- Contribuit de Universitatea din Hawaii
- Nutriție umană la Universitatea din Hawai’i din Mānoa
Abilități de dezvoltat în capitol
- Descrieți conceptele de bază în nutriție
- Descrieți factorii care vă afectează nevoile nutriționale
- Descrieți importanța cercetării și a metodelor științifice pentru înțelegerea nutriției
ʻO ke kahua ma mua, ma hope ke kūkulu
Fundația vine mai întâi, apoi clădirea
Figura \ (\ PageIndex \): Imagine de Jim Hollyer/CC BY 4.0.
Ce sunt nutrienții?
Nutrienții sunt substanțe necesare organismului pentru îndeplinirea funcțiilor sale de bază. Majoritatea substanțelor nutritive trebuie obținute din dieta noastră, deoarece corpul uman nu le sintetizează și nu le produce. Nutrienții au una sau mai multe dintre cele trei funcții de bază: furnizează energie, contribuie la structura corpului și/sau reglează procesele chimice din organism. Aceste funcții de bază ne permit să detectăm și să răspundem la mediul înconjurător, să ne mișcăm, să excretăm deșeurile, să respirăm (să respirăm), să creștem și să ne reproducem.
Există șase clase de nutrienți necesari pentru ca organismul să funcționeze și să mențină sănătatea generală. Acestea sunt: carbohidrați, lipide, proteine, apă, vitamine și minerale. Alimentele nutritive oferă nutrienți organismului. Alimentele pot conține, de asemenea, o varietate de non-nutrienți. Unele substanțe non-nutritive, cum ar fi antioxidanții (găsiți în multe alimente vegetale), sunt benefice organismului, în timp ce altele, cum ar fi toxinele naturale (obișnuite în unele alimente vegetale) sau aditivii (cum ar fi anumiți coloranți și conservanți găsiți în alimentele procesate) sunt potențial dăunători.
Macronutrienți
Nutrienții care sunt necesari în cantități mari se numesc macronutrienți. Există trei clase de macronutrienți: carbohidrați, lipide și proteine. Macronutrienții sunt compuși pe bază de carbon care pot fi prelucrați metabolic în energie celulară prin modificări ale legăturilor lor chimice. Energia chimică este convertită în energie celulară cunoscută sub numele de ATP, care este utilizată de organism pentru a îndeplini munca și a efectua funcții de bază.
Cantitatea de energie pe care o persoană o consumă zilnic provine în principal din cei 3 macronutrienți. Energia alimentară este măsurată în kilocalorii. Pentru ușurință în utilizare, etichetele alimentelor indică cantitatea de energie din alimente în „calorii”, ceea ce înseamnă că fiecare calorie este de fapt înmulțită cu o mie pentru a fi egală cu o kilocalorie. (Notă: folosind terminologia științifică, „Calorie” (cu „C” majusculă) este echivalentă cu o kilocalorie. Prin urmare: 1 kilocalorie = 1 Calorie - 1000 calorii
Apa este, de asemenea, un macronutrient în sensul că organismul are nevoie de ea în cantități mari, dar spre deosebire de alți macronutrienți, nu conține carbon sau produce energie.
Notă: Consumul de alcool contribuie, de asemenea, cu energie (calorii) la dietă la 7 kilocalorii/gram, deci trebuie luat în calcul în consumul zilnic de energie. Cu toate acestea, alcoolul nu este considerat un „nutrient” deoarece nu contribuie la funcțiile esențiale ale corpului și conține de fapt substanțe care trebuie descompuse și excretate din organism pentru a preveni efectele toxice.
Figura \ (\ PageIndex \): Macronutrienții: carbohidrați, lipide, proteine și apă.
Glucidele
Carbohidrații sunt molecule compuse din carbon, hidrogen și oxigen care furnizează energie organismului. Principalele surse alimentare de carbohidrați sunt laptele, cerealele, fructele și legumele cu amidon, cum ar fi cartofii. Legumele fără amidon conțin și carbohidrați, dar în cantități mai mici. Carbohidrații sunt în general clasați în două forme pe baza structurii lor chimice: carbohidrați simpli (adesea numiți zaharuri simple) și carbohidrați complecși.
