Макронутриентите са основните определящи фактори на гъбичния фенотип, поради което въздействието им е във фокуса на много изследователи от дълго време.

Свързани термини:

  • Физиология на храненето
  • Глюкоза
  • Захарен диабет
  • Въглехидрати
  • Протеин
  • Калоричен прием
  • Затлъстяване

Изтеглете като PDF

За тази страница

Хранене - макронутриенти

Резюме

Макронутриентите, наричани още енергийно осигуряващи хранителни вещества, произвеждат 4 ккал протеин, 9 ккал липиди, 4 ккал въглехидрати на грам. Що се отнася до правилния прием на макронутриенти, е необходимо да се вземе предвид делът (% енергия) от общия прием на хранителни вещества заедно със съответното количество и качество от двата аспекта на избягване на излишъка и дефицита на всяко хранително вещество и предотвратяване на сърдечно-съдови заболявания. Приемът на макронутриенти, за една и съща погълната енергия, ако увеличаването на определени хранителни вещества води до намаляване на други хранителни вещества, е необходимо да се приемат три подходящи пропорции на макроелементи.

Хранително регулиране на митохондриалната функция

5. Заключение

Макронутриентите, въглехидратите, протеините и мазнините не само служат като субстрати за метаболитните пътища и производството на енергия, но и регулират митохондриалната функция. Прекомерното снабдяване с макронутриенти, срещащо се при висококалорични, високо въглехидратни и високомаслени диети, или техният дефицит, като например при диета с ниско съдържание на протеини, може да бъде вредно за митохондриите, докато ограничаването на калориите без недохранване може да стимулира митохондриалната биогенеза и функция. Митохондриалните хранителни вещества, микроелементи, които са от съществено значение за поддържането и функционирането на митохондриите, често участват като антиоксиданти, кофактори или коензими и неразделни компоненти на биогенезата на митохондриите и/или метаболитните функции. Недостигът на такива хранителни вещества би причинил митохондриални аномалии. Клиничното използване на митохондриални хранителни вещества, като никотинамид, коензим Q 10 и 1 -аргинин, при заболявания, свързани с митохондриални аномалии, се оказва обещаващо чрез смекчаване на функционалните дефекти и подобряване на метаболитните параметри. Като цяло хранителният състав на диетата влияе върху здравето на митохондриите, което от своя страна засяга метаболитната хомеостаза, енергийния баланс, оцеляването и дълголетието на организма.

КЕТЕРИНГ | Хранителни последици

Общи хранителни съображения

Хранителните вещества могат да бъдат подразделени на макронутриенти (мазнини, протеини и въглехидрати) и микроелементи (минерали и витамини).

Макронутриентите са относително стабилни по време на съхранение и топлинна обработка. Стоки като месо и млечни продукти осигуряват макронутриенти като протеини и мазнини. Те също така могат да осигурят мастноразтворими витамини. Тези хранителни вещества са относително стабилни, въпреки че могат да бъдат разградени от определени дейности, като естествения храносмилателен процес, при което те могат да бъдат използвани от тялото.

Продуктите от зърнени култури са ключови източници на въглехидрати в диетата. Следователно преработените зърнени продукти като тестени изделия и хляб също са основен доставчик на това основно енергийно гориво. Въглехидратите са относително стабилни и ако стоки като посочените са съхранявани и обработвани правилно, трябва да настъпи малко влошаване, докато продуктите се обработват от система за производство на храни или услуги.

От микроелементите минералите, които се срещат в различни храни, са топлоустойчиви и няма да бъдат унищожени при готвене. Въпреки това, известна загуба може да настъпи при излужването на вода.

Витамините варират значително по отношение на стабилността. Разтворимите в мазнини витамини (A, D, E и K), открити например в месото, ядките и жълтите мазнини, са относително стабилни. В-комплексът от витамини и витамин С, които се доставят до голяма степен от плодовете и зеленчуците, са хранителните вещества, които са най-уязвими за загуба по време на съхранение и преработка. Тези водоразтворими витамини също обикновено са нестабилни към нагряване и подлежат на окисляване.

ЕНЕРГИЯ: Баланс

Баланс на макроелементи, енергиен баланс и съхранение

Тъй като макронутриентите (въглехидрати, мазнини, протеини и алкохол) са източниците на енергия, логично е енергийният баланс и балансът на макроелементите да се разглеждат заедно като противоположната страна на същата монета.

Съществува пряка връзка между енергийния баланс и баланса на макроелементите и сумата от индивидуалния баланс на субстрата (изразен като енергия) трябва да бъде еквивалентна на общия енергиен баланс. По този начин:

От това следва, че Δ субстратен баланс ≡ ΔE баланс. Балансът на мазнините е тясно свързан с енергийния баланс (Фигура 6).

