Białka, cukry i tłuszcze

Podobnie jak maszyna, organizm ludzki potrzebuje do pracy stałych dostaw energii. Energia jest potrzebna do pracy mięśni i do produkowania nowych związków biochemicznych, bez których wzrost i regeneracja komórek i tkanek byłyby niemożliwe. Jest także niezbędna dla utrzymania właściwej temperatury. Energię pobieramy z pożywienia. Palony kawałek węgla podlega gwałtownej syntezie z tlenem, w wyniku czego powstaje energia w postaci dużej ilości ciepła. W organizmie żywym paliwo, czyli pokarm, wolniej łączy się z tlenem atmosferycznym, zatem wyzwalana energia nie jest tak duża, by zapoczątkowała proces spalania. W celu dotarcia do komórek pożywienie musi zostać rozłożone na małe cząsteczki, które będą w stanie przedostać się przez ścianki jelit, wędrować krwioobiegiem i przeniknąć przez błony komórkowe. Następuje to podczas procesu chemicznego zwanego trawieniem. Białka są rozkładane na aminokwasy, węglowodany na cukry, a tłuszcze na glicerol i substancje zwane kwasami tłuszczowymi.
Białka- biopolimery zbudowane z reszt aminokwasów połączonych wiązaniem peptydowym, występujące we wszystkich organizmach roślinnych i zwierzęcych. W zależności od spełnianych funkcji można je podzielić na: transportujące, przechowujące, strukturalne, regulatorowe, toksyny, przeciwciała, hormony, enzymy i białka aparatu kurczliwego. Podział ten jest umowny, gdyż białka mogą spełniać więcej niż jedną funkcję. Białka mogą być zbudowane z jednego lub wielu łańcuchów peptydowych; mogą spełniać swe funkcje samodzielnie lub w kompleksach z innymi niebiałkowymi substancjami komórkowymi.
Innymi słowy:
Białka należą do najważniejszych elementów składowych materii żywej, ponieważ tworzą podstawową strukturę komórek. Można je znaleźć w każdej części organizmu człowieka, jak również we wszystkich roślinach a nawet najmniejszych wirusach.
Białka to złożone związki chemiczne, utworzone z mniejszych jednostek zwanych aminokwasami. Białko składa się z co najmniej jednego łańcucha aminokwasów, które jak wszystkie inne substancje, są utworzone z atomów. W aminokwasach występują atomy pierwiastków węgla, tlenu i wodoru, połączone z atomami azotu.
Elementy składowe białek zbudowane są z 20 podstawowych aminokwasów, których kombinacje tworzą tysiące różnych rodzajów białka. Aminokwasy łączą się za pomocą wiązania peptydowego. Tworzy się ono na drodze reakcji chemicznej, w której cząsteczka wody znika pomiędzy dwoma aminokwasami. Połączenie się 100 lub więcej aminokwasów prowadzi do powstania łańcucha polipeptydów, nazywanego także białkiem. Łańcuchy tworzą spiralę, która często odwija się, nadając konkretnemu białku indywidualny kształt.
Białka są jednymi z podstawowych składników odżywczych, które są otrzymywane w zjadanym pokarmie.
Ciało zdrowej osoby, która nie ma nadwagi, składa się w 17% z białka. Tylko woda występuje w organizmie w większej ilości. Białko występuje w mięśniach, kościach i chrząstkach, skórze, płynach ustrojowych i wszystkich organach wewnętrznych, jak serce, wątroba, nerki oraz mózg.
Białka można nazwać składnikami budulcowymi organizmu. Występujące w konsumowanych pokarmach białka są rozkładane na aminokwasy w czasie procesu trawienia. Dopiero wtedy organizm jest w stanie oddzielić od siebie poszczególne aminokwasy i wykorzystać je do określonych celów. Część będzie wykorzystana w procesie wzrostu, jeszcze inne posłużą do produkcji hormonów, enzymów i przeciwciał.
Białka znajdują się w mięsie czerwonym i białym, rybach, jajach i innych produktach mlecznych, a także w nasionach roślin strączkowych i zbóż oraz w orzechach. Ponieważ człowiek należy do świata zwierzęcego, białka pochodzące ze źródeł zwierzęcych- jaja, mięso, mleko, ryby- są lepiej przyswajalne od białek pochodzących ze źródeł roślinnych.
