Жиры белки углеводы что это такое
Урок 2. Состав пищи. Белки, жиры, углеводы и другие компоненты
Пища снабжает человеческий организм энергией, нужной ему для полноценной жизнедеятельности. И именно благодаря регулярному питанию и продуцируемым им сложным физико-химическим реакциям (что и называется в народе обменом веществ или метаболизмом) поддерживается жизнь. Пища содержит в себе множество питательных веществ, без которых какой-либо вообще рост, развитие и функционирование организма было бы невозможным. Об этих питательных веществах мы расскажем во втором уроке.
Ниже нами будут рассмотрены:
Также мы объясним, в чем заключается ценность каждого из веществ.
Белки
Белки являются главным строительным материалом для организма и основой его клеток и тканей. Примерно на 20% из них состоит тело человека и более чем на 50% – клетки. Организм не может откладывать белки в тканях «на потом», по причине чего требуется, чтобы они поступали с пищей ежедневно.
Белки содержат в себе незаменимые аминокислоты, которые в организме человека не синтезируются – это аргинин, гистидин, треонин, фенилаланин, валин, изолейцин, лейцин, метионин, лизин и триптофан. Белки могут обладать разной биологической ценностью, которая и зависит от того, в каком количестве и какие в них содержатся аминокислоты, каково соотношение незаменимых и заменимых аминокислот, и какова их перевариваемость в ЖКТ.
Как правило, большей биологической ценностью обладают белки животного происхождения. Например, оптимальным соотношением незаменимых кислот могут похвастаться яйца, печень, мясо и молоко. А усваиваются они на 97,% в то время как растительные белки усваиваются лишь на 83-85%, т.к. в продуктах растительного происхождения содержится большое количество неперивариваемых (балластных) веществ.
В растительной пище в основном содержится небольшое количество белка и наблюдается дефицит метионина, лизина и триптофана. Только бобовые (к примеру, соя, фасоль и горох) выделяются высоким содержанием белка (от 24% до 45%). 20% белка присутствует в орехах и семенах подсолнечника. По составу аминокислот к животным белкам близко стоят белки ржи, риса и сои.
Потребность организма в белке определяется возрастом человека, его полом, характером трудовой деятельности, национальными особенностями питания и климатическими условиями, в которых он живет. Обычно взрослые, не занятые активной физической работой, должны принимать в сутки белок из расчета чуть менее 1 г на 1 кг массы тела. Белок пищи должен обеспечивать 1/6 долю в весовом выражении и 10-13% от общей энергетической потребности организма, а 55% рекомендованной нормы белка должна быть животного происхождения. Если ребенок или взрослый занят физическим трудом, его потребность в белке возрастает.
Пищевые жиры – это эфиры высших жирных кислот и глицерина. В эфирах жирных кислот четное число атомов углерода, а сами жирные кислоты подразделяются на две крупные группы – насыщенные и ненасыщенные жиры. Первыми богаты твердые животные жиры (там их может быть до 50% от общей массы), а вторыми – жидкие масла и морепродукты (во множестве масел, например, в оливковом, льняном, кукурузном и подсолнечном маслах ненасыщенных жиров может быть до 90%). В человеческом организме нормальное содержание жиров составляет 10-20%, однако в случаях нарушений жирового обмена этот показатель может возрастать до 50%.
Жиры и жироподобные вещества составляют клеточные мембраны и оболочки нервных волокон, принимают участие в синтезе витаминов, гормонов и желчных кислот. Жировые отложения в свою очередь считаются энергетическим резервом организма. Энергетическая ценность жиров больше чем в 2 раза превышает ценность углеводов и белков. Когда окисляется 1 г жиров, высвобождается 9 ккал энергии.
Взрослые люди должны употреблять от 80 до 100 г жира в сутки, благодаря чему обеспечивается до 35% общей энергетической ценности рациона. Линолевая и линоленовая жирные кислоты являются незаменимыми (не синтезируются в организме), и обязательно должны поступать вместе с едой. Они есть в жире ряда рыб и морских млекопитающих, орехах и растительных маслах. Вместе с другими высшими ненасыщенными жирными кислотами они не позволяют развиваться атеросклерозу, делают организм более устойчивым к инфекционным заболеваниям.
