تغذیه انسانی
تغذیه انسان ، فرایندی است که طی آن مواد موجود در غذا به بافتهای بدن تبدیل می شوند و انرژی لازم را برای طیف وسیعی از فعالیتهای جسمی و روحی تشکیل می دهند که زندگی انسان را تشکیل می دهد.
مطالعه تغذیه انسان از حیث شخصیت بین رشته ای است که نه تنها شامل:
فیزیولوژی ، بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی بلکه زمینه هایی مانند روانشناسی و انسان شناسی را نیز شامل می شود
که تأثیر نگرش ها ، باورها ، ترجیحات و سنت های فرهنگی را در انتخاب مواد غذایی بررسی می کند.
در حالی که جامعه جهانی رنج و مرگ ناشی از سو تغذیه را تشخیص داده و به آنها پاسخ می دهد ،
تغذیه انسان بیشتر درگیر اقتصاد و علوم سیاسی است.
هدف نهایی علم تغذیه ارتقا سلامت مطلوب و کاهش خطر بیماری های مزمن مانند بیماری های قلبی عروقی و سرطان و همچنین جلوگیری از بیماری های کلاسیک کمبود تغذیه مانند کواشیورکور و پلاگرا است.
این مقاله شامل موارد اصلی تغذیه انسان
مانند تولید و تعادل انرژی ، مواد مغذی ضروری و دستورالعمل های توصیه شده در رژیم غذایی است.
استفاده از مواد غذایی توسط همه موجودات زنده در تغذیه ، و فرآیندهای بیوشیمیایی خاص در متابولیسم توصیف شده است.
استفاده از غذا توسط بدن
بدن انسان را می توان موتوری دانست که انرژی موجود در غذاهای هضم شده را آزاد می کند.
این انرژی تا حدی برای کارهای مکانیکی انجام شده توسط عضلات و در فرآیندهای ترشحی و بخشی نیز برای کارهای لازم برای حفظ ساختار و عملکردهای بدن استفاده می شود.
عملکرد کار با تولید گرما همراه است. از دست دادن گرما کنترل می شود تا دمای بدن در محدوده کمی حفظ شود.
برخلاف موتورهای دیگر ، بدن انسان به طور مداوم در حال خراب شدن (کاتابولیزاسیون) و ساخت (تجزیه و تحلیل) اجزای تشکیل دهنده آن است.
غذاها مواد مغذی لازم برای تولید مواد جدید را تأمین می کنند و انرژی مورد نیاز برای واکنش های شیمیایی را فراهم می کنند.
کربوهیدرات ، چربی و پروتئین تا حدود زیادی به عنوان منبع انرژی قابل تعویض هستند.
به طور معمول ، انرژی تأمین شده توسط غذا در کیلو کالری یا کالری اندازه گیری می شود.
یک کیلو کالری برابر است با 1000 گرم کالری (یا کالری کم) ، مقیاس انرژی گرمایی. با این حال ، در اصطلاح عام ، کیلو کالری را “کالری” می نامند.
به عبارت دیگر ، یک رژیم 2000 کالری در واقع دارای 2000 کیلو کالری انرژی بالقوه است.
یک کیلو کالری مقدار انرژی گرمایی مورد نیاز برای بالا بردن یک کیلوگرم آب از 14.5 به 15.5 درجه سانتی گراد در یک جو فشار است.
واحد انرژی دیگری که به طور گسترده استفاده می شود ژول است که انرژی را از نظر کار مکانیکی اندازه گیری می کند.
یک ژول انرژی است که وقتی یک کیلوگرم با نیروی یک نیوتن یک متر حرکت می کند ، مصرف می شود.
سطح نسبتاً بالاتر انرژی در تغذیه انسان به احتمال زیاد در کیلوژول (1 کیلوژول = 103 ژول) یا مگاژول (1 مگاژول = 106 ژول) اندازه گیری می شود. یک کیلو کالری معادل 4.184 کیلوژول است.
انرژی موجود در غذا را می توان مستقیماً با اندازه گیری میزان خروجی گرما هنگام سوزاندن (اکسید شدن) غذا در کالری سنج بمبی تعیین کرد.
