Вуглеводи - це найпоширеніший клас органічних речовин. Роль вуглеводів в організмі різноманітна, залежить від їх будови, місця освіти. Максимальна кількість вуглеводів міститься в рослинах, де їх концентрація досягає 90%. Це пояснюється здатністю рослин синтезувати вуглеводи з вуглекислого газу і води під дією променів сонця. Називається така реакція фотосинтезом.
Освіта вуглеводів в живих системах відбувається інакше, ніж в рослинах. Є також відмінності в будові.
склад вуглеводів
Назва класу сформулювали першовідкривачі, у яких склалося враження про зміст в нових речовинах вугілля - вуглецю і води в строго певному співвідношенні. Згодом був встановлено, що будова і склад вуглеводів дещо іншою. Назва залишилося. На початку 20 століття Міжнародна комісія рекомендувала іншу назву, яка на практиці не закріпилося. Наводити його тут не має сенсу.
Вуглеводи - величезний клас речовин, який прийнято поділяти на прості і складні
Прості вуглеводи, незважаючи на назву, влаштовані не дуже просто. Називають їх моносахаридами. За кількістю атомів вуглецю вони поділяються на групи. В цілому атомів вуглецю і атомів кисню у них міститься порівну, кількість атомів водню вдвічі більше, ніж кожного із зазначених.
- Тріози - містять в основі молекули три атома вуглецю. У вільному вигляді зустрічаються рідко. Похідні триоз, що містять фосфор, утворюються при розщепленні вуглеводів в організмі людини.
- Тетрози поширені мало.
- Пентози (5 атомів вуглецю в скелеті молекули) зустрічаються в природі частіше, зазвичай, як складова частина більш великих з'єднань.
- Гексози - найважливіша і поширена група простих вуглеводів. Вони містять 6 атомів вуглецю. До гексозо відноситься глюкоза, фруктоза, галактоза і багато інших речовин. Найважливіший простий вуглевод, що забезпечує всі обмінні процеси людини, - це глюкоза. У біохімічних реакціях в організмі вона бере участь у вигляді фосфорних похідних. Складні вуглеводи також підрозділяються на групи. Атомів кисню в них менше, ніж атомів вуглецю. Складні вуглеводи можуть мати середні розміри і дуже великі розміри.
Складні вуглеводи середніх розмірів називають сахароподобние або олігосахариди. Приставка в перекладі з грецької мови означає «малий». Вони містять до 10 залишків моносахаридів.
- Складні вуглеводи з дуже великою молекулярною масою називають несахароподобнимі або полісахариди.
- Вони мають довгі, іноді розгалужені ланцюги з моносахаридів. При руйнуванні під дією води все полісахариди в кінцевому підсумку розпадаються до суміші моносахаридів.
Роль вуглеводів в організмі
В цілому в біосфері вуглеводів міститься більше, ніж всіх інших органічних сполук в сумі. Прості і складні вуглеводи в рівній мірі важливі для забезпечення нормальної життєдіяльності. Головні функції вуглеводів в організмі можна уявити в переліку.
- При окисленні 1 гр вуглеводів в організмі утворюється 4 ккал енергії, частина з якої витрачається на забезпечення потреб органів, тканин, роботу серця, м'язів. «Зайва» енергія, що не затребувана в даний момент часу, може запасатися в особливому поєднанні - АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). При появі потреби АТФ може розщеплюватися і забезпечувати організм відсутньої енергією. Вуглеводи забезпечують 58% добових енерговитрат людини.
- Різноманітно участь вуглеводів в безпосередньому і опосередкованому побудові тканин організму.
- Складні похідні - мукополісахариди формують сполучні тканини, хрящове наповнення суглобів.
- Залишки моносахаридів, що утворюються при розщепленні вуглеводів в організмі, використовуються для утворення (біосинтезу) нових білків, ліпідів.
- Функції вуглеводів в клітці полягають в регуляції обміну жирів. Часто при сильних фізичних навантаженнях, низькому вмісті вуглеводів в раціоні відбувається накопичення шкідливих продуктів, наприклад, ацетону. Всі особливості харчування в період активних фізичних занять доцільно узгодити з фахівцем.
- Багато моносахариди мають солодкий смак, приносять задоволення при прийомі їжі. Це один з необхідних джерел позитивних емоцій, необхідних для нормальної роботи нервової системи.
- Прості і складні вуглеводи беруть участь в запасанні (депонування) енергії. При надлишку моносахаридів з них утворюється полісахарид - глікоген, який накопичується в печінці і м'язах.
- Різноманітні специфічні функції вуглеводів в організмі.
- Складні похідні беруть участь у формуванні групи крові.
- Деякі біополімери, що мають вуглеводну складову, розщеплюють чужорідні віруси, токсини.
- Комплекси білків з вуглеводами забезпечують передачу нервових імпульсів.
- Гепарин запобігає утворенню згустків в кровоносних судинах.
- Важлива функція вуглеводів в клітинах печінки. Глюкуронова кислота, що утворюється при окисленні глюкози, зв'язує токсини в печінці, перетворює їх в розчинну форму, яка легко виводиться з організму.
Розщеплення вуглеводів в організмі
За харчовою цінністю вуглеводи поділяють на засвоювані і незасвоювані.
До засвоюваним відносять:
- моносахариди,
- сахароподобние складні вуглеводи,
- деякі несахароподобние вуглеводи.
З полісахаридів людина може засвоювати тільки крохмаль, глікоген (тваринний крохмаль).
Найлегше засвоюються вуглеводи з маленькою і середньою масою молекули. За цією ознакою відбувається поділ на швидкі і повільні вуглеводи.
