§ 7. Їжа та її компоненти. Харчові та енергетичні потреби людини. Склад і значення харчових продуктів

Їжа та її компоненти. Які саме особливості компонентів їжі надають їй змогу як найкраще забезпечувати обмін речовин в організмі людини?

Усі багаточисленні її складові розділяють на поживні й баластні речовини. До поживних речовин їжі належать білки, жири, вуглеводи, вітаміни й мінеральні речовини. Прикладом баластних речовин є клітковина, яка не бере участі в процесах обміну, проте сприяє просуванню їжі в травному тракті.

І серед білків, і серед жирів є сполуки, що відрізняються за їхнім значенням у процесах метаболізму. У чому причини цих відмінностей?

Види амінокислот. Білки організму людини складаються з 20 амінокислот, проте лише 11 з них він здатний синтезувати сам, перетворивши на них речовини, які надходять до його клітин. Такі амінокислоти називають замінними. А от решта 9 амінокислот в організмі людини не синтезуються. їх він щодня одержує з їжею в необхідній кількості. Ці амінокислоти мають назву незамінні.

До найбільш цінних належать білки тваринного походження — м'ясні й молочні продукти, яйця, риба й морепродукти. У них містяться зазвичай усі незамінні амінокислоти. Рослинні білки бідніші на вміст незамінних амінокислот за тваринні. Найбільше різних незамінних амінокислот у складі бобових, білки цих рослин за складом ближчі до тваринних. У складі зернових повноцінних білків менше.

Види жирних кислот. Жири розрізняють за здатністю їхніх складових — молекул жирних кислот — приєднувати інші «елементи» (молекулярні комплекси). Серед них є такі, що цієї властивості не мають або мають у незначній мірі. їх називають насиченими. Ті жирні кислоти, у яких ця властивість виражена добре, отримали назву ненасичених.

Ненасичені жирні кислоти мають велике значення для процесів метаболізму. Тому їх наявність у харчових продуктах дуже важлива. У добовій нормі споживання жирів їх вміст має бути не меншим за 70 %.

Вміст ненасичених жирних кислот більший у частинах деяких рослин, де жирів багато. Це плоди авокадо, лляне, соняшникове насіння, горіхи тощо. Багато їх і в рослинних оліях (соняшниковій, оливковій, кукурудзяній тощо). Олії, що містять ненасичені жирні кислоти, зазвичай за кімнатної температури перебувають у рідкому стані.

Тверді жири, навпаки, багаті на насичені жирні кислоти. Вони є у складі продуктів тваринного походження — м’ясі, салі, молоці, сирах тощо.

Харчові й енергетичні потреби організму людини. Для чого ми їмо те, що їмо? Харчування забезпечує дві основні потреби організму. По-перше, з білками, жирами й вуглеводами їжі ми отримуємо будівельні матеріали для створення нових клітин і міжклітинних структур. Тобто названі компоненти їжі пов’язані з пластичною складовою метаболізму. По-друге, за рахунок енергії, що акумульована в хімічних зв’язках вуглеводів, жирів і білків, ми поповнюємо енергетичні ресурси організму. Отже, компоненти їжі «відповідальні» також і за енергетичний обмін.

Потреби пластичного обміну здебільшого забезпечуються продуктами, що містять білки й жири. Це м’ясо, риба, молоко і молочні продукти, бобові рослини. Важливо, аби організм людини отримував з їжею в достатній кількості мінеральні речовини, наприклад кальцій і фосфор. Кальцій і фосфор містяться в молоці й молочних продуктах, горіхах, певних зернових. Багаті на фосфор риба, яєчні жовтки, м’ясо, насіння соняшника, гарбуза.

