Концепція в дії
Наприкінці цього розділу ви зможете:
- Поясніть, чому раціон тварини повинен бути збалансованим і відповідати потребам організму
- Визначте первинні компоненти їжі
- Опишіть основні поживні речовини, необхідні для клітинної функції, які не можуть бути синтезовані організмом тварини
- Поясніть, як енергія виробляється за допомогою дієти та травлення
- Опишіть, як надлишки вуглеводів та енергії накопичуються в організмі
З огляду на різноманітність тваринного життя на нашій планеті, не дивно, що раціон тварин також буде суттєво відрізнятися. Харчування тварин є джерелом матеріалів, необхідних для побудови ДНК та інших складних молекул, необхідних для росту, підтримання та розмноження; в сукупності ці процеси називаються біосинтезом. Дієта також є джерелом матеріалів для виробництва АТФ у клітинах. Дієта повинна бути збалансованою, щоб забезпечити мінерали та вітаміни, необхідні для функціонування клітин.
Вимоги до їжі
Які основні вимоги до раціону тварин? Раціон тварин повинен бути добре збалансованим і забезпечувати поживні речовини, необхідні для функціонування організму, а також мінерали та вітаміни, необхідні для підтримки структури та регуляції, необхідних для міцного здоров'я та репродуктивної здатності. Ці вимоги до людини графічно проілюстровані на рисунку 15.14
Для людини збалансоване харчування включає фрукти, овочі, зернові та білки. (кредит: USDA)
Концепція в дії
Першим кроком у забезпеченні задоволення харчових потреб вашого організму є обізнаність про групи продуктів харчування та поживні речовини, які вони забезпечують. Щоб дізнатись більше про кожну групу продуктів харчування та рекомендовані добові кількості, вивчіть цей інтерактивний сайт Міністерства сільського господарства США.
Органічні попередники
Органічні молекули, необхідні для побудови клітинного матеріалу та тканин, повинні надходити з їжею. Вуглеводи або цукру є основним джерелом органічних вуглеводів в організмі тварини. Під час травлення засвоювані вуглеводи в кінцевому підсумку розщеплюються на глюкозу і використовуються для забезпечення енергією через метаболічні шляхи. Складні вуглеводи, включаючи полісахариди, можуть розщеплюватися до глюкози шляхом біохімічної модифікації; однак люди не виробляють фермент целюлазу і не мають можливості отримувати глюкозу з полісахаридної целюлози. У людини ці молекули забезпечують клітковину, необхідну для переміщення відходів через товсту кишку та здорову товсту кишку. Кишкова флора в кишечнику людини здатна витягувати деяку кількість живлення з цих рослинних волокон. Надлишок цукру в організмі перетворюється на глікоген і зберігається в печінці та м’язах для подальшого використання. Запаси глікогену використовуються для підживлення тривалих навантажень, таких як біг на великі відстані, та для забезпечення енергією під час нестачі їжі. Надлишок глікогену може перетворюватися на жири, які зберігаються в нижньому шарі шкіри ссавців для ізоляції та накопичення енергії. Надлишки засвоюваних вуглеводів зберігаються ссавцями, щоб пережити голод і допомогти у рухливості.
Іншою важливою вимогою є азот. Білковий катаболізм забезпечує джерело органічного азоту. Амінокислоти - це будівельні блоки білків, і розпад білка забезпечує амінокислоти, які використовуються для клітинної функції. Похідні з них вуглець і азот стають будівельним матеріалом для нуклеотидів, нуклеїнових кислот, білків, клітин і тканин. Надлишок азоту повинен виводитися, оскільки він токсичний. Жири додають смаку їжі та сприяють відчуттю ситості або повноти. Жирна їжа також є важливим джерелом енергії, оскільки один грам жиру містить дев'ять калорій. У раціоні потрібні жири, які сприяють засвоєнню жиророзчинних вітамінів та виробленню жиророзчинних гормонів.
Основні поживні речовини
Хоча організм тварини може синтезувати багато молекул, необхідних для функціонування, з органічних попередників, є деякі поживні речовини, які потрібно вживати з їжею. Ці поживні речовини називаються необхідні поживні речовини, це означає, що їх потрібно їсти, і організм не може їх виробляти.
