Odżywka -Nutrient

Substancja odżywcza to substancja wykorzystywana przez organizm do przetrwania, wzrostu i reprodukcji. Wymóg spożycia składników odżywczych w diecie dotyczy zwierząt , roślin , grzybów i protistów . Substancje odżywcze mogą być wbudowywane do komórek w celach metabolicznych lub wydalane przez komórki w celu stworzenia struktur niekomórkowych, takich jak włosy , łuski , pióra czy egzoszkielety . Niektóre składniki odżywcze mogą zostać metabolicznie przekształcone w mniejsze cząsteczki w procesie uwalniania energii, np. węglowodany , lipidy ,białka i produkty fermentacji ( etanol lub ocet ), prowadzące do produktów końcowych wody i dwutlenku węgla . Wszystkie organizmy potrzebują wody. Niezbędne składniki odżywcze dla zwierząt to źródła energii, niektóre aminokwasy, które są połączone w białka , podzbiór kwasów tłuszczowych , witaminy i niektóre minerały . Rośliny wymagają bardziej zróżnicowanych minerałów wchłanianych przez korzenie, a także dwutlenku węgla i tlenu wchłanianego przez liście. Grzyby żyją na martwej lub żywej materii organicznej i zaspokajają zapotrzebowanie na składniki odżywcze swojego żywiciela.

Różne typy organizmów mają różne podstawowe składniki odżywcze. Kwas askorbinowy ( witamina C ) jest niezbędny, co oznacza, że ​​musi być spożywany w wystarczających ilościach dla ludzi i niektórych innych gatunków zwierząt, ale niektóre zwierzęta i rośliny są w stanie go syntetyzować. Substancje odżywcze mogą być organiczne lub nieorganiczne: związki organiczne obejmują większość związków zawierających węgiel, podczas gdy wszystkie inne chemikalia są nieorganiczne. Do składników nieorganicznych zaliczamy składniki takie jak żelazo , selen i cynk , natomiast składniki organiczne to m.in. związki energetyczne i witaminy.

Klasyfikacja stosowana przede wszystkim do opisu potrzeb pokarmowych zwierząt dzieli składniki pokarmowe na makroskładniki i mikroelementy . Spożywane w stosunkowo dużych ilościach ( gramy lub uncje ) makroelementy ( węglowodany , tłuszcze , białka, woda) służą przede wszystkim do wytwarzania energii lub włączania do tkanek w celu ich wzrostu i naprawy. Mikroelementy są potrzebne w mniejszych ilościach ( miligramy lub mikrogramy ); odgrywają subtelną rolę biochemiczną i fizjologiczną w procesach komórkowych, takich jak funkcje naczyniowe czy przewodnictwo nerwowe . Niewystarczające ilości niezbędnych składników odżywczych lub choroby, które zakłócają wchłanianie, powodują stan niedoboru, który upośledza wzrost, przeżycie i reprodukcję. Porady konsumenckie dotyczące spożycia składników odżywczych w diecie, takie jak Amerykańskie Referencyjne Spożycie Dietetyczne (Dieteary Reference Intake ) są oparte na wynikach niedoborów i zawierają wskazówki dotyczące makroskładników i mikroskładników odżywczych zarówno dla dolnych, jak i górnych limitów spożycia. W wielu krajach makroelementy i mikroelementy w znacznej zawartości są wymagane przez przepisy, aby były umieszczane na etykietach produktów spożywczych. Substancje odżywcze w większych ilościach niż potrzebuje organizm, mogą mieć szkodliwe działanie. Rośliny jadalne zawierają również tysiące związków ogólnie zwanych fitochemikaliami , które mają nieznany wpływ na choroby lub zdrowie, w tym zróżnicowaną klasę o statusie nieodżywczym zwaną polifenolami , które pozostają słabo poznane od 2017 roku.

Rodzaje

Makroelementy

Makroskładniki są definiowane na kilka sposobów.

Makroelementy dostarczają energii:

Biocząsteczka Kilokalorii na 1 gram
Białko 4
Węglowodan 4
Etanol 7
Tłuszcz 9

Mikroelementy

Mikroelementy wspomagają metabolizm.

  • Minerały dietetyczne to na ogół pierwiastki śladowe, sole lub jony, takie jak miedź i żelazo. Niektóre z tych minerałów są niezbędne dla metabolizmu człowieka.
  • Witaminy to związki organiczne niezbędne dla organizmu. Zwykle działają jako koenzymy lub kofaktory dla różnych białek w organizmie.

