Каковы функции углеводов в клетке?
Для нормального функционирования человеческому организму необходимы фундаментальные вещества, из которых и строятся все структурные части клетки, ткани и вообще весь организм. Это такие соединения, как:
- белки;
- липиды;
- углеводы;
- нуклеиновые кислоты.
Все они очень важны. Нельзя выделить среди них более или менее значимые, ведь недостаток любого ведет организм к неминуемой гибели. Рассмотрим, что представляют собой такие соединения, как углеводы, и какую роль играют они в клетке.
Общее понятие об углеводах
С точки зрения химии углеводами называются сложные кислородсодержащие органические соединения, состав которых выражается общей формулой Cn(H2O)m. При этом индексы должны быть либо равны, либо больше четырех.
Общее содержание углеводов в клетках живых организмов неодинаково. Так, растительные содержат их около 80%, тогда как животные — всего 2-3%. Сами по себе данные молекулы не зря получили такое название. Ведь оно как раз и отражает их атомарный состав: атомы углерода и молекулы воды, соединенные определенным образом.
Функции углеводов в клетке схожи для растений, животных и человека. Какие они, рассмотрим ниже. Кроме того, сами по себе данные соединения очень различны. Существует целая классификация, которая объединяет их все в одну группу и делит при этом на разные ветви в зависимости от строения и состава.
Каково же строение молекул этого класса? Ведь именно это и будет определять, каковы функции углеводов в клетке, какую роль они будут играть в ней. С химической точки зрения все рассматриваемые вещества — это альдегидоспирты. В состав их молекулы входит альдегидная группировка -СОН, а также спиртовые функциональные группы -ОН.
Существует несколько вариантов формул, с помощью которых можно изобразить строение углевода.
- Молекулярная — отражает качественный и количественный состав соединения, но не показывает связи между атомами и не говорит о строении и свойствах.
- Структурная. Полная или сокращенная, отражает порядок соединения атомов в молекуле, поэтому по ней можно спрогнозировать свойства.
- Проекционные формулы Фишера. Сочетание горизонтальных и вертикальных линий, пересечение которых совпадает с количеством стереоцентральных атомов углерода. При этом атом альдегидной группы показывается отдельно.
- Формулы Хеуорса. Используются для написания циклической структуры сахаров, как простых, так и сложных.
Глядя на последние две формулы, можно спрогнозировать функции углеводов в клетке. Ведь станут понятны их свойства, а отсюда и роль.
Химические свойства, которые проявляют сахара, объясняются наличием двух разных функциональных групп. Так, например, как и спирты многоатомные, углеводы способны давать качественную реакцию со свежеосажденным гидроксидом меди (II), а как альдегиды, окисляются до глюконовой кислоты в результате реакции серебряного зеркала.
Классификация углеводов
Так как рассматриваемых молекул большое разнообразие, то химиками была создана единая классификация, которая объединяет все схожие соединения в определенные группы. Так, выделяют следующие типы сахаров.
- Простые, или моносахариды. Содержат одну субъединицу в составе. Среди них выделяют пентозы, гексозы, гептозы и прочие. Самые важные и распространенные — рибоза, галактоза, глюкоза и фруктоза.
- Сложные. Состоят из нескольких субъединиц. Дисахариды — из двух, олигосахариды — от 2 до 10, полисахариды — больше 10. Самые важные среди них: сахароза, мальтоза, лактоза, крахмал, целлюлоза, гликоген и прочие.
Функции углеводов в клетке и организме очень важны, поэтому значение имеют все перечисленные варианты молекул. Для каждой из них отводится своя роль. Какие же это функции, рассмотрим ниже.
Функции углеводов в клетке
Их несколько. Однако существуют те, которые можно назвать основными, определяющими, и есть второстепенные. Чтобы лучше разобраться в данном вопросе, следует все их перечислить более структурировано и понятно. Так мы выясним функции углеводов в клетке. Таблица, приведенная ниже, нам в этом поможет.
| Функция | Пример углевода |
| Энергетическая | Глюкоза, фруктоза, сахароза и прочие |
| Резервная или запасающая | Крахмал — у растений, гликоген — у животных |
| Структурная | Целлюлоза, полисахариды в совокупности с липидами |
| Защитная | Формируют слизевые защитные слои — гетероолигосахариды |
| Антикоагулянтная | Гепарин |
| Источники углерода | Все углеводы |
Очевидно, что переоценить значение рассматриваемых веществ сложно, так как именно они лежат в основе многих жизненно важных процессов. Рассмотрим некоторые функции углеводов в клетке более подробно.
Энергетическая функция
Одна из самых важных. Никакие продукты питания, потребляемые человеком, не способны дать ему такое количество килокалорий, как углеводы. Ведь именно 1 грамм данных веществ расщепляется с высвобождением 4,1 ккал (38,9 кДж) и 0,4 грамма воды. Такой выход способен обеспечить энергией работу всего организма.
Поэтому с уверенностью можно сказать, что углеводы в клетке выполняют функции поставщиков или источников силы, энергии, возможности к существованию, к осуществлению любого вида деятельности.
Давно замечено, что именно сладости, которые являются углеводами по большей части, способны быстро восстановить силы и придать энергии. Это касается не только физических тренировок, нагрузок, но и мыслительной деятельности. Ведь чем больше человек думает, решает, размышляет, учит и прочее, тем больше биохимических процессов происходит в его головном мозге. А для их осуществления нужна энергия. Где ее взять? Ответ простой: углеводы, вернее, продукты, которые их содержат, дадут ее.
Энергетическая функция, которую выполняют рассматриваемые соединения, позволяет не только двигаться и думать. Энергия нужна и на многие другие процессы:
- построения структурных частей клетки;
- газообмена;
- пластического обмена;
- выделения;
- кровообращения и проч.
Все жизненно важные процессы требуют источника энергии для своего существования. Это и обеспечивают для живых существ углеводы.
Пластическая
Другое название данной функции — строительная, или структурная. Оно говорит само за себя. Углеводы принимают активное участие в построении важных макромолекул в организме, таких как:
- ДНК.
- РНК.
- АТФ.
- АДФ и прочие.
Именно благодаря рассматриваемым нами соединениям происходит формирование гликолипидов — одних из важнейших молекул клеточных мембран. Кроме того, из целлюлозы, то есть полисахарида, построена клеточная стенка растений. Она же — основная часть древесины.
Если же говорить о животных, то у членистоногих (ракообразных, пауков, клещей), протистов в состав клеточной мембраны входит хитин — полисахарид. Этот же компонент встречается в клетках грибов.
Таким образом, углеводы в клетке выполняют функции строительного материала и позволяют формироваться многим новым структурам и распадаться старым с высвобождением энергии.
Запасающая
Данная функция очень важна. Не вся энергия, поступающая в организм с пищей, тратится сразу. Часть остается заключенной в молекулах углеводов и откладывается в виде запасных питательных веществ.
У растений это крахмал, или инулин, в клеточной стенке — целлюлоза. У человека и животных — гликоген, или животный жир. Это происходит для того, чтобы всегда был запас энергии на случай голодания организма. Так, например, верблюды запасают жир не только для получения энергии при его расщеплении, а, по большей части, для высвобождения необходимого количества воды.