Ważne jest zatem, by w skład diety wegetariańskiej wchodziły produkty zawierające wysokogatunkowe białko roślinne- z soi, orzechów czy mąki pszennej. Także sery są bardzo odżywcze i zawierają dużo białka, niestety niektóre rodzaje serów mają wysoką zawartość tłuszczów nasyconych. Natomiast dobrym sposobem na zredukowanie ilości przyjmowanych tłuszczów bez pozbawiania organizmu odpowiednich dostaw białka jest konsumpcja ryb.
Chociaż organizm w dużej części składa się z białka, nie oznacza to, że powinno ono stanowić przeważającą część naszej diety. Zrównoważona dieta powinna zawierać 25- 20 % pokarmów białkowych. Wartości podane w procentach trudno jest stosować w rzeczywistości, zatem obecnie wymaganą dzienną dawkę wyraża się w gramach. Nastolatek potrzebuje około 70- 100 gramów białka dziennie, ale dorosła kobieta tylko 30 gramów.
Cukry- inaczej: węglowodany, sacharydy. Jest to szeroko rozpowszechniona w przyrodzie grupa wielohydroksylowych aldehydów i ketonów oraz ich pochodnych występujących jako monosacharydy i ich polimery- oligosacharydy oraz polisacharydy. Fragmenty sacharydowe różnej budowy i wielkości, występują czasem z białkami lub innymi związkami. Sacharydy stanowią ok. 80% suchej masy roślin i ok. 2 % suchej masy zwierząt, z czego większość przypada na polisacharydy. Niektóre z nich są substancjami zapasowymi (skrobia, glikogen), inne- strukturalnymi(celuloza, chityna, gangliozydy).

Silnik pojazdu mechanicznego jest napędzany benzyną- mieszaniną substancji chemicznych zwanych wodorowęglanami, ponieważ w ich skład wchodzi wodór i węgiel. „Paliwem” naszych organizmów są węglowodany i tłuszcze, cząsteczki chemiczne składające się z węgla, wodoru i tlenu. Węglowodany są zbudowane z małych elementów, przy czym podstawą każdego z nich jest złożony pierścień atomów węgla.
Najprostsze węglowodany zawierają tylko jeden lub dwa takie elementy; są to substancje zwane cukrami. Na przykład cząsteczka cukru zwanego glukozą zawiera pierścień zbudowany z sześciu atomów węgla, a ponieważ jest to tylko pojedynczy pierścień, do którego są dołączone atomy węgla, wodory i tlenu, związek ten nazywamy monosacharydem, lub cukrem prostym. Fruktoza także jest cukrem prostym, ale w jej przypadku każda cząsteczka zawiera pierścień złożony z pięciu atomów węgla. Sacharozę, która jest zbudowana z glukozy i fruktozy, zaliczamy do dwusacharydów, czyli związków chemicznych składających się z dwóch cukrów prostych. Bardziej złożone węglowodany są zbudowane z wielu elementów, ułożonych w długie łańcuchy, dlatego otrzymały nazwę polisacharydów.
Polisacharydy są zazwyczaj nierozpuszczalne w wodzie. Monosacharydy, przeciwnie, doskonale rozpuszczają się w wodzie, a zatem nietrudno rozprowadzić je po całym organizmie.
Najważniejszym cukrem prostym dla organizmu jest glukoza, jako że jest to jedyny węglowodan, z którego mózg potrafi czerpać energię. Stanowi także główne źródło energii mięśni podczas ruchu. Jako monosacharyd występuje w słodkich owocach (np. winogrona), jednak przeważającą jego część organizm uzyskuje w czasie procesu trawienia skrobi i innych cukrów.
Sacharoza, będąca źródłem glukozy, występuje w wielu rodzajach pożywienia. Duże jej ilości otrzymujemy z trzciny cukrowej i buraków cukrowych. Jest to właśnie cukier zwykle używany do słodzenia potraw i napojów. Fruktoza, z kolei, często występuje w owocach. Laktoza, dwusacharyd zbudowany z glukozy i galaktozy, znajduje się w mleku. Maltozę, inny dwusacharyd, składający się z dwóch cząsteczek glukozy, można znaleźć w kiełkującym jęczmieniu.
