Углеводы как главный источник энергии в организме человека (стр. 1 из 2)
Углеводы – главный источник энергии в организме человека.
Общая формула углеводов Сn(h3O)m
Углеводы — вещества состава СмН2пОп, имеющие первостепенное биохимическое значение, широко распространены в живой природе и играют большую роль в жизни человека. Углеводы входят в состав клеток и тканей всех растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле. На долю углеводов приходится около 80 % сухого вещества растений и около 20 % животных. Растения синтезируют углеводы из неорганических соединений — углекислого газа и воды (СО2 и Н2О).
Запасы углеводов в виде гликогена в организме человека составляют примерно 500 г. Основная масса его (2/3) находится в мышцах, 1/3 – в печени. В промежутках между приемами пищи гликоген распадается на молекулы глюкозы, что смягчает колебания уровня сахара в крови. Запасы гликогена без поступления углеводов истощаются примерно за 12-18 часов. В этом случае включается механизм образования углеводов из промежуточных продуктов обмена белков. Это обусловлено тем, что углеводы жизненно необходимы для образования энергии в тканях, особенно мозга. Клетки мозга получают энергию преимущественно за счет окисления глюкозы.
Виды углеводов
Углеводы по своей химической структуре можно разделить на простые углеводы (моносахариды и дисахариды) и сложные углеводы (полисахариды).
Простые углеводы (сахара)
Глюкоза – наиболее важный из всех моносахаридов, так как она является структурной единицей большинства пищевых ди- и полисахаридов. В процессе обмена веществ они расщепляются на отдельные молекулы моносахаридов, которые в ходе многостадийных химических реакций превращаются в другие вещества и в конечном итоге окисляются до углекислого газа и воды – используются как «топливо» для клеток. Глюкоза – необходимый компонент обмена углеводов. При снижении ее уровня в крови или высокой концентрации и невозможности использования, как это происходит при диабете, наступает сонливость, может наступить потеря сознания ( гипогликемическая кома ).
Глюкоза «в чистом виде», как моносахарид, содержится в овощах и фруктах. Особенно богаты глюкозой виноград – 7,8%, черешня, вишня – 5,5%, малина – 3,9%, земляника – 2,7%, слива – 2,5%, арбуз – 2,4%. Из овощей больше всего глюкозы содержится в тыкве – 2,6%, в белокочанной капусте – 2,6%, в моркови – 2,5%.
Глюкоза обладает меньшей сладостью, чем самый известный дисахарид – сахароза. Если принять сладость сахарозы за 100 единиц, то сладость глюкозы составит 74 единицы.
Фруктоза является одним из самых распространенных углеводов фруктов. В отличие от глюкозы она может без участия инсулина проникать из крови в клетки тканей. По этой причине фруктоза рекомендуется в качестве наиболее безопасного источника углеводов для больных диабетом. Часть фруктозы попадает в клетки печени, которые превращают ее в более универсальное «топливо» — глюкозу, поэтому фруктоза тоже способна повышать сахара в крови, хотя и в значительно меньшей степени, чем другие простые сахара. Фруктоза легче, чем глюкоза, способна превращаться в жиры. Основным преимуществом фруктозы является то, что она в 2,5 раза слаще глюкозы и в 1,7 – сахарозы. Ее применение вместо сахара позволяет снизить общее потребление углеводов.
Основными источниками фруктозы в пище являются виноград – 7,7%, яблоки – 5,5%, груши – 5,2%, вишня, черешня – 4,5%, арбузы – 4,3%, черная смородина – 4,2%, малина – 3,9%, земляника – 2,4%, дыни – 2,0%. В овощах содержание фруктозы невелико – от 0,1% в свекле до 1,6% в белокочанной капусте. Фруктоза содержится в меде – около 3,7%. Достоверно доказано, что фруктоза, обладающая значительно более высокой сладостью, чем сахароза, не вызывает кариеса, которому способствует потребление сахара.
Галактоза в продуктах в свободном виде не встречается. Она образует дисахарид с глюкозой – лактозу (молочный сахар) – основной углевод молока и молочных продуктов.
Лактоза расщепляется в желудочно-кишечном тракте до глюкозы и галактозы под действием фермента лактазы. Дефицит этого фермента у некоторых людей приводит к непереносимости молока. Нерасщепленная лактоза служит хорошим питательным веществом для кишечной микрофлоры. При этом возможно обильное газообразование, живот «пучит». В кисломолочных продуктах большая часть лактозы сброжена до молочной кислоты, поэтому люди с лактазной недостаточностью могут переносить кисломолочные продукты без неприятных последствий. Кроме того, молочнокислые бактерии в кисломолочных продуктах подавляют деятельность кишечной микрофлоры и снижают неблагоприятные действия лактозы.
Галактоза, образующаяся при расщеплении лактозы, превращается в печени в глюкозу. При врожденном наследственном недостатке или отсутствии фермента, превращающего галактозу в глюкозу, развивается тяжелое заболевание — галактоземия, которая ведет к умственной отсталости.
Содержание лактозы в коровьем молоке составляет 4,7%, в твороге – от 1,8% до 2,8%, в сметане – от 2,6 до 3,1%, в кефире – от 3,8 до 5,1%, в йогуртах – около 3%.
Сахароза — это дисахарид, образованный молекулами глюкозы и фруктозы. Содержание сахарозы в сахаре 99,5%. То, что сахар – это «белая смерть», любители сладкого знают так же хорошо, как курильщики то, что капля никотина убивает лошадь. К сожалению, обе эти прописные истины чаще служат поводом для шуток, чем для серьезных размышлений и практических выводов.
