Táplálkozás, vitaminok Dr. Oszlács Orsolya 2018. 02. 19. Tápanyagok és hasznosulásuk A szervezet számára szükséges makrotápanyagok szénhidrátok (mono-, di- és poliszacharidok) fehérjék (esszenciális aminosavak is!) lipidek (elsősorban trigliceridek +esszenciális zsírsavak is!) A makrotápanyagok mellett szükséges ásványi anyagok (+nyomelemek) vitaminok víz (40-50 ml/testsúly kg) a normál vastagbélműködéshez a tápláléknak élelmi rostban (cellulóz) gazdagnak kell lennie - napi 30-40 g bevitele ajánlott - rostforrások: teljes kiőrlésű pékárú, gyümölcsök, zöldségek, hüvelyesek, zab, zabkorpa, búzakorpa stb. - az emészthetetlen rostok (salakképző anyagok) fokozzák a bélmotilitást a táplálék gyorsabban halad át a bélcsatornán - megváltoztatják a bélflóra összetételét a hasznos baktériumok javára (pl. Lactobacillusok) 1
Szénhidrátok a táplálkozásban a napi E szükséglet 60%-át fedezi, az ajánlott bevitel 300 g/nap A szénhidrátok élettani jelentősége 1. vegyes táplálkozás esetén a fő energiaforrás 2. gyors, könnyen felszívódó, könnyen felhasználható tápanyag 3. csökkenti a fehérje-felhasználást (glukoneogenezis) 4. lényeges szerepet játszik a zsíranyagcserében 5. rostkomponense (cellulóz) salakképző anyag a vastagbélben. A táplálék szénhidrátkomponensei: Monoszacharidok: glükóz, fruktóz, galaktóz Diszacharidok: szacharóz (szukróz), maltóz, laktóz Poliszacharidok: dextrin, keményítő, glikogén, cellulóz, hemicellulóz, pectin Cukoralkoholok: mannitol és szorbitol Szénhidrátforrások: gyümölcs, zöldség, gabonafélék, hüvelyesek, pékárú, tésztafélék, tejtermékek stb. A glikémiás-index (GI) egy számérték, amely arra utal, hogy milyen gyorsan szívódik fel az adott élelmiszerben lévő szénhidrát a szervezetben alacsony GI érték magas GI érték kis vércukorszint emelkedés nagy vércukorszint emelkedés kevesebb inzulin több inzulin Kevesebb raktározott zsír hirtelen vércukorszint esés miatt éhségérzet GI=100 szőlőcukor felszívódási sebessége GI=0 szénhidrátot nem tartalmazó ételek 2
Alacsony GI (0-55) Közepes GI (55-69) Magas GI (70-100) Zöld zöldségek Hajában főtt krumpli Krumlipüré Paradicsom Kukorica Kukoricapehely Földi mogyoró Fehér répa Pattogatott kukorica Fokhagyma Zöldbab Sütemények Hagyma Tök Palacsinta Répa Cékla Karórépa Cseresznye Mango Pasztinák Sárgabarack Sárgadinnye Görögdinnye Alma Befőttek Gyümölcslevek Körte Ananász Szörpök Grapefruit Szárított gyümölcsök Alkohol Narancs Banán Érett banán Kiwi Magvas kenyerek Nokedli Zöld szőlő Füge Aszalt szilva Szárított sárgabarack Mazsola Datolya Zsírszegény tej Fagyi Édesített tejtermékek Yoghurt Kakaó Zsömle, Kifli Árpa Rozskenyér Édesített kekszek Teljesörlésű tésztafélék Pizza Puffasztott rizs Teljesörlésű kenyér Pitta kenyér Fehér kenyér Spagetti Makaróni (al dante) Tortilla Tésztafélék fehér rizsből Zabpehely Müzli (édesítetlen) Müzli Bab Gríz Sült krumpli Csicseriborsó Háztartási keksz Ropi Almalé Ananászlé Coca cola Keserű csoki Lekvár Normál csoki Gyümölcscukor