Principii de Alimentaţie - Curs de Nutriţie

PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ PREFAŢĂ Alimentaţia, prin aportul exogen de substanţe nutritive şi energie, influenţează procesele fiziologice şi structurale majore care se desfăşoară în organismele vii,...

PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ PREFAŢĂ Alimentaţia, prin aportul exogen de substanţe nutritive şi energie, influenţează procesele fiziologice şi structurale majore care se desfăşoară în organismele vii, constituind, alături de reproducţie, factorul esenţial pentru perpetuarea tuturor formelor de viaţă. Permanent, în decursul evoluţiei sale filogenetice, omul şi-a modificat relaţia cu hrana, fiecărei civilizaţii fiindu-i caracteristic un anumit tip şi mod de alimentaţie, astfel că putem spune despre hrănire că este un proces complex care s-a format şi perfecţionat în cursul evoluţiei prin adaptarea continuă a sistemelor de obţinere, prelucrare şi metabolizare a alimentelor la condiţiile de mediu existente. Ca replică la datele statistice alarmante, care prezentau o creştere zilnică a populaţiei globului cu aproximativ 230 000 locuitori şi că fiecare individ consumă de-a lungul vieţii lui, în medie, 40-50 t alimente, s-au desfăşurat cercetări complexe pentru perfecţionarea tehnologiilor de lucru în agricultură şi industria alimentară. Acestea, alături de „redescoperirea” biotehnologiilor au creat premizele obţinerii unei diversităţi de produse alimentare care să răspundă cantitativ şi calitativ, atât preferinţelor senzoriale, cât şi cerinţelor nutritive ale omului. Din păcate, perfecţionarea tehnologiilor în industria alimentară a însemnat în foarte multe situaţii obţinerea unor produse rafinate foarte concentrate în energie (mai dulci, mai grase, mai lumpezi, mai colorate), dar sărace în substanţe biologic active (vitamine, săruri minerale, enzime etc.) şi „de balast” (fibre solubile şi insolubile). Astfel de produse sunt, de cele mai multe ori, dezechilibrante, deoarece dereglează ordinea firească a funcţiilor alimentului, tratând cu prioritate pe cea senzorială (gust, arome), neglijând-o pe cea nutritivă (furnizarea de nutrienţi în cantităţi, respectiv raporturi optime) şi ignorând-o aproape total pe cea protectoare (prevenirea apariţiei bolilor). Preferinţa pentru aceste alimente (mai ales în ţările dezvoltate economic), asociate cu alţi factori (alcoolul, fumatul, sedentarismul etc.), a condus în timp la apriţia unor statistici de data aceasta îngrijorătoare, care precizează că alimentaţia este responsabilă de evoluţia galopantă a frecvenţei unor boli, precum cancerul, diabetul de tip II şi bolile cardiovasculare, de cele mai multe ori asociate cu supraponderalitate şi obezitatea. 3  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Aceste noi condiţii au impus abordarea problematicilor de nutriţie şi alimentaţie, care să restabilească echilibrul dintre nutritiv şi senzorial în scopul favorizării acţiunii protectoare a alimentelor. Pentru aceasta este necesar să cunoaştem în profunzime atât cerinţele nutritive ale organismului (energetice, minerale şi în substanţe biologic active) în toate stadiile şi stările sale, cât şi valorea nutritivă a produselor alimentare. Astăzi, noţiunea de valoare nutritivă este foarte complexă, fiind dată de compoziţia în substanţe nutritive a alimentului (protide, lipide, glucide, vitamine şi săruri minerale), de calitatea acestora, de raportul care există între ele, de prezenţa sau absenţa factorilor antinutritivi care influenţează gradul de utilizare digestivă, toate acestea reflectând gradul în care un produs satisface cerinţele organismului în energie şi substanţe nutritive. O alimentaţia corectă presupune consumul în limitele cerinţelor nutriţionale a unei mari varietăţi de alimente, deoarece excluderea unuia sau mai multor produse poate conduce la carenţe cu manifestări fiziologice grave, privând organismul de posibilitatea valorificării optime a componenţilor necesari sintezelor proprii, pentru că fiecare produs alimentar are caracteristici nutritive proprii, pe care nu le întâlnim la altele, iar prin combinarea lor se realizează o acţiune de completare a acestora, ceea ce influenţează favorabil starea de dezvoltare şi sănătate a individului. În lucrarea „Principii de alimentaţie”, vol.I, sunt prezentate bazele fiziologice ale nutriţiei şi se face o analiză a relaţiei dintre componentele nutritive şi antinutritive ale produselor alimentare cu procesele fiziologice ale digestiei şi metabolismului, evidenţiind efectele favorabile şi nefavorabile asupra organismului ca „beneficiar” al „produselor finite” care rezultă din această relaţie. Lucrarea se adresează în primul studenţilor Facultăţii de Zootehnie, specializarea Tehnologia prelucrării produselor agricole, dar oferă posibilitatea dezvoltării cunoştinţelor despre alimentaţie pentru oricine doreşte acest lucru, astfel încât tot mai mulţi producători şi consumatori de produse alimentare să înţeleagă că alimentaţia condiţionează viaţa, dar nu este singurul lucru din viaţă. 4  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Autorii CAPITOLUL I BAZELE FIZIOLOGICE ALE NUTRIŢIEI 1.1. Conceptul de nutriţie, nutrient, alimentaţie Orice organism viu este strâns legat de mediul din jurul său, prin necesitatea încorporării substanţelor, pe seama cărora îşi desfăşoară procesele vitale. Ansamblul schimburilor ce se stabilesc între organism şi mediu, schimburi care se referă la aportul exogen de substanţe nutritive în organism, utilizarea acestora la nivel celular în scopul menţinerii structurii ţesuturilor şi bunei funcţonări a organismului, urmată de eliminarea deşeurilor, poartă denumirea de nutriţie. Altfel spus, la baza vieţii stau necontenitele transformări de substanțe nutritive şi energie, fenomenele vieţii fiind bazate pe un continuu proces de ardere, care are loc doar dacă există un aport regulat de “combustibil” capabil să asigure menţinerea “focului vital”, multiplicarea celulară sau înlocuirea celulelor uzate. Organismul obţine aceste cantităţi de energie prin metabolizarea (metabolism, cuvânt de origine greacă care înseamnă schimbare, transformare) substanţelor nutritive, ingerate prin hrană. O parte din aceste substanţe sunt întrebuinţate (după absorbţie) pentru intreţinere, creştere, dezvoltare şi desfăşurarea diverselor activitaţi, iar o altă parte îl părăsesc sub formă de deșeuri (fecale, urină, gaze), prin tubul digestiv, rinichi etc. Metabolismul este constituit din două procese fundamentale care se desfăşoară simultan: - catabolismul (din grecescul katabollo, care înseamnă a coborî, a desface) în a cărui sarcină intră menţinerea proceselor vitale; - anabolismul (de la grecescul anabole, care înseamnă a construi, a ridica), care furnizează energie şi „materii prime” pentru creştere (mărirea și înmulțirea celulelor), dezvoltare (evoluția dimensiunilor, respectiv a compoziției chimice a organismului) şi înlocuirea pierderilor rezultate prin uzura naturală. Cu toate că în mediu există o multitudine de substanţe, numărul celor indispensabile pentru desfăşurarea metabolismului normal este foarte redus, iar în ceea ce priveste natura acestor substanţe este o mare 5  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ deosebire între plante şi animale. Dacă plantele pot trăi încorporând doar substanţe anorganice (apa, bioxid de carbon, azot, săruri minerale), din care în prezenţa clorofilei şi a luminii ele realizează biosinteza moleculelor organice proprii, animalele nu pot încorpora din componenta minerală, decât un număr mic de elemente, astfel că existenţa lor este condiţionată de prezenţa unor molecule organice gata sintetizate, viaţa animalelor apărând astfel dependentă de suprafaţa foliară a plantelor. Omul este o fiinţă heterotrofă, fără autonomie în sintetizarea tuturor nutrienţilor de care are nevoie pentru a supravieţui, dar pe care şi-i poate asigura prin raţia alimentară, alcătuită, în principal, din produse de origine vegetală şi animală. Acest lanţ biologic, sol-plantă-animal, se supune legii generale de conservare a energiei, între diversele forme de mişcare ale materiei existând strânse relaţii cantitative. Astfel, pentru sinteza unei molecule gram de glucoză, din bioxid de carbon şi apă, se folosesc 674 kcal, iar la transformarea aceleiaşi molecule gram prin combustie cu ajutorul oxigenului în componentele din care s-a format, se eliberează aceeaşi cantitate de energie (Gonţea, 1971). Desfăşurarea normală a proceselor metabolice, pentru om şi animale, presupune existenţa oxigenului, apei, proteinelor, lipidelor, glucidelor, sărurilor minerale, vitaminelor. Cu excepţia oxigenului şi a apei, toate celelalte substanţe traversează bariera intestinală pentru a intra in lantul reactiilor metabolice, sub o multitudine de forme, cu diferite particularități, reunite în noțiunea de nutrienţi. Astfel, proteinele cuprind 23-25 aminoacizi, lipidele conţin 12-16 acizi graşi, glucidele 4-6 oze, în grupa sărurilor minerale intră 15-18 elemente minerale cu rol biologic, iar în grupa vitaminelor se află peste 20 de substanţe active. Prin noţiunea de nutrient(i) înţelegem acele substanţe care pot fi preluate direct şi în întregime de către organism, participând la realizarea funcţiei generale de troficitate. Ele pot exista ca atare în produsele alimentare, dar cel mai adesea rezultă în urma proceselor de digestie. Prin conţinutul în nutrienţi, produsele alimentare furnizează organismului animal sau uman componente de construcţie necesare pentru creştere şi refacerea pierderilor (rol plastic), energia necesară biosintezelor şi realizării diferitelor funcţii (rol energetic), precum şi materialul folosit la elaborarea substanţelor active care declanşează şi favorizează desfăşurarea tuturor proceselor metabolice (rol catalitic). De remarcat că eficienţa utilizarii principalilor nutrienţi ca sursă de energie pentru organism, diferă în funcţie de cheltuiala energetică 6  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ înregistrată pentru activitaţile de digestie şi asimilare a lor ca substanţe proprii acestuia (proteină, glucide, grăsimi). Aceste pierderi sunt cuprinse în noţiunea de”acţiune dinamică specifică” (ADS) care este de 25-30% pentru proteine, 6-8% pentru