Nutrition 120 Full year (Spring 2014)

40 Pages
Unlock Document

BIOL 121
Philip D.Mc Loughlin

Review Questions  1. which compound is organic (p8) a) Calcium b) water c) Vitamin C d) salt 2. Which disease is not closely related to dietary factors (p7) a) Pneumonia b) Stroke c) Heart Disease d) Cancer 3. Which food is most nutrient dense (p15)  a) Potato b) Onion c) Broccoli d) Fries    Answers: c,a,c Food Guides Around the World American­ My plate; divided into sections of the plate (veggies/fruit is over half) Mediterranean­ Crete, Greece; lowest chronic disease, best longevity  ­physically active, eat with others ­grains and v/f aren’t separated, plants as a category are the majority Asian­ daily physical activity, water ­alcohol in moderation  ­recommends how often to have something (daily, weekly, monthly) The Nutrients Macro­ Gram quantities, provide energy for the body (Kcal= energy) 1.Carbohydrates 2.Protien  3. Fat Micro­Milligram quantities 4.Vitamins 5.Minerals  6. Dietary Fibre – structured like CHO, no enzymes for breakdown, keep GI tract Healthy  Essential Nutrients ­ Those that the body cannot make, must be taken in through diet  Examples: Carbohydrates­ Glucose Fat­ Linoleic acid ­ Alpha Linolenic acid Protein­ P226 Table 1.1 – 9 essential, 11 non­essential  Vitamin ­All 13 except Vit. D (November to March unable for Canadians from sun) Minerals­ All Fibre­ Essential for GI tract health How do we describe our Nutrient Intake 1. Absolute amount eaten/day μg=mcg, mg, g  NE= Niacin equivalents, RAE= retinal activity equivalents 2.As a % of Total Energy (Carb, Fat, Protien, Alcohol) The Atwater Factor­ P8 table 1.1 1000 calories=1 Calorie= 1 Kcal 1g Carb = 4kcal 1g Protein = 4kcal 1g Fat = 9 kcal 1g Alcohol = 7kcal  Examples in notes Canadian Food Intake Current goals*  Protien 10­35% Fat 20­35% CHO 45­65% Trends: Fat went down,carbs went up Percentage distribution of sources of kcal and fats ­other foods make up 20% of intake ­Fats from these food are mostly trans/ saturated  Canadain Eating Patterns  1. Reduced fat intake from 40% to around 30%  2. Now eating 200­300 kcal more/day than in 60’s  Graphs shown in notes BMI = Weight (Kg) / Height ^2 (m) Canadian Eating Patterns: Trends  Why are we having an overweight/ obesisty epidemic? a) Decrease in physical activity  b) “toxic food environment” (obesigenic environment)  ­ exposed to foods of increase kcal, and decrease vitamin/ mineral content, increase  fat content, convenient, cheap    c) A large portion of our population is not eating minimum number of servings from  any of the 4 food groups in CFG (approximate 40% other foods) Main Concerns  Ca – Osteoporosis­ to hit our generation in 40’s Fe, Zn­ Meat, shellfish, whole grains Folate­ B vitamin, from fresh leafy greens  Fibre­ Found only in plants  Portion Distortion­40 years to today (fast food portions) Soft drinks +62% French Fries +57% Cheeseburgers +24% Estimating portion size: How many FGS of grain products in a 12 inch sub? a) 2 b) 4 c) 5 d) 6  How many FGS of Meat and Alternatives in a quarter pounder? a) 1 b) 1.5 c) 2 d) 2.5  Answers d, b  Nutritional Recommendations for Canadians  EWCFG and dietary reference Intake (DRI) values 1.Food Bases  a)EWCFG  Balance/ Proportion­ enjoying food in proportion to arch sizes ­7­8 veggies/fruit, 6­7 grain products, 2 Meat & alternatives, 2 Milk & alternatives Variety­ change things up, different foods ­for interest and appetite ­ensure nutrient effect ­dilution effect­ dilutes and negatives from certain foods Moderation­ decrease risk of chronic disease  ­dietary statements 2. Nutrient Based DRI’s Background/ purpose: replace old nutrient recommendations with aims of decreasing risk  of chronic disease  EAR: Estimates average requirement­ amount of a nutrient that meets the needs of ½ of  the population (see bell curve) RDA: Recommended