Адам тағамының органикалық және минералды компоненттерінің биологиялық маңызы

     Биоэнергетика заңына сәйкес тамақтану дегеніміз  клетканың физиологиялық қызметтерін  және тірі жүйелердің құрылымдық ұйымдастығын сақтауды қаматамасыз ету үшін қажетті  энергияны, көміртегі атoмын және басқа элементтерді қоршаған ортадан алу әдісі болып табылады. Адам және жануарлар хемогетеротропты ағзаларға жатады, яғни тамақтану үшін органикалық молекулалар мен олардың химиялық энергиясын пайдаланады.

      Заттар  алмасуы және тамақтану, aдам тағамының құрамы, тағамының негізгі минорлы және ауыстырылмайтын компоненттері.

      Химиялық  энергияны шығару әдісі бойынша  адам баласы хемогетеротропты тамақтанудың голозойлы түрін пайдаланады. Осы әдіспен тамақтанушы барлық ағзалар тағамы дененің ішіне, ас қорыту жолына, енгізеді, онда тағам қорытылуға ұшырайды да, кішкентай еріген молекулаларға айналады, оларды ағза қорытып, сіңіріледі.

      Тамақтанудың  голозойлы түрі мынадай кезеңдерден  тұрады:

• тағамды жұту және қорыту;
• қорытылған заттарды сіңіру;
• заттардың және энергияның клетка ішілік алмасуы немесе метаболизмнің нақ өзі;
• метаболизмнің соңғы өнімдерінің шығарылуы.

     Адам  баласы пайдаланатын тағам көбінесе өсімдік және жануар тектес болады.Тағамның негізгі компоненттері белоктар, липидтер, көмірсулар және витаминдер болып табылады. Сонымен қатар тағамның құрамына минералдық заттар, су кіруі керек. Тағамның негізгі компоненттерінің тәуліктік қажеттілігі әртүрлі болады және ағзаның энергия шығынына байланысты. Бұл жағдайда энергия шығынының 55% көмірсулармен, 30% липидтермен және 15% белоктармен толтырылады.

     Дұрыс тамақтану кезінде тағамда белоктың, майдың және көмірсулардың тек белгілі бір мөлшері болып қана қоймай, олар бір – біріне белгілі бір қатынаста болуы керек. Мысалы, омыраудағы балаларда белоктар, липидтер, көмірсулар қатынасы 1:3:6 аралығында, оқушыларда – 1:1:2, ересектерде – 1:1:4 болады. Негізгі тағамдық компоненттерге деген қажеттілік адам жасына қарай өзгереді. Балаларда белоктарды, липидтерді, көмірсуларды тұтынудың физиологиялық нормасы мынындай:  

     Ересектерде тағамның негізгі компоненттерін тұтынудың  физиологиялық нормасы еңбектің түріне және энергия шығынына байланысты болады.

     1 – топқа негізінен гуманитарлық  қызметкерлер, 2 топқа – механизацияланған  еңбектің қызметкерлері, 3 – топқа  – жартылай механизацияланған  және 4 – топқа ауыр қол еңбек  қызметкерлері жатады. 

     Адам  ағзасына негізгі тағамдық компоненттерінен басқа белгілі бір мөлшерде, аз көлемде  болса бірқатар ауыстырылмайтын  тағамдық факторлар да түсуі қажет. Ауыстырылмайтын тағамдық факторларға адам ағзасында синтезделетін аминқышқылдары (ауыстырылмайтын аминқышқылдары), полиқанықпаған май қышқылдары, соның ішінде ең алдымен линолен қышқылы, витаминдер және минералдық заттар (микроэлементтер) жатады. Ауыстырылмайтын аминқышқылдарына 10 аминқышқылы жатады, солардың ішінде аргинин мен гистидин жартылай ауыстырылатын болып табылады. Бірқатар авторлардың мәліметі бойынша ауыстырылмайтын аминқышқылдарының тәуліктік қажеттілігі (граммен) мынадай:

     Валин – 3,8 – 4,1

     Изолейцин – 2,9 – 3,3

     Лейцин  – 4,7 – 9,1

     Лизин – 5,2 – 5,9

     Метионин  – 3,5 – 3,8

     Треонин – 2,9 – 3,5

     Триптофан – 1,1 – 1,8

     Фенилаланин – 4,1 – 4,4

     Ауыстырылмайтын аминқышқылдары адам ағзасына белоктардың  құрамына кіреді. Ауыстырылмайтын аминқышқылдарының болуына қарай белоктар құнды және құнсыз болып бөлінеді. Құнды белоктарға барлық ауыстырылмайтын аминқышықлдары бар белоктар жатады. Бұл белоктар жануар тектестер. Тек өсімдік тектес заттармен тамақтанған жағдайда адам ағзасында жалпы белоктық жетіспеушілікпен қатар ауыстырылмайтын аминқышқылдарының жетіспеушілігі де байқалады. Мысалы, тағамда лизиннің жетіспеушілігі кезінде бойдың өсуі тежеледі, қанның азаюы, бауыр мен бүйректің зақымдалуы (квашиокор ауруы) байқалады.

