-20 веков в результате исследований роли различных пищевых веществ в жизнедеятельности организма. Основоположником витаминологии можно считать русского ученого Н.И.Лунина, который в 1880 году первым доказал, что помимо белков, жиров, углеводов, воды и минеральных веществ необходимы еще какие-то вещества, без которых организм не может существовать. Эти вещества были названы витаминами (vita + amin - "амины жизни" в дословном переводе с латинского), так как первые выделенные в чистом виде витамины содержали в своем составе аминогруппу. И хотя в дальнейшем выяснилось, что далеко не все витаминные вещества содержат в своем составе аминогруппу и вообще азот, термин "витамин" укоренился в науке. Для человека витамины - незаменимые пищевые факторы.

Болезни, которые возникают вследствие отсутствия в пище тех или иных витаминов, стали называться авитаминозами. Если болезнь возникает вследствие отсутствия нескольких витаминов, ее называют поливитаминозом. Однако типичные по своей клинической картине авитаминозы в настоящее время встречаются довольно редко. Чаще приходится иметь дело с относительным недостатком какого-либо витамина; такое заболевание называется гиповитаминозом. Если правильно и своевременно поставлен диагноз, то авитаминозы и особенно гиповитаминозы легко излечить введением в организм соответствующих витаминов.

Основные причины гиповитаминозов

1. Недостаток витаминов в пище.

2. Нарушения всасывания в ЖКТ.

3. Врождённые дефекты ферментов, участвующих в превращениях витаминов.

4. Действие структурных аналогов витаминов (антивитамины).

Потребность человека в витаминах зависит от пола, возраста, физиологического состояния и интенсивности труда. Существенное влияние на потребность человека в витаминах оказывают характер пищи (преобладание углеводов или белков в диете, количество и качество жиров), а также климатические условия.

3.2 Классификация витаминов

По химическому строению и физико-химическим свойствам (в частности, по растворимости) витамины делят на 2 группы:

1. Водорастворимые

Витамин В1 (тиамин);

Витамин В2 (рибофлавин);

Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, витамин В3);

Пантотеновая кислота (витамин В5);

Витамин В6 (пиридоксин);

Биотин (витамин Н);

Фолиевая кислота (витамин Вс, В9);

Витамин В12 (кобаламин);

Витамин С (аскорбиновая кислота);

Витамин Р (биофлавоноиды).

2. Жирорастворимые

Витамин А (ретинол);

Витамин D (холекальциферол);

Витамин Е (токоферол);

Витамин К (филлохинон).

Водорастворимые витамины при их избыточном поступлении в организм, будучи хорошо растворимыми в воде, быстро выводятся из организма.

Жирорастворимые витамины хорошо растворимы в жирах и легко накапливаются в организме при их избыточном поступлении с пищей. Их накопление в организме может вызвать расстройство обмена веществ, называемое гипервитаминозом, и даже гибель организма.

1. Витамин В1(тиамин)

Основные источники: цельные зерна, семечки подсолнуха, зерновые не освобожденные от зародышей, арахис, бобы, сухие дрожжи, картофель, cвинина, почки, печень.

Главные функции: необходим для функционирования нервной системы, нормализующе влияют на работу сердца, участвуют в обмене углеводов, способствуя высвобождению энергии, воздействуют на функцию органов пищеварения.