영양

Nutrition
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구아노영양을 모으는 앰블리포디아 아니타(보라색 잎 푸른 나비)

영양유기체생명을 유지하기 위해 음식을 사용하는 생화학적이고 생리적인 과정입니다.그것은 에너지와 화학적 구조를 만들기 위해 대사될 수 있는 영양소를 생물에게 제공합니다.충분한 영양소를 섭취하지 못하면 영양실조의 원인이 됩니다.영양학은 일반적으로 인간의 영양을 강조하지만 영양학을 연구하는 학문입니다.

유기체의 종류는 어떤 영양소를 필요로 하고 어떻게 그것들을 얻는지를 결정합니다.유기체는 유기물을 섭취하거나 무기물을 섭취하거나 빛을 흡수하거나 이들의 어떤 조합을 통해 영양분을 얻습니다.어떤 것들은 기본적인 요소들을 소비함으로써 내부적으로 영양분을 생산할 수 있는 반면, 어떤 것들은 기존에 존재하는 영양분을 얻기 위해 다른 유기체들을 소비해야 합니다.모든 형태의 생명체는 탄소, 에너지 그리고 뿐만 아니라 다양한 다른 분자들을 필요로 합니다.동물들은 탄수화물, 지질, 단백질과 같은 복합적인 영양소를 필요로 하며, 다른 유기체를 섭취함으로써 그것들을 얻습니다.인간은 식량을 대체하고 인간의 영양분을 증진시키기 위해 농업요리를 발전시켰습니다.식물은 토양과 대기를 통해 영양분을 얻습니다.곰팡이는 그것들을 분해하고 균사체를 통해 그것들을 흡수함으로써 그들 주위의 영양소를 흡수합니다.

스터디

식품과 영양소에 대한 과학적 분석은 18세기 후반 화학 혁명 동안 시작되었습니다.18세기와 19세기의 화학자들은 영양학의 이론을 발전시키기 위해 다양한 원소와 음식 공급원으로 실험을 했습니다.[1]현대 영양학은 1910년대에 개별적인 미세영양소들이 밝혀지기 시작하면서 시작되었습니다.화학적으로 밝혀진 최초의 비타민은 1926년의 티아민이었고, 비타민 C는 1932년에 괴혈병에 대한 보호제로서 처음 발견되었습니다.[2]이후 수십 년 동안 비타민의 영양에 대한 역할이 연구되었습니다.인류에게 처음으로 권장된 식사 허용량은 대공황과 제2차 세계대전 무렵 식량 부족으로 인한 질병에 대한 두려움으로 개발되었습니다.[3]인간의 건강에 대한 중요성 때문에, 생태학은 부차적인 관심사인 반면, 영양에 대한 연구는 인간의 영양과 농업을 매우 강조해 왔습니다.[4]

영양분

농업 시스템 내에서 퇴비화는 생태계 내 영양 재활용의 자연적 서비스를 활용합니다.박테리아, 곰팡이, 곤충, 지렁이, 벌레 그리고 다른 생물들은 퇴비를 파서 비옥한 토양으로 만듭니다.토양의 미네랄과 영양분은 다시 작물을 생산하는데 재활용됩니다.

영양소는 유기체에 에너지와 신체적 구성요소를 제공하는 물질로, 유기체가 생존하고, 성장하고, 번식할 수 있게 해줍니다.영양소는 기본적인 요소일 수도 있고 복잡한 고분자일 수도 있습니다.질소, 탄소, 인이 가장 중요한 것으로 유기물에는 약 30개의 원소가 있습니다.[5]거대영양소는 유기체가 필요로 하는 주요 물질이고, 미세영양소는 유기체가 필요로 하는 미량의 물질입니다.유기미량영양소는 비타민, 무기미량영양소는 미네랄로 분류됩니다.[6]

영양소는 세포에 흡수되어 대사적 생화학적 반응에 사용됩니다.전구체 대사물 및 에너지를 생성하는 연료화 반응, 전구체 대사물을 블록 분자로 변환하는 생합성 반응, 이들 분자를 고분자 고분자로 결합하는 중합 반응, 및 이들 고분자를 이용하여 세포 구조체를 형성하는 조립 반응 등이 여기에 포함됩니다.[5]