Защитная функция
Наряду с описанными выше, функции углеводов в клетке живых организмов еще и защитные. В этом легко убедиться, если проанализировать качественный состав смолы и камеди, образующейся в месте ранения структуры дерева. По своей химической природе это моносахариды и их производные.
Такая вязкая жидкость не позволяет посторонним патогенным организмам проникать внутрь дерева и вредить ему. Так получается, что осуществляется выполнение защитной функции углеводов.
Также примером данной функции могут служить такие образования у растений, как шипы, колючки. Это — мертвые клетки, которые состоят преимущественно из целлюлозы. Они защищают растение от поедания животными.
Основная функция углеводов в клетке
Из тех функций, что мы перечислили, безусловно, можно выделить самую главную. Ведь все же задача каждого продукта, содержащего рассматриваемые вещества, — усвоиться, расщепиться и дать организму необходимую для жизни энергию.
Поэтому основная функция углеводов в клетке — энергетическая. Без достаточного количества жизненных сил не сможет нормально протекать ни один процесс, как внутренний, так и наружный (движение, мимика лица и прочее). А больше, чем углеводы, ни одно вещество не может дать энергетический выход. Поэтому мы и обозначаем данную роль как самую важную и значимую.
Продукты, содержащие углеводы
Еще раз обобщим. Функции углеводов в клетке следующие:
- энергетическая;
- структурная;
- запасающая;
- защитная;
- рецепторная;
- теплоизоляционная;
- каталитическая и прочие.
Какие же продукты необходимо употреблять, чтобы организм получал достаточное количество этих веществ каждый день? Небольшой список, в котором собраны только наиболее богатые углеводами продукты, поможет нам в этом разобраться.
- Растения, клубни которых богаты крахмалом (картофель, топинамбур и другие).
- Крупы (рис, перловка, гречка, пшено, овес, пшеница и прочие).
- Хлеб и все хлебобулочные изделия.
- Тростниковый или свекловичный сахар — это дисахарид в чистом виде.
- Макароны и все их разновидности.
- Мед — на 80% состоит из рацемической смеси глюкозы и фруктозы.
- Сладости — любые кондитерские изделия, которые сладки на вкус, являются источниками углеводов.
Однако злоупотреблять перечисленными продуктами также не стоит, ведь это может привести к излишнему отложению гликогена и, как следствие, ожирению, а также сахарному диабету.
fb.ru
Основные функции углеводов
Функции углеводов многочисленны. Сами эти вещества синтезируются в наших организмах в незначительном количестве, а это означает, что мы ежедневно должны употреблять достаточное количество углеводистой пищи. Легкоусвояемые углеводы, а также иные прочие можно получить из продуктов именно растительного происхождения. Причина в том, что первичный синтез происходит именно в растениях, имеющих зеленый окрас. Он возможен благодаря фотосинтезу. Например, в злаках этих веществ может быть до 80 процентов.
Функции углеводов
Их несколько. Есть смысл рассмотреть каждую из них подробно.
Первая – энергетическая. Дело в том, что углеводы распадаются с выделением энергии. Она может рассеяться в виде тепла или отложиться в молекулах АТФ. До шести процентов нашей энергии приходит именно от углеводов. Они обеспечивают мышечную выносливость более чем на 70 процентов. Также они являются необходимым для мозга энергетическим субстратом.
Также существует пластическая функция углеводов. Речь о том, что они используются для построения нуклеиновых кислот, а также различных нуклеотидов. Они включены в состав ферментов, являются структурными элементами отдельных мембран.
Они входят в запас наших питательных веществ. Накапливаться они способны в скелетных мышцах, органах, тканях. Накопление происходит в виде гликогена. Если человек постоянно находится в движении, то запас этого вещества становится больше. Это хорошо, так как организм становится более выносливым. Каждый, наверняка, уже понял, как повысить собственную работоспособность.
Функции углеводов включают в себя и специфическую функцию. Она обусловлена тем, что данные вещества принимают непосредственное участие в процессе свертывания крови, не дают появляться опухолям, являются антикоагулянтами.
Рассмотрим остальные функции углеводов.Защитная функция также у них имеется. Дело в том, что рассматриваемые вещества – компоненты иммунной системы. Если их долгое время не хватает, то мы начинаем постоянно и беспричинно болеть. Вряд ли кого-то сегодня удивляет то, что наше здоровье зависит именно от того, какие продукты мы употребляем, а также от того, какие вещества эти продукты содержат.
Есть и регуляторная функция. Клетчатка, которая содержится в пище, не способна перевариваться в наших желудках, однако, она способна его улучшать.
Углеводы, которые находятся в продуктах растительного происхождения (к ним можно отнести овощи, хлеб и прочее), представлены в виде различных полисахаридов (моно-, ди-).
Моносахариды – это практически всегда сахароза и глюкоза. Содержатся они в меде, фруктах и так далее. Их называют сахарами. Глюкоза попадает в кровь практически моментально. Она приводит к гипергликемии крови, которая в свою очередь становится причиной активации функций поджелудочной железы по выработке инсулина – вещества, способного обеспечить попадание глюкозы в ткани. Инсулин подействовал – уровень глюкозы в крови резко снизился. Результатом этого будет слабость.
fb.ru
свойства и функции углеводов, чем они важны для организма человека
Углеводы всегда были предметом спора среди худеющих. Из-за того, что потребность каждого организма в них индивидуальна, мы постарались собрать в этом руководстве всю необходимую информацию для того, чтобы вы рассчитали свою норму углеводов, а также получали ее из здоровых источников. Стараетесь ли вы при этом похудеть, тренируетесь для набора массы или хотите пробежать свой первый полумарафона.
Углеводы – это важнейший компонент клеток органов и тканей, основной источник обеспечения их энергией. Наиболее важны они для людей, занимающихся спортом. Но многие диетологи «обвиняют» их в быстром наборе веса, другие, наоборот, употребляют их в пищу для похудения. Кто же прав? Давайте подробно разберем для чего нужны углеводы в организме и какие их источники лучше выбирать.
Содержание статьи
Что такое углеводы?
Углеводы содержатся практически в любой пищи и имеет энергетическую ценность 4 кал/г. Но не все они одинаковы, и различные их виды по-разному влияют на ваше тело. Пища обычно содержит в себе комбинацию из двух типов углеводов: простых и сложных.
Углеводы – это сложные химические соединения, состоящие из углерода, кислорода и водорода. Первые открытия наукой были описыеы формулой: Cx(H2O)y, как будто атомы углерода скреплены с несколькими атомами воды (отсюда и название). Сейчас доказано, что в молекуле углеводов атомы углерода соединены по отдельности с водородом, гидроксильной (ОН) и карбоксильной (С=O) группами. Однако прежнее название прочно прижилось.
Классификация
В зависимости от количества атомов углерода, входящих в состав молекулы выделяют следующие группы:
- Моносахариды или простые сахара. Их называют также «быстрыми» углеводами или «легкоусвояемыми».К ним относятся глюкоза, рабиноза, галактоза, фруктоза.
- Дисахариды или сложные сахара (сахароза, мальтоза, лактоза) при расщеплении распадаются на две молекулы моносахаридов.
- Полисахариды – крахмал, клетчатка, пектины, гликоген (животный крахмал). Это «медленные» углеводы – они расщепляются в течение нескольких часов.
