Żywienie

ŻYWIENIE- WSTĘP
Głównym celem odżywiania jest dostarczenie człowiekowi energii niezbędnej do życia i pracy. Zapotrzebowanie człowieka na energię jest wyznaczone poziomem przemiany materii , będącej sumą wszystkich procesów metabolicznych zachodzących w organizmie. Przy określaniu zapotrzebowania energetycznego decydujące znaczenie ma to czy organizm znajduje się w spoczynku czy wykonuje jakąś pracę. Dlatego wyróżnia się podstawową przemianę materii i ponadpodstawową ,które składają się na przemianę całkowitą.
• podstawowa przemiana materii – najniższy poziom przemian energetycznych dostarczający energii dla podstawowych czynności fizjologicznych, warunkujących podtrzymanie życia (oddychanie , praca nerek , serca , wątroby , krążenie krwi i inne) przy założeniu ,że człowiek znajduje się w optymalnych warunkach bytowych. Warunki te określają ,że człowiek znajduje się na czczo , w pozycji leżącej . w zupełnym spokoju fizycznym i psychicznym oraz w otoczeniu o odpowiednim mikroklimacie – (podtrzymywanie życia)
• ponadpodstawowa przemiana materii – (warunkująca prawidłowe funkcjonowanie człowieka w środowisku)
- Swoiście dynamiczne działanie pokarmu – „Nakład inwestycyjny, żeby uzyskać energię z pokarmów” oznacza okresowy wzrost przemiany materii (wydatki energetyczne) spowodowany spożyciem pokarmu , jego trawieniem , wchłanianiem i transportem składników odżywczych. Najbardziej kosztowne energetycznie jest spożywanie białek –zwiększa przemianę materii o 25-40% dostarczonych energii netto , tłuszczów o 14% , węglowodanów o 6% .
- Wydatek energetyczny związany z wykonywaniem różnych czynności i utrzymaniem stałej ciepłoty ciała
Podstawowym źródłem energii dla pokrycia potrzeb energetycznych organizmu są tłuszcze , węglowodany i białka. W normalnej diecie-fizjologicznej składniki te powinny pokrywać zapotrzebowanie energetyczne w następujących proporcjach:
białka 12-14 % do 15%
tłuszcze 30% (w tym min 3% powinny stanowić Niezbędne Nienasycone Kwasy Tłuszczowe)
węglowodany 50-60% w tym do 10% cukry proste (nawet do 70% kosztem tłuszczów)

Ilość energii jaka może się wyzwolić w organizmie po spożyciu posiłku nazywamy jego kalorycznością lub wartością kaloryczną tego pożywienia.
Współczynnik (równoważnik) energetyczny – określa ilość kcal jaka wywiązuje się podczas spalania w organizmie lub poza nim 1g danego składnika pokarmowego (wartości tych wskaźników różnią się nieco w zależności od metody ich wyznaczania). Do obliczeń kaloryczności pokarmów możemy jednak przyjąć następujące wartości współczynników energetycznych:
białka i węglowodany po 4 kcal
tłuszcze 9kcal
alkohol 7kcal.

Wyznaczanie zapotrzebowania energetycznego - Dla człowieka dorosłego zapotrzebowanie energetyczne na podstawową przemianę materii wynosi przeciętnie 1 kcal/1 godzinę/1 kg masy ciała czyli dla człowieka ważącego 70 kg wyniesie ok. 1680kcal/ dzień.
zapotrzebowanie na podstawową przemianę materii u dzieci jest większe o ok. 20-30%
u osób starszych mniejsze o 10-20%.
Wydatek na czynności pozazawodowe ok. 500-100kcal
praca zawodowa 1h pracy lekkiej – 75kcal
1h pracy średnio ciężkiej 75-100kcal
1h pracy ciężkiej 300 i więcej kcal (najlepiej stosować tabele zapotrzebowania energetycznego uwzględniające płeć, wiek i rodzaj pracy)


