Ravinne

Ravinne eli ravintoaine on kemiallinen aine, jota eliöt tarvitsevat elääkseen tai kasvaakseen, taikka eliöiden aineenvaihduntaan käyttämä aine, joka niiden pitää ottaa ympäristöstä.

Ravinteita käytetään rakentamaan ja korjaamaan kudoksia, säätämään elintoimintoja ja niitä muutetaan energiaksi ja käytetään energiana. Menetelmät ravinteiden hankkimiseen vaihtelevat, eläimet ja yksisoluiset eliöt kuluttavat ruokaa, jonka ne hyödyntävät sisäisen ruuansulatusjärjestelmän kautta, mutta kasvit ottavat ravinteet itse juurillaan suoraan maasta tai ilmasta.

Orgaaniset ravinteet sisältävät hiilihydraatteja, rasvoja, proteiineja (tai niiden rakennusaineita, aminohappoja) sekä vitamiineja. Kivennäisaineet eli mineraalit ovat epäorgaanisia kemiallisia aineita. Myös vettä ja happea pidetään kasviravinteina, vaikka niitä ei lasketakaan kuuluviksi ihmisen ravintoaineisiin.

Ravinnetta sanotaan välttämättömäksi tai olennaiseksi, jos se pitää saada ulkoisesta lähteestä tai jos eliö ei pysty valmistamaan sitä synteettisesti tai tuottaa sitä riittämättömän määrän.

Ravinteiden vaikutukset riippuvat annoksesta.

Myös typpeä, fosforia ja rikkiä tarvitaan suhteellisen suuria määriä. Niin sanottu "iso kuutonen", josta käytetään myös sanaa CHONPS, sisältää kaikkien eliöiden makroravinneaineet. Kyseinen sana on yhdistelmä hiiltä, vetyä, happea, typpeä, fosforia ja rikkiä tarkoittavista jaksollisen järjestelmän kemiallisista merkeistä. Kyseisten alkuaineiden lähteenä ovat usein epäorgaaniset yhdisteet kuten hiilidioksidi, vesi, nitraatti, fosfaatti ja sulfaatti tai orgaaniset yhdisteet kuten hiilihydraatti, rasva ja, proteiini. Myös elementtiset kaksiatomiset typpiyhdisteet ja happiyhdisteet ovat usein käytettyjä.

Joitakin alkulaineita pidetään makroravinteina tietyille eliöille. Muistisääntö "HOPKiN'S Cafe Mg" ("Hopkinsin kahvimuki" englanniksi) on joidenkin opiskelijoiden käyttämä muistilista niille: vety (H), happi (O), fosfori (P), kalium (K), typpi (N), rikki (S), kalsium (Ca), rauta (Fe) ja magnesium (Mg). Pii, kloori, natrium, kupari, sinkki ja molybdeeni sisältyvät myös joskus, mutta muussa tapauksessa niitä pidetään mikroravinteina.

Välttämättömät ja ei-välttämättömät ravinteet

Ravinteet jaetaan yleensä välttämättömiin eli olennaisiin ja ei-välttämättömiin. Välttämättömiä ravinteita ei voida syntetisoida sisäisesti (joko ollenkaan tai riittävässä määrin), ja siksi eliön pitää saada niitä ympäristöstään. Ei-välttämättömät ravinteet ovat ne ravinteet, joita keho voi valmistaa, mutta jotka saatetaan ottaa myös ruuasta.

Ihmiset voivat syntetisoida muut tarvittavat aminohapot välttämättömistä ravinteista. Ihmisille välttämättömiä ravinteita ovat vitamiinit, ravintomineraalit, aminohapot sekä välttämättömät rasvahapot, Happea ja vettä ei pidetä ihmisellä ravintoaineina, vaikka ne ovatkin välttämättömiä ihmisen hengissä pysymiselle.

Kasvissyöjät saavat välttämättömät ravinteet etupäässä kasveista ja lihansyöjät lihasta tai muusta eläinperäisestä ravinnosta. Jotkut eläimet nauttivat myös mineraalipohjaisia maalajeja ruokavalion täydennykseksi.

Myös ruokien ei-välttämättömillä aineilla voi olla merkittävä hyödyllinen tai haitallinen vaikutus terveyteen. Esimerkiksi ruuansulatuskanava ei sulata monia ravintokuituja, mutta ne ovat tärkeitä muuten haitallisten aineiden ruuansulatuksessa^lähde?.

Kiinnostus fytokemikaaleihin on lisääntynyt, ne sisältävät monia ei-välttämättömiä aineita, joilla saattaa olla terveydellisiä hyötyjä.

Puutokset ja myrkyllisyys

Riittämätön määrä ravinnetta on puutos ja kasveilla sitä kutsutaan vajeeksi.

Puutokset voivat johtua lukuisista syistä mukaan lukien riittämätön ravinteiden saanti tai otto tai niiden imeytyminen elimistöön tai olosuhteet, jotka häiritsevät ravinteiden hyväksikäyttöä eliössä. Esimerkiksi jotkin aineet aiheuttavat tavanomaista suurempaa ravinteen tarvetta, jotkut olosuhteet aiheuttavat ravinteiden tuhoutumista ja jotkut olosuhteet aiheuttavat suurempaa ravinteiden tuhlaantumista.

Ravinteiden myrkyllisyys ilmenee, kun ravinteen liiallisuus aiheuttaa vahinkoa eliölle.

Ihmisen ravintoaineet

Ihmisen ravintoaineet jaetaan energia- eli perusravintoaineisiin (makroravinteet) sekä suojaravintoaineisiin. Energiaravinteita ovat hiilihydraatit, rasvat, valkuaisaineet ja alkoholi. Suojaravintoaineita taas ovat vitamiinit ja kivennäisaineet.