영양군

유기체는 어떻게 탄소와 에너지를 얻는지에 따라 분류될 수 있습니다.이종영양생물은 다른 생물의 탄소를 소비하여 영양분을 얻는 생물이고, 자가영양생물이산화탄소와 같은 무기물의 탄소를 이용하여 자신의 영양분을 생산하는 생물입니다.혼합영양생물은 일부 플랑크톤육식성 식물을 포함하여 이종영양생물과 자가영양생물이 될 수 있는 생물입니다.광영양소는 빛으로부터 에너지를 얻는 반면 화학영양소는 물질로부터 화학에너지를 소비함으로써 에너지를 얻습니다.유기영양소는 전자를 얻기 위해 다른 유기체를 소비하는 반면, 리소트로피, 황화수소, 이수소, 철(II), 또는 암모늄과 같은 무기 물질로부터 전자를 얻습니다.[7]원생영양생물은 다른 화합물로부터 필수적인 영양소를 만들어낼 수 있는 반면, 원생영양생물은 기존의 영양소를 섭취해야만 합니다.[8]

다이어트

영양학에서, 유기체의 식단은 그것이 먹는 음식의 총합입니다.[9]건강한 식단은 유기체의 신체적, 정신적 건강을 향상시킵니다.이것은 비타민, 미네랄, 단백질의 필수 아미노산 그리고 지방이 함유된 음식의 필수 지방산의 섭취와 흡수를 요구합니다.탄수화물, 단백질 그리고 지방은 생물체의 삶의 질, 건강 그리고 장수를 보장하는데 주요한 역할을 합니다.[10]일부 문화와 종교는 그들의 식단에 허용되는 것에 제한이 있을 수 있습니다.[11]

영양순환

영양순환은 토양, 유기체, 공기 또는 물의 조합을 통해 무기물의 이동을 수반하는 생물 지구화학적 순환이며, 여기서 그것들은 유기물 속에서 교환됩니다.[12]에너지 흐름은 단방향적이고 비순환적인 경로인 반면, 미네랄 영양소의 이동은 순환적입니다.광물 순환은 탄소 순환, 황 순환, 질소 순환, 물 순환, 인 순환, 산소 순환 등을 포함하며, 다른 광물 영양소들과 함께 생산적인 생태 영양으로 지속적으로 재활용하는 다른 것들이 있습니다.[12]

생물 지구화학적 순환은 , 탄소, 질소, , 황의 자연적 과정에 의해 수행됩니다.[13]영양소 순환은 이러한 필수적인 요소들이 흡수되거나 소비된 후에 다시 환경으로 돌아올 수 있도록 해줍니다.적절한 영양 사이클링이 없다면, 산소 수준, 기후, 그리고 생태계 기능에 변화의 위험이 있을 것입니다.

수렵

준비된 막대기로 흰개미를 잡는 보노보

먹이는 환경에서 영양분을 찾는 과정입니다.또한 리소스의 후속 사용을 포함하도록 정의될 수도 있습니다.동물과 박테리아와 같은 몇몇 유기체들은 영양분을 찾기 위해 길을 찾을 수 있는 반면, 식물과 곰팡이와 같은 다른 유기체들은 영양분을 찾기 위해 바깥으로 뻗어 나갑니다.먹이는 생물체가 방법 없이 영양분을 찾는 무작위적일 수도 있고, 생물체가 직접 먹이원으로 갈 수 있는 체계적일 수도 있습니다.[14]유기체는 이나 다른 형태의 영양소 감지를 통해 영양소를 감지할 수 있으며, 이는 그들이 영양소 섭취를 조절할 수 있게 해줍니다.[15]최적 먹이 이론은 동물이 영양분을 최대화하는 동시에 먹이를 찾는 데 소요되는 시간과 에너지를 최소화해야 하는 비용-편익 분석으로 수렵 행위를 설명하는 모델입니다.동물의 먹이를 찾는 습성을 분석하기 위해 만들어졌지만 다른 생물체로도 확대될 수 있습니다.[16]어떤 유기체들은 하나의 식량원을 찾기 위해 적응된 전문가인 반면, 다른 유기체들은 다양한 식량원을 섭취할 수 있는 일반주의자들입니다.[17]

