Nutrienţi

(Surse bune de magneziu)

Există două tipuri de nutrienţi: macro-nutrienți (necesaro în cantități relativ mari) şi micronutrienti (necesari în cantități mai mici).

Fibrele alimentare (de exemplu, materialele non-digerabile cum ar fi celuloza, aici numită ca micronutrient) sunt necesare atât din motive mecanice cât și biochimice, deși motivele exacte rămân neclare. Alţi micronutrienţi includ antioxidanţii şi fitochimicalele, care se spune că influențează (sau protejează) unele sisteme ale corpului. Necesitatea lor nu este la fel de bine stabilită ca în cazul, de exemplu, al vitaminelor.

Cele mai multe alimente conțin un amestec din unele sau toate tipurile de substanțe nutritive, împreună cu alte substanțe, cum ar fi toxinele de diverse tipuri. Unele substanțe nutritive pot fi stocate intern (de exemplu, vitaminele solubile în grăsime), în timp ce altele sunt necesare mai mult sau mai puțin continuu. Sănătatea scăzută poate fi cauzată de o lipsă de substanţe nutritive necesare sau, în cazuri extreme, prea mult dintr-un anumit nutrient necesar. De exemplu, atât sarea cât și apa (ambele absolut necesare) vor cauza boli sau chiar deces în cantități excesive.

Macronutrienți

Macronutrienții sunt carbohidraţi, grăsimi, proteine, și apă. Macronutrienții (excluzând fibrele și apa) furnizează material de structură (aminoacizi din care sunt construite proteinele, lipidele, și din care sunt construite membranele celulare și unele molecule de semnalizare) și energie. O parte din materialul structural poate fi folosit pentru a genera energie pe plan intern, iar în ambele cazuri energia se măsoară în jouli sau kilocalorii (deseori numite „calorii” și notate cu litera mare C pentru a le deosebi de caloriile normale „c”). Carbohidrații și proteinele furnizează 17 kJ aproximativ (4 kcal) de energie pe gram, în timp ce grăsimile furnizează 37 kJ (9 kcal) per gram., deși energia netă din oricare depinde de factori cum ar fi absorbția și efortul digestiv, care variază în mod substanțial de la exemplu la exemplu. Vitaminele, mineralele, fibrele şi apa nu oferă energie, dar sunt necesare pentru alte motive.

Moleculele de carbohidrați și grăsimi sunt formate din atomi de carbon, hidrogen și oxigen. Carbohidrații includ de la monozaharide simple (glucoză, fructoză, galactoză) la polizaharide complexe (amidon). Grăsimile sunt trigliceride, din monomeri de acizi grași asortaţi legaţi la un schelet de glicerol. Unii acizi grași, dar nu toţi, sunt esențiali în dietă: eie nu pot fi sintetizaţi în organism. Moleculele de proteine conțin atomi de azot, în plus față de carbon, oxigen, şi hidrogen. Componentele fundamentale ale proteinei sunt aminoacizi care conțin azot, dintre care unele sunt esențiale, în sensul că oamenii nu le pot prepara pe plan intern. Unii dintre aminoacizi sunt convertibili (cu un consum de energie) în glucoză, și pot fi utilizaţi pentru producerea de energie, la fel ca și glucoza obișnuită, într-un proces cunoscut sub numele de gluconeogeneză. Prin descompunerea proteinelor existente, scheletul de carbon al diferitelor aminoacizi poate fi metabolizat la intermediari în respirația celulară; amoniacul rămas este aruncat în primul rând ca uree în urină. Acest lucru se întâmplă în mod normal numai în timpul foametei prelungite.

Carbohidraţi

Carbohidrații pot fi clasificaţi ca monozaharide, dizaharide, polizaharide, sau în funcție de numărul de unități monomere (zahăr) pe care le conțin. Ei constituie o mare parte din alimente, cum ar fi orez, fidea, pâine, și alte produse pe bază de cereale. Monozaharidele, dizaharidele, şi polizaharidele, conțin unu, doi, și trei sau mai multe unități de zahăr, respectiv. Polizaharidele sunt adesea denumite carbohidraţi complecşi deoarece acestea sunt de obicei lungi mai multe lanțuri ramificate de unități de zahăr.

In mod traditional carbohidraţii simpli sunt consideraţi ca fiind absorbiţi rapid, și, prin urmare, ridică nivelul glucozei din sânge într-un ritm mai rapid decât carbohidrații complecși. Aceasta situaţie nu este totuşi exactă. Unii carbohidraţi simpli (de exemplu, fructoza) urmează diferite căi metabolice (de exemplu, fructoliza) care au ca rezultat doar un catabolism parțial la glucoză, în timp ce, în esență, mulţi carbohidraţi complecşi pot fi digeraţi în același ritm ca și carbohidrații simpli. Glucoza stimulează producerea de insulină prin alimentele care intră în fluxul sanguin, care este preluată de către celulele beta din pancreas.

