Składniki mineralne

W organizmie człowieka występuje około 60 pierwiastków w postaci wielu związków chemicznych zarówno nieograniczonych jak i ograniczonych. Składnikami mineralnymi nazywa się te pierwiastki, które pozostają po spaleniu tkanek w postaci popiołu. Stanowią one ok.4% masy ciała dorosłego człowieka. Biorąc pod uwagę zawartość w ustroju oraz wysokość dziennego zapotrzebowania, składniki mineralne dzieli się na dwie zasadnicze grupy:

- makroelementy - których zawartość w organizmie człowieka jest większa niż 0,01%, a zapotrzebowanie dzienne przekracza 100mg/osobę, są to: wapń, fosfor, magnez, potas, sód, chlor i siarka,

- mikroelementy - zwane też pierwiastkami śladowymi - występują w organizmie w ilości mniejszej niż 0,01%, przy zapotrzebowaniu poniżej 100mg/osobę/dzień; do tej grupy m.in. wchodzą: żelazo, cynk, miedź, mangam, fluor, jod, selen, chrom.

Wszystkie wymienione makroelementy są niezbędnymi składnikami odżywczymi, co oznacza, że muszą być dostarczane do organizmu z pożywieniem. Natomiast nie wszystkie mikroelementy, znajdujące się w organizmie człowieka, są niezbędne do jego prawidłowego funkcjonowania.

Składniki mineralne spełniają w organizmie wiele funkcji:

- stanowią materiał budulcowy: kości, zębów, skóry i włosów (Ca, P, Mg, S, F),

- wchodza w skład związków o podstawowym znaczeniu dla funkcjonowania organizmu, np. hemoglobiny, mioglobiny, tyroksyny, witaminy B12, a także enzymów, stanowiąc ich integralna część lub pełniąc funkcję aktywatora.

- utrzymują trójwymiarową strukturę cząsteczek ważnych biologicznie związków, np. podwójnej spirali DNA,

- odgrywają podstawową rolę w gospodarce wodno - elektrolitowej, utrzymaniu równowagi kwasowo - zasadowej i pobudliwości nerwowo - mięśniowej.

Źródłem składników mineralnych dla organizmu są przede wszystkim produkty spożywcze, woda oraz sól kuchenna. Ostatnio dość powszechnie dla pełnego zaspokojenia potrzeb organizmu staje się uzupełnianie diet preparatami farmaceutycznymi, zawierające pojedyncze składniki mineralne lub ich zestawy.

Organizm człowieka może funkcjonować nawet przy dość znacznych wahaniach w spożyciu składników mineralnych dzięki mechanizmom regulacji procesów wchłaniania jelitowego, magazynowania i wydalania, które służą utrzymaniu tzw. Homeostazy.

Homeostaza - jest to zachowanie przez organizm względnie stałego stanu równowagi procesów życiowych, niezależnie od wpływów otoczenia.

MAKROELEMENTY

Wapń i fosfor

Wapń - zawartość w organizmie dorosłego człowieka 1200g. Występowanie i funkcje: podstawowy składnik kości i zębów, kofaktor wielu enzymów, udział w: kurczliwości mięśni, przewodnictwie bodźców nerkowych, przepuszczalności błon komórkowych, regulacji pobudliwości nerwów, krzepliwości krwi. Zalecane dzienne spożycie dla dorosłych 900mg. Produkty bogate w składnik: sery podpuszczkowe, mleko, ser twarogowy, śledzie, jarmuż fasola.

Ponad 99% wapnia i około 85% fosforu w organizmie dorosłego człowieka zdeponowane jest w kościach, głównie w postaci hydroksyapatytu. Wapń jest kationem, pozakomórkowym, natomiast fosfor stanowi główny anion pozakomórkowy. Wchłanianie wapnia z przewodu pokarmowego odbywa się przede wszystkim w jelicie cienkim oraz w mniejszej ilości w okrężnicy. Przy niższej podaży wapnia z reakcją pokarmową jego wchłanianie odbywa się głównie na drodze transportu aktywnego, w którym istotną rolę odgrywa witamina D. Natomiast, gdy spożycie wzrasta, wapń jest wchłaniany dodatkowo w wyniku biernej dyfuzji.

Wapń wchodząc w skład kośćca i zębów pełni funkcję budulcową, tylko ok.1% pełni funkcję inną. Aktywator wielu enzymów, np. lipazy oraz ATP-azy, niezbędnej do uwalniania energii z ATP.Uczestniczy w krzepnięciu krwi, zmniejsza przepuszczalność błon komórkowych, co odgrywa dużą rolę w łagodzeniu alergii pokarmowych. Niedobór wapnia w organizmie u dzieci to: krzywica polegająca na nieprawidłowym uwapnianiu się kości, u dorosłych osteoporoza - utrata masy kości.

Fosfor - zawartość w organizmie 700-900g. Składnik kości i zębów, kwasów nukleinowych, tkanki mózgowej, błon komórkowych, związków wysokoenergetycznych, koenzymów, główny anion wewnątrz komórkowy. Bierze udział w: reakcjach fosforylacji, utrzymaniu pH krwi (składnik buforów). Zalecane dzienne spożycie 700mg. Produkty bogate w składnik: sery podpuszczkowe, fasola, groch, sery twarogowe, jaja, mięso, ryby, produkty zbożowe.

Wchłaniane fosforu ma miejsce głownie w jelicie cienkim, jest to proces aktywny, dzięki czemu przeciętnie ok.70% fosforanów ulega wchłonięciu do krwi. Niedobory fosforu mogą dotyczyć głównie alkoholików i osób stosujących leki zobojętniające nadmiar kwasu kwasu solnego w organizmie. Prowadzi to do nadczynności przytarczyc i być przyczyną utraty masy kostnej.

