Энергетическая ценность пищевых веществ

Тема 2. Обмен веществ и энергии. Рациональное питание.

Цели:

- изучить понятие рациона питания, суточную норму потребности человека в питательных веществах;

- изучить нормы и принципы рационального сбалансированного питания для различных групп населения;

­ развивать навыки самостоятельной работы студентов с учебным материалом, навыки публичного выступления

­ воспитывать уважение к выбранной профессии.

Ход урока

1.Организационная часть. (0,5 мин)

2. Задачи и цели урока.(1 мин)

3.Актуализация опорных знаний: (5 мин). Или провести тестирование.

- Дайте определения понятий пищеварения, пищевые продукты, голод, аппетит. 

- Назовите органы пищеварительной системы человека.

- Дайте оценку строению и функциям желудочно-кишечного тракта.

4.Изучение новой темы. (79 мин)

План лекции.

1. Обмен веществ и энергии.

2. Энергетическая ценность пищевых веществ.

3. Методы изучения энергетического обмена у человека.

4. Суточный расход энергии человека. Факторы, влияющие на основной обмен.

5. Понятие о рациональном питании. Правила составления пищевых рационов.

Обмен веществ и энергии

Организм человека представляет собой открытую термодинамическую систему, которая характеризуется наличием обмена веществ и энергии.

Обмен веществ и энергии – это совокупность физических, биохимических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в организме человека и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой. Указанные процессы, протекающие в организме человека изучают многие науки: биофизика, биохимия, молекулярная биология, эндокринология и, конечно же, физиология.

Обмен веществ (метаболизм) – совокупность химических и физических превращений, происходящих в организме и обеспечивающих его жизнедеятельность во взаимосвязи с внешней средой.

В обмене веществ различают две направленности процессов по отношению к структурам организма: ассимиляцию или анаболизм и диссимиляцию или катаболизм.

Ассимиляция (анаболизм) – совокупность процессов создания живой материи. Указанные процессы потребляют энергию.

Диссимиляция (катаболизм) – совокупность процессов распада живой материи. В результате диссимиляции энергия воспроизводится.

Жизнь животных и человека представляет из себя единство процессов ассимиляции и диссимиляции. Факторами, сопрягающими данные процессы, являются две системы:

· АТФ – АДФ (АТФ - аденозин три фосфат, АДФ – аденозин ди фосфат;

· НАДФ (окисленный) – НАДФ (восстановленный), где НАДФ – никотин амидди фосфат.

Посредничество указанных соединений между процессами ассимиляции и диссимиляции обеспечивается тем, что молекулы АТФ и НАДФ выступают в роли универсальных биологических аккумуляторов энергии, ее переносчика, своеобразной «энергетической валютой» организма. Вместе с тем, прежде чем энергия аккумулируется в молекулах АТФ и НАДФ, ее необходимо извлечь из питательных веществ, которые поступают с пищей в организм. Такими пищевыми веществами являются известные вам белки, жиры и углеводы. К этому же следует добавить, что питательные вещества выполняют не только функцию поставщиков энергии, но и функцию поставщиков строительного материала (пластическая функция) для клеток, тканей и органов. Роль различных питательных веществ в реализации пластических и энергетических потребностей организма неодинакова. Углеводы в первую очередь выполняют энергетическую функцию, пластическая функция углеводов незначительна. Жиры в равной степени выполняют и энергетические и пластические функции. Белки являются основным строительным материалом для организма, но при определенных условиях могут являться и источниками энергии.

Источники энергии в организме.

Как уже отмечалось выше, основными источниками энергии в организме являются пищевые вещества: углеводы, жиры и белки. Освобождение энергии, содержащейся в пищевых веществах, в организме человека протекает в три этапа:

1 этап. Белки расщепляются до аминокислот, углеводы - до гексоз, например, до глюкозы или фруктозы, жиры – до глицерина и жирных кислот. На данном этапе организм в основном тратит энергию на расщепление веществ.

2 этап. Аминокислоты, гексозы и жирные кислоты в ходе биохимических реакций превращаются в молочную и пировиноградную кислоты, а также в Ацетил коэнзим А. На данном этапе из пищевых веществ высвобождается до 30% потенциальной энергии.