Сахар быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте, глюкоза и фруктоза всасываются в кровь и служат источником энергии и наиболее важным предшественником гликогена и жиров. Его часто называют «носителем пустых калорий», так как сахар – это чистый углевод и не содержит других питательных веществ, таких, как, например, витамины, минеральные соли. Из растительных продуктов больше всего сахарозы содержится в свекле – 8,6%, персиках – 6,0%, дынях – 5,9%, сливах – 4,8%, мандаринах – 4,5%. В овощах, кроме свеклы, значительное содержание сахарозы отмечается в моркови – 3,5%. В остальных овощах содержание сахарозы колеблется от 0,4 до 0,7%. Кроме собственно сахара, основными источниками сахарозы в пище являются варенье, мед, кондитерские изделия, сладкие напитки, мороженое.
При соединении двух молекул глюкозы образуется мальтоза — солодовый сахар. Ее содержат мед, солод, пиво, патока и хлебобулочные и кондитерские изделия, изготовленные с добавлением патоки.
Сложные углеводы
Все полисахариды, представленные в пище человека, за редкими исключениями, являются полимерами глюкозы.
Крахмал – основной из перевариваемых полисахаридов. На его долю приходится до 80% потребляемых с пищей углеводов.
Источником крахмала служат растительные продукты, в основном злаковые: крупы, мука, хлеб, а также картофель. Больше всего крахмала содержат крупы: от 60% в гречневой крупе ( ядрице ) до 70% — в рисовой. Из злаков меньше всего крахмала содержится в овсяной крупе и продуктах ее переработки: толокне, овсяных хлопьях «Геркулес» — 49%. Макаронные изделия содержат от 62 до 68% крахмала, хлеб из ржаной муки в зависимости от сорта – от 33% до 49%, пшеничный хлеб и другие изделия из пшеничной муки – от 35 до 51% крахмала, мука – от 56 ( ржаная ) до 68% ( пшеничная высшего сорта ). Крахмала много и в бобовых продуктах – от 40% в чечевице до 44% в горохе. По этой причине сухие горох, фасоль, чечевицу, нут относят к зернобобовым. Особняком стоят соя, которая содержит только 3,5% крахмала, и соевая мука ( 10-15,5% ). По причине высокого содержания крахмала в картофеле ( 15-18% ) в диетологии его относят не к овощам, где основные углеводы представлены моносахариды и дисахаридами, а к крахмалистым продуктам наравне со злаковыми и зернобобовыми.
В топинамбуре и некоторых других растениях углеводы запасаются в виде полимера фруктозы — инулина. Пищевые продукты с добавкой инулина рекомендуют при диабете и особенно – для его профилактики (напомним, что фруктоза дает меньшую нагрузку на поджелудочную железу, чем другие сахара).
Гликоген — «животный крахмал» — состоит из сильно разветвленных цепочек молекул глюкозы. Он в небольших количествах содержится в животных продуктах (в печени 2-10%, в мышечной ткани – 0,3-1%).
Продукты с высоким содержанием углеводов
Наиболее распространенными углеводами являются глюкоза, фруктоза и сахароза, входящие в состав овощей, фруктов и меда. Лактоза входит в состав молока. Сахар-рафинад представляет собой соединение фруктозы и глюкозы.
Глюкоза играет центральную роль в процессе обмена веществ. Она является поставщиком энергии для таких органов, как головной мозг, почки, и способствует выработке красных кровяных телец.
Человеческий организм не в состоянии делать слишком большие запасы глюкозы и потому нуждается в ее регулярном пополнении. Но это не значит, что нужно есть глюкозу в чистом виде. Гораздо полезнее употреблять ее в составе более сложных углеводных соединений, например, крахмала, который содержится в овощах, фруктах, зерновых. Все эти продукты, кроме того, являются настоящим кладезем витаминов, клетчатки, микроэлементов и других полезных веществ, помогающих организму бороться со многими болезнями. Полисахариды должны составлять большую часть всех поступающих в наш организм углеводов.
Важнейшие источники углеводов
Главными источниками углеводов из пищи являются: хлеб, картофель, макароны, крупы, сладости. Чистым углеводом является сахар. Мёд, в зависимости от своего происхождения, содержит 70—80 % глюкозы и фруктозы.
Для обозначения количества углеводов в пище используется специальная хлебная единица.
К углеводной группе, кроме того, примыкают и плохо перевариваемые человеческим организмом клетчатка и пектины.
Углеводы применяют в качестве:
— лекарственных средств,
— для производства бездымного пороха (пироксилина),
— взрывчатых веществ,
— искусственных волокон (вискоза).
— огромное значение имеет целлюлоза как источник для получения этилового спирта
mirznanii.com
Углеводы как источник оперативной энергии
Привет, мой прекрасный телом и душой читатель!Сегодня поговорим еще об одном элементе питания – углеводах.
Углеводы — главный источник энергии для всех процессов в организме: сжигание 1 грамма углеводов дает 4 килокалории.
Конечно, энергию можно извлекать также из жиров и белков, но природой задумано, что первыми «в топку» отправляются именно углеводы. Дело в том, что углеводы – единственные макроэлементы, которые практически не накапливаются в организме надолго. Время их жизни исчисляется минутами и часами, в то время как жир может храниться в организме многие годы. По этой причине наше тело считает наилучшим источником оперативной энергии именно углеводы, а вот стратегическим запасом является как раз жир.
Белок же в первую очередь должен идти на восстановление и рост тканей. При необходимости организм может извлечь энергию и из него, но это будет не оптимально. Скажем, хирург вполне может поднять доставленную ему стиральную машину на свой девятый этаж. Сам напряжётся или друга позовёт, но с задачей справится. Однако изначально это работа грузчиков: они к ней привычны, они сделают её быстрее, легче и грамотнее. А хирург пусть режет и зашивает людей – вот его главная функция.