Zapotrzebowanie na wapń i fosfor zależy od tempa wzrostu organizmu i w przeliczeniu na jednostkę masy ciała, jest największe w okresach maksymalnego wzrostu, tj.wkrótce po urodzeniu oraz w okresie dojrzewania.

Magnez

Zawartość w organizmie 25-35g. Jest składnikiem kości i zębów, tkanek miękkich. Bierze udział w: przewodnictwie nerwowym, kurczliwości mięśni (antagonista wapnia), syntezie kwasów nukleinowych i białka, metabolizmie lipidów, termoregulacji, aktywator enzymów (głównie kinaz). Zalecane dzienne spożycie: mężczyźni 370mg, kobiety 300mg. Produkty bogate w składnik: proszek kakaowy, kasza gryczana, groch, fasola, orzechy, płatki kukurydziane, makarony.

Ponad połowa magnezu w organizmie człowieka występuje w kościach (55-60%), ok.40-45% w komórkach tkanek miękkich, przede wszystkim mięśni, a tylko 1% w płynach pozakomórkowych. Magnez jest obok potasu, najważniejszym kationem wewnątrzkomórkowym, aktywującym około 300 enzymów. Magnez wchłaniany jest w jelicie cienkim częściowo w wyniku ułatwionej dyfuzji, częściowo na zasadzie transportu biernego. Witamina D odgrywa mniejszą rolę we wchłanianiu magnezu niż ma to miejsce w przypadku wapnia. Absorpcja magnezu wzrasta w obecności białka i laktozy, natomiast wysoka zawartość tłuszczu ogranicza jego przyswajanie ze względu na tworzenie się mydeł magnezowych. W przypadku magnezu zasadniczym miejscem regulacji homeostazy są nerki, toteż przy niedoborach tego pierwiastka jego wydalanie z moczem znacznie spada. Najważniejsze funkcje - to udział w procesach syntezy i rozpadu związków bogatoenergetycznych, głównie ATP, co warunkuje m.in. dostarczanie energii do pracy mięśni. Magnez jest niezbędny do biosyntezy i utrzymania struktury kwasów nukleinowych i chromosomów. Odpowiednia podaż magnezu przyczynia się do powstawania w kośćcach bardziej wytrzymałej, bezpostaciowej formy fosforanu wapnia. Niedobory magnezu występują najczęściej przy niedostatecznej podaży tego pierwiastka z pożywieniem, przy upośledzonym wchłanianiu z przewodu pokarmowego lub przy zwiększonym wydalaniu przez nerki. Zapotrzebowanie na magnez zależy od wieku.

Sód, chlor, potas

Pierwiastki te wchłaniane są wchłaniane prawie całkowicie w jelicie cienkim, występują w organizmie głównie w formie jonowej, przy czym większość ich zasobów jest łatwo wymienialna. Sód - to główny kation, a chlor - anion przestrzeni pozakomórkowych. Natomiast potas prawie w 90% znajduje się wewnątrz komórek. Ponadto około 40% zasobów sodu i około 8% potasu jest zmagazynowane w kościach. Wszystkie trzy pierwiastki wydalane są głównie z moczem i jest to podstawowa droga regulacji ich zawartości w organizmie. Wydalanie z potem może wahać się w dość szerokich granicach, zaś z kałem jest niewielkie. Potas jest łatwo usuwany z moczem, dlatego nawet wysokie jego pobranie z dietą przy dobrze funkcjonujących nerkach nie stanowi zagrożenia. Od prawidłowej zawartości tych trzech pierwiastków w organizmie oraz ich rozmieszczenia wewnątrz komórek i w przestrzeni pozakomórkowej zależą: gospodarka wodna i regulacja kwasowo - zasadowa ustroju, a także czynność komórek nerwowych i mięśniowych, w tym mięśnia sercowego. Niezbędne ilości chloru i sodu potrzebne do prawidłowego funkcjonowania organizmu nie są dokładnie określone. Zapotrzebowanie na sód i chlor zależy jednak w dużym stopniu od temperatury otoczenia i wilgotności względnej powietrza, a także od aktywności fizycznej i wieku danej osoby. Z kolei zapotrzebowanie na potas zależy od tempa wzrostu oraz strat tego pierwiastka z wydzielinami. Najbogatsze w sód jest: pieczywo, przetwory mięsne produkowane przemysłowo, ziemniaki, kasze i makarony.

Siarka

Stanowi około 0,25% organizmu dorosłego człowieka i występuje w nim przede wszystkim w połączeniach organicznych. Spełnia ona rolę strukturalną, wchodząc w skład aminokwasów siarkowych i stabilizując cząsteczki białek przez tworzenie wiązań sulfhydrylowych. Siarka wchłania się w postaci aminokwasów siarkowych lub jako siarczany, a wydalana jest z moczem jako siarczany w ilościach proporcjonalnych do poziomu spożycia białka. Ilość wydalanych z moczem siarczanów wzrasta w stanach nasilonego katabolizmu białek. Zapotrzebowanie na siarkę nie jest ustalone, nie są również znane objawy jej niedoboru.

MIKROELEMENTY

Żelazo

Zawartość w organizmie: 3500-4500 mg. Najważniejsze funkcje: składnik hemoglobiny, mioglobiny i wielu enzymów, niezbędny do transportu i magazynowania tlenu, transportu elektronów, desaturacji kwasów tłuszczowych, destrukcji nadtlenku wodoru, detoksykacji związków obcych. Zalecane dzienne spożycie: mężczyźni 15mg, kobiety 18-19mg. Produkty bogate w składnik: wątroba, stryczkowe, szczypiorek, korzeń pietruszki, zbożowe, mięso.

