Хранлива материја

Хранлива материја или нутриент — супстанција неопходна за опстанок и размножување на организмите. Ова важи за животните, растенијата, габите и протистите. Хранливите материи може да се впијат во клетките за метаболички цели или да се излачуваат од нив образувајќи неклеточни структури како влакна, крлушки, пердуви, or егзоскелети. Некои хранливи материи може метаболички да се претворат во помали молекули во процесот на ослободување енергија како кај јаглехидратите, липидите, белковините и производите од ферментација (етанол или оцет), па на крај завршуваат со вода и јаглерод диоксид како крајни производи. Сите организми имаат потреба од вода. Неопходните хранливи материи за животните се изворите на енергија, некои од аминокиселините кои се здружуваат за да создадат белковини, дел од масните киселини, витамини и извесни минерали. На растенијата им требаат поразновидни минерали кои ги впиваат преку корените, како и јаглерод диоксид и кислород, впиени преку лисјата. Гавите живеат од мртви или живи органски материи, и ги задоволуваат прехранбените потреби право од домаќинот.

Различни видови организми имаат потреба од различни неопходни хранливи материи. Аскорбиската киселина (витамин Ц) е неопходна за луѓето и некои видови цицачи, но највеќето други животни и многу растенија можат да ја синтетизираат. Хранливите материи можат да бидат органски или неоргански: органските ги опфаќаат оние што содржат јаглерод, а останатите хемикалии се неоргански. Неоргански хранливи материи се железото, селенот и цинкот, а органски се белковините, мастите, шеќерите и витамините.

Кај животните хранливите материи се делат на макрохранливи материи и микрохранливи материи. Ако се внесуваат во релативно големи количества (грамови или унци), макрохранливите материи (јаглехидрати, масти, белковини, вода) главно се користат за создавање на енергија или нивно внесување во ткивата за раст и закрепнување. Микрохранливите материи се потребни во помали количини (милиграми или микрограми); тие имаат суптилни биохемиски и физолошки улоги во клеточните процеси, како васкуларните функции или нервната спроводливост. Недоволните количини на неопходни хранливи материи или болестите кои попречуваат во нивното внесување предизвикуваат недостаток кој го пореметува развојот, опстанокот и рамножувањето. Советите за потрошувачите од здравствените органи се предвидени како упатство за препорачани количини со цел спречување на проблеми од недостаток или прекумерно внесување на макрохранливи и микрохранливи материи, давајќи долни и горни граници. Така, прехранбените производи мораат да имаат наведено количества на содржани супстанции, давајќи им на потрошувачите можност да направат споредба со препораките. Јадливите растенија содржат илјаници соединенија наречени фитохемикалии со поензоати дејства на болеста или здравјето, вклучувајќи разновидна класа со нехранлив статус наречена полифеноли која допрва треба да се проучува.

 Видови 

 Макрохранливи материи 
Макрохранливите материи (макронутриенти) се дефинираат на неколку начини.
 Хемиските елементи кои човекот ги внесува во најголеми количини се јаглеродот, водородот, азотот, кислородот, фосфорот и сулфурот.
 Хемиските соединенија кои човекот ги внесува во најголеми количини и претставуваат главен извор на енергија се класификуваат како јаглехидрати, белковини и масти. Водата исто така мора да се внесува во големи количества, но таа нема калориска вредност.
 Калциумовите, натриумовите, калиумовите, магнезиумовите и хлоридните јони, заедно со фосфорот и сулфурот, се вбројани во макрохранливите материи бидејќи се потребни во големи количества во споредба со микрохранливите материи, т.е.. витамините и другите минерали, од кои второспоменатите се опишани како расеани и ултрарасеани минерали.

Макрохранливите материи даваат енергија:
 Јаглехидратите се соединенија сочинети од видови шеќер. Тие се класификуваат според бројот на шеќерни единици: моносахариди (како гликоза и фруктоза), дисахариди (како сахароза и лактоза), олигосахариди и полисахариди (како скроб, гликоген и целулоза).
 Белковините се органски соединенија кои се состојат од аминокиселини споени со пептидни врски. Бидејќи телото не може да произведе некои од аминокиселините (наречени неопходни аминокиселини), тие мора да се внесат преку исхраната. Со варењето, белковините се разградуваат од протеази назад во слободни аминокиселини.
 Мастите се состојат од глицеринска молекула на која се приврзани три масни киселини. Овие молекули содржат група -COOH приврзана за неразгранети јаглеводородни ланци поврзани само со единечни врски (заситени масни киселини) или со двојни и единечни врски (незаситени масни киселини). Мастите се потребни за изградбата и одржувањето на клеточни мембрани, за одржување на стабилна телесна температура и одржување на здравјето на кожата и косата. Бидејќи телото не произведува извесни масни киселини (наречени неопходни масни киселини), тие мора да се внесуваат преку исхраната.
 Етанолот не е неопходна хранлива материја, но сепак е калоричен. Министерството за земјоделство на САД ја пресметува неговата енергија како 6,93 килокалории (29,0 kJ) на грам алкохол (5,47 kcal или 22,9 kJ на мл). За жестоките пијалаци, стандардната порција во САД изнесува 44 мл, кои со 40 % етанол (80 степени) би била 14 грама и 98 калории.