Méz Cukor Zsírok a táplálkozásban a napi E szükséglet 25%-át fedezi, az ajánlott bevitel 50-100 g/nap A zsírok élettani jelentősége: 1. magas energiatartalom 2. felvételre elsősorban trigliceridek kerülnek: glicerin+ zsírsav 3. termoreguláció (barna zsírszövet) 4. A többszörösen telítetlen zsírsavak bontása kisebb E kerül a szervezetnek: pl. oleinsav, linolénsav, arachidonsav 5. zsírban oldódó vitaminok (A, D, E, K) felszívódása 6. hormonok kiindulási anyagai (koleszterin) 7. sejtalkotók felépítése (foszfolipidek, myelin!) 8. lipoproteinek: HDL, LDL, VLDL Esszenciális zsírsavak: Többszörösen telítetlen zsírsavak, melyeket a szervezet nem tud előállítani. A szervezet normális működéséhez szükségesek, ezért ezeket a táplálékkal kell bevinni. - linolsav forrás: növényi olajok - alfa-linolénsav (ALA) növényi olajok - eikozapentaénsav (EPA) tengeri halak - dokozahexaénsav (DHA) tengeri halak 3
Fehérjék a táplálkozásban a napi E szükséglet 15%-át fedezi, az ajánlott bevitel 60-80 g/nap 1. testfelépítés 2. anyagcsere és szabályozási funkció enzimek hormonok immunfehérjék (Ig) plazmafehérjék: kolloid ozmotikus nyomás! ph szabályozás (puffer) neurotranszmitterek 3. energiaszolgáltató Állati és növényi fehérjék/ teljes értékű és nem teljes értékű fehérjék esszenciális aminosavak (hisztidin*, triptofán, treonin, valin, izoleucin, lizin, metionin, leucin, fenil-alanin) *A hisztidin csak gyermekkorban esszenciális, felnőttekben nem Fehérjeforrások: Állati (magas biológiai értékű): tejtermékek, húsok, halak, tojás Növényi (alacsony biológiai értékű): hüvelyesek, gabonák, olajos magvak, zöldségek Nitrogénmérleg Fiziológiásan a felnőttben NITROGÉNEGYENSÚLY van: a táplálékkal felvett aminosavak N tartalma = a vizelettel ürülő N tartalom Az egyensúly eléréséhez napi 80 g fehérje bevitele szükséges Az egy időszakban bevitt tápláléknak az összes esszenciális aminosavat tartalmaznia kell, máskülönben az aminosavak metabolizálódnak (glükoneogenezis ill. ketontest képződés) Növekedés, terhesség, szoptatás, lábadozás: pozitív N mérleg (több N épül be fehérjékbe, kevesebb ürül, mint a felvett mennyiség) Éhezés: negatív N mérleg (fehérjebontás energiaforrásnak, több N ürül, mint a felvett mennyiség) Fehérjeminimumok Fiziológiás: a N egyensúlyhoz 0,5 g/ttk/nap bevitele szükséges Higiénés: 1-1,5 g/ttk/nap bevitele-fele legyen állati eredetű pl. essz. aminosavak beviteléhez (WHO ajánlása az optimális fehérjebevitelre) 4
Protein-energia malnutríció Krónikus alultápláltság hatására kialakuló kórkép gyermekekben, jellemző a fejlődő országokra Ok: az elfogyasztott táplálék alacsony fehérje- és energia tartalma, az esszenciális tápanyagok hiánya A fejlődés és növekedés lelassul Az életkor alapján elvártnál alacsonyabb testsúly és testmagasság Táplálkozási marasmus (krónikus; protein+energia deficit): sorvadt izomzat, zsírpárnák hiánya, laza és lógó bőr, vérszegénység, vitaminhiány, ingerlékenység, közönyösség Kwashiorkor-betegség (akut; protein deficit): testszerte ödéma, hasvízkór (ascites), zsírmáj, hámló és pigmentált bőr A táplálkozási piramis lipidek Zsírok, olajok, édességek nagyon takarékosan!! fehérjék növényi rostok Tej, joghurt, sajt 2-3 adag zöldségek 2-3 adag hús, szárnyas, hal, bab, tojás, magvak csoport 2 adag gyümölcs 2 adag szénhidrátok finomított gabona termékek, kenyér rizs, tésztafélék 6 adag víz 1,5-2 l 5