- Моносахариди, наприклад глюкоза, засвоюються дуже швидко, тому що їй не потрібно перетерпіти ніяких попередніх реакцій. Вуглеводи, що складаються з суміші двох моносахаридів засвоюються теж швидко. Наприклад, мед складається з суміші рівних частин глюкози і фруктози. Глюкоза до засвоєнню готова. Фруктозі потрібно тільки трохи змінитися.
- Величезні молекули полісахаридів, типу крохмалю, глікогену, засвоюються повільніше. Ланцюг, що складається з декількох тисяч ланок спочатку повинна зазнати розщеплення до моносахаридів. На це йде час і деяка енергія.
Швидкі і повільні вуглеводи
Швидкі і повільні вуглеводи однаково важливі для людини. Слід враховувати швидкість їх розщеплення, відповідно до якої коригувати раціон. Інтенсивність процесів засвоєння вуглеводів характеризується гипогликемическим індексом вуглеводів, який відображає здатність продукту підвищувати рівень глюкози в крові. Чим швидше відбувається всмоктування в харчовому тракті, тим швидше збільшується концентрація глюкози в крові.
- Максимальний гіпоглікемічний індекс вуглеводів має глюкоза, 105 одиниць. Солодовий цукор - мальтоза, що складається з двох залишків глюкози має показник 100 одиниць.
- Фруктоза характеризується цифрою 20. Це пояснюється тим, що для перетворення в глюкозу вона повинна перегрупуватися (изомеризоваться). На таку трансформацію фруктози потрібен час.
- Низький показник фруктози пояснює не дуже високі цифри ГІ для сахарози (59). Вона складається з двох пов'язаних ланок, одним з яких є фруктоза. Потрібно ланки спочатку розщепити, потім фруктозі видозмінитися.
- У меду такі ж моносахариди - глюкоза і фруктоза, але вони не пов'язані один з одним, знаходяться в суміші. Ланки розщеплювати не потрібно. ГІ меду вище, ніж у сахарози, становить 87.
- У крохмалю, що міститься в приготованих продуктах: вареному білому рисі, картоплі, пшеничному хлібі ГІ не малий, становить 72; 90, 72, відповідно. Це пояснюється розщепленням молекул крохмалю при термічній обробці.
Вуглеводи, на відміну від жирів і білків. починають розщеплюватися вже в ротовій порожнині. У слині присутній фермент, що прискорює ці процеси. Це одна з причин, через яку їжу рекомендують ретельно пережовувати. Потім розщеплення триває в інших відділах травного тракту. В кінцевому підсумку все засвоювані вуглеводи розщеплюються, перетворюються в глюкозу.
- Частина глюкози окислюється з утворенням енергії.
- Інша частина розщеплюється і поставляє осколки молекул в інші обмінні.
- «Зайва» глюкоза запасається у вигляді тваринного крохмалю - глікогену, відкладається в печінці і м'язах про запас.
Полісахариди: целюлоза, інулін, пектин не засвоюються в організмі. Вони відносяться до баластні речовини.
Роль баластних речовин
джерела вуглеводів
- В період розвитку людство намагалося максимально очистити харчову сировину. Навчилися звільняти зерна круп від мікродомішок лушпиння, рафінувати і вибілювати цукор. Згодом з'ясувалося, що в процесі старанною очищення харчового сировини втрачається багато цінних компонентів. У продажу став з'являтися хліб грубого помелу, жовтий цукор, в повному обсязі вибілений рис. На вітчизняному ринку асортимент здорових продуктів ще не дуже великий, але тенденція обнадіює.
Головні джерела вуглеводів - це овочі та фрукти
- Найпоширеніший простий вуглевод - глюкоза (виноградний цукор). Її багато в ягодах, фруктах, меді, зелених частинах рослин.
- Фруктоза міститься в меді, буряках, фруктах, входить складовою частиною в тростинний цукор.
- Тростинний цукор - сахарозу отримують з цукрової тростини, буряка. Концентрація сахарози велика в продуктах, до яких її додають. Це кондитерські вироби, соки, джеми, напої, морозиво.
- Молочний цукор лактоза міститься в молоці. Це дуже корисна речовина для дітей і частини дорослих, у яких збереглася активність ферменту її розщеплює. Дорослі люди у яких цей фермент вже не активний, незбиране молоко перетравлюють погано. В такому випадку краще вживати кисломолочні продукти.
Незасвоювані вуглеводи містяться в овочах, фруктах. У шкірці цитрусових, наприклад, їх міститься до 30%; в шкірці яблук - до 20%.
Скільки вуглеводів потрібно в день
Рекомендації повинні бути індивідуальними, визначатися енерговитратами людини. Відповісти на питання - скільки вуглеводів потрібно в день вживати кожній - складно. Середній діапазон - 365 - 500 гр на добу. У Росії прийнята норма - 5 гр засвоюваних вуглеводів на 1 кг маси тіла. При важкій фізичній роботі ця цифра може бути збільшена до 8 гр.
Надлишок вуглеводів в організмі викликає системні порушення обміну всіх речовин. Захворювання, пов'язані з неправильною організацією харчування називаються аліментарними. При надлишку вуглеводів в організмі перевантажується підшлункова залоза, яка продукує гормон - інсулін. Це може привести до діабету, ожиріння, порушення роботи нервової системи.
Недолік вуглеводів в організмі призводить до зниження енергетичного тонусу. Людина може відчувати занепад сил, апатію, поступово проявляються порушення ліпідного обміну. Можуть виникати негативні прояви з боку діяльності нервової системи. Перші ознаки нестачі вуглеводів в організмі повинні послужити сигналом до необхідності змінити раціон.
Розумний підхід до організації харчування буде винагороджений хорошим фізичним станом людини.
Запис має мітки: Харчування