Простые
Простые углеводы часто называют просто «сахар». Они состоят из двух соединенных блоков сахара. Эти блоки могут быть глюкозой, фруктозой и галактозой. Из-за того, что цепи коротки, их легко разрушить, именно поэтому они сладки на вкус, стоит им только коснуться вашего языка. Также они быстро перевариваются и всасываются в кровь.
Читайте подробнее о вреде и пользе сахара для здоровья.
К еде, богатой простыми углеводами, относятся подсластители (сахар, сироп, мёд), сладости, желе, джемы и рафинированная мука. Фрукты, овощи, бобы и молоко тоже содержат быстрые сахара, но также они содержат важные витамины и минералы, клетчатку и протеин, поэтому их ограничивать не стоит.
Сложные
Сложные углеводы отличаются тем, что просто содержат клетчатку, которая замедляет их усвоение. Они состоят из трёх и более сахаров, связанных цепью и, как правило, находятся в тех продуктах, которые также богаты протеином, полезными жирами, витаминами и минералами. Они содержат те же сахара, что и простые, но их цепи длиннее и их сложнее разбить. Именно из-за этого их вкус кажется не таким сладким. Более длинные цепи также замедляют пищеварение, а это приводит к более плавной реакцией инсулина и долгому чувству сытости. К продуктам, богатым на сложные углеводы, относятся: хлеб, рис, паста, бобы, цельное зерно и овощи.
Клетчатка – это тип пищевого волокна, которое не усваивается в организме. Уникальность клетчатки заключается в ее способности увеличиваться в размере и не перевариваться под действием пищевых ферментов, вырабатывающихся в желудке и тонком кишечнике. Набухшая растительная масса, проходя по всему желудочно-кишечному тракту, очищает его стенки от непереваренных остатков пищи, стимулирует перистальтику кишечника.
Значение углеводов для организма
Биологическая роль: в живых организмах углеводы выполняют следующие функции:
- Энергетическую, которая осуществляется в процессе метаболизма. В результате окисления 1 г углеводов выделяется около 4 ккал энергии.
- Гидроосмотическую – поддерживают осмотическое давление крови, обеспечивают ткани упругостью.
- Структурную: участвуют в построении клетки, из них почти полностью состоят клетки суставов. Вместе с белками образуют ряд ферментов, секретов, гормонов.
- Заняты в синтезе ДНК, АТФ, РНК.
- Клетчатка и пектин способствуют функционированию кишечника.
Метаболизм углеводов
Метаболизм (обмен) углеводов в человеческом организме – сложный многостадийный процесс:
- Расщепление сложных сахаров и полисахаридов на простые сахара, которые быстро всасываются в кровь.
- Распад гликогена до глюкозы.
- Аэробный распад глюкозы до пирувата, с его последующим аэробным окислением.
- Анаэробное окисление глюкозы.
- Взаимопревращения моносахаридов.
- Образование из неуглеводных продуктов энергию.
Углеводы и инсулин
В цепочке превращений особое место занимает простой сахар – глюкоза. Нормальный обмен глюкозы в организме происходит с помощью специального гормона поджелудочной железы – инсулина. Он регулирует уровень сахара в крови человека за счёт уменьшения распада гликогена в печени и ускорения его синтеза в мышцах. Инсулин помогает глюкозе проникнуть внутрь клетки.
Нехватка инсулина нарушает углеводный обмен организма, приводит к развитию заболевания под названием сахарный диабет.
Нормы для взрослого человека
Потребность организма в углеводах напрямую зависит от степени его физической активности и составляет 250–600 г. Людям, регулярно нагружающим свой организм тренировками, нужно употреблять в сутки 500–600 г придерживаться следующих рекомендаций:
- Нельзя злоупотреблять легкоусвояемыми углеводами, чтобы не провоцировать ожирение. Однако до и после тренировки разумное количество простых сахаров позволит быстро восстановить силы.
- Следует обязательно употреблять полисахариды для нормальной работы кишечника;
- Большую часть поступающих в организм углеводов должны составлять сложные сахара. Расщепляясь по сложной длительной схеме, они надолго обеспечат организм энергией.
Выбирайте правильные углеводы
Когда дело касается еды и напитков, выбирайте варианты, наполненные полезными микроэлементами и витаминами. В этом вам помогут три правила, представленные ниже. Но, отметим напоследок, что, если вы очень подвижный человек, который хочет повысить свою производительность, то не все эти правила вам подойдут.
- Ешьте больше сложных углеводов из натуральной пищи
Овощи, бобовые, орехи и семена, 100% цельнозерновой хлеб, паста, коричневый рис – эти продукты являются хорошим источником клетчатки, витаминов, минералов и протеина.
- Ешьте меньше обработанной пищи
Такая еда, как белый рис, белый хлеб и обычная паста – более обработана, а поэтому утеряла клетчатку.
- Ешьте простые углеводы в меру
Большинство источников простых (быстрых) углеводов считаются «пустыми калориями», потому что они практически не содержат микронутриентов, но при этом высоки в калорийности. Они также чаще всего становятся виновниками скачков сахара в крови. Фрукты и молоко являются исключениями, потому что в них высоко содержание витаминов и минералов.
Ваши потребности в углеводах
Чтобы полноценно функционировать, нашим телам нужны углеводы, в особенности глюкоза, которую организм предпочитает использовать для питания тканей и внутренних органов – и это единственный источник энергии для красных кровяных тельца. Когда телу не хватает углеводов, тело начинает использовать протеин из мышц и органов, чтобы создать глюкозу.
130 г. – это минимум для взрослых людей. Большинству людей нужно больше. По информации американских специалистов 45-65 процентов энергии от вашей ежедневной нормы калорий должна приходить из углеводов. Такая разница в процентах связана с тем, что каждый организм индивидуален и не существует единого подхода, который идеально подойдет сразу всем.
Примерная суточная норму углеводов должна составлять 50% от количества калорий в питании на день, но это усредненная цифра, которую мы советуем вам менять, в зависимости от ваших целей.
Как определить вашу ежедневную потребность?
- Решите какой процент протеина вам требуется и конвертируете его в десятичную дробь (к примеру, 50 % — 0,5)
- Умножьте вашу дневную норму калорий на полученное число и получите то количество калорий, которое вам нужно получить из углеводов.
- Разделите этот номер на 4, чтобы получить нужное количество углеводов в граммах.
Калькулятор
Если вы не уверены в том, какой процент углеводов подойдет именно вам, но просто следуйте правилу большого пальца:
Для похудения, начинайте с 45-50% и уменьшайте процент. При активных тренировках больше часа ежедневно или подготовке к событию, которое потребует от вас недюжинной выносливости (к примеру, марафон), то вам лучше увеличить процент до 55-65 %.
| Вид активности | Рекомендованная норма |
| Очень легкие весовые упражнения | 3-5 г/кг |
| Упражнения средней интенсивности, 60 мин/д | 5-7 г/кг |
| Упражнения на выносливости средней/высокой интенсивности, 1-3 ч/д | 6-10 г/кг |
| Упражнения средней или высокой интенсивности, 4-5 ч/д | 8-12 г/кг |
Что вам нужно узнать о низкоуглеводном питании
Среднестатистическая «низкоуглеводная» диета уменьшает количество калорий, получаемых из углеводов до 40% и ниже. Мы не будем отрицать, что многие люди потеряли вес, используя этот подход к питанию, а также сохранили новую фигуру, следуя тем же правилам. Именно поэтому она и популярна, но спешим отметить, что это не единственный способ потерять вес и он подойдет не всем.