A tápanyagok lebontása során az állati szervezetek oxigént fogyasztanak, CO 2 -ot adnak le és eközben hőt termelnek szénhidrát/triglicerid + O 2 CO 2 + H 2 O + hő (teljes oxidáció: energiaérték = kalorikus érték) fehérje/peptid/aminosav + O 2 CO 2 + H 2 O + urea + hő (nem teljes oxidáció: energiaérték < kalorikus érték) A makronutriensek energiaértéke (=élettani haszonérték) lipidek fehérjék Szükséglet (g/nap) Energiaérték (kj/g) Energiatartalom (kj/nap) Az energia szükséglet hány %-át fedezi? Az energiaérték (=égéshő): 1g tápanyag elégetésekor felszabadult hőmennyiség mérése bombakaloriméterrel történik: A lemért mennyiségű tápanyagot O 2 feleslegben elégetik és a keletkezett hőt mérik mértékegység: kj/g vagy Kcal/g (1 cal=4,2 J; 1J=0,24 cal) szénhidrátok Az értékek 70kg-os, mérsékelt fizikai aktivitást végző felnőtt férfire vonatkoztatva lettek megadva 6
A szervezetben felhasznált energia (= energiaráfordítás) mérése: kalorimetria Teljes energiaráfordítás (kj)= hőleadás (kj) + külső munka (kj) Nyugalomban a testnek táplálék formájában juttatott energia hővé alakul (hőleadás = teljes energiaráfordítás) DIREKT KALORIMETRIA: Az energiaráfordítás meghatározása a szervezet hőleadása alapján ma már csak kutatásban használják közvetlenül a szervezet hőleadását mérték A. L. Lavoisier (1777) munkavégzés alatti teljes energiaráfordítás is mérhető volt alapenergiaforgalom meghatározása Mérés: A tesztalanyt (kísérleti állatot) egy szigetelt kamrába helyezik, melyet ismert térfogatnyi jégbe/vízbe süllyesztenek A hőleadás mértéke egyenértékű a jég/víz hőfelvétel mértékével A víz hőmérsékletének emelkedéséből ill. a megolvadt jég mennyiségéből számítjuk a hőleadást DIREKT KALORIMETRIA: humán alkalmazás munkavégzés alatt A test által termelt hő felmelegíti a levegőt és a szoba falát. A szoba falában keringő víz felmelegedéséből, a víz áramlási sebességéből és a víz fajhőjéből számítjuk a test hőleadását. 7
INDIREKT KALORIMETRIA: az energiaráfordítás meghatározása az O 2 fogyasztás alapján szükséges hozzá a tápanyagok O 2 energia-értéke (kiszámítható az élettani haszonértékből és az elégetéshez szükséges O 2 mennyiségéből= oxigénfogyasztás; VO 2 ) O 2 energia-értékek 37 ºC-on: szénhidrátok: 21,1 kj/l O 2 zsírok: 19,6 kj/l O 2 fehérjék: 18,8 kj/o 2 átlagos vegyes táplálkozás esetén: 21 kj/l O 2 energiaráfordítás = O 2 energia-érték x VO 2 arra, hogy a szervezet épp milyen tápanyagokat éget el a respirációs kvóciensből (RQ) következtethetünk RQ = VCO 2 /VO 2 vagyis a percenkénti CO 2 leadás osztva a percenkénti O 2 felhasználással. Értéke függ a táplálék összetételétől, szénhidrátoknál 1, zsíroknál 0,7 és fehérjéknél 0,8. INDIREKT KALORIMETRIA mérése ergospirométerrel Mérik az O 2 fogyasztást (VO 2 ) Az energiaforgalom VO 2 -ből kiszámítható, ha ismerjük az étrend összetételét vagy a tápanyagok O 2 energia-értékét 8