영양결핍

영양실조로 알려진 영양소 결핍은 유기체가 필요한 영양소를 가지고 있지 않을 때 발생합니다.이것은 갑자기 영양소를 잃거나 적절한 영양소를 흡수하지 못하기 때문에 발생할 수 있습니다.영양실조는 필수 영양소 부족의 결과일 뿐만 아니라, 다른 근본적인 질병과 건강 상태의 결과일 수도 있습니다.이것이 발생할 때, 유기체는 저장된 영양분의 사용을 연장하기 위해 에너지 소비와 지출을 줄임으로써 적응할 것입니다.그것은 저장된 에너지가 고갈될 때까지 저장된 에너지를 사용할 것이고, 그리고 나서 추가적인 에너지를 위해 자신의 체질량을 분해할 것입니다.[18]

균형잡힌 식단은 모든 필수적인 영양소와 비필수적인 영양소의 적절한 양을 포함합니다.하지만, 나이, 몸무게, 성별, 신체 활동 수준 등에 따라 달라질 수 있습니다.단지 한 가지 필수 영양소가 부족하면 신체에 해를 끼칠 수도 있고, 과량이 많으면 독성을 일으킬 수도 있는 것처럼 말입니다.일일 기준치는 대다수의 사람들을 영양소 결핍으로부터 지켜줍니다.DRV는 권장 사항이 아니라 일반인의 최대 영양소 섭취량과 최소 영양소 섭취량을 전문가와 정책 입안자에게 교육하기 위한 영양소 참고 자료의 조합입니다.식품 라벨은 또한 DRV를 평균적인 건강한 사람을 위한 안전한 영양 지침을 만들기 위한 참고 자료로 사용합니다.

생물에서

애니멀

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프랑스 Ariège근처에서 올챙이를 먹고 있는 킹피셔

동물은 영양분을 얻기 위해 다른 생물체를 섭취하는 이종영양생물입니다.초식동물은 식물을 먹는 동물이고, 육식동물은 다른 동물을 먹는 동물이고, 잡식동물은 식물과 다른 동물을 모두 먹는 동물입니다.[19]많은 초식동물들은 소화가 안 되는 식물 셀룰로오스로부터 소화가 잘 되는 영양소를 만들어내기 위해 박테리아 발효에 의존하는 반면, 의무적인 육식동물들은 동물의 고기를 먹어야만 그들의 몸이 다른 방법으로 합성할 수 없는 특정한 비타민이나 영양소를 얻을 수 있습니다.동물들은 일반적으로 식물과 비교하여 더 높은 에너지 요구량을 가지고 있습니다.[20]동물의 생명에 필수적인 주요 영양소는 탄수화물, 아미노산, 지방산입니다.[6][21]

물을 제외한 모든 대영양소는 에너지를 위해 몸에 필요하지만, 이것이 그들의 유일한 생리적 기능은 아닙니다.음식에서 주요 영양소에 의해 제공되는 에너지는 보통 칼로리라고 불리는 킬로 칼로리로 측정됩니다. 여기서 1 칼로리는 1 킬로그램의 물을 섭씨 1도까지 끌어올리는 데 필요한 에너지의 양입니다.[22]

탄수화물은 상당한 양의 에너지를 저장하는 분자입니다.동물들은 이 에너지를 얻기 위해 탄수화물을 소화하고 대사합니다.탄수화물은 일반적으로 신진대사 과정에서 식물에 의해 합성되며, 동물들은 제한된 능력만 가지고 있기 때문에 대부분의 탄수화물을 자연에서 얻어야 합니다.당류, 올리고당류, 다당류 등이 이에 해당합니다.포도당은 탄수화물의 가장 간단한 형태입니다.[23]탄수화물은 분해되어 포도당과 짧은 사슬 지방산을 생성하는데, 초식 육상 동물에게 가장 풍부한 영양소입니다.[24]

