Předmluva Vzhledem k autorským právům nebylo možno v této veřejně šířené verzi zachovat obrazovou dokumentaci, která byla součástí přednášky. Chybějící obrázky lze najít v knihách, jež jsou uvedeny na konci. Výživa: • jeden z nejdůležitějších činitelů vnějšího prostředí, který ovlivňuje zdraví a vývoj člověka. • člověk k udržení života potřebuje stálý přísun potravy a vody. Výživa tělu zajišťuje: • Energii k zajištění činnosti organizmu. • Látky potřebné k výstavbě tkání. • Látky nezbytné pro normální průběh fyziologických procesů (např. vitamíny). Základní složky výživy Dělení: • Makroživiny (hlavní živiny) – bílkoviny, tuky, cukry • Mikroživiny – vitamíny, minerální látky a stopové prvky • Voda Doporučené zastoupení živin v celkové denní dávce potravy je: • 12 – 15% bílkovin • 30 – 35% tuků • 50 – 55% cukrů Bílkoviny (proteiny) • Nezbytná složka výživy, v organizmu se nemohou tvořit přeměnou z jiných živin. • Stavební látky organizmu v době růstu a v dospělosti při stálé obnově tkání, tvorbě hormonů a enzymů. • Tvoří je řetězce různě propojených aminokyselin (20 různých aminokyselin v různých kombinacích), některé z nich, jsou pro život nezbytné = esenciální bílkoviny (např. leucin, izoleucin, valin, lysin …..) • Dodávají dva důležité biogenní prvky: N a S, které nejsou obsaženy v sacharidech a ani tucích. • Vytvářejí 12 – 18% tělesné hmotnosti člověka. Původ: • Živočišný – maso, mléko, mléčné výrobky, vejce • Rostlinný – obiloviny, luštěniny, mouka, moučné výrobky, ořechy, v menší míře ovoce a zelenina a okopaniny. Příjem by měl být v poměru 1:1. Tuky (lipidy) • Vydatný zdroj energie. Poskytují 2krát více energie než sacharidy a přitom mají malý objem. • Rozpouštějí se v nich některé vitamíny – A, D, E, K. • Obsahují některé esenciální mastné kyseliny, které si organizmus neumí sám vytvořit (např. kyselina linolová). Obsah esenciálních mastných kyselin v tucích udává jejich biologickou hodnotu. • Zjemňují chuť potravy a jsou nápomocny při žvýkání a polykání, asi půl hodiny po požití vyvolávají pocit sytosti. Dělení: • Rostlinné - rostliné oleje (slunečnicový, olivový) • Živočišné - máslo, rybí tuk I jiné potraviny osahují velké množství tuků, mluvíme o tzv. skrytých tucích (mléko, vejce, hotová jídla...). Cukry (sacharidy) • Jsou nejdůležitějším zdrojem energie ve výživě člověka. Asi 50 – 55% denního příjmu potravy. • Jedná se o pohotový zdroj energie. • Z nadbytečných cukrů se v těle tvoří tuky. Dělení: 1. Monosacharidy – glukóza, fruktóza, … 2. Disacharidy – sacharóza, laktóza 3. Polysacharidy - škrob Příjem cukrů: • Většinou v podobě škrobu, vzrůstá podíl sacharózy extrahované nebo rafinované z cukrové třtiny nebo cukrové řepy. • Existuje skrytý cukr – sladké pečivo, sušenky, džemy, kompoty a nealkoholické nápoje. • Zdroje cukru – s výjimkou mléka jen rostlinné potraviny. • Vláknina – souborný název pro nestravitelné materiály přítomné v potravinách s malou energetickou hodnotou. Trávení látek Trávení v ústech: • mechanické rozmělňování ® tvorba soust ® mísí se slinami a jsou obalována ochrannou vrstvou mucinu. • Složení slin: 99,4% vody látky organické – mucin, alfa – amylázu, lysozym – ničící patogenní organizmy, imunoglobulin A látky anorganické - hydrogenuhličitanové ionty, ionty jódu, draslíku, chlóru, sodíku, vápníku, fosforu a malá množství dalších, maltóza štěpící škrob. Trávení v žaludku: • potrava skladována, mechanicky zpracovávána a trávena • Chymus – kašovitá trávenina – potrava promíchaná se žaludeční šťávou. • Sekrece žaludku - žaludeční šťáva – složení: voda, organické a anorganické látky. Obsahuje: • kyselina chlorovodíková • pepsinogen ® * enzym pepsin • enzym katepsin • enzym chymozin • enzym lipáza • symbiotické mikroorganizmy • bílkovina mucin Trávení v tenkém střevě: • Rozkládá