SKŁADNIKI POKARMOWE

Białka
Stanowią ok 20% masy dorosłego człowieka. Są materiałem budulcowym, składnikami płynów ustrojowych. i wydzielin , hormonów, enzymów , ciał odpornościowych. Niedobór białka w pożywieniu prowadzi do zahamowania wzrostu i rozwoju zarówno fizycznego jak i psychicznego, zmniejsza odporność na choroby zakaźne, jest powodem wydłużenia okresu zdrowienia u ludzi chorych.
Białka dają uczucie sytości i dlatego często są podstawą diet odchudzających.
O wartości odżywczej białek pożywienia tj. o stopniu w jakim odpowiadają one zapotrzebowaniu organizmu (zostaną wykorzystane przez organizm do syntezy własnych białek) decyduje:
• Ilość, wzajemne proporcje i dostępność aminokwasów egzogennych (fenyloalanina, izoleucyna, leucyna, lizyna, walina, metionina, tronina, tryptofan, arginina, histydyna- termin egzogenne może odnosić się do potrzeb org. w szczególnych warunkach np. w cyklu mocznikowym syntetyzowana jest wystarczająca ilość Arg aby zaspokoić potrzeby dorosłej osoby, ale nie rozwijającego się dziecka)
• podatność na obróbkę kulinarną i hydrolizę enzymatyczną ułatwiającą procesy trawienia i wchłaniania (przyswajanie)
• % zawartość kalorii z białek w ogólnej ilości spożytej energii ( gdy białek w diecie jest za dużo – to część z nich ulegnie procesom katabolicznych i zostanie wykorzystana na potrzeby energetyczne)
Występujące w przyrodzie białka różnią się składem aminokwasowym więc ich wartość odżywcza jest zróżnicowana.
Białka kuliste pochodzenia zwierzęcego np albuminy, globuliny, kazeina mleka lub roślinnego gluteliny, protaminy,albuliny (zboża, rośliny strączkowe, orzechy) mają biologicznie korzystny zestaw aminokwasów i są podatne na obróbkę kulinarną i hydrolizę enzymatyczną – ich wartość odżywcza jest wysoka.
Białka strukturalne ( kreatyna, kolagen, elastyna, fibrynogen) mają strukturę włókienkowatą, są nierozp. W H2O i oporne na obróbkę kulinarną , ponadto zawierają ograniczony zestaw aminokwasów egzogennych - ich wartość odżywcza jest niepełna.

Białko jaja kurzego – białko wzorcowe zawiera optymalny zestaw i proporcje aminokwasów egzogennych.
Zestawianie posiłków pod kątem wzajemnego uzupełniania się składu aminokwasowego pozwala otrzymać mieszaninę białek o wysokiej wartość odżywczej. Na przykład produkty zbożowe zawierające mało lizyny powinny być łączone z mlekiem lub jego przetworami ( dużo Lys). Niezbyt korzystne jest połączenie mięsa z nasionami roślin strączkowych – gdyż oba te produkty mają deficyt aminokwasów siarkowych.
Przy określaniu wartości odżywczej białek pożywienia należy znać:
• stopień strawności białka
• stosunek energii pochodzącej z białek do całkowitej ilość energii pobranej w posiłku
• wskaźnik aminokwasu ograniczającego WAO.

Zawartość aminokwasu egzogennego w danym produkcie spożywczym
Zawartość aminokwasu egzogennego w białku jaja kurzego(białko wzorcowe)



Aminokwas dla którego wartość X w danym produkcie jest najmniejsza jest aminokwasem ograniczającym, wartość X to wskaźnik aminokwasu ograniczającego (WAO). – np mąka sojowa - aminokwasem ograniczającym jest Met+Cys (aminokwasy siarkowe podaje się łącznie), a wartość wskaźnika WAO wynosi 70%.