Низкоуглеводная диета (особенно ограничительная) сильно влияет на ваш уровень сахара в крови, что может привести к неприятным побочным эффектам. К ним относится чувство дискомфорта, дрожь, раздражительность, затуманенность зрения, проблемы с координацией, и многое другое. Из-за этих побочных эффектов людям может быть сложно придерживаться низкоуглеводной системы питания.
Если вы хотите поэкспериментировать с низкоуглеводной диетой, то вот вам шесть советов, которые помогут сделать переход к новому питанию более плавным:
- Не игнорируйте низкий уровень сахара
Нельзя с точностью назвать симптомы, которые вы испытаете, потому что они сильно отличаются от человека к человеку. Когда вы начнете переходить на низкоуглеводное питание, следите за симптомами пониженного сахара в крови (вы можете увидеть их ниже). Если вы заметит их у себя, то съешьте что-нибудь, богатое углеводами. К примеру, кусочек фрукта, крекеров или ломтик хлеба
- Облегчите себе переход
Используйте приложение для отслеживания вашего питания, как минимум, неделю после перехода, чтобы у вас было хорошее понимание того, сколько грамм углеводов вы ежедневно потребляете. Затем медленно понижайте число, по 5-10 процентов (30-50 г ежедневно) каждую неделю до того момента, как достигните своей цели. Также не забывайте повысить ваши нормы жиров и белков, чтобы заменить урезанные из вашей диеты углеводы.
- Выбирайте сбалансированную, полезную пищу
Убедитесь, что выбраны качественные продукты – цельнозерновых продуктов, фруктов и овощей – они также полны клетчаткой, витаминами и минералами. Выбирайте качественные источники протеина: яйца, чечевицу, курицу, тофу и обезжиренную говядину и свинину. Предпочитайте ненасыщенные жиры из тех продуктов, которые содержат мононенасыщенные и полиненасыщенные жиры. К таким продуктам относятся: рыба, орехи, авокадо и оливковое масло.
- Не забывайте о воде
Если вы урезаете количество углеводов в вашем рационе, то вы, скорее всего, начнете потреблять больше протеина. Для того, чтобы ваше тело правильно использовала полученный белок, ему потребуется внушительное количество воды.
- Знайте о возможной быстрой потере веса
Если вы теряете больше одного килограма в неделю, будьте осторожны. Скорее всего, вы теряете вес от «воды» и мышц, а не из жира. Повысьте число потребляемых калорий, чтобы худеть медленнее, но терять не мышцы, а именно жир.
- Следите за уровнем своего счастья
Будьте честны с собой: Вы счастливы на низкоуглеводной диете? Хорошо ли вы себя чувствуете? Наше тело может приспособиться к любому количеству углеводов, но для некоторых людей, потребность в калориях и последствия низкого сахара могут быть почти невыносимыми. Если вам кажется, что в вашем рационе слишком мало углеводов, тогда не бойтесь вернуться к вашему обычному режиму питания. Снижение уровня углеводов, повторимся, не единственный способ потерять вес и он не подойдет не для всех. У вас гораздо больше шансов сохранить свой вес и достигнуть поставленных целей, если вам будет комфортно в своем теле в процессе.
Что вам нужно знать о высокоуглеводном рационе?
Повышенный процент углеводов в рационе поможет положительно сказаться на выносливости и результатах ваших тренировок, в особенности, аэробных (бег, плаванье, велосипедная езда), потому что, чем больше углеводов вы едите, тем больше глюкозы ваше тело сохранит в виде мышечного гликогена. Чем больше гликогена он запасет, тем больше энергии у вас будет к следующей тренировке.
Для оптимальной тренировки важно то число углеводов, которое вы съели (в граммах), а не процент калорий, который организм получил из из них. Используйте этот гайд для того, чтобы вычислить рекомендованные граммы углеводов, необходимые в вашем ежедневном рационе.
Продукты, богатые углеводами
Правильное употребление углеводов предполагает сбалансированное употребление «быстрых» и «медленных». Для удобства составления индивидуального меню и характеристики продуктов с «углеводной точки зрения» был введён показатель – гликемический индекс, его часто обозначают аббревиатурой ГИ. Он показывает, как быстро изменится уровень глюкозы в крови после определённого продукта.
Более подробно о том, где содержатся углеводы с подробной таблицей.
Чем выше количественное значение этого уровня, тем больше вырабатывается инсулина, который помимо обмена глюкозы в организме выполняет функцию накопления жировых запасов. Чем чаще и сильнее происходят колебания глюкозы в крови, тем меньше шансов у организма запасти углеводы в мышцах.
Медленные, сложные углеводы характеризуются низким и средним ГИ, быстрые (простые) – высоким.
Низкий ГИ у:
- капусты
- бобовых
- яблок
- абрикос
- слив
- грейпфрута
- персиков
- яблок
Средний ГИ имеют:
- овсяная крупа и печенье из неё
- ананасы
- зелёный горошек
- рис
- пшено
- макароны
- гречка
Продукты с высоким гликемическим индексом:
- сладости
- виноград
- бананы
- мёд
- сухофрукты
- картофель
- морковь
- белый хлеб
Углеводы в бодибилдинге
Для наращивания мышечной массы следует придерживаться следующих советов:
- Употреблять необходимую для спортсменов суточную норму углеводов.
- При составлении меню на день важно подбирать продукты исходя из их показателя ГИ. Продукты, имеющие низкий и/или средний ГИ нужно употреблять исходя из расчёта 2,5 г углеводов на 1 кг веса человека. Продукты с высоким ГИ должны поступать с пищей в количестве не более 2 г на 1 кг веса.
- Идеальное время для того, чтобы съесть продукт с высоким уровнем ГИ – в течение 3 часов после тренировки.
- Организм активно запасает углеводы в виде внутримышечного гликогена утром, не позднее, чем через 6 часов после того, как человек проснулся.
Углеводы и похудение
У многих углеводы ассоциируются исключительно со сладостями, а, следовательно, и с лишним весом. Однако существует несложный способ направить энергию на похудение. Речь не идёт о так называемых углеводных диетах, все же ограничение в белке и полезных жирах может негативно сказаться на здоровье организма. Поэтому такие кардинальные диеты возможны только после индивидуальной консультации с врачом.
Самостоятельно можно и нужно корректировать свой рацион. Однако делать это нужно правильно и прежде всего следует отказаться от быстрых углеводов. Занимающимся спортом разрешается съедать немного продуктов с высоким ГИ (их суточная дозировка не должна превышать 1 г на килограмм веса). Продукты с низким и/или средним гликемическим индексом нужно употреблять из расчёта: 2 г углеводов на 1 кг веса.
Нельзя отказывать себе в какой-то группе продуктов. Углеводы обязательно должны поступать из круп, овощей, фруктов, хлеба.
Углеводы должны быть важнейшей частью рациона любого человека, особенно если он занимается физическими нагрузками. Ведь они – основной источник энергии! Планируйте свой рацион правильно. Будьте энергичны и красивы!
