Углеводы: состав, действие, польза и вред. Изучаем действие углеводов на организм. «Быстрые» и «медленные» углеводы. Какие бывают углеводы

Углеводы являются основным источником энергии нашего организма. Спим мы или нет, работаем мы или отдыхаем, болеем или здоровы — наш организм продолжает функционировать.

Львиная доля энергии, необходимой для его работы, поступает к нам из углеводов (50-60%). Энергообмен мозга почти исключительно осуществляется глюкозой (виноградный сахар). Причем именно углеводы способствуют наиболее полному окислению жиров в процессе пищеварения.

Усвоившиеся углеводы поддерживают постоянный уровень глюкозы в крови. Глюкоза откладывается в виде гликогена (животный крахмал) в клетках печени и мышц.

Гликоген (животный крахмал) — основной запасной углевод, содержащийся в клетках организма человека. Этот резервный запас углеводов расходуется организмом по мере необходимости. Гликоген обеспечивает нормальную работу печени, а глюкоза, вырабатывающаяся при его расщеплении, поступает в кровь и расходуется тканями организма.

Химический состав углеводов

Если вспомнить курс химии, то можно дать определение углеводам: это органические соединения углерода, водорода и кислорода. Делятся они на полисахариды, дисахариды и моносахариды. Дисахариды и моносахариды имеют сладкий вкус и растворяются в воде.

Моносахаридами являются:

• фруктоза;
• глюкоза — виноградный сахар (или декстроза);
• галактоза;
• манноза.

Две молекулы моносахаридов образуют дисахариды:

• лактоза — соединение глюкозы и галактозы, содержится в молоке и молочных продуктах;
• сахароза — соединение фруктозы и глюкозы, содержится в свекле или сахарном тростнике;
• мальтоза — солодовый сахар, вырабатывается в проросшем зерне.

Полисахариды, в отличие от моносахаридов и дисахаридов, не растворяется в воде. Это:

• крахмал, состоящий из сложных цепочек молекул глюкозы, содержится в крупах, хлебе, макаронах, картофеле, бобовых;
• гликоген, откладывающийся в живых клетках печени и мышц животных;
• клетчатка или целлюлоза, усиливающая желчеотделение и секреторную деятельность кишечных желез, стимулирует выведение холестерина из организма, активизирует двигательную активность кишок и способствует быстрому опорожнению желудка. При расщеплении клетки кишечными бактериями вырабатываются вещества, нейтрализующие гнилостные процессы, неизбежно возникающие при употреблении белков. Содержится в капусте, хлебе из муки грубого помола, свекле, редиске, пшеничной и овсяной крупе, редьке, бобовых, отрубях;
• пектиновые вещества, выполняющие в организме защитную функцию. Благодаря их желеобразной консистенции, они обволакивают стенки кишечника и препятствуют их механическому и химическому повреждению, а также связывают гнилостную микрофлору и вредные химические соединения, попавшие в кишечник (соли различных металлов, свинец, мышьяк) и выводят все это из организма. Содержатся в свекле, яблоках, крыжовнике;
• инулин, образованный из цепочек молекул фруктозы. Используется как заменитель сахара при диабете.

Для чего нужны углеводы нашему организму

Если человек получает достаточное количество углеводов с пищей, он чувствует себя бодрым и энергичным. Помимо того, что все углеводы — это главный источник энергии для организма, они используются для синтеза нуклеиновых кислот, липидов (холестерина) и других важных органических соединений.
Особенно необходимы углеводы детям. В детском возрасте питание ребенка должно содержать достаточное количество углеводов, чтобы у малыша была энергия для активных игр.

Необходимо учитывать, что в организме процессы обмена углеводов, жиров и белков взаимосвязаны, и могут преобразовываться в определенных границах.

При недостаточном потреблении углеводов с пищей организм использует свои энергетические резервы: жиры, а затем и белки. Если в пище мало клетчатки, затрудняется выведение отходов пищеварения, возникают запоры, что приводит к самоотравлению организма. При резко выраженном дефиците углеводов усиливается расход белка, затрудняется жировой обмен, появляются кетоновые тела — недоокисленные продукты жирового обмена (ведь углеводы способствуют полному окислению жиров), может развиться ацидоз.