Что касается пищевой ценности жиров, то она обусловлена наличием незаменимых жирных кислот, наличием витаминов A, E и D, их всасываемостью и перевариваемостью. Максимальная биологическая ценность присуща жирам с линолевой и прочими высшими ненасыщенными кислотами. Насколько хорошо усваивается жир, зависит от его температуры плавления: если она ниже температуры тела, то жиры усваиваются на 97-98%, а если температура плавления равна 50-60°C, то и усваиваться они будут всего на 70-80%.
Вместе с пищей в организм поступают и жироподобные вещества, такие как жирорастворимые витамины, фосфолипиды и стерины. Из стеринов наиболее известен холестерин, содержащийся в продуктах животного происхождения. Но и в организме его могут синтезировать промежуточные продукты обмена жиров и углеводов.
Холестерин – это источник гормонов и желчных кислот, плюс предвестник витамина D3. Попадая в кровь и желчь, холестерин остается в них как коллоидный раствор, образующийся за счет взаимодействия с фосфатидами, ненасыщенными жирными кислотами и белками. Когда обмен этих веществ нарушен (или имеется их дефицит), холестерин превращается в мелкие кристаллы, которые оседают на стенках кровеносных сосудов и желчных путях, из-за чего и развивается атеросклероз и образуются желчные камни.
Углеводы
В пищевых продуктах углеводы содержатся в виде глюкозы и фруктозы (моносахариды), лактозы и сахарозы (олигосахариды), пектиновых веществ, клетчатки, гликогена и крахмала (полисахариды). Углеводы – это основной источник энергии для человека: при окислении всего 1 г углеводов высвобождается 4 ккал.
Для человека, не занятого физической работой, средняя потребность в углеводах составляет 400-500 г в сутки, 2/3 от суточного рациона в весовом выражении и 60% в выражении калорическом. Если же человек активно трудится физически, норма становится больше.
Выбирая пищу, лучше всего останавливать свой выбор на полисахаридах, т.е. на продуктах, содержащих пектин, гликоген, крахмал и т.д., и по возможности избегать олиго-моносахаридов – продуктов, содержащих лактозу, фруктозу, глюкозу, сахарозу и т.п. Полисахариды перевариваются медленнее, а динамика концентрации глюкозы (конечный продукт переваривания) в жидкостях организма намного благоприятнее для последующего обмена веществ. Немаловажно и то, что полисахариды не сладкие на вкус, из-за чего вероятность их повышенного потребления снижается.
Дисахарид лактозу можно в обилие найти в молоке и молочных продуктах. Но основным поставщиком углеводов в организм по праву считаются растения, т.к. их процент в них составляет 80-90% сухой массы. В продуктах растительного происхождения также есть множество неперевариваемых и неусвояемых полисахаридов типа целлюлозы. Нужно знать, что благодаря грубоволокнистой неперивариваемой пище стимулируется перистальтика кишечника, абсорбируется ряд катаболитов (даже токсичных), находящихся в толстом кишечнике, выводится холестерин, снабжаются питательными веществами полезные бактерии кишечника. В среднем взрослый должен принимать 25 г углеводов в сутки.
Витамины
Витамины – это незаменимые пищевые вещества (нутриенты) органического происхождения и самого разного химического строения. Они нужны для правильного метаболизма в человеческом организме. Их суточную норму принято измерять в мг (миллиграмм) и мкг (микрограмм), а зависит она, как и прежде, от возраста человека, его пола, характера работы и состояния здоровья.
Витамины бывают водорастворимыми (витамины группы B и витамин C) и жирорастворимыми (витамины A, D, E, K):
Лучше всего сохраняют витамины свежие овощи, поэтому рекомендуется кушать их как можно чаще. Если же их тушить и варить, содержание витаминов будет снижаться. А если делать закваску или подвергать овощи быстрой заморозке, витамины будут сохраняться в овощах долгое время.