преглед

Фигура 6. Връзка между енергийния баланс и баланса на мазнините при слаби и затлъстели индивиди. Имайте предвид, че при нулев енергиен баланс балансът на мазнините е нула. При излишък или дефицит от 4,2 MJ ден -1 (1000 kcal) дисбалансът на мазнините (приблизително 100 g дневно -1 = 900 kcal ден -1) представлява повече от 90% от величината на енергийния баланс.

Възпроизведено от Schrauwen P, Lichtenbelt WD, Saris WH, Westerterp KR (1998) Баланс на мазнините при затлъстели лица: Роля на запасите от гликоген. Американски вестник по физиология 274: E1027 – E1033.

При условие, че дихателният коефициент е известен, индиректната калориметрия също позволява оценка на степента на окисление на макронутриентите в цялото тяло в допълнение към енергийните разходи.

Запасите от енергия (съставени главно от запаси от мазнини) са големи като дял от приема на храна (2000 kcal дневно -1, смесена диета при 60-килограмова неносеща жена с 25% телесни мазнини). Общата съхранена енергия е около 90 пъти общия дневен енергиен прием: обикновено запасите от мазнини са 175 пъти дневния прием на мазнини, протеините 133 пъти дневния прием на протеини и въглехидратите само 1,3 пъти дневния прием на въглехидрати (Фигура 7).

Фигура 7. Макронутриент (субстрат) съхранява спрямо приема на макронутриенти.

Чревна абсорбция ☆

Трансепителиален транспорт на макроелементи

Макронутриентите са основните хранителни компоненти на храната: протеини и техните продукти от храносмилането, пептиди и аминокиселини (AA); липиди и техните продукти на разграждане като диацилглицериди, моноацилглицериди, глицерол и свободни мастни киселини; и въглехидрати.

В зависимост от вида, етапа на развитие, местообитанието и историята на храненето, отделните макронутриенти се различават по своята важност. Традиционно рибите се считат за непоносими към глюкоза и при много видове АА са по-инсулинотропни (предизвикващи освобождаване на инсулин от панкреаса), отколкото глюкозата. Способността за усвояване и използване на въглехидратите зависи от хранителните навици на рибите (рибоядни, всеядни или тревопасни). Рибоядните риби имат ниска и променлива способност да смилат и използват въглехидратите като енергиен източник, както и очевидната хипергликемия, продължаваща няколко часа след натоварване с глюкоза, засилва индикациите, че въглехидратите са по-малко важни за рибите. По този начин при повечето риби протеините обикновено се разглеждат като основен ограничаващ фактор за растежа, а липидите като основен източник на енергия.

Въпреки това много всеядни и тревопасни животни могат да използват диетични въглехидрати, а глюкозата наистина е важен енергиен източник за определени рибни тъкани като мозъка. При тревопасните, храносмилането на богата на въглехидрати храна често зависи от симбиотични микроорганизми в червата, които използват анаеробна ферментация, за да набавят енергия за собствена употреба. Продуктите на ферментационното разграждане са предимно късоверижни и летливи мастни (или карбоксилни) киселини като маслена, пропионова и оцетна киселина, които лесно се дифузират в епитела поради тяхната липидна разтворимост. От тях само пропионовата киселина може да се превърне в глюкоза в кръвообращението. Това и наблюденията, че няколко растителноядни риби зависят от богати на липиди хранителни източници като диатоми (едноклетъчен фитопланктон) за растеж и размножаване, показват, че глюкозата вероятно не отговаря на общите енергийни нужди през жизнения цикъл на растителноядните видове.

Хранене, имунитет и инфекция

Добавяне на макронутриенти

Добавянето на макронутриенти (калории и протеини) наскоро беше оценено в Cochrane Collaboration Review от Grober и колеги. 80 Четиринадесет проучвания с общо 1996 ХИВ-позитивни участници, включително 245 деца, отговарят на строгите критерии за включване; изключени бяха проучвания на повече от една хранителна интервенция, тези, включващи бременни жени, и тези, изследващи общото парентерално хранене спрямо ентералното хранене. Общият прием на калории и общ протеин се подобрява чрез добавяне на 600 до 960 kcal/ден, но, не е изненадващо, телесното тегло, мастната маса, обезмаслената маса, броя на CD4 и вирусното натоварване с ХИВ са непроменени.

Както се посочва в Cochrane Review, повечето проучвания са малки и комбинирането на изследвания е трудно предвид различните използвани формулировки. Съществуват много малко данни при по-възрастни възрастови групи или при ХИВ-инфектирани пациенти с липодистрофия или затлъстяване, при които хранителните добавки могат да доведат до повишен процент на диабет или сърдечно-съдови заболявания.

