В каких клетках больше всего углеводов


углеводы — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс).

Углеводы, или сахариды, — одна из основных групп органических соединений. Они входят в состав клеток всех живых организмов.

Основная функция углеводов — энергетическая (при расщеплении и окислении молекул углеводов выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма). При избытке углеводов они накапливаются в клетке в качестве запасных веществ (крахмал, гликоген) и при необходимости используются организмом в качестве источника энергии. Углеводы также используются и в качестве строительного материала.

 

Общая формула углеводов:

Cn(h3O)m.

Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода.

В состав производных углеводов могут входить и другие элементы.

 

Растворимые в воде углеводы. Моносахариды и дисахариды

Пример:

из моносахаридов наибольшее значение для живых организмов имеют рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.

Глюкоза — основной источник энергии для клеточного дыхания.

Фруктоза — составная часть нектара цветов и фруктовых соков.

Рибоза и дезоксирибоза — структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами нуклеиновых кислот (РНК и ДНК).
Дисахариды образуются путём соединения двух молекул моносахаридов и по своим свойствам близки к моносахаридам. Например, и те и другие хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус.

Пример:

сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) — дисахариды, образовавшиеся в результате слияния двух молекул моносахаридов:

сахароза (глюкоза \(+\) фруктоза) — основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях.

Лактоза (глюкоза \(+\) галактоза) — входит в состав молока млекопитающих.

Мальтоза (глюкоза \(+\) глюкоза) — источник энергии в прорастающих семенах.

Функции растворимых углеводов: транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая.

Нерастворимые в воде полисахариды

Полисахариды состоят из большого числа моносахаридов. С увеличением количества мономеров растворимость полисахаридов уменьшается и сладкий вкус исчезает.

 

Пример:

полимерные углеводы: крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин.

Функции полимерных углеводов: структурная, запасающая, энергетическая, защитная.
Крахмал состоит из разветвлённых спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза является важным структурным компонентом клеточных стенок грибов и растений.

Целлюлоза нерастворима в воде и обладает высокой прочностью.

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы, входит в состав клеточных стенок некоторых грибов и формирует наружный скелет членистоногих животных.
Гликоген — запасное вещество животной клетки.

Известны также сложные полисахариды, выполняющие структурные функции в опорных тканях животных (они входят в состав межклеточного вещества кожи, сухожилий, хрящей, придавая им прочность и эластичность).

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.

Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

http://www.bestreferat.ru/referat-100195.html

функции, классификация, продукты, строение, свойства, калорийность и норма в день

Содержание статьи:

  1. Что такое углеводы
  2. Функции углеводов в организме
  3. Классификация
  4. Простые углеводы
  5. Сложные углеводы
  6. Быстрые углеводы
  7. Медленные углеводы
  8. Строение углеводов
  9. Состав
  10. Свойства углеводов
  11. Переваривание
  12. Обмен углеводов в организме
  13. Продукты богатые углеводами
  14. Норма углеводов в день для организма
  15. Калорийность

Углеводы представляют собой натуральные органические вещества. В их формуле присутствуют углерод и вода. Благодаря этим элементам организм черпает энергию, которая требуется для поддержания нормальной работы. В зависимости от химической структуры углеводы бывают простыми и сложными.

Углеводы

Что такое углеводы

Углеводы - это основной ингредиент большинства пищевых продуктов, который служит источником энергии для человеческого организма. В зависимости от числа структурных единиц углеводы бывают простыми и сложными.

Первую категорию также называют быстрыми углеводами. Они являются легкоусвояемыми и приводят к быстрому увеличению содержания сахара в крови. Это значит, что для веществ характерен высокий гликемический индекс.

Такие элементы провоцируют нарушение метаболизма и становятся причиной увеличения массы тела. Систематическое употребление пищи, содержащей простые углеводы, не только приводит к ожирению, но и вызывает много других заболеваний.

Сложные углеводы, к которым относят крахмал и клетчатку, включают много связанных сахаридов. В их составе присутствует большое количество структурных элементов. Еда с такими углеводами считается очень полезной. В процессе переваривания она постепенно насыщает организм энергией. Это дает длительное чувство сытости.

Функции углеводов в организме

Ключевая функция углеводов в организме кроется в их трансформации в энергию. АТФ, который представляет собой универсальный источник энергии, содержит моносахарид рибозу. Формирование АТФ происходит вследствие гликолиза. Этот процесс заключается в окислении и распаде глюкозы на пировиноградную кислоту.

Гликолиз осуществляется в несколько стадий. Углеводы окисляются до воды и углекислого газа. Этот процесс сопровождается высвобождением энергии.

К основным функциям углеводов относят следующее:

  1. Структурная. Полисахариды представляют собой материал для опорных элементов. Целлюлоза, которая входит в структуру клеточных стенок, дает растениям жесткость. В составе грибных клеток присутствует хитин.
  2. Энергетическая. Углеводы представляют собой основной источник энергии. Расщепление 1 г углеводов позволяет высвободить 17,6 кДж энергии.
  3. Защитная. Из этих элементов состоят шипы и колючки растений.
  4. Запасающая. Углеводы запасаются в виде крахмала в структуре растений и гликогена у животных. При дефиците энергии эти вещества расщепляются до глюкозы.
  5. Осмотическая. Вещества способствуют регулированию осмотического давления.
  6. Рецепторная. Элементы присутствуют в составе клеточных рецепторов.

Отдельные углеводы формируют сложные структуры с белковыми элементами и липидами. В результате образуются гликопротеины и гликолипиды. Эти элементы присутствуют в составе мембран клеток.

Классификация углеводов

Классификация углеводов

Углеводы имеют множество разновидностей. Это обязательно стоит учитывать при составлении пищевого рациона. Классификация углеводов делится на простые и сложные или быстрые и медленные.

К простым или быстрым углеводам относят следующие:

  1. Моносахариды. В эту категорию входят галактоза, фруктоза, глюкоза. Данные компоненты присутствуют в ягодах, фруктах, меде. Такие вещества быстро усваиваются и резко увеличивают содержание сахара в крови. Как следствие, в тканях образуется гликоген, который требуется для энергии. При ее избытке вещества образуют жировые отложения. Чтобы избежать негативных последствий, количество моносахаридов должно составлять не больше 25-35 % общего объема углеводов, которые были съедены в течение дня.
  2. Дисахариды. К ним преимущественно относят сахарозу, которую включает обычный сахар, и мальтозу. Этот компонент присутствует в солоде, патоке, меде. Также он имеется в составе молочного сахара.

К сложным или медленным углеводам относят полисахариды. Эти вещества включают большое количество моносахаридов. Они усваиваются долгое время и обладают менее сладким вкусом, чем простые углеводы.
К основным полисахаридам относят следующее:

  1. Крахмал и гликоген. Эти вещества присутствуют в злаках, бобовых, картофеле, кукурузе.
  2. Клетчатка. Элемент содержится в крупах, семечках, овощах, фруктах, отрубях.
  3. Целлюлоза. Компонент включают салатные листья, яблоки, груши, морковь.
  4. Пектин. Вещество присутствует в моркови, капусте, цитрусовых фруктах, клубнике.
  5. Инулин. Элемент содержится в цикории, луке, ячмене, чесноке.

Основное достоинство сложных углеводов заключается в медленном насыщении организма. Благодаря этому чувство голода не возникает раньше времени.

Простые углеводы

Простые углеводы

Для этих углеводов характерна простая структура. Благодаря этому они быстро усваиваются в организме. При недостатке физических нагрузок вещества повышают содержание сахара в крови. После этого он быстро падает, что провоцирует чувство голода. Неистраченные углеводы трансформируются в жировые отложения. При этом их недостаток вызывает усталость и повышенную сонливость.

Простые углеводы делятся на 2 категории – моносахариды и дисахариды.

К моносахаридам относятся:

  • глюкоза - она входит в состав большинства фруктов и ягод. Также компонент присутствует в меде и зеленых фрагментах растений;
  • фруктоза - это вещество присутствует в меде, ягодах, фруктах. Также оно входит в семена отдельных растений;
  • галактоза - это единственный моносахарид, который имеет животное происхождение. Он входит в состав лактозы, или молочного сахара.

Наиболее значимыми для питания человека считаются дисахариды. В составе молекулы присутствует глюкоза. Вторым сахаром может быть фруктоза, галактоза или глюкоза.

Существуют такие виды дисахаридов:

  • сахароза - она включает глюкозу и фруктозу. В эту категорию входит сахар из тростника или свеклы;
  • мальтоза - вещество содержит 2 остатка глюкозы. Оно присутствует в солодковом сахаре;
  • лактоза - элемент включает глюкозу и галактозу и содержится в молоке млекопитающих.

Список полезных продуктов, в которых присутствуют быстрые углеводы:

При этом есть вредные продукты, которые следует полностью исключить.

К ним относятся:

  • выпечка из муки высшего сорта;
  • конфеты;
  • сладкие газированные напитки;
  • снеки;
  • спиртные напитки;
  • торты, вафли, печенье.

Сложные углеводы

Сложные углеводы

В основе этих продуктов лежат полисахариды – крахмал и целлюлоза. Такие вещества обеспечивают нормальное пищеварение и на долгое время насыщают человека.

К списку продуктов, которые содержат много сложных углеводов, относят следующее:

  • все овощи – исключением являются картофель и тыква;
  • цитрусовые фрукты;
  • ягоды;
  • яблоки и груши;
  • абрикосы;
  • пшено, перловка, гречка, овсянка;
  • бобовые.

Из напитков в эту категорию входят несладкий чай и кофе. Также немного сложных углеводов присутствует в мясе и рыбе. Они имеются в яйцах, кефире, твороге.

Быстрые углеводы

Быстрые углеводы

Быстрые углеводы считаются простыми и включают всего 1-2 молекулы:

  • 1 молекулу содержат моносахариды;
  • 2 молекулы присутствует в составе дисахаридов.

Для всех быстрых углеводов характерен высокий гликемический индекс. Он превышает 70. Такие вещества отличаются сладким вкусом и прекрасно растворяются в воде.

Расщепление простых углеводов начинается еще в полости рта. Они очень быстро проникают в кровь. Уже через несколько минут после употребления существенно увеличивается уровень глюкозы. При этом он держится на высокой отметке не более 30-40 минут. Затем так же внезапно снижается.

Быстрые углеводы требуются для восстановления запаса энергии после сложных физических нагрузок или стрессов. Они способствуют выведению человека из гипогликемической комы.

Однако постоянно употреблять такие вещества не следует. Это провоцирует истощение поджелудочной железы и заставляет ее функционировать в стрессовом режиме. Именно избыток простых углеводов провоцирует развитие сахарного диабета 2 типа. При употреблении простых углеводов на ночь они трансформируются в жиры.

К продуктам с высоким гликемическим индексом относят следующее:

  • сахар, мед;
  • запеченный картофель, пюре;
  • отварная морковь и тыква;
  • бананы, дыни, арбузы, ананасы;
  • кондитерские изделия;
  • финики;
  • хлебобулочные изделия.

Медленные углеводы

Медленные углеводы

Медленные углеводы также называются сложными. Они включают 3 и больше молекул. Потому для этих веществ характерно медленное расщепление. Обычно они всасываются в кишечнике. К сложным углеводам относят декстрин, крахмал, целлюлозу, гликоген, глюкоманнан.

Употребление медленных углеводов способствует плавному поступлению глюкозы в организм человека. При этом не наблюдается пиков или скачков. Именно сложные углеводы насыщают человека на долгое время, поддерживают стабильное настроение и делают более уравновешенным.

Гликемический индекс таких продуктов находится в пределах 0-40.

К ним стоит отнести следующее:

  • макароны из твердых сортов пшеницы;
  • коричневый рис, ячмень, перловка, гречка, пшено;
  • бобовые;
  • фрукты – персики, апельсины, вишни, яблоки, груши;
  • овощи и зелень – лук, шпинат, кабачки, перец, томаты, капуста;
  • грибы.

Строение углеводов

Строение углеводов

Строение углеводов включает несколько карбонильных и гидроксильных групп.

В зависимости от структуры вещества делят на 3 категории:

  • моносахариды;
  • олигосахариды;
  • полисахариды.

Моносахариды представляют собой простейшие сахара, которые включают всего 1 молекулу. Они имеют несколько групп, которые отличаются по количеству атомов углерода в молекуле. Моносахариды, в составе которых присутствует 3 атома углерода, называют триозами. Если в составе присутствует 5 атомов, их именуют пентозами, если 6 – гексозами.

Наиболее ценными для живых организмов считаются пентозы, которые присутствуют в составе нуклеиновых кислот. Также большое значение имеют гексозы, из которых состоят полисахариды.

Олигосахариды содержат 2-10 структурных элементов.

В зависимости от количества выделяют:

  • диозы;
  • триозы;
  • тетраозы;
  • пентасахариды;
  • гексасахариды.

Самыми значимыми считаются дисахариды, к которым относятся сахароза, мальтоза и лактоза, а также трисахариды. В эту категорию входят мелицитоза, рафиноза, мальтотриоза.

Олисахариды могут содержать однородные и неоднородные структуры.

В зависимости от этого выделяют следующие виды:

  • гомоолигосахариды – все молекулы обладают одинаковым строением;
  • гетероолигосахариды – молекулы отличаются по структуре.

Самыми сложными углеводами считаются полисахариды. Они включают множество моносахаридов – от 10 до нескольких тысяч.

К таким веществам относят следующее:

  • крахмал;
  • хитин;
  • гликоген;
  • целлюлоза.

Полисахариды имеют более жесткую структуру, чем олигосахариды и моносахариды. Они не растворяются в воде и не имеют сладкого вкуса.

Состав углеводов

Состав углеводов

Состав углеводов делят на следующие категории:

  1. Моносахариды – включают 1 мономерную единицу и не гидролизуются с появлением более простых углеводов. Мономеры отличаются разнообразием. Это обусловлено разницей в структуре. Обычно моносахариды живых организмов представляют собой кольцевые углеродные цепи, которые включают 5 или 6 атомов углерода. Самыми важными моносахаридами считаются рибоза и дезоксирибоза, которые присутствуют в составе нуклеиновых кислот. Также к ним относят глюкозу как источник энергии и фруктозу.
  2. Дисахариды – включают 2 мономерных единицы. Можно сказать, что они состоят из 2 моносахаридов. Вещества объединяются через гидроксильные группы. При этом происходит отщепление воды. Самым известным дисахаридом считается сахароза. Ее молекула включает остатки глюкозы и фруктозы. 2 остатка глюкозы входит в состав мальтозы.
  3. Полисахариды – включают больше 10 мономерных единиц. В эту категорию входят крахмал, хитин, целлюлоза и т.д. Крахмал и гликоген скапливаются в организмах как запасной питательный элемент. Крахмал имеет менее разветвленную структуру, чем гликоген. Целлюлоза формирует стенки клеток растений. За счет этого она реализует структурную и защитную функции. Аналогичные задачи решает хитин у грибов и животных.