glucide şi 2-3% pentru lipide. Experimentele desfăşurate la om si animale, folosindu-se nutrienţi marcaţi cu izotopi grei sau radioactivi, au evidenţiat încorporarea lor în scurt timp în componentele proprii al corpului, ceea ce înseamnă că moleculele din organism nu sunt fixe şi mereu aceleaşi, ci se reînnoiesc necontenit. Astfel, s-a demonstrat că într-un organism aflat în echilibru nutritiv, paralel cu încorporarea nutrienţilor ingeraţi, are loc şi un proces de dislocare a unor materii deja sintetizate în corp, făcând ca bilanţul să fie echilibrat. Între diverşii nutrienţi care alcătuiesc fondul metabolic există relaţii strânse, metabolismul unuia împletindu-se cu al celorlalţi, astfel încât, pentru desfăşurarea normală a transformărilor biochimice, este necesară existenţa lor la un nivel corespunzător cerinţelor. Relaţia dintre cerinţele de nutrienţi (energetici, plastici, biostimulatori) ale organismului şi sursele de satisfacere a acestora este asigurată de alimentaţie care se ocupă cu transpunerea în practică a fenomenelor teoretice studiate de nutriţie. Alimentaţia, studiază, într-o primă fază, alimentele pe care le consumă omul si stabilește valoarea nutritivă a acestora. S-a constatat astfel că un singur aliment nu poate acoperi integral cerinţele de energie şi substanţe nutritive ale unui organism, oricât de redusă ar fi intensitatea efortului depus de acesta. În aceste condiţii, alimentatia combină alimentele in anumite proporţii (pe baza unor criterii ştiintifice) alcatuind raţii (cantitatea de alimente consumate de un individ în 24 de ore), în cadrul carora alimentele se vor completa unele pe altele. Prin compoziţia lor in substanţe nutritive, raţiile pot acoperi cerinţele nutritiv-energetice reale ale organismului. Putem defini astfel alimentul, ca fiind orice substanţă naturală sau obtinută prin diverse procedee tehnologice, care nu este toxică şi are proprietăţi nutritive, adică aduce organismului o parte din energia şi substantele nutritive care îi sunt necesare. Trebuie precizat aici şi termenul de dietă care provine din grecescul „diaita” şi care presupune întregul stil de viaţă, cu o alimentaţie şi activitate fizică corespunzătoare, alături de un psihic optimist (bun). 7  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Prin noţiunea de valoare nutritivă înţelegem măsura în care un aliment sau o raţie satisfac necesarul energetic şi de substanţe nutritive al unui organism. 1.2. Atitudinea faţă de hrană La determinarea atitudinii faţă de hrană şi la formarea comportamentului alimentar participă mai multe fenomene: foamea, saţietatea, apetitul şi repulsia. Ele apar si se manifestă prin intermediul sistemului nervos central care asigură integrarea, într-un sistem funcţional unitar, a relaţiilor interne dintre diferitele funcţii, cu cele externe,. De remarcat că mecanismele fiziologice care determină ingesta de alimente sunt reglate în aşa fel încât să prevină subnutriţia şi pot fi foarte uşor dereglate de supraalimentaţie. Foamea este actul reflex moştenit, declanşat de modificarea concentraţiei nutrienţilor din ţesuturi, sânge şi umori, care acţionează pe diverse căi, asupra “centrului foamei” aflat in zona ventrolaterală a hipotalamusului. De aici, stimulul pleacă atât spre scoarţa cerebrală determinând comportamentul psiho-motor de căutare a hranei, cât şi spre aparatul digestiv determinând contracţiile gastrice. Deci, contracţiile gastrice nu sunt cauza, ci efectul foamei, astfel că foamea apare şi in cazul în care s-a realizat gastrectomia (eliminarea stomacului). Principalul motiv al apariţiei foamei îl reprezintă scăderea glicemiei, deoarece glucidele sunt principalul furnizor de energie pentru organism, iar rezerva de glucide în corp este foarte redusă (cca. 250 g pentru un om adult). Ridicarea experimentală a glicemiei a redus foamea şi a inhibat contracţiile gastrice. Cercetările de specialitate au demonstrat că foamea este declanşată atât de nivelul scăzut al glicemiei, cât şi de scăderea utilizarii glucozei, evaluată prin scăderea diferenţelor între nivelul glicemiei venoase şi al celei arteriale la 3-4% faţă de 10-15%. Acest fenomen explică de ce la diabetici, deşi glicemia este ridicată (din cauza slabei utilizări a glucozei), diferenţa artero-venoasă a acesteia este mică şi foamea se menţine sau apare după intervale scurte de timp. Deoarece utilizarea glucidelor sanguine (glucozei) este influenţată de prezenţa hormonului insulină, iar celulele mucoasei fundice din stomac secretă hormonul ghrelină care acţioneaza asupra centrului foamei in sensul favorizării consumului de alimente, putem spune că există si o cale hormonală care participă la apariţia senzaţiei de foame. 8  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Insulina este hormonul care condiţionează pătrunderea glucozei în celule pentru a fi utilizată ca sursă de energie, determinând, astfel, scăderea glicemiei. Ea se fixează pe un receptor aflat la suprafaţa celulei, declanşând mai multe semnale, dintre care cel mai important este deplasarea moleculei transportatoare de glucoză din interiorul celulei către membrană pentru a prelua glucoza şi a o introduce în celulă. Secreţia de insulină este un fenomen legat de actul hrănirii, fiind dependent atât de tipul glucidelor (complexe sau simple), cât şi de compoziţia in glucide a alimentelor consumate. Caracteristicile foamei depind mult de condiţiile şi trăsăturile individuale (vârstă, nivelul de nutriţie anterior, constituţie), cu menţiunea că rezistenţa la foame scade la copii şi bătrâni, la temperamente colerice, în stări de subnutriţie şi în diverse boli. Foamea poate fi cauză de deces, atât direct, dar cel mai adesea indirect prin scăderea rezistenţei organismului şi favorizarea instalării unor boli infecţioase. Deci, putem spune că în mod normal nivelul nutritiv, cantitativ şi calitativ al hranei, determină starea de sănătate a organismului. Cu toate acestea, s-a observat cu ocazia unor greve ale foamei vindecări sau remisiuni ale unor boli grave sau chiar incurabile. Pe de altă parte, în majoritatea lor, religiile recomandă perioade mai mari sau mai mici de post limitat sau total, care, deşi sunt catalogate drept simbolice, li se atribuie şi un caracter de dezintoxicare, mai ales pentru cei care consumă multe produse de origine animală. Prin încetarea administrării hranei se instalează starea de inaniţie, dar organismul continuă să elimine la exterior prin pulmoni şi urină aceleaşi produse de dezasimilaţie, ca şi când ar fi hrănit. Consumul de substanţe nutritive din rezervele organismului este mai pronunţat în primele 3 zile, după care scade, stabilizându-se apoi la un plafon minim. Energia necesară desfăşurării proceselor vitale este asigurată mai întâi prin folosirea proteinelor circulante, apoi se trece la consumul proteinei corporale. În următoarele zile consumul de proteină scade şi se apelează la consumul grăsimii de rezervă. Când rezervele de grăsime sunt spre sfârşit, se accentuează din nou consumul de proteină, situaţie care, în foarte scurt timp, va deveni incompatibilă cu supravieţuirea organismului. În inaniţie scade şi cantitatea de glicogen din organism, însă, el nu dispare, ci se reface prin procesul de interconversie din alte substanţe. Stările emotive generează o descărcare mare şi continuă de catecolamine (de exemplu, adrenalină), care determină la rândul ei o 9  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ mobilizare continuă a rezervelor energetice, ceea ce conferă organismului respectiv o rezistenţă sporită. Din punct de vedere biochimic, efectul stresului nutriţional asupra mobilizării principalelor resurse energetice este reprezentat schematic în figura 1. Dacă un obez poate supravieţui un an fără consum de energie (cel mai lung post documentat a fost al unui bărbat de 207 kg care timp de 382 de zile a pierdut 126 kg, adică 61% din greutatea iniţială, consumând numai apă, vitamine şi săruri minerale), un organism normoponderal poate supravieţui fără hrană până când pierde aproximativ 35% din greutate. În linii mari, un bărbat normoponderal (70 kg) beneficiază de următoarele rezerve energetice (Rădulescu E., 2007): * în ţesutul adipos - 13 kg trigliceride, adică 120 000 kcal * în ficat - 100 g glicogen, adică 400 kcal 300 g proteine, adică 1200 kcal 50 g trigliceride, adică 450 kcal * în muşchi - 6 kg proteine, ceea ce înseamnă 24 000 kcal 500 g glicogen, adică 2000 kcal 300 g trigliceride, adică 2700 kcal * în sânge - 3 g glucoză, adică 12 kcal 4 g trigliceride, adică 36 kcal 0,5 g acizi graşi liberi, adică 5 kcal La modul general, hrana solidă poate lipsi pentru un om obişnuit maximum 2 săptămâni (cu mari variaţii individuale), însă, în practica medicală se cunosc şi cazuri de metanoie, adică menţinerea organismului la limita supravieţuirii fără a consuma alimente perioade îndelungate (ani). Saţietatea este starea fiziologică opusă foamei, care se instalează treptat după ingerarea unei cantităţi de hrană, determinând mai întâi încetinirea şi apoi întreruperea consumului de alimente. Ea este controlată de centrul saţietăţii situat în partea ventromediană a hipotalamusului. Intrarea în activitate a acestui centru se realizează pe două căi: A. DEPOZIT DEPOZITE GLICOGEN GRĂSIMI PROTEINE Glucoză CORP 10  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Aminoacizi Pyruvat Glicerol N Acetil CoA** Cetone * N Acizi graşi CICLUL TCA N * Alte celule folosesc drept combustibil Apă, carbon, dioxid, energie ** Creierul poate folosi drept combustibil B. Inanitie, stres catecolamine (emotii) Creier (600 kcal/zi) Lipaza Grasimi din Acizi grasi oxidare Corpi cetonici tesut adipos Alte organe (1500 kcal/zi) Figura 1. Mobilizarea principalelor resurse energetice în organism - nervoasă (reflexă) prin activarea de către alimente atât a receptorilor din cavitatea bucală cât şi a celor din stomacul destins de hrana ingerată; - hormonală, reprezentată, în principal, de existenţa hormonilor colecistochinină şi leptină. Aceasta a două cale poate fi explicată astfel: 11  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ * prezenţa chimului gastric (alimentele digerate la nivelul stomacului) în duoden declanşează secreţia de colecistochinină şi amilină hormoni care, pe lângă contracţia