     Тағамдық  жағынан жеңіл ерігіш липидтер, соның ішінде өсімдік майлары биологиялық құнды болып табылады. Олардың құрамында полиқанықпаған май қышқылдары бар және соның ішінде ауыстырылмайтын линолен қышқылы бар:

     CH-(CH₂)₄-CH=CH-CH₂-CH=CH-(CH₂)₇-COOH

     Бұл шектеусіз май қышқылы адам ағзасында арахидон қышқылының бастамасы болып табылады, ал ол қышқыл простогландиндердің синтезі үшін қажет. Линолен қышқылының тәуліктік қажеттілігі 1,0 грамм. 

Витаминдердің биологиялық маңызы 

     Тағамның  ауыстырылмайтын минорлы компоненттеріне  витаминдер жатады. Витаминдер дегеніміз – адам ағзасында синтезделмейтін төменмолекулярлы органикалық заттар, бірақ кейбір тағаммен аздаған мөлшерде ағзаға түскенде қалыпты метаболизм мен клеткалардың сәйкес физиологиялық қызметтерін атқаруын қамтамасыз етеді.

     Адам  ағзасында витаминдер жетіспеген кезде  патологиялық жағдайлар – гиповитаминоздар, авитаминоздар болуы мүмкін. Бұл  жағдайларда, витаминдердің биологиялық  қызметіне байланысты метаболизмнің  белгілі бір кезеңі зақымдалады  да, ол сәйкес симптомдар түрінде көрінеді. Мысалы, В12 витамині жетіспегенде – қатерлі анемия пайда болады, В1 витаминінің жетіспеушілігі – Бери Бери полиневриттің, С витаминінің жетіспеушілігі – Цинга, Д – витаминінің жетіспеушілігі – Рахит және т.б ауруларды тудырады.

     Гиповитаминоз немесе авинаминоз тағамда витаминдердің жетіспеушілігі нәтижесінде пайда болады, бұлар алиментарлы гипо – және авитаминоздар деп аталады. Сонымен қатар екінші деңгейлік гиповитаминоздық жағдайлар да кездеседі. Олар витаминдердің сіңірілуі зақымдануымен немесе олардың тасымалдануының зақымдалуымен байланысты. Кейде мұндай гиповитаминоздар витаминдерді ағза көп қажет еткен кезде, мысалы жүкті әйелдерде немесе ауыр дене жұмысында кездеседі.

     Витаминдерді  мөлшерден тыс пайдаланған кезде  ағзада патологиялық жағдайлар – гипервитаминоздар пайда болады. Мысалы, Д гипервитаминозы, А гипервитаминозы белгілі. Бірінші жағдайда, Д витаминінің көп болуынан балаларда краниостеноз, А гипервитаминозында бастың ауруы, көру қабіліетінің бұзылуы пайда болады.

     Физико  – химиялық қасиеттері бойынша витаминдер 2 топқа бөлінеді: майда еритін және суда еритін. Мада еритіндерге А, Д, Е, К витаминдері, суда еритін витаминдерге В1, В2, В3, РР, В5, В6, В9, В12, Н, С, В15 витаминдері жатады.

     А витаминінің биологиялық мәні 

     А витаминінің барлық түрлері белокты, липидті, көмірсулы алмасуға әсер етеді, фосфорлы – кальцийлі, калийлі алмасуды реттейді. Атап айтқанда, белокты алмасуда А витамині фенилаланиннің тирозинге айналуын және адреналиннің синтезін жылдамдатады. Лизин мен метиониннің белокка қосылуын және альбуминдер синтезін жеңілдетеді. Липидті алмасуда КоА мен мидың сфингомиелинінің синтезін жеделдетеді. Мембраналарддың негізгі липидтері – лецитиннің, кефалиндер мен холестериннің синтезін төмендетеді. Көмірсулар алмасуында А витамині  гликоген  мен мукополисахаридтер синтезін жылдамдатады, глюкозо – 6 – дегидрогеназа мен фосфоглюкомутазаны белсендіру арқылы глюкозаның ыдырауының пентоздық жолын белсендіреді. С витаминінің тотығуын тұрақтандырады. Минералды алмасуда Д витаминінің синергисті болып табылады, фосфор – кальций алмасуын қалыпты деңгейде ұстап тұрады да, фосфор – кальций топтарының түзілуіне жол бермейді. Клетка мембранасын тұрақтандыру арқылы клеткада калийді ұстап тұрады, магний алмасуын реттейді. Лизосомалар мембраналарының өткізгіштігін жоғарылатады. Антиацетилхолиндік әсер көрсетеді. Тыныс алу жолының, көз конъюктивасының шырышты қабатының эпителиінің мукоидтарды түзуін жеделдетеді. Эпителийдің креатиназациясын қалыпты ұстап отырады, антиксерофтальмдік әсер көрсетеді. Өсіп келе жатқан ағзаның қалыпты өсуі мен дифферинциовкасын  реттеп отырады, сүйек тканьі тері эпителийі, плацента, сперматогенді эпителийдің клеткаларының бөлінуі мен дифференциовкасын реттейді. А витамині антигемеролапикалық әсер көрсетіп, көрудің фотохимиялық актісіне қатысады. Зерттеулерден белгілі болғандай, А витамині 11 – цис – ретиналь түрінде көздің торлы клеткаларының жарыққа сезімтал белок – пигменттерінің құрамына кіреді: таяқшаларда – родопсиннің құрамына, колбочкаларда – иодопсиннің құрамына.

