Харчові та енергетичні потреби людини

Ви дізнаєтесь про те, як підтримується енергетичний баланс організму, про індекс маси тіла та як він розраховується, а також про проблеми, що пов'язані з недостатнім харчуванням, надмірною масою тіла і ожирінням.

Скільки треба споживати їжі, щоб не товстіти? При цьому не хворіти і не мати ожиріння? Чому виникає ламкість і сухість нігтів? Чому спортсменам потрібно споживати багато білків? Чи є ефективними людні низькокалорійні дієти?

Значення харчування

Харчування людини є одним із найважливіших факторів, від якого залежить її життя і здоров'я. їжа є джерелом енергії та різних речовин, які необхідні для відновлення і функціонування організму. Раціональне харчування забезпечує підтримання сталого складу внутрішнього середовища, високу працездатність і гармонійний розвиток людини. Навпаки, нераціональне харчування ослаблює організм людини, сприяє розвитку різних захворювань, веде до зниження працездатності та передчасного старіння.

Правила раціонального харчування

Раціональне харчування охоплює такі його аспекти:

•    відповідність хімічного складу їжі фізіологічним потребам організму' та його енергетичним витратам;

•    забезпечення постійного складу і балансу внутрішнього середовища організму;

•    повноцінність, різноманітність та оптимальна кількість харчових речовин;

•    збалансованість, тобто забезпечення оптимального співвідношення між різними компонентами продуктів харчування;

•    якість та безпечність харчових продуктів;

•    дотримання правильного режиму харчування, рівномірний розподіл калорійності протягом дня;

•    умови прийому' їжі: не слід їсти похапцем, на ходу', перед сном, відволікатися на сторонні справи тощо, оскільки це знижує апетит і пригнічує секрецію травних соків.

Енергетичний баланс

Яким чином наш організм запасає та використовує енергію зачежить від багатьох факторів — режиму харчування, швидкості обмінних процесів, фізіологічного стану організму', наявності захворювань, стресу' тощо. Енергетичні потреби організму' вищі

в періоди росту, вагітності, під час інфекційних захворювань (особливо коли підвищується температура тіла) та після травм. Шляхи перетворення енергії — її запасання чи використання — головним чипом контролюють гормони.

У біологічних системах, як і взагалі в природі, діє універсальний закон збереження енергії — енергія ізольованої системи є постійною, вона лише може перетворюватися з одного виду в інший, але не може сама по собі утворюватися або кудись зникати. Тому ми можемо записати просте рівняння:

Спожита енергія = Витрачена енергія + Збережена енергія

Це рівняння є основою для розуміння енергетичного балансу організму. Зокрема, якщо витрачена енергія дорівнює спожитій енергії, то запас енергії в організмі — в основному це кількість жирової клітковини — залишається постійним, тому і маса тіла не змінюється. У такому випадку вся спожита енергія перетворюється на тепло й на виконану роботу. Навпаки, якщо маса тіла змінюється, то це може бути ознакою порушення балансу енергії.

На що організм витрачає енергію

Передусім, це основний обмін — тобто та енергія, що витрачається на підтримання життєдіяльності людини в стані повного спокою та за комфортної температури зовнішнього середовища. Для людини масою 70 кг її кількість становить 1,2 ккал (5 кДж) за хвилину, або 1728 ккал (7260 кДж) на добу. Ця енергія потрібна для підтримання температури тіла, тонусу м'язів, активності мозку, скорочень серця, вентиляції легенів, процесів травлення тощо. Її кількість залежить від статі, маси тіла й віку людини. Після прийому їжі основний обмін в середньому підвищується на 10 %.

За помірної фізичної активності на основний обмін загалом витрачається 60-80 % усієї енергії, а решта припадає на механічну роботу'. Як рівень фізичної активності, так і кількісні показники енергії основного обміну в різних людей можуть істотно відрізнятися. Однак існують важливі закономірності для середньої добової потреби в енергії. Вона зростає в дитинстві по мірі зростання маси тіла, сягає максимуму в молодому віці, а потім починає поступово зменшуватися (.нал. 1.10).