Значение витаминов для человека очень велико. Выражается оно в том, что витамины служат компонентом, который нужен для правильной работы ферментов; они принимают участие в процессах метаболизма, помогают организму расти и развиваться, укрепляют иммунитет. При недостатке витаминов нарушаются механизмы работы нервной системы и зрительного аппарата, появляются проблемы с кожей, авитаминозы и гиповитаминозы, ослабевает иммунный статус и т.д. Нужно запомнить, что самые дефицитные (особенно в периоды зимы и ранней весны) витамины – это витамины A, B1, B2 и C.
Минеральные вещества
Минеральные вещества являются составляющими тканей и органов, чем и обусловлена их огромная роль в протекающих в организме физико-химических процессах. Некоторые минеральные вещества содержатся в клетках, а другие – в тканевой жидкости, лимфе и крови (в них минеральные вещества находятся во взвешенном состоянии в виде ионов).
Наиболее значимыми для функционирования организма считаются сера, хлор, фосфор, калий, магний и кальций. Эти элементы помогают организму строить ткани и клетки, а также обеспечивают функции ЦНС, мышц и сердца. Помимо этого они обезвреживают вредные кислоты – продукты метаболизма.
Кальций – это строительный материал для костной ткани, и в особенности он необходим детям, скелет которых находится на стадии формирования. Кальций поступает в организм с овощами, фруктами и продуктами молочного происхождения.
Фосфор не менее важен, т.к. тоже участвует в строении костей, и больше половины всего имеющегося фосфора находится в костях. Если фосфора в организме достаточно, всегда будет нормальный обмен углеводов и крепкая нервная система. Фосфор входит в состав бобовых, зерновых, рыбы, молока и мяса.
Естественно, организм нуждается в магнии, броме, йоде, цинке, кобальте, фторе и других микроэлементах (детальнее о них, а также о витаминах мы побеседуем в следующем уроке), которые содержатся в продуктах питания в минимальных объемах (менее 1 мг на 1%). Из них состоят многие ферменты, гормоны, витамины; они самым прямым образом воздействуют на развитие организма и обмен веществ.
Дефицит какого-либо микроэлемента в организме служит причиной возникновения специфических заболеваний, таких как разрушение зубов (недостаток фтора), тяжелое малокровие (недостаток меди или кобальта), эндемический зоб (недостаток йода) и другие. Особое внимание нужно уделять тому, чтобы минеральными веществами снабжался детский организм. Если до 2 месяцев их поступает достаточно с молоком матери, то на 3-м месяце нужно добавлять их в соки овощей, фруктов и ягод. Начиная с 5-го месяца необходимо снабжать минеральными веществами прикорм (овсяные и гречневые кашки, мясо, яйца, фрукты и овощи).
Вода и растворенные в ней минеральные вещества служат основой внутренней среды организма – это основная часть тканевой жидкости, лимфы и плазмы. Ни один жизненно важный процесс, протекающий в организме (в особенности терморегуляционные и ферментативные процессы) невозможен без достаточного количества воды.
На водный обмен воздействуют такие параметры как влажность и температура окружающего воздуха, особенности рациона и даже поведение и одежда. Взрослый человек должен обеспечивать свой организм примерно 2-3 литрами жидкости. Мужчинам рекомендуется выпивать около 3 л, а женщинам – около 2,3 л, причем больше половины этого количества должна составлять чистая питьевая вода.
Кстати, на тему пользы воды рекомендуем вам почитать наши статьи – найти их можно здесь, здесь и здесь. И, подводя итог разговору о необходимых организму веществах, не будет лишним сказать несколько слов об энергозатратах человеческого организма.
Расчет энергозатрат
На поддержание каждого процесса, протекающего в организме, тратится определенное количество энергии, обеспечиваемой приемом пищи. Поступление и расход энергии выражаются в тепловых единицах, называемых калориями. Килокалория равна количеству тепла, нужного для повышения температуры 1 л воды на 1°.
Средние показатели сгорания веществ, содержащихся в пище, таковы:
Энергия для основного энергообмена – это минимальное количество калорий, которое нужно, чтобы обеспечить потребности организма в состоянии нервного и мышечного покоя. Если человек работает умственно или физически, энергообмен увеличивается, а количество необходимых ему нутриентов возрастает.
