Полезные и необходимые вещества для человеческого организма
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 сентября 2019; проверки требуют 7 правок.
Незамени́мые пищевы́е вещества́ (эссенциальные пищевые вещества) — это вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности человека или животного, но не синтезируемые его организмом или синтезируемые в недостаточном количестве. Получить незаменимые вещества (например, ниацин или холин) человек или животное может только с пищей[1][2][3].
Необходимые для человека вещества и факторы, которые обычно не считают пищевыми[править | править код]
- Кислород.
- Вода.
- Солнечный свет (для синтеза витамина D)[4][5].
Перечень незаменимых пищевых веществ[править | править код]
Незаменимые пищевые вещества различны для разных видов живых организмов. Например, большинство видов млекопитающих способно синтезировать в организме аскорбиновую кислоту, полностью покрывая потребности метаболизма в ней без внешних дополнительных источников. Следовательно, она не считается незаменимой для этих животных. Но она является незаменимым элементом в пище людей, которые нуждаются во внешних источниках аскорбиновой кислоты (в контексте питания известной как витамин C).
Потребности организма человека колеблются широко. Так, человек массой 70 кг содержит 1,0 кг кальция, но только 3 мг кобальта[2][6]. Многие незаменимые пищевые вещества при приёме в чрезмерных количествах токсичны, что приводит к возникновению патологического состояния (например, гипервитаминоза). Другие же можно потреблять без видимого вреда в количествах, намного больших, чем в типичном суточном рационе. Дважды Нобелевский лауреат Лайнус Полинг о витамине B3 (известном также как ниацин и ниацинамид) как-то сказал: «Меня ошеломила его очень низкая токсичность при том, что он оказывает такое значительное физиологическое влияние. Ежедневный приём крошечной малости, 5 мг, достаточен для того, чтобы сохранить жизнь умирающему от пеллагры, но у него нет токсичности в количествах в десятки тысяч раз больших, которые [иногда] можно принять без вреда»[7]
К незаменимым пищевым веществам для человека относят следующие четыре категории:[3]
Незаменимые жирные кислоты[править | править код]
- α-линоленовая кислота (омега-3 жирная кислота с кратчайшей цепочкой),
- линолевая кислота (омега-6 жирная кислота с кратчайшей цепочкой).
Незаменимые аминокислоты для взрослых людей[править | править код]
- изолейцин,
- лизин,
- лейцин,
- метионин,
- фенилаланин,
- треонин,
- триптофан,
- валин.
- гистидин.
Незаменимые аминокислоты для детей, не для взрослых[править | править код]
- аргинин.
Витамины[править | править код]
- холин (витамин B4),
- фолат (фолиевая кислота, витамин B9, витамин M),
- ниацин (витамин B3, витамин P, витамин PP),
- пантотеновая кислота (витамин B5),
- рибофлавин (витамин B2, витамин G),
- тиамин (витамин B1),
- витамин A (ретинол),
- витамин B6 (пиридоксин, пиридоксамин или пиридоксаль),
- витамин B12 (кобаламин),
- витамин C (аскорбиновая кислота),
- витамин D (эргокальциферол или холекальциферол),
- витамин E (токоферол),
- витамин K (нафтохиноны).
Незаменимые минеральные соли[править | править код]
Минеральные соли в составе пищи — это химические элементы, которые должны содержаться в пище живых организмов помимо четырёх основных химических элементов: углерода, водорода, азота и кислорода, присутствующих в обычных органических молекулах[8]. Термин «минеральные соли» подчёркивает именно ионное состояние этих элементов, а не нахождение их в форме химических соединений или природных ископаемых минералов[9]. (нет в источнике)
Важность получения «минеральных солей» с пищей вызвана тем фактом, что эти элементы входят в состав ферментов и других необходимых организму веществ — участников биохимических реакций[10]. Следовательно, для сохранения оптимального здоровья требуются соответствующие уровни потребления определённых химических элементов.