Dzienne zapotrzebowanie na białka pełnowartościowe (których wykorzystanie przez organizm wynosi ponad 70%) : 1g /kg masy ciała - dorośli
1.5-3g/kg masy ciała - dzieci

węglowodany
W organizmie zawartość węglowodanów jest mała ok.1%, natomiast spożycie ich jest duże 60-70% zapotrzebowania energetycznego, sugeruje to, że są to związki, które najszybciej ulegają przemianom.
Glukoza jest niezastąpionym źródłem substratów energetycznych dla mózgowia, ukł. nerwowego, krwinek czerwonych i białych, nerek , mięśni w fazie regeneracji ATP. Jest głównym substratem energetycznym dla płodu i wraz z galaktozą niezbędna do wytwarzania laktozy.
Przy niedoborze węglowodanów w diecie dochodzi do nieprawidłowego spalania tłuszczów i powstawania ciał ketonowych zakwaszających ustrój, ponadto następuje synteza glukozy z białek i częściowo z tłuszczy.
Nadmiar spożytych węglowodanów ulega przemianie na tłuszcz. Nadmiar węglowodanów, zwłaszcza cukrów prostych powoduje nieenzymatyczną glikolizację białek strukturalnych i funkcjonalnych (co przyspiesza ich starzenie i degradację)- proces ten jest nasilony w cukrzycy. Duże spożycie cukrów prostych (głównie sacharozy), łatwo metabolizowanych ( o szybko przemijającym efekcie) jest b.częstym błędem dietetycznym.

Nadmierna konsumpcja słodyczy może prowadzić do:
• zachwiania równowagi między ośrodkiem głodu i sytości, co sprzyja rozwojowi cukrzycy, hiperinsulinemi i otyłości
• niedoborów witamin z grupy B (które są potrzebne do ich metabolizowania, cukrom prostym nie towarzyszą zwykle te witaminy i org. musi czerpać z własnych rezerw)
• (sprzyja) próchnicy ( cukry proste stanowią surowiec energetyczny dla bakterii płytki nazębnej)
• nadkwaśności żołądka (działają drażniąco na żołądek, zwiększają wydzielanie kwasu solnego)
Błonnik pokarmowy – element strukturalny komórek roślinnych , mieszanina substancji o charakterze polisacharydowym ( celuloza , hemicelulozy ,pektyny , gumy , śluzy i niepolisachrydowym (lignina) , generalnie nie podlega trawieniu i wchłanianiu , nie jest przyswajany i nie może być źródłem energii ; wywiera jednak wpływ na czynność uk. pokarmowego a pośrednio na procesy materii całego org.
Wyróżnia się 2 frakcje : włókna nierozpuszczalne w wodzie ( celuloza , hemicelulozy, lignina) włókna rozpuszczalne w wodzie (pektyny, gumy, śluzy)
W jamie ustnej – pożywienie zawierające włókno wymaga dokładnego rozgryzienia , wzmożony wypływ śliny , wymywanie resztek pokarmu z zębów , rozcieńczenie cukrów – działanie przeciw próchnicze
Żołądek- zwiększenie treści pokarmowej , przedłużenie mózgowej fazy wydzielania żołądka ( posiłek zjedzony wolno) , większa zdolność do buforowania kwasów w treści pokarmowej
Jelita - zwiększenie treści pokarmowej zarówno przez wiązanie wody jak i zwiększone wydzielanie soków trawiennych , zwiększenie masy stolca , przyspieszony pasaż przez jelito ,mechaniczne drażnienie ściany jelita , pobudzenie ukrwienia – wpływ na perystaltykę jelit (włókna nierozp. w wodzie- celulozy , ligniny , hemicelulozy)
włókna rozp. w wodzie – np. pektyny – są rozkładane przez bakterie w okrężnicy do wodoru , metanu , CO2 i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, bakterie zawierają dużo wody , która nie jest wchłaniana , konsystencja śluzu luźniejsza , brak wpływu na masę stolca
• f-cja odtruwająca- wolne grupy karboksylowe tych związków wiążą związki toksyczne np. dwuwartościowe kationy (np. metale ciężkie)
• wpływ na sekrecję insuliny (zmniejsza , opóźnia)
• wpływ na gospodarkę lipidową
- wiąże kwasy żółciowe (głownie pektyny) powoduje zwiększone wydalanie ich z kałem , co powoduje skierowanie cholesterolu do puli kwasów żółciowych zmniejszając w ten sposób ilość cholesterolu dostępnego do wbudowania w lipoproteiny
- krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe ( powstające z rozkładu pektyn przez bakterie) inhibują HMG-CoA reduktazę biorącą udział w syntezie cholesterolu w wątrobie
- Wg. zaleceń WHO należy dążyć do konsumpcji 20-40g błonnika dziennie
- 12g - przeciętna zawartość w społeczeństw uprzemysłowionych
- 45g kultury łowiecko-zbierackie
Niedobór błonnika prowadzi do zaparć ,miażdżycy , otyłości, kamicy żółciowej , uchyłkowatości jelita , polipów i nowotworów jelita grubego.
tłuszcze