В организме аналогично: у всего своя функция. При сбалансированном, полноценном питании все макроэлементы выполняют свои первичные задачи, а главная функция углеводов – обеспечение нашего тела оперативной энергией.
Какими же бывают углеводы?
Углеводы быстрыми и медленными, или, иначе говоря, сложными и простыми.
Запомнить легко: медленные (сложные) углеводы дают медленно расходуемую энергию, а быстрые (простые) дают энергию настолько быстро, что, можно сказать, практически вбрасывают ее.
Какие углеводы нужны нам больше, а какие – меньше? Какие полезнее, какие вреднее? На самом деле, природой не зря придуманы разные углеводы, ибо все они необходимы. Но, как и с другими элементами (да и, в принципе, со многим в жизни), важна мера. Так, быстрые углеводы придутся очень кстати утром, во время первого приема пищи. Смотри: ты только проснулся, и мозгу требуется оперативно включиться в работу, чтобы тело начало совершать простейшие действия. Для этого даем ему небольшую дозу быстрых углеводов, которые мгновенно попадут в кровь и запустят шестеренки. Быстрые (простые) углеводы – это по сути сахара (то есть, сладости), а также картофель.
Эталоном быстрого сахара является глюкоза, до которой расщепляются все углеводы. К ней близок обычный рафинированный сахар, который мы кладем в чай. Однако в нем практически нет никакой ценности, кроме энергетической. Поэтому я рекомендую на завтрак есть мед или пару квадратиков черного шоколада. Эти продукты – тоже простые углеводы, но кроме того еще и очень полезные. Логично, что пирожные и торты – тоже быстрые углеводы. Но особой пользы в них нет (кроме удовольствия от вкуса), поэтому не стоит употреблять их слишком часто. Запомните: быстрые углеводы в больших количествах так же быстро откладываются в виде жировых запасов. А такой цели у нас нет. Разве что если вы не метите в сумоисты.
Однако, если предстоит некая тяжелая физическая работа (к примеру, разгрузить вагон цемента), то кусок торта, съеденный непосредственно перед началом разгрузки, не отложится в жир, поскольку извлеченная из него энергия будет немедленно потрачена на эту нелегкую работу, причем, скорее всего, без остатка. А вот та же «шапка Гугуцэ», съеденная вечером у телевизора, почти гарантированно отправится прямиком в жирок, потому что потратиться этой «быстрой» энергии будет не на что.
Как вы уже, вероятно, поняли, львиную долю энергии организм должен получать из продуктов, богатых медленными углеводами. В первую очередь, это все злаки (гречка, рис, ячмень, овес и т.д.). Отрубной и цельнозерновой черный хлеб, макароны из твердых сортов пшеницы – все это медленные углеводы. Таким образом, злаки – это медленные углеводы, которых в нашем рационе должно быть гораздо больше, чем быстрых, содержащихся в сладком, мучном и фруктах.
Но вот вопрос: а все ли медленные углеводы одинаково «медленны», и все ли быстрые – одинаково «быстры»? То есть, можно ли каким-то образом измерить скорость, с которой высвобождаемая из углеводов энергия становится доступной нашему организму в виде глюкозы? Можно. Индикатором здесь служит уровень сахара в крови. Можно ставить опыты и измерять его в домашних условиях, но за тебя это давно сделали дипломированные специалисты в своих лабораториях. Они измеряли уровень сахара в крови сразу после употребления того или иного продукта. Разная скорость выброса сахара привела к введению такого понятия как гликемический индекс (ГИ).
За эталон скорости, с которой тот или иной продукт расщепляется в организме, была взята глюкоза — ее гликемический индекс равен 100 единицам.
Все продукты, расщепляясь, высвобождают глюкозу, поступающую в кровь, следовательно, и сравниваются по этому параметру именно с чистой глюкозой. Изначально все это нужно было для составления оптимального рациона диабетиков, но вскоре стало очевидно, что иметь представление о ГИ полезно всем.
Итак, гликемический индекс глюкозы равен 100, риса – от 45 до 70 (в зависимости от сорта и степени обработки), а вот индекс гречки – не больше 45. У фруктов и ягод ещё ниже – от 20 до 40 (за исключением бананов и ананасов – у них больше 60), почти у всех овощей ГИ и того меньше – 10-20, а вот индекс жареного картофеля, к примеру, равен 95. Это означает, что сразу после употребления его в пищу, уровень сахара в крови возрастает почти так же быстро, как после употребления чистой глюкозы. То есть, организм почти мгновенно расщепляет картофель и извлекает из него энергию.
Таблицы продуктов с указанием ГИ в изобилии представлены в интернете. Но рекомендую знать навскидку ГИ тех продуктов, которые вы ежедневно употребляете в пищу.
В целом, отдавайте предпочтение продуктам с низким ГИ (до 50 единиц). Они должны составлять основу рациона, но не стоит кидаться в крайности, ведь быстрые сахара тоже не зря придуманы природой. Употребляйте их в первой половине дня или тогда, когда вы наиболее активны и энергия будет с большой долей вероятности потрачена (и желательно, на хорошие дела), а не отложится в виде жира. Помните: в питании всегда нужна мера.
Возможно, теперь вы больше времени проводите за изучением меню и бесите этим друзей, но, согласитесь: это лучше, чем шутки про широкую кость.
