Đại cương về dinh dưỡng

ĐẠI CƯƠNG VỀ DINH DƯỠNG Đào Thị Yến Phi * ĐỐI TƯỢNG Sinh viên năm thứ 4 Khoa Sinh Học – Đại Học Khoa Học Tự Nhiên MỤC TIÊU BÀI HỌC Nắm vững khái niệm về dinh dưỡng và tầm quan trọng của dinh dưỡng đối với đời sống con người, đời sống xã hội và trong y khoa Trình bày các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể, phân nhóm và nêu được nguồn cung cấp từ các nhóm thực phẩm ĐẠI CƯƠNG VỀ DINH DƯỠNG Dinh dưỡng là quá trình cung cấp năng lượng từ thức ăn để nuôi dưỡng cơ thể. Dinh dưỡng chiếm một vai trò quan trọng trong việc hình thành, phát triển cơ thể và giữ gìn sức khỏe của con người. Ở mỗi thời kỳ phát triển của một đời người, nhu cầu về dinh dưỡng hoàn toàn khác nhau, tuy nhiên việc đáp ứng nhu cầu ấy một cách hợp lý lại luôn luôn là vấn đề đáng chú ý, vì đó là nền tảng của sức khỏe. Điều này càng đặc biệt quan trọng đối với trẻ nhỏ, vì các sai lầm về dinh dưỡng trong giai đọan ấu thơ có khi gây những hậu quả nghiêm trọng và không thể phục hồi kéo dài đến suốt đời. Dinh dưỡng liên quan đến nhiều lĩnh vực khác nhau như nông nghiệp, công nghiệp chế biến, mạng lưới phân phối, mạng lưới y tế, mạng lưới truyền thông... Trong y khoa, dinh dưỡng là một yếu tố liên quan đến hầu hết các chuyên khoa, giữ vai trò quan trọng không thể bỏ qua, vì tình trạng dinh dưỡng của bệnh nhân cũng như các chế độ ăn phù hợp với các bệnh lý khác nhau đóng góp một phần đáng kể, đôi khi là phần chính yếu đến kết quả điều trị. THỰC PHẨM VÀ CHẤT DINH DƯỠNG Thức ăn trong các bữa ăn hàng ngày được chế biến từ nhiều loại thực phẩm khác nhau. Hệ tiêu hóa sẽ phân giải các loại thực phẩm này thành các chất dinh dưỡng. Chỉ có chất dinh dưỡng mới được hấp thu vào máu. Có trên 40 chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể hàng ngày nhưng nhìn chung có thể chia các chất dinh dưỡng thiết yếu này ra làm 3 nhóm chính : * ThS. BS – Chủ Nhiệm Bộ Môn Dinh Dưỡng & ATTP – Đại Học Y Khoa Phạm Ngọc Thạch Nhóm chất dinh dưỡng đa lượng sinh năng lượng: Chất bột đường, chất béo, chất đạm và chất cồn. Ngoài vai trò cung cấp năng lượng cho cơ thể, các chất dinh dưỡng đa lượng sinh năng lượng còn tham gia vào cấu trúc cơ thể, tham gia vào các hoạt động hấp thu, chuyển hóa, miễn dịch… Nhóm chất dinh dưỡng vi lượng: Không cung cấp năng lượng nhưng có vai trò quan trọng trong các quá trình chuyển hóa của cơ thể, có ảnh hưởng đến sức khỏe và bệnh tật. Nhu cầu hàng ngày của cơ thể thường ít, tính bằng miligam, thậm chí microgam. Bao gồm các vitamin và khoáng chất vi lượng. Vitamin : Gồm các vitamin tan trong nước (B, C) và các vitamin tan trong chất béo (A, D, E, K). Chất khoáng vi lượng : Hiện đã xác định được khoảng 10 loại khoáng chất vi lượng hiện diện trong cơ thể nhưng chỉ mới biết được chức năng và chuyển hóa của Zn, Fe, Mg, Cu, I, F, Se. Nhóm nhất dinh dưỡng đa lượng không sinh năng lượng: Bao gồm chất khoáng đa lượng, chất xơ và nước. Chất khoáng đa lượng : Canxi, Phosphor, Potassium, Sulfur, Sodium, Cloride, Magnesium Nước : Là thành phần chính yếu của khẩu phần dù ít được quan tâm. Chất xơ : Không tiêu hóa, không hấp thu nhưng có vai trò quan trọng trong điều hòa hoạt động của hệ tiêu hóa. CÁC CHẤT DINH DƯỠNG THIẾT YẾU Nhóm chất dinh dưỡng đa lượng cung cấp năng lượng : Chất bột đường (carbohydrate): Vai trò : Là