Carbohidrații simpli constau din una sau două unități de zahăr de bază legate între ele. Numele lor științifice sunt „monozaharide” (1 unitate de zahăr) și dizaharide (2 unități de zahăr). Acestea sunt descompuse și absorbite foarte rapid în tractul digestiv și oferă o explozie rapidă de energie organismului. Exemple de zaharuri simple includ zaharoza dizaharidică, tipul de zahăr pe care l-ați avea într-un castron de pe masa de mic dejun și glucoza monozaharidică, cel mai frecvent tip de combustibil pentru majoritatea organismelor, inclusiv pentru oameni. Glucoza este zahărul primar care circulă în sânge pentru a furniza energie celulelor. Termenii „zahăr din sânge” și „glicemie” pot fi înlocuiți unul cu celălalt.
Glucidele complexe sunt lanțuri lungi de unități de zaharuri care se pot lega într-un scaun drept sau într-un lanț ramificat. În timpul digestiei, organismul descompune glucidele complexe digerabile în zaharuri simple, în principal glucoză. Glucoza este apoi absorbită în sânge și transportată la toate celulele noastre unde este stocată, utilizată pentru a produce energie sau folosită pentru a construi macromolecule. Fibra este, de asemenea, un carbohidrat complex, dar nu poate fi descompusă de enzimele digestive din intestinul uman. Ca urmare, trece prin tractul digestiv nedigerat, cu excepția cazului în care bacteriile care locuiesc în colon sau intestinul gros îl descompun.
Un gram de carbohidrați digerabili produce 4 kilocalorii de energie pentru ca celulele din corp să efectueze o muncă. În plus față de furnizarea de energie și de a servi ca elemente de bază pentru macromolecule mai mari, carbohidrații sunt esențiali pentru buna funcționare a sistemului nervos, a inimii și a rinichilor. Așa cum am menționat, glucoza poate fi păstrată în organism pentru utilizare ulterioară. La om, molecula de stocare a carbohidraților se numește glicogen, iar la plante este cunoscută sub numele de amidon. Glicogenul și amidonul sunt carbohidrați complecși.
Lipidele
Lipidele sunt, de asemenea, o familie de molecule compuse din carbon, hidrogen și oxigen, dar, spre deosebire de carbohidrați, sunt insolubile în apă. Lipidele se găsesc preponderent în unt, uleiuri, carne, produse lactate, nuci și semințe și în multe alimente procesate. Cele trei tipuri principale de lipide sunt trigliceridele (triacilglicerolii), fosfolipidele și sterolii. Sarcina principală a triacilglicerolilor este de a furniza sau stoca energie. Lipidele furnizează mai multă energie pe gram decât carbohidrații (9 kilocalorii pe gram de lipide față de 4 kilocalorii pe gram de carbohidrați). În plus față de stocarea energiei, lipidele servesc ca o componentă majoră a membranelor celulare, înconjoară și protejează organele (în țesuturile de stocare a grăsimilor), asigură izolație pentru a ajuta la reglarea temperaturii. Fosfolipdele și sterolii au o structură chimică oarecum diferită și sunt folosite pentru a regla multe alte funcții în organism.
Proteine
Proteinele sunt macromolecule compuse din lanțuri de subunități bazice numite aminoacizi. Aminoacizii sunt compuși din carbon, oxigen, hidrogen și azot. Sursele alimentare de proteine includ carnea, produsele lactate, fructele de mare și o varietate de alimente pe bază de plante, în special soia. Cuvântul proteină provine dintr-un cuvânt grecesc care înseamnă „de primă importanță”, care este o descriere adecvată a acestor macronutrienți; sunt, de asemenea, cunoscuți colocvial ca „caii de lucru” ai vieții. Proteinele oferă structura de bază oaselor, mușchilor și pielii, enzimelor și hormonilor și joacă un rol în conducerea majorității reacțiilor chimice care au loc în organism. Oamenii de știință estimează că există mai mult de o sută de mii de proteine diferite în corpul uman. Codurile genetice din ADN sunt în esență rețete proteice care determină ordinea în care 20 de aminoacizi diferiți sunt legați împreună pentru a produce mii de proteine specifice. Deoarece aminoacizii conțin carbon, aceștia pot fi folosiți de organism pentru energie și furnizează 4 kilocalorii de energie pe gram; cu toate acestea, furnizarea de energie nu este cea mai importantă funcție a proteinei.
