Въведение в химията на храната

Храните са сложна комбинация от химични вещества, много от които са жизненоважни за оцеляването ни. Най-важната съставка на храната безспорно е водата. След нея по важност на едно стъпало са поставени три групи химични вещества, а именно – мазнини, въглехидрати, белтъци. На следващото стъпало се нареждат витамините и минералите, а след тях ензимите (в това число и антиоксидантите) и хормоните.

Какво прави водата толкова важна в спорта?

"Веществото на живота” практически е около 70% от теглото на човешкото тяло.

При здрав, неспортуващ човек, мускулатурата съставлява 60-70% от теглото на тялото му. При спортисти, занимаващи се със силови, силово-скоростни и скоростни спортове мускулната маса може да достигне 85% от теглото на тялото. Това означава много по-голяма нужда от вода.

Едно от най-важните свойства на водата е способността й трудно да приема и трудно да отдава топлина.

Благодарение на потните си жлези, чрез които човешкото тяло регулира отдаването на топлина, то може да понася големи разлики в температурата на околната среда, като запазва своята температура постоянна.

Една голяма част от цялата произведена в тялото енергия се губи във вид на топлинна енергия.

Спортуващият човек изразходва многократно по-големи количества енергия от неспортуващия, именно за това се нуждае от по-голямо количество от "веществото на живота".

Съдържанието на вода в хранителните продукти варира в много широки граници - от под 2% (например сухо обезмаслено мляко на прах) до над 90%(например прясно мляко).

Какво са въглехидратите (В)?

Това са група органични вещества, произвеждани основно от растенията и по-рядко от животните, но могат да се получават и по микробиален път.

Главното предназначение на въглехидратите е съхранение и доставка на енергия.

Някои от другите им функции са да изпълняват структурни и опорни функции в клетъчните стени на растенията и бактериите (неразтворимите въглехидрати).

Различават се три основни групи въглехидрати: монозахариди, олигозахариди и полизахариди.

В зависимост от вида на монозахаридите, които влизат в състава им, полизахаридите от своя страна се разделят на хомополизахариди (нишесте, целулоза, гликоген, инулин) и на хетерополизахариди (пентозани, хексозани, пектини, гуми).

Какво са мазнините (М)?

Това са органични вещества от групата на липидите. Мазнините са изградени от глицерол (алкохол) и мастни киселини.

Основните свойства на мазнините са енергийно обезпечаваща и температурно изолираща. Те са друг вид клетъчно гориво.

Според дължината на мастните киселини и вида на химичните връзки във веригите им се различават наситени, моно- и диненаситени мастни киселини и полиненаситени.

Някои от мазнините могат да бъдат синтезирани в тялото от други такива, а някои трябва да бъдат внесени с храната.

Това разделя мазнините на заменими (неесенциални) и незаменими (есенциални).

Какво са аминокиселините (АК)?

Това са органични вещества, изпълняващи множество функции в клетките. Като цяло функциите им могат да бъдат градивни (като елементи на белтъците) или енергийно обезпечаващи (в моменти на енергийни кризи).

Различните организми имат различни потребности от аминокиселини. Човекът е сред онези живи организми, които не могат да произвеждат някои аминокиселини сами. Такива аминокиселини се наричат незаменими.

Принципно за човек незаменими са 8 АК, но количествата на други 2 АК в тялото често се оказват недостатъчни в моменти на усилен биологичен синтез на белтъци. Такъв период е следтренировъчното възстановяване на мускулите.

Какво са белтъците (Б)?

Това са огромна група органични вещества, изградени от АК. В организмите те изпълняват разнообразни функции и в зависимост от това те биват два вида.

Когато белтъкът е съставен само от аминокиселини, той се отнася към групата съединения, наричани протеини (албумини, глобулини и др.), а когато в молекулата му се съдържат други непротеинови групи, той се нарича протеид (съответно различават се липопротеини, гликопротеини, нуклеопротеини и др.).

Хранителните белтъчини, постъпващи в организма, се разграждат в тънките черва до аминокиселини, там се всмукват и постъпват в кръвта и тъканите, където се използват като градивен материал на специфичните за организма белтъци.

Повечето от белтъчините се усвояват до 80%. Усвояването им се увеличава след подходяща кулинарна обработка или при подбиране на аминокиселинния им състав.

Какво са витамините?

Витамините са специфични органични, жизненонеобходими за човека вещества.

Те оказват действие върху редица жизнени процеси: растеж, развитие, обмяна на веществата и физиологичното състояние на организма.

Освен това те повишават имунната устойчивост, стимулират образуването на кръвни клетки и функционирането на черния дроб, жлезите с вътрешна секреция, повлияват възбудните и задръжните процеси в централната нервна система и др.