Grăsimi

O moleculă de grăsimi alimentare este formată de obicei din mai mulţi acizi grași (care conțin catene lungi de atomi de carbon și hidrogen), legaţi la un glicerol. Acestea sunt de obicei găsite în calitate de trigliceride (trei acizi grași atașaţi la un schelet de glicerol). Grăsimile pot fi clasificate drept saturate sau nesaturate, în funcție de structura detaliată a acizilor grași implicaţi. Grăsimile saturate au toți atomii de carbon din lanțurile lor de acizi grași legați la atomi de hidrogen, în timp ce grăsimile nesaturate au unele dintre aceşti atomi de carbon dublu legați, astfel moleculele lor au relativ mai puțini atomi de hidrogen decât un acid gras saturat de aceeași lungime. Grăsimile nesaturate pot fi clasificate în continuare ca monosaturate (o dublă legătură) sau polinesaturate (mai multe duble legături). Mai mult, în funcție de locația dublei legătura în lanțul de acid gras, acizii grași nesaturați sunt clasificaţi ca acizi omega-3 sau omega-6 grași. Grăsimile trans sunt un tip de grăsimi nesaturate cu legături trans-izomer; acestea sunt rare în natură și în produsele alimentare din surse naturale; ele sunt de obicei create într-un proces industrial numit hidrogenare (parțială). Există nouă kilocalorii în fiecare gram de grăsime. Acizii grași cum ar fi acidul linoleic conjugat, acidul catalpic, acidul eleostearic și acidul punicic, în plus față de furnizarea de energie, reprezintă molecule modulatoare imunitar puternic.

Grăsimile saturate (de obicei, din surse animale) au folosite în multe culturi ale lumii de milenii. Grăsimile nesaturate (de exemplu, ulei vegetal) sunt considerate mai sănătoase, în timp ce grăsimile trans sunt de evitat. Grăsimile saturate și unele grăsimi trans sunt de obicei solide la temperatura camerei (de exemplu unt sau untură), în timp ce grăsimile nesaturate sunt de obicei lichide (cum ar fi ulei de măsline sau ulei de in). Grăsimile trans sunt foarte rare în natură, și s-au dovedit a fi extrem de dăunătoare pentru sănătatea umană, dar au proprietăți utile în industria de prelucrare a produselor alimentare, cum ar fi rezistența la râncezire.

Acizi grași esențiali

Cei mai mulţi acizi grași sunt non-esențiali, ceea ce înseamnă că organismul îi poate produce după cum este necesar, în general, din alți acizi grași, și mereu cheltuind energie pentru aceasta. Cu toate acestea, la om, cel puțin doi acizi grași sunt esențiali și trebuie să fie incluşi în dietă. Un echilibru adecvat de acizi graşi esențiali – omega-3 şi omega-6 – pare a fi, de asemenea, important pentru sănătate, deși demonstrația experimentală definitivă a fost evazivă. Ambii aceşti aciţi graşi polinesaturaţi cu lanţ lung „omega” sunt substraturi pentru o clasă de eicosanoide cunoscută sub numele de prostaglandine, care au roluri în întreg organismul uman. Acestea sunt hormoni, în unele privințe. Acidul eicosapentaenoic Omega-3, care poate fi creat în corpul uman de acidul gras esențial omega-3 alfa-linolenic, sau obţinut din surse de alimentare marine, servește ca o piatră de temelie pentru seria 3 prostaglandine (de exemplu, PGE3 slab inflamator). Acidul dihomo-gamma-linolenic Omega-6 (DGLA) servește ca o piatră de temelie pentru o serie de prostaglandine (de exemplu, PGE1 anti-inflamator), în timp ce acidul arahidonic (AA) servește ca o piatră de temelie pentru seria 2 de prostaglandine (de exemplu, PGE2 pro-inflamatorii). Atât ADGL cât şi AA pot fi realizaţi din acidul linoleic omega-6 (LA), în corpul uman, sau pot fi luate în mod direct prin alimente. Un aport echilibrat în mod adecvat de omega-3 și omega-6 determină parțial producția relativă a diferitelor prostaglandine, care este unul dintre motivele pentru un echilibru între omega-3 și omega-6 este considerat important pentru sănătatea cardiovasculară. În societățile industrializate, oamenii consumă de obicei cantități mari de uleiuri vegetale procesate, care au redus cantitățile de acizi graşi esenţiali împreună cu prea mulţi acizi grași omega-6 față de acizii grași omega-3.

Rata de conversie a lui ADGL omega-6 la AA determină în mare măsură producția de prostaglandine PGE1 și PGE2. Omega-3 EPA previne eliberarea AA din membrane, astfel schimbând brusc echilibrul prostaglandinei departe de PGE2 pro-inflamator (facut din AA) față de PGE1 anti-inflamator (facut din ADGL). Mai mult decât atât, conversia (desaturarea) din ADGL la AA este controlată de enzima delta-5-desaturaza, care la rândul său este controlată de hormoni, cum ar fi insulina (reglare în sus) și glucagon (reglare în jos). Cantitatea și tipul de carbohidraţi consumaţi, împreună cu unele tipuri de aminoacizi, pot influența procesele care implică insulină, glucagon, și alți hormoni; Prin urmare, raportul de omega-3 față de omega-6 are efecte asupra sănătății la nivel general, precum și efecte specifice asupra funcției sistemului imunitar și inflamației, și mitozei (de exemplu, diviziunea celulară).