3 этап. При полном окислении все вещества расщепляются до СО₂и Н₂О. На данном этапе, в метаболическом котле Кребса, высвобождается оставшаяся часть энергии, около 70%. При этом не вся высвобождающаяся энергия аккумулируется в химическую энергию АТФ. Часть энергии распыляется в окружающую среду. Эта теплота получила название первичной теплоты (Q₁). Энергия аккумулированная АТФ в дальнейшем расходуется на различные виды работы в организме: механическую, электрическую, химическую и активный транспорт. При этом часть энергии теряется в виде так называемой вторичной теплотыQ₂. Смотри схему на слайде 10.

Следует добавить, что количество выделяемой при окислении пищевых веществ не зависит от количества промежуточных реакций, а зависит от начального и конечного состояния химической системы. Данное положение было впервые сформулировано Гессом (закон Гесса).

Более подробно данные процессы вы рассмотрите на лекциях и занятиях, которые будут проводить с вами преподаватели кафедры биохимии.

Энергетическая ценность пищевых веществ

Источником энергии, затрачиваемой человеком, служит пища. Энергия в пище находится в скрытом виде и освобождается в процессе обмена веществ. Количество скрытой энергии, заключенной в пище, называется энергетической ценностью или кало­рийностью этой пищи. Энергетическая ценность суточного рациона питания должна соответствовать суточному расходу энергии че­ловека. Она измеряется в килокалориях.

Энергетическая ценность 1 г белка составляет 4 ккал, 1 г жира -9 ккал, 1 г углеводов — 4 ккал, а энергетическая ценность прочих органических веществ не учитывается, так как содержание их в пи­щевых продуктах незначительно. Минеральные вещества и вода скрытой энергии не содержат. Следовательно, энергетическая ценность пище­вых продуктов зависит от содержания белков, жиров и углеводов.

Энергетическая ценность пищевых продуктов указана в справоч­нике «Химический состав пищевых продуктов» (М., Агропромиздат, 1987) и может определяться подсчетом, для чего необходимо знать химический состав продуктов и энергетическую ценность 1 г содер­жащегося в них вещества.

Пример: Определим энергетическую ценность 100 г пастеризован­ного молока. Согласно указанному справочнику, в 100 г пастеризо­ванного молока содержится 2,8 г белка, 3,2 г жира, 4,7 г углеводов. Следовательно, энергетическая ценность 100 г пастеризованного молока будет равна 4 ккал х 2,8+9 ккал х 3,2+4 ккал х 4,7= 58,8 ккал.

Энергетическую ценность всего суточного рациона определяют путем сложения энергетической ценности отдельных продуктов, входящих в состав блюд. При этом следует учитывать поправку на неполную усвояемость пищи в организме человека.

Питание человека должно быть рациональным сбалансированным, т.е. соответствовать физиологическим потребностям организма, с учетом условий труда, климатических особенностей местности, возраста, массы тела, пола и состояния здоровья человека.

Энергетическая ценность пищевых веществ оценивается при помощи специальных устройств – в оксикалориметрах. Установлено, что при полном окислении 1 г. углеводов выделяется 4,1 ккал (1 ккал=4187 Дж.), 1 г. жиров - 9.45 ккал., 1 г. белков – 5,65 ккал. Следует добавить, что часть пищевых веществ, поступающих в организм, не усваивается. Например, в среднем не усваивается около 2% углеводов, 5% жиров и до 8% белков. К тому же, не все пищевые вещества в организме расщепляются до конечных продуктов – углекислого газа (диоксида углерода) и воды. Например, часть продуктов неполного расщепления белков в виде мочевины выделяется с мочой.

С учетом вышеизложенного можно отметить, что реальная энерге-тическая ценность пищевых веществ несколько ниже, чем установлен-ная в экспериментальных условиях. Реальная энергетическая ценность 1 г. углеводов составляет 4,0 ккал, 1 г. жиров – 9,0 ккал, 1 г. белков – 4,0 ккал.

 

Условия, в которых должен оцениваться основной обмен:

1. состояние полного физического и психического покоя (желательно в положении лежа);

2. температура комфорта окружающей среды (18-20 градусов по Цельсию);

3. спустя 10 – 12 часов после последнего приема пищи, чтобы избежать увеличения энергетического обмена, связанного с приемом пищи.