W organizmie ok.75% żelaza znajduje się w metabolicznie aktywnych związkach, tj. hemoglobinie, mioglobinie, enzymach i transferynie. Pozostała część znajduje się w puli zapasowej, która u mężczyzn jest zwykle większa, a u kobiet mniejsza. W żywności żelazo występuje w formie niehemowej i hemowej. Miejscem wchłaniania żelaza z przewodu pokarmowego jest górny odcinek jelita cienkiego. W redukcji żelaza istotną rolę odgrywa kwas solny zawarty w soku żołądkowym oraz witamina C. Wewnątrz komórki żelazo jest uwalniane z hemu przy udziale oksygenazy i trafia do ogólnej puli, a następnie w zależności od potrzeb jest transportowane do osocza lub magazynowane w śluzówce. Związkiem transportującym żelazo w osoczu jest białko transferyna. Gospodarka żelazem jest oszczędna; uwalnianie z rozpadających się erytrocytów powraca do osocza lub jest magazynowane. Konsekwencją niedoborów żelaza jest: zaburzenia regulacji temperatury ciała, zakłócenie snu i obniżenie sprawności psychicznej, obniżenie odporności organizmu.

Cynk

Zawartość w organizmie: 1600-2300mg. Najważniejsze funkcje: niezbędny dla ponad 200 enzymów, m.in. polimeraz DNA i RNA, niezbędny do syntezy białka i kwasów nukleinowych, ochrony przed wodnymi rodnikami, stabilności błon komórkowych, odporności humoralnej i komórkowej, syntezy białka wiążącego wit.A, odczuwania smaku i zapachu, metabolizmu alkoholu. Zalecane dzienne spożycie: mężczyźni 16mg, kobiety 13mg. Produkty bogate w składnik; mięso, wątroba, sery, fasola, groch, kasza gryczana, orzechy, przetwory zbożowe, ryby.

Mięśnie i kości zawierają prawie 90% całej puli cynku zawartej w organizmie. Cynk jest strukturalnym i funkcjonalnym składnikiem około 200 enzymów reprezentujących różne klasy i jako taki ma wpływ na wszystkie podstawowe procesy życiowe. Objawami deficytu cynku u dzieci są łuszczycopodobne zmiany skórne, biegunka, utrata apetytu, zahamowanie wzrostu. U dorosłych: zmiany rumieniowe na skórze i wypadanie włosów, zaburzenia smaku.

Miedź

Zawartość w organizmie: 60-80mg. Najważniejsze funkcje: składnik wielu enzymów, niezbędna do transportu Fe, syntezy noradrenaliny, tworzenia wiązań krzyżowych w kolagenie i elastynie, syntezy melaminy, utrzymania struktury kreatyny. Zalecane dzienne spożycie 2-2,5mg. Produkty bogate w składnik: orzechy, wątroba, groch, fasola, kasza gryczana, pieczarka, makarony, produkty zbożowe, ryby, ziemniaki.

Pierwiastek ten głównie wchłaniany jest w dwunastnicy, a także w żołądku i w jelicie grubym. Wchłonięta miedź jest wiązana przede wszystkim przez albuminy osocza, a następnie wychwytywana przez wątrobę i zużywana do syntezy ceruloplazminy. Niedobór miedzi objawia się: niedokrwistością, pękaniem naczyń krwionośnych, zwiększoną łamliwością kości, obniżenie odporności komórkowej. Na powstanie deficytu miedzi najbardziej narażeni są dzieci z niską masą urodzeniową i wcześniaki.

Mangan

Zawartość w organizmie: 10-20mg. Najważniejsze funkcje: składnik metaloenzymów, niezbędny do przemiany pirogronianu w szczawioctan, dekompozycji wolnych rodników, syntezy mocznika, aktywator wielu enzymów, ważny dla tworzenia tkanki łącznej i kości, funkcji mózgu i trzustki. Zalecane dzienne spożycie: 2-5mg. Produkty bogate w składnik: orzechy, czarne jagody, fasola, groch, czekolada, herbata-napar, ziemniaki, produkty zbożowe.

Absorpcja manganu ma miejsce w jelicie cienkim i jest stosunkowo niewielka. Mangan transportowany jest w osoczu przez transferynę, kumuluje się głownie w wątrobie i nerkach, zaś kości mogą zawierać do 25% zasobów ustrojowych tego pierwiastka. U ludzi z powodu niskiej podaży manganu stwierdzono zaburzenia w gospodarce lipidowej i węglowodanowej.

Fluor

Zawartość w organizmie: 3000-4000mg. Najważniejsze funkcje: składnik kości i zębów, przeciwdziała próchnicy, zwiększa gęstość kości. Zalecane dzienne spożycie: 1,5-4,0mg. Produkty bogate w składnik: ryby, soja, wątroba.

Zapobiega powstawaniu próchnicy. Ponad 96% fluoru zlokalizowanego w organizmie znajduje się w kościach o zębach. Wchłanianie z przewodu pokarmowego przebiega na drodze prostej dyfuzji, której sprzyja środowisko kwaśne żołądka. Fluor wydalany jest głównie z moczem. Dla człowieka głównym źródłem fluoru jest woda, w której naturalna zawartość tego pierwiastka może wahać się w bardzo szerokich granicach. Najlepiej stężenie powinno wynosić ok.1mg/litr wody, wówczas ta woda dostarcza dzieciom ok.0,5-1mg/dzień, a dorosłym 1,5-2mg/dzień.