지질은 동물들에게 지방과 기름을 제공합니다.그들은 물에 녹지 않고, 오랜 기간 동안 에너지를 저장할 수 있습니다.그들은 다양한 식물과 동물원에서 얻을 수 있습니다.대부분의 식이성 지질은 글리세롤과 지방산으로 구성된 중성지방입니다.인지질스테롤은 더 적은 양으로 발견됩니다.[25]동물의 몸은 식이 지방 섭취가 증가함에 따라 생성되는 지방산의 양을 줄이는 반면, 탄수화물 섭취가 증가함에 따라 생성되는 지방산의 양을 증가시킬 것입니다.[26]

동물이 섭취하는 단백질은 아미노산으로 분해되는데, 이것은 나중에 새로운 단백질을 합성하는데 사용될 것입니다.단백질은 세포 구조, 유체, 효소([27]생물학적 촉매)를 형성하는데 사용됩니다.효소는 DNA 복제, 복구, 전사뿐만 아니라 대부분의 대사 과정에 필수적입니다.[28]

동물의 행동의 대부분은 영양에 의해 좌우됩니다.이동 패턴계절별 번식은 먹이 공급과 함께 이루어지며, 구애 표시는 동물의 건강을 보여주는 데 사용됩니다.[29]동물들은 그들의 건강에 영향을 미치는 음식에 대한 긍정적이고 부정적인 연관성을 갖게 되고, 그들은 조건화된 음식 혐오를 통해 본능적으로 독성 부상이나 영양 불균형을 초래한 음식을 피할 수 있습니다.쥐와 같은 어떤 동물들은 영양소가 부족하지 않으면 새로운 종류의 음식을 찾지 않습니다.[30]

인간을

초기 인류의 영양은 다른 동물들과 비슷한 영양분을 찾는 것으로 이루어졌지만, 홀로세가 시작될 때 인류가 식량을 생산하기 위해 농업을 발달시킨 신석기 혁명과 함께 갈라졌습니다.18세기의 화학 혁명은 인간이 음식의 영양소를 연구하고 더 발전된 음식 준비 방법을 개발할 수 있게 했습니다.20세기 동안 경제와 기술의 주요한 발전은 대량 생산식량 강화가 인간의 영양 수요를 더 잘 충족시킬 수 있도록 했습니다.[31]인간의 행동은 인간의 영양과 밀접한 관련이 있어 생물학과 더불어 사회과학의 한 주제가 되고 있습니다.인간의 영양은 즐거움을 위해 먹는 것과 균형을 이루고 있으며, 최적의 식단은 각 사람의 인구 통계와 건강 문제에 따라 달라질 수 있습니다.[32]

인간은 다양한 음식을 먹는 잡식동물입니다.농업이 시작된 이래로 시리얼의 재배와 빵의 생산은 인간 영양의 중요한 요소를 구성해 왔습니다.초기 인류는 고기를 얻기 위해 동물을 사냥했고, 현대 인류는 고기와 달걀을 먹기 위해 동물을 길들였습니다.동물 농장의 발전은 또한 몇몇 문화권의 인간들이 다른 동물의 우유를 소비하고 치즈와 같은 음식으로 생산할 수 있게 해주었습니다.인간이 먹는 다른 음식으로는 견과류, 씨앗, 과일, 야채 등이 있습니다.식물성 기름뿐만 아니라 길들여진 동물들에 대한 접근은 사람들의 지방과 기름 섭취를 크게 증가시켰습니다.인간은 병원성 미생물의 오염을 방지하고 식품의 생산을 단순화하는 식품 가공의 진보된 방법을 개발했습니다.건조, 냉동, 가열, 밀링, 압착, 포장, 냉장, 조사 등이 여기에 해당합니다.대부분의 문화는 맛을 더하기 위해 먹기 전에 허브향신료를 첨가하지만, 대부분은 영양에 크게 영향을 미치지 않습니다.다른 첨가물들도 음식의 안전, 질, 맛, 그리고 영양성분을 향상시키기 위해 사용됩니다.[33]