При избыточном потреблении углеводов, особенно легкоусвояемых моносахаридов и дисахаридов, неиспользованные запасы энергии превращаются в жир. Увеличивается синтез холестерина, из-за перенапряжения выходит из строя механизм выработки гормона инсулина, нарушается обмен веществ. Нарушается работа сердечно-сосудистой системы. Развиваются ожирение, диабет, атеросклероз и другие заболевания.

Углеводами называют органические соединения, поставляющие в организм необходимую для полноценной жизнедеятельности энергию. Они входят в состав каждой ткани и клеточных структур. На углеводы приходится примерно 2,7 процента от общей массы тела. Без них внутренние органы и системы не могут нормально функционировать. Поддерживать соотношение углеводов в организме становится возможным при сбалансированном питании, включающим в себя продукты, содержащие данные и другие полезные вещества.

Чтобы понимать, почему эти органические соединения настолько важны, необходимо изучить то, какие функции на них возложены. Углеводы, поступающие в организм вместе с пищей, оказывают следующий спектр действий:

1. Поставляют в организм человека энергетические ресурсы. Это происходит за счет окисления соединения. В результате этого процесса один грамм углевода вырабатывает 17 килоджоулей или 4,1 калорию. Окисление сопровождается расходом либо гликогена (резервный запас углеводов), либо глюкозы.
2. Принимают участие в образование различных структурных единиц. Благодаря углеводам, в организме строятся клеточные мембраны, вырабатываются нуклеиновые кислоты, ферменты, нуклеотиды и так далее.
3. Формируют энергетические запасы для организма. Углеводы, принимая форму гликогена, откладываются в мышечных и прочих тканях, печени.
4. Представляют собой антикоагулянты. Эти вещества разжижают кровь, а также препятствуют образованию тромбов.
5. Входят в состав слизи, выстилающей желудочно-кишечный тракт, поверхности дыхательной и мочеполовой систем. Покрывая эти внутренние органы, слизь противостоит вирусным и бактериальным инфекциям, оказывает защиту от механических повреждений.
6. Оказывают положительное воздействие не пищеварение. Углеводы стимулируют функцию пищеварительных ферментов, а, следовательно, улучшают пищеварительные процессы и качество усвоения питательных и ценных веществ, активизируют работу перистальтики желудка.

Кроме того, эти органические соединения повышают защитные функции организма, определяют группу крови, а также снижают вероятность развития онкологических патологий.

Виды углеводов

Органические вещества из группы углеродов делятся на две большие группы - простые и сложные. Первые еще называют быстрыми либо легкоусвояемыми, а вторые - медленными.

Отличаются простым составом и быстро усваиваются в организме. Такая особенность углевода приводит к резкому повышению глюкозы в крови. Реакцией организма на употребление простых углеводов становится крупный выброс инсулина - гормона, который ответственен за продуцирование поджелудочной железы.

Уровень сахара под воздействием инсулина снижается ниже стандартной нормы. Таким образом, человек, который недавно съел продукты, богатые простыми углеводами, уже довольно быстро начинает испытывать чувство голода. Кроме того, преобразование молекул сахара в подкожный жир происходит в соотношении один к двум.

Если злоупотреблять пищей, которая богата быстрыми углеводами, это приведет к следующим неблагоприятным последствиям:

• постоянному ощущение голода и желаниюперекусить;
• повреждению инсулином кровеносных сосудов;
• быстрому износу поджелудочной;
• повышению риска развития сахарного диабета.

Эти негативные воздействия стали главной причиной того, что данные углеводы стали называть вредными либо нежелательными.

Медленные органические соединения, которыми являются клетчатка, гликоген, крахмал, действуют на организм совершенно иным образом. Вещества, входящие в данную группу, обладают сложным составом, а, значит, скорость их усвоения гораздо ниже, чем у быстрых. Данные соединения имеют высокую пищевую ценность и поэтому концентрация сахара практически не повышается, а, следовательно, человек длительное время чувствует сытость.