Dietary Allowance  ­must be calculated statistically from EAR ­average daily nutrient amount that covers the needs for almost all healthy people in the  population (98%) AI: Adequate Intake  ­when we don’t know the EAR, therefore can’t set RDA so use AI ­ generally based on the average nutrient intake by a healthy population, all members of  which are meeting nutrient requirements  UL: Tolerable upper Intake Level ­maximum amount of nutrient that appears safe for most healthy people and above this  level increases the risk of adverse health effects  Fats Fat: Where do I find it?  Meat and Alt. – Nuts/ seeds, Regular beef, side bacon Gains­ doughnuts, muffins Veggies and fruits­  avocados, coconuts Milk and Alt. – Ice cream, whole milk, cheese Others­ French fries, cheesecake, butter Are Potatoes High fat foods? 1 serving= grams of fat Baked Plain = trace amounts Baked butter (1tbsp) = 11g Baked Butter and sour cream (tbsp.) = 13g Mashed with milk (3.75%) =9g Fries = 8g­22g and higher Hash browns = 23g What is Fat?  Most important in food/ nutrition: Triglyceride (TG) >98% of all fat we consume ­contains a glycerol backbone and 3 different fatty acid chains Two important aspects of fatty acids: 1. Chain length ­2­4 carbons long (short chain FA) ­6­12 carbons long (medium chain FA) ­14­22 carbons long (long chain FA) 2. Degree of saturation  Formation of Triglyceride (Fig 5.4) Types of FA (fig 5.5) 1. 16:0 – Saturated fats: found in meat, coconut 2.18:1n­9 Monounsaturated FA: avocados, olives 3. 18:2n­6 Polyunsaturated FA: Oils, nuts/seeds  Second double bond always 3 carbons away 4.18:3n­3 Polyunsaturated FA: Flax, walnuts  Summary of FA types Type­Location th first­Example Omega­6 – 6  – 18:2n­6 (linoleic Acid) Omega­3 – 3  – 18:3n­3 (Alpha linolenic acid)  Fish 20:5n­3 eicosapentaenoic Acid (EPA)­ heart health 22:6n­3 Docosahexaenoic Acid (DHA) – Brain health ­All naturally occurring fats have a combination of FA chains on the glycerol  Essential Fatty Acid Deficiency Symptoms  ­Scaly dermatitis (reddish skin lesions) ­Impaired growth especially in children and adolescents ­Excess lost of water through skin  Role of Fat in the Diet 1. Source of energy (9kcal/g) 2.Provides essential FA  3. Carries fat­soluble vitamins 4. Palatability­ taste and “mouth feel” ­Fat “potentiates” full flavor and drome of foods  Role of Fat in the Body 1.Insulation­ Keeps body warm 2.Protection­ protects skeleton and vital organs 3.Energy reserves­ Storage of energy (adipose tissue) 4.Precursor for other biomolecules  a) FA ­> eicosanoids: Biological messengers (prostaglandins) b) Cholesterol ­> bile acids: important for fat digestion  ­> Steroid hormone: sex hormones, Glucocorticoids  Food Processing and trans Fat Hydrogenation: a manufacturing or food processing practice Purpose: 1. Transform an oil into a hard fat –Spread ability ­use in baking (Vegetable oil shortening)  2. To enhance shelf life of processed foods (hard fats don’t go rancid as fast as oils)  Review Questions:  1. According to DRI the RDA for Vitmain C for men aged 19­30 is 90 mg/day, and the  UL is 2000mg; answer the following true of false: a) The EAR is 45 mg/day b) A 25 year old man consuming 80 mg/day is at risk for scurvy c) 29 year old man consuming 120 mg/ day may develop osmotic diarrhea  All false 2. What do we know about 18:2n­6 and 18:2n­3? The essential fatty acids Hydrogenation end Product: Hydrogenated or partially hydrogenated vegetable “oil” Fat Hydrogenation process Vegetable oil (l) is put under high pressure and heat to form hydrogenated veg “Oils” (S)  and trans fats Partial hydrogenation (spreadable) also forms trans fats Trans fatty acids­Fatty acids formed during hydrogenation process  ­most naturally occurring FA have cis double bonds ­ hydrogenation produces trans double bonds Cis and trans saturated FA (fig 5.6) Food sources