인간은 대부분의 탄수화물을 곡물로부터 전분으로 얻지만, 설탕의 중요성이 커졌습니다.[23]지질은 동물성 지방, 버터 지방, 식물성 기름, 잎채소 등에 함유되어 있으며, 음식의 풍미를 증가시키는 데에도 사용됩니다.[25]단백질은 세포 물질을 구성하기 때문에 사실상 모든 음식에서 발견될 수 있지만, 특정한 음식 처리 방법은 음식에서 단백질의 양을 줄일 수 있습니다.[34]인간은 음식이자 약물인 에탄올로부터도 에너지를 얻을 수 있지만, 그것은 상대적으로 적은 필수 영양소를 제공하고 영양 결핍과 다른 건강 위험과 관련이 있습니다.[35]

인간의 경우, 영양 부족은 실명, 빈혈, 괴혈, 조산, 사산크레틴증과 같은 결핍과 관련된 질병이나 [36]비만[37] 대사증후군과 같은 영양 과잉 상태를 유발할 수 있습니다.[38]영양 장애에 영향을 받을 수 있는 다른 질환으로는 심혈관 질환,[39] 당뇨병,[40][41] 골다공증 등이 있습니다.[42]영양실조는 급성의 경우 낭비를 초래하고 만성적인 영양실조의 경우에는 마라스무스저해할 수 있습니다.[36]

길들여진 동물

사육 중인 다른 동물뿐만 아니라 애완동물, 가축, 작업동물과 같은 가축에서 영양은 동물의 사료를 통해 인간에 의해 관리됩니다.가축에게 사료사료를 공급합니다.전문 애완동물 사료는 1860년부터 제조되어 왔으며, 이후의 연구와 개발은 애완동물의 영양 수요를 해결해 왔습니다.개 사료고양이 사료는 특히 많이 연구되고 있으며 전형적으로 이 동물들에게 필수적인 모든 영양소를 포함하고 있습니다.고양이는 타우린과 같은 일부 흔한 영양소에 민감하기 때문에 고기에서 파생되는 추가적인 영양소를 필요로 합니다.작은 종의 개 사료가 흡수할 수 있는 것보다 에너지 밀도가 높기 때문에, 큰 종의 강아지들은 영양 과잉에 취약합니다.[43]

식물.

식물의 광합성 도식.생산된 탄수화물은 식물에 저장되거나 사용됩니다.

대부분의 식물은 토양이나 대기로부터 흡수된 무기물을 통해 영양분을 얻습니다.탄소, 수소, 산소, 질소, 황은 식물에서 유기물을 구성하는 필수 영양소이며 효소 처리를 가능하게 합니다.이것들중탄산염, 질산염, 암모늄, 황산염과 같은 토양에 흡수된 이온이거나 이산화탄소, 물, 산소 가스, 이산화황과 같은 가스로 흡수된 이온입니다.에스테르화에는 인, 붕소, 실리콘이 사용됩니다.이들은 토양을 통해 각각 인산, 붕산, 규산으로 얻어집니다.식물이 사용하는 다른 영양소는 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 망간, 염소, 철, 구리, 아연, 몰리브덴입니다.[44]

식물은 뿌리를 통해 토양으로부터, 공기로부터 을 통해 (주로 질소와 산소로 구성된) 필수 요소를 흡수합니다.토양에서의 영양 섭취는 뿌리털양성자 펌프를 통해 수소 이온(H+)을 토양으로 퍼내는 양이온 교환에 의해 이루어집니다.이러한 수소 이온은 음으로 대전된 토양 입자에 부착된 양이온을 변위시켜 양이온이 뿌리에 의해 흡수될 수 있도록 합니다.잎에는 기공이 열려 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출합니다.[45]지구의 대기에는 질소가 풍부하지만, 이것을 직접적으로 사용할 수 있는 식물은 거의 없습니다.그러므로 대부분의 식물들은 질소화합물이 자라는 토양에 존재하도록 요구합니다.이것은 대부분 불활성 대기 질소가 박테리아에 의해 토양에서 생물학적으로 사용 가능한 형태로 질소 고정 과정에서 변경된다는 사실에 의해 가능합니다.[46]

이 영양소들은 식물에게 에너지를 제공하지 않기 때문에, 그들은 다른 방법으로 에너지를 얻어야만 합니다.녹색 식물엽록체햇빛으로부터 에너지를 흡수하고 광합성을 통해 사용 가능한 에너지로 전환합니다.[47]