Последици от ДНК метилирането в токсикологията

Кристофър Фолк, Токсикоепигенетика, 2019

Макронутриентни промени

Промените в съотношението на макроелементите са широко проучени в светлината на епидемията от затлъстяване и обща работа показва, че изокалоричните промени (напр. Промяна от нискомаслени към високомаслени без значителна промяна в броя на консумираните калории) или промени в съотношението на въглехидратите могат променят метилирането на ДНК. Важно е да се разграничат ефектите от изокалоричните промени в състава от ограничаването на макроелементите, както беше обсъдено по-рано. Тук се занимаваме с диети, при които нито един компонент не е наистина ограничен, а само променен в относителния хранителен принос. Също така, този раздел се фокусира върху експозицията на развитието и поддържането на генериране на ДНК метилиране.

В внимателно проучване Cannon et al. извърши експеримент за превключване на диета с родители-потомци, при който язовирите се хранят или с диети с високо съдържание на мазнини (HF), или с ниско съдържание на мазнини (LF), а половината от всяко постеля или се съхранява на същата диета, или се превключва. Всички малки, хранени с диети с ниско съдържание на мазнини, са с нормално тегло и неразличими (Cannon et al., 2014). Въпреки това, докато HF-HF малките затлъстяват, LF-HF малките стават още по-относително затлъстели. Тези открития показват, че програмирането на развитието е довело до метаболитно несъответствие на потомството между техните вътреутробни диетични знаци и тяхното излагане на диета след отбиването. Въпреки че откриха много разлики в генната експресия, те не откриха никакво диференциално метилиране на ДНК. Интересното е, че при повторен анализ на техните данни, Stubbs et al. наистина намери многобройни диференциално метилирани места; освен това тези места корелират с увеличената биологична възраст според епигенетичния часовник (Stubbs et al., 2017).

Изследванията на излагането на майки на диети с високо съдържание на мазнини многократно откриват ефект върху развитието на майчиното програмиране, най-вероятно медииран от епигенетични белези (Samuelsson et al., 2008; Ashino et al., 2012; Masuyama and Hiramatsu, 2012). Най-убедителното доказателство, че епигенетичните белези са механизмът, по който родителските експозиции влияят върху фенотипа на потомството, идва от елегантно проучване на Huypens et al. които са използвали ин витро оплождане, за да премахнат объркващия ефект от директната вътреутробна експозиция (Huypens et al., 2016). В техния експеримент язовирите и майките, хранени с високо и ниско съдържание на мазнини, са събрали гамети за използване при ин витро оплождане. Получените ембриони са имплантирани в сурогати, които ядат само чау диета по време на бременност и отбиване. Въпреки контролирана диета с чау вътреутробно, потомството от родителски донори, хранени с високо съдържание на мазнини, реагира на предизвикателство с високо съдържание на мазнини, като наддава по-бързо от донорите на родители, хранени с ниско съдържание на мазнини. Ефектът беше синергичен, с принос от двамата родители. Така че, дори преди зачеването, околната среда може да промени епигенома, особено метилома, което води до фенотипни промени в потомството.

Горните раздели, взети заедно, дават ясни последици за токсикологичните проучвания в това, че наличността на макроелементи и съставът трябва да се определят заедно с всякакви експозиции, за да се прецени точно относителните рискове от токсиканти. Докато много проучвания се фокусират върху недостатъци, дори „нормалната“ диета трябва да бъде внимателно оценена, когато се използва като основна диета за проучвания на токсична експозиция. Ако са налице както диетични дефицити, така и токсични вещества, епигенетичните последици могат да бъдат усилени, което води до объркващи резултати.

Основни диетични интервенции за лечение на чернодробни заболявания

19 Цинк

ДНК метилиране за прогнозиране на неблагоприятни резултати от бременността

Deepali Sundrani,. Садхана Джоши, в Epigenetic Biomarkers and Diagnostics, 2016

7.2 Макронутриенти и метилиране на ДНК

Макронутриентите са енергийно добиващи хранителни вещества (въглехидрати, мазнини и протеини), необходими в относително по-големи количества. Проучванията показват, че храненето на плъхове с диетично ограничена диета по време на бременност води до трайни промени в ДНК метилирането и моделите на експресия на гените на глюкокортикоидния рецептор (GR) и активираните от пероксизома пролифератор рецептори-α (PPAR-α) в черния дроб и сърцето на потомството [60–62]. Показано е, че променените модели на метилиране на чернодробните PPAR-α и GR промотори пренасят към потомството F2, въпреки че потомството F1 е хранено с нормална диета. Това предполага, че епигенетичните белези могат да продължат поне две поколения [63]. Съобщава се, че консумацията на диета с високо съдържание на мазнини при майките води до значителна хиперацетилиране на хистон H3K14 в чернодробните тъкани на плода, което води до затлъстяване на потомство [64] .

Съобщава се за глобално хипометилиране и специфичен за гена промотор ДНК хипометилиране на гени, свързани с допамин и опиоиди в мозъка на потомството от язовири, консумирали диета с високо съдържание на мазнини [65]. По-нататък същата група съобщава, че допълването на майчината диета с донори на метил отслабва глобалното хипометилиране в мозъка, което предполага значението на балансирания статус на метилиране по време на бременност [66] .