Ravintoaine -Nutrient

Ravintoaine on aine, jota organismi käyttää selviytyäkseen, kasvaakseen ja lisääntyäkseen. Ravintoaineiden saantivaatimus koskee eläimiä, kasveja, sieniä ja protisteja . Ravinteita voidaan sisällyttää soluihin aineenvaihduntaa varten tai solut voivat erittää solujen ulkopuolisia rakenteita, kuten hiuksia, suomuja, höyheniä tai eksoskeletoneja . Jotkut ravintoaineet voivat muuttua aineenvaihdunnallisesti pienemmiksi molekyyleiksi energian vapautumisprosessissa, kuten hiilihydraatit, lipidit, proteiinit ja käymistuotteet ( etanoli tai etikka ), jotka johtavat veden ja hiilidioksidin lopputuotteisiin . Kaikki organismit tarvitsevat vettä. Eläinten välttämättömiä ravintoaineita ovat energialähteet, osa aminohapoista, jotka yhdistetään proteiinien muodostamiseksi, osa rasvahappoja, vitamiineja ja tiettyjä kivennäisaineita . Kasvit tarvitsevat monipuolisempia juurien kautta imeytyviä mineraaleja sekä lehtien kautta imeytyvää hiilidioksidia ja happea. Sienet elävät kuolleella tai elävällä orgaanisella aineella ja täyttävät isäntänsä ravintotarpeen.

Eri tyyppisillä organismeilla on erilaisia ​​välttämättömiä ravintoaineita. Askorbiinihappo ( C- vitamiini ) on ihmiselle ja joillekin muille eläinlajeille välttämätön, eli sitä tulee kuluttaa riittävästi, mutta jotkut eläimet ja kasvit pystyvät syntetisoimaan sitä. Ravinteet voivat olla orgaanisia tai epäorgaanisia: orgaanisia yhdisteitä ovat useimmat hiiltä sisältävät yhdisteet, kun taas kaikki muut kemikaalit ovat epäorgaanisia. Epäorgaanisia ravinteita ovat ravintoaineet, kuten rauta, seleeni ja sinkki, kun taas orgaanisia ravinteita ovat muun muassa energiaa tuottavat yhdisteet ja vitamiinit.

Pääasiassa eläinten ravintotarpeita kuvaava luokitus jakaa ravinteet makro- ja hivenravinteisiin . Suhteellisen suuria määriä ( grammaa tai unssia ) kulutettuja makroravinteita ( hiilihydraatteja, rasvoja, proteiineja, vettä) käytetään ensisijaisesti energian tuottamiseen tai sisällyttämiseen kudoksiin kasvua ja korjausta varten. Mikroravinteita tarvitaan pienempiä määriä ( milligrammaa tai mikrogrammaa ); niillä on hienovaraisia ​​biokemiallisia ja fysiologisia rooleja soluprosesseissa, kuten verisuonitoiminnoissa tai hermojen johtumisessa . Riittämättömät määrät välttämättömiä ravintoaineita tai imeytymistä häiritsevät sairaudet johtavat puutostilaan, joka vaarantaa kasvun, selviytymisen ja lisääntymisen. Kuluttajille annettavat ravintoaineiden saantia koskevat ohjeet, kuten Yhdysvaltain ruokavalion viitemäärä, perustuvat puutostuloksiin ja tarjoavat makro- ja hivenravinteita koskevia ohjeita sekä ala- että ylärajoista . Monissa maissa merkittävässä määrin makro- ja hivenravinteet on säädösten mukaan esitettävä elintarvikemerkinnöissä. Ravintoaineita suurempina määrinä kuin elimistö tarvitsee, voi olla haitallisia vaikutuksia. Syötävät kasvit sisältävät myös tuhansia yhdisteitä, joita yleisesti kutsutaan fytokemikaaleiksi ja joilla on tuntemattomia vaikutuksia sairauksiin tai terveyteen, mukaan lukien monipuolinen luokka, jolla on ei-ravintoainestatus, nimeltään polyfenoleja, jotka ovat edelleen huonosti ymmärrettyjä vuonna 2017.