Що таке індекс маси тіла

Стала маса тіла є індикатором дотримання балансу енергії. Для того щоб оцінити відповідність між масою і зростом людини, розраховують індекс маси тіла (ІМТ):

ІМТ = М/к*,

де М — маса тіла в кг, Л — зріст у метрах.

У нормі цей показник становить 18,5—25. ІМТ < 18,5 свідчить про недостатню, а ІМТ > 25 — про надмірну масу. Якщо ІМТ > ЗО, людина вже починає страждати від ожиріння різного ступеня. Така відповідність справедлива лише для дорослих, але навіть з таким обмеженням ІМТ потрібно застосовувати дуже обережно. Адже треновані атлети з розвиненою мускулатурою за цим індикатором потрапляють у категорію людей з ожирінням! Для більш об’єктивної оцінки потрібно визначити точний вміст жиру в тілі, а це вже вимагає спеціальних методів. Приблизну його оцінку дають вимірювання товщини підшкірно-жирових складок, як показано на мал. 1.11.

Харчові потреби людини

їжа — це дуже складна суміш різних речовин {мал. 1.5), основне призначення яких — це забезпечення постійних потреб організму в енергії та синтезі нових речовин. Усі потрібні нашому організму мінеральні речовини, значна кількість води та органічних речовин с незамінними, тобто вони не можуть утворюватись в організмі. За їх дефіциту, який може виникати як за рахунок недостатнього надходження, так і за рахунок проблем із засвоєнням, можуть виникати важкі розлади обміну речовин, а також порушуватися водно-сольовий баланс.

Білки людини складаються з 20 різних амінокислот. Дев’ять з них, за результатами останніх досліджень, є незамінними. Унаслідок дефіциту незамінних амінокислот організм починає отримувати («позичати») їх із власних м’язів, і тому першим симптомом цього є втрата м’язової маси. Інші симптоми — зниження імунітету, слабкість, швидка втомлюваність та зміни в структурі шкіри і волосся. Амінокислоти в організмі людини не запасаються, і тому білки потрібно отримувати з їжею щодня. Для дорослих рекомендована кількість білків у їжі становить 0,8 г на 1 кг маси на добу.

Вуглеводи — менш важливий будівельний матеріал для клітин. Натомість їхнє основне призначення — це забезпечення енергетичних потреб організму. Дієтологи радять споживати вуглеводи у кількості, яка б задовольняла близько 55 % загальної потреби людини в енергії. При цьому серед вуглеводів цукрів має бути не більше 10 %.

Жири за умов раціонального харчування мають задовольняти близько 35 % загальних енергетичних потреб організму. Як і у випадку з амінокислотами, існують незамінні жирні кислоти, які не можуть бути синтезованими в організмі людини. Вони важливі для певних біологічних процесів, а не для отримання енергії. Такі жирні кислоти містяться в риб’ячому жирі, яйцях, соєвій олії, горіхах, соняшниковому й гарбузовому насінні.

Деякі мінеральні речовини потрібні людині у відносно великій кількості — більше 200 мг на день (1 мг = 0,001 г). Це Натрій (1,5-3 г). Калій (2,5—5 г), Кальцій (1,3 г), Магній (0,4 г), Хлор (2,3-3,5 г), Сульфур (1,3 г), Фосфор (1,2 г). Інші необхідні в мікроскопічних кількостях, і тому вони називаються мікроелементами. Це Ферум (для чоловіків: 12-18 мг, для жінок: 20-30 мг), Цинк (10-15 мг). Мідь (1-3 мг). Фтор (3-4 мг). Йод (0,2 мг), Селен (0,1 мг). Мікроелементи часто необхідні для підтримання активності ферментів чи гормонів. За збалансованого харчування малоймовірно, що у людини виникне істотна нестача мінеральних речовин. У той же час, їхня нестача може призвести до серйозних розладів. Наприклад, Кальцій необхідний для побудови кісткової тканини, і тому його нестача спричиняє остеопороз —кістки стають ламкими, страждають зуби. У разі нестачі Феруму виникає малокрїв’я (анемія), тому що він входить до складу кисень-тран-спортуючого білка гемоглобіну. Йод містить особливі гормони, які синтезуються щитоподібною залозою. Захворювання людини, відоме як зоб {мил. 1.12), виникає в деяких місцевостях, де ґрунт і, відповідно, природна питна вода, містять мало Йоду. При цьому захворюванні щитоподібна залоза збільшується в розмірах, починає тиснути на трахею й судини, заважаючи диханню та кровообігу.