Источники: C.A. Rosenbloom, E.J. Coleman (Eds.) Sports Nutrition A Practice Manual for Professionals. 5th edition. Academy of Nutrition and Dietetics, Chicago, IL; 2012.
athleticbody.ru
Функции углеводов | Химическая энциклопедия
В живых организмах углеводы выполняют различные функции, но основными являются энергетическая и строительная.
Энергетическая функция состоит в том, что углеводы под влиянием ферментов легко расщепляются и окисляются с выделением энергии. При полном окислении 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии. Конечные продукты окисления углеводов – углекислый газ и вода.
Значительная роль углеводов в энергетическом балансе живых организмов связана с их способностью расщепляться как при наличии кислорода, так и без него. Это имеет важнейшее значение для живых организмов, живущих в условиях дефицита кислорода. Резервом глюкозы являются полисахариды (крахмал и гликоген).
Структурная (строительная) функция углеводов заключается в том, что они используются в качестве строительного материала. Оболочки клеток растений в среднем на 20-40 % состоят из целлюлозы, которая обладает высокой прочностью. Поэтому оболочки растительных клеток надежно защищают внутриклеточное содержимое и поддерживают форму клеток. Хитин является компонентом внешнего скелета членистоногих и клеточных оболочек некоторых грибов и протистов.
Некоторые олигосахариды входят в состав цитоплазматической мембраны клеток животных и образуют надмембранный комплекс – гликокаликс. Углеводные компоненты цитоплазматической мембраны выполняют рецепторную функцию: они воспринимают сигналы из окружающей среды и передают их в клетку.
Метаболическая функция состоит в том, что моносахариды являются основой для синтеза многих органических веществ в клетках организмов – полисахаридов, нуклеотидов, спиртов, аминокислот и др.
Запасающая функция заключается в том, что полисахариды являются запасными питательными веществами всех организмов, играя роль важнейших поставщиков энергии. Запасным питательным веществом у растений является крахмал, у животных и грибов – гликоген. В корнях и клубнях некоторых растений, например, георгинов, запасается инулин (полимер фруктозы).
Углеводы выполняют и защитную функцию. Так, камеди (смолы, выделяющиеся при повреждении деревьев, например, вишен, слив) являются производными моносахаридов. Они препятствуют проникновению в раны болезнетворных микроорганизмов. Твердые клеточные оболочки протистов, грибов и покровы членистоногих, в состав которых входит хитин, тоже выполняют защитную функцию. Вам необходимо включить JavaScript, чтобы проголосовать
abouthist.net
Лекция 3. Химия углеводов.
3. 1. Общая характеристика углеводов.
Углеводы – органические соединения, которые являются альдегидами или кетонами многоатомных спиртов. Углеводы, содержащие альдегидную группу, называются альдозы, а кетонную – кетозы. Большинство из них (но не все!например, рамноза С6Н12О5) соответствуют общей формуле Сn(Н2О)m, отчего и получили свое историческое название — углеводы. Но есть ряд веществ, например, уксусная кислота С2Н4О2 или СН3СООН, которые хоть и соответствует общей формуле, но не относится к углеводам. В настоящее время принято другое название, которое наиболее верно отражает свойства углеводов – глюциды (сладкий), но историческое название так прочно вошло в жизнь, что им продолжают пользоваться. Углеводы очень широко распространены в природе, особенно в растительном мире, где составляют 70-80 % массы сухого вещества клеток. В животном организме на их долю приходится всего около 2 % массы тела, однако и здесь их роль не менее важна. Доля их участия в общем энергетическом балансе оказывается весьма значительной, превышающей почти в полтора раза долю белков и липидов вместе взятых. В организме углеводы способны откладываться в виде гликогена в печени и расходоваться по мере необходимости.
3. 2. Функции углеводов в организме.
Основные функции углеводов в организме:
Энергетическая функция. Углеводы являются одним из основных источников энергии для организма, обеспечивая не менее 60 % энергозатрат. Для деятельности мозга, почек, крови практически вся энергия поставляется за счет окисления глюкозы. При полном распаде 1 г углеводов выделяется 17,15 кДж/моль или 4,1 ккал/моль энергии.
Пластическая или структурная функция. Углеводы и их производные обнаруживаются во всех клетках организма. В растениях клетчатка служит основным опорным материалом, в организме человека кости и хрящи содержан сложные углеводы. Гетерополисахариды, например, гиалуроновая кислота, входят в состав клеточных мембран и органоидов клетки. Участвуют в образовании ферментов, нуклеопротеидов (рибоза, дезоксирибоза) и др.
Защитная функция. Вязкие секреты (слизь), выделяемые различными железами, богаты углеводами или их производными (мукополисахаридами и др.) они защищают внутренние стенки половых органов ЖКТ, воздухоносных путей и др. от механических и химических воздействий, проникновения патогенных микробов. В ответ на антигены в организме синтезируются иммунные тела, которые являются гликопротеидами. Гепарин предохраняет кровь от свертывания (входит в противосвертывающую систему) и выполняет антилипидемическую функцию.
Регуляторная функция. Пища человека содержит большое количество клетчатки, грубая структура которой вызывает механическое раздражение слизистой оболочки желудка и кишечника, участвуя, таким образом, в регуляции акта перистальтики. Глюкоза в крови участвует в регуляции осмотического давления и поддержании гомеостаза.
Специфические функции. Некоторые углеводы выполняют в организме особые функции: участвуют в проведении нервных импульсов, обеспечении специфичности групп крови и т.д.
studfile.net
Свойства углеводов. Функции и свойства углеводов: таблица
В живой природе широко распространены многие вещества, значение которых сложно переоценить. К примеру, к таковым относятся углеводы. Они чрезвычайно важны в качестве источника энергии для животных и человека, а некоторые свойства углеводов делают их незаменимым сырьем для промышленности.
Что это такое?
Это все вещества, строение которых может быть описано формулой Cn(Н2О)m. Они имеют огромное биологическое значение, играют важнейшую роль в жизни многих живых существ.Название этой группы ученые придумали после того, как был произведен первичный анализ веществ, которые в нее входят. Тогда было выяснено, что основными их компонентами являются углерод и вода. Позднее выяснилось, что название получилось на редкость точным, так как свойства углеводов таковы, что соотношение атомов водорода и кислорода в них полностью идентично таковому в воде. Проще говоря, на два атома водорода приходится один кислород. Впервые русский вариант названия был предложен в 1844 году профессором К. Шмидтом.
Некоторые дополнения
Если немного видоизменить приведенную выше формулу, вынеся «n» за скобки, то выражение станет несколько иным: См(Н2О)n. Пожалуй, именно оно как нельзя лучше отражает саму суть названия «угле — воды».
На сегодняшний день ученые точно установили, что существует ряд веществ, которые имеют свойства углеводов, но не совсем соответствуют описанной нами формуле. А потому в зарубежной литературе нередко можно наткнуться на слово «глициды», которое является современным синонимом термина 1844 года, который оказался не совсем точен.
Простая классификация
Весь огромный класс веществ можно поделить на две большие группы: простые и сложные глициды. Каковы же свойства углеводов, которые в них входят? Собственно, они также не отличаются большой сложностью:
- Простыми называются те вещества из группы, которые не поддаются гидролизу с последующим образованием других углеводов. Но главное отличие в том, что число атомов кислорода в их структуре равно аналогичному количеству атомов углерода. Называются моносахаридами.