Życie

Niezbędne składniki odżywcze

Niezbędny składnik odżywczy to składnik odżywczy wymagany do normalnego funkcjonowania fizjologicznego, którego organizm nie może syntetyzować – w ogóle lub w wystarczających ilościach – i dlatego musi być pozyskiwany z pożywienia . Oprócz wody , która jest powszechnie potrzebna do utrzymania homeostazy u ssaków, niezbędne składniki odżywcze są niezbędne do różnych komórkowych procesów metabolicznych oraz do utrzymania i funkcjonowania tkanek i narządów. Składniki odżywcze uważane za niezbędne dla człowieka zawierają dziewięć aminokwasów , dwa kwasy tłuszczowe , trzynaście witamin , piętnaście minerałów i cholinę . Ponadto istnieje kilka cząsteczek, które są uważane za warunkowo niezbędne składniki odżywcze, ponieważ są niezbędne w niektórych stanach rozwojowych i patologicznych.

Aminokwasy

Aminokwas egzogenny to aminokwas wymagany przez organizm, który nie może być przez niego syntetyzowany de novo i dlatego musi być dostarczany w jego diecie. Spośród dwudziestu standardowych aminokwasów wytwarzających białka, dziewięć nie może być endogennie syntetyzowanych przez ludzi: fenyloalanina , walina , treonina , tryptofan , metionina , leucyna , izoleucyna , lizyna i histydyna .

Kwasy tłuszczowe

Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT) to kwasy tłuszczowe, które ludzie i inne zwierzęta muszą spożywać, ponieważ organizm potrzebuje ich dla dobrego zdrowia, ale nie może ich syntetyzować . Wiadomo, że tylko dwa kwasy tłuszczowe są niezbędne dla ludzi: kwas alfa-linolenowy ( kwas tłuszczowy omega-3 ) i kwas linolowy ( kwas tłuszczowy omega-6 ).

Witaminy

Witaminy to organiczne cząsteczki niezbędne dla organizmu, które nie są zaliczane do aminokwasów czy kwasów tłuszczowych . Powszechnie funkcjonują jako kofaktory enzymatyczne , regulatory metabolizmu lub przeciwutleniacze . Ludzie potrzebują w swojej diecie trzynastu witamin, z których większość to właściwie grupy powiązanych ze sobą cząsteczek (np . witamina E zawiera tokoferole i tokotrienole ): witaminy A, C, D, E, K, tiamina (B 1 ), ryboflawina (B 2 ), niacyna ( B3 ), kwas pantotenowy ( B5 ), pirydoksyna ( B6 ), biotyna ( B7 ), kwas foliowy ( B9 ) i kobalamina ( B12 ) . Zapotrzebowanie na witaminę D jest warunkowe, ponieważ ludzie, którzy otrzymują wystarczającą ekspozycję na światło ultrafioletowe, pochodzące ze słońca lub ze sztucznego źródła, syntetyzują witaminę D w skórze.

Minerały

Minerały to egzogenne pierwiastki chemiczne niezbędne do życia. Chociaż cztery pierwiastki: węgiel , wodór , tlen i azot , są niezbędne do życia, są one tak obfite w jedzeniu i piciu, że nie są uważane za składniki odżywcze i nie ma zalecanego spożycia dla nich jako minerałów. Zapotrzebowanie na azot jest zaspokajane przez wymagania stawiane białku, które składa się z aminokwasów zawierających azot. Siarka jest niezbędna, ale znowu nie ma zalecanego spożycia. Zamiast tego określono zalecane spożycie dla aminokwasów zawierających siarkę, metioniny i cysteiny.

Niezbędnymi składnikami odżywczymi dla człowieka, wymienionymi w kolejności zalecanego spożycia (w przeliczeniu na masę), są potas , chlorek , sód , wapń , fosfor , magnez , żelazo , cynk , mangan , miedź , jod , chrom , molibden , selen . Dodatkowo kobalt jest niezbędnym składnikiem witaminy B12 . Istnieją inne minerały, które są niezbędne dla niektórych roślin i zwierząt, ale mogą, ale nie muszą być niezbędne dla ludzi, takie jak bor i krzem .