Добова потреба у різних вітамінах різна: від декількох мікрограм (вітамін В12), до десятків міліграм — вітамін С. За нестачі вітамінів також виникають серйозні розлади. Наприклад, нестача вітаміна И, який відповідає за засвоєння Кальцію й Фосфору, спричиняє у дітей рахіт, що призводить до де-

формації кісток. За нестачі в організмі вітаміну С виникає небезпечне захворювання — цинга, унаслідок чого страждають нервова система, шкіра, слизові оболонки, зуби, виникає анемія. Вітамін В12 потрібен для кровотворення й для підтримання функцій нервової системи. Проблеми з нігтями, їхня ламкість, сухість і розшарування також можуть свідчити про дефіцит вітамінів В12, С і В9 (фолієва кислота), а також Кальцію.

Що означає недостатнє чи надмірне харчування

Недостатнє харчування може бути результатом голодування, хронічних захворювань, які спричиняють зниження апетиту, та проблем із засвоєнням поживних речовин. Як наслідок, у людини виникає слабкість, зменшується маса м’язів, знижується імунітет, у дітей відбувається затримка росту й розвитку.

Надмірне харчування призводить до ожиріння. Воно має спадковий характер, але вживання великої кількості висококалорійної їжі за відсутності відповідної фізичної активності значно сприяє його поширенню. Енергетична цінність кожного продукту залежить від співвідношення різних макропоживпих речовин. За цим параметром вони поділяються на продукти з низькою, середньою та високою енергетичною цінністю (таблиця 1).

Таблиця 1. Класифікація продуктів за їхньою енергетичною цінністю

Важливо також розл'міти, що під час харчування ми вживаємо не окремі речовини, а виготовлені з них страви. Вівсяні пластівці мають енергетичну цінність 370 ккал на 100 г, але вівсяна каша за рахунок поглинання пластівцями води вже містить лише 148 ккал на 100 г. Таким чином, з продукту, який мав середню енергетичну цінність, ми отримуємо низькокалорійну страву] Якщо ж ми захочемо додати до каші цукор (15 г • 4 ккал/г = 60 ккал) та жири у вигляді вершкового масла (10 г • 9 ккал/г = 90 ккал), то знову отримаємо страву з середньою енергетичною цінністю, що містить 298 ккал на 100 г.

Ожиріння збільшує ризики виникнення серцево-судинних і ракових захворювань, цукрового діабету, ураження кісток, і, в цілому знижує якість життя. Споживання зайвих 6000—7000 ккал призводить до збільшення маси тіла на 1 кг, а найкращий спосіб їх позбутися — збільшити рівень своєї фізичної активності. Для зменшення надмірної маси тіла застосовуються також низькокалорійні дієти, але тільки після консультації з .лікарем-дієтолотом.

1.    їжа € джерелом енергії та різноманітних речовин, які постійно потрібні для відновлення і функції КЛІТНН.

2.    Відповідно до закону збереження енергії вся спожита з продуктами харчування енергія забезпечує виграти організму та її зберігання, в основному у формі жирів І глікогену.

3.    Енергія витрачається організмом на основний обмін I фізичну активність.

4.    Крім енергетичних потреб, харчування має задовольняти потреби організму у незамінних амінокислотах І жирних кислотах, мінеральних речовинах І вітамінах.

5.    Раціональне харчування передбачає повну відповідність харчового раціону всім фізіологічним потребам організму, його повноцінність, різноманітність, збалансованість, а також дотримання правильного режиму харчування.

Раціональне харчування, енергетичний баланс, основний обмін, індекс маси тіла, незамінні амінокислоти, незамінні жирні кислоти, остеопороз, малокрів'я (анемія), рахіт, цинга, ожиріння.

1.    Яких правил раціонального харчування необхідно дотримуватися?