Когда организм человека находится в экстремальных условиях, например, если он голодает, необходимая энергия может поступать из внутренних структур и запасов (такой процесс называется эндогенным питанием). Потребность человека в энергии, исходя из суточных энергозатрат, равна от 1700 до 5000 ккал (иногда больше). Этот показатель зависит от пола человека, его возраста, образа жизни и особенностей трудовой деятельности.
Как мы уже знаем, среди пищевых веществ в продуктах питания выделяются жиры, углеводы, белки (протеины), минеральные вещества и витамины. По калорийности суточный рацион должен соответствовать каждодневным энергозатратам, причем должен учитываться метаболизм и энергозатраты дома и на работе. Примерная величина суточной калорийности, если выполняются минимальные ежедневные физические нагрузки, высчитывается через умножение нормальной массы (в кг) на 30 кал для женщин и 33 кал для мужчин. Белки жиры и углеводы должны соотносится как 1:1:4. Кроме того, роль играет и качество диеты, что зависит от вкусов, привычек и величины избытка веса тела каждого конкретного человека.
В большинстве случаев диетологи рекомендуют применять диеты, стандартные по калорийности (они обеспечивают организм 2200-2700 ккал). Но рацион должен включать в себя разные продукты – как по калорийности, так и по качеству. Всегда нужно помнить о «пустых» калориях, содержащихся в хлебе, макаронных изделиях на основе белой рафинированной муки, белом сахаре, печенье, пирожных и других сладостях, сладких безалкогольных напитках и спиртном.
Каждый человек должен подобрать для себя такую диету, которая будет обеспечивать его необходимым количеством энергии. Важно следить за тем, чтобы в организм поступало как можно меньше вредных веществ и «пустых» калорий, а также отслеживать вес своего тела. Люди, страдающие ожирением или, наоборот, чрезмерно худые, должны обращаться к специалистам, которые помогут подобрать подходящий рацион на каждый день.
Чтобы грамотно определиться с пищей, а также, чтобы знать, какое количество калорий имеется в том или ином продукте, принято использовать специальные таблицы. Ниже вы найдете три таких таблицы – для безалкогольных напитков, спиртного и самых распространенных продуктов питания.
Таблицы содержания белков, жиров и углеводов
Пользоваться таблицами проще простого – все напитки и продукты сгруппированы и расположены в алфавитном порядке. Напротив каждого напитка или продукта есть графы, в которых указано содержание нужных веществ и количество калорий (из расчета на 100 г конкретного продукта). На основе этих таблиц очень удобно составлять собственный рацион питания.
БЕЛКИ
Белок не только участвует в построении тела. Он обеспечивает подачу кислорода ко всем внутренним органам и системам, участвует в борьбе с токсинами, контролирует чувство голода путем плавного подъема и снижения уровня сахара в составе крови.
Принято считать, что белок необходим в первую очередь спортсменам. В какой-то степени это верно, поскольку белок в первую очередь влияет на рост и укрепление мышц и связок. Для этого многие из спортсменов употребляют протеин — концентрат белка, стимулирующий усиленный рост мышечной массы. Однако, это слишком ограниченное и упрощенное понимание роли белка в формировании систем человеческого организма.
Прежде всего, надо понимать, что такое белки, как они формируются в организме. Кроме этого, необходимо выяснить, как регулировать их количество и какие продукты богаты белками.
Состав белка включает в себя 20 аминокислот. Из них только 12 могут быть синтезированы в самом организме, а 8 поступают извне, с продуктами питания. Если их исключить из рациона, возникнет дисбаланс аминокислот и воспроизводство белка приостановится. Это может привести к нежелательным последствиям, вызвать расстройство многих систем организма и болезни.
Основными поставщиками белка в организм являются следующие продукты:
· молоко и молочные продукты;
· курица, идейка, мясо утки;
· бобовые (горох, фасоль и т. д.);
Необходимо учесть, что молочные продукты могут содержать разные количества пищевых макрокомпонентов и имеют разную ценность. Например, сыр — это белковый продукт, но содержание жиров в нем почти такое же (у швейцарского сыра жиров больше, чем белков), а углеводы отсутствуют. В то же время, творог — это белковый продукт, в котором содержание жиров и белков примерно равное, но есть и углеводы (около 10 %).