Jedynie monosacharydy są przez organizm wykorzystywane w takiej formie, w jakiej zostają spożyte. Dwu- i polisacharydy muszą zostać rozłożone na cukry proste, które następnie wchłaniane są przez ściankę jelita. Proces trawienia węglowodanów rozpoczyna się już w ustach. Ślina zawiera amylazę, zwaną także ptialiną, enzym trawienny, który zaczyna rozkładać skrobię na cząsteczki maltozy. Proces ten jest kontynuowany w jelicie, w którym znajdują się soki trawienne wyprodukowane przez trzustkę, zawierające jeszcze więcej amylazy. Soki trawienne, zawierają enzymy kończące proces trawienia. Maltaza rozkłada maltozę na cząsteczki glukozy, a sukraza rozkłada sacharozę na glukozę i fruktozę. Ludzki układ trawienny nie posiada enzymu celulazy, więc nie potrafimy trawić znajdującej się w roślinach celulozy, chociaż jest ona węglowodanem. Monosacharydy powstałe podczas trawienia przenikają przez ściankę jelita do krwi i zostają przetransportowane do tkanek, gdzie są rozkładane w celu uzyskania energii. Część tej energii zostaje wyemitowana w postaci ciepła, które pozwoli utrzymać stałą temperaturę ciała. Pozostała część służy do zasilania procesów zachodzących w organizmie.Istnieją dwa rodzaje węglowodanów trawionych przez człowieka- skrobia i cukier- występujące w niemal wszystkich naturalnych pokarmach, jak produkty zbożowe, owoce, warzywa, mleko i podroby. Z tego względu węglowodany stanowią prawdopodobnie główny trzon naszej codziennej diety. Rośliny magazynują skrobię w ramach swoich własnych rezerw pokarmowych, więc ryż, kukurydza, pszenica, groch czy ziemniaki są bogatym źródłem skrobi. Chleb i makaron, pokarmy zawierające dużo węglowodanów, są produkowane z produktów zbożowych.
Często słyszy się, ze należy ograniczyć spożycie cukru. Tymczasem cukier stanowi ważną część codziennej diety. Jest spalany z tłuszczem w czasie produkcji energii; jest to proces wydajniejszy od spalania samego tłuszczu. „Zła sława” cukru ma swoje źródło w powszechnym utożsamianiu go z białym cukrem używanym do słodzenia napojów, czy produkcji ciast itp. Jest to cukier rafinowany, który podczas procesu oczyszczania traci niemal wszystkie wartości odżywcze. Z tej przyczyny dietetycy zalecają, by białego cukru używać w jak najmniejszych ilościach. Tymczasem cukier w swojej naturalnej postaci zawiera wiele substancji mineralnych oraz witamin i występuje w większości produktów spożywczych pochodzenia naturalnego, a więc w owocach, warzywach, mleku, produktach zbożowych, orzechach, mięsie. Jeśli odżywiamy się zdrowo, zachowując odpowiednie proporcje, nasz organizm otrzymuje wystarczające ilości cukru i nie potrzebuje cukru rafinowanego.
W procesie trawienia węglowodany rozkładają się na jednostki glukozy. Część z nich dostarcza natychmiastowej energii, podczas gdy reszta zostaje zmagazynowana. Jeśli codzienne spożycie węglowodanów jest za duże, „zapasy” nie zostaną zużyte i odłożą się one w postaci tłuszczu w komórkach naszego organizmu.
Tłuszcze to ogólna nazwa wielu związków chemicznych, które prawie bez wyjątku nie rozpuszczają się w wodzie. Są obok węglowodanów i białek trzecią podstawową grupą składników pokarmowych spełniającą w organizmie głównie funkcję energetyczną. Stanowią najbogatsze źródło energii. Podczas ich utleniania powstaje dwukrotnie więcej energii niż przy utlenianiu węglowodanów czy białek. Ich obecność jest konieczna w diecie ze względu na witaminy A, D, E, K, które dopiero po rozpuszczeniu w tłuszczu mogą zostać wchłonięte. Energia zawarta w tłuszczach może być wykorzystana w późniejszym okresie. Tkanka tłuszczowa jest odkładana w dużych ilościach tuż pod skórą, gdzie spełnia rolę materiału izolującego, zapobiegającego utracie ciepła przez organizm oraz nadaje skórze elastyczność. Tłuszcze są substancjami nierozpuszczalnymi w wodzie, podobnie jak węglowodany zawierają one węgiel, wodór i tlen, ale zawartość tlenu jest w nich stosunkowo nieduża, a struktura cząsteczek tłuszczów całkowicie różni się od struktury cząsteczki węglowodanu. Tłuszcze są pochodnymi wyższych kwasów tłuszczowych i glicerolu.