Tyypit

Makroravinteet

Makroravinteet määritellään useilla tavoilla.

• Kemialliset alkuaineet, joita ihmiset kuluttavat eniten, ovat hiili, vety, typpi, happi, fosfori ja rikki, tiivistettynä CHNOPS :ksi .
• Kemialliset yhdisteet, joita ihminen kuluttaa eniten ja jotka tuottavat energiaa, luokitellaan hiilihydraatteihin, proteiineihin ja rasvoihin . Vettä on myös kulutettava suuria määriä, mutta se ei anna kaloriarvoa.
• Kalsium-, natrium-, kalium-, magnesium- ja kloridi - ionit sekä fosfori ja rikki on lueteltu makroravinteiden joukossa, koska niitä tarvitaan suuria määriä verrattuna hivenravinteisiin eli vitamiineihin ja muihin kivennäisaineisiin, joista jälkimmäisiä kutsutaan usein hivenaineiksi tai ultrahivenaineiksi.

Makroravinteet antavat energiaa:

• Hiilihydraatit ovat yhdisteitä, jotka koostuvat sokerityypeistä . Hiilihydraatit luokitellaan niiden sokeriyksiköiden lukumäärän mukaan: monosakkaridit (kuten glukoosi ja fruktoosi ), disakkaridit (kuten sakkaroosi ja laktoosi ), oligosakkaridit ja polysakkaridit (kuten tärkkelys, glykogeeni ja selluloosa ).
• Proteiinit ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka koostuvat aminohapoista, jotka liittyvät toisiinsa peptidisidoksilla . Koska elimistö ei pysty valmistamaan joitain aminohappoja (jota kutsutaan välttämättömiksi aminohapoiksi ), niitä on saatava ravinnosta. Ruoansulatuksen kautta proteaasit hajottavat proteiinit takaisin vapaiksi aminohapoiksi .
• Rasvat koostuvat glyseriinimolekyylistä, johon on kiinnitetty kolme rasvahappoa . Rasvahappomolekyylit sisältävät -COOH-ryhmän, joka on kiinnittynyt haaroittumattomiin hiilivetyketjuihin, jotka on yhdistetty yksinkertaisilla sidoksilla ( tyydyttyneet rasvahapot ) tai sekä kaksois- että yksinkertaisilla sidoksilla ( tyydyttymättömät rasvahapot ). Rasvoja tarvitaan solukalvojen rakentamiseen ja ylläpitoon, vakaan kehon lämpötilan ylläpitämiseen sekä ihon ja hiusten terveyden ylläpitämiseen. Koska elimistö ei tuota tiettyjä rasvahappoja (jota kutsutaan välttämättömiksi rasvahapoiksi ), niitä on saatava ruokavaliosta.
• Etanoli ei ole välttämätön ravintoaine, mutta se tarjoaa kaloreita . Yhdysvaltain maatalousministeriö käyttää ruokaenergian laskemiseen lukua 6,93 kilokaloria (29,0 kJ) alkoholigrammaa kohti (5,47 kcal tai 22,9 kJ per ml ). Tislattujen väkevien alkoholijuomien standardiannos Yhdysvalloissa on 44 ml (1,5 US fl unssia), joka 40 % etanolilla (80 proof ) olisi 14 grammaa ja 98 kaloria.

Mikroravinteet

Mikroravinteet tukevat aineenvaihduntaa.

• Ravinnon kivennäisaineet ovat yleensä hivenaineita, suoloja tai ioneja, kuten kuparia ja rautaa. Jotkut näistä mineraaleista ovat välttämättömiä ihmisen aineenvaihdunnalle.
• Vitamiinit ovat elimistölle välttämättömiä orgaanisia yhdisteitä. Ne toimivat yleensä koentsyymeinä tai kofaktoreina kehon eri proteiineille.