of Trans Fatty Acids Minority: Dairy Fats Majority: Processed foods containing: 1. Margarine 2. Hydrogenation/ Partially hydrogenated vegetable oil 3. Vegetable oil shortening Examples: Peanut butter (small amount), purchase/ processed grain products, pastry or  cookie crusts, deep­fried foods  Trans Fats: Concerns for Action (p196 section 5.7) ­ significant contributor to coronary heart disease (CHD) ­ Canadians have one of the highest intakes of trans fatty acids in the world Canadian Trans fat task force: findings and recommendations (2006­2009) 2% or less of total fat in Margarine  less than 5% of fat in foods Fats: Digestion, Absorption, and Metabolism  Digestion­ Enzymatic breakdown of food constituents to smallest absorbable units (fatty  acids, amino acids, glucose) Absorption­ the transfer of digestive food components across absorptive surface of GI  tract, into vascular or lymphatic system Metabolism­Various pathways nutrients take following digestion and absorption (stored,  used to make other biomolecules) Review section 3.5  Gastrointestinal Tract (Fig 3.5) How is fat Digested and Absorbed (see drawings) Small intestine: 1. Triglyceride in food enters small intestine 2. Bile acid enter small intestine and disperses fat into smaller droplets (emulsification) 3. Lipase (enzyme) breaks down fat  4. Formation of micelle­ Fat attached interior/ water surrounding exterior  5. Fatty acid and mono­glycerides absorbed into mucosa a) if fatty acid chain is 12 carbon or less it is absorbed into portal vein  b) if FA is 14 carbon or less, reformation of Triglyceride in mucosal cells and packaged  into chylomicron 6. Chylomicrons absorbed into lymph system (lymphatics), eventually meets bloodstream  at neck (Thoratic duct) 7. Bile acids reabsorbed and recycled (enterohepatic circulation)  Structure of small intestine (fig 3.9) Practical application: maintaining healthy blood cholesterol levels See drawings 1. Any unexpected trans fats in kitchen? ­dried fruit, usually in trace amounts 2. Which of the following is a product of fat digestion? a. triglyceride b. bile acid c. free fatty acid d. lipase 3. A micelle contains which two? a. bile acid b. triglyceride c. monoglycerides d. lipase Answers c,a,c Practical application: Want to maintain healthy blood cholesterol levels ­cholesterol absorbed into chylomicron ▯ lymphatic h ▯▯ igh blood cholesterol ­soluble fibre bonds with cholesterol  ▯eliminated as fecal matter ­bile acid also binds to soluble fibre  Therefore, soluble fibre is most effective way to decrease blood cholesterol  Fat Metabolism: the Lipoproteins (exist only in the body, blood, lymph) Fig 5.13­ see notes drawings 1. Triglyceride 2. Protein­ID cards 3. Cholesterol 4. Phospholipids  Purpose of Lipoproteins: to transport/ carry fat around the body (fig 5.14) Summary: Roles of Lipoproteins Chylomicron: to carry fat from small intestine to tissue (adipose/ muscle) ­Present in blood only after meals Therefor blood is take when fasting for blood cholesterol tests Very low density lipid (VLDL): made in liver to carry triglyceride formed by liver from  excess carb and protein and out to fat stores  ­ Becomes LDL Low density lipid (LDL)­ Bad cholesterol ­ role is to deliver cholesterol to all body tissues ­ won’t be take up by liver if not needed by liver ­ Therefor if liver is well supplied with cholesterol, it won’t take up blood LDL,  leading to high blood LDL High density lipid (HDL) – Good cholesterol ­Made in liver to pick up extra/ unneeded cholesterol from body tissue What is total blood (serum) cholesterol? TC= LDL+ HDL+ VLDL mMol/L  (US is mg/ dL) mg/dL= 40 mMol/L Increase risk of Coronary Heart Disease if: HDL  3.36 mM Lipoprotein: link to coronary heart disease  As total cholesterol rises so does the risk of CHD ­200mg/dL (5.2mM) is the level which doctors treat cholesterol with a 