Cholina

Cholina jest niezbędnym składnikiem odżywczym. Choliny to rodzina rozpuszczalnych w wodzie czwartorzędowych związków amoniowych . Cholina jest związkiem macierzystym klasy cholin, składającym się z etanoloaminy posiadającej trzy podstawniki metylowe przyłączone do funkcji aminowej. U zdrowych ludzi karmionych sztucznie skomponowaną dietą z niedoborem choliny dochodzi do stłuszczenia wątroby, uszkodzenia wątroby i uszkodzenia mięśni. Cholina nie została początkowo sklasyfikowana jako niezbędna, ponieważ organizm ludzki może wytwarzać cholinę w niewielkich ilościach poprzez metabolizm fosfatydylocholiny.

Warunkowo niezbędny

Warunkowo niezbędne składniki odżywcze to pewne cząsteczki organiczne, które normalnie mogą być syntetyzowane przez organizm, ale w określonych warunkach w niewystarczających ilościach. U ludzi takie stany obejmują przedwczesny poród , ograniczone spożycie składników odżywczych, szybki wzrost i pewne stany chorobowe. Inozytol , tauryna , arginina , glutamina i nukleotydy są klasyfikowane jako warunkowo niezbędne i są szczególnie ważne w diecie i metabolizmie noworodków.

Nieistotny

Nieistotne składniki odżywcze to substancje zawarte w żywności, które mogą mieć znaczący wpływ na zdrowie. Nierozpuszczalny błonnik pokarmowy nie jest wchłaniany w przewodzie pokarmowym człowieka, ale jest ważny w utrzymaniu wypróżnień w celu uniknięcia zaparć . Błonnik rozpuszczalny może być metabolizowany przez bakterie bytujące w jelicie grubym. Błonnik rozpuszczalny jest sprzedawany jako spełniający funkcję prebiotyczną , z oświadczeniami o promowaniu „zdrowych” bakterii jelitowych. Metabolizm bakteryjny rozpuszczalnego błonnika wytwarza również krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, takie jak kwas masłowy , które mogą być wchłaniane do komórek jelitowych jako źródło energii pokarmowej .

Nieodżywcze

Etanol (C 2 H 5 OH) nie jest niezbędnym składnikiem odżywczym, ale dostarcza około 29 kilodżuli (7 kilokalorii) energii na gram. W przypadku napojów spirytusowych (wódka, gin, rum itp.) standardowa porcja w Stanach Zjednoczonych to 44 mililitry ( 1+12 uncji płynu USA), co przy 40% etanolu (80 stopni) wyniosłoby 14 gramów i 410 kJ (98 kcal). Przy 50% alkoholu 17,5 g i 513 kJ (122,5 kcal). Wino i piwo zawierają podobną ilość etanolu w porcjach odpowiednio 150 i 350 ml (5 i 12 uncji płynu), ale te napoje również przyczyniają się do spożycia energii ze składników innych niż etanol. Porcja wina o pojemności 150 ml (5 US fl oz) zawiera od 420 do 540 kJ (100 do 130 kcal). 350 ml (12 amerykańskich uncji uncji) piwa zawiera 400 do 840 kJ (95 do 200 kcal). Według amerykańskiego Departamentu Rolnictwa, na podstawie badań NHANES 2013–2014, kobiety w wieku 20 lat i starsze spożywają średnio 6,8 gramów alkoholu dziennie, a mężczyźni średnio 15,5 gramów dziennie. Pomijając bezalkoholowy udział tych napojów, średni udział etanolu w dziennym spożyciu energii pokarmowej wynosi odpowiednio 200 i 450 kJ (48 i 108 kcal). Napoje alkoholowe są uważane za pokarmy pozbawione kalorii , ponieważ dostarczając energii, nie dostarczają niezbędnych składników odżywczych.

Z definicji fitochemikalia obejmują wszystkie odżywcze i nieodżywcze składniki roślin jadalnych. Jako składniki odżywcze zawarte są karotenoidy prowitaminy A , podczas gdy te bez statusu odżywczego to różnorodne polifenole , flawonoidy , resweratrol i lignany – często uważane za mające działanie przeciwutleniające – które są obecne w wielu pokarmach roślinnych. Szereg związków fitochemicznych jest poddawanych wstępnym badaniom pod kątem ich potencjalnego wpływu na choroby i zdrowie człowieka. Jednak kwalifikacja do statusu odżywczego związków o słabo określonych właściwościach in vivo polega na tym, że muszą one najpierw zostać zdefiniowane z referencyjnym poziomem spożycia w diecie , aby umożliwić dokładne etykietowanie żywności, co nie zostało ustalone dla większości fitochemikaliów, które są uważane za przeciwutleniające składniki odżywcze.

