Тема 23. Биохимия питания. Витамины и другие незаменимые факторы питания. Синдром недостаточного питания
Питательное вещество — компонент пищи, который обеспечивает организм структурно-функциональными компонентами или энергией.
Условно различают три важнейших категории питательных веществ:
энергодающие (белки, углеводы и липиды);
микрокомпоненты (витамины и минеральные соединения, необходимые для биохимических процессов);
волокнистые соединения (неперевариваемые полисахариды).
Незаменимый фактор питания — вещество, поступающее в организм с пищей, поскольку в самом организме оно не может образовываться в достаточном количестве (рис. 23.1).
Рис. 23.1. Незаменимые факторы питания
Известные на сегодняшний день незаменимые факторы питания для человека:
вода;
энергия или калории из углеводов, жиров или белка;
8–10 незаменимых аминокислот;
незаменимые жирные кислоты;
13 витаминов;
16–20 минеральных компонентов-микроэлементов;
пищевые волокна.
Энергетические потребности организма взрослого человека в состоянии покоя составляют 1300–1800 ккал. Они увеличиваются при ожогах, травмах, инфекционных заболеваниях, в послеоперационный период. При голодании они снижаются. Основными источниками энергии являются углеводы — 42 %, жиры — 40 %, белки — 15 % и алкоголь — 3 %. Желательно, чтобы 55 % АТФ образовывалось в результате расщепления углеводов, 30 % — липидов, 15 % — белков (рис. 23.2).
Рис. 23.2. Потребность организма в белке в зависимости от возраста
Часть белка, поступающего с пищей, является источником энергии для обеспечения процессов метаболизма в клетках органов и тканей:
гликогенные аминокислоты могут превращаться в глюкозу;
кетогенные аминокислоты могут превращаться в жирные кислоты или кетокислоты, кетоновые тела;
если достаточно много углеводов и жиров, потребность в аминокислотах для энергопродукции невелика. Тогда они превращаются в триацилглицеролы и запасаются в жировых депо.
Самое важное значение углеводов пищи — продукция энергии:
поли- и олигосахариды (за исключением фибриллярных компонентов пищи) расщепляются на моносахариды, которые затем окисляются по гликолитическому пути;
моносахариды подвергаются гликолитическому окислению в присутствии и отсутствии кислорода. В результате высвобождается энергия;
внутриклеточный метаболизм углеводов может привести к высвобождению энергии из различных моносахаридов, однако мозг способен использовать только глюкозу в качестве источника энергии;
когда количество поступивших в организм с пищей углеводов превышает необходимое для сиюминутного удовлетворения потребностей в энергии, они превращаются в гликоген и триацилглицеролы для депонирования;
когда количество углеводов в клетках ограничено, из ацетил-КоА образуются кетоновые тела, которые выполняют роль источника энергии, в том числе, для мозга.
Жирные кислоты и триацилглицеролы могут использоваться в качестве источника энергии клетками большинства органов и тканей организма человека. Избыток жиров пищи депонируется в виде триацилглицеролов в жировой ткани.
Энергия, выделяющаяся в ходе расщепления в организме продуктов питания — источников энергии, запасается в виде АТФ. В состоянии покоя 36 % образовавшегося АТФ расходуется на ферментативные реакции; 22 % — на работу Na+, K+-АТФазы; 21 % — на биосинтез белка; 11 % — на мышечное сокращение и 10 % — на перенос ионов кальция через биологические мембраны.
Витамины — органические вещества, которые необходимы в малом количестве для нормального функционирования организма в поддержании его метаболической интеграции; не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. Дефицит того или иного витамина в организме приводит к появлению специфических признаков и симптомов; устранение дефицита приводит к их исчезновению. Сведения о водорастворимых витаминах представлены в таблице 23.1.
Таблица 23.1