Не следует считать, что другие продукты питания не содержат белка. Просто, его содержание везде разное, и усвоение организмом происходит по-своему.
Недостаток белка вызывает болезненное состояние — врачи называет его «белковая недостаточность». Однако, есть и обратный эффект — избыток белка. Это состояние также воспринимается организмом как вид отравления — возникает постоянная жажда, проблемы с пищеварением, изо рта идет плохой запах. Кроме этого, ухудшается и психологическое состояние — постоянно наблюдается депрессия, плохое настроение. Переизбыток белка создает избыточную нагрузку на печень и почки, из-за чего снижается эффективность выработки гормонов. Страдают все системы организма, возникают эндокринные сбои. Поэтому, количество белка должно соответствовать потребностям и возможностям организма.
Суточная норма белка — 3 г на килограмм веса. В рационе его доля не должна превышать 30 %, а остальной состав продуктов питания должен быть представлен другими компонентами (жирами с углеводами).
Жиры в организме человека выполняют роль топлива, источника энергии. При этом, бытует мнение, что жир является одним из наиболее опасных макрокомпонентов пищи. Однако, мало кто может аргументировать это утверждение и достаточно внятно объяснить, так ли это. При сгорании каждый грамм жира способен выделить около 9 ккал энергии. Более эффективного источника биология не знает.
Однако, это не единственная функция, которую выполняют жиры. Поддержание гормонального баланса, участие в построении клеток тела, обменных процессов — все это жиры. Они участвуют в большинстве клеточных процессов, выполняют задачи большой важности:
· являются источниками энергии;
· обеспечивают усвоение витаминов А, Д, Е, К;
· регулируют состояние кожных и волосяных покровов;
· поддерживают иммунную систему;
· регулируют свертываемость крови;
· препятствуют появлению тромбов;
· повышают чувствительность печени и мышечных клеток к инсулину;
· улучшают восприятие импульсов мышцами сердца и т. д.
Это перечень далеко не полон, но слишком углубляться в научные изыскания нецелесообразно. Подробную информацию о липидном обмене можно излагать очень долго. Однако, вполне достаточно иметь общее понимание роли жиров, как они расщепляются в организме и превращаются в глицерин и жирные кислоты.
Существует два вида жиров:
· насыщенные, животного происхождения;
Самыми полезными считаются ненасыщенные жиры Омега-3 и Омега-6. Пищевые продукты, являющиеся источниками жиров Омега-3:
· рыба и морепродукты;
Источники жиров Омега-6:
При этом, сочетание в рационе жиров Омега-3 и Омега-6 должно соотноситься как 1:4. Вред организму приносят твердые жиры, которые содержатся в следующих продуктах:
Суммарное количество твердых жиров в дневном рационе человека не должно превышать 20 г.
УГЛЕВОДЫ
Углеводы — это еще одна группа питательных веществ, которая входит в общий состав макрокомпонентов пищи. Они обеспечивают основную долю дневной энергетической потребности человека — до 55-60 % от положенных в сутки 2100-4200 кал для мужчин и 1800-3050 ккал для женщин. Такие функции весьма важны для организма, и у пользователей часто возникают споры относительно того, что полезнее, жиры или углеводы.
Химическую основу углеводов составляют сахара разного типа — фруктоза, глюкоза, сахароза. Их основная роль — источник энергии для организма, в чем полезные жиры и углеводы конкурируют между собой. Еще одной важной функцией является снабжение глюкозой важных систем организма, влияющих на деятельность мозга, центральной нервной системы и почек.
Существует два вида углеводов:
· простые (моносахариды и олигосахариды);
· сложные (полисахариды, пищевые волокна).
Простые углеводы (глюкоза, фруктоза, сахароза) находятся в таких продуктах как фрукты и соки, газированная вода, хлеб и выпечка, картофель, рис. При попадании в организм они быстро повышают уровень сахара в крови, на время снимая чувство голода. При избыточном потреблении отмечается быстрое превращение углеводов в жиры.