Tłuszcze, które zjadamy w pożywieniu, są trawione głównie w jelicie cienkim. Żółć z pęcherzyka żółciowego sprawia, że rozpadają się na maleńkie kropelki. Ten proces nazywamy emulsyfikacja (tworzeniem emulsji). Następnie kropelki poddane zostają działaniu enzymu lipazy, który rozkłada tłuszcze na glicerol i kwasy tłuszczowe. Po przejściu przez ściankę jelita, komponenty te z powrotem łączą się w kropelki tłuszczów, które zostają przetransportowane do innych części organizmu za pośrednictwem układu limfatycznego. Tłuszcze są bardzo pożytecznym źródłem energii. Jak się okazuje, więcej energii można uzyskać z kwasu tłuszczowego zawierającego sześć atomów węgla niż z cukru o takiej samej liczbie atomów węgla.
Nadmiar węglowodanów często zostaje zmieniony w tłuszcz i zmagazynowany. Tłuszcz może być rozłożony na substancje biorące udział w reakcjach łańcuchowych, które pozwalają na pozyskanie energii z węglowodanów. Spożywanie właściwej ilości tłuszczu zapewnia energię zdrowemu organizmowi, jednak każdy nadmiar zostanie odłożony w postaci tkanki tłuszczowej.
Podobnie jak węglowodany, tłuszcze są źródłem energii, jednak dostarczają ja w sposób bardziej stabilny. Poza tym po procesie trawienia pewna ilość tłuszczów zostaje odłożona w „magazynach tłuszczowych” organizmu, usytuowanych pod skórą i wokół pewnych narządów, jak nerki, serce i wątroba. Te złogi tłuszczu chronią ciało przed zimnem, stanowią izolację od bezpośredniego kontaktu z kośćmi i zabezpieczają narządy wewnętrzne. Wbrew współczesnym tendencjom, pewna ilość podskórnej tkanki tłuszczowej jest niezbędna do zachowania dobrego zdrowia.
Tłuszcz występuje w niemal wszystkich pokarmach, z wyjątkiem większości warzyw i owoców. Produkty pochodzenia zwierzęcego- mięso czerwone i białe, słonina i nabiał- dostarczają tak zwanych tłuszczów nasyconych. Orzechy, ryby, oleje roślinne i niektóre margaryny miękkie zawierają tłuszcze nienasycone. Większość dietetyków zaleca spożywanie tłuszczów nienasyconych w większych ilościach niż nasyconych. Tłuszcze nasycone powodują odkładanie się cholesterolu, substancji produkowanej przez wątrobę, a także występującej w niektórych rodzajach pożywienia.
Umiarkowany poziom cholesterolu jest potrzebny zdrowemu organizmowi; jednak wydaje się, ze ilość produkowana przez wątrobę jest wystarczająca i nie ma potrzeby wzbogacania diety o tę substancję. Nie oznacza to, że nie powinno się jadać potraw zawierających cholesterol, choć ludziom mającym bardzo wysoki poziom cholesterolu we krwi radzi się zwykle zmniejszyć jego ilość w diecie.
Tłuszcze stanowią bardziej skoncentrowane źródło energii od węglowodanów, z tego względu nie potrzebujemy ich tak dużo w codziennej diecie. Dłużej też zaspokajają uczucie głodu. Nie da się precyzyjnie określić, jaka jest właściwa dzienna porcja tłuszczów dla każdego- zimny klimat lub aktywność fizyczna zwiększają zapotrzebowanie. Jest jednak ogólna zasada, ze co najmniej 15% codziennej diety powinno przypadać na tłuszcze- średnia zalecana zawartość to 20-30%. Podobnie jak w przypadku węglowodanów, nadmiar tłuszczów jest magazynowany w tkance tłuszczowej.
Pokarm jest źródłem składników, które zapewniają organizmowi prawidłowe funkcjonowanie. Jeżeli nie dbamy o dietę, szkodzimy swojemu ustrojowi. Każda zjadana witamina, każdy składnik mineralny i każdy gram białka mają określony wpływ na organizm, a niedobór któregoś z podstawowych elementów pożywienia może wywrzeć niekorzystne skutki na naszym zdrowiu. Jeśli zadbamy o spożywanie odpowiedniej ilości świeżych owoców i warzyw, nierafinowanych węglowodanów i tłuszczów, otrzymamy wszystkie potrzebne związki pokarmowe.


Źródła:
Świat wiedzy
Tablice Biologiczne, wyd. 2004 r.
Nowa Encyklopedia Powszechna PWN wyd. 1997 r.
Piotr Golinowski, Biologia Repetytorium od A do Z , wyd. 1998 r.
Wikipedia
www.sciaga.pl
www.cukry-chemia.webpark.pl