Ha a mért RQ =9, az O 2 energia-érték (táblázat alapján)= 20,7 kj/l O 2 és a mért VO 2 = 0,3 l/min, akkor az energiaforgalom értéke a következő: a) 8942 kj/nap b) 848 kj/nap c) 84,5 kj/nap d) 6,21 kj/nap Magyarázat: Az RQ-ra nincs szükség a számoláshoz Az energiaforgalom 1 napra számolva: EF (kj/nap) = O 2 energia-érték (kj/l O 2 ) x VO 2 (l/min) x 60 x 24 9
Elhízás - obezitás A testsúlynövekedés 75%-ért a zsírszövet, 25%-ért a zsírmentes testtömeg (Lean Body Mass) a felelős A test ideális összetétele: extracelluláris víztartalom: 15% zsírtartalom: 20% izomtömeg: 40% Testtömeg index (BMI) BMI = testsúly (kg) / (testmagasság méterben) 2 Normális értéke férfiakban kortól függetlenül és nőkben 35 éves kor alatt: 20-25 BMI: 25-30 túlsúly BMI: 30 fölött: elhízás Bőrredő mérése: szubkután zsírszövet mennyiségének meghatározása kaliperrel zsírtartalom és zsírmentes testtömeg meghatározása Víz, ásványi anyagok és nyomelemek Napi vízfelvétel átlagosan: 2 l Nyomelemek: azok az ásványi anyagok, melyek csak nyomnyi mennyiségben vannak jelen a szervezetben (kivéve Fe), de jelenlétük nélkülözhetetlen az anyagcsere működéséhez Ásványi anyag napi szükséglet Na: 3 g (5-15 g), K: 1 g, Cl: 3,5 g, Ca: 1,2 g, PO 4 : 1,2g, Mg: 0,4 g Nyomelemek napi szükséglet (<0,005%) Fe: 12-18 mg, I: 180-200 µg, Cu: 1,2-1,8 mg, Mn: 4-5 mg Zn: 9-13 mg, Co: 0,0001 mg Mo: 0,25 mg Se: 70 µg, Cr: 0,12 mg F: 1,5 mg, 10
Nyomelem Hatásterület, Biokémia Hiánytünet Toxicitás Vas (Fe) Jód (I) Fluor (F) Hb, mioglobin, enzimek pajzsmirigyhormon szintézis flourapatit (csont és fog képzés) anémia, fáradtság, enteropathia golyva, kreténizmus, mixödéma caries, osteoporosis májcirrózis, haemochromatosis fokozott pajzsmirigy működés flourózis (fogak elszíneződése, károsodása) Cink (Zn) Réz (Cu) enzimek, inzulin része enzimek, vér,- és csontképzés Kobalt (Co) B12 vit. része anémia Króm (Cr) Szelén (Se) lassuló növekedés, hipogonadizmus alultáplált gyermekeben anémia CH anyagcsere szabályozása (glükóz tolerancia factor), csökkenti a vérnyomást és a koleszterin szintet csökkent glükóz tolerancia - glutathion peroxidáz része (antioxidáns), sejtmembránok épségének megtartása pm. alulműködés, vérszegénység neutropénia, rézhiány Wilson-kór: májcirrózis, KIR motoros tünetek, pszichózis, gátolja a pm. jódfelvételét, golyva fehér foltok a körmön, hajhullás, gyomorbélrendszeri panaszok Vitaminok Vitamin: Olyan szerves vegyület, amely kis mennyiségben ugyan, de nélkülözhetetlen a szervezet számára. Kellő mennyiségben a szervezet az előállítására nem mindig képes. Osztályozásuk: 1. Zsíroldékony vitaminok (A, D, E, K) A felszívódásuk a lipidek felszívásához kötött A zsírszövetben akkumulálódnak A vérben a lipoproteinek transzportálják Kiválasztás: máj, epe 2. Vízoldékony vitaminok (B,C) A bélben a felszívódás carrier-mediált (pl. B12 vitamin-intrinsic faktor) A raktárak korlátozottak Kiválasztás: vese 11