     Көру  актісін 3 кезеңге бөлуге болады:

     -жарықтың  родопсинмен (иодопсинмен) фотохимиялық  абсорбциясы және құрылысының  өзгеруі;

     - жүйке импульсінің пайда болуы  арқылы мембрананың деполяризациясы;

     - родопсиннің (иодопсиннің) бастапқы  қалпына қайта қалпына келуі.

       Жарық квантының әсерінен родопсинде (иодопсинде) 11 – цис- ретинальдың 11 – трансретинальға изомеризациясы жүреді, бұдан соң родопсиннің 11 – трансретинолға және белок – опсинге ейін ыдырауы жүреді. Бұл көздің торлы қабатының жарыққа сезімтал клеткаларының мембраналарының деполяризациясын тудырады, жүйке импульсы пайда болады, ол көрудің жүйке талшығы арқылы мидың көру орталығына тарайды. Бұдан соң 11 – трансретиналь НАДН+ қатысуымен дегидрогеназды реакцида 11 – трансретинолға тотықсызданады. Ары қарай 11 – транс – ретинол қараңғыда 11 – цис – ретинолға изомеризацияланады, ол НАД – қа тәуелді дегидрогеназа әсерінен 11 – цис – ретинальға тотығады. Жарықты сезудің қараңғы кезеңі 11 –цис – ретинальдың опсинмен комплекс түзуімен, яғни родопсин немесе иодопсиннің түзілуімен аяқталады. Ағзада А витаминінің жетіспеушілігі кезінде А гиповитаминоздың ең ерте белгісі – қараңғылық адаптация мен алакөлеңкеде көрудің зақымдалуы – гемеролапия дамиды. Бұдан басқа фолликулярлық гиперкератоз, шырышты қабаттардың құрғауы, ксерофтальмия (көз конъюктивасының құрғауы) және кератомаляция, сперматозоидтардың ұрықтану белсенділігінің зақымдалуы кездеседі.

     Д витаминінің биологиялық мәні. 

     1,25 – дегидроксикальциферолдардың  (кальцитриолдардың) негізгі қызметі  – фосфор – кальций алмасуын реттеу,оның ішінде клеткалық мембраналар арқылы кальций мен фосфаттардың тасымалдануы және сонымен қатар клеткаларда, қанда олардың деңгейін бақылау. Қалыпты жағдайда қанда кальцийдің мөлшері 2,3 – 2,75 ммоль/л, фосфаттар – 1 – 2ммоль/л шамасында болады. Қанда кальций мен фосфаттардың деңгейін реттеу принциптері мынадай:

     - Бүйректе және жіңішке ішекте 1,25 – үшгидроксикальциферолдар  кальций – байланыстырушы белоктар  мен Са – АТФ – азаның  синтезін индукциялайды. Жіңішке ішікте Са++ мен фосфаттардың сіңірілуі және алғашқы зәрден қанға реабсорбциясы арнайы кальцийбайланыстырушы белоктың қатысуымен өтетін жеңілдетілген диффузия жолымен және Са++ - АТФ – азаның көмегімен белсенді тасымалдау есебінен жүреді.

     - Сүйек тканьдерінде кальциферодар  фосфорлы қышқылды кальций тұздарының жинақталу процесін қадағалайды. Бұл процеске 25 – гидроксикальциферол мен 1,25 – дигидроксикальциферол қатысады: қанда кальций мен фосфаттың деңгейі төмендеген кезде 1,25 – дигидроксикальциферолдың әсерінен остеоциттердің сыртқы мембраналарыныңСа – белсенді АТФ – азасының белсендірілу жолымен сүйек тканьдерінің декальцинациясы және ерігіш кальций тұздарының түзілуі ынталандырылады да, сүйек тканінен фосфаттар мен кальцийдің қанға бөлінуі жүреді. Бұл жағынан алғанда кальцитриолдар мен паратгормон синергистер болып табылады.