 Микрохранливи материи 

Микрохранливите материи (микронутриенти) се неопходни прехранбени елементи потребни во животот во различни количини за исполнување на метаболички и физиолошки функции.

 Прехранбените минерали како бакарот и железото се самородни елементи од Земјата, и не можат да се синтетизираат. Во исхраната потребно е да се внесуваат во микрограмски или милиграмски количества. Како што растенијата добиваат минерали од почвата, прехранбените минерали се добиваат од растителната храна или посредно од месо на тревопасни животни.
 Витамините се органски соединенија потребни во микрограмски или милиграмски количества. Важноста на секој прехранбен витамин е забележана кога луѓето се разболувале во отсуство на дадениот витамин.

 Неопходност 

 Неопходни хранливи материи 

Неопходна хранлива материја е хранлива материја потребна за нормална физолошка работа која не може да се создаде (синтетизира) во самото тело — било воопшто или во доволни количества — па затоа мора да се внесе преку храната. Освен водата, која е сеопшти неопходна за одржување на хомеостаза кај цицачите, неопходните хранливи материи се незаменливи за различни клеточни метаболички процеси и за работата на ткивата и органите. За луѓето неопходни се девет аминокиселини, две масни киселини, тринаесет витамини, петнаесет минерали и холинот. Покрај тоа, постојат неколку молекули кои се сметаат за условно неопходни хранливи материи бидејќи се незаменливи во извесни развојни и патолошки состојби.

Аминокиселини

Неопходна аминокиселина е аминокиселина која му е неопходна на организмот, и тој мора да ја внесе однадвор бидејќи не може да ја произведе сам по себе. Од дваесетте стандардни белковинопроизводни аминокиселини, девет не можат ендогенски да се синтетизираат од човекот: фенилаланинот, валинот, треонинот, триптофанот, метионинот, леуцинот, изолеуцинот, лизинот и хистидинот.

Масни киселини

Неопходните масни киселини се масни киселини кои мора да се внесат бидејќи му се потребни на телото за здравје, а не можат да се синтетизираат во него. За човекот неопходни се само две масни киселини: алфа-линолната (омега-3 масна киселина) и линолната (омега-6 масна киселина).

Витамини и витамери

Витамините се среќаваат во различни сродни облици наречени витамери. Витамерите на даден витамин ги вршат функциите на тој витамин и спречуваат симптоми на недостаток од тој витамин. Витамините се оние неопходни органски молекули кои не се класификувани како аминокиселини или масни киселини. Обично имаат улога на ензимски кофактори, метаболички регулатори или антиоксиданси. На човекот му се потребни 13 витамини во исхраната, од кои највеќето впрочем се групи на сродни молекули (на пр. витамин Е вклучува токофероли и токотриеноли): витамините А, Ц, Д, Е, К, тиамин (Б1), рибофлавин (Б2), ниацин (Б3), пантотенска киселина (Б5), пиридоксин (Б6), биотин (Б7), фолат (Б9), и кобалмин (Б12). Потребата од витаминот Д е условна, бидејќи лицата изложени на доволно светлина (природна или вештачка) синтетизираат витамин Д во кожата.

Минерали

Минералите се егзогени хемиски елементи неопходни за живот. Четирите најзастапени елементи (јаглерод, водород, кислород и азот) неопходни за живот се толку изобилни во храната и пијалаците што не се сметаат за хранливи материи, и за нив не постојат препораки. Азотот е опфатен во препораките за белковините, кои се сочинети од аминокиселини што содржат азот. Сулфурот е неопходен, но ни тој нема препорачани дози. И во тој случај, тој е опфатен во аминокиселините што содржат сулфур (метионин и цистеин).

Неопходните хранливи материи за луѓето во облик на расеани елементи се наведуваат по редослед на препорачаното количество (изразено како маса). Тие се калиум, хлорид, натриум, калциум, фосфор, магнезиум, железо, цинк, манган, бакар, јод, хром, молибден, селен. Покрај нив, кобалтот е составница на витаминот Б12, кој е неопходен. Постојат други минерали кои се неопходни за некои растенија и животни, но не и за човекот; такви се борот и силициумот.

Холин

Холинот е неопходна хранлива материја. Холините се семејство на кватернари амониумски соединенија растворливи во вода.Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "choline". Encyclopedia Britannica, 11 Dec. 2013, https://www.britannica.com/science/choline. . Холинот е матично соединение на холинската класа, која се состои од етаноламин со три метилни супституенти приврзани кон аминофункциата.National Center for Biotechnology Information (2022). PubChem Compound Summary for CID 305, Choline.  од https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Choline. Здравото човечко тело кое се храни со вештачки супстанции сиромашни со холин страда од замастен црн дроб, оштетување на црниот дроб и на мускулите. Холинот првично не се сметал за неопходен бидејќи човекото тело може да го произведе во мали количини преку фосфатидихолинскиот метаболизам.