A vitaminok biológiai funkciói: Enzimek alkotórésze vagy koenzimek (fehérjéről leváló prosztetikus csoport) Nem enzimatikus fehérjekomplexek alkotója Antioxidáns: reaktív oxigéngyökök semlegesítése (A, C, E) Vitaminhormonok: D vitamin Ca 2+ forgalom szabályozása (felszívódáshoz szükséges CaBP szintézisét növeli) Hypovitaminózis: hiánytünetek vagy hiánybetegségek megjelenése Hypervitaminózis: túladagolás Provitaminok Egyes vitaminokat előalakjuk formájában vesszük fel és a szervezetben alakulnak biológiailag aktív anyaggá pl: Β-karotin retinol (A vitamin) D-vitamin: Koleszterin dehydrokoleszterol kolekalciferol (D3) UVB hatására a bőrben is keletkezik ergokalciferol (D2, növényi eredetű) hidroxilálás (máj, vese) 1,25-dOH-kolekalciferol (aktív hormon) Vitaminszügséglet: RDA Recommended Daily Allowance (mg/nap vagy µg/nap) IE (IU)- International Unit 12
Zsíroldékony vitaminok név funkciók hipovitaminózis hipervitaminózis A (retinol, axerophtol) D D2, D3 (kolekalciferol) Hámszövet növekedése, fenntartása. Látásélesség rodopszin szintézis) megtartása szürkületben, antioxidáns Kalcium felszívódás fokozása a belekből hemeralopia (= farkasvakság), xerophtalmia (=szemszárazság), keratomalácia (szaruhártya károsodás), bőr pikkelyes hámlása gyerekekben: rachitis (=angolkór), késleltett fogzás, felnőttekben: osteomalacia (csontlágyulás) Sarki expedícióknál: bőrgyulladás,hajhullás subcutan ödéma, hányinger, hányás Nagy adagban: étvágytalanság, hányás, hasmenés. hiperkalcémia, Ca lerakódás a zsigerekben napi szükséglet 1,5 mg Ősztől tavaszig a felnőtteknek 2000 IU miben van sok? máj, sárgarépa, tojás, vaj, tej, sárga gyümölcsök, főzelékek tej, vaj, tojás, máj, gomba, halmájolaj, napfény! E (tokoferol) Antioxidáns. Részt vesz a hem szintézisben. termékenységi zavarok, fokozott hemolízis újszülöttben bélizgalom, fáradtság, szédülés táplálékban, 10 mg gabonamagvak, borsó, saláta, máj, vaj, növ. olajok K (antihemorrhagias vitamin) K-vitamin függő véralvadási faktor szintézis a májban (Protrombin, VII, IX, X) vérzékenység, elhúzódó véralvadás csecsemőkben hiperbilirubinémia, felnőttekben hányás 70-100 ug a táplálékkal felvett ill.a bélflórában termelt mennyiség 50-50% leveles zöldségfélék A K-vitamin antivitamin: a kumarin származékok (pl. warfarin) hatása 13