Свойства углеводов

К основным свойствам углеводов стоит отнести следующее:

  1. Молекулярная масса. Среди углеводов можно встретить весьма простые элементы, молекулярная масса которых составляет примерно 200, и гигантские полимеры. Их молекулярная масса достигает нескольких миллионов.
  2. Растворимость в воде. Моносахариды легко растворяются в воде и образуют сиропы.
  3. Окисление. Этот процесс приводит к получению соответствующих кислот. К примеру, окисление глюкозы аммиачным раствором гидрата окиси серебра приводит к формированию глюконовой кислоты.
  4. Восстановление. При восстановлении сахаров удается получить многоатомные спирты. В роли восстановителя выступает водород в никеле, алюмогидрид лития и т.д.
  5. Алкилирование. Под этим термином понимают образование простых эфиров.
  6. Ацилирование. В это понятие включают образование сложных эфиров.

Переваривание углеводов

Переваривание углеводов

Из углеводов в человеческом организме преимущественно перевариваются полисахариды – крахмал из растительных продуктов и гликоген, который присутствует в животной пище.

Полисахариды расщепляются пищеварительными ферментами до структурных блоков – свободной D-глюкозы. Этот процесс происходит под воздействием амилазы слюны и сопровождается формированием смеси из мальтозы, глюкозы и олигосахаридов.

Переваривание углеводов продолжается и заканчивается в тонком кишечнике. На этот процесс влияет амилаза поджелудочной железы, которая попадает в двенадцатиперстную кишку.

Гидролиз дисахаридов запускают ферменты, которые присутствуют в наружном слое клеток эпителия, выстилающих тонкий кишечник. В эпителиальных клетках тонкого кишечника происходит частичная трансформация D-фруктозы, D-галактозы, D-маннозы в D-глюкозу. Смесь простых гексоз поглощается клетками эпителия и с током крови попадает в печень.

Обмен углеводов в организме

Обмен углеводов в организме

В основе обмена углеводов в организме человека, лежат ниже описанные процессы:

  1. Мозг не имеет запаса гликогена, потому ему постоянно требуется глюкоза. Углеводы являются единственным источником, который помогает покрывать энергетические расходы мозга. Именно мозговая ткань поглощает 70 % глюкозы, которая выделяется печенью.
  2. Мышечные ткани при активной работе получают из крови большое количество глюкозы. В них это вещество трансформируется в гликоген. При распаде гликогена появляется достаточное количество энергии для сокращения мышц.
  3. Содержание глюкозы в крови регулируют гормоны – глюкагон, соматотропин, кортизол, инсулин, адреналин. Инсулин способствует снижению содержания глюкозы в крови при ее повышении, упрощает ее попадание в клетки и обеспечивает отложение вещества в тканях в виде гликогена. При уменьшении параметров глюкозы в крови соматотропин, кортизол, адреналин и глюкагон тормозят захват глюкозы клетками. За счет этого гликоген трансформируется в глюкозу.

Продукты богатые углеводами

Продукты богатые углеводами

Ниже описаны продукты, богатые углеводами в больших количествах:

  1. Хлеб. Важным источником таких веществ, считается пшеничная мука. При этом стоит учитывать, что хлеб нужно употреблять в меру. В продукте из цельных зерен, помимо крахмала, присутствуют белки, минералы, витамины, жиры. Эти вещества очень полезны.
  2. Рис. В составе риса присутствует много углеводов и витаминов группы В. При этом диетологи советуют отдавать предпочтение нешлифованным сортам.
  3. Бобовые. Такие продукты отличаются высокой пищевой ценностью. Для них характерна твердая целлюлозная мембрана, поэтому важно уделить внимание правильному способу приготовления.
  4. Картофель. Этот продукт содержит чуть меньше углеводов – около 20 %. Оставшуюся часть занимает вода. Помимо этого, в составе имеются витамины и минералы.
  5. Зеленые овощи. Помимо сложных углеводов, такие продукты включают много витаминов. Особенно полезно есть овощи в свежем виде. Предпочтение нужно отдавать салату, перцу, зеленой фасоли, молодому горошку, капусте. Обязательно нужно употреблять шпинат, поскольку он содержит много железа.

Норма углеводов в день для организма

Норма углеводов в день для организма

Необходимость в углеводах зависит от интенсивности интеллектуальных и физических нагрузок. В среднем норма углеводов в день для организма составляет 300-500 г. Около 20 % может приходиться на углеводы, которые легко усваиваются.

Пожилым людям стоит употреблять максимум 300 г углеводов в сутки. При этом количество простых элементов не должно быть больше 15-20 %.

При наличии лишнего веса и других патологиях количество углеводов стоит ограничивать. При этом делать это следует постепенно. Благодаря этому организм сможет адаптироваться к изменению обменных процессов. Ограничение стоит начинать с 200-250 г в сутки. Через неделю объем углеводов допустимо сократить до 100 г.

Если резко уменьшать количество углеводов в течение долгого периода времени, есть риск развития разных нарушений.

К ним относят следующее:

  • снижение уровня сахара в крови;
  • общая слабость;
  • сильное снижение интеллектуальной и физической активности;
  • потеря веса;
  • нарушение метаболизма;
  • повышенная сонливость;
  • головокружения;
  • головные боли;
  • тремор рук;
  • ощущение голода;
  • рак толстого кишечника;
  • запоры.

Неприятные симптомы удается устранить после употребления сахара или других сладких продуктов. Однако, есть их следует дозированно. Это поможет избежать увеличения массы тела.

Для организма также вреден и избыток углеводов, особенно простых. Он приводит к повышению уровня сахара в крови. Как следствие, часть веществ не используется и приводит к скоплению жировых отложений. Это провоцирует сахарный диабет, кариес, атеросклероз. Также есть риск метеоризма, ожирения, болезней сердца и сосудов.

Калорийность углеводов

Калорийность углеводов

Калорийность углеводов зависит от конкретного продукта. В среднем 1 г углеводов содержит 4,1 Ккал или 17 кДж.

Углеводы – важные элементы, которые обеспечивают человеческий организм энергией. При этом они делятся на 2 основные категории – простые и сложные. Чтобы избежать проблем со здоровьем, предпочтение стоит отдавать сложным углеводам.

В каких клетках содержится больше углеводов, в растительных или животных.

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
  • Все категории
  • экономические 42,930
  • гуманитарные 33,442
  • юридические 17,873
  • школьный раздел 598,244
  • разное 16,715

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

Углеводы как органические молекулы

Углеводы – это органические молекулы, которые содержат углерод, водород и кислород в мольном соотношении 1:2:1. Элементы в них объединяются в карбонильную и карбоксильную группы. Их общая формула (CH2O) n.


Так как первые изученные углеводы содержали водорода и кислорода столько же, сколько и в молекуле воды, они и получили своё название (углерод + вода). Вместе с тем есть молекулы, у которых соотношение указанных в формуле химических элементов иное, а некоторые, кроме того, содержат атомы азота, фосфора или серы, но подробная классификация углеводов рассматривается ниже. Источником углеводов является растения, там они синтезируются в процессе фотосинтеза.

Так как углеводы содержат много углеводородных связей (C-H), высвобождающих энергию при окислении, они хорошо подходят для хранения энергии. Эти вещества входят в состав всех живых организмов. В клетках животных их содержание не превышает 10 % сухой массы, в клетках растений их значительно больше – до 90 %.

Классификация углеводов

Углеводы существуют в нескольких формах: моносахаридов, олигосахаридов (в том числе дисахаридов) и полисахаридов.

Углеводы моносахариды

Самые простые углеводы – моносахариды (греч. μόνος «единственный», лат. saccharum «сахар»), или простые сахара. Могут включать от 3 атомов углерода, но те, что играют роль в запасе энергии, содержат 6 атомов углерода:  C6H12O6 или (CH2O)6.

Структура моносахаридов.

Свойства моносахаридов:

  • бесцветность;
  • твёрдость кристаллической решётки;
  • хорошая растворимость в воде;
  • способность к кристаллизации;
  • сладкий вкус,
  • представление в форме α и β-изомеров.

По количеству атомов углерода в составе молекул, моносахариды делятся на несколько групп:

  • триозы (C3),
  • тетрозы (C4),
  • пентозы (C5),
  • гексозы (C6),
  • гептозы (C7).

Важнейшими из них являются пентозы и гексозы.

Из тетроз важной является эритроза – один из промежуточных продуктов фотосинтеза растений.

Широко распространены в живом мире пентозы (пятиуглеродные сахара). Эта группа углеводов включает такие важные вещества как рибоза (C5H10O4) и дезоксирибоза (C5H10O5) – сахара, входящие в состав нуклеотидов – мономеров нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Дезоксирибоза отличается от рибозы тем, что при втором атоме углерода имеет атом водорода, а не гидроксильную группу.

Из гексоз наиболее распространены глюкоза, фруктоза и галактоза. Это стериоизомеры с общей формулой C6H12O6.

Глюкоза – виноградный сахар, в свободном состоянии встречается как в растениях, так и в организмах животных. В зависимости от ориентации карбонильной группы (C = O) при замкнутом кольце, глюкоза может существовать в двух различных формах: альфа (α) и бета (β). У α-глюкозы гидроксильная группа расположена под плоскостью кольца при первом атоме углерода, а у β-глюкозы над плоскостью. Глюкоза — это:

  • важнейший источник энергии для всех видов работ в клетке;
  • мономер многих олиго- и полисахаридов;
  • необходимый компонент крови. Снижение её концентрации ведёт к нарушению работы нервных и мышечных клеток, что может сопровождаться судорогами и обмороком. Уровень содержания глюкозы в крови регулируется нервно-гуморальной системой;
  • составная часть почти всех тканей и органов, там она регулирует осмотическое давление;
  • помощник печени в выполнении барьерной роли против токсинов.

Фруктоза тоже очень распространена в природе. Отличается от глюкозы положением карбонильного углерода (C = O). Служит мономером олигосахаридов. Большая её часть находится в плодах, поэтому её ещё называют фруктовым сахаром. Много фруктозы в сахарной свёкле и мёде.

Путь её распада в организме короче, что имеет большое значение в питании больных сахарным диабетом, когда глюкоза слабо усваивается клетками.

Мёд, несмотря на многочисленные советы употреблять его вместо сахара, не является идеальным источником углеводов. Он содержит сахар в чистом виде.

Мёд образуется при ферментативном гидролизе цветочного нектара в пищеварительном тракте пчелы и содержит примерно равные количества свободных глюкозы, фруктозы и дисахарид сахарозу.

Сахар, приносящий пользу, находится в молодых овощах, ягодах, фруктах. Вредный для питания сахар – булочки, торты, пирожные, печенья, сладкие газировки, мороженое. В день в идеале можно съедать 50 г сладкого во время обеда или на полдник в качестве десерта.


 

Галактоза — пространственный изомер глюкозы, отличающийся только расположением гидроксильной группы и водорода около четвёртого атома углерода. Содержится в животных, растениях и некоторых микроорганизмах. Она входит в состав лактозы — молочного сахара, а также в состав некоторых полисахаридов, например лактулозы. В печени и в других органах галактоза превращается в глюкозу.


Различия в структуре этих изомеров влияют на их функции. Их можно различить уже на вкус: фруктоза, например, намного слаще глюкозы. От строения их кольца или цепи зависит и способность быть частью какого-либо полимера.

Углеводы олигосахариды

Олигосахариды (от греч. ὀλίγος — немногий) — углеводы, образующиеся в результате реакции конденсации между несколькими (от двух до 10) молекулами моносахаридов. В зависимости от числа молекул моносахаридов, различают: дисахариды, трисахариды, тетрасахариды и т. д. Наиболее распространены среди них дисахариды. Свойства олигосахаридов:

  • растворяются в воде;
  • мало растворяются в низших спиртах;
  • почти не растворяются в других обычных растворителях;
  • белые или бесцветные;
  • кристаллизуются, но не все, некоторые существуют в форме некристаллических сиропов;
  • их сладкий вкус уменьшается по мере увеличения числа остатков моносахаридов.

Связь, образующаяся между двумя моносахаридами, называется гликозидной (тип ковалентной связи, реакция конденсации).

Образование гликозидных связей
Углеводы дисахариды

В растениях и многих других организмах моносахариды трансформируется в дисахариды — транспортную форму, предназначенную для удобства перемещения внутри организма. В таком виде она труднее расщепляется и может быть доставлена в нужные места.

Дисахариды, образуется путём связывания двух моносахаридов (др. греч. δuο — два и σaκχαρον — сахар) гликозидной связью. Ферменты, способные разорвать эту связь присутствуют, как правило, только в тканях, которые используют глюкозу. Транспортные формы различаются в зависимости от того из каких моносахаридов состоят данные дисахариды. Кроме глюкозы они могут включать фруктозу и галактозу.

 

При соединении остатка глюкозы с её структурным изомером фруктозой образуется дисахарид сахароза (тростниковый, или свекловичный сахар). Сахароза — самая распространённая форма транспортных углеводов, которая хранится в клетках растений (в семенах, ягодах, корнях, клубнях, плодах). Играет важную роль в питании животных и человека. В растениях сахароза служит растворимым резервным углеводом, а также транспортной формой продуктов фотосинтеза, которая легко переносится по растению.

Это привычный нам бытовой сахар, который в промышленности вырабатывают из сахарного тростника (стебли содержат 10-18%) или сахарной свёклы (корнеплоды — до 20%).

Уборка сахарного тростника
Автор: Siebrand

Связывание глюкозы со стериоизомером галактозой приводит к появлению дисахарида лактозы, или молочного сахара. Она есть в молоке всех млекопитающих (2-8,5%), при её помощи звери и человек обеспечивают энергией своё потомство. Взрослые значительно уменьшают потребление молока, так как в их организме нет фермента, нужного для расщепления лактозы. Лактоза используется в микробиологической промышленности для приготовления питательной среды.

Мальтоза, или солодовый сахар — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы. Концентрируется в прорастающих семенах злаков, в томатах и нектаре некоторых растений. Это основной структурный элемент крахмала и гликогена. Мальтоза гидролизируется на две молекулы глюкозы под действием фермента мальтазы.