(1758)
comments powered by HyperCommentsУглеводы и их роль в жизнедеятельности клетки
- ГДЗ
- 1 Класс
- Математика
- Английский язык
- Русский язык
- Немецкий язык
- Информатика
- Основы здоровья
- Музыка
- Литература
- Человек и мир
- Технология
- 2 Класс
- Математика
- Английский язык
- Русский язык
- Немецкий язык
- Украинский язык
- Информатика
- Природоведение
- Основы здоровья
- Музыка
- Литература
- Окружающий мир
- Технология
- 3 Класс
- Математика
- Английский язык
- Русский язык
- Немецкий язык
- Украинский язык
- Информатика
- Музыка
- Литература
- Окружающий мир
- Технология
- Испанский язык
- Казахский язык
- 4 Класс
- Математика
- Английский язык
- Русский язык
- Немецкий язык
- Украинский язык
- Информатика
- Основы здоровья
- Музыка
- Литература
- Окружающий мир
resheba.me
Углеводы — основной источник энергии
С пищей поступают простые и сложные углеводы. Основными простыми углеводами являются глюкоза, фруктоза, сахароза и лактоза. Сложные — крахмал, гликоген, клетчатка, пектин. Углеводы необходимы для нормального обмена белков и жиров, в комплексе с белками они образуют некоторые гормоны, ферменты и другие биологически важные соединения. Большое значение в питании имеют клетчатка и пектины, хотя они почти не перевариваются в кишечнике и не являются источниками энергии. Углеводы содержатся главным образом в растительных продуктах: много их в хлебобулочных, макаронных и кондитерских изделиях, крупах, бобовых, сухофруктах, картофеле, винограде, бананах, финиках, мороженом; мало (менее 10 г в 100 г съедобной части продукта) в большинстве овощей, фруктов и ягод, грибах, молочных продуктах без добавления сахара.
Простые углеводы и крахмал хорошо усваиваются, но с разной скоростью. Быстро всасывается из кишечника глюкоза, медленнее — фруктоза; их источником являются фрукты, ягоды, некоторые овощи и мед. Глюкоза и фруктоза используются в организме как источники энергии и для образования гликогена — резервного углевода в печени и мышцах. Глюкоза — главный поставщик энергии для мозга.
Фруктоза почти не требует для своего усвоения гормона инсулина, что позволяет рекомендовать ее источники при сахарном диабете. Основными поставщиками сахарозы служат сахар, кондитерские изделия, варенье, мороженое, сладкие напитки, а также некоторые овощи и фрукты (свекла, морковь, персики, сливы, абрикосы и др.). В кишечнике сахароза расщепляется на глюкозу и фруктозу.
Лактоза содержится в молочных продуктах. При недостатке фермента лактозы в кишечнике нарушается распад лактозы на глюкозу и галактозу. Возникает непереносимость молочных продуктов с явлениями вздутия живота, поносами, болями. Лактоза нормализует деятельность полезной кишечной микрофлоры, уменьшает процессы гниения в кишечнике. В кисломолочных продуктах лактозы меньше, чем в молоке, так как при сквашивании молока из лактозы образуется молочная кислота. Если сладость сахарозы (то есть обычного сахара) принять за 100, то сладость фруктозы — 173, глюкозы — 74, лактозы — только 16.
Крахмал составляет около 80% всех углеводов в питании, его главные источники — крупы и бобовые, хлеб, мучные и макаронные изделия, картофель. Он медленно переваривается, расщепляясь в кишечнике до глюкозы. Легче переваривается крахмал из риса, манной крупы, саго. Крахмал в натуральном виде, например, в киселях, усваивается очень быстро. В пищевых продуктах, кроме печени, очень мало гликогена — углевода животных тканей. Потребление , как источника углеводов богатой крахмалом пищи, а также овощей и фруктов лучше, чем потребление такого рафинированного (очищенного) углевода, как сахар и богатых им продуктов. С первой группой поступают не только углеводы, но и витамины группы В, минеральные вещества, клетчатка, пектины, а сахар представляет собой чистую сахарозу без других пищевых веществ.
Углеводы могут образоваться в организме из жиров и белков. Однако длительный их недостаток в питании ведет к нарушению обмена жиров и белков с накоплением в крови вредных продуктов неполного окисления жирных кислот и аминокислот. Серьезное последствие углеводной недостаточности — снижение уровня глюкозы в крови (гипогликемия), к которому особенно чувствительна центральная нервная система. Возникают слабость, СОНЛИВОСТЬ, головокружение, головные боли, чувство голода, тошнота, потливость, дрожь в руках. Эти явления быстро проходят после приема сахара.
Избыточное потребление углеводов распространенная причина нарушения обмена веществ, способствующая развитию ряда заболеваний. При рациональном питании до 30% углеводов пищи способно переходить в жиры. При избытке углеводов, особенно за счет легкоусвояемых, этот процент значительно выше. На фоне повышенной энергоценности рациона такое питание ведет к ожирению. В этом случае важно ограничение углеводов.
К неусвояемым углеводам относятся клетчатка, образующая оболочки растительных клеток, и пектины, связывающие эти клетки между собой. Клетчатка стимулирует двигательную функцию кишечника, желчеотделение, формирует каловые массы, создает чувство насыщения. Ею богаты отруби пшеничные, крупы (кроме риса, саго, манной), бобовые, сухофрукты, грибы, диетические виды хлеба с добавлением дробленых зерен или отрубей, орехи, некоторые овощи и плоды — морковь, капуста, горошек зеленый, баклажаны, перец сладкий, финики, инжир, смородина, крыжовник, черника, айва, апельсины и др. Протирание продуктов уменьшает действие клетчатки.
Пектинами насыщены фрукты, ягоды, некоторые овощи (свекла, морковь и др.). Они впитывают в себя вредные вещества в кишечнике, уменьшают в нем гнилостные процессы, способствуют заживлению его слизистой оболочки, выводят из организма холестерин. Эти свойства пектинов используют при заболеваниях кишечника.
