C. 영양소 (Foodstuffs)
영양소는 크게 세 가지 역할 군으로 나눌 수 있다.
1. 에너지와 열 제공 (탄수화물과 지방)
2. 신체 구성 성분 (단백질)
3. 생명 유지에 필요한 조절제 (염분과 비타민)
C-1. 대사 (Metabolism)
대사란 영양소가 재구성 또는 분해 등의 화학적 변화를 거쳐 신체에 영향을 주는 과정을 말한다. 대사는 동화 작용(anabolism)-음식물에서 온 작은 분자를 큰 분자로 전환(예; 아미노산을 단백질로)하는 에너지 소비 과정-과, 이화 작용(catabolism)-큰 분자를 작은 분자로 전환하여 에너지를 생산(예; 글리코겐을 CO2와 H2O로)하는 과정으로 구성된다. 보통 동화 작용과 이화 작용은 균형을 이룬다. 폐와 혈액은 많은 양의 산소를 필요로 하는데 이 산소는 대사 과정이 일어나는 각 조직으로 운반이 된다. 90% 이상의 단백질, 탄수화물, 지방이 체내에서 이용되며 남은 것은 배설된다. 신체의 에너지 요구량과 영양소의 에너지 발생치는 열량, 즉 칼로리로 표시된다. (1 칼로리는 1 리터의 물을 1℃ 높이데 필요한 열량을 말한다.)
탄수화물, 지방, 단백질의 칼로리는 다음과 같다.
1g 탄수화물 = 4 칼로리
1g 단백질 = 4 칼로리
1g 지방 = 9 칼로리
예를 들어 1g의 탄수화물이 완전히 연소되거나 산화되면 1 리터 의 물을 4℃ 높일 수 있다.
C-2. 탄수화물 (Carbohydrates)
탄수화물은 탄소와 수소, 산소로 구성되며 특히 채소류에 전분, 당, 셀룰로오즈의 형태로 존재한다. 셀룰로오즈는 소화 과정 중 효소에 의해 쉽게 분해되어, 흡수 가능한 형태인 글루코오스로 전환된다. 글루코오스는 간 문맥을 통해 간으로 운반되어 글리코겐의 형태로 저장된다.
C-3. 지방 (Fats)
지방은 탄소와 수소로 구성된다. 동물성 지방(지방질 고기, 버터, 간유, 돼지 기름)과 식물성지방(마가린에 사용되는 올리브유, 야자 씨 기름, 다른 열매의 기름)이 있다. 동물성 지방에는 비타민 A와 D가 함유되어 있다. 리파아제라는 효소에 의해 지방은 지방산과 글리세롤로 분해되어 담즙염의 도움으로 소장으로 흡수된다.
흡수된 후 다시 지방으로 재결합하여 체내 지방 조직에 저장된다.
필요 시, 지방은 간으로 운반되어 탈포화되면서 최종적으로 CO2와 H2O로 전환, 열을 생산하게 된다. 이 과정을 위해 글루코오스가 필요하다. 그래서 당뇨에서는 이러한 분해과정이 불완전하고 지방 대사의 중간 산물이 체내에 축적되게 된다.
C-4. 단백질 (Proteins)
단백질은 탄소와 수소, 산소 외에 질소를 함유한다. 어떤 단백질의 경우 황(sulphur)과 인(phosphorus)을 함유하기도 한다. 단백질의 화학적 구성 성분은 아미노산인데, 이것은 위에서 단백질이 펩신에 의해 펩톤으로 분해된 후 트립신과 펩티다아제에 의해 다시 분해된 산물을 말한다.
조직에서 필요로 하지 않는 아미노산은 간에서 분해된다(탈아미노화). 아미노산에 함유된 질소는 우레아(urea)의 형태로 뇨를 통해 배설된다.
C-5. 생명 유지에 필요한 조절제 (Regulators of vital processes)
염분과 비타민이 있는데 이들은 영양소 중에 차지하는 비율은 적으나 생명 유지 과정에서 중요한 역할을 한다. 미네랄 염은 염화물, 인산염, 황산염 등이 있다. 탄산염과 옥살산 염도 있다.
유제품, 녹색 채소, 쇠고기 등에서 오는 칼슘은 인산염의 형태로 뼈와 치아에서 발견된다. 칼슘은 혈액 응고 기전에도 영향을 준다. 비타민 D는 칼슘의 흡수에 필요하다. 나트륨과 칼륨도 염화물의 형태로 주로 발견된다. 염화 나트륨은 대부분의 체액의 구성 성분이다. 구토 또는 화상이나 상처에 의한 체액 유출 등으로 손실된 염화물은 보충해줌으로써 치료한다.
철분은 녹색 채소나 계란 노른자, 당근 등으로부터 소량만이 흡수된다. 헤모글로빈의 필수 구성 요소이다.
요오드는 일반적으로 마시는 물에도 충분한 양이 들어있다. 대사를 조절하는 갑상선에 저장된다.
비타민은 건강 유지와 성장에 필수 요소이며, 몇 개의 알파벳으로 명명된다. 크게 수용성(비타민 B, C)과 지용성(비타민 A, D, E, K)으로 구분된다.
C-6. 물 (Water)
물은 조직 구성에 필수적이다. 인체의 60%가 물로 구성되며 대부분 세포 내에 존재한다.
기능은,
1. 체액의 기본 물질; 혈장, 림프, 조직액
2. 대사 과정에 필요한 미네랄 염의 용매
3. 뇨와 땀을 통해 과량의 염분과 수용성 노폐물을 제거
용해되어 있는 염분에 의해 삼투압이 생기며, 삼투압은 조직액의 세포막 투과를 조절한다.투과 속도는 염분의 농도와 용해된 물질의 성질에 따라 달라진다. 따라서 체내 수분이 부족하면 혈장이나 조직액이 농축되어 탈수 증상을 일으키게 된다.