با این حال ، بدن انسان به اندازه یک کالری متر کارآمد نیست و مقداری از انرژی بالقوه در هنگام هضم و متابولیسم از بین می رود.
مقادیر فیزیولوژیکی اصلاح شده برای گرمای احتراق سه ماده مغذی بازده انرژی ، گرد شده به تعداد کامل ، به شرح زیر است:
کربوهیدرات ، 4 کیلو کالری (17 کیلوژول) در هر گرم ؛
پروتئین ، 4 کیلو کالری (17 کیلوژول) در هر گرم ؛ و چربی ، 9 کیلو کالری (38 کیلوژول) در هر گرم.
ویتامین ها ، مواد معدنی ، آب و سایر مواد تشکیل دهنده مواد غذایی هیچ گونه انرژی ندارند ،
اگرچه بسیاری از آنها در فرایندهای آزادسازی انرژی در بدن شرکت می کنند.
در صورت مشخص بودن مقدار گرم مواد بازده انرژی (کربوهیدرات غیر فیبر ، چربی ، پروتئین و الکل) در آن ماده غذایی ، انرژی تأمین شده توسط یک غذای خوب هضم شده قابل تخمین است.
به عنوان مثال ، یک برش نان سفید حاوی 12 گرم کربوهیدرات ، 2 گرم پروتئین و 1 گرم چربی 67 کیلو کالری (280 کیلوژول) انرژی تأمین می کند.
جداول ترکیبات غذایی (جدول را ببینید) و برچسب های مواد غذایی اطلاعات مفیدی برای ارزیابی انرژی و مواد مغذی دریافت شده در یک رژیم غذایی فردی ارائه می دهند.
بیشتر غذاها مخلوطی از مواد مغذی تأمین کننده انرژی را به همراه ویتامین ها ، مواد معدنی ، آب و سایر مواد فراهم می کنند.
دو استثنا قابل توجه قند و روغن نباتی است که به ترتیب تقریباً کربوهیدرات خالص (ساکارز) و چربی هستند.
در بیشتر نقاط جهان ، پروتئین بین 8 تا 16 درصد از انرژی موجود در رژیم غذایی را تأمین می کند ، اگرچه تنوع زیادی در نسبت چربی و کربوهیدرات در جمعیت های مختلف وجود دارد.
در جوامع مرفه تر ، حدود 12 تا 15 درصد انرژی معمولاً از پروتئین ، 30 تا 40 درصد از چربی و 50 تا 60 درصد از کربوهیدرات تأمین می شود.
از طرف دیگر ، در بسیاری از جوامع فقیرنشین کشاورزی ، که غلات بیشتر رژیم غذایی را تشکیل می دهند ، کربوهیدرات حتی با داشتن پروتئین و چربی ، انرژی بیشتری را تأمین می کند.
بدن انسان به میزان قابل توجهی سازگار است و می تواند با رژیم های کاملاً واگرا زنده بماند و حتی رشد کند. با این حال ، الگوی های مختلف غذایی با عواقب خاص سلامتی همراه است.
تعادل انرژی
انرژی نه تنها هنگامی که فرد از نظر جسمی فعال است بلکه حتی زمانی که بدن بی حرکت دراز کشیده است نیز مورد نیاز است.
بسته به میزان فعالیت بدنی فرد ، بین 50 تا 80 درصد از انرژی مصرفی هر روز به فرآیندهای اساسی متابولیسم (متابولیسم پایه) اختصاص می یابد،
که بدن را قادر می سازد تا گرم بماند ، نفس بکشد ، خون را پمپاژ کند و بسیاری از فیزیولوژیک و بیوسنتز را انجام دهد.
فعالیتها ، از جمله سنتز بافت جدید در کودکان در حال رشد و در زنان باردار و شیرده. هضم و پس از آن فرآوری مواد غذایی توسط بدن نیز از انرژی استفاده می کند و گرما تولید می کند.
این پدیده که به عنوان اثر حرارتی غذا (یا ترموژنز ناشی از رژیم غذایی) شناخته می شود ، حدود 10 درصد از انرژی روزانه را تشکیل می دهد ، که تا حدودی با ترکیب رژیم و روشهای غذایی قبلی متفاوت است.