Поскольку концентрация сахара не слишком высокая, печень успевает его перерабатывать. Это значит, что он практически полностью преобразуется в энергетические ресурсы, а не откладывается в жировые отложения. Таким образом, сложные углеводы не приносят никакого вреда организму, то есть являются полезными.

Суточная норма потребления органического источника энергии обусловлена возрастом, половой принадлежностью, весом, образом жизни и некоторым другим фактором. Чтобы вычислить дневную дозу углеводов, можно воспользоваться следующим расчетом:

1. определить свою норму веса, то есть от роста отнять 100 сантиметров;
2. умножить полученное число на 3,5.

Полученное число и станет дневной нормой потребления. Если рост равен 170 см, то количество углеводов, потребляемых в сутки должно составлять 245 грамм.

В каких продуктах содержатся простые углеводы?

К источникам быстрых углеводов относят:

• натуральный мед, сахар, варенье;
• сдобную выпечку, кондитерские изделия, батоны;
• манную и рисовую белую муку;
• макароны из белых сортов пшеницы;
• соки и газированные напитки, а также сиропы;
• сухофрукты и сладкие виды фруктов;
• некоторые разновидности овощей.

Эти продукты относятся к не самым полезным.

В каких продуктах содержатся сложные углеводы?

К источникам медленных углеводов относят:

• хлебобулочные изделия из муку грубого помола;
• различные виды грибов;
• макароны из твердых сортов пшеницы;
• злаковые и бобовые культуры;
• большинство видов овощей;
• разнообразная зелень;
• несладкие фрукты.

Эти продукты являются полезными.

Чем опасен переизбыток и недостаток углеводов?

Избыток углеводов, поступающих в организм вместе с пищей, приводят к тому, что резко повышается концентрация инсулина в крови и начинается быстрое образование жиров. Иными словами, причиной ожирения, сахарного диабета и прочих проблем со здоровьем, связанных с избытком веса, является углеродистая пища.

Недостаток таких продуктов в организме тоже вреден. Если углеводы поступают в ограниченном количестве, резервы гликогена поступенно истощаются, в печени накапливаются жиры и развиваются различные дисфункции данного органа. Дефицит этого органического соединения приводит к повышенной утомляемости, общему чувству слабости, снижению физической и интеллектуальной активности.

Когда возникает недостаток углевода, то энергию, необходимую для поддержания жизненно важных функций, организм получает из жировых тканей. Высокая скорость расщепления жиров становится причиной усиленной выработки вредных катенов. Это приводит к окислению организма и кетоацидотической коме.

Появление первых признаков, которые сигнализируют о дефиците либо переизбытке углеводов, следует тщательно пересмотреть и в дальнейшем скорректировать ежедневный рацион. Правильно составленное меню позволяет избежать негативные последствия, связанные с передозировкой либо недостатком углеродистой пищи.

Углеводами называют вещества с общей формулой C n (H 2 O) m , где n и m могут иметь разные значения. Название «углеводы» отражает тот факт, что водород и кислород присутствуют в молекулах этих веществ в том же соотношении, что и в молекуле воды. Кроме углерода, водорода и кислорода, производные углеводов могут содержать и другие элементы, например азот.

Углеводы - одна из основных групп органических веществ клеток. Они представляют собой первичные продукты фотосинтеза и исходные продукты биосинтеза других органических веществ в растениях (органические кислоты, спирты, аминокислоты и др.), а также содержатся в клетках всех других организмов. В животной клетке содержание углеводов находится в пределах 1-2 %, в растительных оно может достигать в некоторых случаях 85-90 % массы сухого вещества.

Выделяют три группы углеводов:

1. моносахариды или простые сахара;
2. олигосахариды - соединения, состоящие из 2-10 последовательно соединенных молекул простых сахаров (например, дисахариды, трисахариды и т. д.).
3. полисахариды состоят более чем из 10 молекул простых сахаров или их производных (крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин).

Моносахариды (простые сахара)

В зависимости от длины углеродного скелета (количества атомов углерода) моносахариды разделяют на триозы (C 3), тетрозы (C 4), пентозы (C 5), гексозы (C 6), гептозы (C 7).