Molibden

Zawartość w organizmie: 9-16mg. Najważniejsze funkcje: składnik enzymów, niezbędny do utleniania aldehydów, metabolizmu puryn i pirymidyn, detoksykacji siarczanów. Zalecane dzienne spożycie: 75-250µg. Produkty bogate w składnik: strączkowe, jaja, wątroba, kapusta czerwona, wołowina, kasza gryczana.

Molibden może być wchłaniany w żołądku i w jelicie cienkim, w którym proces absorpcji zachodzi w większym zakresie. Pierwiastek ten odkładany jest wątrobie, nerkach i kościach, a wydalany głównie przez nerki i w niewielkiej części z żółcią. Objawy niedoboru molibdenu: wymioty, przyspieszone oddychanie, nocna ślepota, dezorientacja i śpiączka.

Jod

Zawartość w organizmie: 25-50mg. Najważniejsze funkcje: wchodzi w skład hormonów tarczycy, zapobiega powstawaniu wola endemicznego. Zalecane dzienne spożycie: 160µg. Produkty bogate w składnik: sól kuchenna jodowana, ryby.

Prawie 80% zawartości jodu w organizmie znajduje się w tarczycy. Pierwiastek ten który z pożywienia szybko i prawie całkowicie wchłaniany jest w jelitach, może być także absorbowany z powietrza przez błony śluzowe układu oddechowego i przez skórę. Jod jest niezbędny do produkcji hormonów tarczycy, które pełnią kluczową rolę w regulacji podstawowej przemiany materii i termogenezy, a przy tym warunkują pełny rozwój oraz funkcjonowanie mózgu i układy nerwowego. Niedobór jodu powoduje: niedoczynność tarczycy, przerost tarczycy i powstanie wola, kretynizm, zaburzenia rozrodczości. Stan odżywienia jodem można ocenić na podstawie jego wydalania z moczem. Za odpowiednie wydalanie jodu można uznać wydalanie nie przekraczające 50µg/g. przy nadmiernym pobieraniu jodu ulega zahamowaniu synteza hormonów tarczycy, a u niektórych osób pojawiają się odczyny alergiczne, ale takie stany związane są najczęściej z chorobami i stosowaniem leków.

Selen

Zawartość w organizmie: 6-21mg. Najważniejsze funkcje: niezbędny do przemiany hormonów tarczycy, chroni przed stresem oksydatywnym. Zalecane dzienne spożycie: mężczyźni 70µg, kobiety60µg. produkty bogate w składnik: nerki, ryby, kukurydza, wątroba, orzechy.

W produktach spożywczych selen występuje jako selenoaminokwas. Najuważniejsze objawy niedoboru selenu to: kardiomitopatia, osłabienie mięśni, a u dzieci zahamowanie wzrostu. Podanie selenu zapobiega tym objawom. Zapotrzebowanie na selen wzrasta przy narażeniu na metale ciężkie.

Chrom

Zawartość w organizmie: 1-6mg. Najważniejsze funkcje: składnik tolerancji czynnika glukozy, obniża stężenie cholesterolu w surowicy. Zalecane dzienne spożycie 50-200µg. produkty bogate w składnik: drożdże piwne, wątroba, groszek zielony, halibut, cebula, kukurydza, jaja.

Przypuszcza się, że niedobór chromu może być jednym z czynników ryzyka cukrzycy i niedokrwiennej choroby serca.

Kobalt

Zawartość w organizmie: 1,1-1,5mg. Najważniejsze funkcje: wchodzi w skład wit.B12 (4%), w formie nieograniczonej działa korzystnie na erytropoezę. Zalecane dzienne spożycie 5-10µg. Produkty bogate w składnik: fasola, cebula, smalec, wątroba, kapusta.

Nadmiar kobaltu jest toksyczny i pociąga za sobą niedoczynność tarczycy oraz niewydolność serca.

WODA

Rola wody w organizmie.

Przede wszystkim jest głównym składnikiem organizmu i może stanowić 45-75% masy ciała. Zawartość wody w beztłuszczowej masie ciała u osób dorosłych wynosi 75%, natomiast w poszczególnych tkankach może być różna. Różnice w zawartości wody wiążą się z wiekiem, płcią a także z budową ciała. Z wiekiem zawartość wody w ustroju zmniejsza się osiągając u ludzi starszych odpowiednio 54-46%. Woda rozmieszczona jest w organizmie w przestrzeniach: wewnątrz i zewnątrz komórkowych. Przestrzenie te różnią się lokalizacją anatomiczną, funkcjami fizjologicznymi, i składem chemicznym, są natomiast izotoniczne. Będąc prawie idealnym rozpuszczalnikiem woda stanowi środowisko dla wszystkich procesów życiowych, jakie przebiegają w organizmie. Woda jest niezbędna do normalnego przebiegu procesów trawienia. Formowanie kęsów pożywienia, przesuwanie treści pokarmowej wzdłuż przewodu pokarmowego, właściwe działanie enzymów trawiennych, wszystko to uwarunkowane jest odpowiednią zawartością wody w ślinie, soku żołądkowym i jelitowym oraz w żółci. Strawione składniki odżywcze są wchłaniane do krwi lub chłonki w postaci roztworu lub zawiesiny. Niewielkie ilości wody w przestrzeni transkomórkowej spełniają rolę zabezpieczającą i zwilżającą. Woda jest nieściśliwa i dzięki temu stanowi ochronę, np. gałki ocznej, mózgu, rdzenia kręgowego czy płodu. Straty wody z organizmu mają charakter ciągły, odbywają się przez nerki oraz z wydychanym powietrzem, przez skórę i z kałem. Ważną droga wydalania wody są również płuca, poprzez wydychane nasycone wodą powietrze. Gdy jesteśmy aktywni fizycznie lub gdy temperatura otoczenia wzrasta zwiększa się wydalanie wody pod postacią potu.