vezicii biliare (in scopul eliberarii bilei), induc şi senzaţia de saţietate; * adipocitele, mai ales cele din ţesutul adipos subcutanat, secretă continuu hormonul leptină care acţionează prin intermediul recepetorilor hipotalamici (semnalul leptinei este preluat de centrul saţietăţii) pentru a frâna consumul de alimente.Nivelul sanguin al leptinei reflecta rezervele de grasime ale organismului, fiind considerat şi un indicator al depozitelor de energie disponibile pentru supravieţuire în perioadele de înfometare. Indiferent de calea (nervoasă sau hormonală) prin care se instalează, starea de saţietate este atinsă cu siguranţă înainte ca nutrienţii din hrana ingerată să treacă bariera intestinală pentru a corecta modificările biochimice sanguine (nivelul glicemiei), care au generat senzaţia de foame. După cum am văzut, în cadrul sistemului neuroendocrin există un mecanism foarte eficient de reglare a consumului de alimente, în sensul că unii hormoni circulanţi ”informează” creierul despre balanţa energetică a organismului (diferenţa între ingesta şi consumul de energie). La rândul său, creierul controlează (prin intermediul centrelor foamei şi saţietăţii plasate în hipotalamus), cât ingerăm şi cât cheltuim, ceea ce înseamnă atât gestionarea optimă a rezervelor de grăsime din organism, cât şi principala cale de menţinere a normoponderalităţii. Trebuie remarcat şi faptul că prin structura raţiilor alimentare putem să influenţăm nivelul glicemiei şi să manipulăm secreţiile hormonilor implicaţi în manifestarea stărilor de foame sau saţietate. Astfel, un regim hipocaloric clasic (înfometare), realizat, de regulă, prin restricţie cantitativă de alimente, generează un nivel crescut al ghrelinemiei şi o apropiere a valorii glicemiei arteriale de cea venoasă, fenomene cu implicaţii semnificative în apariţia senzaţiei de foame. Regimul hipocaloric alternativ (restricţie calitativa), bazat pe un aport ridicat al glucidelor complexe, inclusiv fibre, menţine scăzut nivelul sanguin al ghrelinei, optimizează pe termen mai lung raportul arterio- venos al glicemiei şi sporeşte nivelul circulant de leptină, fapt ce întârzie instalarea senzaţiei de foame, uşurând, totodată, atunci când este nevoie, şi pierderea în greutate. Apetitul şi repulsia reprezintă reflexe condiţionate şi constau în realizarea unor asocieri între proprietăţile organoleptice ale unui aliment şi 12  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ efectul postingestiv al acestuia asupra organismului, efect care, în funcţie de cantitatea ingerată şi de compoziţia chimică, poate fi agreabil sau dezagreabil. Fiind reflexe dobândite, sunt mai slabe decât cele moştenite, aşa că foamea le subordonează. Atât la om cât şi la animale, s-a demonstrat, că cu cât foamea este mai mare, aversiunea faţa de un aliment dispare, iar dacă un produs preferat de consumator, nu se consumă sub impulsul foamei sau se ingeră după atingerea stării de saţietate, atracţia faţă de el se micşorează până la dispariţie. Apetitul ajută digestia, consecinţa directă a unui bun apetit fiind o secreţie de salivă şi sucuri digestive adecvată. El se menţine prin hrăniri de mai multe ori pe zi, la ore regulate, cu cantităţi moderate de alimente. Din contră, repulsia determină inhibarea sistemelor secretotii ce favorizează procesele digestive (fig.2). Manifestarea apetitului sau repulsiei este profund influenţată de identificarea directă sau indirectă a alimentelor ce urmează a fi consumate. Deci, în aprecierea caracteristicilor senzoriale ale produselor alimentare, organele de simţ (văz, miros, gust) au un rol esenţial, ele analizând senzaţiile percepute, iar prin informaţiile pe care le trimit în scoarţa emisferelor cerebrale produc plăcere sau dezgust Decizia de acceptare sau respingere a unui aliment luată în urma analizei senzaţiilor gustative şi olfactive poate fi definită prin noţiunea de palatabilitate, iar intervenţia asupra sortimentelor alimentare în vederea stimulării gradului de atracţie (proaspăt, gustos, miros plăcut, culoare specifică etc.) și acceptare, are ca scop creşterea palatabilităţii. Repulsie Alimente Receptorii Centrii gustativi ± arome din gură (limbă) din creier Secreţia insulinei Digestie Secreţiile gastrice Apetit (poftă de mâncare) Figura 2. Interrelaţia aliment-receptorii gustativi 13  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ În acest context, putem spune că ingesta de alimente dulci (care conţin multe glucide simple) cu palatabilitate mare (consumate cu plăcere), care au o digestie, respectiv absorbţie rapidă a glucidelor, face ca glicemia să atingă valori ridicate într-un timp foarte scurt, ceea ce declansază, atât secreția unei cantități ridicate de insulină, care ajută celulele să transforme glucoza în energie, cât și scăderea glicemiei, care declanșază din nou senzația de foame. Dacă energia rezultată nu este „cheltuită” prin desfăşurarea unor activităţi diverse, capabile să asigure o balanţă energetică echilibrată (menţinerea greutăţii normale), ea se va utiliza pentru sinteza grăsimilor corporale de rezervă (balanţă energetică pozitivă), ceea ce conduce la supraponderalitate. Alimentele bogate în glucide complexe au digestie și absorbție lentă a glucidelor, nu declanşează hipersecreţia de insulină şi permit dirijarea balanţei energetice a organismului fie în direcţia echilibrării ei (menţinerea greutăţii corporale), fie spre negativarea acestei balanţe (pierdere în greutate). Acest tip de glucide stimulează în acelaşi timp sinteza leptinei şi inhibă secreţia de ghrelină, fapt ce întârzie apariţia senzaţiei de foame. Simţul văzului În practică s-a observat o asociere a diferitelor culori şi forme, cu acceptarea sau respingerea de către consumatori a produselor alimentare, datorită influenţei pe care acestea o exercită asupra aspectului general al produsului. Senzaţiile vizuale au, deci, un rol important în controlul de calitate şi de recepţie al produselor alimentare. Simţul mirosului În analiza senzorială a produselor alimentare intervine în primul rând mirosul, el fiind mai complex comparativ cu simţul vizual. Senzaţiile odorifice iau naştere sub acţiunea chimică a vaporilor unor substanţe volatile. Percepţia olfactivă stimulează anumite zone din cortex, determinând pe de o parte stări de atracţie sau de respingere, iar pe de altă parte identificarea, evaluarea şi separarea pe clase pe calitate a produselor alimentare bazată pe: conformitatea cu prevederile standardelor, stabilirea gradului de impurificare, a respectării procedurilor tehnologice (de ex., coacere, prăjire etc.), a gradului de prospeţime sau degradare calitativă a acestora. Simţul gustului Stimulii senzaţiilor gustative îi constituie proprietăţile chimice ale alimentelor. Cercetările efectuate arată că nu toate substanţele posedă gust, 14  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ distingându-se astfel două grupe mari, respectiv substanţe sapide (cu gust) şi insipide (fără gust). Pentru ca receptorii gustativi să fie stimulaţi în sensul detectării gustului, este necesar ca substanţa ingerată să posede o anumită structură chimică şi însuşirea de a se dizolva în apă. S-a stabilit că există patru gusturi fundamentale care au receptori diferiţi (figura 3) şi căi particulare de transport a mesajelor spre creier: - dulce – se datorează unor substanţe cu structură chimică variată, cum sunt glucidele simple, unii polialcooli etc.; - acru – îl au alimentele în care sunt mai mulţi ioni liberi de hidrogen, ca urmare a prezenţei în compoziţie a acizilor organici; - amar – substanţele care conţin dioxid de azot; - sărat – apare în prezenţa clorurii de sodiu. acru sărat dulce amar acru sărat Figura 3. Reprezentarea papilelor gustative pe limbă Gusturile particulare ale diferitelor produse se obţin prin combinarea în proporţii diferite a acestor gusturi fundamentale. Este interesant de amintit şi faptul că, deşi pe parcursul vieţii gustul poate fi educat, încă de la naştere omul manifestă o predilecţie pentru dulce şi o aversiune pentru amar. Senzaţiile gustative şi cele olfactive se influenţează reciproc, astfel încât în procesul percepţiei excitarea uneia determină indirect şi excitarea celeilalte. Pe lângă acestea, şi senzaţiile termice au un rol important în definirea gustului, acelaşi aliment având gust diferit în funcţie de starea în care este servit (cald sau rece). 15  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ 1.3. Dezechilibrele alimentare Dezechilibrele între cerinţele de substanţe nutritive ale organismului şi aportul acestora prin hrană (situaţie întâlnită la categorii din ce în ce mai mari de populaţie) sunt încadrate generic în noţiunea de malnutriţie care poate îmbrăca două forme: - malnutriţia de exces (supraalimentatie); - malnutriţia de insuficienţă ( subnutriţie sau denutriţie). Malnutriţia determină dereglări metabolice care nu se manifestă clinic de la început, dar care produc în timp efecte negative asupra sănătăţii şi a capacităţii de muncă. Malnutriţia de exces generată, în principal, de lipsa de cumpătare, constă într-un regim alimentar abundent cantitativ, dar de cele mai multe ori dezechilibrat calitativ (aport exagerat de grăsimi saturate şi glucide rafinate), însoţit de o reducere până la încetare a activităţilor fizice. Aceste elemente (definite prin noţiunea de „sindrom al bunăstării”), asociate cu poluarea chimică şi înmulţirea situaţiilor stresante sunt factori favorizanţi ai instalării bolilor civilizaţiei, respectiv obezitate, diabet, boli cardiovasculare (numite şi boli ale civilizaţiei), boli reunite în denumirea de sindrom „X metabolic” sau „sindromul morţii”. Un element agravant al acestei forme de malnutriţie îl constituie faptul că alimentele bogate în energie (cele care conţin glucide rafinate şi grăsimi în cantitate mare) declanşează eliberarea la nivelul ţesutului cerebral a unor opioide naturale ale creierului denumite endorfine şi encefaline. Acestea favorizează sinteza dopaminei şi includerea ei într-o structură cerebrală numită nucleul accumbens care la rândul lui este considerat responsabil pentru apariţia fenomenului de dependenţă pentru acest tip de alimente. Această teorie a fost demonstrată în urma administrării unei versiuni sintetice de encefalin la