Углеводы полисахариды

Полисахариды — это углеводы, образующиеся в результате реакции поликонденсации множества (нескольких десятков и более) молекул моносахаридов. Полисахариды (от греч. полис — много) могут включать остатки одинаковых или разных моносахаридов.

Свойства полисахаридов:

  • не растворяются или плохо растворяются в воде;
  • не образуют ясно оформленных кристаллов;
  • не имеют сладкого вкуса.

Многие микроорганизмы легко разлагают до глюкозы крахмал, но большинство из них не способны переварить целлюлозу или другие полисахариды, такие как хитин. Эти углеводы могут усваиваться только некоторыми бактериями и протистами. Жвачные животные и термиты, к примеру, используют микроорганизмы для переваривания целлюлозы.

Даже при том, что эти сложные углеводы не очень легко усваиваемы, они важны для питания. Их называют пищевыми волокнами, так как они улучшают пищеварение и способствуют лучшей перистальтике кишечника. Основная функция пищевых волокон — способствовать всасыванию других питательных веществ.

Полисахариды различаются между собой составом мономеров, длиной и степенью разветвленности цепей. Они могут иметь линейную неразветвленную (целлюлоза, хитин), разветвленную (гликоген) и смешанную структуру (крахмал представляет собой смесь полисахаридов — примерно на 80 % (по массе) он состоит из разветвленного амилопектина и на 20 % из линейного полисахарида амилозы).

В функциональном отношении различают полисахариды резервного, структурного и защитного назначения. Типичные резервные полисахариды — крахмал и гликоген. К структурным полисахаридам относят целлюлозу (клетчатку). Защитную функцию у животных обеспечивают гепарин и гиалуроновая кислота.

Крахмал и гликоген

Крахмал и гликоген запасают метаболическую энергию.

Крахмал (C6H10O5)n — полимер, мономером которого является α-глюкоза. Состоит из смеси других полисахаридов — амилозы и амилопектина. Амилоза имеет вид длинной цепочки, связанной в спираль, именно такая конфигурация обеспечивает синюю окраску растворимого крахмала при добавлении йода. Амилопектин — древовидно разветвлённая цепь, он в присутствии йода окрашиваются в коричневый цвет. Крахмал — основной резервный углевод растений, являющийся одним из продуктов фотосинтеза. Накапливается в хлоропластах листьев, семенах, клубнях, корневищах, луковицах, откладывается в клетках в виде крахмальных зёрен в специальных органеллых — амилопластах. Содержание крахмала:

  • в зерновках риса — до 86%;
  • пшеницы — до 75%;
  • в клубнях картофеля — до 25%.

Крахмал — основной углевод пищи человека, его расщепляет фермент амилаза. Крахмальные зёрна практически не растворяются в воде, но амилоза набухает при её нагревании, тогда как амилопектин не изменяется даже при очень длительном кипячении.

Гликоген (C6H10O5)n — полисахарид, состоящий из 30 000 остатков α-глюкозы. Его цепочки ветвятся сильнее, чем у крахмала. По типу ветвления он похож на компонент крахмала амилопектин, поэтому его часто называют животным крахмалом. Он не даёт синего окрашивания при контакте с йодом. Гликоген — это запасной углевод животных. Накапливается в печени (до 20%) и в мышцах (4%), в небольшом количестве он найден в почках, клетках мозга и лейкоцитах крови. Чаще всего используется как источник глюкозы для восполнения её запасов в крови. Есть гликоген и в клетках грибов, в том числе и дрожжей. В отличие от крахмала гликоген растворим при комнатной температуре.

Целлюлоза

Целлюлоза — полимер, в котором мономер глюкоза соединяется между собой по типу β. Это основной структурный полисахарид клеточной стенки растений, в нём аккумулируется около 50% всего углерода биосферы. Содержание целлюлозы в древесине — до 50%, в волокнах семян хлопчатника — до 98%.

Молекулы целлюлозы не ветвятся, а собираются в очень прочные волокна из параллельно уложенных цепочек, связанных в пучки водородными соединениями. Они нерастворимы в воде, внешне похожи на часть крахмала — амилозу, с одним отличием — цепи целлюлозы, соединённые по β типу в большинстве живых организмах не расщепляются, так как у них отсутствует нужный для этого фермент целлюлаза. Из-за того, что целлюлоза не может быть разорвана в пищеварительном тракте животных, она может работать как биологический структурный материал. Но некоторым жвачным, например, коровам, переваривать целлюлозу помогают симбиотические микроорганизмы.

Целлюлоза является пищей не только для коров, но и для грибов, микроорганизмов, некоторых протист и животных (термиты). Микроорганизмы, способные расщеплять целлюлозу, входят также в состав микрофлоры толстого кишечника человека.

Хитин

Хитин (фр. chitine, от др.-греч. χιτών: хитон — одежда, кожа, оболочка) — структурный полисахарид, найденный в кутикуле членистоногих и ряда других беспозвоночных (червей, кишечнополостных), клеточных оболочках некоторых грибов и протист. Кроме углерода, водорода и кислорода в его молекулах содержится азот (C8H13NO5)n, этим он отличается от целлюлозы. Состоит из остатков N-ацетилглюкозамина, связанных между собой β-гликозидными связями. Усваивать хитин способны немногие организмы, например некоторые бактерии. Но многие существа продуцируют фермент хитиназу, вероятно в качестве защиты от плесени.

Функции углеводов

В живых организмах углеводы выполняют различные функции, основные из них — энергетическая, запасающая и структурная.

  • 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.

Важнейшая роль углеводов в энергетическом обмене живых организмов связана с их способностью расщепляться как при наличии кислорода, так и без него. Это имеет большое значение для анаэробов.

  • Запасающая функция. Полисахариды являются запасными питательными веществами, играя роль «хранилищ» энергии. Резервным углеводом растений является крахмал, животных и грибов — гликоген, бактерий — муреин (пептидогликан). При необходимости эти полисахариды расщепляются до глюкозы, которая служит основным источником энергии для большинства живых организмов.
  • Структурная функция. Углеводы используются в качестве строительного материала. Оболочки клеток растений на 20-40 % состоят из целлюлозы, которая обладает высокой прочностью. Поэтому они надежно защищают внутриклеточное содержимое и поддерживают форму клеток. Хитин является важным структурным компонентом наружного скелета членистоногих, кольчатых червей, клеточных оболочек грибов и некоторых протист.

 

Биологические функции углеводов
  • Олиго- и полисахариды входят в состав цитоплазматической мембраны клеток животных, образуя надмембранный комплекс — гликокаликс. Углеводные компоненты цитоплазматической мембраны выполняют рецепторную функцию: воспринимают сигналы из окружающей среды и передают их в клетку.
  • Метаболическая функция углеводов состоит в том, что в клетках живых организмов моносахариды являются основой для синтеза многих органических веществ — олиго- и полисахаридов, нуклеотидов, некоторых спиртов. Ряд веществ, образующихся в ходе расщепления молекул моносахаридов, используется клетками для синтеза аминокислот, жирных кислот и др.
  • Защитная. Они входят в состав слизей, предохраняющих кишечник, бронхи от механических повреждений, в состав репарина — вещества, предотвращающего свёртывание крови у человека.
  • Осмотическая. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме.

 

Вам будет интересно

Урок 5: Химический состав клетки

План урока:

Неорганические вещества, их роль в клетке

Органические вещества, их роль в клетке

Строение и функции белков

Нуклеиновые кислоты. АТФ

 

Неорганические вещества, их роль в клетке

Всякий организм содержит определенный набор химических элементов, количество которых неодинаково. Познакомимся на схеме с классификацией элементов.

Из схемы видно, что самое большое количество в клетке приходится на макроэлементы. Все они имеют огромное значение для нормальной работы организма. Макроэлементы представлены следующими химическими элементами: кислородом (75%), углеродом (15%), водородом (8%), азотом (3%). Они являются основой жизни на всей планете.

Микроэлементы в организме представлены в небольшом количестве. Однако, они также выполняют свою роль в организме. Микроэлементы входят в состав ферментов и гормонов, содержатся в тканях, принимают участие в процессах обмена веществ.

Все химические элементы составляют вещества, которые представлены двумя группами. Познакомимся с ними на схеме.

Остановимся подробнее на неорганических веществах.

В численном отношении первое место среди неорганических веществ клетки принадлежит воде. Ее содержание колеблется в зависимости от вида организма, условий его местообитания, типа клеток и их функционального состояния. В общем содержание воды в клетке составляет от 40% до 95%.

Причем с возрастом количество воды в клетках любого организма заметно снижается. Соответственно, чем выше функциональная активность клеток и организма в целом, тем больше содержание в них воды, и наоборот.


Источник

Наличие воды – обязательное условие жизненной активности клетки. Она составляет основную часть цитоплазмы, поддерживает ее структуру. Роль воды определяется ее физическими и химическими свойствами.

Рассмотрим основные свойства воды:

  1. Данное вещество считается хорошим растворителем. По отношению к воде все вещества делятся на две группы: гидрофильные и гидрофобные.


Источник

Гидрофильные вещества имеют хорошую растворимость, так как состоят из частиц, способных при растворении отделяться друг от друга. С такими соединениями вы знакомились в курсе химии 9 класса, их называют ионные.

К ним относят такие классы неорганических соединений как соли, щелочи, кислоты и некоторые другие вещества.

В растворе молекулы или ионы данных соединений имеют возможность быстро передвигаться, что обеспечивает их высокую реакционную способность. При этом вода выполняет в клетке роль среды, в которой осуществляются химические реакции.

Гидрофобные вещества плохо либо вообще не растворимы в воде. К ним относят липиды, нуклеиновые кислоты, кое-какие углеводы, а также белки.

  1. Вода как вещество, обладает физическими свойствами. Для нее характерна высокая теплоемкость, при существенном увеличении тепловой энергии происходит небольшое повышение ее температуры. Данное свойство воды способствует защите тканей живых организмов от перегревания или переохлаждения. Это проявляется, к примеру, в потоотделении у животных, при испарении у растений.


Источник

  1. Немаловажным свойством воды является ее высокая теплопроводность. Благодаря этому тепло равномерно распределяется по всему организму, а не сосредоточивается в одном месте. Таким образом, основной функцией воды в клетке считается поддержание оптимального теплового режима.
  1. Вода является основным источником кислорода и водорода, необходимых для протекания процессов фотосинтеза у растений.
  1. Еще одним свойством воды является поверхностное натяжение. Молекулы воды сцепляются между собой с определенной силой и создают на поверхности пленку. Данное свойство обеспечивает движение крови в организме человека и животных, а также минеральных веществ у растений. Как же это происходит? Вот представьте себе, что два человека тянут канат. Каждый тянет его в свою сторону. Так и здесь. Силы, которыми связаны молекулы воды, тянут поверхность в разные стороны. Благодаря этому и происходит транспорт веществ в живом организме.

Значительную роль в организме играет и еще одна группа неорганических веществ – минеральные соли.

Все минеральные вещества могут быть в виде ионов или твердом состоянии. К примеру, цитоплазма содержит соли кальция, фосфора, кремния. Эти элементы используются для формирования опорных структур клетки – раковины моллюсков, хитиновый покров членистоногих.


Хитиновый покров жука носорога Источник

Минеральные вещества в организме распадаются на ионы: катионы и анионы. Они поддерживают кислотно-щелочной баланс цитоплазмы, обеспечивают тургор[1] клеточных оболочек, оказывают влияние на возбудимость нервной и мышечной ткани, активируют ферменты.

 

Органические вещества, их роль в клетке

Основу жизни на планете составляют органические вещества. Они представлены белками, жирами, углеводами, а также нуклеиновыми кислотами.

Первостепенной группой органических веществ организма считаются углеводы. Клетка животных содержит углеводов 1,5-2%, в клетке растений их количество достигает 86-91%.

Познакомимся с группами углеводов на рисунке.

Состав моносахаридов представлен тремя или более атомами углерода. Примером этой группы могут считаться глюкоза, фруктоза, рибоза, а также дезоксирибоза. Все моносахариды – это бесцветные кристаллические вещества со сладким вкусом, имеют хорошую растворимость.

Как большинство углеводов, моносахариды снабжают организм энергией, а также принимают участие в синтезе веществ. Рибоза и дезоксирибоза являются составными компонентами нуклеиновых кислот и АТФ.

Моносахаридом является и глюкоза, которая считается составной частью полисахаридов – крахмала, целлюлозы, гликогена. Фруктоза же входит в состав олигосахаридов, к примеру, сахарозы.

Соответственно, углеводы, образованные двумя и более моносахаридами получили название олигосахаридов, примерами которых считаются сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар).

Свойствами олигосахариды схожи с моносахаридами. К примеру, они имеют хорошую растворимость, а также сладкий вкус. С ростом числа мономеров в составе, растворимость олигосахаридов снижается, теряется сладкий вкус.

Полисахариды образуются большим количеством моносахаридов, соединенных ковалентными связями. Полисахаридами являются крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Полисахариды как вещества обладают сладким вкусом, а также отличной растворимостью. Однако, с возрастанием числа мономеров эти свойства ослабевают.

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции:

  1. Энергетическая функция - углеводы снабжают клетку энергией, которая образуется при их распаде.
  2. Запасающая функция – избыточное содержание углеводов приводит к их накоплению в клетке. Данный запас может быть использован организмом для получения энергии, в случае ее нехватки.
  3. Строительная функция – углеводы составляют основу оболочек клетки. К примеру, целлюлоза считается составной частью клеточных стенок растений. Хитин же составляет клеточные оболочки грибов и наружный скелет некоторых животных.

Липиды включают в себя большую группу жиров и подобных им веществ. По физическим свойствам они являются гидрофобными веществами, то есть не растворяются в воде.

Содержание этих веществ различается, посмотрим на рисунке.

Строение липидов отличается, поэтому чаще всего различают две группы: простые и сложные.

Простыми липидами считаются нейтральные жиры, состав которых представлен остатками жирных кислот, молекулой глицерина. Данные соединения при комнатной температуре бывают твердыми и жидкими. Твердые нейтральные жиры чаще всего характерны для животных и встречаются у обитателей северных широт. Жидкие липиды или масла содержатся в клетках растений, например, у подсолнечника, облепихи, оливок.

К простым липидам, помимо нейтральных жиров, принадлежат также и воска.

Представляют они собой сложные эфиры, состоящие из жирных кислот, а также многоатомных спиртов. Данная группа липидов выполняет в организме защитную функцию, предохраняя от внешнего воздействия различные органы. Восковой слой встречается у животных на коже, шерсти, перьях, а у растений – на листьях, стебле, плодах.