• Są najbardziej skoncentrowanym źródłem energii
• Są źródłem witamin rozpuszczalnych w tłuszczach i NNKT
• Stanowią materiał budulcowy , z którego ustrój czerpie składniki do budowy tkanek i syntezy niektórych substancji biologicznie czynnych
• Utrzymują strukturę poszczególnych komórek , tkanek i narządów

Kwasy tłuszczowe zawarte w tłuszczach mogą być bezpośrednio wykorzystywane jako źródło energii przez większość komórek ustroju z wyjątkiem krwinek i komórek ośrodkowego układu nerwowego

W tłuszczach występują kwasy tłuszczowe nasycone , jednonienasycone i wielonienasycone ( oróżnych długościach łańcucha węglowego. Kwasy nasycone i jednonienasycone mogą być syntetyzowane przez organizm , natomiast kwasy wielonienasycone nie są syntetyzowane , gdyż człowiek nie posiada układów enzymatycznych umożliwiających wprowadzenie wiązań podwójnych w pozycją n-3 i n-6. Pewne ilości kwasów tłuszczowych wielonienasyconych o dłuższych łąńcuchach mogą się tworzyć w organizmie człowieka z kwasów o krótszych łańcuchach w wyniku reakcji elongacji czyli wydłużania łącucha węglowego , jednak są to ilości niewystarczające do potrzeb i muszą być dostarczane z pożywieniem.

Kwasy tłuszczowe jednonienasycone
Kwasy z rodziny kwasu oleinowego występujące głównie w oliwie z oliwek , oleju rzepakowych arachidowym są korzystnym składnikiem diety , wywołują bowiem spadek poziomu chlesterolu w surowicy i frakcji LDL w wyniku aktywacji receptorów na hepatocytach w ten sposób wpływają na zwrotny transport cholesterolu do wątroby , jego metabolizm komórkowy i jego usuwanie z żółcią.

Kwasy tłuszczowe wielonienasycone
Należą do rodzin n-3 i n-6 . Są to :

• kwas linolowy C18:2 , n-6
• kwas - linolenowy C18: 3 , n-3

oraz kwasy o dłuższych łańcuchach :
• arachidonowy C 20: 4 , n-6
• Eikozapentaenowy C 20: 5 , n-3 EPA
• Dokozaheksaenowy C 22: 6 , n-6 DHA

kwas linolowy- występuje głównie w produktach roślinych , zwłaszcza olejach jadalnych takich jak olej kukurydziany , słonecznikowy , rzepakowy , sojowy

kwas - linolenowy – występuje w błonach chloroplastów roślin , warzywa liściaste zawierają ten kwas w ilościach stanowiących 40-60% całkowitej ilości kwasów tłuszczowych
Kwasy eikozapentaenowy i dokozaheksaenowy - występują głównie w tłuszczu ryb morskich

Wielonienasycone kwasy tłuszczowe z rodzin n-6 i n-3 wywierają korzystny wpływ na organizm , ze względu na działanie hipotensyjne i obniżanie poziomu cholesterolu głównie we frakcji LDL