Потреби енергетичного обміну. Важливою характеристикою поживних речовин є їхня енергетична цінність, або калорійність. Її визначають за тим, скільки енергії вивільнюється під час розщеплення одиниці маси поживної речовини. Одиницею вимірювання енергії є джоуль або калорія (1 кал = 4,18 Дж). Енергетичну цінність речовин зазвичай вимірюють, розраховуючи, скільки кілоджоулів або кілокалорій припадає на 1 г речовини. Енергетична цінність жирів — 38,9 кДж/г, білків — 17,2 кДж/г, вуглеводів — 17,2 кДж/г. Як джерела енергії поживні речовини взаємозамінні. Проте білки використовуються організмом в енергетичних реакціях украй рідко. Основні постачальники вуглеводів і жирів для енергетичного обміну — це хліб, цукор, жири (тваринні і рослинні), макарони тощо.

Дуже важливими речовинами, які ми одержуємо з їжею, є вітаміни, які беруть участь в утворенні ферментів та інших біологічно-активних речовин. Перелік харчових продуктів, що містять вітаміни, наданий у попередньому параграфі (див. §6).

Норми харчування, харчовий раціон. Харчові потреби людей залежать від статі, віку, активності, стану здоров’я, розмірів тіла людини й навіть від температури навколишнього середовища (у теплому кліматі людина потребує менше їжі) тощо. Отже, важливо дотримуватися принципу, за яким надходження білків, жирів, вуглеводів повністю компенсувало енергетичні витрати організму. Слід пам’ятати, що вони збільшуються під час важкої фізичної й розумової роботи, інтенсивних тренувань, захворювань. Харчовий раціон також має містити і вітаміни, і мінеральні солі. Орієнтиром, що дає

уявлення про норми харчування дорослої людини, є дані, наведені

в табл. 3.

Людина не вживає окремо білки, окремо жири, окремо вітаміни. Ці речовини входять до складу харчових продуктів, до того ж у різних співвідношеннях (див. табл. 2 на форзаці). Тому, складаючи раціон, продукти харчування потрібно добирати, орієнтуючись на вміст у них певних поживних речовин. З їжею мають надходити також грубоволокнисті речовини, які не перетравлюються в кишечнику, проте стимулюють просування їжі по травному тракту.

Режим харчування має бути таким, аби їжа надходила до організму невеликими порціями через певні проміжки часу. Краще приймати їжу чотири рази на добу в один і той же час. Це сприяє тому, що травні соки починають виділятися ще до їди. Відповідно, і їжа засвоюється значно швидше.

Вечеряти необхідно не пізніше ніж за годину-дві до сну, щоб не лягати спати з наповненим шлунком.

Кулінарна обробка їжі. М’ясо, рибу, крупи, більшість овочів перед уживанням піддають термічній обробці. Вони перетворюються на страви, які засвоюються організмом людини краще за сирі продукти. Так, крохмаль у сирому вигляді лише частково перетравлюється в кишечнику, а після обробки легко розщеплюється ферментами слини в ротовій порожнині. Проте потрібно вживати й сирі овочі та фрукти, оскільки їхня клітковина підсилює скорочення кишечнику. У сирих овочах і фруктах міститься багато вітамінів, які під час термічної обробки частково або повністю руйнуються. Деякі вітаміни не витримують також дії світла й тривалого зберігання.

Таблиця 3. Приблизні норми добової потреби людини в поживних речовинах

1.    Скористайтеся текстом параграфа, табл. З і табл. 2 на форзаці й доповніть текст.

Моєму організму щодня потрібні такі речовини: ... . У ті дні, коли я тренуюся, мені потрібно вживати більше... . Щоб одержувати достатньо вуглеводів, я маю з’їдати... . Я вживаю в їжу... для того, аби мій організм отримував... . Якщо я не вживатиму білкової їжі, то... .

2.    Користуючись табл. З і табл. 2 на форзаці, складіть для свого товариша меню на тиждень. Укажіть, які продукти і в якій кількості йому слід з’їдати на сніданок, обід, полудень, вечерю. Обміняйтеся складеними меню. Обговоріть, які корективи слід внести у ваш раціон.

1.    Які продукти найбагатші на вуглеводи, які — на білки, які — на жири?