Пчелиный воск Источник

Сложные липиды образованы простыми жирами, которые формируют комплексы с иными веществами. К примеру, в фосфолипидах содержатся простые липиды, а также остаток фосфорной кислоты.

Данная группа жиров имеет большое значение в организме. Фосфолипиды считаются основной составляющей клеточных мембран, осуществляя защитную функцию. В организме они не вырабатываются, поступают только с пищей, поэтому фосфолипиды являются незаменимыми соединениями.

Липиды выполняют важные функции в организме. Рассмотрим их.

  1. Энергетическая функция считается первостепенной у липидов. Их распад сопровождается освобождением энергии, в количественном отношении в 2 раза большей, чем выделяется при распаде углеводов, а также белков. Соответственно, 30% всей энергии, необходимой организму, поставляется именно жирами.
  1. Липиды откладываются у живых организмов как запасающее вещество. В течении жизни они могут расходоваться при недостатке энергии или воды. Распад 100г жира освобождает 105г воды. Эта жидкость необходима для некоторых жителей пустыни, например верблюдам. Многие знают, что это животное способно обходиться без воды10-12 дней. Источником воды как раз является жир, который накапливается в горбу верблюда.


Верблюды Источник

  1. Липиды обладают невысокой теплопроводностью, поэтому исполняют защитную функцию в клетке.Благодаря жировой прослойке некоторые виды животных приспособились к холодному климату. Этот слой жира препятствует охлаждению организма.


Морж Источник

  1. Также липиды осуществляют строительную функцию. К примеру, фосфолипиды являются компонентами клеточных мембран.

 

Строение и функции белков

Белки считаются сложными органическими соединениями, в составе которых преобладают аминокислоты. В жизни всех организмов эти вещества имеют первостепенное значение, поэтому их содержание составляет 50-80%.

Структурными единицами белков считаются аминокислоты, соединяющиеся в цепочки. Молекулы данных соединений представляет длинную цепь, состоящую из 50-1500 аминокислот скрепленных пептидной связью.

Аминокислоты выстраиваются в определенной последовательности, образуя полипептидную цепочку белка. Причем не всегда это просто цепочка, часто белки образуют различные конфигурации в пространстве. Поэтому принято выделять несколько уровней организации белковой молекулы.

Последовательная линейная цепочка аминокислот белковой молекулы является простейшим уровнем организации, названная первичной структурой. Она специфична для каждого белка, определяет его свойства, а также функции.

  1. Вторичный уровень организации представлен спирально закрученной цепочкой белковой молекулы. Витки спирали скрепляются водородными связями.
  2. Вследствие дальнейшей укладки спирали образуется специфичная для всякого белка конфигурация, называемая третичной структурой. Прочность обеспечивается водородными, ионными и гидрофобными взаимодействиями.
  3. Четвертичная структура образуется при объединении отдельных молекул белка в единую систему. Такой уровень организации структуры белковой молекулы можно наблюдать у гемоглобина. Причем только при таком сложном строении молекула этого белка способна реализовывать транспорт кислорода.

Под влиянием различных факторов происходит трансформация структуры белка вследствие разрыва связей. Такой процесс получил обозначение денатурация белка.

Денатурацию белка способны вызывать различные физические, а также химические факторы, к примеру, температура, облучение, влияние химических веществ. Причем денатурация структуры белка способна быть обратимой, а может, и нет.

По своему составу и строению белки различаются. Познакомимся с классификацией белков. Часто их делят на две группы: простые и сложные белки или протеины и протеиды.

В состав простых белков входят только аминокислоты. К ним относятся альбумины (сыворотка крови), глобулины (фибриноген крови), гистоны (составные компоненты гемоглобина).

В сложные белки помимо аминокислот входят и некоторые иные соединения – углеводы, липиды. Сложными белками являются фосфопротеины (казеин молока), гликопротеины (плазма крови).

Белки выполняют в клетке ряд значительных функций.

Остановимся на них подробнее.

  1. Эти соединения называют «кирпичиками» нашего организма. Они осуществляют строительную функцию. Белки входят в состав клеточных мембран, а также органоидов клетки. Стенки кровеносных сосудов, хрящи и сухожилия также состоят из них.
  1. Двигательная функция обеспечивается особыми сократительными белками, благодаря которым осуществляется движение ресничек, жгутиков, сокращение мускулатуры.
  1. Белки выполняют транспортную функцию благодаря своей способности связывать и переносить с током крови химические соединения. Здесь стоит упомянуть гемоглобин, с помощью которого происходит транспорт кислорода ко всем органам и тканям.
  1. Следует отметить и защитную функцию белков в клетке. При проникновении в клетку чужеродных веществ происходит выработка особых белков – иммуноглобулинов или антител, которые их нейтрализуют.
  2. Белкам, входящим в состав клеточной мембраны, присуща сигнальная функция. На оболочку оказывает воздействие какой-либо фактор и белок изменяет свою структуру, тем самым отправляя сигнал в клетку.
  3. Гормоны в нашем организме имеют белковую природу и выполняют регуляторную функцию. Их основная задача поддерживать постоянство внутренней среды организма. Каталитическую функцию выполняют многочисленные ферменты из числа протеинов и протеидов.
  4. Белки способны осуществлять энергетическую функцию – распад 1 г белка сопровождается выделением приблизительно 18 кДж энергии.

В природе существует значительное число белков, которые отличаются по строению и функциям. Между тем, роль белков огромна для организмов, они считаются основой жизни на планете.

 

Нуклеиновые кислоты. АТФ

Нуклеиновые кислоты – биополимеры, способствующие хранению и передаче наследственных данных.

Макромолекулы нуклеиновых кислот выявлены в 1869г швейцарским ученым Ф. Мишером в лейкоцитах, содержащихся в гное. Затем данные соединения найдены в клетках абсолютно всех существ.

Как и белки, нуклеиновые кислоты считаются биополимерами. Их мономером стал нуклеотид, строение его представлено на рисунке.

Мономеры соединяются и образуют полинуклеотидную цепь за счет ковалентных связей, появляющихся между углеводом одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого.

Имеется 2 типа нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Отличия в наименованиях говорят о разном строении: молекула ДНК включает углевод дезоксирибозу, а молекула РНК – рибозу.

Познакомимся со строением ДНК и РНК на рисунке.

Наиболее сложное строение наблюдается у молекулы ДНК, представляющей конфигурацию из двух цепочек, скрученных спирально.

Выделяют 4 типа разнообразных нуклеотидов в молекуле ДНК, но из-за различной их очередности в цепи достигается колоссальное обилие нуклеиновых кислот.

Соединяются 2 полинуклеотидные цепи в одну молекулу при помощи водородных связей, возникающих между азотистыми основаниями. Рассмотрим принцип их объединения на рисунке.

Благодаря особенностям строения протяженность молекулы ДНК может достигать сотен тысяч нанометров, что намного больше самой крупной молекулы белка. В клетке ДНК содержится в ядре, где входит в состав хромосом, а также есть в митохондриях и пластидах. Основной функцией ДНК считается хранение наследственной информации.

Строение РНК более простое –молекула представлена одной цепью нуклеотидов, закрученной в спираль. Различают три типа РНК.

  • Информационной РНК насчитывается приблизительно 6%. Основной функцией информационной РНК является перенос информации к рибосомам, где она используется для образования белка.
  • Транспортная РНК образуется в ядрышках, затем перемещается в цитоплазму, где доставляет аминокислоты на рибосомы. Ее находится в клетке 10%. Всякой аминокислоте подходит своя молекула транспортной РНК.
  • Больше всего в клетке имеется рибосомных РНК – 85%. Они синтезируются в ядрышках, а затем связываются с белками, создавая рибосомы. Функция рибосомной РНК: запускать и прекращать процесс присоединения аминокислот при образовании белка.

В любой клетке содержатся такие органические соединения как аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Молекула АТФ снабжает энергией большинство реакций, с ее помощью клетка движется, осуществляется синтез веществ.

Любое вещество играет конкретную роль в протекании жизненных процессов. Нехватка какого-либо вещества способно приводить к нарушению данных процессов. Чтобы этого не происходило, организм приспособился самостоятельно поддерживать постоянство состава своей внутренней среды. Обеспечивается это с помощью нервной и гуморальной регуляции организма. Вспомнить, как осуществляются эти процессы, вы можете, обратившись к уроку Организм как единое целое.

 

Словарь

Тургор – напряженное состояние клеточных оболочек, возникающее вследствие разного давления.

 

В каких клетках больше всего содержится углеводов

Пришло время честно рассказать вам о питательной ценности углеводов. Мы, также, должны опровергнуть распространенный миф о том, что они являются нашими злейшими врагами.

В целом, большинство людей думают, что углеводы — ваш худший враг, когда речь идет о похудении или поддержании стройной фигуры.Но это абсолютно ложное убеждение.

В некоторой степени углеводы являются макроэлементами, которые просто действуют как топливо, необходимое для правильного функционирования нашего организма.

Вы никогда не задумывались, какие могут быть самые распространенные

продукты, содержащие большое количество углеводов? Независимо от того, ответили вы «да» или «нет» на вышеуказанный вопрос, в сегодняшней статье вы сможете узнать все по этой теме.

Помните, прежде всего, что есть два типа углеводов . Один из них «хороший», а другой «плохой». «Плохие» углеводы содержатся в так называемых «вредных» продуктах питания, масло, гидрогенизированное масло и сахар, очищенный промышленными методами.

После секундного размышления вам будет очень легко понять, почему.Это связано с простым фактом. Ну, их пищевая ценность либо очень низкая, либо даже полностью нулевая.

Но, с другой стороны, фрукты, овощи и натуральные подсластители представляют собой часть углеводов, принадлежащих к этой „хорошей” разновидности. Поэтому ключ к успеху не в том, чтобы избегать всех продуктов с высоким содержанием углеводов.

Что вам нужно сделать, это просто обеспечить нужное количество «хороших» углеводов в вашем ежедневном рационе. Только тогда вы сможете пользоваться всеми преимуществами этих химических веществ.

8 продуктов, содержащих углеводы в больших количествах

Ниже мы покажем вам восемь примеров часто встречающихся продуктов, которые содержат углеводы в высоких дозах. Это стоит иметь в виду всегда!

1. Картофель

Картофель является одним из самых распространенных на рынке и самых дешевых продуктов питания. Вы можете легко сказать, что не можете избежать его в вашей стандартной диете.

Тем не менее, вы должны помнить, что необходимо окончательно отказаться от всех жареных блюд из картофеля. Другими словами, не используйте масло, чтобы приготовить этот продукт.

Лучший способ приготовить картофель — это запечь его в духовке. Таким образом, вы сохраняете «здоровые» углеводы, содержащиеся в нем, и не способствует разрушению их цепей или растворению в воде, как при варке.

Каждые 100 граммов картофеля содержат 27 граммов углеводов.Это идеальная доза в качестве добавки к другим продуктам питания. Эти клубни также являются отличным источником витаминов В6, С и калия.

2. Бананы

Большинство фруктов являются источником необходимых макроэлементов для нашего организма. Бананы не являются исключением в этом отношении. Вы получите наилучшие результаты, съев зеленый банан перед тренировкой, а после еды — спелый желтый фрукт.

Это потому, что зеленые бананы состоят в основном из крахмала. Это означает, что они постепенно выделяют энергию (что является идеальным решением для тренировок с нагрузками).

Напротив, в полностью зрелых бананах содержится много сахарозы, которая помогает вашему организму восстанавливать энергию за короткое время.

3. Овсянка также содержит углеводы

Хотя вам может быть трудно поверить, правда в том, что овсянка является одним из самых полезных продуктов, которые мы можем найти на рынке.

Она содержат не только углеводы, но и огромное количество ценных волокон. Вы можете легко рассчитать углеводы, которые едите в форме овсянки.

Просто помните, что один стакан означает 50 граммов углеводов.

И помните, что вы можете сочетать овсянку по желанию с различными другими продуктами. Самые популярные среди них:

  • мед
  • молоко
  • клубника
  • йогурт
  • бананы
  • черника
  • орехи и семена

Овсянка является отличным источником энергии и в то же время заставляет вас чувствовать себя сытым. Поэтому она является очень популярным продуктом питания на завтрак.

4. Макароны

Большинство профессиональных спортсменов регулярно потребляют определенное количество макарон в дни, предшествующие соревнованиям. Это связано с тем, что макаронные изделия имеют заметно более высокий гликемический индекс, чем рис. А это, в свою очередь, означает, что они доставляют больше энергии.

В результате макароны являются еще одним рекомендуемым продуктом питания, содержащим большое количество углеводов. Цельнозерновая мука является идеальным решением для долгосрочной секреции инсулина вашим организмом.

5. Рис — это практически сами углеводы

Сразу после пшеницы рис является вторым наиболее потребляемым продуктом питания в мире. Прежде всего, это очень дешево и вкусно.Но также стоит знать, что углеводы составляют около 80% его состава.

В результате рис оказывается идеальным источником энергии непосредственно перед началом физических упражнений.

Вы можете есть рис, например, в сочетании с мясом, рыбой или яйцом и небольшой порцией овощей. Лучший способ приготовить это — приготовить его с наименьшим количеством масла и есть в количестве не более одного стакана в день.

6. Тапиока

Этот пищевой продукт получают из клубней маниоки. Это действительно полезный источник углеводов благодаря высокому содержанию крахмала. Вот почему тапиока характеризуется низким содержанием холестерина, вредного для нашего организма.

В 100 граммах тапиоки содержатся углеводы в количестве до 22 граммов. Это один из продуктов с высоким содержанием этого питательного вещества.

Кроме того, она имеет низкое содержание натрия и не содержит никаких следов сахара. По этой причине многие люди, сидящие на диете, рекомендуют тапиоку как один из основных компонентов здорового питания.

7. Хлеб

Хлеб — это пищевой продукт, содержащий много «хороших» углеводов, при условии, что он содержит отруби. Такое разнообразие хлеба означает, что для него характерно большое количество ценных питательных веществ.

Отруби — это продукт, содержащий как углеводы, так и клетчатку, а также белки, жиры, минералы и воду.

8. Цельнозерновые злаки

Цельнозерновые продукты насыщены углеводами с низким гликемическим индексом, которые действуют как топливо, необходимое нашему организму для выполнения различных действий.

Почти все злаки характеризуются высоким содержанием клетчатки, что необходимо для эффективной передачи питательных веществ через наш кишечник.

Кроме того, он также заставляет вас чувствовать себя более сытым в течение длительного времени. Помните также, что регулярное употребление цельного зерна помогает регулировать наш обмен веществ.

Функции углеводов в организме: (EUFIC)

Последнее обновление: 14 января 2020 г.