chất cung cấp năng lượng chính cho các hoạt động của các tế bào trong cơ thể, nhất là các hoạt động thể lực của cơ bắp và các hoạt động trí tuệ của các tế bào não. Mỗi gam chất bột đường cung cấp 4kcalo. Nhu cầu chất bột đường: 60% nhu cầu năng lượng hàng ngày Cấu trúc và phân loại chất bột đường: Đường phức tạp (complex carbohydrates): là loại đường có từ trên 2 phân tử đường đơn giản, bao gồm tinh bột (dạng dự trữ glucose ở thực vật), glycogen (dạng dự trữ glucose ở động vật), và chất xơ (non-starch polysaccharides). Chất xơ là một dạng polysaccharide nhưng không tiêu hóa, không hấp thu vào máu, vì vậy không cung cấp năng lượng nên được xếp vào nhóm thực phẩm đa lượng không cung cấp năng lượng. Đường đơn giản (simple carbohydrates) : bao gồm 3 loại monosaccharide là glucose, fructose, galactose và 3 loại disaccharides là maltose, sucrose, lactose. Chất béo (Lipid) : Vai trò : Là nguồn cung cấp năng lượng rất quan trọng Hấp thu và chuyển hoá vitamin tan trong chất béo Nguyên liệu hình thành tế bào nhất là tế bào thần kinh Nguyên liệu tạo hormone steroide : hormone sinh dục, thượng thận... Mỗi gam chất béo cung cấp 9kcalo. Nhu cầu : Trẻ càng nhỏ nhu cầu chất béo càng cao. Trẻ nhũ nhi : 50% năng lượng khẩu phần (tương đương lượng chất béo trong sữa mẹ) Trẻ lứa tuổi nhà trẻ mẫu giáo: 20-30% năng lượng khẩu phần Người lớn : tuỳ thể trạng, trung bình 15-25% năng lượng khẩu phần Người cao tuổi : 12-15% năng lượng khẩu phần Cấu trúc và phân loại: Có 3 thành phần chính trong chất béo Triglyceride : là thành phần chính trong mỡ (chất béo có nguồn gốc động vật) và dầu (chất béo có nguồn gốc thực vật). Mỗi phân tử triglyceride được cấu trúc bởi 1 glycerol và 3 acide béo (fatty acide). Acide béo được xem là cấu trúc cơ bản của chất béo. Có nhiều cách phân loại acide béo * Theo số lượng cacbon trong chuỗi : acide béo chuỗi dài (12-24 cacbon), chuỗi trung bình (6-11 cacbon) và chuỗi ngắn (<6 cacbon) * Theo số nối đôi trong chuỗi : acide béo bão hòa (acide béo no - không có nối đôi, nối ba) hoặc không bão hòa (acide béo không no – có nối đôi, nối ba). Các acid béo không no được đặt tên theo vị trí của nối đôi, ví dụ omega-3 là loại acide béo có nối đôi nằm ở vị trí cacbon thứ ba trên chuỗi cacbon và ở dạng đồng phân omega. Phosphorlipid : là thành phần chính của vách tế bào. Hai loại phosphorlipid được biết đến nhiều nhất là lecithin và cholin Sterol : là các chất béo có nhân thơm. Loại sterol được quan tâm nhiều nhất là cholesterol. Chất đạm (Protein) : Vai trò : Cấu trúc tế bào Cấu thành các yếu tố miễn dịch giúp bảo vệ cơ thể. Thành phần các men Cung cấp năng lượng 1 gam chất đạm cho 4kcalo Nhu cầu chất đạm : 10-15% năng lượng khẩu phần (100-150g thức ăn giàu đạm mỗi ngày). Nhu cầu này chủ yếu cho việc cấu trúc tế bào chứ không dùng làm năng lượng hoạt động. Chất đạm được xem là nguồn năng lượng “dơ” vì Nitơ trong cấu trúc sẽ chuyển hóa thành NH3 là một chất độc mà cơ thể phải huy động tất cả các cơ chế thải độc ở gan và thận để thải ra ngoài càng nhanh càng tốt. Các nguy cơ khi ăn chất đạm vượt quá nhu cầu : Các cơ quan lọc thải tăng hoạt động (gan, thận) Tăng urea máu Biếng ăn do tăng acide amin trong máu Tăng thải Canxi qua đường thận Cấu trúc và phân loại chất đạm : Đơn vị cấu trúc căn bản của chất đạm là các acide amin (aminoacide). Trong tự nhiên chỉ có khoảng 22 loại acide amine nhưng các acide amine này kết nối với nhau theo thứ tự và cấu trúc khác nhau tạo nên vô số các loại protid khác nhau đặc trưng cho từng loài. Đối với loài người, có 8 acid amin thiết yếu , là các acide amin bắt buộc phải đưa vào cơ thể qua thực phẩm vì cơ thể không tự tổng hợp được là Hidstidin, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine, Phenylalanine, Threonin, Tryptophan (ở trẻ em có thêm Valine và Taurine) Nhóm chất dinh dưỡng vi lượng: Không cung cấp năng lượng nhưng có vai trò quan trọng trong các quá trình chuyển hóa của cơ thể, có ảnh hưởng đến sức khỏe và bệnh tật. Đó là các vitamin và khóang chất vi lượng. Vitamine , còn gọi là sinh tố, được chia ra làm 2 nhóm chính Vitamin tan trong nước : vitamine nhóm B, vitamine C Vitamine tan trong chất béo : vitamine A, D, E, K. Nhu cầu hàng ngày về vitamin rất nhỏ, tính bằng miligam, thậm chí microgam, tuy nhiên thiếu hoặc thừa các vitamin trong khẩu phần gây ra nhiều xáo trộn cho hoạt động hàng ngày của cơ thể thậm chí có thể gây bệnh. Chất khoáng vi lượng cũng như các vitamine, là những chất cơ thể cần với số lượng rất ít nhưng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sống mà cho đến nay khoa học cũng chưa khám phá hết hoặc chưa biết hết công dụng của chúng với sự sống. Nhóm nhất dinh dưỡng đa lượng nhưng không cung cấp năng lượng : 3.1. Chất khoáng đa lượng Là các chất khoáng nhưng nhu cầu hàng ngày tính bằng đơn vị gam trở lên. Các chất này có vai trò khác nhau với cơ thể. Có 7 chất khoáng đa lượng đã được xác định vai trò bao gồm Canxi, Phosphor, Potassium, Sulfur, Sodium, Cloride, Magnesium 3.2. Chất xơ : Vai trò : Giúp điều hòa nhu động ruột, điều hòa hoạt động của hệ tiêu hóa, giảm táo bón, giảm sự hấp thu cholesterol và các chất béo. Các dạng chất xơ : Chất xơ tan trong nước : gôm, oligofructose... Chất xơ không tan trong nước : cellulose 3.3. Nước : Là một thành phần hết sức quan trọng của chế độ dinh dưỡng mặc dù rất hay bị bỏ quên. Nhu cầu nước hàng ngày của một người trung bình khoảng 1500-2000ml, được cung cấp qua nước uống, sữa, các bữa ăn... Nhu cầu này tăng lên khi hoạt động nhiều, đổ mồ hôi nhiều, hay khi bị bệnh, sốt, tiêu chảy... hoặc những ngày thời tiết nóng bức nhu cầu nước cũng sẽ cao hơn. HẤP THU VÀ CHUYỂN HOÁ CÁC CHẤT DINH DƯỠNG TRONG CƠ THỂ 1. Tiêu hoá và hấp thu chất đường Các chất đường có trong thức ăn : Tinh bột, sucrose (mía), lactose (sữa), fructose (trái cây), maltose (mật ong)... Các men tiêu hoá các chất đường : Amylase trong nước bọt, dịch tuỵ, lactase, maltase, sucrase, galactase... ở tế bào niêm mạc ruột. Các men tiêu hoá này phân giải các loại đường phức tạp thành đường đơn giản (glucose) Các đừơng đơn được hấp thu vào máu qua thành ruột non. Bên trong cơ thể, các glucose được dùng để : Sinh năng lượng cho hoạt động của tất cả các tế bào của cơ thể, đặc biệt là tế bào cơ và não Chuyển thành glycogen, một dạng đường dự trữ tích luỹ trong tế bào gan và cơ. Khi cơ thể thiếu đường glycogen sẽ được chuyển thành glucose để sử dụng Chuyển thành dạng Lipid dự trữ trong mô mỡ Sản phẩm chuyển hoá của chất đường là CO2 và nước, có thể được thải hoàn toàn qua đường hô hấp và thận. Đường được xem là chất cung cấp năng lượng “sạch” cho cơ thể 2. Tiêu hoá và