Влияние на организм клетчатки и пектинов следует рассматривать как часть общею действия пищевых волокон комплекса, состоящего из клетчатки (целлюлозы), гемицеллюлозы, пектинов, лигнина и др. Длительный недостаток их в питании ведет к запорам, способствует возникновению полипоза и рака толстой и прямой кишки, геморроя, является одним из факторов развития желчнокаменной болезни. Избыточное потребление пищевых волокон ведет к брожению в толстой кишке, усиленному газообразованию с явлениями метеоризма (вздутия живота), ухудшению усвоения белков, кальция, железа и других пищевых веществ.
Средняя суточная потребность в углеводах — 350-400 г, из которых 80-85% должно обеспечиваться крахмалом, 15-20% — легкоусвояемыми простыми углеводами.
Содержание всех углеводов или только легкоусвояемых уменьшают в диетах при хроническом панкреатите, состояниях после резекции желудка и ряде других заболеваний- Пищевые волокна, особенно богатые клетчаткой продукты, ограничивают в механически щадящих диетах при обострении заболеваний органов пищеварения. Увеличивают в диетах при ожирении, желчнокаменной болезни, хронических холециститах с застоем желчи, запорах.
xn--d1abblrh2byewa.xn--p1ai
Углеводы (сахара) – главный источник энергии для организма — Как питаться правильно? — Здоровое питание
Для того, чтобы как можно дольше оставаться в хорошей форме и отличном самочувствии, нужно поддерживать в рационе здоровый баланс углеводов — как избыток, так и недостаток этой важной части рациона приводит к неблагоприятным последствиям. Контроль потребления углеводов вы легко осуществите с помощью нашего счетчика калорий, а необходимые знания по теме получите на этой странице.
Углеводы представляют собой макронутриенты, которые являются основной частью пищевого рациона человека.
Молекулы всех углеводов состоят из атомов углерода, кислорода и водорода. Углеводы пищи делятся на простые углеводы (сахара) и сложные углеводы (полисахариды).
Простые углеводы (сахара).
Молекулы простых сахаров состоят из неразветвленных углерод-углеродных цепей с различным числом атомов углерода. В пищевых продуктах наиболее широко представлены глюкоза, фруктоза и галактоза.
Глюкоза (виноградный сахар) содержится во многих фруктах, ягодах, меде, зеленых частях растений. Глюкоза входит в состав сахарозы, крахмала, клетчатки, высокомолекулярного полисахарида инулина.
Фруктоза (фруктовый сахар, левулеза) содержится в меде, фруктах, ягодах, семенах некоторых растений.
Галактоза — единственный моносахарид животного происхождения входит в состав лактозы (молочного сахара).
Наибольшее значение для питания человека имеют дисахариды — сахароза, лактоза и мальтоза. В состав молекулы каждого из этих дисахаридов входит глюкоза, вторым сахаром может быть глюкоза, галактоза или фруктоза.
Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар) состоит из глюкозы и фруктозы.
Мальтоза (солодковый сахар) состоит из двух остатков глюкозы, является основным структурным компонентом крахмала и гликогена.
Лактоза (молочный сахар) состоит из глюкозы и галактозы, в свободном виде присутствует в молоке всех млекопитающих.
Сложные углеводы (полисахариды) делятся на усваиваемые (крахмальные) полисахариды и неусваиваемые (некрахмальные) полисахариды.
Усваиваемые (крахмальные) полисахариды представлены в основном крахмалом и гликогеном.
Крахмал — основной резервный полисахарид растений состоит из амилозы и разветвленного амилопектина; накапливается в виде крахмальных зерен в клетках луковиц, клубней, корневищ, семян растений.
Гликоген — разветвленный полисахарид, молекулы которого построены из остатков глюкозы, представляет собой быстро реализуемый резерв живых организмов.
Так же выделяют группу «модифицированных» крахмалов, все шире используемых в пищевой промышленности. Это крахмалы, чьи свойства модифицированы путем физических, химических или биологических воздействий. Модифицированные крахмалы используют в хлебобулочной и кондитерской промышленности, например, для получения безбелковых продуктов для диетического питания.
Неусваиваемые (некрахмальные) полисахариды — пищевые волокна, которые, в отличие от крахмала, не перевариваются пищеварительными ферментами. Источником пищевых волокон для организма являются зерна злаков, фрукты и овощи. Неусваиваемые углеводы не расщепляются ферментами, секретируемыми в пищеварительном тракте человека.
К неусваиваемым углеводам относятся, в первую очередь, глюкановые полисахариды: целлюлоза (клетчатка), гемицеллюлоза, пектиновые вещества, лигнин, камеди и слизи. Эту группу полисахаридов называют пищевыми волокнами, которые рассматриваются как вещества, необходимые для нормального функционирования желудочно-кишечного тракта.
Клетчатка (целлюлоза) — самый распространенный в природе некрахмальный полисахарид. Клетчатка входит в состав клеточных стенок всех растений, служит опорным материалом и придает им прочность. Клетчатка не растворима в воде, но может связывать значительное количество воды (до 0,4 г воды на 1 г клетчатки).
Гемицеллюлозы образуют вместе с целлюлозой клеточные стенки растительных тканей. Их содержание в растениях может достигать 40 %. В клеточных стенках гемицеллюлоза вместе с лигнином выполняет функции цементирующего материала. Она содержится в оболочках зерен, «корочках» некоторых фруктов, скорлупе семечек и орехов. Гемицеллюлозы также способны удерживать воду.
Пектиновые вещества, кислые полисахариды растений, присутствующие в клеточной стенке, межклеточном веществе, клеточном соке, накапливаются в плодах и корнеплодах. В большом количестве пектины содержатся в яблоках, лимонах, сахарной свекле. В присутствии сахаров и кислот пектины способны образовывать гели, что используется в пищевой промышленности при производстве желе, мармелада и джемов.