Bilans wody w organizmie.

Zawartość wody w organizmie dorosłego człowiek powinna być utrzymywana na stałym poziomie, co oznacza, że bilans wody powinien być zerowy. Tylko w okresie wzrostu i w czasie ciąży dodatni bilans wody jest zjawiskiem fizjologicznym. Źródłem wody dla organizmu są przede wszystkim napoje. Pewne ilości wody dostarcza też pożywienie o konsystencji stałej. W normalnych warunkach pobieranie płynów jest regulowane przez pragnienie. Woda wytwarza się także w organizmie w wyniku katabolizmu składników energetycznych.

Zapotrzebowanie na wodę.

Zapotrzebowanie wyznaczane jest przez konieczność pokrycia strat obligatoryjnych i rozcieńczenia produktów metabolizmu wydalanych przez nerki. Minimalna ilość wody, jaka zabezpiecza te potrzeby i zapobiega występowaniu zmian patologicznych, szacowana jest na 800-1000cm³/dobę. Z kolei maksymalna jej ilość nie powinna przekraczać możliwości wydalniczych nerek. Przy dużej aktywności fizycznej, związaniem z wykonywaniem pracy zawodowej oraz uprawianiem sportu, przy zwiększonej temperaturze otoczenia lub przebywaniu na dużych wysokościach straty wody są większe i dlatego muszą być one uzupełniane przez odpowiednio zwiększoną dawkę. Straty wody przez przewód pokarmowy są zwykle małe, ponieważ cała woda pobrana z napojami i pożywieniem oraz wydzielona do przewodu pokarmowego z sokami trawiennymi zostaje wchłonięta w dwunastnicy, jelicie cienkim i jelicie grubym.

Skutki niedoborów i nadmiarów wody.

Przy ograniczonej podaży płynów lub przy dużych stratach wody dochodzi do zmniejszenia objętości osocza, wzrostu stężenia w nim sodu i osmolności. Jeśli zasoby wody nie zostaną uzupełnione woda przemieszcza się z komórek do przestrzeni pozakomórkowej w celu wyrównania stężeń. Prowadzi to do odwodnienia wewnątrzkomórkowego, którego objawami są: pragnienie, upośledzone wydzielanie śliny, zaczerwienienie skóry, zaburzenia koordynacji ruchów.

WITAMINY

Witaminy - są to związki organiczne, które nie są źródłem energii ani strukturalnymi składnikami tkanek, są jednak niezbędne do zachowania zdrowia oraz normalnego przebiegu procesów metabolicznych.

Źródłem witamin są produkty żywnościowe i preparaty farmaceutyczne (jedno lub wieloskładnikowe). Niektóre witaminy (B1, kwas foliowy, B6, PP, B12,K) są w niewielkich ilościach syntetyzowane w przewodzie pokarmowym człowieka przez bakterie jelitowe. Brak witamin w organizmie powoduje choroby zwane awitaminozami. Niedobory witamin mogą prowadzić do różnego rodzaju zaburzeń oraz zwiększać ryzyko zapadnięcia na choroby cywilizacyjne. Nadmierne spożycie witamin też jest szkodliwe i prowadzi do zaburzeń (hiperwitaminoz). Obecnie znanych jest 13 witamin, a ściślej grup witamin o podobnym zadaniu; 9 z nich jest rozpuszczalnych w wodzie (wit.B1,C,B2,B6,B12,kwas pantotenowy, Biotyna, Niacyna, Folacyna(kwas foliowy)), a pozostałe 4 są rozpuszczalne w tłuszczach (wit.A,D,E,K). Witaminy rozpuszczalne w wodzie nie są magazynowane, a ich nadmiar jest magazynowany z moczem, dlatego powinny być spożywane codziennie. Natomiast witaminy rozpuszczane w tłuszczach są magazynowane w różnych narządach, dlatego istnieje groźba ich szkodliwego nadmiaru, jednak muszą być one dostarczane z pożywieniem. W żywności mogą występować także antywitaminy zdolne wchodzić w reakcje biochemiczne lecz uniemożliwiają właściwy przebieg tych reakcji.

WĘGLOWODANY

Węglowodany (sacharydy), zwane także cukrami lub cukrowcami, są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. W świecie roślinnym powstają w procesie fotosyntezy. W ustroju zwierzęcym mogą powstawać ze związków organicznych nie będących cukrami, w procesie glukoneogenezy z tłuszczów lub białek. W organizmach zwierzęcych węglowodany występują pod postacią glukozy i glikogenu. Węglowodany są to związki organiczne składające się z węgla, wodoru i tlenu. W przyrodzie wstępują jako cukry proste oraz ich polimery: polisacharydy i polisacharydy. Stanowią około 50-70% spożywanego przez człowieka pożywienia. Należą do tych związków, które dostarczają organizmowi człowieka największej ilości energii. Energia pochodząca z cukrów wyzwalana jest stopniowo dzięki wielofazowemu procesowi kontrolowanemu przez wiele enzymów. Węglowodany występujące w pokarmach można podzielić na cukry proste i złożone. Do pierwszych zwanych także jednocukrowcami lub monosacharydami zaliczamy: glukozę, fruktozę i galaktozę. Oprócz jednocukrów występują także dwucukry (disacharydy): sacharoza, laktoza, maltoza. Wyróżnia się także kilkucukry, czyli oligosacharydy - złożone z 3-10 jednostek cukrowych. Do cukrów złożonych czyli wielocukrów (polisacharydy) zaliczamy: skrobie oraz glikogen który znajduje się w tkankach zwierzęcych.

