Макронутриенты

Макронутриенты — это класс химических соединений, которые требуются организму человека и животных в относительно больших количествах (от нескольких граммов до сотен граммов в сутки) для обеспечения энергией, построения тканей и поддержания жизнедеятельности. К макронутриентам относятся белки, жиры и углеводы. В отличие от микронутриентов (витаминов и минеральных веществ), потребность в которых измеряется миллиграммами или микрограммами, макронутриенты составляют основу рациона и являются главными источниками калорий.

Классификация и химическая природа

Макронутриенты делятся на три основные группы, различающиеся по химическому строению, энергетической ценности и функциям в организме.

Белки (протеины)

Белки представляют собой высокомолекулярные органические вещества, состоящие из аминокислот, соединённых пептидными связями. В организме человека белки выполняют структурную (коллаген, кератин), каталитическую (ферменты), транспортную (гемоглобин), защитную (антитела) и регуляторную (гормоны) функции. Энергетическая ценность белков составляет около 4 ккал на 1 грамм. Источники: мясо, рыба, яйца, молочные продукты, бобовые, орехи.

Жиры (липиды)

Жиры — это сложные эфиры глицерина и жирных кислот. Они являются наиболее концентрированным источником энергии (9 ккал на 1 грамм), участвуют в построении клеточных мембран, обеспечивают термоизоляцию и усвоение жирорастворимых витаминов (A, D, E, K). Различают насыщенные (животные жиры, пальмовое масло) и ненасыщенные (растительные масла, рыбий жир) жирные кислоты. Трансжиры, образующиеся при гидрогенизации масел, считаются вредными для здоровья.

Углеводы

Углеводы — это органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Они делятся на простые (моносахариды — глюкоза, фруктоза; дисахариды — сахароза, лактоза) и сложные (полисахариды — крахмал, гликоген, клетчатка). Основная функция — обеспечение организма энергией (4 ккал на 1 грамм). Клетчатка (пищевые волокна) не переваривается ферментами человека, но играет важную роль в пищеварении. Источники: зерновые, овощи, фрукты, сахар, мёд.

Физиологические нормы потребления

Рекомендуемые нормы потребления макронутриентов варьируются в зависимости от возраста, пола, уровня физической активности и состояния здоровья. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и национальные институты питания (например, ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» в России) разрабатывают суточные нормы.

Общие рекомендации (для взрослого человека)

Белки: 10–35 % от общей калорийности рациона (в среднем 0,8–1,2 г на 1 кг массы тела в сутки). Для спортсменов и людей с повышенными нагрузками — до 1,6–2,2 г/кг.
Жиры: 20–35 % от общей калорийности, из которых насыщенные жиры — не более 10 % (рекомендация ВОЗ — менее 10 %), трансжиры — менее 1 %.
Углеводы: 45–65 % от общей калорийности, при этом доля добавленных сахаров не должна превышать 10 % (по рекомендациям ВОЗ — 5 % для дополнительной пользы).

Особенности для разных групп населения

Дети и подростки: потребность в белках и жирах выше на единицу массы тела из-за процессов роста.
Беременные и кормящие женщины: увеличение потребности в белках (на 20–30 г/сут) и некоторых жирных кислотах (омега-3).
Пожилые люди: склонность к снижению мышечной массы (саркопения) требует повышенного потребления белка (1,2–1,5 г/кг).
Спортсмены: потребность в углеводах возрастает для восполнения запасов гликогена.

Метаболизм макронутриентов

Процесс усвоения и использования макронутриентов включает несколько этапов: переваривание, всасывание, транспорт и утилизация.

Переваривание

Белки: расщепляются в желудке под действием пепсина, затем в тонком кишечнике — трипсином и химотрипсином до аминокислот.
Жиры: эмульгируются желчными кислотами в двенадцатиперстной кишке, затем расщепляются липазой до жирных кислот и моноглицеридов.
Углеводы: сложные углеводы (крахмал) расщепляются амилазой слюны и поджелудочной железы до мальтозы, затем — мальтазой до глюкозы. Клетчатка не переваривается.

Всасывание и транспорт

Аминокислоты, моносахариды и жирные кислоты всасываются в тонком кишечнике. Глюкоза и аминокислоты поступают в кровь через воротную вену, жиры — в лимфатическую систему в виде хиломикронов, затем в кровоток.

Энергетический обмен

Основным источником энергии для клеток служит аденозинтрифосфат (АТФ). Глюкоза окисляется в процессе гликолиза и цикла Кребса. Жирные кислоты расщепляются в митохондриях путём бета-окисления. Аминокислоты могут использоваться для синтеза белка или, при избытке, превращаться в глюкозу (глюконеогенез) или жирные кислоты.

Роль в питании и здоровье

Сбалансированное потребление макронутриентов необходимо для поддержания нормального веса, профилактики хронических заболеваний и обеспечения работоспособности.

Дефицит и избыток

Дефицит белка (квашиоркор, маразм) приводит к отёкам, мышечной атрофии, ослаблению иммунитета. В развитых странах встречается редко, в основном при строгих диетах или заболеваниях.
Избыток жиров, особенно насыщенных и трансжиров, связан с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения, диабета 2-го типа.
Избыток углеводов, особенно простых сахаров, способствует развитию ожирения, метаболического синдрома, кариеса.
Дефицит углеводов (кетогенная диета) может приводить к кетозу, слабости, головокружению.

Влияние на хронические заболевания

Сердечно-сосудистые заболевания: замена насыщенных жиров на ненасыщенные (оливковое масло, орехи) снижает уровень холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП).
Диабет 2-го типа: диеты с низким гликемическим индексом (медленные углеводы) улучшают контроль глюкозы.
Ожирение: избыток калорий из любых макронутриентов ведёт к набору веса. Снижение калорийности рациона независимо от состава макронутриентов приводит к похудению.