Лигнин, слизи, смолы не являются полисахаридами, но представляют собой высокомолекулярные вещества, которые так же относят к группе пищевых волокон. Рекомендуемая среднесуточная норма потребления пищевых волокон — 20 г. Пищевые волокна положительно влияют на функции толстого кишечника, стимулируют перистальтику, а также способствуют усилению выделения желчи.
Углеводы в пищевых продуктах и в организме человека
Основная функция углеводов — обеспечение энергетических затрат организма (на углеводы приходится от 55 до 75 % калорийности пищи).
Количество и состав углеводных компонентов пищи очень важны для поддержания здоровья. Средний уровень углеводов в пищевом рационе людей составляет около 60 %.
Среднестатистический здоровый человек должен потреблять в сутки от 350 до 500 г углеводов, для людей с усиленной физической или умственной нагрузкой потребление углеводов может увеличиваться до 700 г и выше. Более половины углеводов поступает в организм с зерновыми продуктами, около четверти — с сахаром и сахаросодержащими продуктами, с овощами от 10 до 15 %, с фруктами от 5 до 10 %.
В растительных продуктах содержатся как простые углеводы (сахара), так и полисахариды — крахмал, гликоген и пищевые волокна. По мере созревания во фруктах увеличивается количество простых сахаров, а содержание крахмала уменьшается. Поэтому зрелые фрукты становятся более сладкими.
При попадании в организм человека переваривание и усвоение углеводов происходит с разной скоростью. Это связано с тем, что для утилизации их организмом все углеводы должны быть гидролизованы ферментами пищеварительного тракта до простых сахаров.
Простые сахара — глюкоза и фруктоза усваиваются быстро и легко.
Дисахариды — сахароза, лактоза, мальтоза усваиваются медленнее, т.к. предварительно должны быть гидролизованы до простых сахаров. Лактоза — наиболее важный углевод в питании новорожденных и детей младшего возраста.
Крахмал и гликоген до усвоения проходят еще более долгий путь гидролиза до глюкозы. Больше всего крахмала содержится в хлебопродуктах, семенах бобовых растений, картофеле. Наибольшей пищевой ценностью обладают альдозы (глюкоза, галактоза, манноза, ксилоза) и кетозы (фруктоза). Потребление глюкозы и фруктозы — двух наиболее распространенных в природе моносахаридов — достигает 20 % общего потребления углеводов.
Для оценки пищевой ценности углеводов используется гликемический индекс. Эта расчетная величина отражает способность поступивших в организм углеводов повышать уровень глюкозы в крови. Наиболее высокий гликемический индекс характерен для чистой глюкозы и мальтозы, а также для углеводов, содержащихся в картофеле, моркови, меде, кукурузных хлопьях, пшеничном хлебе.
Еще одной характеристикой углеводов является их сладость. В наибольшей мере сладкий вкус присущ фруктозе и глюкозе, сахарозе, некоторым сахароспиртам (мальтитол, маннит, сорбит). Искусственные заменители сахара (сахарин, аспартам) по «сладости» в сотни раз превосходят натуральные углеводы. Поэтому заменители сахара используют в тех случаях, когда необходимо придать продуктам сладкий вкус, не увеличивая их калорийность.
Пищевые волокна — целлюлоза, пектин, гемицеллюлоза организмом не усваиваются, но частично расщепляются под влияниям ферментов, вырабатываемых микрофлорой толстого кишечника.
Переваривание углеводов начинается в ротовой полости, где амилаза слюны частично расщепляет крахмал. Дисахариды расщепляются до глюкозы ферментами сахаразой, лактазой и мальтазой. После всасывания в кровь моносахара поступают в печень, где фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу.
Глюкоза является основным источником энергии для мышц, нервной системы и других тканей. Энергия выделяется при окислении глюкозы. Если содержание глюкозы превышает уровень, необходимый для получения нужного количества энергии, то происходит ее резервирование в виде гликогена. Запасы гликогена в мышцах и печени человека могут достигать от 300 до 400 г.
Когда запасы гликогена достигают максимального уровня, из глюкозы синтезируются жиры, которые откладываются в жировых клетках. При повышении энергетических затрат гликоген снова превращается в глюкозу.
Хотя среднесуточное поступление глюкозы в чистом виде в организм человека относительно невелико (от 15 до 18 г), много глюкозы поступает в связанном виде — в составе дисахаридов, крахмала. Для выполнения своих функций центральная нервная система расходует около 140 г глюкозы за сутки, эритроциты крови — 40 г, мышечная ткань расходует глюкозу также в больших количествах, в зависимости от выполняемой физической работы.
При недостатке углеводов в организме появляются слабость, головокружение, головная боль, чувство голода, сонливость, потливость, дрожь в руках.
Избыточное (превышающее энергетические потребности организма) потребление углеводов также приводит к нежелательным последствиям. «Лишняя» глюкоза превращается в жир, что приводит к увеличению массы тела.
Что касается не усваиваемых пищевых волокон, то, помимо их исключительной роли для процессов пищеварения, очень важна способность выводить из организма токсические вещества. Так, одним из важнейших свойств пектиновых веществ является образование молекулами пектина комплексов с ионами тяжелых металлов и радионуклидов. Поэтому дополнительные количества пектина рекомендуется включать в рацион питания лиц, контактирующих с соединениями тяжелых металлов или находящихся в среде, загрязненной радионуклидами.
Лигнины способны связывать соли желчной кислоты и другие органические вещества. Это детоксицирующее свойство позволяет использовать их в программах комплексной профилактики нарушений жирового обмена, атеросклероза, сахарного диабета, желчнокаменной болезни.
Материал подготовлен по учебному пособию «Основы здорового питания» А.В. Скального, И. А. Рудакова и др.