Znaczenie fizjologiczne węglowodanów.

Z punktu widzenia żywieniowego węglowodany można podzielić na przyswajalne i nieprzyswajalne. Podstawowym kryterium takiego podziału jest podatność węglowodanów na działanie enzymów trawiennych przewodu pokarmowego. Do węglowodanów przyswajalnych, z których organizm czerpie energię zaliczamy: z jednocukrowców - glukozę i fruktozę, z dwucukrów - sacharozę, maltozę, i laktozę a z wielocukrów - skrobię i glikogen. Do węglowodanów nieprzyswajalnych zaliczamy wielocukry: celulozę, hemicelulozy i pektyny. Wielocukry nieprzyswajalne określane SA mianem błonnika pokarmowego lub włókna pokarmowego. Błonnik choć nie jest ani trawiony w przewodzie pokarmowym ani wykorzystywany jako źródło energii, pełni wiele bardzo ważnych funkcji, mających istotne znaczenie w fizjologii i patologii ustroju człowieka. Rola węglowodanów w żywieniu jest ściśle związana z ich przyswajalnością czyli podatnością na enzymy trawienne przewodu pokarmowego człowieka. Jedynie monosacharydy, czyli jednocukry podlegają wchłanianiu z przewodu pokarmowego do krwi, skąd transportowane są do różnych tkanek i narządów. Charakteryzując właściwości chemiczno - fizjologiczne cukrów należy podkreślić, że z ich budową chemiczną ściśle wiążą się następujące cechy dla mono i disacharydów - rozpuszczalność w wodzie, zdolność jej wiązania i słodki smak, dla wielocukrów - zdolność pęcznienia i żelowania oraz wymiany kationów i adsorbowania różnych substancji. Cukrowce stanowią najekonomiczniejsze źródło energii służącej przede wszystkim do utrzymania ciepłoty ciała, pracy narządów wewnętrznych oraz do wykonywania pracy fizycznej. W celu utrzymania prawidłowego poziomu glukozy we krwi (70-120mg/dcm³) człowiek powinien otrzymywać węglowodany z pożywieniem. Gospodarka węglowodanowa podlega skomplikowanej regulacji hormonalno - nerwowej, przede wszystkim działaniu insuliny i glukagonu oraz adrenaliny. Spadek zawartości glukozy we krwi poniżej 70mg% prowadzi do hipoglikemii, co ma miejsce podczas głodzenia lub długotrwałej pracy fizycznej. Stan ten powoduje zwiększoną syntezę glukozy w wyniku glikolizy.

Znaczenie patofizjologiczne węglowodanów.

Glukoza wchłonięta w jelitach lub wytworzona w wątrobie stanowi ważne źródło energii dla większości tkanek. Przy poważnym ograniczeniu spożywania węglowodanów rozpoczyna się lioliza zgromadzonych trójglicerydów i wzrasta oksydacja kwasów tłuszczowych, co prowadzi do gromadzenia się ciał ketonowych. Dieta pozbawiona węglowodanów powoduje przyspieszony rozpad białek, utratę kationów i odwodnienie. Węglowodany rafinowane, w tym sacharoza w produktach żywnościowych stanowią pożywkę dla bakterii i w ten sposób są odpowiedzialne za powstawanie chorób zębów, szczególnie u dzieci.

Źródła węglowodanów w żywieniu człowieka.

W żywieniu człowieka prawie wyłącznym źródłem węglowodanów są produkty pochodzenia roślinnego np. produkty zbożowe, okopowe, strączkowe, owoce i warzywa. Zawartość węglowodanów w poszczególnych produktach spożywczych jest bardzo zróżnicowana. Większe ilości węglowodanów stanowią: zboża, nasiona roślin strączkowych oraz warzywa korzeniowe i bulwiaste, wśród których istotna rolę pełnią ziemniaki. W warzywach i owocach występuje także określona ilość węglowodanów nieprzyswajalnych, przede wszystkim błonnika, zwanego także włóknem pokarmowym. Z danych analizy chemicznej wynika, że jedynie cukier buraczany zawiera 100% węglowodanów, natomiast inne produkty odpowiednio mniej: miód-78%, kasza manna-77%, produkty zbożowe jak: mąka, kasze, płatki owsiane, makarony zawierają średnio 60-80% węglowodanów. Owoce suche zawierają do 80% węglowodanów.

Zapotrzebowanie człowieka na węglowodany.

Węglowodany, mimo że mogą być syntetyzowane ze źródeł niecukrowych, są niezbędnymi składnikami pożywienia i musza być dostarczane człowiekowi codziennie w odpowiednich ilościach, zależnie od wieku i płci, a przede wszystkim od aktywności fizycznej. Szkodliwy jest nie tylko niedobór węglowodanów ale także i ich nadmiar, szczególnie nadmierne spożywanie przez dłuższy czas produktów zawierających większe ilości sacharozy. Stan ten prowadzi bowiem do metabolizowania cukrowców w kierunku powstawania trójglicerydów (tłuszczów) i odkładanie się w tkance tłuszczowej czyli do otyłości. Dzienne zapotrzebowanie na cukry osób dorosłych o mniejszej aktywności wynosi: mężczyźni 350-410g, kobiety 300-360g. dla ciężko pracujących: mężczyźni 655-745g, kobiety 435-510g. Większe ilości węglowodanów przewidziano dla kobiet w ciąży i matek karmiących.