Apă
Există un alt nutrient pe care trebuie să îl avem în cantități mari: apă. Apa nu conține carbon, dar este compusă din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen pe moleculă de apă. Mai mult de 60% din greutatea totală a corpului este apă. Fără apă, nimic nu ar putea fi transportat în sau în afara corpului, nu ar apărea reacții chimice, organele nu ar fi amortizate și temperatura corpului ar fluctua foarte mult. În medie, un adult consumă puțin peste doi litri de apă pe zi atât din consumul de alimente, cât și din consumul de lichide. Deoarece apa este atât de critică pentru procesele de bază ale vieții, aportul și ieșirea totală a apei sunt extrem de importante. Acest subiect va fi explorat în detaliu în capitolul 4.
| Glucidele | Furnizați o sursă pregătită de energie pentru corp (4 kilocalorii/gram) și constituenți structurali pentru formarea celulelor. |
| Gras | Oferă energie stocată organismului (9 kilocalorii/gram), funcționează ca componente structurale ale celulelor și, de asemenea, ca molecule de semnalizare pentru o comunicare celulară adecvată. Oferă izolație organelor vitale și acționează pentru menținerea temperaturii corpului. |
| Proteină | Necesar pentru formarea de țesuturi și organe, repararea celulară și producerea de hormoni și enzime. Furnizați energie, dar nu o funcție primară (4 kilocalorii/gram) |
| Apă | Transportă substanțele nutritive esențiale către toate părțile corpului, transportă deșeurile pentru eliminare și ajută cu reglarea temperaturii corpului |
| Minerale | Reglați procesele corpului, sunt necesare pentru funcționarea corectă a celulelor și comprimați țesutul corpului. |
| Vitamine | Reglează procesele corpului și promovează funcțiile normale ale corpului-sistem. |
Micronutrienți
Micronutrienții sunt, de asemenea, esențiali pentru îndeplinirea funcțiilor corporale, dar sunt solicitați de organism în cantități mai mici. Micronutrienții includ toate mineralele și vitaminele esențiale. Există șaisprezece minerale esențiale și treisprezece vitamine esențiale (a se vedea tabelul \ (\ PageIndex \) și tabelul \ (\ PageIndex \) pentru o listă completă și funcțiile lor majore).
Spre deosebire de carbohidrați, lipide și proteine, micronutrienții nu sunt surse de energie (calorii) pentru organism. În schimb, ele joacă un rol de cofactori sau componente ale enzimelor (de exemplu, coenzime) care facilitează reacțiile chimice din organism. Acestea sunt implicate în toate aspectele funcțiilor corpului, de la producerea de energie, la digestia nutrienților, până la construirea macromoleculelor. Micronutrienții joacă multe roluri esențiale în corp.
Minerale
Mineralele sunt substanțe anorganice solide care formează cristale și sunt clasificate în funcție de cât de mult avem nevoie. Urme minerale, cum ar fi molibden, seleniu, zinc, fier și iod, sunt necesare numai în câteva miligrame sau mai puțin. Macromineralele, cum ar fi calciu, magneziu, potasiu, sodiu și fosfor, sunt necesare în sute de miligrame. Multe minerale sunt esențiale pentru funcționarea enzimei, în timp ce altele sunt utilizate pentru menținerea echilibrului fluidelor, construirea țesutului osos, sintetizarea hormonilor, transmiterea impulsurilor nervoase, contractarea și relaxarea mușchilor și protejarea împotriva radicalilor liberi dăunători din organism care pot provoca probleme de sănătate precum cancerul.