Школа питания: загляните на следующий урок ->
daily-menu.ru
Энергия в клетке. Использование и хранение / Habr
Всем привет! Эту статью я хотел посвятить клеточному ядру и ДНК. Но перед этим нужно затронуть то, как клетка хранит и использует энергию (спасибо spidgorny). Мы будем касаться вопросов связанных с энергией почти везде. Давайте заранее в них разберемся.
Из чего можно получать энергию? Да из всего! Растения используют световую энергию. Некоторые бактерии тоже. То есть органические вещества синтезируются из неорганических за счет световой энергии. + Есть хемотрофы. Они синтезируют органические вещества из неорганических за счет энергии окисления аммиака, сероводорода и др. веществ. А есть мы с вами. Мы — гетеротрофы. Кто это такие? Это те, кто не умеет синтезировать органические вещества из неорганических. То есть хемосинтез и фотосинтез, это не для нас. Мы берем готовую органику (съедаем). Разбираем ее на кусочки и либо используем, как строительный материал, либо разрушаем для получения энергии.
Что конкретно мы можем разбирать на энергию? Белки (сначала разбирая их на аминокислоты), жиры, углеводы и этиловый спирт (но это по желанию). То есть все эти вещества могут быть использованы, как источники энергии. Но для ее хранения мы используем жиры и углеводы. Обожаю углеводы! В нашем теле основным запасающим углеводом является гликоген.
Он состоит из остатков глюкозы. То есть это длинная, разветвленная цепочка, состоящая из одинаковых звеньев (глюкозы). При необходимости в энергии мы отщепляем по одному кусочку с конца цепи и окисляя его получаем энергию. Такой способ получения энергии характерен для всех клеток тела, но особенно много гликогена в клетках печени и мышечной ткани.
Теперь поговорим о жире. Он хранится в специальных клетках соединительной ткани. Имя им — адипоциты. По сути это клетки с огромной жировой каплей внутри.
При необходимости, организм достает жир из этих клеток, частично расщепляет и транспортирует. По месту доставки происходит окончательное расщепление с выделением и преобразованием энергии.
Довольно популярный вопрос: «Почему нельзя хранить всю энергию в виде жира, или гликогена?»
У этих источников энергии разное назначение. Из гликогена энергию можно получить довольно быстро. Его расщепление начинается почти сразу после начала мышечной работы, достигая пика к 1-2 минуте. Расщепление жиров протекает на несколько порядков медленней. То есть если вы спите, или медленно куда-то идете — у вас постоянный расход энергии, и его можно обеспечить расщепляя жиры. Но как только вы решите ускориться (упали сервера, побежали поднимать), резко потребуются много энергии и быстро ее получить расщепляя жиры не получится. Тут нам и нужен гликоген.
Есть еще одно важное различие. Гликоген связывает много воды. Примерно 3 г воды на 1 г гликогена. То есть, для 1 кг гликогена это уже 3 кг воды. Не оптимально… С жиром проще. Молекулы липидов (жиры=липиды), в которых запасается энергия не заряжены, в отличие от молекул воды и гликогена. Такие молекулы называется гидрофобными (дословно, боящимися воды). Молекулы воды же поляризованы. Примерно так это выглядит.
По сути, положительно заряженные атомы водорода взаимодействуют с отрицательно заряженными атомами кислорода. Получается стабильное и энергетически выгодное состояние.
Теперь представим молекулы липидов. Они не заряжены и не могут нормально взаимодействовать с поляризованными молекулами воды. Поэтому смесь липидов с водой энергетически невыгодна. Молекулы липидов не способны адсорбировать воду, как это делает гликоген. Они «кучкуются» в так называемые липидные капли, окружаются мембраной из фосфолипидов (одна их сторона заряжена и обращена к воде снаружи, вторая — не заряжена и смотрит на липиды капли). В итоге, у нас есть стабильная система, эффективно хранящая липиды и ничего лишнего.
Окей, мы разобрались с тем, в каких формах хранится энергия. А что с ней происходит дальше? Вот отщепили мы молекулу глюкозы от гликогена. Превратили ее в энергию. Что это значит?
Сделаем небольшое отступление.
В клетке происходит порядка 1.000.000.000 реакций каждую секунду. При протекании реакции одно вещество трансформируется в другое. Что при этом происходит с его внутренней энергией? Она может уменьшаться, увеличиваться или не меняться. Если она уменьшается -> происходит выделение энергии. Если увеличивается -> нужно взять энергию из вне. Организм обычно совмещает такие реакции. То есть энергия, выделившаяся при протекании одной реакции идет на проведение второй.
Так вот в организме есть специальные соединения, макроэрги, которые способны накапливать и передавать энергию в ходе реакции. В их составе есть одна, или несколько химических связей, в которых и накапливается эта энергия. Теперь можно вернуться к глюкозе. Энергия выделившаяся при ее распаде запасется в связях этих макроэргов.
Разберем на примере.
Самым распространенным макроэргом (энергетической валютой) клетки является АТФ (Аденозинтрифосфат).
Выглядит примерно так.
В его состав входит азотистое основание аденин (одно из 4, используемых для кодирования информации в ДНК), сахар рибоза и три остатка фосфорной кислоты (поэтому и АденозинТРИфосфат). Именно в связях между остатками фосфорной кислоты накапливается энергия. При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты образуется АДФ (АденозинДИфосфат). АДФ может выделять энергию, отрывая еще один остаток и превращаясь в АМФ (АденозинМОНОфосфат). Но эффективность отщепленная второго остатка намного ниже. Поэтому, обычно, организм стремится из АДФ снова получить АТФ. Происходит это примерно так. При распаде глюкозы, выделяющаяся энергия тратится на образование связи между двумя остатками фосфорной кислоты и образование ATP. Процесс многостадийный и пока мы его опустим.