şoareci, fapt care a condus la un consum mai mare de până la 6 ori pentru grăsimi şi la o ingestă exagerată de dulciuri, sare şi soluţii alcoolice. Pe de altă parte, capacitatea omului de a recunoaşte alimentele calorigene şi de a diminua consumul acestora este foarte slabă, ajungându- se astfel foarte uşor la apariţia fenomenului de supraalimentaţie. Nutriţioniştii M. Prentice şi S.A. Jebb, citaţi de Rădulescu E., 2007, au constatat că, faţă de majoritatea alimentelor vegetale, care au doar 50 kcal/100g, meniurile fast food tipice au, în medie, 280 kcal/100 g 16  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ ciocolata, şi arahidele 500-600 kcal/100g, hamburgherii şi cartofii prăjiţi 300-400 kcal/100g, adică mai mult decât dublul valorii energetice recomandată pentru o alimentaţie sănătoasă. Alte studii de specialitate au scos în evidenţă faptul că un aport energetic zilnic cu 5% mai mare faţă de cerinţele organismului, duce la creşterea greutăţii corporale cu 5 kg/an, iar fiecare kilogram în plus creşte riscul instalării hipertensiunii arteriale cu 5% şi scurtează speranţa de viaţă cu 2 luni. Obezitatea (din latinescul ob edere, care înseamnă aşezat la masă) se caracterizează prin creşterea numărului (hiperplazia) şi mărirea dimensiunilor (hipertrofia) celulelor de grăsime (adipocitelor). Trigliceridele reprezintă aproximativ 85% din greutatea adipocitului, ceea ce din punct de vedere fiziologic reprezintă un exces de ţesut adipos, greutatea individului depăşind cu peste 20% greutatea ideală. Un adult normoponderal are aproximativ 35 miliarde adipocite, fiecare cu 0,4-0,6 μg trigliceride, în timp ce un obez poate avea de 4 ori mai multe adipocite, cu un continut dublu (0,8-1 μg) de trigliceride. Trebuie precizat şi faptul că proliferarea preadipocitelor şi transformarea lor în adipocite este maximă în primii ani de viaţă şi scade odată cu înaintarea în vârstă. Apare, însă, un paradox, deoarece am precizat anterior că adipocitele secretă leptină, astfel că existenţa mai multor adipocite înseamnă mai multă leptină, ceea ce ar trebui să conducă la inhibarea consumului de alimente şi, implicit, la stoparea creşterii în greutate. Explicaţia acestei neconvenţionalităţi constă în faptul că obezitatea conduce la o serie de perturbări ale secreţiilor şi echilibrelor hormonale, care, în linii mari, pot fi structurate astfel: - obezii manifestă rezistenţă la leptină, adică hipotalamusul pierde capacitatea normală de a reacţiona la acest hormon, astfel încât creşterea masei de ţesut adipos este însoţită de o creştere atât a secreţiei de leptină, cât şi a insensibilităţii hipotalamusului faţă de acest hormon. Acaestă situaţie se manifestă, deoarece hipotalamusul consideră nivelele ridicate ale leptinei ca normale, iar scăderea acestora, în cazul curelor de slăbire este percepută ca un avertisment de înfometare. Rezistenţa la leptină se poate manifesta şi la normoponderali în cazul abuzului repetat de produse alimentare concentrate în energie, unele studii arătând că şoarecii hrăniţi timp de 3 zile cu produse boagte în grăsimi au pierdut în mare parte capacitatea de a răspunde la leptină. Din fericire, aceste modificări sunt reversibile, dar persistenţa într-un regim hipercaloric conduce treptat atât 17  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ la creşterea rezervelor de grăsimi ale organismului, cât şi la scăderea sensibilităţii hipotalamusului faţă de leptină, ceea ce face ca revenirea la situaţia de normalitate să devină din ce în ce mai dificilă; - consumând repetat peste nevoile energetice ale organismului, capacitatea de depozitare a grăsimii în adipocite este suprasolicitată, astfel că o parte din acizii graşi prezenti in circulație(sânge), rezultaţi atât în urma digestiei (alimentari), cât și a lipolizei (cei cantonaţi în ţesuturile de rezervă şi mai cu seamă cei din ţesutul adipos abdominal, mai sensibil la lipoliză sub influenţa lipazei hormono-dependentă din adipocite, activată de unii hormoni, printre care şi insulina), se infiltrează în celulele musculare, acestea convertindu-i în două elemente lipidice, care favorizează apariţia fenomenului de rezistenţă la insulină ce poate evolua spre diabet de tip II. Cele două elemente lipidice sunt: 1) ceramida sintetizată numai din acizi graşi saturaţi, a cărei acţiune se resimte atât la nivelul transportatorilor de glucoză din celulă pe care îi inhibă, cât şi la nivelul celulelor β din pancreas (secretoare de insulină), pe care le distruge treptat; 2) diacilglicerolul, care rezultă atât din acizi graşi saturaţi, cât şi nesaturaţi, acţiunea lui manifestându-se prin scăderea semnalizării insulinice la nivelul receptorilor din membrana celulară. Rezistenţa la insulină se caracterizează prin următoarele efecte principale: reducerea utilizării glucozei atât în scop energetic, cât şi pentru sinteza de glicogen (forma de stocare a glucidelor în organism), generând astfel starea de hiperglicemie (glucoza se menţine la nivele ridicate în sânge); stimulează gluconeogeneza (producerea hepatică a glucozei din precursori), fapt ce amplifică hiperglicemia; nivelul ridicat al glucozei în sânge (hiperglicemie) semnalizează pancreasul care continuă astfel să secrete insulină şi, pe fondul scăderii extragerii acesteia din sânge (în cazul rezistenţei la insulină a celulei) generează hiperinsulinemia (prezenţa în sânge a unui exces de insulină). La rândul ei, hiperinsulinemia conduce treptat la: ► distrugerea (epuizarea) celulelor beta din pancreas, cât şi la producerea în ficat a unor cantităţi mari de VLDL (bogate în trigliceride). Acestea (vezi subcapitolul 2.5.1.) în procesul normal de metabolism vor fi transformate în lipoproteine cu densitate intermediară (IDL) şi mică (LDL), cu dimensiuni mai reduse şi foarte bogate în colesterol, 18  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ caracterizate printr-o mare aterogenitate. Totodată, nivelul crescut de trigliceride din sânge (eliberate din VLDL şi IDL) determină secreţia hormonului galanină care favorizează un consum ridicat de hrană şi o scădere a cheltuielilor energetice a organismului; ►creşterea nivelului de hormoni steroizi sexuali (androgeni, estrogeni şi progesteron), care, în exces, pot conduce la apariţia şi dezvoltarea celulelor canceroase. Excesul acestor hormoni stimulează proliferarea şi inhibă moartea programată (apoptoza) acestui tip de celule, favorizând, totodată, formarea de vase noi (angiogeneza) care să „hrănească” aceste celule anormale; ►stimulează înmulţirea celulelor mucoasei colonului, astfel că surplusul de insulină poate dezvolta si neoplasmul colonorectal; ► stimulează proliferarea atât a ţesutului conjunctiv, cât şi mai ales a celulelor musculare netede din pereţii arteriali, acestea devenind apoi locul în care se depun treptat colesterolul şi alţi „contribuabili” implicaţi în formarea plăcilor arteromatoase. Pe baza elementelor prezentate, precum şi a unor date statistice obţinute în urma a numeroase studii, se apreciază faptul că obezitatea îmbătrâneşte organismul cu 20 de ani şi contribuie la creşterea cheltuielilor pentru sănătate mai mult decât fumatul şi alcoolul la un loc. De aceea, ea trebuie prevenită încă din copilărie, ştiindu-se faptul că în peste 30% din cazuri, obezitatea copiilor o precede pe cea a adulţilor. Obezitatea creşte frecvenţa diabetului de tip II de aproximativ 10 ori (50% din obezi au diabet, iar 80% din diabeticii neinsulinodependenţi sunt sau au fost obezi), această constatare conducând la introducerea în terminologia medicală a noţiunii de diabezitate. O stare particulară a malnutriţiei în exces o reprezintă bulimia, care este o boală cu origine psihică, ce constă într-o creştere exagerată a ingestei de alimente (aport crescut de substanţe nutritive), dar care nu conduce întotdeauna la supraponderalitate sau obezitate. De obicei, această disfuncţie începe din copilărie, manifestându-se, de regulă, printr- o dorinţă exacerbată de a consuma dulciuri, însă, caracteristica de bază o reprezintă lăcomia alimentară, tradusă prin consumul rapid al unor cantităţi mari de alimente, cu preferinţe sau nu pentru un anumit tip de hrană. Practic, este un sentiment de pierdere a controlului, iar, când persoanele redevin conştiente, după episoadele acute, caută să vomite, iau diuretice, practică post negru sau exerciţii fizice intense. 19  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Bulimia este mai frecventă la femei între 20-35 ani sau fete între 14-18 ani, iar frecvenţa episoadelor variază individual în funcţie de cauza psihică. Subalimentaţia sau denutriţia reprezintă o stare nutriţională necorespunzătoare cauzată, în principal, de lipsa unui aport alimentar adecvat tipului de activitate desfăşurat şi se caracterizează, de regulă, prin: - carenţă proteică profunda, parţial calorică, vitaminică şi minerală; - cheltuieli energetice exagerate (efort fizic intens) şi aport alimentar scăzut. Denutriţia poate fi şi secundară, consecutiv instalării unor boli consumptive, precum hipertiroidia (secreţie accentuată de hormoni tiroidieni), caracterizată prin accentuarea metabolismului bazal, şi diabetul zaharat (cauzat de rezistenţa la insulină sau de hipoinsulinemie), caracterizat prin neutilizarea glucozei ca sursă energetică. În această ultimă situaţie, fiind private de energia glucidelor, celulele vor utiliza în scop energetic proteine şi lipide, rezultând din „arderea” acestora cantităţi sporite de corpi cetonici (din lipide) şi compuşi specifici catabolismului protidic (amoniac, acid uric, uree). Aceşti produşi de degradare metabolică a lipidelor şi proteinelor solicită organismul atât în direcţia neutralizării, respectiv eliminării lor, cât şi pentru menţinerea unei stări de echilibru în ceea ce privește presiunea osmotică şi pH=ul mediului intern. Totodată, hormonul insulină influenţează favorabil atât utilizarea aminoacizilor pentru sinteza proteinelor endogene, cât şi acumularea acizilor graşi în structura ţesutului adipos de rezervă. Astfel se explică de ce scăderea semnificativă a nivelului insulinei (la diabetici) are ca efect scăderea masei musculare şi a ţesutului adipos, ceea ce conduce la scăderea greutăţii corporale a individului. Tot din categoria acestor boli fac parte şi neoplaziile (cancerul), tuberculoza şi sindromul de malasimilaţie (tulburări digestive şi de absorbţie). Starea de subnutriţie se consideră instalată la un deficit ponderal de peste 15% faţă de greutatea ideală şi este apreciată la aproximativ 30% din populaţia globului, având ca principală cauză sărăcia. Caracteristic subnutriţiei este nu atât cantitatea hranei, cât lipsa componentelor esenţiale bunei dezvoltări şi a supravieţuirii organismului. Manifestările sunt mai evidente la copii, însă, o stare prelungită de subnutriţie îi afectează şi pe adulţi, mai ales dacă este însoţită şi de un stres puternic. Subnutriţia în primii doi ani de viaţă determină formarea 20  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ unui adult de talie mică, cu o dezvoltare psiho-motorie redusă şi o rezistenţă diminuată la boli, eforturi fizice sau intelectuale. Efectele subnutriţiei converg, de regulă, spre scăderea longevităţii şi pot fi evidenţiate clinic prin: - reducerea greutăţii corporale (slăbire), până la apariţia stărilor de emaciere şi caşexie. Emacierea individului semnifică resorbţia paniculului adipos (a ţesutului gras subdermal), ceea ce se manifestă prin slăbire facială, tâmple concave, retracţia spaţiilor intercostale şi scăderea greutăţii corporale cu mai mult de 20% din valoarea greutăţii normale. Caşexia reprezintă forma extremă a emacierii, când la manifestările amintite se adaugă atrofierea musculaturii scheletice, proeminenţa reliefurilor osoase prin piele, apariţia edemelor gambelor şi gleznelor, zbârcirea pielii, pigmentarea excesivă şi difuză a tegumentelor, paloarea pielii şi apariţia de ulceraţii ale acesteia, scăderea tensiunii arteriale şi a frecvenţei pulsului; - marasm fizic sau kwashiorkor, generat, în principal, de carenţa proteică, care determină atrofii musculare, intestinale, hepatice, dereglări metabolice şi ale osteogenezei, scăderea capacităţii imune, tulburări psihice etc.; - anemii nutriţionale, dintre care cele mai cunoscute sunt anemia feriprivă (insuficienţa fierului) și guşa endemică (insuficienţa iodului sau a hormonilor tiroidieni). Precizăm că aceste anemii pot apărea şi atunci când elementele nutritive amintite se găsesc în hrană, dar nu pot fi utilizate datorită existenţei unor factori antinutritivi. O situaţie particulară în cazul subnutriţiei o reprezintă anorexia, care constă într-o pierdere a poftei de mâncare, având în principal cauze psihice. Refuzul voluntar de a consuma alimente se traduce rapid prin anemie avansată, fragilitatea oaselor, îmbătrânirea pielii, bronho- pneumonii, ajungându-se, în final, la deces. Trebuie precizat, însă, că există şi situaţia (starea clinică) de slab constituţional, atribuită indivizilor cu deficit ponderal încă din perioada copilăriei şi care se menţine constant de-a lungul vieţii. Ea nu are legătură cu subnutriţia, fiind cauzată, în principal, de numărul redus al adipocitelor, ceea ce împiedică formarea unui ţesut adipos bine reprezentat. 21  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ CAPITOLUL II COMPONENTELE CHIMICE ALE HRANEI ŞI IMPORTANŢA LOR PENTRU ORGANISM 2.1. Compoziţia chimică elementară a materiei vii Dintre cele peste 100 de elemente chimice ale sistemului periodic, substanţa vie, vegetală şi animală, include un număr relativ mic, natura selecţionând numai 14 atomi plastici care alcătuiesc peste 99% din valoarea procentuală raportată la masa corporală a organismului. Dintre aceştia, 6 sunt atomi cheie – carbon, hidrogen, oxigen, azot, sulf şi fosfor – folosiţi pentru organizarea structurii marii majorităţi a moleculelor ce compun organismele vii, primii patru deţinând în medie o pondere de 96% din structura organismului animal şi uman. Celor 6 li se adaugă octetul de elemente componente necesare organismului viu (sodiu, potasiu, magneziu, calciu, clor, fier, cobalt, mangan), astfel că nu există nici un caz în care unul din aceste elemente chimice să fie înlocuit printr-un alt element (tabel 2). Pot exista, însă, completări la această listă de bază, cu alte elemente care intră în compoziţia organismului în cantităţi foarte mici (cupru, zinc, molibden, seleniu etc.). Tabel 2 Distribuţia relativă a unor bioelemente în organism Bioelemente Valori procentuale Bioelemente Valori procentuale raportate la greutatea raportate la greutatea corporală corporală Oxigen 64 Calciu 2,01 Carbon 18 Fier 0,005 Hidrogen 10 Potasiu 0,20 Azot 4 Clor 0,15 Fosfor 1,16 Sodiu 0,11 Sulf 0,20 Magneziu 0,04 22  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Elementele chimice, care se găsesc în organism sau în hrană, sunt asociate în combinaţii, mai mult sau mai puţin complexe, clasificate în: - combinaţii minerale – apă şi substanţe minerale; - combinaţii organice – glucide, lipide, protide, vitamine. Ca o trăsătură generală este de remarcat faptul că valorile procentuale ale componentelor organice şi anorganice nu prezintă diferenţe marcante între diferitele specii de animale şi om (tabel 3). Unele diferenţe pot să apară în funcţie de tipul de ţesut şi vârstă. Tabel 3 Repartiţia principalelor componente organice şi anorganice la animale şi om(valori medii) Specii Protide % Lipide% Glucide% Apă% Săruri minerale% Taurine 16,8 17,2 1,7 60,4 3,9 Suine 15,0 23,0 1,2 58,0 2,8 Ovine 16,0 19,0 1,6 60,0 3,4 Cabaline 17,0 16,7 1,8 60,0 4,5 Păsări 21,0 18,2 1,6 56,0 3,2 Om 19 14.8 1,7 60,0 4,5 2.2. Apa 2.2.1 Generalităţi Apa are o deosebită importanţa pentru organism, deoarece intră în constituţia tuturor celulelor şi reprezintă mediul in care se desfăşoară toate transformarile caracteristice vietii. În organism, apa reprezintă aproximativ 60%, cu diferenţe în funcţie de vârstă (nou-născuţi 77-79%, adulţi 62-63%, bătrâni 58%) şi se găseşte sub două forme şi în două compartimente (tabel 4): - Compartimentul intracelular cuprinde apa de constituţie (apa legată); - Compartimentul extracelular cuprinde apa liberă. 23  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ După origine, în organism, există apă exogenă, provenită din alimentaţie, şi endogenă, provenită din reacţiile de oxidare a compuşilor care conţin hidrogen. Apa exogenă prezintă două căi de pătrundere în organism: apa de băut şi apa din alimente. Datorită importanţei majore a apei în organism, omul nu poate rezista fără un aport exogen de apă decât maxim 2-3 zile, aceasta manifestându-se printr-o puternică senzaţie de sete. Tabel 4 Distribuţia apei în organism Compartimente Din greutatea Din apa corpului corpului Intracelular 33,0 55,0 Extracelular 27,0 45,0 -Interstiţial şi limfă 12,0 20,0 -Intervascular (plasmă) 4,5 7,5 -Ţesut de legătură şi cartilaginos 4,5 7,5 Oase 4,5 7,5 Transcelular 1,5 2,5 Setea este determinată de reducerea proporţiei apei din organism (cantitatea de apă a acestuia scade cu 0,5-1% din greutatea corpului), fenomen care modifică presiunea osmotică şi excită receptorii existenţi în majoritatea ţesuturilor. Impulsurile nervoase rezultate sunt transmise centrului setei, aflat în creierul mijlociu, acesta activând neuronii specializaţi din hipotalamus. În funcţie de provenienţă, apa din alimente poate fi: - apa de constituţie (apă chimic legată); - apa de vegetaţie se găseşte în sucul plantelor (82% la plantele verzi şi până la 90% în rădăcini, tuberculi, fructe); - apă de higroscopicitate – apă absorbită de alimente din atmosferă; - apa de preparaţie – rezultă în procesul tehnologic de fabricaţie sau de preparare a hranei. Alimentele au un conţinut diferit de apă (tabel 5), acesta trebuind să fie cunoscut, deoarece se află în raport invers proporţional cu substanţa uscată, respectiv cu valoarea nutritivă, reprezentând, totodată, un element definitoriu în alegerea posibilităţilor de păstrare şi conservare, ştiind faptul 24  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ că cele cu peste 16% apă nu pot fi conservate ca atare, excepţie făcând rădăcinoasele şi tuberculiferele. Apa endogenă. Această apă se mai numeşte şi apă de combustie sau metabolică şi este folosită de organism în procesele sale hidrice. Prin arderea a 100 g lipide se obţin 107 ml apă 100 g glucide se obţin 55 ml apă 100 g proteine se obţin 43 ml apă. Prin expiraţie, transpiraţie, urină şi fecale se pierd în jur de 3 l apă/zi (tabel 6). În consecinţă, dieta trebuie să conţină cel puţin 1,5-2 l lichide băute pe zi, restul de apă provenind din alimente sau prin metabolism. O sete falsă poate apărea în condiţiile normale ale apei în organism, ca urmare a vorbirii îndelungate, cântat sau emoţii intense. Tabel 5 Compoziţia în apă a diferitelor alimente Aliment Apă (%) Carne de vită slabă 74,0 Carne de vită grasă 62,0 Carne de porc slabă 72,0 Carne de porc grasă 49,0 Peşte slab 79,5 Lapte de vacă 87,5 Brânză telemea 50,0 Ouă integral 74,0 Pâine 44,0 Fasole uscată 11,0 Usturoi 64,0 Tomate 92,0 Varză verde 80,5 Castraveţi 96,0 Căpşuni 92,0 Mere, pere 83,5 Pepene verde 93,0 Struguri 79,0 Nuci, alune 8,0 Ulei de floarea-soarelui 0,1 25  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Calitatea apei de băut este extrem de importantă pentru sănătate, deoarece atunci când de sete sau din neglijenţă omul bea apa pe care o găseşte (fără să cunoască dacă este potabilă), pot să apară epidemii sau intoxicaţii în masă. Pe lângă apa potabilă, se recomandă folosirea pentru asigurarea nevoilor hidrice ale organismului apa plată şi apa minerală. Apa plată, denumită astfel de B. Ninard în 1971 pentru a indica stabilitatea proprietăţilor ei fizico-chimice, este considerată cea din resurse naturale, putând fi oligominerală (sub 1 g elemente minerale/l) sau minerală (1-10 g/l) şi cu un conţinut redus în bioxid de carbon. Apa minerală conţine numeroase săruri utile organismului care conferă o anumită aciditate sau o uşoară alcalinitate. Este de preferat apa minerală ce conţine puţin sodiu şi mai mult potasiu sau magneziu. Tot pentru asigurarea nevoilor hidrice sunt folosite şi alte surse (ceaiuri, cafea, băuturi răcoritoare), dar care au şi o serie de efecte secundare, de aceea ele vor face obiectul unui alt capitol. Tabel 6 Bilanţul apei la bărbatul matur Aport g Eliminare g Lichide (apă, ceai, lapte, 1450 Urină 1450 supe etc.) Fecale 150 Apă conţinută în alimente 1000 Piele 800 Apă metabolică 250 Plămâni 300 TOTAL 2700 TOTAL 2700 2.2.2. Rolul apei în organism Fiind constituentul cu cea mai însemnată pondere în structura organismului, apa îndeplineşte o multitudine de roluri, dintre care amintim: - structural. Participă la constituirea ansamblului celular, la organizarea morfo-chimică a celulei şi la formarea coloizilor celulari; - mediu lichid. Prin proprietăţile sale fizico-chimice, apa permite realizarea numeroaselor reacţii biochimice care stau la baza vieţii; - solvent şi transportor al diferitelor substanţe în corp. Favorizează fragmentarea macromoleculelor organice în particule foarte fine, iar prin 26  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ posibilitatea pe care o are de a traversa uşor capilarele şi membranele celulare, ea concură la vehicularea substanţelor dizolvate şi la realizarea schimburilor care se petrec între diferitele componente ale organismului; - în reglarea termică. Având o căldură specifică mare, apa poate înmagazina multă energie calorică, contribuind la menţinerea temperaturii constante, iar prin importanta sa căldură latentă de evaporare (0,58 kcal/g), ea constituie un valoros mijloc de termoliză; - principalul factor al homeostaziei mediului intern; - lubrefiant la nivelul articulaţiilor; - rol de protecţie a unor organe, al sistemului nervos şi al fetuşilor; - participă la eliminarea deşeurilor din organism prin urină şi fecale; - component al tuturor producţiilor obţinute de la animale şi al laptelui matern. 