2.    Чому в раціон бажано включати тваринні продукти? 3. Які продукти найкраще забезпечують організм ненасиченими жирними кислотами? 4. Чому частину овочів і фруктів слід уживати в сирому вигляді? 5. Чому, поївши перед сном, людина погано спить? 6. Чи достатньо під час складання раціону враховувати лише калорійність продуктів. Відповідь обґрунтуйте. 7*. Доповніть речення: За великих фізичних навантажень енергетична цінність продуктів має бути... на... % (порівняно з діяльністю за відсутності навантажень). Поясніть, за рахунок яких речовин в основному відбувається така зміна калорійності. 8*. Чому вегетаріанське харчування може бути небезпечним?

Наслідки неправильного харчування

І недостатнє, і надмірне споживання їжі спричиняє тяжкі наслідки. Останнім часом лікарі дедалі частіше стикаються саме з наслідками надмірного споживання їжі, наприклад з ожирінням. Ожиріння є результатом переваги споживання жирів і вуглеводів над їх розщепленням. Зайвий жир і вуглеводи перетворюються на жирові запаси. Причиною цього є не тільки переїдання, але й гіподинамія. Шляхом до ожиріння є постійне вживання чіпсів і солодких напоїв, багатих на вуглеводи. Наслідки ожиріння дуже тяжкі: високий кров’яний тиск, цукровий діабет, атеросклероз, хвороби хребта й суглобів тощо.

Показником правильності харчування певною мірою є маса тіла людини. Вона залежить насамперед від вмісту води, жиру й розвитку скелетних м’язів. У середньому частка позаклітинної води становить близько 15 % маси тіла, жиру — 20 %, м’язів — 40 %. Співвідношення між ними може змінюватися, а в результаті змінюється й маса тіла. Так, у разі набряків збільшується кількість води, а ожи-

ріння — відкладення жиру. У жінок вміст жиру зазвичай вищий, ніж у чоловіків, і з віком його кількість збільшується. М’язова маса може зменшуватися під час голодування і збільшуватися в результаті спеціальних тренувань.

Є багато формул визначення норми маси тіла. За найпростішою з них необхідно від значення зросту в сантиметрах відняти 100. Одержане число є приблизним значенням маси тіла.

Наша лабораторія

Витрати енергії та харчування

Життя людини пов’язане з витрачанням енергії. Ми витрачаємо її весь час — і коли ми зайняті фізичним трудом або спортом, і під час занять розумовою працею... Навіть коли ми спимо, ми теж витрачаємо енергію.

Витрачена енергія поповнюється за рахунок їжі. Джерелом такого поповнення є реакції енергетичного обміну в нашому організмі. Це розпад і окиснення речовин, які утворилися в ньому з продуктів розщеплення поживних речовин їжі у травній системі й синтезувалися у клітинах організму.

Як оцінити енерговитрати організму? Розрізняють основний і загальний обмін. Основний обмін — це енерговитрати вранці натщесерце людини у стані спокою, яка спокійно лежить, проте не спить. Загальний обмін крім основного обміну включає ще енерговитрати на всі інші види діяльності: перетравлювання їжі, розумову й фізичну роботу.

Основний обмін змінюється з віком — у підлітків він більший, ніж у дорослих. Якщо доросла людина на день витрачає 100,56 кДж на 1 кг маси тіла, то підліток — 142,6 кДж. У середньому загальний обмін підлітка становить 209,5-272,35 кДж на 1 кг маси тіла на добу.

Як розподіляється енергія, що витрачається в основному обміні? Найбільшими її споживачами є печінка й розслаблені м’язи — на їхню роботу йде по 26 % енергії. На роботу мозку припадає 18 %, 9 і 7 % витрачають серце й нирки, решту — усі інші органи.

Будь-які витрати енергії пов’язані з біологічним окисненням і розпадом органічних речовин, отже, організм потребує їх поповнення.