W ustroju zwierząt i ludzi kwasy wielonienasycone z rodziny n-3 występują w mniejszych ilościach niż kwasy n-6. Niektóre jednak narządy zawierają ich dużo zwłaszcza DHA , który występuje głównie w fosfolipidach błon komórkowych , w mózgu ( wkorze mózgowej człowieka DHA stanowi 30%- 35 % kwasów tłuszczowych. Fosfolipidy receptorów siatkówki zawierają ok25% tego kwasu , a wjądrach człowieka i małpy jest on głównym kwasem wielonienasyconym

Przemiany wielonienasyconych kwasów tłuszczowych n-6 i n-3 w ustroju człowieka i zwierząt mają wiele wspólnych ogniw metabolicznych , współzawodniczą ze sobą na każdym etapie , co wynika z faktu , że stanowią substrat dla tych samych enzymów.

Z kwasów 20-węglwych powstają eikozanoidy , hormony o wszechstronnym działaniu występujące w płynach ustrojowych i tkankach zwierząt i ludzi .Prekursorami eikozanoidów mogą być teoretycznie kwas dihomogammalinolenowy (20:3 , n-6) arachidonowy i eikozapentaenowy (20:5 , n-3).

Praktycznie u ludzi pozostających na przeciętnej diecie europejskiej wytwarzają się prawie wyłącznie eikoaznoidy dienowe , pochodne kwasu arachidonowego , natomiast w tkankach populacji spożywających znaczne ilości ryb i zwierząt morskich w większej mierze wytwarzają się eikozanoidy trienowe powstające z kwasu eikozapentaenowego .

Obserwacje niskiej częstości występowania choroby wieńcowej u Eskimosów i rybaków japońskich spożywających duże ilości ryb zapoczątkowały szereg badań nad mechanizmem działania kwasów wielonienasyconych z rodziny n-3.

Uważa się , że kwasy wielonienasycone z rodziny n-3 działają na układ krążenia przeż regulację eikozanoidów. W wyniku wielu doświadczeń stwierdzono , że nadmierna i niezbilansowana synteza eikozanoidów zwłaszcza tromboksanu TXA2 i leukotrienu LTB4 ( pochodnych kwasu arachidonowego ) sprzyja powstawaniu miażdżycy , że względu na ich właściwości proagregacyjne , nadmiar tromboksanu TXA2 i leukotrienu LTB4 nasila przyleganie leukocytów i płytek krwi do śródbłonka naczyń krwionośnych i ułatwia infiltrację monocytów do błony wewnętrznej tętnic , proliferację komórek mięśni gładkich i przyspieszenie miażdzycy. Natomiast tromboksan TXA3 powstający z kwasu eikozapentaenowego jest w tym zakresie obojętny lub działa antyagregacyjnie .

Różne eikozanoidy wywierają przeciwne działanie np. prostacyklina PGI 2 (pochodna kwasu arachidonowego) jest silnym inhibitorem agregacji płytek , ich ilościowy stosunek reguluje agregację płytek krwi i określa tendencję ustroju do tworzenia się zakrzepów

Zmniejszenie syntezy TXA2 I LTB4 można osiągnąć przez obniżenie w błonach komórkowych zawartości kwasu arachidonowego prekursora tych eikozanoidów przez zwiększeną podaż kwasów rybich z rodziny n-3.


Ponadto stwierdzono , że oba kwasy pochodzące z tłuszczu ryb i powstające z nich związki hydroksylowe mogą wiązać receptor Tromboksanu TXA2 w płytkach krwi zmieniając w ten sposób ich skłonność do agregacji.

Przeciwmiażdzycowe działanie podawanych w pożywieniu kwasów z rodziny n-3 zostało stwierdzone w wielu doświadzczeniach , m.in stwierdzono , że te kwasy wpływają na aktywność lipazy lipoproteinowej (obniżają) ,co zmniejsza trawienie i przyswajanie tłuszczów, zwiększają wydalanie cholesterolu z kwasami żółciowymi , obniżają zawartość trójglicerydów i VLDL (ulegające konwersji do LDL) w surowicy , hamują syntezę trójglicerydów w wątrobie.