По мнению специалистов по питанию, эти требования удовлетворяются просто обычным сбалансированным суточным рационом. Иногда рекомендуется потребление минеральных солей в составе определённых продуктов, богатых требуемыми элементами, в других случаях минеральные соли поступают в организм в виде добавок к пище — наиболее часто это йод в йодированной соли[3][11].
Точное количество незаменимых солей неизвестно. Некоторые авторы утверждают, что для поддержания биохимических процессов человека требуется шестнадцать элементов, играющих структурные и функциональные роли в организме[12]. Иногда делают различие между этой категорией и более общим понятием микроэлементов в составе пищи. Большинство незаменимых минеральных солей имеет относительно низкий атомный вес. Следующие химические элементы играют доказанные важные роли в биологических процессах:
| H | He | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | |||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | |
| Cs | Ba | La | * | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| Fr | Ra | Ac | ** | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | |||||||
| * | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | ||||
| ** | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | ||||
| Четыре основных биогенных элемента | Количественно определяемые элементы | Незаменимые элементы в микроконцентрации | Присутствующие элементы с неидентифицированной биологической функцией у человека |
| Элемент | РСД-рекомендуемая суточная доза/АП-адекватный приём | Количественное содержание | Категория | Недостаточность | Избыточность |
|---|---|---|---|---|---|
| Калий (K) | 4700 мг | Количественное содержание | является системным электролитом, незаменим при регулировании АТФ с натрием. Источники в рационе включают бобовые, картофель, томаты и бананы. | гипокалиемия | гиперкалиемия |
| Хлориды (Cl−) | 2300 мг | Количественное содержание | требуются для выработки соляной кислоты в желудке и при функционировании клеточного насоса. Столовая соль — основной источник в рационе. | гипохлоремия | гиперхлоремия |
| Натрий (Na) | 1500 мг | Количественное содержание | является системным электролитом, незаменим при регулировании АТФ с калием. Источники рациона столовая соль (натрия хлорид, основной источник), морские водоросли, молоко, шпинат. | гипонатриемия | гипернатриемия |
| Кальций (Ca) | 1000 мг | Количественное содержание | требуется для мышц, здоровья сердца и пищеварительной системы, необходимый элемент костей, поддерживает синтез и функцию клеток крови. Источники кальция в рационе включают молочные продукты, консервированную рыбу с костями (лосось, сардины), зелёные листовые овощи, орехи и семена. | гипокальцемия | гиперкальцемия |
| Фосфор (P)[13] | 700 мг | Количественное содержание | компонент костей (апатит), выработки энергии и многих других функций.[14] В биологическом контексте обычно в виде фосфата.[15] | гипофосфатемия | гиперфосфатемия |
| Магний (Mg) | 420 мг | Количественное содержание | требуется для реакций с АТФ и для костей. Источники в рационе включают орехи, соевые бобы и какао. | недостаточность магния | гипермагнеземия |
| Цинк (Zn)[16] | 11 мг | Следы | требуется для нескольких ферментов, таких как карбоксипептидаза, алкогольная дегидрогеназа печени, углеродная ангидраза. | недостаточность цинка | отравление цинком |
| Железо (Fe) | 8 мг | Следы | требуется для многих белков и ферментов, особенно гемоглобина. Источники в рационе включают красное мясо, зелёные листовые овощи, рыбу (тунец, лосось), сухофрукты, бобы, виноград, цельные и обогащённые зёрна. | анемия | нарушение обмена железа |
| Марганец (Mn)[17] | 2,3 мг | Следы | является кофактором при функционировании ферментов. | недостаточность марганца | отравление марганцем |
| Медь (Cu)[18] | 900 мкг | Следы | требуемый компонент многих окислительно-восстановительных реакций, включая цитохром C оксидазу. | недостаточность меди | отравление медью |