 Условно неопходни материи 
Условно неопходни хранливи материи се извесни органски молекули кои обично се синтетизираат во организмот, но во недоволни количини при извесни околности. Тие околности кај луѓето се здравствени проблеми како предвремено пораѓање, ограничено внесување на хранливи материи, забрзан раст и извесни заболувања. За условно неопходни се сметаат инозитолот, тауринот, аргининот, глутаминот и нуклеотидите, и важат за особено значајни во исхраната и метаболизмот на новороденчињата.

 Ненеопходни материи 
Ненеопходни хранливи материи се супстанции во храната кои можат да имаат значително влијание врз здравјето. Прехранбените влакна не се впиваат во човечките црева. Растворливите влакна се метаболизираат во бутират и други кратколанчени масни киселини од бактериите во дебелото црево. Растворливите влакна се нудат на пазарот како пребиотици со тврдењето дека создаваат „здрава“ цревна флора.

Нехранливи материи
Етанолот (C2H5OH) не е неопходна хранлива материја, но сепак дава 29 килоџули (7 килокалории) хранлива енергија на грам. Кај жестоките пијалаци (вотка, џин, рум итн.) стандардната порција во САД изнесува 44 милилитри, кои со 40%етанол (80степени) би била 14 грама и 410 kJ (98 kcal). Со 50 %алкохол, тоа изнесува 17,5 г и 513 kJ (122,5 kcal). Виното и пивото содржат слично количество на етанол во порции од 150 односно 350 мл, но овие пијалаци придоенсуваат кон внесената енергија со други составници. Порцијата од 150 мл вино содржи 420 до 540 kJ. Порцијата од 350 мл пиво содржи 400 до 840 kJ (95 до 200 kcal). Според Министерството за земјоделство на САД, жените постари од 20 години просечно внесуваат 6,8грама алкохол дневно, а кај мажите просекот изнесува 15,5 грама дневно. Занемарувајќи го неалкохолниот удел во пијалаците, просечниот удел на етанол во дневната исхрана изнесува 200 односно 450 kJ (48 и 108 kcal). Алкохолните пијалаци се сметаат за храна со „празни калории“ бидејќи даваат енергија, но не даваат наопходни хранливи материи.

По дефиниција, под фитохемикалии ги подразбираме сите хранливи и нехранливи составници на јадливите растенија. Како хранливи составници се сметаат провитаминските A каротиноиди, а оние со нехранлив статус се разновидните полифеноли, флавоноиди, ресвератрол и лигнани присутни во бројни растителни производи.

Недостатоци и токсичност

Недостатоците од хранливи материи може да се должат на разни причини како недоволни количини на материи или поради некоја болест која го попречува примањето на материите во телото. Овие болести може да прават пречка во доволното внесување на материјата, да предизвикуваат абнормално голема потреба од материи, да ги уништуваат материите или да му наложуваат на организмот да ги исфрла повеќе отколку што треба. Труењето со хранливи материи се случува кога внесената количина е штетна за организмот.

Растенија
Хранливите материи кај растенијата опфаќаат разни супстанции што се впиваат преку корените, како и јаглерод диоксид и кислород кои ги впиваат или ослободуваат. Сите организми ги добиваат сите потребни хранливи материи од нивната околина.Whitney, Elanor and Sharon Rolfes. 2005. Understanding Nutrition, 10th edition, p. 6. Thomson-Wadsworth.

Растенијата впиваат јаглерод, водород и кислород од воздухот и почвата во облик на јаглерод диоксид и вода. Другите хранливи материи ги добиваат преку почвата (исклучоци се некои паразитски и месојадни растенија). Броејќи ги и нив, постојат 17 важни хранливи материи за растенијата: тоа се макрохранливите материи азот (N), фосфор (P), калиум (K), калциум (Ca), сулфур (S), магнезиум (Mg), јаглрод (C), кислород (O) и водород (H), како и микрохранливите материи железо (Fe), бор (Б), хлор (Cl), манган (Mn), цинк (Zn), бакар (Cu), молибден (Mo) и никел (Ni). Покрај јаглеродот, водородот и кислородот, елементите азот, фосфор и сулфур се потребни во релативно големи количества. Збирно наречената „Голема шесторка“ се елементните макрохранливи материи за сите организми.New Link in Chain of Life, Wall Street Journal, 3 декември 2010, . "Until now, however, they were all thought to share the same biochemistry, based on the Big Six, to build proteins, fats, and DNA."
Изворот на овие макрохранливи материи се неорганските материи (на пр. јаглерод диоксид, вода, нитрати, фосфати, сулфати и двоатомски молекули на азотот и особено кислородот) и органските материи (јаглехидрати, липиди, белковини).

 Поврзано 
 Хранлива вредност
 Исхрана
 Нутриционизам

 Наводи 

 Надворешни врски 

 Храната како витална компонента во одржување на животот, Јасмина Петреска Станоева, Институт за хемија, ПМФ
 Практикум по храна и исхрана, Фармацевтски факултет - Скопје


Категорија:Екологија
Категорија:Хемиска океанографија
Категорија:Едафологија
Категорија:Биологија и фармакологија на хемиските елементи
Категорија:Исхрана