Омега-3 альфа-ліноленова кислота та омега-6 лінолева кислота є необхідними жирними кислотами, необхідними для створення деяких мембранних фосфоліпідів. Вітаміни є іншим класом необхідних органічних молекул, які необхідні в невеликих кількостях для функціонування багатьох ферментів, і з цієї причини вважаються спільними ферментами. Відсутність або низький рівень вітамінів може мати значний вплив на здоров'я, як зазначено в таблиці 15.1 та таблиці 15.2. І жиророзчинні, і водорозчинні вітаміни повинні отримуватися з їжею. Мінерали, перераховані в таблиці 15.3, - це неорганічні основні поживні речовини, які необхідно отримувати з їжею. Серед багатьох своїх функцій мінерали допомагають у структурі та регулюванні та вважаються супутніми факторами. Деякі амінокислоти також повинні отримуватися з їжі і не можуть бути синтезовані організмом. Ці амінокислоти є “незамінними” амінокислотами. Людський організм може синтезувати лише 11 із 20 необхідних амінокислот; решта повинна бути отримана з їжею. Незамінні амінокислоти наведені в таблиці 15.4.
| Вітамін B1 (тіамін) | Потрібний організму для переробки ліпідів, білків та вуглеводів. Кофермент виводить СО2 з органічних сполук | М'язова слабкість, авітаміноз: знижена робота серця, проблеми з ЦНС | Молоко, м’ясо, сушена квасоля, цільні зерна |
| Вітамін В2 (рибофлавін) | Бере активну роль у метаболізмі, сприяючи перетворенню їжі в енергію (FAD та FMN) | Тріщини або виразки на зовнішній поверхні губ (хеліоз); запалення і почервоніння мови; вологе, лускате запалення шкіри (себорейний дерматит) | М'ясо, яйця, збагачені зернові, овочі |
| Вітамін B3 (ніацин) | Використовується організмом для виділення енергії з вуглеводів та для переробки алкоголю; необхідний для синтезу статевих гормонів; компонент коферменту НАД + і НАДФ + | Пелагра, що може призвести до дерматиту, діареї, деменції та смерті | М'ясо, яйця, зерно, горіхи, картопля |
| Вітамін B5 (пантотенова кислота) | Допомагає виробляти енергію з продуктів харчування (зокрема, ліпідів); компонент коферменту А | Втома, погана координація, затримка росту, оніміння, поколювання рук і ніг | М'ясо, цільні зерна, молоко, фрукти, овочі |
| Вітамін В6 (піридоксин) | Основний вітамін для переробки амінокислот і ліпідів; також сприяє перетворенню поживних речовин в енергію | Дратівливість, депресія, сплутаність свідомості, виразки у роті або виразка, анемія, посмикування м’язів | М'ясо, молочні продукти, цільні зерна, апельсиновий сік |
| Вітамін B7 (біотин) | Використовується в енергетичному та амінокислотному обміні, синтезі жиру та розщепленні жирів; допомагає організму використовувати цукор у крові | Випадання волосся, дерматит, депресія, оніміння і поколювання в кінцівках; нервово-м’язові розлади | М'ясо, яйця, бобові та інші овочі |
| Вітамін B9 (фолієва кислота) | Сприяє нормальному розвитку клітин, особливо під час внутрішньоутробного розвитку; сприяє метаболізму нуклеїнових та амінокислот | Дефіцит під час вагітності пов'язаний з вродженими вадами, такими як дефекти нервової трубки та анемія | Листові зелені овочі, цільна пшениця, фрукти, горіхи, бобові |
| Вітамін B12 (кобаламін) | Підтримує здорову нервову систему та сприяє формуванню клітин крові; кофермент в обміні нуклеїнових кислот | Анемія, неврологічні розлади, оніміння, втрата рівноваги | М'ясо, яйця, продукти тваринного походження |
| Вітамін С (аскорбінова кислота) | Допомагає підтримувати сполучну тканину: кістки, хрящі та дентин; підвищує імунну систему | Цинга, що призводить до кровотеч, втрати волосся та зубів; біль і набряки в суглобах; затримка загоєння ран | Цитрусові, брокколі, помідори, червоний солодкий болгарський перець |