Необходими са за правилното усвояване на основните хранителни вещества и химичната активност на ензимите. (Повече информация)

Какво са минералите?

Минералите са химични елементи, неорганични съединения и комплекси, които заедно с въглехидратите, протеините, липидите, витамините и водата изграждат вътреклетъчната среда - протоплазмата.

Те помагат да се създадат физични и химични условия за функционирането на клетките и тъканите, регулират осмотичното налягане и степента на абсорбция на вода от белтъците.

Те контролират изменението на електричния потенциал на граничните повърхности (клетъчните мембрани), активирането или подтискането на ензимите и функционирането на системите за поддържане на постоянна киселинност на кръвта - т.нар. буферни системи.

Минералите са отговорни за слабоалкалната реакция на кръвта и тъканните течности.

Те вземат участие във формирането и увеличението на кръвта, в синтезите и функционирането на хормоните, витамините и ензимите, а също така са и градивен елемент на костите, зъбите и някои тъкани.

В организма са обект на непрекъсната трансформация и обновяване.

Какво са ензимите (Е)?

Ензимите са молекули, изградени основно от протеини и протеиди, които се откриват във всяка една клетка на всяко едно растение или животно.

Те влизат в състава на енергийните централи на клетката – митохондриите, и стартират различни химични реакции или спомагат за това химичните реакции да протичат по-бързо, при това самите ензими не се променят.

Ензимите са тези, които работят постоянно и ни поддържат живи. Във всеки един момент в тялото ни има няколко милиона работещи ензима, които му позволяват да извършва такива "прости" задачи като дишане, четене, чуване, говорене.

До този момент в човешкото тяло са открити над 3 000 различни ензима, като милиони от всеки от един от тях поддържат и обновяват тялото ни и го предпазват от инфекции.

Ензимите лежат в основата на регулирането на съвкупността от химични реакции, която се обозначава с името метаболизъм. (Повече информация)

Какво са антиоксидантите?

Окисляването е необходима реакция при обмяната на веществата в човешкия организъм.

Понякога обаче тя излиза от контрол, което довежда до образуването на прекомерно количество отпадни продукти на обмяната - т.нар. свободни радикали.

Свободните радикали са много активни частици, които са изгубили един електрон и се опитват да си набавят друг, бързо влизайки в следваща реакция. От друга страна частицата, от която е отнет електрон, също става свободен радикал и го "краде" от следваща частица, задвижвайки лавинообразна реакция с други молекули много лесно и така сериозно могат да се увредят клетките.

Високите равнища на свободни радикали причиняват големи увреждания, свързани с процеса на стареене.

Тъй като не можем да избегнем окислителните процеси и образуването на свободните радикали, нашият организъм активизира защитните си механизми.

В челната му защитна линия са т.нар. антиоксидантни ензими, задържащи образуването на свободни радикали (в състава им влизат някои микроелементи като селен, мед, цинк, манган). Антиоксидантните ензими, наричани за краткост антиоксиданти, се срещат в немалко сурови плодове и зеленчуци.

Какво са хормоните?

Нашият организъм е единна цялост от клетки, които работят съгласувано и координирано помежду си благодарение на интензивния обмен на информация, който тече постоянно между тях – т.нар. клетъчна сигнализация.

Материалният носител на тази информация са различни сигнални органични и неорганични молекули, които се отделят от една клетка и въздействат на различно разстояние от нея.

Хормоните са един от видовете сигнални молекули. Те се синтезират в изключително ниски количества в организма от жлезите с вътрешна секреция и мозъка, но ефектът им е огромен.

Повечето хормони попадат в една от трите широки категории:

• малки мастноразтворими молекули, които преминават през клетъчната мембрана и взаймодействат с вътреклетъчни рецептори;
• водноразтворими молекули;
• мастноразтворими молекули, които взаимодействат с повърхностно-клетъчни рецептори.

Чрез храната човек може да приеме хормони от някои храни от растителен произход, например соята. (Повече информация)

Функции на хормоните:

• да служат като съединителна тъкан и обвивка на животинските клетки;
• да осъществяват слепването на клетките в тъкани и органи;
• да придават биологична специфичност и идентичност на всяка една от нашите клетки;
• транспортни белтъци - хемоглобинът, суроватъчният албумин, миоглобинът (в мускулите) и др.;
• хранителни и резервни белтъци - глиадинът в пшеницата, казеинът в млякото, яйчният белтък и др.;
• свиващи и двигателни белтъци, като актин, миозин - участващи при мускулното съкращение и др.;
• структурни белтъци - те изграждат космите, сухожилията, кожата и др. Техни представители са кератинът, фиброинът, колагенът, еластинът и др.;
• защитни белтъци - такива са петте различни класа антителата, тромбинът и др.;
• регулаторни белтъци, изпълняващи ролята на растежни хормони, репресори и др.;