곰팡이

곰팡이는 에너지를 얻기 위해 외부 물질을 소비하는 화학 헤테로영양생물입니다.대부분의 곰팡이는 뿌리와 같은 균사체를 통해 물질을 흡수하는데, 균사체는 그 유기체의 영양분 공급원을 통해 자라고 무한히 뻗어나갈 수 있습니다.그 곰팡이는 세포 밖의 효소를 배설하여 주변 물질을 분해한 다음 세포벽을 통해 영양분을 흡수합니다.균류는 기생성, 비생식성, 공생성일 수 있습니다.기생균류는 동물, 식물, 또는 다른 균류와 같은 살아있는 숙주를 붙여서 먹습니다.사프로피틱 균류는 죽은 생물과 부패한 생물을 먹고 삽니다.공생균류는 다른 생물체 주변에서 자라고 그들과 영양분을 교환합니다.[48]

프로티스트

보호자는 동물, 식물, 곰팡이가 아닌 모든 진핵생물을 포함하며, 이는 그들 사이에 큰 다양성을 낳습니다.조류는 빛으로부터 에너지를 생산할 수 있는 광합성 생물입니다.몇몇 보호자들은 균류의 균사체와 비슷한 균사체를 사용합니다.원생동물은 이종영양원생동물이고, 다른 원생동물들은 다른 방식으로 영양분을 추구합니다.편모 원생동물은 편모를 이용해 먹이 사냥을 돕고, 일부 원생동물은 기생충 역할을 하기 위해 감염성 포자를 통해 이동합니다.[49]많은 원생동물들은 광영양학과 이형영양학적 특성을 동시에 가지고 있는 혼합영양학입니다.혼합영양 보호제는 일반적으로 한 영양원에 의존하는 반면 다른 영양원은 보충 공급원으로 사용하거나 그 주요 공급원이 없을 때 일시적인 대안으로 사용합니다.[50]

원핵생물

세포 대사의 단순화된 뷰

박테리아고균을 포함한 원핵생물은 영양 그룹에 따라 영양소를 얻는 방법이 매우 다양합니다.원핵생물은 수용성 화합물을 세포 외피를 가로질러만 운반할 수 있지만, 그들은 그들 주변의 화학 성분을 분해할 수 있습니다.일부 암석영양 원핵생물들은 무기물을 분해함으로써 영양분이 부족한 환경에서 생존할 수 있는 극한 생물입니다.[51]시아노박테리아클로로플렉시아와 같은 광영양 원핵생물은 햇빛으로부터 에너지를 얻기 위해 광합성에 참여할 수 있습니다.이것은 지열천의 매트에서 형성되는 박테리아 사이에서 흔히 볼 수 있습니다.광영양 원핵생물은 일반적으로 캘빈 사이클을 통해 이산화탄소를 흡수하여 탄소를 얻습니다.[52]

BdellovibrioEnsifer와 같은 일부 원핵생물은 포식적이고 다른 단세포 생물을 먹고 삽니다.포식성 원핵생물은 화학작용이나 무작위 충돌을 통해 다른 생물체를 찾아내고, 그 생물체와 결합하여 분해시키고, 방출된 영양분을 흡수합니다.원핵생물의 포식적 전략은 유기체의 외부 표면에 부착하여 외부적으로 분해하거나, 유기체의 세포질로 들어가거나, 유기체의 주변부 공간으로 들어가는 것을 포함합니다.포식성 원핵생물 집단은 집단적으로 가수분해 효소를 생산함으로써 애착을 포기할 수 있습니다.[53]

참고 항목

  • Liebig의 최소값 법칙 – 가장 부족한 자원으로 인해 성장이 제한됨
  • 영양소 밀도 – 단일 영양소, 영양 인자 또는 식품의 다양한 영양소 배열 중에서 종종 다른 스칼라 지수로 순서가 정해지는 설명을 그 하는 페이지
  • 영양분석
  • 자원(생물학) – 생물체가 정상적인 성장, 유지, 번식을 위해 필요한 환경의 물질 또는 물체 설명을
  • 기질(생물학) – 식물이나 동물이 서식하는 표면
  • 밀라노 2015 영양 헌장

참고문헌

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서지학

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