ترموژنز تطبیقی ، یکی دیگر از اجزای کوچک اما مهم در مصرف انرژی ، تغییرات سوخت و ساز بدن را به دلیل تغییر در دمای محیط ، تولید هورمون ، استرس عاطفی یا سایر عوامل منعکس می کند.
سرانجام ، متغیرترین در مصرف انرژی فعالیت بدنی است که شامل ورزش و سایر فعالیتهای داوطلبانه و همچنین فعالیتهای غیر ارادی مانند لرزش ، لرز و حفظ وضعیت بدن است.
فعالیت بدنی 20 تا 40 درصد از کل انرژی مصرفی را تشکیل می دهد ، حتی در یک فرد بسیار کم تحرک و حتی در شخصی که بسیار فعال است ، کمتر است.
مصرف انرژی پایه یا استراحت در درجه اول با توده بدون چربی بدن (توده بدون چربی و چربی ضروری ، به استثنای چربی ذخیره سازی) ، که بافت فعال متابولیکی بدن است ، ارتباط دارد.
در حالت استراحت ، اندامهایی مانند کبد ، مغز ، قلب و کلیه بیشترین فعالیت متابولیکی را دارند و بنابراین بیشترین نیاز به انرژی را دارند ، در حالی که عضلات و استخوان ها به انرژی کمتری و چربی بدن حتی به میزان کمتری نیاز دارند.
علاوه بر ترکیب بدن ، سایر عوامل موثر بر متابولیسم پایه شامل سن ، جنس ، درجه حرارت بدن و سطح هورمون تیروئید هستند.
عضله بدن ، چربی بدن و آب بدن
اگرچه برآورد درصد چربی بدن می تواند با بازرسی مستقیم انجام شود ، اما این روش غیر دقیق است.
چربی بدن را می توان با استفاده از روشهای نسبتاً دقیق اما پرهزینه مانند توزین زیر آب ، شمارش کل پتاسیم بدن و جذب سنجی اشعه ایکس با انرژی دوگانه (DXA) به طور غیر مستقیم اندازه گیری کرد.
با این حال ، روشهای عملی تر ، البته دقیق تر ، غالباً استفاده می شود ، مانند انسان سنجی ، که در آن چربی زیر جلدی در مکان های مختلف با استفاده از کولیس های پوستی اندازه گیری می شود.
امپدانس بیوالکتریک ، که در آن مقاومت در برابر جریان الکتریکی کم شدت برای تخمین چربی بدن استفاده می شود.
و فعل و انفعالات نزدیک به مادون قرمز ، که در آن یک نور مادون قرمز با هدف قرار دادن عضله دوسر برای ارزیابی تعامل چربی و پروتئین استفاده می شود.
اندازه گیری مستقیم محفظه های مختلف بدن فقط در جسد ها قابل انجام است.
محفظه های مختلف بدن – عضله بدون چربی بدن ، چربی بدن و آب بدن – به طور مداوم با تغییرات محیط داخلی و خارجی سازگار می شوند تا حالت تعادل پویا (هموستاز) حفظ شود.
بافتهای بدن به طور مداوم در حال از بین رفتن (کاتابولیسم) و ساخت (آنابولیسم) با سرعتهای مختلف هستند.
به عنوان مثال ، سلولهای اپیتلیال پوشاننده دستگاه گوارش با سرعت گیج کننده هر سه یا چهار روز تعویض می شوند ، در حالی که طول عمر گلبولهای قرمز 120 روز است و در طی چندین سال بافت همبند تجدید می شود.
بدن انسان متشکل از موادی مشابه مواد غذایی است.
با این حال ، طبق نسب ژنتیکی و همچنین تجربه منحصر به فرد زندگی ، نسبت های نسبی متفاوت است.
بدن یک انسان لاغر سالم تقریباً از 62 درصد آب ، 16 درصد چربی ، 16 درصد پروتئین ، 6 درصد مواد معدنی و کمتر از 1 درصد کربوهیدرات به همراه مقادیر بسیار کمی از ویتامین ها و سایر مواد متشکل تشکیل شده است.
ماده ها معمولاً چربی بیشتری دارند (حدود 22 درصد در یک خانم لاغر سالم) و از سایر اجزا کمی نسبت به مردان دارای وزن قابل مقایسه است.