Błonnik, czyli włókno pokarmowe.

Obecnie włókno pokarmowe określa się jako roślinne wielocukry i ligniny, oporne na działanie enzymów trawiennych przewodu pokarmowego człowieka. Błonnik pokarmowy czyli włókno pokarmowe ze względu na określone czynności fizjologiczne w przewodzie pokarmowym dzielimy na część rozpuszczalną i nierozpuszczalną w wodzie. Do rozpuszczalnych frakcji błonnika pokarmowego zaliczamy: substancje pektynowe, hemicelulozy o rożnym stopniu rozgałęzienia, śluzy. Do nierozpuszczalnych frakcji błonnika pokarmowego należą: celuloza, hemicelulozy ekstrahowane z roztworów kwaśnych, ligniny. Z punktu widzenia żywienia człowieka węglowodany można podzielić na węglowodany przyswajalne, potocznie utożsamiane z pojęciem węglowodanów, oraz nieprzyswajalne określane terminem włókna pokarmowego lub błonnika pokarmowego. Głównymi składnikami błonnika pokarmowego są: celuloza, ligniny, hemicelulozy i pektyny.

Celuloza jest polisacharydem rozpowszechnionym w przyrodzie. Nie podlega ona trawieniu w przewodzie pokarmowym człowieka i dlatego określa się ją jako składnik balastowy - „wypełniacz”.

Ligniny są związkiem kompleksowym polimerów, zawierającym średnio 40 jednostek ferylopropanowych, o strukturze charakterystycznej dla tkanki drzewnej i łuski nasion zbóż. Wykazują one właściwości kationowymienne. W ustroju człowieka ulegają częściowo procesowi trawienia.

Hemicelulozy nie są hydrolizowane przez enzymy przewodu pokarmowego człowieka, lecz mogą być rozkładane przez florę jelitową jelita grubego. Produkty ich rozpadu ulegają wchłanianiu w przewodzie pokarmowym człowieka.

Pektyny, klasyfikowane jako osobna grupa, są polimerami arabinozy i galaktozy oraz kwasu galakturonowego, wykazującymi zdolność wiązania wody, pęcznienia i żelowania. Udział poszczególnych frakcji w błonniku pokarmowym jest różny. Przykładowo w produktach zbożowych przeważa hemiceluloza, w roślinach strączkowych ligniny, w owocach pektyny.

Normy żywieniowe.

Nie są precyzyjnie określone, zaleca się spożywanie znacznych ilości tego składnika tj.20-40g/osobę/dobę, lepiej jednak w granicach 30-40g/osobę/dzień. Tak znacznego udziału włókna pokarmowego w pożywieniu może dostarczyć jedynie dieta bogata w nie rafinowane produkty pochodzenia roślinnego, a więc zbożowe, nasiona roślin straczkowych, warzywa i owoce.

BIAŁKA

Makrocząsteczki o złożonej strukturze chemicznej których elementarne części składowe stanowią aminokwasy zbudowane z atomów węgla, tlenu, azotu, wodoru i siarki. Białka SA zbudowane z ponad 100 aminokwasów. W ustroju człowieka występuje 18 aminokwasów. Białka różnią się właściwościami chemicznymi i fizycznymi. Oznacza się je na podstawie: ilości azotu aminowego, wiązań peptydowych i pierścieni aromatycznych.

Podział aminokwasów ze względu na pochodzenie:

1) Aminokwasy egzogenne - niezbędne (pochodzenia zew. przyjmowane z pokarmem, których organizm nie potrafi syntezować) walina, leucyna, izoleucyna, lizyna, metionina, fenyloalanina, tryptofan, treonina.

2) Aminokwasy półegzogenne - względnie niezbędne - cysteina wytwarzana z metioniny.

3) Aminokwasy endogenne (pochodzenia wew. organizm potrafi je syntezować) - alanina, glicyna, arginina, seryna, prolina, kw.asparaginowy, kw.glutaninowy.

Aby proces syntezy białka mógł zachodzić prawidłowo, w żywieniu człowieka potrzebna jest odpowiednia ilość aminokwasów zarówno egzo i endogennych.

Podział amin. ze względu na polarność rodnika:

1) Obojętne: alanina, walina, leucyna

2) Kwaśne: (dodatkowa grupa karboksylowa w rodniku) kw.asparaginowy i glutaminowy

3) Zasadowe: (dodatkowa grupa aminowa w rodniku) lizyna, arginina, histydyna.

Funkcje białka:

1) Utrzymanie i odnowa tkanek,

2) Budowa nowych tkanek,

3) Tworzenie niezbędnych związków (np. enzymy, hormony)

4) Regulacja bilansu wodnego,

5) Regulacja równowagi kwasowo - zasadowej,

6) Utrzymanie odporności organizmu,

7) Zapewnienie transportu różnych związków w osoczu,

8) Dostarczanie energii

Rola i znaczenie białek w organizmie:

Białko (proteiny) jest jednym ze składników budulcowych mięśni, kości, skóry, tkanek naszego ciała. Znaczenie białek dla organizmu ludzkiego jest olbrzymie. Na nich opiera się zdrowie i witalność człowieka, białka regulują i warunkują podstawowe czynności życiowe. W żywieniu człowieka nie można zastąpić ich innymi składnikami odżywczymi. Niedobór białka zwierzęcego zmniejsza odporność immunologiczną, wydolność psychiczną i fizyczną, co objawia się zmęczeniem, depresja, ogólną słabością. Niedobór białka upośledza wzrost i rozwój tkanek w tym tkanki mięśniowej.