| Йод (I) | 150 мкг | Следы | требуется для биосинтеза тироксина. | недостаточность йода | отравление йодом |
| Селен (Se)[19] | 55 мкг | Следы | кофактор, существенный для активности антиоксидантных ферментов, таких как глутатионпероксидаза. | недостаточность селена | селеноз |
| Молибден (Mo) | 45 мкг | Следы | оксидазы: ксантиноксидаза, альдегидоксидаза и сульфитоксидаза[20] | недостаточность молибдена | избыток молибдена (передозировка молибдена) |
Другие химические элементы с предполагаемой или известной ролью в здоровье человека[править | править код]
В различное время в отношении многих элементов предполагали роль в сохранении здоровья человека, заявлялось также и об их необходимости. Ни для одного из этих элементов не идентифицирован специфический белок или комплекс, и обычно такие притязания не подтверждались. Явным и точным доказательством биологического эффекта служит характеристика биомолекулы, содержащей этот микроэлемент, с идентифицируемой и проверяемой метаболической функцией[21]. Для элементов, присутствующих в следовых количествах, выделение и изучение таких молекул сопряжено с огромными трудностями в связи с их низкой концентрацией. С другой стороны, недостаточность этих микроэлементов трудно воспроизвести, так как они постоянно присутствуют в окружающей среде и организме, что вызывает сложности с доказательством биологического эффекта их отсутствия[10].
- Сера (S) выступает во многих ролях[22]. Требуются относительно высокие количества её, но рекомендуемой суточной потребности нет,[23] поскольку сера входит в состав аминокислот и, следовательно, её количество будет адекватным в любом рационе, содержащем достаточное количество белка.
- Кобальт (Co) (как часть витамина B12). Для синтеза витамина B12 требуется кобальт, но по причине того, что в человеческом организме этот витамин не синтезируется (его производят бактерии), обычно рассматривается недостаточность витамина B12, а не собственно недостаточность кобальта.
- Хром (Cr)[24]. Иногда хром описывается как необходимый элемент[25][26]. Он подозревается в участии в углеводном обмене человека, что привело к возникновению рынка биологически активной добавки хрома пиколината, но решающего биохимического доказательства его физиологической функции не представлено[27].
- Фтор описан как условно необходимый, его классификация зависит от важности, придаваемой предупреждению кариеса и остеопороза[28].[29]
- Есть исследования, подтверждающие необходимость никеля (Ni),[30] но до настоящего времени не выработано рекомендуемой суточной потребности[24].
- Значение мышьяка (As), бора (B), брома, кадмия, кремния (Si)[24], вольфрама и ванадия установлено, по крайней мере, по специализированным биохимическим ролям структурных или функциональных кофакторов у других организмов. Похоже, что эти микроэлементы не являются необходимыми для человека.
Примечание[править | править код]
- ↑ Пища // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- ↑ 1 2 Hausman, P, 1987, The Right Dose. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
- ↑ 1 2 3 Pauling, L. (1986). How to Live Longer and Feel Better. New York NY 10019: Avon Books Inc.. ISBN 0-380-70289-4.
- ↑ Человек. Большая советская энциклопедия
- ↑ Pauling, L. (1986). How to Live Longer and Feel Better. New York NY 10019: Avon Books Inc. ISBN 0-380-70289-4.
- ↑ Скальный А., Рудаков И. Биоэлементы в медицине.2004,Изд. МИР, ОНИКС
- ↑ Pauling, L. (1986). How to Live Longer and Feel Better. New York NY 10019: Avon Books Inc.. ISBN 0-380-70289-4. Page 24.
- ↑ Биогенные элементы. Большая советская энциклопедия
- ↑ Элементы химические. Большая советская энциклопедия
- ↑ 1 2 Lippard, Stephen J.; Jeremy M. Berg (1994). Principles of Bioinorganic Chemistry. Mill Valley, CA: University Science Books. pp. 411. ISBN 0-935702-72-5.
- ↑ R. Bruce Martin «Metal Ion Toxicity» in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, Robert H. Crabtree (Ed), John Wiley & Sons, 2006. DOI: 10.1002/0470862106.ia136
- ↑ Nelson, David L.; Michael M. Cox (2000-02-15). Lehninger Principles of Biochemistry, Third Edition (3 Har/Com ed.). W. H. Freeman. pp. 1200. ISBN 1-57259-931-6.
- ↑ Hausman P, 1987, The Right Dose. р. 470. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
- ↑ Corbridge, D. E. C. (1995-02-01). Phosphorus: An Outline of Its Chemistry, Biochemistry, and Technology (5th ed.). Amsterdam: Elsevier Science Pub Co. pp. 1220. ISBN 0-444-89307-5.
- ↑ Linus Pauling Institute at Oregon State University”. [1]. Retrieved 2008-11-29.
- ↑ Hausman P, 1987, The Right Dose. р. 395. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
- ↑ Hausman, P, 1987, The Right Dose. р.469. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
- ↑ Hausman, P, 1987, The Right Dose. р.467. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
- ↑ Hausman P, 1987, The Right Dose. р.432. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
- ↑ Sardesai VM (December 1993). «Molybdenum: an essential trace element». Nutr Clin Pract 8 (6): 277-81. doi:10.1177/0115426593008006277. PMID 8302261.
- ↑ Микроэлементы. Большая советская энциклопедия
- ↑ Nelson, D. L.; Cox, M. M. «Lehninger, Principles of Biochemistry» 3rd Ed. Worth Publishing: New York, 2000. ISBN 1-57259-153-6.
- ↑ NSC 101 Chapter 8 Content”. https://www.nutrition.arizona.edu/nsc101/chap08/ch08.htm Архивная копия от 30 сентября 2009 на Wayback Machine. Retrieved 2008-12-02.
- ↑ 1 2 3 Mertz, W. 1974. The newer essential trace elements, chromium, tin, vanadium, nickel and silicon. Proc. Nutr. Soc. 33 p. 307.
- ↑ Linus Pauling Institute Micronutrient Information Center (Oregon State University), Chromium Retrieved 2008-11-29.
- ↑ Eastmond DA, Macgregor JT, Slesinski RS (2008). «Trivalent chromium: assessing the genotoxic risk of an essential trace element and widely used human and animal nutritional supplement». Crit. Rev. Toxicol. 38 (3): 173-90. doi:10.1080/10408440701845401. PMID 18324515.
- ↑ Stearns DM (2000). «Is chromium a trace essential metal?». Biofactors 11 (3): 149-62. doi:10.1002/biof.5520110301. PMID 10875302.
- ↑ Cerklewski FL (May 1998). «Fluoride–essential or just beneficial». Nutrition 14 (5): 475-6. PMID 9614319. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0899900798000239.
- ↑ Linus Pauling Institute at Oregon State University”. https://lpi.oregonstate.edu/infocenter/minerals/fluoride/. Retrieved 2008-11-29.
- ↑ Anke M, Groppel B, Kronemann H, Grün M (1984). «Nickel–an essential element». IARC Sci. Publ. (53): 339-65. PMID 6398286.
См. также[править | править код]
- Суточная потребность человека в биологически активных веществах
- Биологически значимые элементы
– Реклама –
Наш организм – совершенная слаженная система, которая способна самостоятельно
синтезировать нужные ей вещества. Но существуют такие элементы, которые можно
получить только из пищи. По мнению Всемирной организации здравоохранения, они
являются обязательными для профилактики болезней и поддержания вашего здоровья.
Все питательные вещества принято делить на две группы: макро- и
микроэлементы.
К макроэлементам относят белки, жиры и углеводы. Они
обеспечивают человека энергией, и из них построены все клетки нашего организма.
Это относительно большие молекулы, потому они носят название макроэлементов. К микроэлементам относят витамины
и минералы. Их молекулы намного меньше, но также играют не меньшую по важности
роль в организме, чем макроэлементы. Итак, какие же питательные вещества
необходимы человеку в первую очередь? О каждом из них по порядку.
1. Белки
Белок
нужен не только спортсменам для красивого рельефа. Он необходим любому человеку
для нормальной работы организма. Особенно белки важны для детей, так как их
мышцы, кости, органы непрерывно растут. Для полноценного развития нужно ежедневно
удовлетворять потребность детского организма в белках.
Белки
отвечают за множество функций: такие как строительная, структурная,
ферментативная и так далее. Каждая клетка человеческого тела содержит белок.
Поразительно: 16% тела обычного человека состоит из белковых структур. Этот макроэлемент используется главным образом для роста, синтеза биологически активных соединений.
Все гормоны, иммунные клетки и другие важные вещества состоят из белка. Дефицит белков в рационе проявляется слабостью, плохим иммунитетом, восприимчивостью к болезням, нарушениями водно-солевого баланса, отеками, ломкими ногтями и так далее.
Белки
состоят из двух видов аминокислот – заменимые и незаменимые. Здоровое тело в
состоянии синтезировать часть аминокислот самостоятельно и такие называют
заменимыми. Но есть и такие, которые можно получить только из продуктов —
незаменимые аминокислоты. Для хорошего функционирования организма нужны оба
вида аминокислот.
Источники белков
Источниками животных незаменимых аминокислот традиционно выступают мясные продукты, куриные яйца, морская и речная
рыба. Не забывайте и о растительных белках – сое, орехах, зерновых.
Количество необходимого белка в день зависит от разных факторов, включая вашу
активность, возраст и так далее. С каждым днем растет популярность
высокобелковых диет. Но проведенные исследования не доказали их безопасность и
эффективность, поэтому не ограничивайте свой рацион одними белками.
2. Углеводы
Эти
нутриенты пугают многих девушек и женщин, мечтающих похудеть. Но популярные
низкоуглеводные диеты не должны вас одурачить. В телепередачах о ЗОЖ и в
модных блогах о похудении твердят о вреде углеводов, но они нужны для
организма. Углеводы – основной поставщик энергии – особенно для центральной
нервной системы и мозга. Нужное количество — от 50 до 60% от общего количества
ежедневных калорий.
Углеводы
выполняют энергетическую, структурную, рецепторную (входят в состав рецепторов)
и другие функции. Полезнее употреблять в пищу медленные углеводы, но и быстрые
сахара также могут быть полезны в определенных случаях, например, людям с
гипогликемией.
Источники углеводов
На
каждый день выбирайте продукты с цельными зернами в составе, бобовые и клетчатку
вместо полуфабрикатов с избытком сахаров, фастфуда. Вы можете позволить себе
быстрые углеводы во время «углеводного окна»: это условное обозначение периода
после физических нагрузок, когда организм легко усваивает сахара без вреда для
здоровья.
3. Жиры
Жиры,
как и углеводы, тоже имеют плохую репутацию, но ученые сходятся в мысли, что полезные
жиры – это неотъемлемая часть полноценного питания. Эти макроэлементы выполняют
такие функции, как энергетическая, терморегуляционная, защитная. Многих пугает
калорийность жиров, но без них нарушается работа всех систем организма, ухудшается
состояние кожи и волос. От 20 до 35% вашего рациона должны составлять
ненасыщенные жиры животного и растительного происхождения.
Включение в свой рацион полезных жиров поможет урегулировать уровень глюкозы в крови, а также улучшить работу вашего мозга. Жиры – это к тому же профилактика болезней сердечно-сосудистой системы, сахарного диабета, болезней головного мозга и нервной системы. Они обладают противовоспалительным эффектом, снижают риск развития артрозных изменений в суставах, онкологических заболеваний и возрастной деменции. Также полезные жиры оказывают влияние на кожу головы, лица, волосы, устраняют морщины, делая кожу более упругой и бархатистой.
Источники жиров
Добавьте в рацион семечки, оливковое и подсолнечное масло, жирную морскую рыбу. Детям будет полезно употреблять рыбий жир. Избегайте полуфабрикатов и ограничьте в рационе маргарин, фастфуд и т.д. Это жиры не принесут пользы и будут способствовать отложению холестерина в сосудах.
4. Витамины
Витамины
– это главный элемент, который обуславливает ускорение химических реакций.
Организм использует их для исправной работы. Вам могут быть известны такие
витамины, как витамин А, С, витамины группы В и D.
Недостаточное
их употребление вызывает многочисленные заболевания, такие как рахит, куриная
слепота. Например, витамин С является иммуномодулятором и оказывает заживляющее
действие на раны. Витамин D необходим для поддержания
здоровья костей. При его нехватке развивается рахит, а при избытке –
спазмофилия, которая проявляется судорогами. Витамины понижают риск развития
онкологических заболеваний. Также они удлиняют жизнь и противостоят старению.
Источники витаминов
Если вы питаетесь разнообразно, получаете все нутриенты и растительного, и животного происхождения и имеете нормальный здоровый пищеварительный тракт, то вы получаете все необходимые витамины. Если у вас есть хронические заболевания желудка, кишечника, поджелудочной железы, которые нарушают витаминный баланс в организме, то вам следует проконсультироваться с врачом о необходимости приема синтетических аналогов.
5. Минералы
Минералы помогают органам и системам выполнять свои функции, ускоряют химические реакции. Они необходимы для укрепления костей и зубов, регулируют метаболизм. Наиболее известные из них — это калий, магний, кальций, цинк и многие другие. Кальций укрепляет кости, зубы, помогает передаче нервного сигнала, поддерживает нормальный уровень артериального давления, регулирует нормальную работу мышц. Соединения железа поддерживают выработку красных кровяных телец. Цинк является иммуномодулятором и обладает ранозаживляющим действием.
Источники минералов
Минералы содержатся во многих продуктах. У вас не будет
недостатка в минералах, если ваш рацион питания сбалансирован и у вас нет
заболеваний пищеварительной системы.
6. Вода
Количество жидкости в организме определяет качество работы ваших органов. Примерно 62% тела составляет вода. Вода улучшает работу нервной системы, облегчает течение заболеваний, регулирует состав суставной жидкости. Она также помогает транспортировать минералы, витамины внутрь клеток, способствует увлажнению кожи и предотвращает запоры.
Помните, даже небольшое обезвоживание может привести к слабости, снижению концентрации, внимания и работоспособности.
Источники воды
Кроме
чистой воды из бутылок и фильтров, мы также получаем ее из овощей, фруктов,
супов и напитков. Расчет необходимого количества воды – 30 мл на килограмм
массы тела. В жару этот показатель можно увеличивать в полтора-два раза.
Чтобы узнать, нет ли у вас обезвоживания, обратите внимание на вашу ежедневную мочу. В случае, когда вы мочитесь редко и ваша моча имеет оттенок желтого, стоит увеличить потребление жидкости.
Разнообразный
рацион, много свежих растительных продуктов, зелени, достаточное количество
белков и полезных жиров, а также углеводов — это оптимальная диета, с помощью
которой вы получите нужное количество всех основных нутриентов. Эти микро- и
макроэлементы имеют жизненно важное значение для поддержания здоровья.
Если у вас есть заболевания желудочно-кишечного тракта либо другие хронические заболевания, проконсультируйтесь со специалистом о коррекции диеты и возможном назначении синтетических аналогов. Но помните, что у них намного хуже усвояемость по сравнению с натуральными продуктами, и принимать их без назначения врача неэффективно.
Татьяна Мылян, диетолог
Иллюстрации: Анастасия Леман, Юлия Прососова