Kwasy rybie wywierają również wpływ na obniżenie płytkopochodnego czynnika wzrostu (PDGF) zwiększającego proliferację miocytów (K mięśni gładkich)., podczas gdy olej słonecznikowy wywierał w tym względzie działanie ok. 20-krotnie mniej intensywne.

Uważa się jednak , że nadmierna ilość wielonienasyconych kwasów tłuszczowych z rodziny n-3 w diecie również nie jest korzystna . Przypuszcza się , że wydłużony czas krwawienia u Eskimosów może być związany ze zbyt dużym spożyciem tych kwasów. NNKT są podatne na tworzenie nadtlenków , co zwiększa zapotrzebowanie na witaminę E. Nadmiar w pożywieniu tłuszczów rybnych (zwłaszcza wątrób ryb) może powodować zbyt duże spożycie witaminy A i D.
Dostępne dane epidemiologiczne nie wskazują , aby było konieczne stosowanie profilaktyczne preparatówzawierających kwasy z rodziny N-3 . Można przyjąć , że spożywanie 2,3 razy w tygodniu ryb zapewnia optymalną podaż tych kwasów w diecie.

Kwasy tłuszczowe nasycone

Krótko i średniołańcuchowe (masłowy C4 , kapronowy C 6 , Kaprylowy C 8 , laurynowy C12 , Mirystynowy C14)
Powstają w czasie fermentacji z węglowodanów w jelicie , są z reguły całkowicie wykorzystywane jako paliwo energetyczne dla komórek mięśni , wątroby , nerek , płytek krwi i mięśnia sercowego . pozostała część jest przetwarzana w ciepło , potrzebne do utrzymania stałej temperatury ciała , u dzieci działają jako hormon wzrostu na komórki jelita grubego.


Długołańcuchowe (palmitynowy C16, stearynowy C18) ich pobór związany jest ze spożywaniem tłuszczów zwierzęcych , nadmierna podaż tych tłuszczów powoduje wzrost stężenia wolnych kwasów tłuszczowych (co zwiększa zapotrzebowanie na tlen mięśnia sercowego), cholesterolu całkowitego w surowicy i lipoproteinach o niskiej gęstości (LDL) , wywierają działanie hipertensyjne , zwiększają agregację płytek krwi , podnoszą poziom VII czynnika krzepnięcia , dzięki czemu sprzyjają tworzeniu zakrzepów
Przy uszkodzeniu śródbłonka naczyniowego następuje przenikanie lipoprotein LDL , VLDL i chylomikronów do błony wewnętrznej tętnic , nasilenie tego procesu jest proporcjonalne do ciśnienia krwi i stężenia lipoprotein we krwi. Przy małym stężeniu następuje oksydacyjna modyfikacja LDL pod wpływem wolnych rodników i nadtlenków , co inicjuje tworzenie komórek piankowych i zapoczątkowuje proces miażdżycowy proces miażdżycowy .
[komórki piankowe mogą tworzyć się z makrofagów i komórek m gładkich proliferujących w miejscu tworzenia się blaszki . Komórki te pobierają zmodyfikowane oksydacyjnie LDL szlakiem zmiataczowym , nie normalną drogą receptorową , szybko wypełniają się lipidami i powstają k piankowe.(podstawowy element blaszki miażdżycowej) : odkładające się martwe komórki , złogi wapnia , zakrzepy przekształcają blaszki miażdżycowe w blaszki złożone. Zawał lub udar następuje , gdy blaszka miażdżycowa zupełnie zamknie przepływ krwi przez naczynia odcinają dopływ krwi do serca , mózgu czy innego narządu.

Według Nestel’a optymalne poporcje kwasów tłuszczowych w diecie ( przy założeniu , że 30% stanowią tłuszcze) wynosi :

Nasycone kwasy t.-8%
Jednonienasycone –13%
Wielonienasycone n-6 7%
Wielonienasycone n-3 (krótsze łańcuchy) 1%
Wielonienasycone n-3 (dłuższe łańcuchy) 1%