2.    Чому їїку, що містить білки, потрібно споживати щодня?

3.    Назвіть два класи мікропоживних речовин та наведіть приклади речовин кожного класу.

4.    Які проблеми зі здоров'ям можуть виникати за нестачі мінеральних речовин? Наведіть деякі приклади таких порушень.

5.    Які захворювання виникають за нестачі вітамінів С, О, В^,?? Які ознаки цих захворювань?

1.    Виберіть, які з речовин не можуть синтезуватися в організмі людини: незамінні амінокислоти, замінні амінокислоти, незамінні жирні кислоти, глікоген, жири, вітамін С, вітамін О, вітамін В12. Які з цих речовин не є джерелом енергії?

2.    Дізнайтесь в ІнтернетІ про харчування людини за надзвичайних умов (наприклад, космонавтів, альпіністів, дослідників Арктики, під час тривалих по-лпплжрй гг/гтрпями ттшюї та ппойрліть лискугію на мю трму ія олнокпагниками

3. Проаналізуйте свій щоденник харчування:

а)    Підрахуйте щоденну та середню щоденну кількість спожитих за час спостережень: білків; вуглеводів; жирів; енергії.

б)    Розрахуйте середню кількість прийомів їжі щодня та Інтервал між ними.

в)    Отримані результати занесіть в таблицю.

г)    Порівняйте отримані результати з даними, наведеними на мал. 1.10 для середньодобової потреби в енергії (з урахуванням статі, віку і рівня фізичної активності), а також з Іншими нормами раціонального харчування, про які ви дізналися при вивченні цієї теми.

д)    Зробіть висновки щодо дотримання правил раціонального харчування. Якщо виявлені якісь відхилення від них, запропонуйте потрібні корективи свого раціону та режиму харчування.

Харчова поведінка людини

Як саме нам забезпечити оптимальний енергетичний баланс? По-перше, він залежить від харчової поведінки людини. У гіпоталамусі мозку (одна зі структур головного мозку) людини є три важливі центри — насичення, голоду І спраги [мал. 1.13). Активація центру насичення пригнічує активність центру голоду, І навпаки, зниження активності центру насичення активізує центр голоду. Так само активація центру спраги змушує нас пити воду. Активність останнього дуже чітко регулюється концентрацією мінеральних речовин у плазмі крові, а як саме регулюється відчуття голоду — це питання залишається дискусійним. Зараз відомо, що розтягнення стінок шлунка, коли в нього потрапляє йка, I підвищення рівня глюкози в крові активують центр насичення. Крім того, велику увагу науковці зараз приділяють гормону лептину, що виробляється жировою тканиною. Цей гормон може регулювати кількість жирової тканини — що більше жирової тканини, то більше лептину вона продукує, а це зменшує апетит шляхом активації центра насичення. Протилежну легттину дію має Інший гормон шлунково-кишкового тракту — грелін, який стимулює відчуття голоду й синтез якого зростає, коли шлунок пустий. Таким чином, легттин І грелін — це пара так званих протидійних гормонів для регуляції апетиту.

1.    Ми зрозуміли, що раціональне харчування є основою здорового способу життя, адже всі процеси життєдіяльності і функції' організму постійно потребують енергії та різноманітних речовин для їх забезпечення.

2.    Ми запам'ятали, що харчові продукти складаються з макропоживних речовин — білків, вуглеводів І жирів, а також мікропоживних речовин — мінералів І вітамінів. Всі ці компоненти потрібні для забезпечення синтетичних І енергетичних потреб організму.

3.    Ми довідались, що для повноцінного, збалансованого харчування потрібно вживати різноманітні продукти.

4.    Ми дізналися, як підтримується енергетичний баланс організму.

5.    Ми усвідомили, що зайва маса тіла — це узагальнений показник порушення енергетичного обміну в бік надлишку енергії. Ми знаємо, що найкращий і найбільш ефективний спосіб позбутися зайвих калорій -збільшення фізичного навантаження.

6.    В той же час ми прийняли до уваги, що жирова тканина виконує ряд важливих функцій. Як надмірне, так І недостатнє харчування шкідливі для здоров'я.

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Жолос