- Соответственно, под определение «сложных» попадают все те глициды, которые при гидролизе распадаются с образованием нескольких простых углеводов. Разумеется, у них соотношение атомов кислорода и углерода различно. Называются дисахаридами. Очень большую роль в природе играют именно сложные углеводы, список которых мы частично приводим в статье.
Кроме того, имеется и другая классификация, по которой углеводы делятся на три типа. Вот они:
- Моносахариды.
- Олигосахариды.
- Полисахариды.
Приведенная ниже таблица углеводов наверняка поможет вам разобраться с их важнейшими различиями.
Моно- ( 1 молекула) | Олиго- (< 10 молекул) | Поли- (>10 молекул) |
Альдозы, кетозы | Сюда как раз таки относятся дисахариды, трисахариды и т. д. | Бывают двух типов:
Из названия можно понять, что внутренняя молекулярная структура у этих двух разновидностей совершенно различна |
Конечно, нами была приведена краткая таблица углеводов, но в ее рамки попросту невозможно уместить все специфические особенности, которые свойственны некоторым представителям этого обширного класса. А потому разберем основные группы каждую отдельно, подробнее остановившись на свойствах некоторых отдельных, наиболее распространенных веществ. Итак, какие бывают классы углеводов?
Моносахариды
Следует помнить, что все они относятся к категории твердых веществ, легко способны переходить в кристаллическое состояние. Они чрезвычайно гигроскопичны, отлично растворяются в воде, образуя сироп. Выделить их в виде кристаллов оттуда бывает очень сложно. Растворы их обладают нейтральной реакцией, чаще всего сладковаты на вкус. Интенсивность вкуса различна: так, фруктоза приблизительно в 3-3,5 раза слаще наиболее часто встречаемой глюкозы.
О структурной форме
Все эти вещества – соединения бифункциональной структуры, в состав которых обязательно входит углеродный скелет, одна карбонильная группа и несколько гидроксильных. Если в роли карбонильной группы выступает альдегидная группа, вещество называется альдозой. Соответственно, в случае наличия кетонного «хвоста» их называют кетозами.
Так как в природе эти вещества распространены чрезвычайно, их можно встретить как в их свободном состоянии, так и в виде ангидридных форм. Вообще, практически все сложные углеводы в той или иной степени являются ангидридами простых сахаров, которые довольно просто получаются при отнятии нескольких (или одной) молекул воды (приставка «ан» — отсутствие).
Глюкоза как наиболее типичный представитель
Формула этого наиболее типичного представителя своей группы — С6Н12О6. Очень часто встречаются эти углеводы в клетке растений. Имеет не только широкую распространенность, но и весьма важное значение для организма, так как является основным источником энергии для него (речь о животных и человеке, конечно же). В принципе, таковы общие свойства белков, углеводов и жиров для всех животных организмов. Кроме того, широко используется в медицине, ветеринарии, промышленности (в том числе и пищевой).
Физические свойства
Каковы общие физические свойства углеводов этой группы? Внешний вид – мелкие кристаллы белого цвета, на вкус сладковаты, в воде растворяются хорошо. Растворяемость резко повышается, если раствор подогревать: таким способом получают сироп глюкозы.
Краткие сведения о химическом строении
Если посмотреть на линейную формулу, то в составе этого углевода хорошо заметна одна альдегидная и пять гидроксильных групп. Когда вещество находится в кристаллическом состоянии, то молекулы его могут находиться в одной из двух возможных форм (α- или β-глюкоза). Дело в том, что гидроксильная группа, сцепленная с пятым атомом углерода, может вступать во взаимодействие с карбонильным остатком.Распространенность в природных условиях
Так как ее исключительно много в виноградном соке, глюкозу нередко называют «виноградным сахаром». Под таким именем ее знали еще наши далекие предки. Впрочем, отыскать ее можно в любом другом сладком овоще или фрукте, в мягких тканях растения. В животном мире ее распространенность ничуть не ниже: приблизительно 0,1% нашей крови – это именно глюкоза. Кроме того, найти можно эти углеводы в клетке практически любого внутреннего органа. Но особенно их много в печени, так как именно там осуществляется переработка глюкозы в гликоген.
Она (как мы уже и говорили) является ценным источником энергии для нашего организма, входит в состав практически всех сложных углеводов. Как и прочие простые углеводы, в природе она возникает после реакции фотосинтеза, которая протекает исключительно в клетках растительных организмов:
6СО2 + 6Н2О хлорофилл С6Н12О6 + 6О2 — Q
Растения при этом выполняют невероятно важную для биосферы функцию, аккумулируя энергию, которая получается ими от солнца. Что касается промышленных условий, то виноградный сахар издревле получали из крахмала, производя его гидролиз, причем катализатором реакции является концентрированная серная кислота:
(С6Н10О5)n + nH2О H2SO4, t nC6H12О6
Химические свойства
Каковы химические свойства углеводов этого вида? Обладают все теми же характеристиками, которые свойственны сугубо спиртам и альдегидам. Кроме того, имеются у них и некоторые специфические особенности. Впервые синтез простых углеводов (в том числе и глюкозы) был произведен талантливейшим химиком А. М. Бутлеровым в 1861 году, причем в качестве сырья он использовал формальдегид, расщепляя его в присутствии гидроксида кальция. Вот формула этого процесса:
6НСОН ——->С6Н12О6
А сейчас рассмотрим некоторые свойства двух других представителей группы, природное значение которых не менее велико, а потому их изучает биология. Углеводы этих видов играют в нашей повседневной жизни весьма важную роль.
Фруктоза
Формула этого глюкозного изомера — СеН12Об. Наподобие «прародителя» может существовать в линейной и циклической форме. Вступает во все реакции, которые характерны для многоатомных спиртов, но, тем самым отличаясь от глюкозы, никак не взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра.Рибоза
Чрезвычайно большой интерес представляет рибоза и дезоксирибоза. Если вы хоть немного помните программу биологии, то и сами прекрасно знаете о том, что именно эти углеводы в организме входят в состав ДНК и РНК, без которых само существование жизни на планете невозможно. Название «дезоксирибоза» означает, что в ее молекуле на один атом кислорода меньше (если ее сравнивать с обычной рибозой). Будучи сходными в этом отношении с глюкозой, также могут иметь линейное и циклическое строение.
Дисахариды
В принципе, эти вещества по своему строению и функциям во многом повторяют предыдущий класс, а потому нет смысла останавливаться на этом более подробно. Каковы химические свойства углеводов, относящихся к этой группе? Важнейшими представителями семейства являются сахароза, мальтоза и лактоза. Все они могут быть описаны формулой С12Н22О11, так как являются изомерами, но это не отменяет огромных различий в их строении. Так чем характерны сложные углеводы, список и описание которых вы можете увидеть ниже?
Сахароза
Ее молекула имеет в своем составе сразу два цикла: один из них является шестичленным (остаток α-глюкозы), а другой — пятичленный (остаток β-фруктозы). Соединяется все эта конструкция за счет гликозидного гидроксила глюкозы.