Kalsiumia, natriumkloridia (ruokasuola), magnesiumia, kaliumia, fosforia ja rikkiä kutsutaan joskus makromineraaleiksi, koska niitä tarvitaan suuria määriä verrattuna vitamiineihin ja muihin mineraaleihin. Hivenaineita (engl. trace element) puolestaan tarvitaan vain äärimmäisen pieninä määrinä.

Ihmisen eniten kuluttamat alkuaineet ovat hiili, vety, typpi, happi, fosfori ja rikki. Ihmiset kuluttavat eniten energiaa antavia hiilihydraatteja, proteiineja ja rasvoja, jotka ovat kemiallisia yhdisteitä. Myös vettä ja ilmakehän sisältämää happea pitää kuluttaa suuria määriä, mutta niitä ei pidetä ihmisillä ruokana tai ravinteina.

Energiaravintoaineet

Hiilihydraatit

Hiilihydraatit ovat yhdisteitä, jotka muodostuvat sokereista. Hiilihydraatit luokitellaan niiden sokeriyksiköiden mukaan: monosakkaridit (kuten glukoosi ja fruktoosi), disakkaridit (kuten sakkaroosi ja laktoosi), oligosakkaridit ja polysakkaridit (kuten tärkkelys ja β-glukaani sekä lihan ja maksan sisältämä glykogeeni). Hiilihydraatit sisältävät energiaa 4 kcal/g (17 kJ/g).

Proteiinit

Proteiinit ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka koostuvat aminohapoista, jotka yhdistyvät peptidisidoksilla. Monien eliöiden elimistö ei voi tuottaa osaa proteiineista, joten ravinnon pitää sisältää nämä välttämättömät proteiinit. Proteiinit pilkkoutuvat ruuansulatuksessa proteaasien avulla takaisin vapaiksi aminohapoiksi. Proteiinit sisältävät energiaa 4 kcal/g (17 kJ/g).

Rasvat

Rasvat muodostuvat glyseriinimolekyyleistä, joihin on kiinnittynyt kolme rasvahappoa. Rasvahapot ovat haarattomia hiilivetyketjuja yhdistyneinä vain yksinkertaisilla sidoksilla (tyydyttyneet rasvahapot) tai sekä kaksinkertaisilla että yksinkertaisilla sidoksilla (tyydyttymättömät rasvahapot). Rasvoja tarvitaan pitämään solukalvot hyvin toimivina, suojaamaan elimistöä šokkia vastaan, pitämään ruumiinlämpö tasaisena ja pitämään yllä ihon ja hiusten terveyttä. Keho ei tuota tiettyjä rasvahappoja (välttämättömät rasvahapot) ja ruokavalion pitää sisältää nämä. Rasva sisältää energiaa 9 kcal/g (~37,7 kJ/g).

Alkoholi

Etanoli (vilja-alkoholi) sisältää energiaa 7 kcal/g (~29,3 kJ/g).

Suojaravintoaineet

Vitamiinit

Vitamiinit ovat orgaanisia yhdisteitä, ja välttämättömiä keholle. Ne toimivat yleensä koentsyymeinä tai kofaktoreina monille proteiineille kehossa.

Ravintomineraalit eli kivennäisaineet

Ravintomineraalit ovat yleensä hivenaineita, suoloja, tai ioneja kuten kupari ja rauta. Jotkut näistä mineraaleista ovat välttämättömiä ihmisen aineenvaihdunnalle.

Kasviravinteet

Kasvit tarvitsevat 16 eri ravinnetta kasvuun ja yhteytykseen. Kasvit imevät itseensä ravinteita maasta tai ilmakehästä, tai vedestä (etupäässä vesikasvit). Poikkeuksena ovat lihansyöjäkasvit, jotka sulattavat ravinteet ulkoisesti eläimistä ennen niiden käyttöä.

Kasvien määrällisesti eniten kuluttamat kemialliset aineet ovat hiili, vety ja happi. Niitä on ympäristössä veden ja hiilidioksidin muodossa; energia tulee auringonvalosta. Vesi on kasveille välttämätön ravinne ja liuotin, jossa kaikki elämän kemialliset reaktiot tapahtuvat.

Kasveilla on viisi yleistä puutos- ja myrkytysoiretta. Nämä ovat kloroosi, nekroosi, antosyaanien kerääntyminen, uuden kasvun loppuminen ja hidastuva tai vähentyvä kasvu. Kloroosi merkitsee kudosten kellastumista, jonka aiheuttaa klorofyllisynteesin vaje. Nekroosi merkitsee kudoksen kuolemaa. Antosyaanien kerääntymisestä seuraa lehtien tai varsien tai molempien muuttuminen purppuran tai punaisen värisiksi.

Ylimäärä kasvien ravinteita ympäristössä voi aiheuttaa liiallista kasvin tai levän kasvua. Rehevöityminen, kuten tätä prosessia kutsutaan, aiheuttaa epätasapainoa populaatiolukumäärissä ja muissa ravinteissa, jotka voivat aiheuttaa vahinkoa tietyille lajeille. Esimerkiksi leväkukinta voi vähentää happea, jota kalat hengittävät. Syihin kuuluvat vesien saastuminen jätevesistä ja valumisesta maatiloilta, joilta kantautuu liikaa maatalouslannoitteita. Typpi ja fosfori ovat yleisin rajoittava tekijä kasvulle ja siksi todennäköisin laukaisija rehevöitymiselle kun niitä tuotetaan keinotekoisesti.

Katso myös

• Terveellinen ruokavalio
• Lannoite
• Hivenaine
• Ravinto
• Energiaravintoaine