Olennaisuus

Välttämättömät ravintoaineet

Välttämätön ravintoaine on normaalin fysiologisen toiminnan edellyttämä ravintoaine, jota ei voida syntetisoida elimistössä – ei ollenkaan tai riittävinä määrinä – ja joka on siten saatava ravinnosta . Veden lisäksi, jota tarvitaan yleisesti homeostaasin ylläpitämiseen nisäkkäillä, välttämättömät ravintoaineet ovat välttämättömiä erilaisille solujen aineenvaihduntaprosesseille sekä kudosten ja elinten ylläpitämiselle ja toiminnalle. Ihmiselle välttämättöminä pidettyjä ravintoaineita ovat yhdeksän aminohappoa, kaksi rasvahappoa, kolmetoista vitamiinia, viisitoista kivennäisainetta ja koliini . Lisäksi on olemassa useita molekyylejä, joita pidetään ehdollisesti välttämättöminä ravintoaineina, koska ne ovat välttämättömiä tietyissä kehitys- ja patologisissa tiloissa.

Aminohappoja

Välttämätön aminohappo on aminohappo, jota organismi tarvitsee, mutta jota se ei voi syntetisoida de novo, ja siksi sitä on saatava sen ruokavaliosta. Kahdestakymmenestä tavallisesta proteiineja tuottavasta aminohaposta yhdeksää ei voida syntetisoida endogeenisesti : fenyylialaniini, valiini, treoniini, tryptofaani, metioniini, leusiini, isoleusiini, lysiini ja histidiini .

Rasvahapot

Välttämättömät rasvahapot (EFA) ovat rasvahappoja, joita ihmisten ja muiden eläinten on nautittava, koska elimistö tarvitsee niitä hyvän terveyden ylläpitämiseksi, mutta ei pysty syntetisoimaan niitä. Vain kahden rasvahapon tiedetään olevan välttämättömiä ihmisille: alfalinoleenihappo ( omega-3-rasvahappo ) ja linolihappo ( omega-6-rasvahappo ).

Vitamiinit

Vitamiinit ovat organismille välttämättömiä orgaanisia molekyylejä, joita ei luokitella aminohapoiksi tai rasvahapoiksi . Ne toimivat yleensä entsymaattisina kofaktoreina, aineenvaihdunnan säätelijöinä tai antioksidantteina . Ihminen tarvitsee ruokavaliossaan kolmetoista vitamiinia, joista suurin osa on ryhmiä toisiinsa liittyvistä molekyyleistä (esim . E- vitamiini sisältää tokoferoleja ja tokotrienoleja ): A-, C-, D-, E-, K-vitamiinit, tiamiini (B ₁ ), riboflaviini (B ₂ ), niasiini (B3 ₎, pantoteenihappo ( _B5 ), pyridoksiini ( _B6 ), biotiini ( _B7 ), folaatti ( _B9 ) ja kobalamiini ( _B12 ). D-vitamiinin tarve on ehdollinen, sillä ihmiset, jotka saavat riittävästi ultraviolettivaloa joko auringosta tai keinotekoisesta lähteestä, syntetisoivat D-vitamiinia ihossa.

Mineraalit

Mineraalit ovat eksogeenisiä kemiallisia alkuaineita, jotka ovat välttämättömiä elämälle. Vaikka neljä alkuainetta: hiili, vety, happi ja typpi ovat elämälle välttämättömiä, niitä on niin runsaasti ruoassa ja juomassa, että niitä ei pidetä ravintoaineina eikä niiden saantia suositella kivennäisaineiksi. Typen tarpeeseen vastataan typpeä sisältävistä aminohapoista koostuvan proteiinin vaatimuksilla. Rikki on välttämätön, mutta sillä ei ole myöskään suositeltua saantia. Sen sijaan rikkiä sisältävien aminohappojen metioniinin ja kysteiinin saantisuositukset on määritelty.