Получение и общее значение
Согласно сохранившимся историческим сведениям, еще за три века до Рождества Христова сахар из сахарного тростника научились получать в Древней Индии. Только в середине 19-го века оказалось, что куда больше сахарозы с меньшими для этого усилиями можно добыть из сахарной свеклы. В некоторых ее сортах содержится до 22% этого углевода, тогда как в тростнике содержание может быть в пределах 26%, но такое возможно только при идеальных условиях выращивания и благоприятном климате.
Мы уже говорили, что углеводы хорошо растворяются в воде. Именно на этом принципе основано получение сахарозы, когда для этой цели используют аппараты-диффузоры. Чтобы осадить возможные примеси, раствор фильтруют через фильтры, в состав которых входит известь. Чтобы удалить из полученного раствора гидроксид кальция, через него пропускают обычный углекислый газ. Осадок отфильтровывают, а сахарный сироп упаривают в специальных печах, получая на выходе уже знакомый нам сахар.Лактоза
Этот углевод в промышленных условиях выделяется из обычного молока, в котором в избытке содержатся жиры и углеводы. В нем этого вещества содержится довольно много: так, коровье молоко содержит приблизительно 4-5,5% лактозы, а в молоке женщин ее объемная доля доходит до 5,5-8,4%.
Каждая молекула этого глицида состоит из остатков 3-галактозы и а-глюкозы в пиранозной форме, которые образуют связи посредством первого и четвертого атома углерода.
В отличие от других сахаров, у лактозы есть одно исключительное свойство. Речь идет о полном отсутствии гигроскопичности, так что даже во влажном помещении этот глицид совершенно не отсыревает. Это свойство активно используется в фармацевтике: если в состав какого-то лекарства в порошкообразной форме входит обычная сахароза, то к ней обязательно добавляют лактозу. Она совершенно натуральная и безвредна для человеческого организма, в отличие от многих искусственных добавках, которые препятствуют слеживанию и намоканию. Каковы функции и свойства углеводов этого типа?
Биологическое значение лактозы чрезвычайно велико, так как лактоза является важнейшим питательным компонентом молока всех животных и человека. Что же касается мальтозы, то ее свойства несколько отличны.
Мальтоза
Является промежуточным продуктом, который получается при гидролизе крахмала. Название «мальтоза» получил из-за того что образуется во многом под влиянием солода (по-латински солод — maltum). Широко распространен не только в растительных, но и в животных организмах. В больших количествах образуется в пищеварительном тракте жвачных животных.
Молекула этого углевода состоит из двух частей α-глюкозы в пиранозной форме, которые соединены между собой посредством первого и четвертого атомов углерода. На вид представляет собой бесцветные, белые кристаллы. На вкус – сладковатая, прекрасно растворяется в воде.Полисахариды
Следует помнить, что все полисахариды можно рассматривать с той точки зрения, что они представляют собой продукты поликонденсации моносахаридов. Их общая химическая формула — (СбН10О5)п. В рамках данной статьи мы рассмотрим крахмал, так как он является наиболее типичным представителем семейства.
Крахмал
Образуется в результате фотосинтеза, в больших количествах откладывается в корнях и семенах растительных организмов. Каковы физические свойства углеводов этого вида? На вид представляет собой белый порошок с плохо выраженной кристалличностью, нерастворимый в холодной воде. В горячей жидкости образует коллоидную структуру (клейстер, кисель). В пищеварительном тракте животных имеется много ферментов, которые способствуют его гидролизу с образованием глюкозы.
Является наиболее распространенным природным полимером, который образован из множества остатков а-глюкозы. В природе одновременно встречаются две его формы: амилоза и амшопектин. Амилоза, будучи линейным полимером, может быть растворена в воде. Молекула состоит из остатков альфа-глюкозы, которые связаны через первый и четвертый атом углерода.
Нужно помнить, что именно крахмал является первым видимым продуктом фотосинтеза растений. В пшенице и других злаковых его содержится до 60-80%, тогда как в клубнях картофеля – всего 15-20%. К слову говоря, по виду крахмальных зерен под микроскопом можно безошибочно определить видовую принадлежность растения, так как они у всех разные.
Если углевод быстро нагреть, его огромная молекула будет быстро разлагаться с образованием мелких полисахаридов, которые известны под названием декстринов. У них с крахмалом одна общая химическая формула (С6Н12О5)х, но имеется разница в значении переменной «х», которое меньше значения «n» в крахмале.Напоследок приведем таблицу, в которой отражены не только основные классы углеводов, но и их свойства.
Основные группы | Особенности молекулярного строения | Отличительные свойства углеводов |
Моносахариды | Различаются по числу атомов углерода:
| Бесцветные или белые кристаллы, отлично растворяются в воде, сладкие на вкус |
Олигосахариды | Сложное строение. В зависимости от вида, содержат 2-10 остатков простых моносахаридов | Внешний вид тот же, чуть хуже растворяются в воде, менее сладкий вкус |
Полисахариды | Состоят из очень большого количества остатков моносахаридов | Белый порошок, кристаллическая структура выражена слабо, в воде не растворяются, но имеют свойство в ней разбухать. На вкус нейтральные |
Вот каковы функции и свойства углеводов основных классов.
fb.ru
Виды углеводов, их свойства и функции
Для нашего организма углеводы являются одним из ключевых источников энергии. Сегодня мы рассмотрим виды и функции углеводов, а также узнаем, в каких продуктах питания они содержатся.
Зачем человеку нужны углеводы?
Прежде чем рассмотреть виды углеводов, разберемся с их функциями. В организме человека всегда есть углеводный запас в виде гликогена. Он составляет порядка 0,5 кг. 2/3 этого вещества находится в мышечных тканях, а еще треть – в печени. В промежутках между едой гликоген распадется на глюкозу, нивелируя тем самым колебания содержания сахара в крови.
Без поступления в организм углеводов запасы гликогена заканчиваются через 12-18 часов. Если это происходит, углеводы начинают образовываться из промежуточных продуктов белкового обмена. Эти вещества жизненно необходимы человеку, так как они, в основном за счет окисления глюкозы, образуют в наших тканях энергию.
Дефицит
При хроническом дефиците углеводов запас гликогена в печени истощается, и в ее клетках начинают откладываться жиры. Это приводит к перерождению печени и нарушению ее функций. Когда человек потребляет с пищей недостаточное количество углеводов, его органы и ткани начинают использовать для синтеза энергии не только белок, но и жир. Усиленный распад жиров приводит к нарушению обменных процессов. Причина тому – ускоренное образование кетонов (самый известный из них – ацетон) и скапливание их в организме. Когда кетоны образуются в избытке, внутренняя среда организма «закисляется», а ткани головного мозга постепенно начинают отравляться.
Избыток
Как и дефицит, избыток углеводов не сулит пользы организму. Если человек принимает с пищей слишком много углеводов, уровень инсулина и глюкозы в крови повышается. В результате образуются жировые отложения. Происходит это следующим образом. Когда человек после завтрака целый день не ест, а вечером, придя с работы, решает принять обед, полдник и ужин одновременно, организм пытается бороться с избытком углеводов. Так и происходит повышение уровня сахара в крови. Чтобы глюкоза из крови перешла в клетки тканей, нужен инсулин. Он, в свою очередь, попадая в кровь, дает стимул синтезу жиров.