В этой части нашего обзора углеводов мы объясняем различные типы и основные функции углеводов, включая сахара. Чтобы узнать, как потребление углеводов связано со здоровьем, обратитесь к статье «Углеводы полезны или вредны для вас?».

1. Введение

Наряду с жирами и белками углеводы являются одним из трех макроэлементов в нашем рационе, основная функция которых - обеспечивать организм энергией.Они встречаются во многих различных формах, таких как сахар и пищевые волокна, а также во многих различных продуктах, таких как цельнозерновые, фрукты и овощи. В этой статье мы исследуем разнообразие углеводов, содержащихся в нашем рационе, и их функции.

2. Что такое углеводы?

В основном углеводы состоят из строительных блоков сахаров, и их можно классифицировать в зависимости от того, сколько сахарных единиц объединено в их молекуле. Глюкоза, фруктоза и галактоза являются примерами однокомпонентных сахаров, также известных как моносахариды.Двойные сахара называются дисахаридами, среди которых наиболее широко известны сахароза (столовый сахар) и лактоза (молочный сахар). Моносахариды и дисахариды обычно называют простыми углеводами. Длинноцепочечные молекулы, такие как крахмалы и пищевые волокна, известны как сложные углеводы. На самом деле, однако, есть более явные различия. В таблице 1 представлен обзор основных типов углеводов в нашем рационе.

Таблица 1. Примеры углеводов, основанные на различных классификациях.

КЛАСС

ПРИМЕРЫ

Моносахариды

Глюкоза, фруктоза, галактоза

Дисахариды

Сахароза, лактоза, мальтоза

Олигосахариды

Фруктоолигосахариды, мальтоолигосахариды

Полиолы

Изомальт, мальтит, сорбит, ксилит, эритрит

Полисахариды крахмала

Амилоза, амилопектин, мальтодекстрины

Некрахмальные полисахариды
(пищевые волокна)

Целлюлоза, пектины, гемицеллюлозы, камеди, инулин

Углеводы также известны под следующими названиями, которые обычно относятся к определенным группам углеводов 1 :

  • сахара
  • простых и сложных углеводов
  • устойчивый крахмал
  • пищевые волокна
  • пребиотики
  • собственных и добавленных сахаров

Различные названия происходят из-за того, что углеводы классифицируются в зависимости от их химической структуры, а также в зависимости от их роли или источника в нашем рационе.Даже ведущие органы здравоохранения не имеют согласованных общих определений для различных групп углеводов 2 .

3. Виды углеводов

3.1. Моносахариды, дисахариды и полиолы

Простые углеводы, содержащие одну или две единицы сахара, также известны как сахара. Примеры:

  • Глюкоза и фруктоза: моносахариды, которые содержатся во фруктах, овощах, меде, а также в пищевых продуктах, таких как глюкозно-фруктозные сиропы
  • Столовый сахар или сахароза представляет собой дисахарид глюкозы и фруктозы и в природе встречается в сахарной свекле, сахарном тростнике и фруктах
  • Лактоза, дисахарид, состоящий из глюкозы и галактозы, является основным углеводом молока и молочных продуктов
  • Мальтоза представляет собой дисахарид глюкозы, содержащийся в сиропах из солода и крахмала

Моносахаридные и дисахаридные сахара, как правило, добавляются в пищевые продукты производителями, поварами и потребителями и называются «добавленными сахарами».Они также могут присутствовать в виде «свободных сахаров», которые естественным образом содержатся в меде и фруктовых соках.

Полиолы, или так называемые сахарные спирты, тоже сладкие и могут использоваться в пищевых продуктах так же, как и сахар, но имеют более низкую калорийность по сравнению с обычным столовым сахаром (см. Ниже). Они действительно встречаются в природе, но большинство полиолов, которые мы используем, производятся путем преобразования сахаров. Сорбитол является наиболее часто используемым полиолом в пищевых продуктах и ​​напитках, а ксилит часто используется в жевательных резинках и мятных конфетах. Изомальт - это полиол, производимый из сахарозы, часто используемый в кондитерских изделиях.Полиолы могут оказывать слабительное действие при употреблении в пищу в слишком больших количествах.

Если вы хотите узнать больше о сахарах в целом, прочтите нашу статью «Сахара: ответы на общие вопросы», статью «Решение общих вопросов о подсластителях» или изучите возможности и трудности замены сахара в выпечке и полуфабрикатах ( «Сахар с точки зрения пищевых технологий»).

3.2. Олигосахариды

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет олигосахариды как углеводы с 3-9 сахарными единицами, хотя другие определения допускают немного более длинные цепи.Самыми известными являются олигофруктаны (или, в собственном научном смысле: фруктоолигосахариды), которые содержат до 9 единиц фруктозы и естественным образом встречаются в овощах с низкой сладостью, таких как артишоки и лук. Рафиноза и стахиоза - два других примера олигосахаридов, которые содержатся в некоторых бобовых, зернах, овощах и меде. Большинство олигосахаридов не расщепляются на моносахариды пищеварительными ферментами человека и вместо этого используются микробиотой кишечника (дополнительную информацию см. В нашем материале о пищевых волокнах).

3.3. Полисахариды

Десять или более, а иногда даже несколько тысяч сахарных единиц необходимы для образования полисахаридов, которые обычно делятся на два типа:

  • Крахмал, который является основным запасом энергии в корнеплодах, таких как лук, морковь, картофель и цельнозерновые продукты. Он имеет цепи глюкозы разной длины, более или менее разветвленные, и встречается в гранулах, размер и форма которых различаются между растениями, которые их содержат. Соответствующий полисахарид у животных называется гликогеном.Некоторые крахмалы могут перевариваться только микробиотой кишечника, а не механизмами нашего собственного тела: они известны как устойчивые крахмалы.
  • Некрахмальные полисахариды, которые входят в группу пищевых волокон (хотя некоторые олигосахариды, такие как инулин, также считаются диетическими волокнами). Примерами являются целлюлоза, гемицеллюлозы, пектины и камеди. Основными источниками этих полисахаридов являются овощи и фрукты, а также цельнозерновые продукты. Отличительной чертой некрахмальных полисахаридов и фактически всех пищевых волокон является то, что люди не могут их переваривать; следовательно, их среднее содержание энергии ниже по сравнению с большинством других углеводов.Однако некоторые типы клетчатки могут метаболизироваться кишечными бактериями, в результате чего образуются полезные для нашего организма соединения, такие как короткоцепочечные жирные кислоты. Узнайте больше о пищевых волокнах и их важности для нашего здоровья в нашей статье о «цельнозерновых» и «диетических волокнах».

Далее мы будем иметь в виду «сахара», когда говорим о моно- и дисахаридах, и «волокна», когда говорим о некрахмальных полисахаридах.

4. Функции углеводов в нашем организме

Углеводы - важная часть нашего рациона.Что наиболее важно, они обеспечивают энергией самые очевидные функции нашего тела, такие как движение или мышление, но также и «фоновые» функции, которые большую часть времени мы даже не замечаем. 1 . Во время пищеварения углеводы, состоящие из более чем одного сахара, расщепляются на моносахариды пищеварительными ферментами, а затем непосредственно всасываются, вызывая гликемический ответ (см. Ниже). Организм напрямую использует глюкозу в качестве источника энергии в мышцах, мозговых и других клетках.Некоторые из углеводов не могут быть расщеплены, и они либо ферментируются кишечными бактериями, либо проходят через кишечник без изменений. Интересно, что углеводы также играют важную роль в структуре и функциях наших клеток, тканей и органов.

4.1. Углеводы как источник энергии и их хранение

Углеводы, расщепленные в основном на глюкозу, являются предпочтительным источником энергии для нашего тела, поскольку клетки нашего мозга, мышц и всех других тканей напрямую используют моносахариды для удовлетворения своих энергетических потребностей.В зависимости от вида один грамм углеводов обеспечивает разное количество энергии:

  • Крахмал и сахар являются основными углеводами, обеспечивающими энергию, и обеспечивают 4 килокалории (17 килоджоулей) на грамм
  • Полиолы содержат 2,4 килокалории (10 килоджоулей) (эритритол вообще не усваивается, поэтому дает 0 калорий)
  • Пищевые волокна 2 килокалории (8 килоджоулей)

Моносахариды всасываются непосредственно в тонком кишечнике в кровоток, откуда они транспортируются к нуждающимся клеткам.Некоторые гормоны, в том числе инсулин и глюкагон, также являются частью пищеварительной системы. Они поддерживают уровень сахара в крови, удаляя или добавляя глюкозу в кровоток по мере необходимости.

Если не использовать напрямую, организм превращает глюкозу в гликоген, полисахарид, подобный крахмалу, который хранится в печени и мышцах в качестве легкодоступного источника энергии. Когда это необходимо, например, между приемами пищи, ночью, во время подъемов физической активности или во время коротких периодов голодания, наш организм превращает гликоген обратно в глюкозу, чтобы поддерживать постоянный уровень сахара в крови.

Мозг и красные кровяные тельца особенно зависят от глюкозы как источника энергии и могут использовать другие формы энергии из жиров в экстремальных условиях, например, в очень длительные периоды голодания. Именно по этой причине уровень глюкозы в крови должен постоянно поддерживаться на оптимальном уровне. Примерно 130 г глюкозы необходимо в день только для покрытия энергетических потребностей мозга взрослого человека.

4.2. Гликемический ответ и гликемический индекс

Когда мы едим пищу, содержащую углеводы, уровень глюкозы в крови повышается, а затем понижается, и этот процесс известен как гликемический ответ.Он отражает скорость переваривания и всасывания глюкозы, а также влияние инсулина на нормализацию уровня глюкозы в крови. На скорость и продолжительность гликемического ответа влияет ряд факторов:

  • Сама еда:
    • Тип сахара (ов), образующих углевод; например фруктоза имеет более низкий гликемический ответ, чем глюкоза, а сахароза имеет более низкий гликемический ответ, чем мальтоза
    • Строение молекулы; например крахмал с большим количеством ветвей легче расщепляется ферментами и, следовательно, легче усваивается, чем другие
    • Используемые методы приготовления и обработки
    • Количество других питательных веществ в пище, таких как жир, белок и клетчатка
  • (метаболические) обстоятельства у каждого человека:
    • Степень жевания (механическое нарушение)
    • Скорость опорожнения желудка
    • Время прохождения через тонкий кишечник (частично зависит от пищи)
    • Сам метаболизм
    • Время приема пищи

Влияние различных пищевых продуктов (а также технологии обработки пищевых продуктов) на гликемический ответ классифицируется относительно стандарта, обычно белого хлеба или глюкозы, в течение двух часов после еды.Это измерение называется гликемическим индексом (GI). GI 70 означает, что еда или питье вызывают 70% ответа глюкозы в крови, который можно было бы наблюдать с тем же количеством углеводов из чистой глюкозы или белого хлеба; однако большую часть времени углеводы едят как смесь вместе с белками и жирами, которые влияют на ГИ.

Продукты с высоким ГИ вызывают большую реакцию глюкозы в крови, чем продукты с низким ГИ. В то же время продукты с низким ГИ перевариваются и усваиваются медленнее, чем продукты с высоким ГИ.В научном сообществе ведется много дискуссий, но в настоящее время недостаточно доказательств, чтобы предположить, что диета, основанная на продуктах с низким ГИ, связана со сниженным риском развития метаболических заболеваний, таких как ожирение и диабет 2 типа.

ГЛИКЕМИЧЕСКИЙ ИНДЕКС НЕКОТОРЫХ ОБЫЧНЫХ ПРОДУКТОВ (с использованием глюкозы в качестве стандарта)

Продукты с очень низким ГИ (≤ 40)

Сырое яблоко
Чечевица
Соевые бобы
Фасоль
Коровье молоко
Морковь (вареная)
Ячмень

Продукты с низким ГИ (41-55)

Лапша и макароны
Яблочный сок
Сырые апельсины / апельсиновый сок
Финики
Сырой банан
Йогурт (фрукты)
Цельнозерновой хлеб
Клубничное варенье
Сладкая кукуруза
Шоколад

Продукты питания с промежуточным ГИ (56-70)

Коричневый рис
Овсяные хлопья
Безалкогольные напитки
Ананас
Мед
Хлеб на закваске

Продукты с высоким ГИ (> 70)

Белый и непросеянный хлеб
Вареный картофель
Кукурузные хлопья
Картофель фри
Картофельное пюре
Белый рис
Рисовые крекеры

4.3. Функция кишечника и пищевые волокна

Хотя наш тонкий кишечник не может переваривать пищевые волокна, клетчатка помогает обеспечить хорошее функционирование кишечника за счет увеличения физического объема кишечника и, таким образом, стимулирования кишечного транзита. Когда неперевариваемые углеводы попадают в толстый кишечник, некоторые типы клетчатки, такие как камеди, пектины и олигосахариды, расщепляются микрофлорой кишечника. Это увеличивает общую массу кишечника и благотворно влияет на состав микрофлоры кишечника.Это также приводит к образованию продуктов жизнедеятельности бактерий, таких как жирные кислоты с короткой цепью, которые выделяются в толстой кишке, оказывая благотворное влияние на наше здоровье (дополнительную информацию см. В наших статьях о пищевых волокнах).

5. Резюме

Углеводы - это один из трех макроэлементов в нашем рационе, который необходим для правильного функционирования организма. Они бывают разных форм, от сахара вместо крахмала до пищевых волокон, и присутствуют во многих продуктах, которые мы едим. Если вы хотите узнать больше о том, как они влияют на наше здоровье, прочтите нашу статью «Углеводы полезны или вредны для вас?».

Список литературы

  1. Каммингс Дж. Х. и Стивен А. М. (2007). Терминология и классификация углеводов. Европейский журнал клинического питания 61: S5-S18.
  2. Портал знаний JRC Европейской комиссии, укрепление здоровья и профилактика заболеваний. Доступ 17 октября 2019 г.
    .

    Использование, польза для здоровья и риски

    Углеводы или сахариды являются биомолекулами. Четыре основных класса биомолекул - это углеводы, белки, нуклеотиды и липиды. Углеводы - самые распространенные из четырех.

    Углеводы, также известные как углеводы, выполняют несколько функций в живых организмах, включая перенос энергии. Они также являются структурными компонентами растений и насекомых.

    Углеводные производные участвуют в репродуктивной функции, иммунной системе, развитии болезней и свертывании крови.