| Macro | |
| Sodiu | Echilibrul fluidelor, transmiterea nervilor, contracția musculară |
| Clorură | Echilibrul fluidelor, producerea acidului gastric |
| Potasiu | Echilibrul fluidelor, transmiterea nervilor, contracția musculară |
| Calciu | Menținerea sănătății oaselor și a dinților, transmiterea nervilor, contracția musculară, coagularea sângelui |
| Fosfor | Întreținerea sănătății oaselor și a dinților, echilibrul acido-bazic |
| Magneziu | Producția de proteine, transmiterea nervilor, contracția musculară |
| Sulf | Producția de proteine |
| Urmă | |
| Fier | Transportă oxigen, ajută la producerea de energie |
| Zinc | Producția de proteine și ADN, vindecarea rănilor, creșterea, funcția sistemului imunitar |
| Iod | Producerea, creșterea, metabolismul hormonului tiroidian |
| Seleniu | Antioxidant |
| Cupru | Coenzima, metabolismul fierului |
| Mangan | Coenzima |
| Fluor | Întreținerea sănătății oaselor și a dinților, prevenirea cariilor dentare |
| Crom | Asistă insulina în metabolismul glucozei |
| Molibden | Coenzima |
Vitamine
Cele treisprezece vitamine sunt clasificate fie ca solubile în apă, fie ca solubile în grăsimi. Vitaminele solubile în apă sunt vitamina C și toate vitaminele B, care includ tiamina, riboflavina, niacina, acidul pantotenic, piridoxina, biotina, folatul și cobalamina. Vitaminele liposolubile sunt A, D, E și K. Vitaminele sunt necesare pentru a îndeplini multe funcții în organism, cum ar fi asistarea la producerea de energie, producerea de celule roșii din sânge, sintetizarea țesutului osos și susținerea vederii normale, a funcției sistemului nervos, și funcția sistemului imunitar.
Deficiențele de vitamine pot provoca probleme grave de sănătate și chiar moartea. De exemplu, o deficiență a niacinei provoacă o boală numită pelagra, care a fost frecventă la începutul secolului al XX-lea în unele părți ale Americii. Semnele și simptomele comune ale pelagra sunt cunoscute sub denumirea de „4D - diaree, dermatită, demență și moarte”. Până când oamenii de știință au descoperit că dietele mai bune ameliorează semnele și simptomele pelagrei, mulți oameni cu boala au ajuns spitalizați în azile de nebuni în așteptarea morții. S-au găsit și alte vitamine pentru a preveni anumite tulburări și boli precum scorbutul (vitamina C), orbirea nocturnă (vitamina A) și rahitismul (vitamina D).
| Solubil în apă | |
| Tiamina (B1) | Coenzima, asistență în metabolismul energetic |
| Riboflavină (B2) | Coenzima, asistență în metabolismul energetic |
| Niacina (B3) | Coenzima, asistență în metabolismul energetic |
| Acid pantotenic (B5) | Coenzima, asistență în metabolismul energetic |
| Piridoxină (B6) | Coenzima, asistența sintezei aminoacizilor |
| Biotină (B7) | Metabolizarea coenzimelor, aminoacizilor și a acizilor grași |
| Folat (B9) | Coenzima, esențială pentru creștere |
| Cobalamină (B12) | Coenzima, sinteza eritrocitelor |
| C (acid ascorbic) | Sinteza colagenului, antioxidant |
| Solubil în grăsime | |
| A | Vedere, reproducere, funcția sistemului imunitar |
| D | Întreținerea sănătății oaselor și a dinților, funcția sistemului imunitar |
| E | Antioxidant, protecție a membranei celulare |
| K | Întreținerea sănătății oaselor și a dinților, coagularea sângelui |
Colaborator
Universitatea din Hawaii la Programul de știință alimentară și nutriție umană din Mānoa: Allison Calabrese, Cheryl Gibby, Billy Meinke, Marie Kainoa Fialkowski Revilla și Alan Titchenal