2.3. Substanţele minerale 2.3.1. Generalităţi Elementele minerale sunt prezente în proporţie variabilă, sub formă de combinaţii organice (fosfor în acizii nucleici, sulf în aminoacizi, cobalt în vitamina B12, etc ) şi anorganice (combinaţii de anioni şi cationi) în toate ţesuturile animale (tabel 7) şi vegetale. Tabel 7 Repartiţia medie a cenuşii în ţesuturi şi organe Specificare % din organ % din cenuşa totală Ţesut osos 22,10 83,0 Splină 1,50 0,1 Creier 1,40 0,7 Ficat 1,38 0,8 Pulmon 1,16 0,5 Intestin 1,07 0,6 Muşchi 1,05 10,4 Pancreas 1,05 0,04 Inimă 1,00 0,1 27  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Sânge 0,85 0,7 Rinichi 0,80 0,1 Piele 0,70 1,0 Până în prezent se cunoaşte că ponderea acestora raportată la substanţa uscată este de 3-6% în corpul animal şi de 1,5-12% în cel vegetal, cu diferenţieri marcante în cadrul organelor şi ţesuturilor. Astfel, sub forme chimice diferite toate celulele ţesuturilor şi lichidele corpului conţin cantităţi variabile de minerale. Prezenţa elementelor minerale cu o pondere mai mare sau mai mică în corpul animal şi vegetal este consecinţa rolului complex şi multiplu al acestora în cadrul unor procese implicate în funcţiile metabolice. După ponderea pe care o au în organism (tabel 8) elementele minerale sunt separate în două grupe: macroelemente, care constituie aproximativ 96%, şi microelemente, care constituie aproximativ 4% din conţinutul mineral al organismului. Microelementele, la rândul lor, în raport de funcţiile pe care le îndeplinesc în organism, sunt grupate în: - microelemente esenţiale considerate indispensabile pentru organism, reprezentate prin fier, cupru, cobalt, iod, mangan, zinc etc.; - microelemente semiesenţiale reprezentate prin seleniu, molibden, fluor, brom, bor, stronţiu etc.; - microelemente cu rol insuficient cunoscut reprezentate de rubidiu, arsen, aluminiu etc.; - microelemente toxice reprezentate de plumb, mercur, stibiu etc. Putem menţiona, însă, că orice microelement supradozat poate deveni toxic. Tabel 8 Compoziţia minerală a unui mamifer (pentru 100 g corp) Macroelemente mg Oligoelemente mg Calciu 1600 Fier 5 Fosfor 900 Fluor 5 Potasiu 400 Zinc 2 28  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Clor 300 Cupru 0,4 Sodiu 300 Mangan 0,05 Sulf 200 Iod 0,03 Magneziu 50 Cobalt 0,01 2.3.2. Rolul substanţelor minerale În organism, după absorbţie, substanţele minerale solvite îndeplinesc un rol plastic, devenind componente ale ţesuturilor de susţinere şi un rol funcţional prin participarea lor la diferite funcţii. Rolul plastic este materializat în sinteza unor ţesuturi (osos, dentar, cartilaginos) sau a unor compuşi organici complecşi ca fosfolipide, fosfoprotide, fosfoglucide şi tioaminoacizi. Ţesutul osos, care este un ţesut viu, într-o continuă refacere sub influenţa celulelor specifice numite obsteoblaste şi osteoclaste, înglobează peste 83% din cenuşa organismului, scheletul reprezentând atât baza de susţinere, cât şi rezerva de elemente minerale a organismului. Rolul funcţional poate fi structurat astfel: - metabolic – sunt implicate în metabolismul substanţelor organice şi, în special, al lipidelor şi glucidelor; - fiziologic – intră în compoziţia unor enzime, hormoni, vitamine, hemoglobine; intervin în procesele de digestie şi absorbţie a substanţelor nutritive; stimulează spermatogeneza şi îmbunătăţesc calitatea materialului seminal; - fizico-chimic – intervin în excitabilitatea neuro-musculară, în menţinerea presiunii osmotice pentru spaţiile intra, extra şi transcelulare, în reglarea echilibrului acido-bazic (pH)* şi a regimului hidric. *PH-ul (potenţialul de hidrogen) se măsoară pe o scară de la 0,00 la 14,00, valoarea de mijloc, 7,00, fiind neutră. Valorile mai mici de 7,00 indică soluţii acide, iar mai mari, soluţii alcaline. Valorile pH-ului reprezintă o scară logaritmică, ceea ce înseamnă o multiplicare de 10 ori între două numere întregi succesive. De exemplu, pH 4,00 este mai acid de 10 ori mai acid faţă de pH 5,00 şi de 100 de ori (10 x 10) faţă de pH 6,00. PH-ul lichidelor din organism nu este constant, dar, dacă se înregistrează fluctuaţii prea mari sau pe perioade lungi, pot apărea probleme de ordin fizic care pot evolua spre alterări grave în diniamica 29  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ reacţiilor chimice intracelulare (Morter T., 1995). Sunt situaţii (tabel 9) în care pH-ul are un interval foarte îngust, cum este cazul sângelui (7,35 – 7,45), larg, întâlnit la bilă (5,50 – 7,70) sau foarte larg, prezent în sucul duodenal (4,20 - 8,20). Tabel 9 Intervalul de variaţie al pH-ului în unele lichide intracelulare Lichidul intracelular Intervalul de variaţie al pH-ului Sânge 7,35 – 7,45 Lichid cerebrospinal 7,30 – 7,50 Salivă 6,50 – 7,50 Suc gastric 1,00 – 3,50 Suc duodenal 4,20 – 8,20 Urină 4,80 – 8,40 Bilă hepatică 7,10 – 8,50 Bilă din vezica biliară 5,50 – 7,70 Suc pancreatic 8,00 – 8,30 În ceea ce priveşte utilizarea substanţelor minerale în organism, putem afirma că ea este influenţată de o serie de factori, dintre care amintim: factorii vitaminici - vitaminele D influenţează utilizarea ionilor de calciu şi fosfor, permiţând o mai bună adaptare la dezechilibrele calciu/fosfor. Vitaminele D favorizează absorbţia intestinală a calciului şi reglează excreţia urinară a fosforului; factorii enzimatici - fosfatazele intervin în reacţiile de utilizare a ionilor de fosfor; factorii hormonali – hormonii tiroidieni influenţează utilizarea ionilor de iod, iar hormonii corticosuprarenalelor reglează homeostazia sodiului, potasiului şi a cuprului; vârsta - reprezintă un factor important ce influenţează utilizarea substanţelor minerale, aceasta scăzând pe măsura înaintării în vârstă. În alimente substanţele minerale se găsesc sub forma unor amestecuri complexe, utilizarea lor digestivă şi tisulară depinzând atât de raportul dintre ele cât şi de natura şi forma lor de prezentare. În plante au fost identificate şi unele substanţe antimineralizante (acid oxalic, acid fitic, factori guşogeni) care reduc utilizarea metabolică a 30  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ substanţelor minerale, putând apărea simptome de carenţe minerale, deşi substanţele respectiv sunt prezente în hrană (vezi 2.8). 2.3.3. Macroelementele 2.3.3.1. Calciul, fosforul şi magneziul Cele trei elemente sunt plasate în aceiaşi subgrupă nutriţională, deoarece acţionează conjugat în controlul excitabilităţii neuro-musculare şi au un important rol plastic, reprezentând principalii constituenţi ai scheletului. Aceste elemente deţin împreună peste 3,2% din compoziţia totală a organismului, respectiv 2,01% calciu, 1,16% fosfor şi 0,04% magneziu. În corpul unui om adult se găsesc 1100-1400 g calciu, 600-900 g fosfor şi 21-28 g magneziu. Cea mai mare parte se concentrează în schelet, respectiv 99% din calciu, 80% din fosfor şi 52% din magneziu. Combinaţia cea mai des întâlnită este cea de hidroxiapatită (o sare asemănătoare fosfatului tricalcic). În stare normală, calcemia este de 9-10 mg%, fosforemia (fosfor anorganic) 3-4 mg% la adult şi 5-7 mg% la copii, iar magneziemia 2,3 mg%. Rolul lor preponderent este cel plastic, însă, acţionează şi în reglarea unor procese digestive şi metabolice, intervenind astfel în creştere şi dezvoltare, iar carenţa afectează majoritatea funcţiilor vitale ale organismului. În organism atât calciul, cât şi fosforul sau magneziul intră într-o serie de relaţii sinergice şi antagonice cu alţi componenţi ai raţiei (figurile 4, 5 şi 6), având, totodată, o serie de roluri specifice. Calciul. Condiţionează activitatea enzimelor coagulante (trombina şi labfermentul), catalizând coagularea laptelui şi sângelui. El este component al factorului intrinsec necesar pentru absorbţia ciancobalaminei (vitaminaB12) din tubul digestiv,activează mai multe enzime (tripsina, lipaza, succinicdehidrogenaza etc.) implicate în digestia proteinelor, lipidelor şi în producţia de energie pentru organism, intensifică activitatea fosfocreatinchinazei şi, alături de fosfor, acţionează pentru reglarea secreţiei tireocalcitoninei (parathormonul). De altfel, reglarea calcemiei se face de către doi hormoni – parathormonul şi calcitonina. Dovezi recente demonstrează că suplimentele cu calciu joacă un rol important în sănătatea cardiovasculară, crescând nivelul HDL in detrimentul LDL colesterolului. 