Niedobory i toksyczność

Zobacz Witaminy , Minerały (składniki odżywcze) , Białka (składniki odżywcze)

Niewystarczająca ilość składnika odżywczego to niedobór. Niedobory mogą być spowodowane wieloma przyczynami, w tym niedostatecznym spożyciem składników odżywczych, zwanym niedoborem diety, lub jednym z kilku stanów, które zakłócają wykorzystanie składnika odżywczego w organizmie. Niektóre z warunków, które mogą zakłócać wykorzystanie składników odżywczych, obejmują problemy z wchłanianiem składników odżywczych, substancje, które powodują większe niż normalne zapotrzebowanie na składniki odżywcze, warunki, które powodują zniszczenie składników odżywczych i warunki, które powodują większe wydalanie składników odżywczych. Toksyczność składników odżywczych występuje, gdy nadmierne spożycie składnika odżywczego szkodzi organizmowi.

W Stanach Zjednoczonych i Kanadzie zalecane poziomy spożycia niezbędnych składników odżywczych w diecie opierają się na minimalnym poziomie, który „utrzyma określony poziom składników odżywczych u osoby”, co jest definicją nieco inną niż ta stosowana przez Światową Organizację Zdrowia oraz Żywność i Rolnictwo Organizacja „podstawowego wymogu określenia poziomu spożycia potrzebnego do zapobiegania patologicznie istotnym i klinicznie wykrywalnym objawom niedoboru diety”.

Ustalając wytyczne dotyczące składników odżywczych dla ludzi, organizacje rządowe niekoniecznie uzgadniają ilości potrzebne do uniknięcia niedoboru lub maksymalne ilości, aby uniknąć ryzyka toksyczności. Na przykład w przypadku witaminy C zalecane spożycie waha się od 40 mg dziennie w Indiach do 155 mg dziennie w Unii Europejskiej. Poniższa tabela pokazuje szacunkowe średnie wymagania (EAR) i zalecane diety (RDA) dla witamin i minerałów, PRI dla Unii Europejskiej (ta sama koncepcja co RDA), a następnie trzy organizacje rządowe, które uważają za bezpieczne górne spożycie. RDA są ustalane wyżej niż EAR, aby pokryć potrzeby osób o wyższych niż przeciętne potrzebach. Odpowiednie spożycie (AI) są ustalane, gdy nie ma wystarczających informacji do ustalenia EAR i RDA. Kraje ustalają tolerowane górne poziomy spożycia , określane również jako górne limity (UL), na podstawie ilości, które powodują niekorzystne skutki. Rządy powoli zmieniają informacje tego rodzaju. W przypadku wartości z USA, z wyjątkiem wapnia i witaminy D, wszystkie dane pochodzą z lat 1997-2004.

Odżywka Ucho amerykańskie Najwyższa
RDA lub AI w USA
Najwyższa
wartość PRI lub AI w UE
Górna granica Jednostka
NAS UE Japonia
Witamina A 625 900 1300 3000 3000 2700 µg
Witamina C 75 90 155 2000 ND ND mg
Witamina D 10 15 15 100 100 100 µg
Witamina K NE 120 70 ND ND ND µg
α-tokoferol (Wit E) 12 15 13 1000 300 650-900 mg
Tiamina (Wit B 1 ) 1,0 1.2 0,1 mg/MJ ND ND ND mg
Ryboflawina (Wit B 2 ) 1,1 1,3 2,0 ND ND ND mg
Niacyna * (Wit B 3 ) 12 16 1,6 mg/MJ 35 10 60-85 mg
Kwas pantotenowy (Vit B 5 ) NE 5 7 ND ND ND mg
Witamina B 6 1,1 1,3 1,8 100 25 40-60 mg
Biotyna (Wit B 7 ) NE 30 45 ND ND ND µg
Kwas foliowy (Wit B 9 ) 320 400 600 1000 1000 900-1000 µg
Kobalamina (Wit B 12 ) 2,0 2,4 5.0 ND ND ND µg
Cholina NE 550 520 3500 ND ND mg
Wapń 800 1000 1000 2500 2500 2500 mg
Chlorek NE 2300 NE 3600 ND ND mg
Chrom NE 35 NE ND ND ND µg
Miedź 700 900 1600 dziesięć tysięcy 5000 dziesięć tysięcy µg
Fluorek NE 4 3.4 10 7 ____ mg
Jod 95 150 200 1100 600 3000 µg
Żelazo 6 18 (kobiety)
8 (mężczyźni)
16 (kobiety)
11 (mężczyźni)
45 ND 40-45 mg
Magnez * 350 420 350 350 250 350 mg
Mangan NE 2,3 3,0 11 ND 11 mg
Molibden 34 45 65 2000 600 450-550 µg
Fosfor 580 700 640 4000 ND 3000 mg
Potas NE 4700 4000 ND ND 2700-3000 mg
Selen 45 55 70 400 300 330-460 µg
Sód NE 1500 NE 2300 ND 3000-3600 mg
Cynk 9,4 11 16,3 40 25 35-45 mg