1% decrease in total cholesterol risk of CHD decreases 2% CHD (fig 1.3, 1.6) Increase saturated fat = increase CHD Coronary Heart Disease Atherosclerosis­ Slow gradual (decades) accumulation of cholesterol rich plaque in  coronary arteries; decreases blood flood (occlusion) Thrombosis – Decisive event (minutes) where by damage to advanced arterial plaque  causes clot formation (occlusion of artery) leads to Myocardial infraction (heart attack) Atherosclerosis early stages (fig 5.22) Thrombus­ blood clot (inner scab) Platelet aggravation potential­ (how well/ quickly platelets bind) 1. Years of excess dietary trans and saturated fats 2. LDL ­> free radical (oxidation) ­> oxLDL 3. Sudden burst of increased blood pressure 4. Clot formation from platelets (thrombosis) Summary Roles of LDL and HDL in CHD 1. LDL – if not taken up by liver accumulation in artery  ­oxLDL is recognized as foreign by resident immune cells in artery ­> foam cells and  plaque ­> atherosclerosis  2.HDL­ Good cholesterol  ­Higher blood levels means more cholesterol can be removed from tissues  ­Therefore more plaque buildup (??????) Q: How to keep HDL levels high? ­Avoid dietary supplement claiming to raise HDL ­ lose weight, every 10 lbs. lost, HDL increases 2 mg/dL (every 1mg/ dL increase CHD  risk decreases 2­3%) ­ limit refined sugars and carbs  ­ avoid smoking  ­ aerobic exercise ­ Moderate alcohol can increase HDL (many people with low HDL have high TG blood  levels and alcohol increase TG levels) Review Questions 1. The lipoprotein most enriched in protein is: a) VLDL b) HDL c) LDL d) Chylomicron 2. Eating a diet rich in __________ may help keep both TC and LDL within healthy  levels and reduce risk of CHD 3. A person with elevated blood TG would be expected to have increased levels of which  two lipoproteins? 4. Name the blood clot that forms in response to injury to advanced atherosclerotic  plaque? Answers: b, d, Chylomicron and VLDL, Thrombus  Can Eating different Fats influence Blood lipoprotein levels? Type of fat­ TC­Blood LDL­ Blood HDL­  Saturated – increase – increase – increase or no change – Exception: 18:0 does not  increase TC PUFA (18:2n­6)­ decrease – decrease – decrease  MUFA (18:1n­9) – Decrease – decrease­ no change  TFAs – increase – increase – decrease  Oxidation, Free radicals and Antioxidants  1. Oxidation: loss of electrons = Oxidation ­ after oxidation resulting in a product of compound is more reactive (R°)  2. Oxidation and fats:  a) in cell membranes or oil: PUFA reacts with (R°) to form a stable R and an unstable PUFA  ­ Leads to rancidity or oxidation  ­ PUFA leads to Malondaldehyde which promotes cancer b) In Lipoproteins: LDL reacts with free radical to form oxLDL  Antioxidants: (Vit. C, E, other compounds)  Found in: vegetables, fruits, whole grains, legumes, nuts/ seeds 3. Connection to Cancer (Stages) Healthy cell goes through initiation (DNA damage) and leads to Apoptosis, repair or  nullifies the damage in 99% of cases, promotion (from environmental factors) leads to a  benign tumor which progresses and leads to the spread (metastasis)  Oxidation: Summary  R° damages  a) DNA (cancer initiation) b) PUFA: LDL ­> OxLDL  cell membranes ­> PUFA° which is a cancer promoter c) protein: cataracts in eyes (R° ­ Mediated oxidation of protein in lens) Dietary Cholesterol Key points 1. Structural component of all human/ animal cell membranes  2. precursor for: bile acid, steroid hormones (estrogen, testosterone, glucocorticoids), Vit.  C 3. Only present in foods of animal origins 4. Body makes Cholesterol (non­essential nutrient) 5. Sept. 2002­ DRI report: Cholesterol intake as low as possible Summary: Dietary Strategies to reduce Total serum Cholesterol  1. decrease total fat intake, especially trans and saturated 2. Increase soluble fibre intake (1g increase in soluble fibre = total cholesterol decrease 1­ 2% mg/ dL) 3. decrease dietary cholesterol intake Fish oils: EPA (20:5n­3) and DHA (22:6n­6) Characteristics: originate from phytoplankton consumed by marine fish Where did interest in fish oil originate? 