Молекулы моносахаридов являются либо альдегидоспиртами (альдозами), либо кетоспиртами (кетозами). Химические, свойства этих веществ определяются прежде всего альдегидными или кетонными группировками, входящими в состав их молекул.

Моносахариды хорошо растворяются в воде, сладкие на вкус.

При растворении в воде моносахариды, начиная с пентоз, приобретают кольцевую форму.

Циклические структуры пентоз и гексоз - обычные их формы: в любой данный момент лишь небольшая часть молекул существует в виде «открытой цепи». В состав олиго- и полисахаридов также входят циклические формы моносахаридов.

Кроме сахаров, у которых все атомы углерода связаны с атомами кислорода, есть частично восстановленные сахара, важнейшим из которых является дезоксирибоза.

Олигосахариды

При гидролизе олигосахариды образуют несколько молекул простых сахаров. В олигосахаридах молекулы простых сахаров соединены так называемыми гликозидными связями , соединяющими атом углерода одной молекулы через кислород с атомом углерода другой молекулы.

К наиболее важным олигосахаридам относятся мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) и сахароза (тростниковый или свекловичный сахар). Эти сахара называют также дисахаридами. По своим свойствам дисахариды блоки к моносахаридам. Они хорошо растворяются в воде и имеют сладкий вкус.

Полисахариды

Это высокомолекулярные (до 10 000 000 Да) полимерные биомолекулы, состоящие из большого числа мономеров - простых сахаров и их производных.

Полисахариды могут состоять из моносахаридов одного или разных типов. В первом случае они называются гомополисахариды (крахмал, целлюлоза, хитин и др.), во втором - гетерополисахариды (гепарин). Все полисахариды не растворимы в воде и не имеют сладкого вкуса. Некоторые из них способны набухать и ослизняться.

Наиболее важными полисахаридами являются следующие.

Целлюлоза - линейный полисахарид, состоящий из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных между собой водородными связями. Каждая цепь образована остатками β-D-глюкозы. Такая структура препятствует проникновению воды, очень прочна на разрыв, что обеспечивает устойчивость оболочек клеток растений, в составе которых 26-40 % целлюлозы.

Целлюлоза служит пищей для многих животных, бактерий и грибов. Однако большинство животных, в том числе и человек, не могут усваивать целлюлозу, поскольку в их желудочно-кишечном тракте отсутствует фермент целлюлаза, расщепляющий целлюлозу до глюкозы. В то же время целлюлозные волокна играют важную роль в питании, поскольку они придают пище объемность и грубую консистенцию, стимулируют перистальтику кишечника.

Крахмал и гликоген . Эти полисахариды являются основными формами запасания глюкозы у растений (крахмал), животных, человека и грибов (гликоген). При их гидролизе в организмах образуется глюкоза, необходимая для процессов жизнедеятельности.

Хитин образован молекулами β-глюкозы, в которой спиртовая группа при втором атоме углерода замещена азотсодержащей группой NHCOCH 3 . Его длинные параллельные цепи так же, как и цепи целлюлозы, собраны в пучки.

Хитин - основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Функции углеводов

Энергетическая . Глюкоза является основным источником энергии, высвобождаемой в клетках живых организмов в ходе клеточного дыхания (1 г углеводов при окислении высвобождает 17,6 кДж энергии).

Структурная . Целлюлоза входит в состав клеточных оболочек растений; хитин является структурным компонентом покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Некоторые олигосахариды входят в состав цитоплазматической мембраны клетки (в виде гликопротеидов и гликолипидов) и образуют гликокаликс.

Метаболическая . Пентозы участвуют в синтезе нуклеотидов (рибоза входит в состав нуклеотидов РНК, дезоксирибоза - в состав нуклеотидов ДНК), некоторых коферментов (например, НАД, НАДФ, кофермента А, ФАД), АМФ; принимают участие в фотосинтезе (рибулозодифосфат является акцептором СO 2 в темновой фазе фотосинтеза).

Пентозы и гексозы участвуют в синтезе полисахаридов; в этой роли особенно важна глюкоза.

Углеводы являются основным повседневным источником энергии человека и наибольшей по массе составной частью пищевого рациона человека.