* Dzienne zalecane ilości niacyny i magnezu są wyższe niż górna tolerowana granica, ponieważ w przypadku obu składników odżywczych ULs określają ilości, które nie zwiększają ryzyka wystąpienia niepożądanych skutków, gdy składniki odżywcze są spożywane jako porcja suplementu diety. Suplementacja magnezu powyżej UL może powodować biegunkę. Suplementacja niacyną powyżej UL może powodować zaczerwienienie twarzy i uczucie ciepła ciała. Każdy kraj lub regionalna agencja regulacyjna decyduje o marginesie bezpieczeństwa poniżej, kiedy mogą wystąpić objawy, więc UL mogą się różnić w zależności od źródła.

EAR US Szacunkowe średnie wymagania.

Zalecane diety żywieniowe RDA w USA; wyższe dla dorosłych niż dla dzieci, a może być nawet wyższe dla kobiet w ciąży lub karmiących.

Odpowiednie spożycie AI w USA; AI ustanawia się, gdy nie ma wystarczających informacji, aby ustawić EAR i RDA.

PRI Populacja Referencyjna Spożycie jest odpowiednikiem RDA w Unii Europejskiej; wyższe dla dorosłych niż dla dzieci, a może być nawet wyższe dla kobiet w ciąży lub karmiących. W przypadku tiaminy i niacyny wartości PRI są wyrażone jako ilości na megadżul (239 kilokalorii) zużytej energii żywnościowej.

Upper Limit Tolerowane górne poziomy spożycia.

ND UL nie zostały określone.

NE EAR, PRI lub AI nie zostały jeszcze ustalone lub nie zostaną (UE nie uważa chromu za niezbędny składnik odżywczy).

Zakład

Roślinne składniki odżywcze składają się z kilkunastu minerałów wchłanianych przez korzenie, a także dwutlenku węgla i tlenu wchłanianego lub uwalnianego przez liście. Wszystkie organizmy czerpią wszystkie składniki odżywcze z otaczającego środowiska.

Rośliny pobierają węgiel, wodór i tlen z powietrza i gleby w postaci dwutlenku węgla i wody. Inne składniki odżywcze są wchłaniane z gleby (wyjątkiem są niektóre rośliny pasożytnicze lub mięsożerne). Licząc je, mamy 17 ważnych składników odżywczych dla roślin: są to makroskładniki; azot (N), fosfor (P), potas (K), wapń (Ca), siarka (S), magnez (Mg), węgiel (C), tlen (O) i wodór (H) oraz mikroelementy; żelazo (Fe), bor (B), chlor (Cl), mangan (Mn), cynk (Zn), miedź (Cu), molibden (Mo) i nikiel (Ni). Oprócz węgla, wodoru i tlenu; azot , fosfor i siarka są również potrzebne w stosunkowo dużych ilościach. Razem „Wielka Szóstka” to podstawowe makroelementy dla wszystkich organizmów . Są one pozyskiwane z materii nieorganicznej (np. dwutlenek węgla , woda , azotany , fosforany , siarczany i dwuatomowe cząsteczki azotu, a zwłaszcza tlenu) oraz materii organicznej ( węglowodany , lipidy , białka ).

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki