Пища в основном состоит из макронутриентов, которые служат источником энергии и многих незаменимых нутриентов. Углеводы, белки (включая незаменимые аминокислоты), жиры (включая незаменимые жирные кислоты), минералы и вода являются макронутриентами. Углеводы, жиры и белки взаимозаменяемы как источники энергии.
Энергетическая ценность
жиров составляет 9 ккал/г (37,8 кДж/г);
белков и углеводов – 4 ккал/г (16,8 кДж/г).
УглеводыУглеводы пищи расщепляются в организме, образуя глюкозу и другие моносахариды. Углеводы повышают уровень глюкозы в крови, обеспечивая организм энергией.
Простые углеводы состоят из маленьких молекул, в основном моносахаридов или дисахаридов, быстро повышающих уровень глюкозы в крови.
Сложные углеводы состоят из трех или более моносахаридов, связанных вместе, которые затем расщепляются на моносахариды во время пищеварения. Сложные углеводы повышают уровень глюкозы в крови медленнее, но в течение более длительного времени. Глюкоза и сахароза относятся к простым углеводам; крахмал и пищевые волокна – это сложные углеводы.
Гликемический индекс является способом классификации пищевых продуктов, основанным на том, как быстро потребление доступных углеводов повышает уровень глюкозы в плазме по сравнению со стандартом. Значения варьируются от 1 (самое медленное повышение) до 100 (самое быстрое повышение, эквивалентное чистой глюкозе) . Однако, фактическая скорость повышения также зависит от того, с какими пищевыми продуктами поступали углеводы.
Гликемический индекс некоторых пищевых веществУглеводы с высоким гликемическим индексом быстро повышают уровень глюкозы в плазме крови. Предполагается, что в результате уровень инсулина повышается, вызывая гипогликемию и голод, что обычно ведет к потреблению лишних калорий и увеличению веса. Углеводы с низким гликемическим индексом повышают уровень глюкозы медленно, что приводит к более низкому постпрандиальному уровню инсулина и меньшему чувству голода, что, возможно, способствует меньшей вероятности потребления лишних калорий. В результате этого предсказуемо имеется более благоприятная липидограмма и уменьшается риск развития ожирения, сахарного диабета и осложнений диабета, если таковой уже имеется.
Пищевые волокнаКлетчатка является сложным углеводом и встречается в различных формах (например, целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин, камедь). Пищевые волокна могут быть растворимыми или нерастворимыми.
Нерастворимые волокна повышают моторику желудочно-кишечного тракта, предотвращают запор, увеличивают объем каловых масс и помогают контролировать дивертикулярную болезнь. Считается, что пищевые волокна ускоряют элиминацию канцерогенных веществ, продуцируемых бактериями в толстой кишке. Эпидемиологические данные свидетельствуют о связи между раком толстой кишки и низким потреблением пищевых волокон, а также о благоприятном эффекте волокон у пациентов с функциональными расстройствами кишечника, болезнью Крона, ожирением или геморроем.
Растворимые волокна (находятся во фруктах, овощах, овсе, ячмене и бобах) тормозят постпрандиальное повышение уровня глюкозы и инсулина в крови и могут снижать уровень холестерина.
Типичный рацион жителей западных стран характеризуется низким потреблением пищевых волокон (приблизительно 12–17 г/день) из-за высокого потребления изделий из высокоочищенной пшеничной муки и низкого потребления фруктов и овощей. Повсеместно рекомендуется увеличение потребления пищевых волокон приблизительно до 30 г/день за счет потребления большего количества овощей, фруктов и хлебных злаков с высоким содержанием клетчатки. Однако очень высокое потребление пищевых волокон может снизить усвоение некоторых минеральных веществ.БелкиБелки представляют собой сложные органические молекулы, которые содержат углерод, водород, кислород и азот. Белки необходимы для обеспечения жизнедеятельности тканей, их замены, функционирования и роста. Специфические белки действуют как ферменты, входят в состав определенных гормонов и играют важную роль в поддержании водного баланса. Если организм не получает достаточно калорий из пищевых источников или запасов, которые содержатся в тканях (особенно из жиров), белок может быть использован как источник энергии.
Пищевые белки расщепляются на пептиды и аминокислоты. Организм использует пищевой белок для формирования тканей, это - основная роль белка (положительный азотистый баланс). При катаболических состояниях (например, голодании, инфекциях, ожогах), может разрушаться больше белков (так как ткани тела повреждены), чем получено из пищи, что ведет к потере белка (отрицательный азотистый баланс). Азотистый баланс лучше всего определять путем вычитания количества азота, выделяемого с мочой и калом, от количества потребленного азота.
Из 20 аминокислот 9 являются эссенциальными аминокислотами (ЭАК), они не могут быть синтезированы и должны быть получены из пищи. Всем людям требуются 8 ЭАК:
валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин; младенцам, помимо этого, нужен
гистидин.Потребность в пищевых белках взаимосвязана с темпом роста, который уменьшается от младенческого возраста до взрослого. Ежедневная потребность в пищевом белке уменьшается с 2,2 г/кг у 3-месячных младенцев до 1,2 г/кг у 5-летних детей и до 0,8 г/кг у взрослых. Потребности в белке соответствуют потребностям в ЭАК. Кроме того, потребность в белке у некоторых пациентов выше. Например, потребности в белке резко возрастают во время беременности и лактации, а также в периоды быстрого роста и восстановления после болезни. Потребность в белке также увеличивается с возрастом. Взрослые, пытающиеся увеличить мышечную массу, нуждаются в дополнительном содержании белка (например, 1,4–2,0 мг/кг/день) сверх среднесуточной потребности в незаменимых аминокислотах.
Аминокислотный состав белков широко варьирует. Биологическая ценность (БЦ) отражает сходство аминокислотного состава белков с белками тканей животных; таким образом БЦ показывает, какой процент пищевого белка обеспечивает организму ЭАК:
- Идеальным является яичный белок, биологическая ценность которого принята за 100.
- Животные белки молока и мяса имеют высокую БЦ (~ 90).
- Белки злаковых и овощей имеют более низкую БЦ (~ 40)
- Некоторые производные белков (например, желатин) имеют БЦ, равную 0.
Белки из разных продуктов поставляют недостающие аминокислоты (комплементарность), что и определяет полную БЦ рациона питания. Согласно рекомендуемой суточной норме потребления (РСН) белка средняя смешанная диета обладает биологической ценностью, равной 70.
ЖирыЖиры расщепляются с образованием жирных кислот и глицерина. Жиры необходимы для роста тканей и продукции гормонов. Насыщенные жирные кислоты, входящие в состав животных жиров, сохраняют твердое состояние при комнатной температуре.
Растительные жиры, исключая пальмовое и кокосовое масла, при комнатной температуре имеют жидкое состояние; они содержат высокие концентрации мононенасыщенных жирных кислот или полиненасыщенных жирных кислот.
При частичной гидрогенизации ненасыщенных жирных кислот (что происходит при промышленном изготовлении пищи) образуются трансизомеры жирных кислот, находящиеся в твердом или полутвердом состоянии при комнатной температуре. Главным источником трансизомеров жирных кислот являются частично гидрогенизированные растительные масла, которые используются для увеличения срока годности при производстве определенных продуктов (например, печенья, крекеров, чипсов). Однако исследования показали, что многие трансжирные кислоты повышают уровень холестерина ЛПНП (вредного холестерина), снижают уровень холестерина ЛПВП (полезного холестерина) и повышают риск ишемической болезни сердца.
Незаменимыми жирными кислотами (НЖК) являются
- Линолевая кислота, омега-6 (n-6) жирная кислота
- Линоленовая кислота, омега-3 (n-3) жирная кислота
Другие омега-6 кислоты (например, арахидоновая кислота) и другие омега-3 жирные кислоты (например, эйкозапентаеновая и докозагексаеновая кислоты) необходимы организму, но могут быть синтезированы из НЖК.НЖК необходимы для формирования различных эйкозаноидов (биологически активных липидов), включая простагландины, тромбоксаны, простациклины и лейкотриены. Потребление омега-3 жирных кислот может снизить риск развития ишемической болезни сердца. Потребность в НЖК варьирует в зависимости от возраста. Адекватное потребление альфа-линоленовой кислоты составляет 1,6 г/день для мужчин и 1,1 г/день для женщин. Адекватное потребление линолевой кислоты для мужчин составляет 17 г/день и 12 г/день – для женщин в возрасте 19–50 лет. (Адекватное потребление определяется как среднее значение уровня потребления питательных веществ, потребляемых ежедневно популяцией здоровых людей).
Растительные масла богаты линолевой и линоленовой кислотами. Жиры, которые производятся из шафрана, подсолнечника, кукурузы, сои, тыквы и проростков пшеницы поставляют большое количество линолевой кислоты. Жиры морской рыбы и масла, полученные из льняного семени, тыквы, сои и рапса, богаты большим количеством линоленовой кислоты. Жиры морских рыб также обеспечивают поступление в организм большого количества некоторых других омега-3 жирных кислот. Рекомендуемое потребление ЭЖК может быть достигнуто с помощью 2–3 столовых ложек в день растительного жира или потреблением два раза в неделю около 3–3,5 унций приготовленной жирной рыбы, такой как лосось.
МакроэлементыНатрий, хлор, калий, кальций, фосфаты и магний требуются организму ежедневно в относительно больших количествах
МакроэлементыРекомендованные суточные нормы потребления макроэлементов.
ВодаВоду можно также отнести к макронутриентам, т.к. ее потребность при расходе энергии составляет 1 мл/ккал (0,24 мл/кдж), или приблизительно 2500 мл/день. Потребность в воде меняется при лихорадке, физической активности и изменениях в климате и влажности.
Адекватное потребление общего количества воды в сутки составляет:
- для женщин 2,7 л
- для мужчин 3,7 л