Углеводы являются органическими соединениями, включающими в себя углерод, водород и кислород.

Углеводы подразделяются на две основные категории - простые и сложные. Простые углеводы – моносахариды - это различные сахара, состоящие из одной молекулы. Сюда относятся глюкоза, фруктоза и галактоза. Сложные углеводы в свою очередь подразделяются на дисахариды и полисахариды. Дисахариды – это сахароза, мальтоза, лактоза. Полисахариды включают в себя крахмал, гликоген, целлюлозу, гемицеллюлозу и клетчатку.

Моносахариды

Глюкоза используется организмом для энергетических нужд, для питания мозга, работающих мышц, в том числе сердечной мышцы, эритроцитов, для обеспечения работы центральной нервной системы. Глюкоза обеспечивает поддержание необходимого уровня сахара крови и создания запасов гликогена печени. Если получаемое с пищей количество углеводов недостаточно, необходимая концентрация глюкозы в крови может поддерживаться некоторое время за счет расщепления гликогена печенью.

Глюкоза входит в состав важнейших для человека дисахаридов - сахарозы, лактозы, мальтозы, является структурной единицей (мономером), на основе которой построены важнейшие полисахариды - гликоген, крахмал и целлюлоза (клетчатка).

Глюкоза быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте и поступает в кровь, а затем в клетки органов и тканей, где вовлекается в процессы окисления. Окисление глюкозы сопряжено с образованием АТФ (аденозинтрифосфорная кислоты).

Глюкоза является непосредственным предшественником гликогена и при избыточном поступлении глюкозы в организм легко превращается в гликоген.

Глюкоза легко превращается в организме человека в триглицериды, причем, этот процесс особенно усиливается при избыточном поступлении глюкозы с пищей.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, но она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70-80%) задерживается в печени, не вызывает перенасыщения крови сахаром, легко вовлекается в обменные процессы. Отличается от других сахаров фруктоза и тем, что обладает сравнительно невысокой стойкость - при продолжительном кипячении фруктоза начинает частично изменяться.

Фруктоза в 3 раза слаще глюкозы и в 2 раза слаще сахарозы, усваивается лучше сахарозы.

Галактоза в природе в чистом виде не встречается, получается путём расщепления молочного сахара (лактозы). Большая часть ее превращается в печени человека в глюкозу и участвует в построении гемицеллюлоз.

Дисахариды

Сахароза - получается при соединении глюкозы и фруктозы. Обычный сахар, применяемый повседневно.

Мальтоза – образуется при соединении двух молекул глюкозы. Получается, в частности, при расщеплении крахмала.

Лактоза – молочный сахар, содержится только в молоке. Получается при соединении глюкозы и галактозы.

Полисахариды

Полисахариды характеризуются плохой растворимостью в воде.

Крахмал состоит из большого числа молекул (до 1000) моносахаридов. Человек может усваивать крахмал Обладает свойством только коллоидальной растворимости.

Сложность строения молекул полисахаридов является причиной их нерастворимости. Крахмал обладает свойством только коллоидальной растворимости. Превращения крахмала в организме в основном направлено на удовлетворение потребности в сахаре. Превращение в глюкозу происходит через ряд промежуточных образований.

Гликоген используется в организме как источник энергии для питания работающих мышц, органов и систем. Также является первичным источником глюкозы и энергии. Мышечный гликоген используется напрямую в качестве энергии. Гликоген из печени может преобразовываться в глюкозу и переноситься кровью к различным тканям по мере необходимости.

В печени гликоген содержится в значительном количестве (до 20% в пересчете на сырую массу). Восстановление гликогена происходит путем peсинтеза гликогена за счет глюкозы крови.

Целлюлоза - состоит из множества молекул глюкозы и является базовым элементом растений. По химической струк¬туре весьма близка к полисахаридам. Является разновидностью клетчатки. Человек не может усваивать целлюлозу.

Гемицеллюлоза включает в себя пектин и агар-агар. Гемицеллюлоза обладает способностью впитывать воду, образуя гель. Человек не усваивает гемицеллюлозу.

Пектиновые вещества по своей химической структуре могут быть отнесены к коллоидным полисахаридам, или глюкополисахаридам. Различают два основных вида пектиновых веществ - протопектин и пектин.