Получившийся АТФ является универсальным источником энергии. Он используется везде, начиная от синтеза белка (для соединения аминокислот нужна энергия), заканчивая мышечной работой. Моторные белки, осуществляющие мышечное сокращение используют энергию, запасенную в АТФ, для изменения своей конформации. Изменение конформации это переориентация одной части большой молекулы относительно другой. Выглядит примерно так.
То есть химическая энергия связи переходит в механическую энергию. Вот реальные примеры белков, использующих АТФ для осуществления работы.
Знакомьтесь, это миозин. Моторный белок. Он осуществляет перемещение крупных внутриклеточных образований и участвует в сокращении мышц. Обратите внимание, у него имеется две «ножки». Используя энергию запасенную в 1 молекуле АТФ он осуществляет одно конформационное изменение, по сути один шаг. Самый наглядный пример перехода химической энергии АТФ в механическую.
Второй пример — Na/K насос. На первом этапе он связывает три молекулы Na и одну АТФ. Используя энергию АТФ, он меняет конформацию, выбрасывая Na из клетки. Затем он связывает две молекулы калия и, возвращаясь к исходной конформации, переносит калий в клетку. Штука крайне важная, позволяет поддерживать уровень внутриклеточного Na в норме.
А если серьезно, то:
Пауза. Зачем нам АТФ? Почему мы не можем использовать запасенную в глюкозе энергию напрямую? Банально, если окислить глюкозу до CO2 за один раз, мгновенно выделится экстремально много энергии. И большая ее часть рассеется в виде тепла. Поэтому реакция разбивается на стадии. На каждой выделяется немного энергии, она запасается, и реакция продолжается пока вещество полностью не окислиться.
Подитожу. Запасается энергия в жирах и углеводах. Из углеводов ее можно извлечь быстрее, но в жирах можно запасти больше. Для проведения реакций клетка использует высокоэнергетические соединения, в которых запасается энергия распада жиров, углеводов и тд… АТФ — основное такое соединение в клетке. По сути, бери и используй. Однако не единственное. Но об этом позже.
P.S. Я попытался максимально упростить материал, поэтому появились некоторые неточности. Прошу ревностных биологов меня простить.
habr.com
это энергия! Простые и сложные углеводы
Организму человека для здоровой жизнедеятельности необходима энергия, которая поступает вместе с пищей. Примерно половину энергетической потребности обеспечивают продукты, содержащие углеводы.
Сыроедение является естественной системой питания для человека. Оно полезно для всего человеческого организма. А сыроедение, включающее продукты с малым содержанием жиров дает еще больше положительных сторон. В этом можно убедится понаблюдав за народами-долгожители, которые употребляют много углеводов и мало жиров.
Польза углеводов
На сегодняшний момент, тема о пользе углеводов считается неоднозначной. Одни говорят, что они являются причиной избытка массы тела. А другие, что углеводы — это самый лучший источник энергии для человека. И все-таки, кто прав? Для начала разберем, зачем они необходимы для организма.
Во-первых, углеводы запасают белок, чтобы он мог принять участие в процессах строительства, регенерации и поддержания тканей органов человека, а не расщеплялся бы на энергию.
Во-вторых, углеводы — самые главные источники энергии для человеческого тела, которая нужна для хорошей работы мышц. Рацион питания любого человека должен состоять из 70% углеводов. И конечно же, самый лучший их источник это растительные продукты (фрукты и овощи).
Чтобы жиры усваивались организмом необходимо присутствие углеводов. Если они отсутствуют, то большая часть жиров просто сгорает. Организм не в состоянии справиться за короткий промежуток времени с таким большим количеством, в результате чего появляется повышенное содержание кетоновых тел в тканях организма.
В‑третьих, употребление углеводов очень важно для процесса регуляции нервных клеток. Они являются ЕДИНСТВЕННЫМ источником энергии для головного мозга.
В‑четвертых, некоторые виды углеводов необходимы для развития полезных бактерий в кишечнике человека, что положительно сказывается на всем пищеварительном процессе организма.
В‑пятых, есть углеводы весьма насыщенные клетчаткой, которая в свою очередь способствует избежанию запоров и снижает вероятность появления многих болезней, например, онкологических и сердечных.
Превращение углеводов в жиры
Как не странно, но уже в области рта углеводы начинают усваиваться. И все из-за энзима, другими словами «слюнного амилаза», который начинает их расщепление. А вот уже в тонкой кишке усвоение углеводов прекращается. Здесь энзимы расщепляют большие молекулы углеводов и превращают их в глюкозу, которая проникает в кровь и используется для различных задач, в первую очередь для потребностей клеток в энергии.
Если после этого глюкоза еще осталась, то некоторая ее доля сохраняется в виде гликогена в печени и мышечных тканях. Этим «запасом» организм воспользуется в случаи понижения уровня глюкозы в крови. Если наоборот, уровень будет превышать, то гликоген будет откладываться дальше.
После насыщения энергией тканей и органов тела избыток глюкозы будет превращен в жирные кислоты и отложен в виде жира.
Простые и сложные углеводы
Сложные углеводы
Медленные. В продуктах содержится много клетчатки, они расщепляются медленно и имеют высокую питательную ценность.
К ним относятся: крупы и макаронные изделия, горох, чечевица, фасоль, свекла, кукуруза, картофель, морковь, тыква, зерновые культуры и злаки, цельнозерновой хлеб.
Простые углеводы
Быстрые. В продуктах содержит мало клетчатки, они расщепляются быстро и имеют низкую питательную ценность.
К ним относятся: мед, сахар, варенье, джемы, сиропы, газировка, кондитерские изделия, белый хлеб, сладкие фрукты и овощи.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
bestlavka.ru