Кроме инсулина, обмен углеводов регулируют и другие гормоны. Глюкокортикоиды – гормоны коры надпочечников, которые стимулируют синтез глюкозы из аминокислот в печени. Этот же процесс усиливается гормоном глюкагоном. По функциям глюкокортикоиды и глюкагон противоположны инсулину.
Норма
Согласно нормам, углеводы должны составлять 50-60 % от калорийности пищи. Исключать их из рациона нельзя, несмотря на то что они отчасти «виновны» в образовании лишних килограммов.
Углеводы: виды, свойства
По своей химической структуре углеводы делятся на простые и сложные. К первым относятся моно- и дисахариды, а ко вторым – полисахариды. Разберем оба класса веществ подробнее.
Простые углеводы
Глюкоза. Начинаем рассматривать простые виды углеводов с самого главного из них. Глюкоза выступает структурной единицей основного количества поли- и дисахаридов. При обмене веществ она распадается на молекулы моносахаридов. Они, в свою очередь, в ходе сложной реакции превращаются в вещества, окисляемые до воды и углекислого газа, которые являются топливом для клеток.
Глюкоза является важным компонентом в углеводном обмене. Когда его уровень в крови падает или высокая концентрация делает нормальное функционирование организма невозможным (как в случае с диабетом), человек испытывает сонливость и может потерять сознание (гипогликемическая кома).
В чистом виде глюкоза (как моносахарид) содержится в большом количестве овощей и фруктов. Особенно этим веществом богаты такие фрукты:
- виноград – 7,8 %;
- вишня и черешня – 5,5 %;
- малина – 3,9 %;
- земляника – 2,7 %;
- арбуз и слива – 2,5 %.
Среди овощей, богатых глюкозой, можно отметить: тыкву, белокочанную капусту и морковь. В них содержится около 2,5 % этого компонента.
Фруктоза. Это один из наиболее распространенных фруктовых углеводов. Он, в отличие от глюкозы, может проникать из крови в ткани без участия инсулина. Поэтому фруктоза считается оптимальным источником углеводов для людей, страдающих диабетом. Ее часть попадает в печень, где она превращается в глюкозу – более универсальное «топливо». Такое вещество также может повысить уровень сахара в крови, но не настолько, как другие простые углеводы. Фруктоза превращается в жиры легче, чем глюкоза. Но ее главное преимущество состоит в том, что она слаще глюкозы и сахарозы в 2,5 и 1,7 раз соответственно. Поэтому данный углевод применяют вместо сахара с целью понижения калорийности пищи.
Больше всего фруктозы содержится во фруктах, а именно:
- винограде – 7,7 %;
- яблоках – 5,5 %;
- грушах – 5,2 %;
- вишне и черешне – 4,5 %;
- арбузах – 4,3 %;
- черной смородине – 4,2 %;
- малине – 3,9 %;
- землянике – 2,4 %;
- дыне – 2,0 %.
В овощах фруктозы содержится меньше. Больше всего ее можно встретить в белокочанной капусте. Кроме того, фруктоза присутствует в меде – порядка 3,7 %. Достоверно известно, что она не вызывает кариеса.
Галактоза. Рассматривая виды углеводов, мы уже познакомились с некоторыми простыми веществами, которые можно встретить в продуктах в свободном виде. Галактоза таковой не является. Она образует дисахарид с глюкозой, который называется лактозой (она же молочный сахар) – основной углевод молока и продуктов, полученных из него.
В желудочно-кишечном тракте лактоза под действием фермента лактазы расщепляется на глюкозу и галактозу. У некоторых людей наблюдается непереносимость молока, связанная с нехваткой в организме лактазы. В нерасщепленном виде лактоза является хорошим питательным веществом для микрофлоры кишечника. В кисломолочных продуктах львиная доля этого вещества сбраживается до молочной кислоты. Благодаря этому люди, у которых наблюдается лактазная недостаточность, могут без неприятных последствий употреблять кисломолочные продукты. Кроме того, в них есть молочнокислые бактерии, которые подавляют деятельность микрофлоры кишечника и нивелируют последствия действия лактозы.
Галактоза, образование которой происходит при распаде лактозы, в печени превращается в глюкозу. Если у человека недостает фермента, который отвечает за данный процесс, у него может развиться такое заболевание, как галактоземия. В коровьем молоке содержится 4,7 % лактозы, в твороге – 1,8-2,8 %, в сметане – 2,6-3,1 %, в кефире – 3,8-5,1 %, в йогуртах – порядка 3 %.
Сахароза. На этом веществе мы закончим рассматривать простые виды углеводов. Сахароза – это дисахарид, который состоит из глюкозы и фруктозы. В сахаре содержится 99,5 % сахарозы. Сахар стремительно расщепляется желудочно-кишечным трактом. Глюкоза с фруктозой всасываются в кровь человека и служат не только источником энергии, но и самым важным предшественником гликогена в жире. Так как сахар представляет собой углеводы в чистом виде, не содержащие питательных веществ, многие его называют источником «пустых калорий».
Свекла – самый богатый сахарозой продукт (8,6 %). Среди других растительных плодов можно выделить персик – 6 %, дыню – 5,9 %, сливу – 4,8 %, мандарин – 4,5 %, морковь – 3,5 %. В других овощах и фруктах содержание сахарозы колеблется в приделах 0,4-0,7 %.
Пару слов стоит сказать также о мальтозе. Этот углевод состоит из двух молекул глюкозы. Мальтоза (солодовый сахар) содержится в меде, патоке, кондитерских изделиях, солоде и пиве.
Сложные углеводы
Теперь обсудим виды сложных углеводов. Таковыми называются все полисахариды, которые встречаются в рационе человека. За редким исключением среди них можно встретить полимеры глюкозы.
Крахмал. Это основной углевод, перевариваемый человеком. На него приходится 80 % потребляемых с пищей углеводов. Крахмал содержится в картофеле и злаковых продуктах, а именно: крупе, муке, хлебе. Больше всего этого вещества можно встретить в рисе – 70 % и гречке – 60 %. Среди злаков самое меньшее содержание крахмала наблюдается в овсяной крупе – 49 %. В макаронных изделиях содержится до 68 % этого углевода. В пшеничном хлебе крахмала 30-50 %, а в ржаном – 33-49 %. Данный углевод также встречается в бобовых – 40-44 %. В картофеле содержится до 18 % крахмала, поэтому диетологи иногда относят его не к овощам, а к крахмалистым продуктам, как и зерновые с бобовыми.
Инулин. Данный полисахарид является полимером фруктозы, который содержится в топинамбуре и в меньшей мере в других растениях. Продукты, содержащие инулин, назначают при диабете и его профилактике.
Гликоген. Его часто называют «животным крахмалом». Он состоит из разветвленных молекул глюкозы и содержится в животных продуктах, а именно: печени – до 10 % и мясе – до 1 %.
Заключение
Сегодня мы рассмотрели основные виды углеводов и узнали, какие функции они выполняют. Теперь наш подход к питанию будет более осмысленным. Краткое резюме вышесказанного:
- Углеводы – важный источник энергии для человека.
- Их избыток так же плох, как и недостаток.
- Виды углеводов: простые, сложные.
- К простым относятся моно- и дисахариды, а к сложным – полисахариды.
fb.ru