1970s – Greenland Inuit: ­ high intake in fish and marine blubber ­ low rates of CHD ­ 2x bleeding time of mainland Danes (reduced thrombosis) High fat­ salmon, mackerel, herring, sardines Low fat­ cod, sole  EPA: Potential in Heart Health 1. DOES NOT decrease serum total cholesterol 2. decreases serum TG levels 3. decreases platelet ‘stickiness’/ decreases platelet aggravation potential see drawings 4. decreases blood pressure  5. decreases blood thickness What is DHA? Important for brain and retinal development (mostly infants) Early studies show good for heart health  What is a Carbohydrate (CHO) ­ contains Carbon, Hydrogen, and Oxygen in the same proportion as water ­ two types of CHO: simple, complex ­All CHO are made up of sugars called monosaccharaides Eg. Glucose, galactose, fructose  Chemical structures of Monosaccharides (fig 4.5) Chemical structure: disaccharides (fig 4.7)   Maltose ­­­Maltase­ ▯2 glucose  Sucrose ­­­ Sucrase ­ ▯glucose and fructose Lactose ­­­ Lactase ­ ▯glucose and galactose Hydrolysis and condensation reactions (fig 4.8) More CHO terminology  Simple sugars­ mono and disaccharides Oligosaccharides­ 3­10 sugar units linked together  ­ health benefits  ▯prebiotics (good for healthy gut bacteria) ­ in legumes, Okra  Polysaccharides – many sugar units – hundreds/ thousands  Complex carbohydrates – starches Polysaccharides and dietary Fibre (fig 4.9) Starch (plants) – storage form of energy Glycogen – liver to muscle, storage form of energy for animals  Cellulose­ fibre  CHO in the Diet  DRI values: 45­65% of kcal and dietary fibre (14g/1000kcal) Largest component in the diet: Grain products­ all Vegetables­ potatoes  Fruit – simples sugars, starch Milk – lactose, alternatives­ sugar, starch Meat – no carbohydrates, alternatives­ starch, oligosaccharides Compare intake around the world African­ 80% Caribbean­ 65% North American – 53% Patterns of N.A. intake­ decrease of 25­30% CHO since 1800s ­increase refined  CHO ­increase fat, protein CHO digestion and absorption 1. Mouth­ some starch ­­­ Salivary amylase  ▯maltose 2. Stomach HCl denatures/ deactivates salivary amylase  3. Small intestine (see drawing)  Starch—pancreatic amylase ▯ maltose Maltose—maltase ▯ 2 glucose Sucrose—sucrase ▯ Glucose and Fructose Lactose—Lactase ▯ glucose and galactose ­all products except maltose can be absorbed through mucosa  Portal vein transports products to liver Fig 4.12 Monosaccharide Metabolism 1. In liver:  a) fructose + galactose—in liver g▯ lucose b) glucose – Energy needs of liver ­liver glycogen ­ nonessential amino acids ­converted to excess fat  ▯VLDL ­bloodstream 2.Once release into bloodstream: glucose may be used for  a) energy for most body cells (Brain, central nervous system, red blood cells) b) muscle glycogen Glucose: Basic Facts 1. Found only in small amount in plant foods 2. essential because it must be provided indirectly (from fibre rich starchy foods) 3. main source of energy for Brain, CNS, and RBC Insulin: Central to glucose metabolism What happens to glucose when released from liver? ­blood glucose increases­ pancreas responds by releasing insulin  Effects of insulin: 1. Facilitate uptake of glucose into cells (glucose and insulin are transported into cells  together; insulin is recycled) 2. stimulates glycogen synthesis 3. returns blood glucose to normal levels Regulating blood glucose levels (fig 4.22) What happens when blood glucose levels begin to fall? (Hunger pangs) 1. Pancreas decreases insulin production ­pancreas increases glucagon production 2. Glucagon Mobilizes: Glycogen (liver)  ▯glucose (released into bloodstream) 3. Result: blood glucose