31  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Dacă hipercalcemia este foarte rară, un aport insuficient de calciu (hipocalcemia) determină o serie de dereglări funcţionale, cele mai evidente fiind afecţiunile sistemului osos şi apariţia unei hiperexcitabilităţi a nervilor motori. Sunt si situatii in care putem avea o calcemie în limite normale, în timp ce nivelul macroelementului în schelet este scăzut, aceasta deoarece organismul “luptă” să păstreze suficient calciu în sânge pentru a beneficia de rolul funcţional al acestuia, neglijând parţial rolul plastic. Astfel, la o alimentaţie deficitară în calciu, organismul va opta întotdeauna să menţină pe cât posibil calcemia normală prin extracţia macroelementului din oase. Cauzele principale ale insuficienţei calciului în organism pot fi următoarele: - aport redus de calciu prin hrană; - intoleranţa la unele produse lactate (unele persoane manifestă o insuficientă utilizare a laptelui din cauza incapacităţii organismului de a digera lactoza); - degradarea absorbţiei calciului la nivel intestinal. Se pare că aproape tot calciul alimentar este resorbit în porţiunea acidă a duodenului care permite (datorită acestui tip de pH) eliberarea macroelementului din structurile existente (în mediu alcalin calciul este precipitat). De asemenea, consumul unor cantităţi mari de grăsimi îngreunează absorbţia acizilor graşi din intestin, iar aceştia pot forma cu calciul o serie de săruri insolubile, adică nedigerabile şi neabsorbabile; - în boala celiacă sau sprue. Boala celiacă sau enteropatia glutenică este cauzată de intoleranţa intestinală la gliadina din gluten. Se manifestă prin diaree rebelă, urmată de deshidratare, slăbire, amiotrofie; - în carenţă proteică. Proteinele din raţie au un rol important în absorbţia calciului, aminoacizii combinându-se în intestinul subţire cu carbonatul şi fosfatul de calciu, rezultând compuşi solubili care trec uşor bariera intestinală; - insuficienţă în vitaminele D şi A; - dezechilibrarea medicamentoasă sub acţiunea unor antibiotice, anticonvulsive, laxative, diuretice şi anticoncepţionale orale; - legarea de diferiţi componenţi ai alimentelor (oxalaţi şi fitaţi); - reducerea absorbţiei odată cu îmbătrânirea. Organismul tolerează deficitul de calciu numai pentru scurt timp, maximul de toleranţă fiind de 5-6 săptămâni de la debutul deprivării. 32  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Figura 4. Interrelaţiile calciului Fosforul. Aproximativ 80% din fosforul organismului întăreşte oasele şi dinţii, iar 20% se găseşte în ţesuturile moi, acţionând în aproape fiecare reacţie chimică importantă din organism. Este implicat în absorbţia şi transportul lipidelor prin sânge şi prezent în constituţia acizilor nucleici şi fosfolipidelor. Intervine astfel, atât în procesul de diviziune şi multiplicare celulară (hormon anorganic al creşterii), cât şi în majoritatea etapelor de oxidare a lipidelor şi glucidelor, cu formare de compuşi macroergici (ATP), necesari în fosforilarea oxidativă şi în energetica materiei vii. Fiind partenerul constant al metabolismului glucidic şi glucoza reprezentând principalul combustibil al creierului, fosforul favorizează activitatea acestuia, mărind capacitatea de muncă intelectuală. Activează, totodată, majoritatea vitaminelor din complexul B. Resorbţia fosforului, ca şi a calciului, se face în intestinul subţire, de unde este dus la diferite organe. Cea mai mare parte din fosfor se elimină prin fecale şi o mică parte prin urină. Absorbţia este dependentă de cea a calciului şi de prezenţa vitaminei D, fiind influenţată, în acelaşi timp, de existenţa cationilor precipitanţi (fier, aluminiu, plumb). Metabolismul fosforului, ca şi al calciului, este dependent de parathormon. Cu toate că aportul exogen de fosfor pentru organism nu pune probleme precum calciul, el fiind prezent din abundenţă în alimente (mai 33  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ ales în cele de origine animală), dar şi în băuturile carbogazoase, pot să apară uneori o serie de stări de carenţă cu diverse manifestări. Figura 5. Interrelaţiile fosforului Carenţa în calciu şi fosfor determină apariţia rahitismului la tineret (boală caracterizată printr-o înmuiere a oaselor şi întârzierea creşterii dinţilor) şi osteomalaciei la adulţi (afecţiune caracterizată prin rarefierea oaselor, ceea ce favorizează producerea fracturilor). Carenţa de calciu asociată cu un exces de fosfor şi o malnutriţie proteică determină osteoporoza. La sportivii care consumă băuturi carbogazoase bogate în fosfor s-au înregistrat de două ori mai multe fracturi comparativ cu cei care consumau alte tipuri de băuturi. Magneziul. Reprezintă după potasiu cel mai important cation intracelular şi aproape jumătate din conţinutul corpului în magneziu se găseşte în ţesuturile moi, fiind localizat mai ales în mitocondrii. Cealaltă jumătate îşi exercită rolul plastic, participând la creşterea oaselor şi la prevenirea degradării ţesutului dentar prin faptul că favorizează fixarea calciului în aceste ţesuturi. Este un cofactor important al multor enzime (fosforilaza, antihialuronidaza etc.) şi activator al altora (fosfataza alcalină in principal), intervenind prin intermediul acestora în reacţiile ciclului Krebs. Magneziul este implicat, de asemenea, în sinteza acizilor nucleici și proteinelor,a hormonilor tiroidieni şi paratiroidieni. 34  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Figura 6 Interrelaţiile magneziului De peste 70 de ani (1944), s-a observat că magneziul stimulează fagocitoza bacteriilor prin leucocite şi împiedică formarea carcinomului, respectiv scleroza ţesutului conjunctiv la vârstă mai înaintată. S-a semnalat, de asemenea, că insuficienţa magneziului măreşte incidenţa bolilor cardiovasculare degenerative, carenţa lui favorizând atât creşterea colesterolului sangvin, cât şi depozitarea acestuia în intima aortei şi coronarelor. Unul din rolurile foarte importante ale magneziului este acela că, el ajută muşchii să se relaxeze. Când calciul intră în celulele ţesutului muscular, muşchii se contractă iar când iese şi este înlocuit de magneziu, aceştia se relaxează. Deficitul de magneziu determină o creştere a excitabilităţii nervoase şi musculare cu apariţia unor stări patologice, cum este spasmofilia. Cerinţele în aceste elemente la om sunt diferenţiate atât în funcţie de vârstă, cât şi de starea fiziologică. - La adult cercetările cu izotopi au demonstrat că mineralele din schelet se înlocuiesc neâncetat (în circa 30 de zile, schimbându-se aproximativ jumătate din conţinutul salin al osului), stabilindu-se că la un bărbat cca 700 mg calciu intră şi părăseşte zilnic ţesutul osos. Se consideră că aportul zilnic a 0,8-1 g calciu, 0,8 g fosfor şi 0,3 g magneziu este suficient pentru adultul cu muncă sedentară, însă pentru cei cu activitate fizică intensă, valorile sunt mai mari cu 30 - 40%. - La femeile în cursul ciclului reproductiv nevoile sunt determinate de cantităţile încorporate în făt sau eliminate prin lapte, dar şi de coeficientul de utilizare digestivă. În primele 4 luni încorporarea în făt este 35  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ redusă, iar cca 70-75% din cantitatea încorporată în acesta se realizează în ultimele 2 luni. Se consideră că un aport de 1,6-1,8 g calciu şi fosfor şi cel puţin 0,4 g magneziu este suficient pentru a nu afecta economia minerală a organismului matern în cursul sarcinii. Insuficienţa aportului de calciu şi magneziu sau dezechilibrul fosfocalcic accentuează hipocalcemia în timpul sarcinii şi expune la dureri, spasme şi crampe musculare la membrele inferioare, favorizează toxiemia, iar, când deficienţa este mai gravă şi se asociază cu hipovitaminoză D, poate apărea demineralizarea scheletului. Laptele matern secretat de o femeie cu o dietă normală conţine 30- 40 mg calciu/100 ml, 14-18 mg fosfor/100 ml şi 3-5 mg magneziu/100 ml, astfel că se consideră necesar un aport zilnic de 1,8-2 g calciu şi fosfor, însoţit de un aport suficient al vitaminei D şi 0,4 g magneziu. La copii şi adolescenţi necesarul variază în funcţie de vârstă (tab. 10). Tabel 10 Necesarul de calciu, fosfor şi magneziu la copii şi adolescenţi Vârsta (ani) Calciu şi fosfor (mg/zi) Magneziu (mg/zi) 0-1 700 100 1-9 800-1000 180-200 10-12 1100-1300 300 13-18 băieţi 1400 350 fete 1100-1300 270 Alimente bogate în calciu şi fosfor (tabel 11) sunt: laptele, brânzeturile (în special cele fabricate cu cheag); ouăle (mai ales gălbenuşul); unele legume (varză, conopidă); unele fructe (nuci, alune, portocale). Surse alimentare de calciu pot fi şi alte alimente, cu excepţia: - alimentelor vegetale cu un conţinut ridicat în acid oxalic (sfecla şi, mai ales, măcrişul), acid care precipită calciul, reducând disponibilizarea sa; - alimentelor care conţin acid fitic (pericarpul grăunţelor de cereale, în special). Acesta precipită calciul, fosforul şi magneziul, reducându-le absorbţia. Magneziul se găseşte mai ales în carne, viscere, lapte, ouă, cereale şi unele legume (cartof, fasole). 36  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Tabel 11 Distribuţia calciului, fosforului şi a magneziului în diferite alimente Produsul Calciu Fosfor Magneziu (mg/100 g) (mg/100 g) (mg/100 g) Caşcaval Penteleu 708 505 - Gălbenuş 124 470 14 Lapte integral 125 90 14 Smântână 84 59 10 Ouă 54 184 10 Carne de porc 10 172 16 Carne de vită 10 205 16 Crap 30 106 10 Fasole boabe 157 504 167 Mazăre boabe 63 369 107 Pâine 26 83 31 2.3.3.2. Clorul, sodiul şi potasiul Ca reprezentare cantitativă, cele trei elemente deţin aproximativ 0,55-0,7% din greutatea corpului (sodiul cca 0,2%, clorul cca 0,15%, potasiul cca 0,2-0,35%) şi sunt tratate de cele mai multe ori concomitent, deoarece în organism concură împreună la realizarea presiunii osmotice (izotoniei) şi a pH-ului mediului intern. Sodiul este principalul cation, iar clorul principalul anion al lichidelor extracelulare, potasiul reprezentând principalul cation al lichidelor intracelulare. Pe lângă participarea masivă la realizarea presiunii osmotice şi a echilibrului acido-bazic, cele trei elemente minerale exercită şi alte roluri deosebit de importante. Clorul este indispensabil pentru formarea acidului clorhidric din sucul gastric, care activează pepsinogenul la pepsină (rol în digestie), facilitează schimburile respiratorii (transportul CO2 şi O2), stimulează secreţia salivară şi activitatea ptialinei (amilaza salivară), favorizează eliminarea renală a produselor de catabolism azotat (uree, acid uric). Sodiul contribuie la o mai bună utilizare a acizilor graşi esenţiali în sinteza fosfolipidelor, activaeaza câteva sisteme enzimatice, este necesar 37  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ pentru transportul aminoacizilor şi