ترکیب بدن در طول زندگی – در طی سالهای رشد ، در بارداری و شیردهی و با افزایش سن – به طرق تا حدودی قابل پیش بینی تغییر می کند،
با تغییرات مربوط به نیازهای مغذی طی مراحل مختلف چرخه زندگی (مشاهده کنید بخش تغذیه در طول چرخه زندگی).
ورزش بدنی منظم می تواند به کاهش از دست دادن بافت لاغر مرتبط با افزایش سن و افزایش چربی بدن کمک کند.
مواد مغذی ضروری
یک ماده مغذی اگر ضروری باشد از بدن خارج شود – در بیشتر موارد ، از مواد غذایی “ضروری” تلقی می شود.
این مواد مغذی در این بخش مورد بحث قرار گرفته اند.
اگرچه آنها برای اهداف بحث به دسته هایی تقسیم می شوند ، باید در نظر داشت که مواد مغذی با همدیگر در بدن کار می کنند نه به عنوان موجوداتی منزوی.
شش گروه از عناصر غذایی موجود در غذاها کربوهیدرات ها ، لیپیدها (بیشتر چربی ها و روغن ها) ، پروتئین ها ، ویتامین ها ، مواد معدنی و آب هستند.
کربوهیدرات ها ، لیپیدها و پروتئین ها قسمت عمده رژیم غذایی را تشکیل می دهند و در مجموع حدود 500 گرم (کمی بیش از یک پوند) در روز از نظر وزن واقعی هستند.
این عناصر درشت مغذی مواد اولیه ای را برای ساخت و نگهداری بافت و همچنین سوخت برای اجرای بی شمار فعالیت های فیزیولوژیکی و سوخت و ساز بدن که زندگی را حفظ می کنند ، تأمین می کنند.
در مقابل ریز مغذی ها هستند ، که خود منبع انرژی نیستند اما فرایندهای متابولیک را در بدن تسهیل می کنند:
ویتامین هایی که انسان روزانه به 300 میلی گرم در رژیم غذایی نیاز دارد و مواد معدنی که حدود 20 گرم در روز مورد نیاز است.
آخرین دسته مواد مغذی ، آب است که محیطی را فراهم می کند که تمام فرایندهای متابولیسم بدن در آن اتفاق می افتد.
کربوهیدرات
کربوهیدرات ها که از کربن ، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده اند ، تأمین کننده اصلی انرژی بدن هستند و 4 کیلو کالری در هر گرم تأمین می کنند.
در اکثر کربوهیدرات ها ، عناصر هیدروژن و اکسیژن با همان نسبت 2: 1 در آب وجود دارند ، بنابراین “کربو” (برای کربن) و “هیدرات” (برای آب).
گلوکوز
گلوکز کربوهیدرات ساده سوخت اصلی است که توسط مغز و سیستم عصبی و گلبول های قرمز خون استفاده می شود.
عضلات و سایر سلولهای بدن نیز می توانند از گلوکز برای انرژی استفاده کنند ، اگرچه غالباً برای این منظور از چربی استفاده می شود.
از آنجا که تأمین مداوم گلوکز برای سلولها بسیار حیاتی است ، گلوکز خون از طریق عملکرد هورمونهای مختلف ، عمدتاً انسولین که جریان گلوکز را به سلولها هدایت می کند،
گلوکاگون و اپی نفرین که گلوکز را از ذخیره می کنند ، در یک محدوده نسبتاً باریک حفظ می شود.
بدن مقدار کمی گلوکز را به عنوان گلیکوژن ، یک شکل پیچیده از کربوهیدرات ، در بافت کبد و عضله ذخیره می کند
و این می تواند به گلوکز تجزیه شود و به عنوان منبع انرژی در طی دوره های کوتاه (چند ساعت) ناشتایی یا در طی آن استفاده شود. زمان فعالیت بدنی شدید یا استرس. ا
گر گلوکز خون به زیر حد طبیعی (کاهش قند خون) برسد ، ممکن است ضعف و سرگیجه ایجاد شود.
افزایش گلوکز خون (هایپرگلیسمی) ، همانطور که می تواند در دیابت رخ دهد ، نیز خطرناک است و نمی توان آن را درمان نکرد.