Сложные углеводы находятся в различных цельнозерновых крупах, бобовых культурах, овощах, хлебе из муки грубого помола. Для организма такие углеводы гораздо полезнее. Они богаты клетчаткой, крайне необходимой и полезной для деятельности кишечника, укрепление иммунитета, регулировки сахара и холестерина в крови. При поступлении в организм сложные углеводы распадаются на простые и стабилизируют уровень сахара в крови.
КАК УГЛЕВОДЫ ПРЕВРАЩАЮТСЯ В ЖИР
Упрощая, процесс усвоения углеводов представляет собой выработку глюкозы, образующей гликоген. Он является формой запаса энергии и накапливается в основном в печени (запас составляет 100-120 г) и мышцах (примерно 1 % от их веса). Примечательно, что в глюкозу могут превращаться только углеводы, жиры и белки к этому не способны.
Когда гликогеновые депо переполнены, а поступление углеводов не прекращается, организм начинает перерабатывать излишки в жир. Это не прямой процесс, поступающие углеводы превращаются в глюкозу и связываются в гликоген. Затем он перерабатывается в жир и откладывается в жировые депо в качестве топливного резерва.
Процесс липогенеза (преобразования глюкозы в жиры) на самом деле гораздо сложнее и зависит от множества факторов. Рассматривать его в подробностях незачем, достаточно понять — избыток углеводов может увеличить количество жиров в организме, если нет достаточной физической нагрузки, при которой излишки перерабатываются в энергию.
УСВОЕНИЕ БЕЛКОВ, ЖИРОВ И УГЛЕВОДОВ
Многие пользователи, следящие за своим весом, постоянно производят определение состава потребляемой пищи и подсчитывают количество макронутриентов — белков, жиров и углеводов. Они садятся на различные диеты, в которых преобладают одни компоненты и отсутствуют другие, надеясь получить ожидаемые результаты. Однако, вместо похудения часто отмечается рост веса.
Такие результаты — следствие недостатка знаний о механизмах питания и поступления в организм необходимых макрокомпонентов. Большинство пользователей уверено, что будут использованы все вещества, входящие в состав пищи на тарелке. Однако, на практике усвоение нутриентов происходит по собственным правилам и законам. Проблема в том, что под наименованиями «белки, жиры, углеводы» скрываются довольно обширные группы компонентов, нуждающиеся в определенных условиях и соотношениях.
Процесс усвоения пищи происходит в тонком кишечнике, хотя его началом нередко становится обработка пищи слюной или ферментами поджелудочной железы. При этом, основное усвоение нутриентов происходит на первых 70 см тонкого кишечника. Так, жиры и углеводы расщепляются на 80 %, а белки — на 50 %.
Белки сразу усвоиться не могут — для этого необходимо предварительное расщепление на аминокислоты. Этот процесс происходит в желудочно-кишечном тракте, и только после всасывания аминокислоты становятся источником синтеза белка.
Усвоение углеводов характеризуется гликемическим индексом продукта (ГИ). Он показывает, какая часть нутриента будет усвоена организмом. Например, если у белого хлеба он равен 70, это означает, что 70 % углевода (в белом хлебе это крахмал) гидролизуется и будет преобразовано в глюкозу. Примечательно, что достаточное количество углеводов способно приостановить процесс усвоения аминокислот.
Сложнее всего с усвоением жирных кислот. Насыщенные жирные кислоты (они имеются в мясе, сливочном и пальмовом масле) откладываются в жировой запас. Мононенасыщенные кислоты (утка или гусь, оливковое масло) используются сразу после всасывания, способствуя снижению гликемии. Полиненасыщенные (Омега-3) всегда усваиваются полностью сразу после всасывания.
Это означает, что при равной калорийности многие жиры оказывают разное влияние на метаболические процессы. Большое влияние на усвоение жиров имеет присутствие пищевых волокон (клетчатки), способных регулировать уровень холестерина или снижать количество усваиваемых калорий.
Для того, чтобы правильно регулировать количество и соотношение белков, жиров и углеводов, необходимо питаться по определенной схеме. Методику можно узнать в центре снижения и коррекции веса «Доктор Борменталь». Она не представляет особой сложности, но требует постоянства в использовании. Любые нарушения в питании могут привести к появлению лишнего веса и деформации пищевого поведения.