Ihmisille välttämättömät ravintoaineet, jotka on lueteltu suositellun ravinnon saannin järjestyksessä (massana ilmaistuna), ovat kalium, kloridi, natrium, kalsium, fosfori, magnesium, rauta, sinkki, mangaani, kupari, jodi, kromi, molybdeeni, . Lisäksi koboltti on osa B12-vitamiinia, _joka on välttämätön. On muitakin mineraaleja, jotka ovat välttämättömiä joillekin kasveille ja eläimille, mutta ne voivat olla tai eivät ole välttämättömiä ihmisille, kuten boori ja pii .

Koliini

Koliini on välttämätön ravintoaine. Koliinit ovat vesiliukoisten kvaternaaristen ammoniumyhdisteiden perhe . Koliini on koliiniluokan emoyhdiste, joka koostuu etanoliamiinista, jossa on kolme metyylisubstituenttia kiinnittyneenä aminofunktioon. Terveille ihmisille, joita ruokitaan keinotekoisella ruokavaliolla, josta puuttuu koliini, kehittyy rasvamaksa, maksavaurioita ja lihasvaurioita. Koliinia ei alun perin luokiteltu välttämättömäksi, koska ihmiskeho voi tuottaa koliinia pieniä määriä fosfatidyylikoliinin aineenvaihdunnan kautta.

Ehdollisesti välttämätön

Ehdollisesti välttämättömät ravintoaineet ovat tiettyjä orgaanisia molekyylejä, joita organismi voi normaalisti syntetisoida, mutta tietyissä olosuhteissa riittämättöminä määrinä. Ihmisillä tällaisia ​​tiloja ovat ennenaikainen synnytys, rajoitettu ravinteiden saanti, nopea kasvu ja tietyt sairaustilat. Inositoli, tauriini, arginiini, glutamiini ja nukleotidit luokitellaan ehdollisesti välttämättömiksi ja ovat erityisen tärkeitä vastasyntyneiden ruokavaliossa ja aineenvaihdunnassa.

Ei-välttämätön

Ei-välttämättömät ravintoaineet ovat elintarvikkeissa olevia aineita, joilla voi olla merkittävä vaikutus terveyteen. Liukenematon ravintokuitu ei imeydy ihmisen ruoansulatuskanavaan, mutta se on tärkeä suoliston toiminnan ylläpitämisessä ummetuksen välttämiseksi . Paksusuolessa elävät bakteerit voivat metaboloida liukoista kuitua . Liukoista kuitua markkinoidaan palvelevana prebioottista toimintaa väittäen edistävän "terveitä" suoliston bakteereja. Liukoisen kuidun bakteeriaineenvaihdunta tuottaa myös lyhytketjuisia rasvahappoja, kuten voihappoa, jotka voivat imeytyä suolistosoluihin ravintoenergian lähteenä .

Ei-ravinteet

Etanoli (C ₂ H ₅ OH) ei ole välttämätön ravintoaine, mutta se antaa noin 29 kilojoulea (7 kilokaloria) ruokaenergiaa grammaa kohden. Väkevien alkoholijuomien (vodka, gin, rommi jne.) vakioannos Yhdysvalloissa on 44 millilitraa ( 1+1 ⁄ 2 US neste unssia), mikä 40 % etanolilla (80 proof) olisi 14 grammaa ja 410 kJ (98 kcal). 50-prosenttisella alkoholilla 17,5 g ja 513 kJ (122,5 kcal). Viini ja olut sisältävät saman määrän etanolia 150 ja 350 ml:n annoksina, mutta nämä juomat edistävät myös ruoan energian saantia muista aineosista kuin etanolista. 150 ml:n (5 US fl unssia) annos viiniä sisältää 420–540 kJ (100–130 kcal). 350 ml:n (12 US fl unssin) annos olutta sisältää 400–840 kJ (95–200 kcal). Yhdysvaltain maatalousministeriön mukaan NHANES 2013–2014 -tutkimusten perusteella 20-vuotiaat ja sitä vanhemmat naiset kuluttavat keskimäärin 6,8 grammaa alkoholia päivässä ja miehet keskimäärin 15,5 grammaa päivässä. Kun huomioidaan näiden juomien alkoholittomuus, etanolin keskimääräinen osuus päivittäisestä energian saannista on 200 ja 450 kJ (48 ja 108 kcal). Alkoholijuomia pidetään tyhjinä kaloreina, koska vaikka ne antavat energiaa, ne eivät sisällä välttämättömiä ravintoaineita.