    Краткие сведения об углеводах

    • «Сахарид» - это другое слово, обозначающее «углевод».
    • К продуктам с высоким содержанием углеводов относятся хлеб, макаронные изделия, бобы, картофель, рис и крупы.
    • Один грамм углеводов содержит около 4 килокалорий
    • Углеводы с высоким гликемическим индексом (ГИ) быстро попадают в кровоток в виде глюкозы
    • Переход на диету с низким ГИ увеличивает шансы на здоровый вес и образ жизни

    Углеводы, также известные сахариды или углеводы - это сахара или крахмалы.Они являются основным источником пищи и ключевой формой энергии для большинства организмов.

    Они состоят из атомов углерода, водорода и кислорода.

    Углеводы составляют два основных соединения:

    Альдегиды : это атомы углерода и кислорода с двойной связью, а также атом водорода.

    Кетоны : это атомы углерода и кислорода с двойной связью, а также два дополнительных атома углерода.

    Углеводы могут объединяться в полимеры или цепочки.

    Эти полимеры могут функционировать как:

    • молекулы длительного хранения пищевых продуктов
    • защитные мембраны для организмов и клеток
    • основная структурная поддержка растений

    Большинство органических веществ на Земле состоит из углеводов.Они вовлечены во многие аспекты жизни.

    Есть разные типы углеводов. Они включают моносахариды, дисахариды и полисахариды.

    Моносахариды

    Это наименьшая возможная сахарная единица. Примеры включают глюкозу, галактозу или фруктозу. Глюкоза - основной источник энергии для клетки. «Сахар в крови» означает «глюкоза в крови».

    В питании человека к ним относятся:

    • галактоза, наиболее доступная в молоке и молочных продуктах
    • фруктоза, в основном в овощах и фруктах

    Дисахариды

    Дисахариды представляют собой две связанные вместе моносахаридные молекулы, например, лактозу, мальтоза и сахароза.

    При связывании одной молекулы глюкозы с молекулой галактозы образуется лактоза. Лактоза обычно содержится в молоке.

    При связывании одной молекулы глюкозы с молекулой фруктозы образуется молекула сахарозы.

    Сахароза содержится в столовом сахаре. Это часто является результатом фотосинтеза, когда солнечный свет, поглощаемый хлорофиллом, вступает в реакцию с другими соединениями растений.

    Полисахариды

    Различные полисахариды действуют как запасы пищи у растений и животных. Они также играют структурную роль в клеточной стенке растений и прочном внешнем скелете насекомых.

    Полисахариды представляют собой цепочку из двух или более моносахаридов.

    Цепь может быть:

    • разветвленной, так что молекула выглядит как дерево с ветвями и веточками
    • неразветвленная, где молекула представляет собой прямую линию

    Цепи молекул полисахаридов могут состоять из сотен или тысяч моносахаридов.

    Гликоген - это полисахарид, который люди и животные хранят в печени и мышцах.

    Крахмалы - это полимеры глюкозы, состоящие из амилозы и амилопектина.Богатые источники включают картофель, рис и пшеницу. Крахмал не растворяется в воде. Люди и животные переваривают их с помощью ферментов амилазы.

    Целлюлоза - одна из основных структурных составляющих растений. Дерево, бумага и хлопок в основном состоят из целлюлозы.

    Возможно, вы слышали о простых и сложных углеводах.

    Моносахариды и дисахариды - это простые углеводы, а полисахариды - сложные.

    Простые углеводы - это сахара.Они состоят всего из одной или двух молекул и обеспечивают быстрый источник энергии, но вскоре потребитель снова чувствует голод. Примеры включают белый хлеб, сахар и конфеты.

    Сложные углеводы состоят из длинных цепочек молекул сахара. Цельнозерновые и продукты, в которых все еще есть клетчатка, являются сложными углеводами. Они дольше насытят и считаются более полезными для здоровья, поскольку содержат больше витаминов, минералов и клетчатки. Примеры включают фрукты, овощи, бобовые и макароны из непросеянной муки.

    Хлеб, макаронные изделия, бобы, картофель, отруби, рис и крупы - это продукты, богатые углеводами. Большинство продуктов, богатых углеводами, имеют высокое содержание крахмала. Углеводы - самый распространенный источник энергии для большинства организмов, включая человека.

    При необходимости мы могли бы получать всю свою энергию из жиров и белков. Один грамм углеводов содержит примерно 4 килокалории (ккал), столько же, сколько и белок. Один грамм жира содержит около 9 ккал.

    Однако углеводы имеют и другие важные функции:

    • мозгу нужны углеводы, в частности глюкоза, потому что нейроны не могут сжигать жир
    • пищевые волокна состоят из полисахаридов, которые наш организм не переваривает

    Соединенные Штаты (U.S.) Диетические рекомендации на 2015–2020 годы рекомендуют получать от 45 до 65 процентов потребности в энергии из углеводов, и максимум 10 процентов должны поступать из простых углеводов, другими словами, глюкозы и простых сахаров.

    Каждые пару десятилетий происходит какой-то «прорыв», и людям советуют «избегать всех жиров» или «избегать углеводов».

    Углеводы были и останутся важной частью любого пищевого рациона человека.

    Углеводы и ожирение

    Некоторые утверждают, что глобальный рост ожирения связан с высоким потреблением углеводов.Однако ряд факторов способствуют возникновению этой проблемы:

    К ним относятся:

    • снижение физической активности
    • более высокое потребление нездоровой пищи
    • более высокое потребление пищевых добавок, таких как красители, усилители вкуса и искусственные эмульгаторы
    • меньше часов сна каждую ночь
    • повышение уровня жизни

    Стресс также может быть фактором. Одно исследование показало, что молекула нейропептида Y (NPY), которую организм высвобождает при стрессе, может «разблокировать» рецепторы Y2 в жировых клетках тела, стимулируя рост клеток в размерах и количестве.

    В быстро развивающихся странах, таких как Китай, Индия, Бразилия и Мексика, наблюдается рост ожирения по мере изменения уровня жизни и диетических привычек.

    Когда эти группы населения были худыми, их диеты были более насыщенными углеводами, чем сейчас. Они также потребляли больше натуральных продуктов и меньше вредной пищи, были более физически активными и дольше спали каждую ночь.

    А как насчет диетического питания?

    Многие сторонники диет с высоким или низким содержанием углеводов продвигают фирменные и переработанные продукты в качестве средств для похудания, таких как питательные батончики и порошки.Они часто содержат красители, искусственные подсластители, эмульгаторы и другие добавки, похожие на нездоровую пищу.

    Если потребители этих продуктов останутся физически неактивными, они могут заметить временную потерю веса, но когда они выйдут из диеты, вес вернется.

    Когда человек потребляет углеводы, пищеварительная система расщепляет часть из них до глюкозы. Эта глюкоза попадает в кровь и повышает уровень сахара в крови или глюкозы. Когда уровень глюкозы в крови повышается, бета-клетки поджелудочной железы выделяют инсулин.

    Инсулин - это гормон, который заставляет наши клетки поглощать сахар в крови для получения энергии или хранения. Когда клетки поглощают сахар в крови, уровень сахара в крови начинает падать.

    Когда уровень сахара в крови падает ниже определенной точки, альфа-клетки поджелудочной железы выделяют глюкагон. Глюкагон - это гормон, который заставляет печень выделять гликоген, сахар, хранящийся в печени.

    Короче говоря, инсулин и глюкагон помогают поддерживать нормальный уровень глюкозы в крови в клетках, особенно в клетках мозга. Инсулин снижает избыточный уровень глюкозы в крови, а глюкагон возвращает его обратно, когда он слишком низкий.

    Если уровень глюкозы в крови повышается слишком быстро, слишком часто, клетки в конечном итоге могут выйти из строя и не реагировать должным образом на инструкции инсулина. Со временем клеткам требуется больше инсулина для реакции. Мы называем это инсулинорезистентностью.

    После многих лет выработки высоких уровней инсулина бета-клетки поджелудочной железы могут изнашиваться. Производство инсулина падает. Со временем это может вообще прекратиться.

    Эффекты инсулинорезистентности

    Инсулинорезистентность может привести к широкому спектру проблем со здоровьем, в том числе:

    Это известно как метаболический синдром и связано с диабетом 2 типа.

    Снижение риска метаболического синдрома

    Длительный контроль уровня сахара в крови снижает шансы развития метаболического синдрома.

    Способы сделать это включают:

    • употребление натуральных углеводов
    • хороший сон
    • регулярные упражнения

    Углеводы во фруктах и ​​овощах, бобовых, цельнозерновых и т. Д., Как правило, попадают в кровоток медленнее по сравнению с с углеводами в обработанных пищевых продуктах.

    Углеводы в нездоровой и обработанной пище и напитках могут вызвать у человека более быстрое чувство голода, поскольку они вызывают быстрый скачок выработки глюкозы и инсулина.Натуральные продукты, содержащие углеводы, с меньшей вероятностью сделают это.

    Так называемая средиземноморская диета с высоким содержанием углеводов из естественных источников плюс умеренное количество животного или рыбного белка.

    Это оказывает меньшее влияние на потребность в инсулине и последующие проблемы со здоровьем по сравнению со стандартной американской диетой.

    Углеводы необходимы для хорошего здоровья. Те, которые поступают из натуральных, необработанных продуктов, таких как фрукты, овощи, бобовые, цельнозерновые и некоторые злаки, также содержат необходимые витамины, минералы, клетчатку и ключевые фитонутриенты.

    Углеводы, которые быстро повышают уровень сахара в крови, имеют высокий гликемический индекс (GI), в то время как те, которые более мягко влияют на уровень сахара в крови, имеют более низкий показатель GI.

    Углеводы попадают в кровоток в виде глюкозы с разной скоростью.

    • Углеводы с высоким ГИ поступают в кровоток быстро, как и глюкоза
    • Углеводы с низким ГИ поступают медленно, потому что им требуется больше времени на переваривание и расщепление

    В долгосрочной перспективе продукты с низким ГИ вместе с упражнения и регулярный сон лучше для поддержания здоровья и веса.

    Углеводы с низким ГИ связаны с:

    • меньшим набором веса
    • лучшим контролем диабета и уровнем сахара в крови
    • более здоровым уровнем холестерина в крови
    • меньшим риском сердечных заболеваний
    • лучшим контролем аппетита
    • повышением физической выносливости

    Одним из факторов, увеличивающих показатель GI продукта, является процесс измельчения и измельчения, при котором часто остается только крахмалистый эндосперм или внутренняя часть семени или зерна.В основном это крахмал.

    Этот процесс также удаляет другие питательные вещества, такие как минералы, витамины и пищевые волокна.

    Чтобы придерживаться диеты с низким ГИ, ешьте больше нерафинированных продуктов, таких как:

    • овес, ячмень или отруби на завтрак, чем менее рафинированный, тем лучше
    • цельнозерновой хлеб
    • коричневый рис
    • много свежих фруктов и овощи
    • свежие, цельные фрукты вместо сока
    • цельнозерновые макароны
    • салаты и сырые овощи

    Следует избегать нездоровой пищи, полуфабрикатов и продуктов со слишком большим количеством добавок.

    Углеводы нужны для здоровья, но они должны быть правильного вида.

    Соблюдение хорошо сбалансированной диеты, включающей необработанные углеводы, а также достаточный сон и физическая активность с большей вероятностью приведут к хорошему здоровью и соответствующей массе тела, чем сосредоточение внимания на конкретном питательном веществе или его исключение.

    .

    углеводов | Определение, классификация и примеры

    Классификация и номенклатура

    Узнайте о структурах и использовании простых сахаров глюкоза, фруктоза и галактоза

    Моносахариды играют важную роль в передаче энергии.

    Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видеоролики к этой статье

    Хотя для углеводов был разработан ряд схем классификации, разделение на четыре основные группы - моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды - используется здесь среди наиболее распространенных. .Большинство моносахаридов или простых сахаров содержится в винограде, других фруктах и ​​меде. Хотя они могут содержать от трех до девяти атомов углерода, наиболее распространенные представители состоят из пяти или шести, соединенных вместе в цепочечную молекулу. Три наиболее важных простых сахара - глюкоза (также известная как декстроза, виноградный сахар и кукурузный сахар), фруктоза (фруктовый сахар) и галактоза - имеют одинаковую молекулярную формулу (C 6 H 1 2 O 6 ), но, поскольку их атомы имеют разное структурное расположение, сахара имеют разные характеристики; я.е., они изомеры.

    Незначительные изменения структурной организации, обнаруживаемые живыми существами, влияют на биологическое значение изомерных соединений. Известно, например, что степень сладости различных сахаров различается в зависимости от расположения гидроксильных групп (OH), составляющих часть молекулярной структуры. Однако прямая корреляция, которая может существовать между вкусом и каким-либо конкретным структурным устройством, еще не установлена; то есть еще невозможно предсказать вкус сахара, зная его конкретное структурное расположение.Энергия в химических связях глюкозы косвенно снабжает большинство живых существ большей частью энергии, необходимой им для продолжения своей деятельности. Галактоза, которая редко встречается в виде простого сахара, обычно сочетается с другими простыми сахарами с образованием более крупных молекул.

    Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

    Две молекулы простого сахара, которые связаны друг с другом, образуют дисахарид или двойной сахар.Дисахарид сахароза или столовый сахар состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы; Наиболее известные источники сахарозы - сахарная свекла и тростниковый сахар. Молочный сахар или лактоза и мальтоза также являются дисахаридами. Прежде чем энергия дисахаридов может быть использована живыми существами, молекулы должны быть разбиты на соответствующие моносахариды. Олигосахариды, которые состоят из трех-шести моносахаридных единиц, довольно редко встречаются в природных источниках, хотя было идентифицировано несколько производных растений.

    Кристаллы лактозы

    Кристаллы лактозы показаны взвешенными в масле. Их отличная форма позволяет идентифицировать их в продуктах питания, исследуемых для исследования.

    © Кайла Саслоу, любезно предоставлено Университетом Висконсин-Мэдисон

    Полисахариды (этот термин означает много сахаров) представляют собой большинство структурных и энергетических углеводов, встречающихся в природе. Большие молекулы, которые могут состоять из 10 000 связанных вместе моносахаридных единиц, полисахариды значительно различаются по размеру, сложности структуры и содержанию сахара; К настоящему времени идентифицировано несколько сотен различных типов.Целлюлоза, основной структурный компонент растений, представляет собой сложный полисахарид, состоящий из множества глюкозных единиц, связанных вместе; это наиболее распространенный полисахарид. Крахмал, содержащийся в растениях, и гликоген, обнаруженный у животных, также представляют собой сложные полисахариды глюкозы. Крахмал (от древнеанглийского слова stercan , что означает «застывать») содержится в основном в семенах, корнях и стеблях, где он хранится в качестве доступного источника энергии для растений. Растительный крахмал можно перерабатывать в такие продукты, как хлеб, или употреблять напрямую, например, в картофеле.Гликоген, который состоит из разветвленных цепочек молекул глюкозы, образуется в печени и мышцах высших животных и хранится в качестве источника энергии.