increases (returns to normal levels and hunger is curved) Type 2 diabetes: prevalence in US ­mirrored increase with rates of obesity Blood glucose control: what can go wrong? Type 1 Diabetes mellitus  ­Pancreas is unable to secrete active insulin in response to increase in blood glucose ­ <10% of diabetes  ­teens/ 20s polyphagia (thirsty), polydipsia (hungry), polyuria (urination) ­ genetic predisposition ­ autoimmune response to early viral infections (destroying all pancreas cells that produce  insulin) ­ require insulin injections  Type 2 Diabetes mellitus  ­ body cells become resistant to effects of insulin (insulin resistance)  ­ overweight (central tendency obesity) ­ > 90% of diabetes ­ weight loss ­ dietary measures (more fibre) What is glucose tolerance? ­ a measure of a persons ability to remove excess blood glucose following a meal Range/ Spectrum of glucose tolerance (see notes)  What is a glucose tolerance test? 1. Given a glucose drink 2. take blood samples periodically over 2­3 hours ­ Blood glucose increases as glucose is absorbed from GI tract to blood ­ body responds: pancreas produces insulin  3. Measures blood glucose in samples Glucose tolerance curve (see drawing) In Diabetics: 1. Basal levels are above normal 2. highest peak is above 3. highest peak is delayed 4. stays higher for a longer period Urinary or renal Threshold­ blood glucose concentration where we overwhelm the kidney  to retain the blood glucose. Therefore it is lost in urine  Glycemic Response  ­ Blood glucose response following eating certain foods ex/ white bread vs whole grains/ legumes (which keeps you full longer, which one spikes  high blood sugar)  Fructose­ Occurs naturally in fruit Food sources: honey, fibre, vitamins, minerals, low kcal High fructose corn syrup  ­ liquid sweetener from cornstarch, sweetens many foods, costs less than sucrose for  manufactures, intake has grown 1000% from 1970s to 30% of all sugar intake ­average American consumes > 62% of HFCS/ year ­130 kcal/day for all use after 2 years of age Is HFCS contributing to the obesity epidemic? 1. Body (liver) uses fructose differently than other sugars ­does not stimulate insulin secretion or enhance leptin production ­stimulates liver fat synthesis and boosts blood TG levels (VLDL) therefore increase  CHD ­ Increases blood pressure which increases CHD 2. Humans are currently consuming unprecedented amounts of fructose 3. just 1 daily 16 oz. (2 cups, 500 mL) pop increases kcal intake 200kcal from HFCS  ▯result in in 20lb weight gain in 1 year How many tsp of sugar are there in a 7­11 slurpee? Hints: 40 oz, 100kcal/cup, 15 tsp. sugar/ cup =77 tsp Disaccharides: sucrose ­Glucose linked to fructose ­sweetness value of 1.0 ­ table sugar ­ isolated/ purified from sugar beet or sugar cane ­ both yield more kcal/ acre than any other food crop Sucrose myths: see notes Do sugars cause obesity? 1. trend in 80s/90s: low fat (replaced with more kcal from sugar) ­ excess kcal (protein, CHO, fat  ▯weight gain) 2. a) kcal in beverages not detected the same way by our bodies as compared with kcal in  solid foods  ▯not satiating  b) Foods providing simple sugars and refined carbs are less filling than foods with  complex carbs and fibre 3. Sugars have no nutritional value (v/m) other than kcal (empty kcal) Take home message: ­ choose low kcal beverages in smaller values (water, milk, tea, coffee) ­ select nutrient dense over kcal­dense foods more often Do sugars cause Heart disease? Metabolic syndrome Constellation of 5 features: lead to increase CHD 1. Abdominal obesity 2. increase fasting glucose/ increases insulin resistance 3. increase Triglycerides 4. decrease HDL 5. increase blood pressure Prevalence: increase over the past 3 decades (diabetes, obesity, metabolic syndrome) Dietary connection: increased sugars and refined grains For overweight people a 