glucozei prin membranele celulare, iar împreună cu potasiul favorizează excitabilitatea neuromusculară, ridicând tonusul. Rolul său în excitabilitatea nervoasă este exprimat prin formula elaborată de Oser: Na+ + K+ + OH- Ca++ +Mg++ +H+ Când numărătorul este mai mare, iritabilitatea nervoasă va creşte, deoarece se măreşte cantitatea de acetilcolină care difuzează până la suprafaţa membranei, dezvoltând permeabilitatea acesteia pentru ioni. Astfel, are loc o reducere a diferenţei de potenţial, ce declanşază impulsul nervos. Sodiul este hidropigen, deci, retenţia sa este însoţită de creşterea hidrofiliei tisulare şi de acumularea apei în spaţiile interstiţiale (edeme), eliminarea lui fiind mărită de potasiu (2 g sodiu pentru 1 g potasiu), care stimulează diureza. Intervenind în atâtea reacţii şi organismul nedepozitându-l, este necesar aportul zilnic în acest macroelement. Dar consumul excesiv de sodiu ocupă unul din primele locuri în ceea ce priveşte apariţia şi evoluţia bolilor cardiovasculare, fiind considerat astfel un factor de risc major în patogeneza acestui tip de afecţiuni. Această situaţie apare, deoarece acumularea macroelementului în ţesuturi provoacă dezechilibre ionice majore care asociate cu prezenţa unor factori hipertensori, cum sunt, de exemplu, neurotransmiţătorii adrenalina şi noradrenalina, conduc la instalarea hipertensiunii arteriale care are implicaţii profund defavorabile asupra sistemului cardiovascular. Reglarea concentraţiei sodiului în musculatura netedă revine hormonilor tisulari cu acţiune locală, respectiv angiotensinele I şi II, care au efect stimulator asupra corticosuprarenalei în vederea secreţiei de aldosteron, principalul hormon cu acţiune de reglare a natriuriei. La rândul lor, angiotensinele sunt elaborate prin acţiunea reninei renale, enzimă secretată de rinichi şi care acţionează asupra unei globuline produse de ficat pe care o transformă în angiotensină I. Angiotensina I este convertită apoi enzimatic la nivel pulmonar în angiotensină II, substanţă cu o puternică acţiune de vasoconstricţie. Prin urmare, se constată că între mecanismele de reglare a tensiunii arteriale şi echilibrul hidro-sodic există strânse interconexiuni hormonale şi fiziologice, care conduc la recomandări din ce în ce mai vocale privind necesitatea reducerii consumului de sare. Restricţia aportului de sodiu apare, astfel, benefică într-o serie de maladii, cum ar fi bolile cardiovasculare, insuficienţa renală, ciroza etc. 38  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ Trebuie spus, de asemenea, că o creştere a excreţiei de sodiu provoacă obligatoriu pierderi de calciu, indiferent de sex, vârstă sau tipul de activitate desfăşurată, ceea ce duce la apariţia şi agravarea osteoporozei, în special la persoanele în vârstă (1 g de sare duce la pierderea prin urină a 60 mg calciu). Medierea calciuriei de către sodiu este aceeaşi, indiferent de nivelul aportului de calciu prin hrană, astfel că în cazul unui consum mare de sodiu creşte proporţional şi cerinţa de calciu. Potasiul. Deţine o serie de funcţii în: menţinerea potenţialului membranelor celulare, activitatea cardiacă (formarea acetilcolinei), transmiterea excitaţiei de la terminaţiile nervoase la organele efectoare, secreţia de hormoni, etc. Are, de asemenea, rol în sinteza proteinelor şi formarea glicogenului celular (nivelul potasiului seric scade sau creşte odată cu glicemia sub acţiunea insulinei sau adrenalinei). Aşa se explică faptul că anabolismul proteic (specific fenomenelor de creştere, sarcină sau restaurare după o serie de boli) este însoţit de o retenţie a potasiului, iar distrugerile tisulare, de eliminarea lui care creşte proporţional cu accentuarea azoturiei. Potasiul se găseşte în cantităţi suficiente în alimentele vegetale, astfel că se urmăreşte mai ales din punct de vedere al excesului sau al unui raport potasiu/sodiu (tabel 12) prea ridicat, care influenţează nefavorabil absorbţia sodiului. Se recomandă mărirea cantităţii de clorură de sodiu, atunci când hrana conţine cantităţi mari de potasiu. Aşa se explică faptul că animalele erbivore reclamă administrarea de sare, în timp ce la carnivore nu este necesar acest lucru. În ceea ce priveşte cerinţele în aceste elemente minerale pentru om, s-a stabilit că adultul are nevoie de 0,2-0,5 g sodiu, 1,5 – 3 g potasiu, respectiv 0,7-0,8 g clor pe zi. Însă, datorită faptului că aceste elemente se găsesc în toate alimentele naturale, iar sarea este folosită pentru prelungirea conservabilităţii sau accentuarea sapidităţii unui număr mare de produse alimentare,dieta zilnică furnizează cantităţi de 2-3 ori mai mari. Nu poate fi vorba de o doză unică pentru consumul zilnic de sare (respectiv de sodiu total), dar sunt recomandări de limitare a consumului la maxim la 6 g/zi, după caz, cantitatea putând creşte sau diminua, existând pentru acest ultim caz mai multe categorii de diete restrictive: - restricţie uşoară, care permite un consum de 2,5-4,5 g/zi în cazul bolilor cardiovasculare acute; 39  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ - restricţie moderată, când se permite un aport de maxim 2,5 g/zi; - restricţie severă, care permite un consum de sare de 1-1,15 g/zi. Clorura de sodiu este alcătuită din 40% sodiu şi 60% clor. În condiţii normale, un adult are nevoie de 260 mg sodiu/zi, adică aproximativ 600 mg sare. În aceste condiţii, recomandările de 6 g sare/zi depăşesc de cel puţin 10 ori minimul necesar, ştiut fiind că şi majoritatea alimentelor conţin o anumită cantitate de sodiu. Tabel 12 Raportul sodiu / potasiu în diferite alimente Nr. Specificare aliment Conţinut în Raportul crt. mg/100 g K/Na K Na 1 Fasole uscată 1300 10 130 2 Banane 420 5 84 3 Tomate 230 3 77 4 Mere 71 1 71 5 Portocale 170 3 57 6 Cartofi 410 8 52 7 Mazăre 370 10 37 8 Fasole verde 300 9 33 9 Struguri 84 3 28 10 Paste fainoase 160 10 16 11 Carne bovine macră 360 51 7 12 Lapte 140 50 2,8 13 Ouă 100 81 1,24 14 Jambon 340 1000 0,31 15 Pâine albă 180 640 0,27 16 Pâine integrală 230 930 0,24 17 Brânză 100 710 0,14 Sarea contribuie la modificarea în sens negativ a caracteristicilor ventricolului stâng, măreşte rigiditatea şi îngustează arterele, inclusiv pe cele coronariene şi renale, creşte agregabilitatea trombocitelor (adică favorizează tromboza, adică coagularea sângelui în vene şi artere), aducând astfel mari prejudicii sistemului cardiovascular. Consumul unor alimente care conţin cantităţi mari de sare poate conduce la suprimarea receptorilor de gust pentru clorura de sodiu, astfel că individul va simţi permanent nevoia unui aport de produse foarte sărate. Totodată, sarea este foarte utilizată în industria procesării cărnii, deoarece 40  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ măreşte capacitatea acesteia de a fixa apă, ceea ce conduce la o creştere a greutăţii produsului finit (preparate din carne). Consumul crescut de sare stimulează setea şi deci ingesta de lichide, lucru deosebit de important pentru fabricanţii de băuturi nealcoolice sau de bere. Un consum crescut de sare este dezavantajos în cursul sarcinii, deoarece din cauza activităţii mai intense a corticosuprarenalei există tendinţa retenţiei sodiului şi, implicit, a apei în spaţiile interstiţiale, ajungându-se până la apariţia edemelor. Deficienţele de electroliţi pot să apară din cauza aportului insuficient (în inaniţie sau dietă fără sare timp îndelungat), dar cel mai frecvent în cazul unor pierderi normale sau patologice a lichidelor din organism. Astfel, prin transpiraţie, care conţine între 0,2-0,5% sare, persoanele care desfăşoară activităţi la temperaturi înalte, pot pierde cantităţi însemnate de clorură de sodiu, ceea ce se repercutează negativ asupra cantităţii de acid clorhidric din sucul gastric şi contribuie la apariţia fenomenelor de oboseală şi a crampelor musculare. La aceste persoane se recomandă majorarea consumului de sare până la 15 g/zi. Pierderi importante se înregistrează în tulburările digestive (vomă, diaree), în cazul utilizării diureticelor, laxativelor, steroizilor precum şi la alcoolici. Deficitul de potasiu poate apărea ca o consecinţă a eliminărilor crescute în cursul unor boli (hiperfuncţie corticosuprarenală, diareele grave). O scădere a kalemiei (mai ales când raportul Na/K este mare) generează: hipertensiune, stare de oboseală şi astenie, crampe musculare, tahicardie, iar în cazul scăderii masive se poate produce moartea prin asfixie din cauza paraliziei musculaturii implicate în respiraţie. Hiperkalemia poate fi, de asemenea, gravă, producând moartea prin oprirea cordului (stop cardiac). 2.3.3.3. Sulful Reprezintă 0,15 – 0,2% din greutatea corporală, găsindu-se în toate ţesuturile atât în combinaţii organice (aminoacizi cu sulf, glutation, etc), cât şi minerale (sulfaţi, sulfiţi). În plasma sanguină se găseşte în cantitate foarte mică, în schimb, ca sulfat se găseşte în cantităţi mari în mucopolizaharide - componente ale ţesutului conjunctiv şi derivatelor sale, participând astfel la menţinerea integrităţii tegumentelor (pielii), ceea ce conduce şi la încetinirea 41  PRINCIPII DE ALIMENTAŢIE __________________________________________________________ procesului de îmbătrânire. Sulful ajută la reglarea nivelului glucidelor în sânge, (este constituent al insulinei), stimulează secreţia de bilă (crește digestibilitatea lipidelor) și participă la reglarea coagulării sângelui. Este important să se ia în considerare influenţa sulfului asupra metabolismului calciului şi magneziului, fiind general admisă ipoteza că un exces de ioni sulfat ( SO4—) conduce la o excreţie mărită de calciu şi are o influenţă negativă asupra utilizării magneziului. Sulful este component al unor aminoacizi precum metionina (esențial), cistina și cisteina (semiesențiali), prezenți în multe structuri proteice, printre care și keratina, participând prin intermediul acesteia la formarea părului şi unghiilor. De asemenea, prin funcţia de sulf-conjugare, care are loc în ficat, participă la neutralizarea unor substanţe toxice, ionul sulfat având, totodată, efect de detoxifiere în condiţiile excesului de molibden. Sub forma aminoacizilor sulfuraţi îndeplineşte o funcţie biocatalitică, participând la o serie de procese oxidoreducătoare şi de transport a hidrogenului. Se găseşt