hấp thu chất đạm Các men tiêu hoá chất đạm (protease) chủ yếu có trong dịch tuỵ và dịch ruột. Khi thức ăn vào đến dạ dày, pepsin có trong dịch vị thủy phân một phần chất đạm thành các peptide trước phi các protease thủy phân các peptide này thành acide amin. Tế bào ruột hấp thu acide amin và một ít dipeptid. Các acide amin giống nhau trong tự nhiên nên không tạo phản ứng miễn dịch, nhưng các peptid có thể là kháng nguyên tạo phản ứng miễn dịch. Sản phẩm chuyển hoá chất đạm để tạo năng lượng ngoài CO2 và nước còn có thêm NH3 do trong thành phần cấu tạo chất đạm có Nitơ. NH3 cần được thanh thải qua gan, thận dưới dạng urê, vì vậy chất đạm được xem là nguồn năng lượng “dơ”. Các trường hợp sử dụng chất đạm quá cao trong khẩu phần sẽ làm tăng hoạt động của gan thận, có thể thúc đẩy đến tình trạng suy thận, suy gan trên các cơ địa có sẵn vấn đề ở gan, thận 3. Tiêu hoá và hấp thu chất béo Men tiêu hoá chất béo chủ yếu nằm ở ruột non, từ 2 nguồn chính là mật và dịch tuỵ. Các tế bào thành ruột non cũng tiết một ít men lipase. Mật được tế bào gan tổng hợp từ cholesterol trong cơ thể, dự trữ ở túi mật và đổ vào ruột khi thức ăn vào đến tá tràng. Mật chứa acid mật, phosphorlipid, cholesterol. Các acid mật làm nhiệm vụ nhũ tương hoá chất béo tức là tạo các hạt chất béo có một đầu hòa tan để men lipase bám lên và thủy phân chất béo. Lipase từ dịch tuỵ và tế bào niêm mạc ruột non thủy phân chất béo thành glycerol, các acide béo và monoggyceride. Đơn vị chất béo được hấp thu tại ruột bao gồm glycerol, acide béo, monoglyceride, cholesterol và phosphorlipide. Mỗi loại có cách hấp thu khác nhau : Glycerol và các acid béo chuỗi ngắn (C2 - C5), chuỗi trung bình (C6 - C12) trực tiếp hấp thu qua tế bào rồi vào thẳng hệ tĩnh mạch cửa. Monoglyceride và acide béo chuỗi dài kết hợp với mật thành các hạt Michelle mới hấp thu vào trong tế bào ruột và được tái tổ hợp thành triglyceride. Phospholipid và Cholesterol có hiệu suất hấp thu thấp (20-40%) có thể trực tiếp hấp thu vào trong tế bào ruột. Trong lòng tế bào ruột non, triglycerid mới, phosphorlipid và cholesterol được đóng gói thành các chylomicrons đổ vào hệ bạch huyết. 4. Hấp thu các vitamin Các loại vitamin A,D,E,K tan trong dầu mỡ được hấp thu theo chất béo. Các loại vitamin tan trong nước hấp thu thụ động theo nước 5. Bài tiết và hấp thu các chất điện giải Các chất điện giải được hấp thu theo nhu cầu của cơ thể. Cơ chế phức tạp và bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. 6. Bài tiết và hấp thu nước Nước giúp giữ độ lỏng cho các chất trong lòng ruột, tạo môi trường cho hoạt động của các men, làm thuận lợi cho sự hấp thu Lượng nước hàng ngày đi qua ruột non rất lớn, trong đó phần lớn nhất là do sự bài tiết các dịch tiêu hoá - Ăn uống vào 2000ml - Nước bọt 1500ml - Dịch vị 2500ml - Dịch tụy 1500ml - Mật 500ml - Dịch ruột 1000ml 9000ml Ruột có khả năng hấp thu nước rất lớn nên hầu hết lượng dịch này được tái hấp thu dọc theo ruột non, đến đầu ruột già chỉ còn 1500-2000ml và thải qua phân chỉ khoảng 100ml. Bình thường ruột non chỉ bài tiết khoảng 1000ml/ngày nhưng nếu có kích thích của toxin, chất kích thích... sự bài tiết tăng lên nhiều lần, khi bị tả ruột có thể bài tiết đến 30l nước/ngày. Nước được bài tiết và hấp thu thụ động theo sự bài tiết và hấp thu các chất điện giải.