5­10% weight loss: ­ 20% decrease in Triglycerides ­ 15% decrease in LDL ­ 8­10% increase in HDL Lactose (p129­130) ­Milk sugar ­relative sweetness of .2 ­ all infants and small children possess enzyme lactase 1. Lactase deficiency  ages: 3­16: begins to lose lactase enzyme (see chart) 2. Lactose intolerance  ­symptoms of being lactose deficient (occurs on continuum) Consequences of undigested lactose: Lactose—Lactase ▯ glucose + galcatose ­undigested lactose ▯ travels undigested through small intestine ( cramps, bloating)  ▯ colon ▯ fermentation (used as fuel by resident bacteria) ▯ gas or diarrhea  What is a milk allergy? ­exaggerated immune response to a protein in milk ­starts when milk protein enters blood stream  *anaphylaxis­ allergy effects breathing, causes death CHO summary Simple sugars­ monosaccharaides, disaccharaides  Oligosaacharides­ raffinose, stachyose, verbascose  Dextrins­ short starch chains; glycogen, starch (complex); sugar alcohol (sorbitol, xylitol)  Resistant starch­ similar to soluble fibre Dietary fibre­ Cellulose, lignin (insoluble); pectin, gums (soluble) Dietary Fibre: Indigestible plant material  1. soluble fibre ex/ gums, pectins Food sources: whole oats, inside of legumes, citrus fruits, fruit pulp, barley 2. Insoluble fibre:  ex/ cellulose, lignin food sources: vegetable and fruit skins, whole grains (bran), outer seed coat of legumes What does fibre do in the colon? 1. soluble fibre (see drawings) bacteria ferment into gasses and short chain fatty acids: 2:0 acetate 3:0 propionale  ▯absorbed into portal vein taken to liver which decreases cholesterol  synthesis 4:0 butyrate – preferred energy source of colon cells  2. Insoluble fibre less fermentation  bulk of feces­ GI tract health, regularity Wheat bran: “gold standard” for insoluble fibre See drawing of wheat seed Fibre and colorectal Cancer 1. Soluble fibre ­production of 4:0 butyric acid may prevent colorectal cancer ­ increased acidity (decrease pH) ­ stimulation of microbial cell growth (increase fermentation) ­ decrease ammonia (NH3) 2. Insoluble fibre ­due to bulking effect, dilution of colonic contents ­ provides surface for absorption  ­decreased transit time (regularity) ­ altered bile acid metabolism  Fibre and Blood Cholesterol Intro: Soluble fibre decreases total cholesterol and LDL How? 1. soluble fibre binds to cholesterol (bile acid) and is excreted (see previous notes) 2. soluble fibre is fermented to produce 3:0 (propionic acid)  ▯absorbed from colon ▯ liver  shuts down cholesterol synthesis  Fibre: key roll in weight loss and weight management ­ increases a persons satiety ­ delays gastric emptying (stomach to small intestine) ­ reduces the absorption of other nutrients (unimportant for most people) ­takes longer to eat ­ high fibre diet is low in fat Dietary fibre­ Intakes and recommendations  Current intakes: 12­15g/ day 1990s­ majority of CHO choices should be complex CHO with emphasis on whole  grains, vegetables and fruit  DRI reports (2002) AI: 14g of fibre/ 1000kcal What is Protein? 1. Component of every living cell 2. Made of amino acids   ▯9/20 are essential  3.Every amino acid contains nitrogen proteins are approximately 16% N by weight  therefore protein intake (g) = N intake (g) X 6.25 Amino acids general structure Glycine: side chain = H Methionine: contain sulfur  ­essential AA, legumes are low, grains are high Phenylalanine: PKU  ▯losing phenylalanine in urine (p241) ­ essential AA, monitored with PKU to have bare minimum so it doesn’t cause mental  retardation  Protein structure  Formation of a peptide Bond: dehydration reaction (condensation) 2 AA= a dipeptide 3 AA = a tripeptide­ 2 peptide bonds Protein structure and terminology (section 6.2 p227) Primary structure: linear AA sequence  Secondary structure: shapes within parts of the protein  Tertiary Structure: Final 3D shape of