Главным источником энергии в организме являются углеводы. Глюкоза особенно необходима для нормальной работы мозга. Снижение содержания глюкозы в плазме крови с 0,1 до 0,05 % приводит к быстрой потере сознания, судорогам и гибели человека. Взрослому человеку с пищей необходимо получать не менее 150 г углеводов в сутки, оптимальной является величина 500 г в сутки. Помимо энергетической, углеводы выполняют также другие функции, например входят в состав нуклеиновых кислот. Продукты распада углеводов выводятся из организма через почки (вода) и лёгкие (углекислый газ).
Жиры служат источником энергии для организма человека. Распад 1 г жиров приводит к высвобождению 38,9 кДж энергии. Значительная часть энергетических потребностей печени, мышц, почек (но не мозга!) покрывается за счёт окисления жиров. Потребность в жирах определяется энергетическими затратами организма в целом и составляет в среднем 80–100 г в сутки. Избыток жира откладывается в подкожной жировой клетчатке. Там могут образовываться жировые депо, покрывающие затраты жира в течение многих суток. Распадаются жиры до углекислого газа и воды. Углекислый газ выдыхается через лёгкие, а вода выводится с мочой.
Вода – наиболее распространённое вещество в нашем организме. Взрослый человек состоит приблизительно на 65 % из воды, а человеческий эмбрион содержит около 90 % воды. В сутки организм человека теряет около 2,0–2,5 л воды. Столько же он должен получать в сумме с питьём (1 л) и пищей (1 л). Вода и растворённые в ней минеральные соли всасываются на протяжении всего желудочно-кишечного тракта, но более всего – через ворсинки тонкого кишечника. Вода необходима организму в качестве среды, в которой протекают все химические реакции. Она является транспортным средством, перенося растворы веществ по всему организму (плазма крови, лимфа, межклеточная жидкость). Вода нужна для поддержания постоянной температуры тела.
Удаляется вода из организма через почки (около 1 л в сутки), кожу (0,8 л в сутки), с парами воздуха через лёгкие (0,5 л в сутки), с калом (0,15 л в сутки).
Из неорганических веществ помимо воды организм нуждается в постоянном поступлении минеральных солей. И хотя они составляют не более 4 % от массы тела, набор их очень разнообразен. Ежедневно в организм человека с пищей и питьём должны поступать такие элементы, как натрий, хлор, калий, кальций, фосфор, железо. Эти вещества называют макроэлементами. А микроэлементы (медь, иод, цинк, фтор и многие другие) необходимы человеку в очень малых дозах – долях миллиграмма, но нормальная жизнедеятельность без них абсолютно невозможна.
• Необходимое количество пищи зависит от образа жизни: сталевару нужно поглощать больше калорий, чем продавцу мороженого. Хотя существуют профессии, требующие на первый взгляд малых затрат энергии, но на самом деле являющиеся чрезвычайно «энергоёмкими». Например, дирижёр симфонического оркестра благодаря эмоциональному и физическому напряжению теряет за время концерта до 2 кг.
• Учёные-диетологи подсчитали, что среднему взрослому человеку необходимо 14 кг пищи в неделю. Но на самом-то деле нужно подсчитывать не вес съеденных продуктов, а число калорий, поступивших в организм с пищей.
• Минимально взрослому человеку необходимо для жизнедеятельности около 1700 ккал в сутки. При умственной и особенно при физической нагрузке энергетические затраты существенно возрастают. При умеренной физической нагрузке человеку необходимо 2300 ккал в сутки, при тяжёлой физической нагрузке это количество увеличивается вдвое. Школьники 13–15 лет расходуют около 2500 ккал в сутки, сталевары – 5000 ккал и более.
• Надо сказать, что рекорд принадлежит не сталеварам. Во время родов организм женщины тратит энергии столько, сколько потребляет организм альпиниста при подъёме на самую высокую вершину Западной Европы – Монблан. У человека, находящегося в спокойном состоянии, мышцы используют 26 % энергии, печень – 25, мозг – 18, сердце – 9, почки – 7 %. При физической нагрузке энергетические затраты мышц и сердца возрастают в 4–6 раз, а мозга и печени – не меняются.
• Все реакции обмена веществ регулируются нервной и эндокринной системами.
• Обезвоживание организма приводит к быстрой гибели человека. Без воды человек может прожить не более 5–6 дней, тогда как без пищи может обходиться более 50 дней.
• Большая часть кальция человеческого организма содержится в костной ткани, эмали и дентине зубов. Кроме этого, соли кальция обязательно входят в состав плазмы крови. Без кальция кровь теряет способность к свёртыванию. Кальций играет роль одного из важнейших регуляторных факторов в организме. Он уменьшает проницаемость стенок сосудов, необходим для нормального сокращения мышц, активирует множество ферментов клеток, стимулирует выработку многих гормонов, оказывает противовоспалительное действие. К сожалению, кальций усваивается организмом слабо, так как присутствует в пище в виде малорастворимых или даже совсем нерастворимых в воде соединений. Самый надёжный источник кальция – молочные продукты.
• В теле человека содержится всего около 4–5 г железа. Большая его часть (около 80 %) входит в состав гемоглобина. Кроме того, железо является необходимой составной частью многих ферментов. Если железа мало в пище или оно плохо усваивается организмом, то у человека возникает целый ряд расстройств, из которых самым известным является малокровие, или анемия. Железа много в печени, мясе, петрушке, укропе, гречке, яблоках. Имеются в продаже и минеральные воды, содержащие много железа.
• Более 100 лет тому назад было доказано, что иод накапливается в щитовидной железе. Затем установили, что иод является необходимым компонентом гормонов этой железы. О роли этих гормонов в организме вы уже знаете. Суточная потребность человека в иоде 100–150 мкг в сутки, а у беременных и кормящих женщин – в два раза выше. Иод поступает в наш организм с водой, морскими продуктами, молоком, некоторыми овощами.
• Надо сказать, что многие элементы, ранее считавшиеся ядовитыми, необходимы человеку для нормальной жизни, но в очень маленьких количествах. К ним относятся, например, медь, цинк, селен, хром, кобальт, алюминий.
• Отложения жира в подкожной клетчатке организм использует с трудом. Таким образом, получается, что это не столько запас «на чёрный день», сколько свалка лишнего жира. Для того чтобы потерять 1 кг жира, человек должен пройти около 120 км.