Як скласти норми харчування, що компенсують енерговитрати? Для цього враховують середні енерговитрати за тиждень і на разові навантаження. Відомо, що в енергетичному відношенні білки, вуглеводи й жири взаємозамінні (калорійність вуглеводів або білків

становить 17,17 кДж, а жиру — 38,97 кДж). Отже, знаючи енергови-трати організму, можна підрахувати, скільки калорій має бути в їжі, аби ці витрати компенсувати. За цими даними можна підрахувати, яка маса поживних речовин їжі потрібна організму.

Проте під час складання раціону слід орієнтуватися не лише на його калорійність, але й на хімічні компоненти їжі. Рослинний білок, наприклад, не містить незамінних амінокислот, які необхідні людині, або містить їх у недостатній кількості. Тому в раціон слід уключати тваринну їжу, білки якої багаті на незамінні амінокислоти. А от тваринні жири на незамінні ненасичені жирні кислоти бідні. Проте вони є в рослинній олії. Отже, у правильному раціоні мають бути присутні білки, жири й вуглеводи різного походження у відповідному співвідношенні.

Це стосується і вмісту вітамінів та мінеральних речовин у їжі, оскільки харчові продукти відрізняються за цим показником. Так, яблука, м’ясо, печінка, гранати містять багато солей Феруму, сир — Кальцію, картопля багата на солі Калію тощо. Проте є продукти, у яких важливі для організму речовини містяться у великій кількості та при цьому не всмоктуються в кишечнику (баластні речовини). Наприклад, у моркві чимало каротину (вихідної речовини для утворення в нашому організмі вітаміну А), але розчиняється він лише в жирах. Отже, всмоктується каротин лише з продуктів, що містять жири (наприклад, терта морква зі сметаною чи олією).

Підсумки

Обмін речовин і енергії (метаболізм) — це сукупність хімічних процесів, які відбуваються в організмі й забезпечують його життєдіяльність, активне освоєння навколишнього середовища, ріст, розвиток і розмноження.

Підготовча стадія обміну включає перетравлення їжі, дихання, транспортування до клітин кисню і продуктів розщеплення, які утворилися під час травлення, до клітин організму.

Основна стадія обміну відбувається в клітинах і складається з двох взаємопов’язаних процесів.

Під час пластичного обміну синтезуються речовини, необхідні організму для побудови органел, утворення ферментів, гормонів тощо.

У процесах енергетичного обміну хімічна енергія, акумульована в органічних речовинах, вивільнюється внаслідок їх окиснення (розпаду). Одна частина цієї енергії перетворюється на теплову, інша акумулюється в молекулах АТФ, головному енергоносії організму. За рахунок теплової

енергії підтримується постійна температура тіла. Енергія, акумульована в молекулах АТФ, використовується в реакціях пластичного обміну.

Завершальна стадія обміну полягає у видаленні з організму кінцевих продуктів окиснення й розпаду.

Усі реакції обміну речовин відбуваються за участі ферментів, що синтезуються в організмі. Для їх утворення необхідні вітаміни, більшість яких надходить із їжею.

Продукти харчування відрізняються за вмістом поживних речовин, необхідних організму, вітамінів, мінеральних речовин. Під час складання раціону слід ураховувати особливості хімічного складу поживних речовин, їхню калорійність, а також наявність у продуктах вітамінів і мінеральних солей.

Працюємо разом

1.    Завітайте до супермаркету, виберіть 10 харчових продуктів і ознайомтеся зі змістом етикеток на них. Визначте, які речовини входять до складу кожного продукту. За допомогою додаткової літератури або Інтернету з'ясуйте, який вплив на організм мають ці речовини. Особливу увагу зверніть на ті, що позначені літерою Е та цифрами, наприклад Е239.

2.    Разом з товаришами складіть перелік корисних і сумнівних продуктів харчування. Обгрунтуйте свою позицію, підготуйте повідомлення і постер «Вживаємо лише корисні продукти!». Підготуйте презентацію свого повідомлення і виступіть із ним на конференції. Придумайте для неї назву. Запросіть на неї батьків, учителів.

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Базанова