živiny na vstřebatelné součásti a probíhá zde převážná část resorpčních dějů. Uvolňují se zde hormony a uplatňují imunitní mechanizmy. • Sliznice střeva ® vytváří záhyby, na jejich povrchu klky, pokryté jednovrstevným cylindrickým epitelem. V klcích jsou tepénky a žilky rozvětveny na kapiláry, uvnitř míznice. • Pohyby – místní pohyby segmentační a kývavé, peristaltické pohyby. Slinivka břišní – pankreatická šťáva obsahuje: • pankreatická alfa – amyláza • pankreatická lipáza • proteolytické enzymy: vylučují se v inaktivní formě. trypsin chymotrypsin karboxypeptidázy elastáza nukleáza Játra – tvorba žluči Žluč: • žlučové kyseliny • žlučová barviva • cholesterol Funkce žluči: • s pankreatickou šťávou neutralizuje tráveninu, emulguje tuky, umožňuje vstřebávání tuků, stupňuje peristaltiku střeva, podporuje další sekreci žluči. Střevní šťáva – vylučována žlázami tenkého střeva nepřetržitě při jejich mechanickém a chemickém dráždění potravou. Složení: • chloridy, uhličitan sodný, mucin, odloupnuté epitelové buňky • proteolytické enzymy • nukleotidázy • sacharázy, maltázy, laktáza • střevní lipáza Vstřebávání v tenkém střevě: 1. pasivní transport – osmóza, difuse, přechod po elektrochemickém gradientu. 2. aktivní transport – dodává se energie uvolněná metabolickými pochody, nejrychlejší. • Sacharidů – monosacharidy v tenkém střevě, polysacharidy do tlustého střeva, částečně štěpené bakteriemi. • Bílkovin – vstřebávají se jen aminokyseliny, část nestrávených bílkovin do tlustého střeva tam štěpeny bakteriemi. • Tuků – po štěpení vznikají z mastných kyselin, monoacylglyceroly, cholesterol a žlučové kyseliny, ty pak pasivně přechází přes membránu a některé z nich se opět syntetizují v endoplazmatickém retikulu, odkud jsou v podobě kapének uvolňovány do prostoru – chilomikra – ze střeva lymfatickými cévami. Trávení v tlustém střevě: • Peristaltickými pohyby obsah ke konečníku. • Probíhá zde činností mikrobů fermentace některých složek bílkovin, které unikly působení trávících žláz ® * plyn. • Intenzivní výměna vody. • Vyprazdňování – defekace – řízeno míchou. Energie – základní jednotky Základní jednotka joule – J Vyšší jednotky: kilojoule – kJ = 10^3 J megajoule – MJ = 10^6 J Zdroje energie pro člověka: • cukry – 17 kJ g^-1 • tuky – 37 kJ g^-1 • bílkoviny – 16 kJ g^-1 Energetická bilance • je rovnováha mezi přísunem energie ze stravy a jejím výdejem, především tělesným pohybem. Energetický příjem a výdej • Lidský organizmus získává energii rozkladem velkých molekul základních živin • Vydává ji většinou při: – činnosti svalů - pohyb, tělesná práce – osmotická práce - transport látek proti koncentračnímu spádu – chemické práci – biosyntéze vlastních makromolekul a jiných složitých sloučenin Bazální (základní) metabolizmus • Je spotřebovaná energie, kterou člověk pokrývá pouze základní látkovou výměnu. • Je energie potřebná k udržení základních životních procesů (asi 5400 – 8400 KJ/den, tedy kolem 4,2 kJ/kg/hod.). • Liší se u různých lidí v závislosti na: věku (stárnutím klesá), pohlaví (u žen nižší o 5% než u mužů), povrchu těla (a tedy výšce a tělesné hmotnosti). • Výpočet bazálního metabolismu • Bazální metabolismus je spotřebovaná energie, kterou člověk pokrývá pouze základní látkovou výměnu. Výpočet: BMR(ženy) 655,0955 + (9,5634 × váha v kg) + (1,8496 × výška v cm) - (4,6756 × věk v letech) BMR(muži) 66,473 + (13,7516 × váha v kg) + (5,0033 × výška v cm) - (6,755 × věk v letech) např. 50ti letá žena s váhou 65 kg a výškou 165 cm si BMR vypočítá podle uvedeného vzorce takto: BMR = 655,0955 + ( 9,5634 × 65 ) + ( 1,8496 × 165 ) - ( 4,6756 × 50 ) = 1348 kilokalorií = 5640 kilojoulů Zdroj:http://www.mte.cz/bmr.php?gender=f&activity=3&height=171&weight=63&age=27&count_it=1 Energetické nároky organizmu vzhledem k