Määritelmän mukaan fytokemikaalit sisältävät kaikki syötävien kasvien ravitsemukselliset ja ei-ravitsemukselliset komponentit. Ravintoaineosina ovat A- provitamiini karotenoidit, kun taas ne, joilla ei ole ravintoarvoa, ovat erilaisia ​​polyfenoleja, flavonoideja, resveratrolia ja lignaaneja – joiden väitetään usein olevan antioksidanttisia – joita on lukuisissa kasviruoissa. Useita fytokemiallisia yhdisteitä tutkitaan alustavasti niiden mahdollisten vaikutusten vuoksi ihmisten sairauksiin ja terveyteen. Huonosti määritellyt ominaisuudet omaavien yhdisteiden ravintoarvo in vivo on kuitenkin se, että ne on ensin määritettävä ravinnon viitemäärällä, jotta elintarvikkeiden tarkat merkinnät voidaan tehdä. Tätä ehtoa ei ole vahvistettu useimmille fytokemikaaleille, joiden väitetään olevan antioksidanttisia ravintoaineita.

Puutteet ja myrkyllisyys

Katso vitamiini, kivennäisaine (ravintoaine), proteiini (ravintoaine)

Riittämätön ravintoaineen määrä on puutos. Puutteet voivat johtua useista syistä, mukaan lukien ravinteiden saannin riittämättömyys, jota kutsutaan ruokavalion puutteeksi, tai mistä tahansa useista olosuhteista, jotka häiritsevät ravintoaineen käyttöä organismissa. Joitakin olosuhteita, jotka voivat häiritä ravinteiden hyödyntämistä, ovat ravinteiden imeytymishäiriöt, aineet, jotka aiheuttavat normaalia suurempaa ravinteen tarvetta, olosuhteet, jotka aiheuttavat ravinteiden tuhoutumista ja olosuhteet, jotka aiheuttavat ravinteiden suurempaa erittymistä. Ravintoaineiden myrkyllisyyttä ilmenee, kun ravintoaineen liiallinen kulutus vahingoittaa organismia.

Yhdysvalloissa ja Kanadassa suositeltujen ravintoaineiden saantitasot perustuvat vähimmäistasoon, joka "säilyttää tietyn ravitsemustason yksilössä", määritelmä on hieman erilainen kuin Maailman terveysjärjestön ja elintarvike- ja maatalousjärjestön käyttämä määritelmä. Järjestetään "perusvaatimus sen saannin tason osoittamiseksi, joka tarvitaan patologisesti merkittävien ja kliinisesti havaittavien ruokavalion riittämättömyyden oireiden estämiseksi".

Asettaessaan ihmisten ravintoaineita koskevia ohjeita valtion järjestöt eivät välttämättä sovi määristä, joita tarvitaan puutoksen välttämiseksi tai enimmäismääristä myrkyllisyysriskin välttämiseksi. Esimerkiksi C- vitamiinin suositeltu saanti vaihtelee Intian 40 mg:sta 155 mg:aan päivässä Euroopan unionissa. Alla olevassa taulukossa näkyvät Yhdysvaltain arvioidut keskimääräiset vitamiinien ja kivennäisaineiden tarpeet (EAR) ja suositellut ravinnonsaantit (RDA) sekä Euroopan unionin PRI:t (sama käsite kuin RDA-arvot), ja sen jälkeen kolmen hallituksen järjestön pitämä turvallinen yläsaanti. RDA:t on asetettu EAR-arvoja korkeammaksi kattamaan ihmisiä, joilla on keskimääräistä suuremmat tarpeet. Riittävä saanti (AI) asetetaan, kun ei ole riittävästi tietoa EAR:n ja RDA:n määrittämiseksi. Maat määrittävät siedetyt ylärajat, joita kutsutaan myös ylärajoiksi (UL), jotka perustuvat haitallisia vaikutuksia aiheuttaviin määriin. Hallitukset ovat hitaita tarkistamaan tämänkaltaisia ​​tietoja. Yhdysvaltain arvot, kalsiumia ja D-vitamiinia lukuun ottamatta, kaikki tiedot ovat vuosilta 1997–2004.