protein  Protein structure and function relationship  ­The AA sequence of a protein determines its final 3­D shape  ­ A protein shape is critical to its function ex/ insulin uses sulfur bridges in the amino acid cysteine ­ if heated or treated with some chemicals it can lose it shape therefore loosing its  function ­Altering AA sequence can change protein function dramatically: even one AA can result in a change in shape/ change in function Sickle cell anemia (fig on p 228) ­ One change of AA= reduced O2 carrying capacity  What food provides most of our protein? (p224) Why do we need protein? Category  Example Regulating Body Process  Some hormones: Insulin  All Enzymes are protein: trypsin, lipase  Neurotransmitters: serotonin Growth and repair of tissue Muscle protein: collagen, actin/ myosin Nitrogen turnover: breakdown and  replacement of all body tissue Immune defense Antibodies: fight invading microorganisms Transportation E.g. hemoglobin to transport O2 Transferrin ▯ blood transport protein for iron Other  See textbook  Energy 4 kcal/ gram Protein digestion and Absorption (figure 6.8 and drawing) Amino Acid Metabolism  1. Overall scheme: AA for body tissue breakdown (endogenous source) or from diet (exogenous) I. Synthesis of body protein  II. Breakdown of AA (deamination)  ▯free ammonia (NH3) extremely toxic   ▯urea synthesis in liver   ▯urinary extraction by kidneys 2. Important details  I) priority of protein synthesis  II) breakdown of AA a) Nitrogen group removed (deamination) b) remaining C skeleton  i) glucose synthesis (gluconeogenesis) ­ body is forced to use AA as a source of glucose if insufficient amounts of CHO are  taken in  ii) Energy source (4 kcal/ g): not optimal energy source iii) Fat synthesis: we do not store any extra AA What is protein Quality? Determined by: ­Digestibility of the protein ­ types of AA (have all 9 essential AA) ­proportions of AA ( in comparison to ideal protein sources 100% complete protein ex/  chicken eggs, breast milk) What is good quality protein? 1. it is well (completely) digested ­ animal protein tends to be more completely digested (90­99%) plant protein ( 70­90% most plants; 90% legumes; soy is best) 2. Contains all 9 essential AA in proportions similar to that required by the body  Combining complimentary protein (fig 6.23) see notes for graph  Calculating protein quality  PDCAAS: protein digestibility corrected AA score (table 6.4) Lowest AA score= limiting AA Calculating protein quality (fig 6.22) Examples: An example of pancreatic protein digestion enzyme? a) pepsin b) enterokinase c) trypsin d) amylase  Process of synthesizing glucose from amino acids: a) glycogenolysis b) gluconeogenesis c) glycolysis d) galctopoiesis  The amino acid from dietary protein and protein supplements, beyond one’s protein  requirements will be: a) converted to glucose and stored as glycogen  b) stored within the cellular amino acid pool c) converted to muscle tissue d) deaminated and the C­skeleton converted to fat for storage  Answers: c, b, d Protein Quality in different foods Protein foods from animal origin: ­contain all essential AA in nearly optimal proportions Exception: gelatin Protein from plant origin:  ­low in one or more AA (incomplete) Grains ▯ low in lysine Legumes  ▯low in sulfur containing amino acids (cysteine, methionine) *Therefore, combine supplementary or complementary protein for complete protein  Assigned reading: Protein quality and vegetarian diets (p247­255) Take notes for: potential benefits  ­nutrients that are at potential risk (table 6.7) How much protein do we need? Nitrogen levels  Nitrogen balance Examples  N in = N out 0 Adults maintaining weight N in > N out Positive Gaining body weight Repairing body tissue  (prego, infants)
More Less

Related notes for BIOL 121

Log In


Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.