Vízoldékony vitaminok I. név koenzim hipo-, avitaminózis hipervitaminózis B1 (thiamin, aneurin) dekarboxilázok, szénhidrát (piruvát) anyagcsere Beri-beri Idegrendszeri tünetek: polineuritis, zavartság, izomgyengeség, szívelégtelenség, ödéma szapora pulzus, fejfájás, gyengeség, irritabilitás napi szükséglet 10 mg miben van sok? élesztő, hántolatlan gabonamagvak, máj, hús, búzacsíra, kenyér, tészta B2 (riboflavin) Tápanyagok metabolizmusa (dehidrogenázok (FAD), sejtlégzés). Fontos a növekedésben. száj nyh. gyull. (=stomatitis), nyelv gyull. (=glossitis), szájzug berepedése (=rhagades), dermatitis fekély, emelkedett vércukorszint 2 mg tej, gabonamagvak, zöldségfélék, hús, élesztő, máj Niacin (B3) Feh. felhasználás, glikolízis, zsírszintézis (FAD dehidrogenázok), szöveti gyógyulás. Pellagra: gyengeség, étvágytalanság, emésztési zavar. Súlyos esetben: dermatitis, hasmenés, dementia. fekély, emelkedett vércukorszint, hasmenés, májműk. zavar 15-30 mg élesztő, húsok, tejtermékek, gabonák, tonhal B6 (piridoxin) Tápanyagok anyagcseréje, nem esszenciális aminosavak szintézise. Vér és KIR sejtjeinek norm. műk. tápcsat. tünetek, irritabilitás, gyengeség, idegesség, görcsök, anémia Nagy dózisban: IR károsodás, érzéskiesés, tompultság, depresszió. 2-3 mg élesztő, gabonamagvak, máj, hal, szárnyasok, zöldbab, diófélék, burgonya Folsav Aminosav metabol. VVt képzés. Terhesség! vérszegénység (macrociter anémia) hasmenés, álmatlanság, irritabilitás. 0,2-0,6 mg máj, leveles zöldségek, hús, hal, szárnyasok, gabonamagvak név koenzim hipo-, avitaminózis hipervitaminózis napi szükséglet miben van sok? B12 (kobalamin) B5-vit./ Pantoténsav Biotin C (aszkorbinsav) Fő tápanyagok anyagcseréjéhez szüks. enzimekhez kell. Csontvelő, tápcstatorna, IR sejtjeinek norm. műk. Tápanyagok anyagcseréje, koleszterin és szteroid hormonok szint. (koenzim-a) zsírsavak szint. glükóz felhaszn., feh. anyagcsere. B12 és folsav felhaszn. Kollagén szintézis, hajszálérfal épsége, vvt képzés, aminosavak anyagcseréje, vassók redukciója, más vitaminok védelme az oxidációtól., antioxidáns Vízoldékony vitaminok II. vészes vérszegénység. IR betegségek: zsibbadás, érzéskiesés, depresszió, memória zavar IR zavarok, hajhullás, őszülés, bőrtünetek nagy menny. nyers tojásfeh. fogyasztása után jelentkezhet (megköti a biotint) Skorbut: renyhe sebgyógyulás, ínyvérzés, fogak kihullása. Pontszerű bevérzések a bőrön, ízületi vérzés nem ismert fokozott tiamin szükséglet, hasmenés, vízretenció nem ismert vesekövesség 3 ug (májban nagy raktárak) 10-15 mg bélbaktériumok is előállítják (100 ug) 70-100 mg tej, tojás, hal, sajt, hús, állati eredetű ételek máj, hús, tej, teljes kiőrlésű liszt, gabonamagvak máj, vese, sötétzöld főzelék, tojássárgája, zöldbab citrusfélék, káposzta, paradicsom, zöldpaprika, eper, brokkoli 14
Beriberi: képtelen vagyok rá A B1 vitamin hiányt a Távol-Keleten a hántolt rizs fogyasztása okozza A fejlett országokban a túlzott alkohol fogyasztás az ok Nedves beriberi (akut forma): szívelégtelenség Száraz beriberi (krónikus forma): idegi eredetű, izmok, ízületek gyengesége, polineuritis (piroszőlősav nem tud tovább bomlani D vitamin hiány: Rachitis (angolkór) és osteomalacia (csontlágyulás) 15
B3 vitamin hiány: Pellagra (pelle agra = durva bőr) A napsugárzásnak kitett helyeken bőrelváltozások (sötét foltok és a szaruréteg túlburjánzása) C-vitamin hiány: Skorbut 16