* Niasiinin ja magnesiumin päivittäiset suositellut määrät ylittävät siedettävän ylärajan, koska molemmille ravintoaineille UL-arvot tunnistavat ne määrät, jotka eivät lisää haittavaikutusten riskiä, ​​kun ravintoaineita käytetään ravintolisän annoksena. UL:n ylittävä magnesiumlisä voi aiheuttaa ripulia. Niasiinilisäys UL:n yläpuolella voi aiheuttaa kasvojen punoitusta ja kehon lämmön tunteen. Jokainen maa tai alueellinen sääntelyvirasto päättää alla olevan turvamarginaalin, kun oireita voi esiintyä, joten UL-arvot voivat vaihdella lähteen mukaan.

EAR US arvioidut keskimääräiset vaatimukset.

RDA US Recommended Dietary Allowances; korkeampi aikuisilla kuin lapsilla ja voi olla jopa suurempi raskaana oleville tai imettäville naisille.

AI USA:n riittävä saanti; AI perustetaan, kun ei ole riittävästi tietoa EAR:ien ja RDA:iden asettamiseen.

PRI Population Reference Intake vastaa Euroopan unionin RDA:ta; korkeampi aikuisilla kuin lapsilla ja voi olla jopa suurempi raskaana oleville tai imettäville naisille. Tiamiinin ja niasiinin osalta PRI:t ilmaistaan ​​määrinä per megajoule (239 kilokaloria) kulutettua ruokaenergiaa.

Yläraja Sallitut ylärajat.

ND UL:ia ei ole määritetty.

NE EAR:ia, PRI:itä tai AI:ita ei ole vielä perustettu tai tullaan tekemään (EU ei pidä kromia välttämättömänä ravintoaineena).

Tehdas

Kasvien ravinteet koostuvat yli tusinasta juurien kautta imeytyneestä mineraalista sekä lehtien kautta imeytyneestä tai vapautuvasta hiilidioksidista ja hapesta. Kaikki organismit saavat kaikki ravintoaineet ympäröivästä ympäristöstä.

Kasvit imevät hiiltä, ​​vetyä ja happea ilmasta ja maaperästä hiilidioksidin ja veden muodossa. Muut ravinteet imeytyvät maaperästä (poikkeuksia ovat jotkin loiset tai lihansyöjäkasvit). Näitä laskettaessa kasveille on 17 tärkeää ravintoainetta: nämä ovat makroravinteita; typpi (N), fosfori (P), kalium (K), kalsium (Ca), rikki (S), magnesium (Mg), hiili (C), happi (O) ja vety (H) ja hivenravinteet; rauta (Fe), boori (B), kloori (Cl), mangaani (Mn), sinkki (Zn), kupari (Cu), molybdeeni (Mo) ja nikkeli (Ni). Hiilen lisäksi vety ja happi; typpeä, fosforia ja rikkiä tarvitaan myös suhteellisen suuria määriä. Yhdessä "Big Six" ovat kaikkien organismien alkuainemakroravinteita . Ne saadaan epäorgaanisista aineista (esimerkiksi hiilidioksidista, vedestä, nitraateista, fosfaateista, sulfaateista ja typen ja erityisesti hapen kaksiatomisista molekyyleistä ) ja orgaanisesta aineesta ( hiilihydraatit, lipidit, proteiinit ).

Katso myös

Viitteet

Ulkoiset linkit

• USDA. Ruokavalion vertailuarvot