pohlaví, věku, fyzické aktivitě a zdravotnímu stavu Doporučený denní přísun energie potravou je pro dospělou osobu dle namáhavosti práce: • u mužů 10,5 – 17 MJ • u žen 9,5 – 12 MJ Metabolismus základních živin Metabolizmus – chemická přeměna látek a energií. Složky metabolizmu: • Anabolismus (asimilace) – vytváření složitějších látek za spotřeby energie, z látek jednoduchých, vznikají tak stavební látky, enzymy, hormony, bílkoviny krevní plazmy, zásobní látky k uložení. • Katabolismus (disimilace) – štěpení složitých látek za uvolnění energie na látky jednodušší pro současně probíhající anabolické procesy. Metabolismus cukrů • Cukry jsou pro organizmus nejvýznamnější a nejpohotovější zdroj energie. • Hlavní produkt – glukóza. Vstřebaná glukóza do jater – změna v zásobní cukr – glykogen – v případě potřeby zpět přeměna na glukózu a prostřednictvím krve ke tkáním. Glykogen je také jako pohotová zásoba ve svalech. Uvolnění energie z cukrů probíhá oxidací za vzniku oxidu uhličitého a vody. Metabolismus bílkovin • Důležitá stavební látka organizmu, hlavní stavební součást buněk, enzymů, hormonů a krve. • V trávicím ústrojí rozkládány na aminokyseliny a vstřebávány do krve. • Aminokyseliny z krve jsou zachytávány v játrech, kde se jich část využije k přestavbě na cukry a tuky, část projde játry a je zanesena pro přestavbu do tkání – vznik tkáňových bílkovin. Zbytek bílkovin je využit jako zdroj energie. • Konečnou zplodinou metabolismu bílkovin je močovina, která se tvoří v játrech a vylučuje se ledvinami. Metabolismus tuků • V těle součást buněk – stavební materiál, nebo se ukládají do zásoby v podkožním tuku, v orgánech. • Zásobní tuk je rezervou při nedostatečném přísunu živin v potravě. Potom se uvolňuje a spotřebovává. • Trávením se tuky štěpí na glycerol a mastné kyseliny, ty se vstřebávají a ve stěně střev se tvoří tuky, které se prostřednictvím lymfatických cév dostávají do krve. Z ní se tuk dostává do tukové tkáně. Vitamíny • Pro organizmus nezbytné pro udržení tělesných funkcí a výstavbu nových tkání, posilují imunitní systém, ochraňují proti volným radikálům (vitamíny E,C, A). • Organizmus si je neumí sám vytvořit, • V organizmu se uchovávají různě dlouhou dobu: 2 – 6 týdnů C, B[2], B[6] 4 – 10 týdnů B[1] 2 – 4 měsíce D, A, kyselina listová 6 – 12 měsíců E 1 – 2 roky A 2 – 5 let B[12] Větší přísun vitamínu je potřebný: • při dlouhodobém stresu • znečištěném ovzduší • dlouhodobém užívání léků • těhotenství • kojení • při dlouhodobém užívání antikoncepce. Poruchy příjmu vitamínů: • Avitaminóza – z úplného chybění některých vitamínů (smrtelné) – kurděje (C), Beri – beri (B[1]). • Hypovitaminózy – z relat. nedostatku vitamínů (menší příjem, zvýšená spotřeba, porucha vstřebávání). • Hypervitaminózy – z nadbytku vitamínů – jen u vitamínů rozpustných v tucích – nelze je z těla vyloučit), A D K Dělení vitamínů • rozpustné ve vodě – hydrofilní – C, skupina B, H • rozpustné v tucích – lipofilní – A, D, E, K Minerální látky • Jsou součástí enzymů a chemických sloučenin, důležité při metabolických a enzymatických pochodech. • Na, K, Ca, Mg, Fe, P, Zn, Cu, Co, Mn, Se, Cl, I , F Zdroje • KOTULÁN, J. a KOL. Zdravotní nauky pro pedagogy. Brno: MU, 1999. 258 s. • ISBN 80-210-2179-9 • MACHOVÁ, J. Biologie člověka pro speciální pedagogy. Praha: UK, 1994. 263 s. ISBN 80-7066-980-2 • BLATTNÁ, J. a KOL. Výživa na začátku 21. Století, aneb o výživě aktuálně a se zárukou. Praha: Nadace NutriVit, 2005. 79 s. ISBN 80-239-6202-7 • ROZSYPAL, S. a KOL. Přehled biologie. Praha: Scientia, 1994. 635 s. ISBN 80-85827-32-8 • FRAŇKOVÁ, S. Výživa a psychické zdraví. Praha: ISV, 1996. 271 s. ISBN 80-85866-13-7 • KISLINGER, F. A KOL. Biologie III. Klatovy: Gymnázium Klatovy, 1994. 141 s. • HRUBÝ, S. Výživa v kostce. Úvaly: Ratio. 113 s.