    состав целлюлозы и глюкозы

    Целлюлоза и глюкоза являются примерами углеводов.

    Encyclopædia Britannica, Inc.

    Окончание общей номенклатуры моносахаридов - -оза ; таким образом, термин пентоза ( pent = пять) используется для моносахаридов, содержащих пять атомов углерода, а гексоза ( hex = шесть) используется для тех, которые содержат шесть.Кроме того, поскольку моносахариды содержат химически реактивную группу, которая представляет собой либо альдегидную группу, либо кетогруппу, их часто называют альдопентозами, или кетопентозами, или альдогексозами, или кетогексозами. Альдегидная группа может находиться в положении 1 альдопентозы, а кетогруппа может находиться в другом положении (например, 2) внутри кетогексозы. Глюкоза представляет собой альдогексозу, то есть она содержит шесть атомов углерода, а химически реактивная группа представляет собой альдегидную группу.

    .

    Какова функция углеводов? Факты и многое другое

    Углеводы дают людям энергию и являются жизненно важной частью здорового питания.

    Однако употребление в пищу слишком большого количества углеводов или выбор неправильного типа может привести к увеличению веса или другим проблемам со здоровьем.

    В этой статье мы рассмотрим функцию углеводов, а также то, откуда они берутся, как организм их обрабатывает и какие из них выбрать.

    Углеводы дают человеку энергию.Люди также могут получать энергию из продуктов, содержащих белок и жиры, но предпочтительным источником для организма являются углеводы.

    Если человек не имеет достаточного количества углеводов, его организм будет использовать белки и жиры в качестве источника энергии.

    Однако, поскольку белок жизненно важен для многих других важных функций, таких как строительство и восстановление тканей, организм предпочитает не использовать его для получения энергии.

    Углеводы в организме расщепляются на глюкозу. Глюкоза перемещается из кровотока в клетки организма с помощью гормона инсулина.Все клетки в организме человека используют глюкозу для своего функционирования.

    Мозг использует 20-25% глюкозы человека, когда он находится в состоянии покоя и зависит от постоянного снабжения.

    Откуда берутся углеводы?

    Люди получают углеводы из пищи. Все растения содержат углеводы, которые обычно составляют значительную часть рациона человека.

    Углеводы содержат молекулы сахара, называемые сахаридами. Эти молекулы содержат углерод, водород и кислород.

    Ученые классифицируют углеводы как простые или сложные, в зависимости от того, сколько молекул сахара они содержат.

    Простые углеводы

    Простые углеводы содержат одну или две молекулы сахара и включают глюкозу, фруктозу, сахарозу и лактозу.

    Простые углеводы естественным образом встречаются в:

    • фруктах
    • фруктовых соках
    • молоке
    • молочных продуктах

    Сложных углеводах

    Сложные углеводы содержат более длинные и сложные цепи сахаров.В их состав входят олигосахариды и полисахариды. Сложные углеводы также содержат клетчатку и крахмал.

    Примеры сложных углеводов включают:

    • цельнозерновые, в том числе некоторые виды хлеба, крупы, макаронные изделия и рис
    • горох и бобы
    • овощи и фрукты

    рафинированные углеводы

    рафинированные углеводы - это продукты, которые исчезли путем обработки, при которой удаляются некоторые из их ингредиентов, такие как клетчатка и минералы.

    Эти углеводы включают подсластители и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, которые производители часто добавляют в обработанные пищевые продукты.

    Примеры рафинированных углеводов:

    • белый хлеб, макароны и рис
    • обработанные сухие завтраки
    • торты, сладости и выпечка
    • подсластители и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы

    Организм расщепляет углеводы на глюкозу использовать их в качестве:

    • постоянного источника энергии для функций организма
    • быстрого и мгновенного источника энергии при выполнении упражнений
    • запаса энергии, который организм сохраняет в мышцах или печени и высвобождает при необходимости

    Если организм уже накапливает достаточно энергии и не требует большего, он превращает глюкозу в жир, что может привести к увеличению веса.

    Глюкоза не может оставаться в кровотоке, так как она может быть опасной и токсичной. После еды поджелудочная железа выделяет инсулин, который помогает переместить глюкозу в клетки организма, которые могут использовать или хранить ее.

    Инсулин отвечает за предотвращение слишком высокого уровня сахара в крови.

    Диета, содержащая много сладких продуктов и углеводов, может слишком сильно зависеть от инсулиновой реакции, что может привести к таким проблемам со здоровьем, как диабет или ожирение.

    Когда человек ест больше углеводов, чем ему нужно, он может хранить избыток глюкозы в виде жира. Если кто-то очень активен или много тренируется, он может относительно быстро израсходовать эти углеводы.

    Однако люди, которые не употребляют эти углеводы, могут обнаружить, что они прибавили в весе.

    Сложные углеводы, такие как коричневый рис, цельнозерновой хлеб и овощи, медленнее высвобождают энергию и дольше сохраняют чувство сытости.

    Выбор сложных углеводов и крахмалистых овощей может быть более полезным для человека способом включить этот жизненно важный макроэлемент в свой рацион.

    К более полезным крахмалистым овощам относятся:

    Бобовые, такие как фасоль и горох, также содержат сложные углеводы, и они могут быть отличным продуктом питательной диеты.

    Зерновые составляют значительную часть рациона многих людей. Рекомендации по питанию для американцев на 2015–2020 годы рекомендуют употреблять в день эквивалент 6 унций зерна при диете в 2000 калорий.

    По крайней мере половину этого количества должно составлять цельное зерно, а не очищенное или переработанное зерно.

    Для людей хороший способ добиться этого - либо искать продукты из 100% цельного зерна, либо выбирать продукты, содержащие не менее 50% цельного зерна.

    Простые и рафинированные углеводы, такие как сладкие закуски и напитки, белый хлеб и макароны, белый картофель, могут иметь негативные последствия, если человек ест слишком много из них.

    Организм очень быстро усваивает сахар из этих продуктов, что может дать им быстрый прилив энергии, но не сохраняет их надолго. Этот эффект может привести к перееданию.

    Полезные заменители

    Чтобы поддерживать здоровую диету, человек может попробовать следующие заменители:

    • заменить белые макароны или рис цельнозерновыми продуктами
    • заменить сэндвич с белым хлебом салатом из киноа или запеченным сладким картофелем и добавить овощи к еде
    • вместо того, чтобы есть обработанные хлопья для завтрака, замочите цельнозерновой овес в кокосовом молоке и корице на ночь и добавьте чернику
    • замените кусок пиццы на полезный и сытный суп, содержащий овощи и чечевицу или бобы

    Углеводы необходимы для обеспечения организма энергией и поддержки его оптимального функционирования.Люди могут иметь разные потребности в углеводах в зависимости от их образа жизни, веса и уровня активности.

    Большинство людей могут обеспечить себе здоровую диету, включив сложные углеводы и ограничив потребление рафинированных углеводов.

    Внимательное отношение к выбору углеводов может помочь человеку добиться хорошего баланса глюкозы в крови и снизить риск сопутствующих заболеваний.

    .

    Вся правда об углеводах - NHS

    «Углеводы» - горячо обсуждаемая тема, особенно в мире похудания, отчасти из-за таких диет, как диета Аткинса, Дюкана, Саут-Бич и кетогенная диета.

    Идея о том, что «углеводы - это плохо», оставила многих людей в недоумении относительно углеводов и их важности для нашего здоровья, включая поддержание здорового веса.

    Углеводы - это широкая категория, и не все углеводы одинаковы. Важны тип, качество и количество углеводов в нашем рационе.

    Существуют убедительные доказательства того, что клетчатка, содержащаяся, например, в цельнозерновых версиях крахмалистых углеводов, полезна для нашего здоровья.

    Что такое углеводы?

    Углеводы - это 1 из 3 макроэлементов (питательных веществ, которые составляют значительную часть нашего рациона), содержащихся в пище. Остальные - жир и белок.

    Вряд ли какие-либо продукты содержат только одно питательное вещество, и большинство из них представляют собой комбинацию углеводов, жиров и белков в различных количествах.

    В пище содержатся 3 различных типа углеводов: сахар, крахмал и клетчатка.

    Сахар

    Тип сахара, который большинство взрослых и детей в Великобритании едят слишком много, называется свободным сахаром.

    Это сахара, которые добавляют в пищу или напитки, например, в печенье, шоколад, ароматизированные йогурты, сухие завтраки и газированные напитки.

    Сахар в меде, сиропах (например, кленовый, агава и золотой сироп), нектарах (например, цветочных) и несладких фруктовых соках, овощных соках и смузи происходит естественным образом, но они все равно считаются свободными сахарами.

    Узнайте больше о сахаре

    Крахмал

    Крахмал содержится в пищевых продуктах, полученных из растений. Крахмалистые продукты, такие как хлеб, рис, картофель и макароны, обеспечивают медленное и постоянное высвобождение энергии в течение дня.

    Узнайте больше о крахмалистых продуктах

    Волоконно

    Волокно содержится в клеточных стенках пищевых продуктов, полученных из растений. Хорошие источники клетчатки включают фрукты и овощи, цельнозерновой хлеб, цельнозерновые макаронные изделия и бобовые (фасоль и чечевица).

    Узнайте, как включить в свой рацион больше клетчатки

    Сколько углеводов мне нужно есть?

    Правительственный совет по здоровому питанию, проиллюстрированный руководством Eatwell Guide, рекомендует, чтобы чуть более трети вашего рациона составляли крахмалистые продукты, такие как картофель, хлеб, рис и макароны, а еще более трети - фрукты и овощи. .

    Это означает, что более половины вашего суточного потребления калорий должно поступать из крахмалистых продуктов, фруктов и овощей.

    Зачем нужны углеводы?

    Углеводы важны для вашего здоровья по нескольким причинам.

    Энергия

    Углеводы должны быть основным источником энергии вашего тела при здоровом сбалансированном питании.

    Они расщепляются на глюкозу (сахар), прежде чем попадают в вашу кровь. Затем глюкоза поступает в клетки вашего тела с помощью инсулина.

    Глюкоза используется вашим телом для получения энергии, подпитывая вашу деятельность, будь то бег или просто дыхание.

    Неиспользованная глюкоза может превращаться в гликоген, который содержится в печени и мышцах.

    Если глюкозы потребляется больше, чем может быть сохранено в виде гликогена, она превращается в жир для длительного хранения энергии.

    Крахмалистые углеводы с высоким содержанием клетчатки выделяют глюкозу в кровь медленнее, чем сладкие продукты и напитки.

    Риск заболевания

    Клетчатка - важная часть здорового сбалансированного питания. Он может способствовать хорошему здоровью кишечника, снизить риск запора, а некоторые формы клетчатки снижают уровень холестерина.

    Исследования показывают, что диета с высоким содержанием клетчатки связана с более низким риском сердечно-сосудистых заболеваний, диабета 2 типа и рака кишечника.

    Многие люди не получают достаточного количества клетчатки. В среднем большинство взрослого населения Великобритании получают около 19 г клетчатки в день. Взрослым рекомендуется есть в среднем 30 г в день.

    Рекомендуемое потребление клетчатки для детей может варьироваться от 15 до 30 г, в зависимости от их возраста.

    Потребление калорий

    Углеводы содержат меньше калорий на грамм, чем жир; 4 калории (4 ккал) на грамм углеводов и 9 калорий (9 ккал) на грамм жиров. Кроме того, крахмалистые продукты могут быть хорошим источником клетчатки, а это значит, что они могут быть полезной частью поддержания здорового веса.

    Заменив жирные, сладкие продукты и напитки продуктами с высоким содержанием крахмала, вы с большей вероятностью уменьшите количество калорий в своем рационе. Кроме того, продукты с высоким содержанием клетчатки добавляют объем вашей еде, помогая вам чувствовать себя сытым.

    Следует ли мне отказаться от углеводов?

    Хотя мы можем выжить без сахара, было бы трудно полностью исключить углеводы из своего рациона.

    Углеводы - главный источник энергии для организма. В их отсутствие ваше тело будет использовать белок и жир для получения энергии.

    Также может быть трудно получить достаточное количество клетчатки, что важно для долгосрочного здоровья.

    Здоровые источники углеводов, такие как крахмалистые продукты с высоким содержанием клетчатки, овощи, фрукты и бобовые, также являются важным источником питательных веществ, таких как кальций, железо и витамины группы B.

    Значительное сокращение углеводов в вашем рационе в долгосрочной перспективе может означать, что вы не получаете достаточного количества питательных веществ, что потенциально может привести к проблемам со здоровьем.

    Замена углеводов жирами и более жирными источниками белка может увеличить потребление насыщенных жиров, что может повысить количество холестерина в крови - фактор риска сердечных заболеваний.

    Когда у вас мало глюкозы, организм расщепляет накопленный жир, чтобы преобразовать его в энергию. Этот процесс вызывает накопление кетонов в крови, что приводит к кетозу.

    Это может вызвать головные боли, слабость, плохое самочувствие, обезвоживание, головокружение и раздражительность.

    Постарайтесь ограничить количество употребляемых в пищу сладких продуктов и вместо этого включите в свой рацион более здоровые источники углеводов, такие как цельнозерновые, картофель, овощи, фрукты и бобовые.

    Диабет и низкоуглеводные диеты

    Существуют доказательства того, что низкоуглеводные диеты безопасны и эффективны в краткосрочной перспективе для большинства людей с диабетом 2 типа.Они помогают сбросить вес, контролировать диабет и снизить риск осложнений.

    Перед тем, как перейти на низкоуглеводную диету, рекомендуется поговорить с терапевтом или медицинским персоналом, поскольку она подходит не всем, кто страдает диабетом 2 типа. Ваш медицинский персонал должен посоветовать, сколько углеводов вам следует съесть. Компания Diabetes UK также предлагает на своем веб-сайте 7-дневный план питания с низким содержанием углеводов.

    Также важно знать о возможных побочных эффектах низкоуглеводной диеты, таких как низкий уровень сахара в крови (гипогликемия).

    Нет доказательств того, что низкоуглеводная диета более эффективна в долгосрочной перспективе для людей с диабетом 2 типа, чем другие типы диеты, такие как низкокалорийная диета.

    В настоящее время нет убедительных доказательств того, что низкоуглеводные диеты эффективны для людей с диабетом 1 типа.

    Низкоуглеводные диеты не рекомендуются детям с диабетом, так как они могут повлиять на рост.