Trzy rodzaje niedożywienia białkowego:

- marasmus, - kwashiorkor, - mieszane.

Spożywanie zbyt dużej ilości białka prowadzi do przemiany go w wątrobie na tłuszcz, co zamieni się w balast, tkanke tłuszczową. Częste spożywanie nadmiernej ilości białek prowadzi do zaburzeń w metabolizmie, doprowadzając do chorób nerek i wątroby z powodu ich przeciążenia. Zapotrzebowanie organizmu na białka, uzależnione jest od masy, wieku aktywności fizycznej. Przyjmuje się, że 1g na 1kg masy ciała.

Występowanie białka.

Białko występuje w produktach spożywczych pochodzenia zarówno roślinnego (białko niepełnowartościowe) jak i zwierzęcego (białko pełnowartościowe). Z białka pożywienia człowiek buduje własne białko. Najkorzystniejszym źródłem białek są: jaja kurze, mleko, mięso, drób, sery, kefiry - są to białka o najwyższej wartości odżywczej.białka pochodzenia roślinnego: soja, fasola, groch, soczewica.

TŁUSZCZE

Określenie „tłuszcz” obejmuje składniki pokarmowe jak i produkty spożywcze nazywane potocznie tłuszczem (masło, smalec). Główny składnik stanowią trójglicerydy czyli estry zbudowane z trzech cząsteczek kwasów tłuszczowych i jednej cząsteczki glicerolu. Są najbardziej energetycznym składnikiem pożywienia (1g tłuszczu 9kcal). Tłuszcze spalają się w ogniu węglowodanów. stanowią materiał budulcowy z których organizm czerpie składniki do budowy własnych tkanek i syntezy niektórych substancji.

FUNKCJE:

1) Pełnią rolę ochronną,

2) Jest amortyzatorem narządów wewnętrznych,

3) Ma właściwości sycące,

4) Rozpuszczają się w nich witaminy A, D, K, E,

5) Pełnią funkcję regulacyjne, regulują ciśnienie tętnicze krwi,

6) Pełnią funkcję budulcowe (są składnikiem błon komórkowych),

7) Oszczędzają gospodarkę białkami i witaminami z grupy B.

ROLA I ZNACZENIE W ORGANIŹMIE.

W tłuszczach występują kwasy:

Nasycone i nienasycone.

Kwasy nasycone dzielą się na jednonienasycone i wielonienasycone.

Do wielonienasyconych należą niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe konieczne do prawidłowego rozwoju młodych organizmów oraz utrzymania dobrego stanu zdrowia przez całe życie.

Kwasy nasycone i jednonienasycone podobnie jak cholesterol mogą być syntezowane, więc nie są niezbędnymi składnikami pożywienia. Wielonienasycone kwasy tłuszczowe (WNKT) nie ulegają syntezie, musza być dostarczane z pożywieniem. W diecie należy dążyć do tego, aby tłuszczów nasyconych było jak najmniej. Tłuszcze w żywieniu zdrowego i chorego człowieka pełnią szczególnie ważną rolę ze względu na profilaktykę i leczenie zaburzeń układu krążenia. Tłuszcze pożywienia mają decydujący wpływ na zawartość cholesterolu w surowicy krwi (zmiany miażdżycowe). Spożywanie tłuszczów zwierzęcych zawierających kwasy tłuszczowe nasycone powoduje podwyższenie poziomu cholesterolu. Natomiast badania wykazały iż u Eskimosów grenlandzkich stwierdza się niższy poziom cholesterolu we krwi, rzadziej występuje u nich miażdżyca a przyczyna tego jest częstsze spożywanie mięsa ryb morskich zawierającego WNKT. W organizmie człowieka występują dwa rodzaje cholesterolu LDL - lipoproteidy o małej gęstości i HDL - lipoproteidy o dużej gęstości. O rozwoju miażdżycy decyduje rozmieszczenie cholesterolu w poszczególnych frakcjach lipoproteid. Im wyższa zawartość cholesterolu w LDL tym większe jest ryzyko wystąpienia choroby wieńcowej, dlatego cholesterol LDL nazywany jest „złym cholesterolem”, natomiast cholesterol HDL ma działanie ochronne, przeciw miażdżycowe „dobry cholesterol”. Cholesterol produkowany jest w organizmie w sposób ciągły. Około 40% pochodzi z pożywienia - jest to tzw. cholesterol egzogenny. Zawartość cholesterolu w pokarmach spożywanych na dobę nie powinna przekraczać 300mg. Ważna jest nie tylko ilość ale i jakość spożywanych tłuszczów. Tłuszcze pochodzenia roślinnego mogą być zastępowane przez węglowodany, natomiast tłuszczy pochodzenia roślinnego nie można zastąpić innymi składnikami ze względu na zawartość w nich WNKT. Niedobór tłuszczów prowadzi do zmniejszenia masy ciała, powstawania infekcji i łuszczenia się skóry. Nadmierne spożycie tłuszczu powoduje otyłość, która z kolei zwiększa ryzyko powstawania cukrzycy, choroby wieńcowej.

Występowanie:

Występują w żywności zarówno pochodzenia roślinnego (oleje, margaryny) jak i zwierzęcego (masło, słonina, smalec). Źródłem tłuszczów są także: mięso, ryby i produkty mleczne.

1

---