    Могут ли белок и жир давать энергию?

    Хотя углеводы, жиры и белки являются источниками энергии в рационе, количество энергии, обеспечиваемое каждым из них, варьируется:

    • углевод обеспечивает около 4 калорий (4 ккал) на грамм
    • белок обеспечивает 4 калории (4 ккал) на грамм
    • жир обеспечивает 9 калорий (9 ккал) на грамм

    При отсутствии углеводов в рационе ваше тело будет преобразовывать белок (или другие неуглеводные вещества) в глюкозу, поэтому не только углеводы могут повышать уровень сахара в крови и уровни инсулина.

    Если вы потребляете больше калорий, чем сжигаете, вы набираете вес.

    Итак, отказ от углеводов или жиров не обязательно означает сокращение калорий, если вы заменяете их другими продуктами, содержащими такое же количество калорий.

    Углеводы сытнее, чем белки?

    Углеводы и белок содержат примерно одинаковое количество калорий на грамм.

    Но другие вещи заставляют нас чувствовать себя сытыми, например, тип, разнообразие и количество еды, которую мы едим, а также пищевое поведение и факторы окружающей среды, такие как размер порции и доступность выбора продуктов.

    Ощущение сытости также может варьироваться от человека к человеку. Среди прочего, продукты, богатые белком, могут помочь вам почувствовать себя сытым, и вы должны есть немного бобов, зернобобовых, рыбы, яиц, мяса и других белковых продуктов в рамках здорового сбалансированного питания.

    Но мы не должны есть слишком много богатой белком и крахмалистой пищей. Крахмалистая пища должна составлять около трети всей пищи, которую мы едим, и всем нам нужно есть больше фруктов и овощей.

    Какие углеводы мне следует есть?

    Данные Национального исследования диеты и питания, в котором изучается потребление продуктов питания в Великобритании, показывают, что большинству из нас также следует есть больше клетчатки и крахмалистых продуктов и меньше сладостей, шоколада, печенья, пирожных, тортов и безалкогольных напитков, содержащих добавлен сахар.

    Фрукты, овощи, бобовые и крахмалистые продукты (особенно разновидности с высоким содержанием клетчатки) содержат более широкий спектр питательных веществ (таких как витамины и минералы), которые полезны для здоровья.

    Клетчатка, содержащаяся в этих продуктах, помогает поддерживать здоровье кишечника и увеличивает объем еды, помогая чувствовать сытость.

    Как я могу увеличить потребление клетчатки?

    Чтобы увеличить количество клетчатки в своем рационе, старайтесь есть как минимум 5 порций различных фруктов и овощей в день.

    Выбирайте крахмалистые продукты с более высоким содержанием клетчатки и ешьте картофель с кожицей.Постарайтесь стремиться к среднему потреблению 30 г клетчатки в день.

    Вот несколько примеров типичного содержания клетчатки в некоторых распространенных продуктах:

    • 2 пшеничных печенья на завтрак (прибл. 37,5 г) - 3,6 г клетчатки
    • 1 ломтик непросеянного хлеба - 2,5 г
    • 1 ломтик белого хлеб - 0,9 г
    • 80 г вареных макарон из цельнозерновой муки - 4,2 г
    • 1 средний (180 г) запеченный картофель (с кожурой) - 4,7 г
    • 80 г (4 столовые ложки с горкой) вареной фасоли - 1,6 г
    • 80 г (3 ложки с горкой) вареной моркови - 2.2 г
    • 1 небольшой початок (3 столовые ложки с горкой) кукурузы - 2,2 г
    • 200 г печеных бобов - 9,8 г
    • 1 средний апельсин - 1,9 г
    • 1 средний банан - 1,4 г

    Можно есть с низким гликемическим индексом ( GI) продукты помогают мне похудеть?

    Гликемический индекс (GI) - это рейтинговая система для продуктов, содержащих углеводы. Он показывает, насколько быстро каждый продукт питания влияет на уровень глюкозы (сахара) в крови, когда этот продукт употребляется отдельно.

    Некоторые продукты с низким ГИ (продукты, которые медленнее усваиваются организмом), такие как цельнозерновые злаки, фрукты, овощи, бобы и чечевица, являются продуктами, которые мы должны есть в рамках здорового и сбалансированного питания.

    Но один только GI не является надежным способом определения того, являются ли продукты или комбинации продуктов здоровыми или помогут вам сбросить вес.

    Хотя продукты с низким ГИ вызывают медленное повышение и снижение уровня сахара в крови, что может помочь вам дольше чувствовать сытость, не все продукты с низким ГИ являются полезными для здоровья.

    Например, арбуз и пастернак - это продукты с высоким ГИ, но при этом они полезны, в то время как шоколадный торт имеет более низкое значение ГИ.

    И способ приготовления еды и то, с чем вы ее едите, изменяет рейтинг GI.

    Узнайте больше о гликемическом индексе (GI)

    Делают ли вас жирные углеводы?

    Любая еда может вызвать увеличение веса, если съесть слишком много. Независимо от того, содержит ли ваша диета много жиров или углеводов, если вы часто потребляете больше энергии, чем использует ваше тело, вы, вероятно, наберете вес.

    Грамм на грамм, углеводы содержат меньше калорий, чем жиры. Цельнозерновые продукты, содержащие крахмал, являются хорошими источниками клетчатки. Продукты с высоким содержанием клетчатки делают еду более насыщенной и помогают чувствовать сытость.

    Но продукты с высоким содержанием сахара часто высококалорийны, и слишком частое употребление этих продуктов может способствовать ожирению.

    Может ли отказ от пшеницы помочь мне похудеть?

    Некоторые люди указывают на хлеб и другие продукты на основе пшеницы как на основную причину набора веса.

    Пшеница содержится в большом количестве продуктов, от хлеба, макаронных изделий и пиццы до круп, печенья и соусов.

    Но недостаточно доказательств того, что продукты, содержащие пшеницу, вызывают увеличение веса с большей вероятностью, чем любые другие продукты.

    Если у вас нет диагностированного состояния здоровья, такого как аллергия на пшеницу, чувствительность к пшенице или глютеновая болезнь, мало доказательств того, что исключение пшеницы и других злаков из вашего рациона принесет пользу вашему здоровью.

    Зерновые, особенно цельнозерновые, являются важной частью здорового и сбалансированного питания.

    Цельнозерновой, цельнозерновой и черный хлеб придают нам энергию и содержат витамины группы B, витамин E, клетчатку и широкий спектр минералов.

    Белый хлеб также содержит ряд витаминов и минералов, но в нем меньше клетчатки, чем в цельнозерновом, непросеянном или черном хлебе.

    Если вы предпочитаете белый хлеб, ищите варианты с более высоким содержанием клетчатки. Зерновые также содержат мало жира.

    Узнайте, может ли отказ от хлеба помочь облегчить вздутие живота или другие симптомы пищеварения

    Какова роль углеводов в упражнениях?

    Углеводы, жиры и белки обеспечивают энергию, но ваши мышцы полагаются на углеводы в качестве основного источника топлива во время тренировок.

    Мышцы имеют ограниченные запасы углеводов (гликогена), и их необходимо регулярно пополнять.

    Диета с низким содержанием углеводов может привести к недостатку энергии во время упражнений, ранней утомляемости и задержке восстановления.

    Когда лучше всего есть углеводы?

    Существует мало научных доказательств того, что один раз лучше любого другого.

    Рекомендуется основывать все свои приемы пищи на крахмалистых углеводных продуктах и ​​по возможности выбирать цельнозерновые продукты с высоким содержанием клетчатки.

    Последняя проверка страницы: 9 января 2020 г.
    Срок следующей проверки: 9 января 2023 г.

    .

    болезней питания | Определение, примеры и факты

    Дефицит питательных веществ

    Хотя так называемые болезни цивилизации - например, болезни сердца, инсульт, рак и диабет - будут в центре внимания этой статьи, наиболее серьезным заболеванием, связанным с питанием, является хроническое недоедание, от которого страдают более 925 миллионов человек во всем мире. Недоедание - это состояние, при котором не хватает пищи для удовлетворения энергетических потребностей; его основные характеристики включают потерю веса, задержку роста и истощение жировых отложений и мышц.Низкая масса тела при рождении у младенцев, недостаточный рост и развитие детей, снижение умственных способностей и повышенная восприимчивость к болезням относятся к числу многих последствий хронического постоянного голода, от которого страдают люди, живущие в бедности как в промышленно развитых, так и в развивающихся странах. Наибольшее количество хронически голодающих проживает в Азии, но наибольшая острота голода наблюдается в странах Африки к югу от Сахары. В начале 21 века около 20 000 человек, большинство из которых дети, умирали каждый день от недоедания и связанных с ним заболеваний, которые можно было предотвратить.Смерть многих из этих детей связана с плохим питанием их матерей, а также с отсутствием возможностей, обусловленным бедностью.

    Лишь небольшой процент смертей от голода вызван голодом из-за катастрофической нехватки продовольствия. Например, в 1990-е годы голод во всем мире (эпидемический сбой в снабжении продовольствием) чаще был результатом сложных социальных и политических проблем и разрушительных последствий войны, чем стихийных бедствий, таких как засухи и наводнения.

    Недоедание - это нарушение функции, которое возникает в результате длительного дефицита или избытка общей энергии или определенных питательных веществ, таких как белок, незаменимые жирные кислоты, витамины или минералы.Это состояние может возникнуть в результате голодания и нервной анорексии; постоянная рвота (как при нервной булимии) или невозможность глотать; нарушение пищеварения и кишечная мальабсорбция; или хронические заболевания, которые приводят к потере аппетита (например, рак, СПИД). Недоедание также может быть результатом ограниченной доступности продуктов питания, неразумного выбора продуктов питания или чрезмерного употребления пищевых добавок.

    Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

    Отдельные болезни, связанные с недостаточностью питательных веществ, перечислены в таблице.

    Отдельные болезни, связанные с дефицитом питательных веществ
    болезнь (и задействованные ключевые питательные вещества) симптомы Продукты, богатые ключевыми питательными веществами
    Источник: Гордон М. Уордлоу, Perspectives in Nutrition (1999).
    ксерофтальм (витамин А) слепота от хронических глазных инфекций, плохого роста, сухости и ороговения эпителиальных тканей печень, обогащенное молоко, сладкий картофель, шпинат, зелень, морковь, дыня, абрикосы
    рахит (витамин D) Кости ослабленные, искривленные ноги, другие деформации костей обогащенное молоко, рыбий жир, воздействие солнца
    бери-бери (тиамин) Дегенерация нервов, нарушение координации мышц, сердечно-сосудистые проблемы свинина цельнозерновая, цельнозерновые, фасоль сушеная, семечки подсолнечника
    пеллагра (ниацин) диарея, воспаление кожи, деменция грибы, отруби, тунец, курица, говядина, арахис, цельное и обогащенное зерно
    цинга (витамин С) замедленное заживление ран, внутреннее кровотечение, аномальное формирование костей и зубов цитрусовые, клубника, брокколи
    железодефицитная анемия (железо) снижение производительности труда, снижение роста, повышение риска для здоровья при беременности мясо, шпинат, морепродукты, брокколи, горох, отруби, цельнозерновой и обогащенный хлеб
    зоб (йод) увеличенная щитовидная железа, плохой рост в младенчестве и детстве, возможная умственная отсталость, кретинизм Соль йодированная, морская рыба

    Белково-энергетическое недоедание

    Хроническое недоедание проявляется в первую очередь как белково-энергетическое недоедание (БЭН), которое является наиболее распространенной формой недоедания во всем мире.PEM, также известное как белково-калорийное недоедание, представляет собой континуум, в котором люди - слишком часто дети - потребляют слишком мало белка, энергии или того и другого. На одном конце континуума находится квашиоркор, характеризующийся серьезным дефицитом белка, а на другом - маразм, абсолютное голодание с крайне недостаточным количеством энергии и белка.

    Младенец с маразмом имеет очень низкий вес и потерял большую часть или весь подкожный жир. Тело выглядит как «кожа и кости», а ребенок очень слаб и очень восприимчив к инфекциям.Причина - диета с очень низким содержанием калорий из всех источников (включая белок), часто от раннего отлучения от груди до бутылированной смеси, приготовленной с использованием небезопасной воды и разбавленной из-за бедности. Плохая гигиена и продолжающееся истощение организма приводят к порочному кругу гастроэнтерита и ухудшению слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, что препятствует усвоению питательных веществ из небольшого количества доступной пищи и еще больше снижает сопротивляемость инфекциям. При отсутствии лечения маразм может привести к смерти от голода или сердечной недостаточности.

    Квашиоркор, ганское слово, означающее болезнь, которую первый ребенок получает, когда рождается новый ребенок, обычно наблюдается, когда ребенка отнимают от грудного молока с высоким содержанием белка и переводят на источник углеводной пищи с недостаточным содержанием белка. Дети с этим заболеванием, для которого характерен вздутие живота из-за отека (задержка жидкости), слабы, плохо растут и более восприимчивы к инфекционным заболеваниям, которые могут привести к диарее со смертельным исходом. Другие симптомы квашиоркора включают апатию, обесцвечивание волос и сухую шелушащуюся кожу с незаживающими язвами.Потеря веса может быть замаскирована наличием отеков, увеличенной жировой ткани печени и кишечных паразитов; кроме того, может наблюдаться незначительное истощение мышц и жира.

    Квашиоркор и маразм также могут возникать у госпитализированных пациентов, получающих глюкозу внутривенно в течение продолжительного времени, например, при восстановлении после операции или у пациентов с заболеваниями, вызывающими потерю аппетита или нарушение всасывания питательных веществ. Люди с расстройствами пищевого поведения, раком, СПИДом и другими заболеваниями, при которых отсутствует аппетит или усвоение питательных веществ затруднено, могут потерять мышечную ткань и ткань органов, а также жировые запасы.

    Лечение ПЭМ состоит из трех компонентов. (1) Необходимо устранить опасные для жизни состояния, такие как дисбаланс жидкости и электролитов и инфекции. (2) Состояние питания следует восстанавливать как можно быстрее и безопаснее; быстрое увеличение веса может произойти у голодающего ребенка в течение одной-двух недель. (3) После этого основное внимание в лечении смещается на обеспечение долгосрочного питания. Скорость и окончательный успех выздоровления зависят от тяжести недоедания, своевременности лечения и адекватности постоянной поддержки.В частности, в течение первого года жизни голодание может привести к замедлению роста мозга и интеллектуальному функционированию, которое невозможно полностью восстановить.

    .

    Смотрите также

 
 
© 2020 Спортивный клуб "Канку". Все права защищены.