Протопектин представляет собой соединение пектина с целлюлозой. В связи с этим прoтопектин при расщеплении на свои составные части может служить источником пектина. Протопектины нерастворимы в воде. Содержатся в клеточных стенках плодов, образуя межклеточную прослойку в их тканях и являясь связывающим и скрепляющим материалом между отдельными клетками.

Пектины являются растворимыми веществами, хорошо усваивающимся в организме. Пектин подвергается гидролизу под действием фермента пектиназы, при этом образуются пектиновая кислота и метиловый спирт. Необходимо отметить, что метиловый спирт (и пектиновая кислота) присутствуют в перезрелых и испорченных плодах и ягодах, a, также, в плодовых и виноградных винах. Основным свойством пектиновых веществ, определившим их использование в пищевой промышленности, является способность преобразовываться в водном растворе в присутствии кислоты н сахара в желеобразную, коллоидную массу. И чем выше содержание в пектине метилового спирта, нем лучше его желирующие свойства.

Клетчатка не усваивается человеком, содержится только в растительной пище. Существует два вида клетчатки – растворимая и нерастворимая. Оба этих вида необходимо важно употреблять каждый день. Под действием фермента целлюлазы, выделяемой бактериями, клетчатка расщепляется c образованием растворимых соединений, которые частично всасываются. Клетчатка играет важную роль в стимулировании перистальтики кишечника. Наряду с этим, клетчатка растительной пищи адсорбирует стерины и препятствует обратному их всасы¬ванию. Благодаря этому улучшается выведение холестерина из организма.

Функции Значение углеводов

Значение углеводов в питании человека чрезвычайно велико.

Углеводы служат важнейшим источником энергии, обеспечивая до 50-70 % общей энергетической ценности рациона. Большая часть глюкозы используется для сиюминутных потребностей клеток в энергии (1 г глюкозы обеспечивает выделение 4,1 ккал энергии). При поступлении с пищей достаточного количества углеводов аминокислоты лишь в незначительной степени используются в организме как энергетический материал и утилизируются в основном для различных пластических нужд. Если после усвоения глюкозы, вся она не расходуется, то оставшаяся часть запасается в виде гликогена в печени (преимущественно) и мышечных тканях как энергетический резерв (правда, небольшой емкости).

Если после окончания процесса накопления гликогена организм еще продолжает получать глюкозу, то она преобразуется в жирные кислоты и запасается в виде жировых тканей.

Углеводы играют важную роль в реализации пластических функций организма. Глюкоза, фруктоза, галактоза аминосахара и др. являются обязательными составными частями гликопротеидов. К их числу принадлежит большинство белков плазмы крови, включая иммуноглобулины и трансферрин, ряд гормонов, ферментов, факторов свертывания крови и др. Гликопротеиды и гликолипиды, наряду с белками и фосфолипидами, являются необходимыми компонентами клеточных мембран, играют важную роль в межклеточном взаимодействии и росте клеток, их дифференцировке и решении задач иммунитета.

Углеводы пищи являются предшественниками гликогена и триглицеридов, входят в состав заменимых аминокислот, участвуют в построении коферментов, нуклеиновых кислот, АТФ и других биологически важных соединений.

Углеводы необходимы для регуляции нервных тканей, в частности, центральная нервная система расходует около 140 г глюкозы за сутки, для обеспечения функционирования кровеносной системы - эритроциты крови расходуют до 40 г, и являются единственным источником энергии для мозга.

В организме человека все углеводы расщепляются ферментами слюны, поджелудочного и кишечного сока до простейших сахаров и всасываются в виде глюкозы через стенку кишок в кровь. Из воротной вены глюкоза поступает в печень, где часть ее превращается в гликоген и жир, а другая часть переходит, не задерживаясь в печени, в большой круг кровообращения и распределяется по всем органам. В значительном количестве глюкоза используется скелетными мышцами, где она окисляется непосредственно или откладывается в виде гликогена, а также мышцами сердца и мозговой тканью, но значительного накопления глюкозы здесь не происходит. Во всех этих случаях запасы гликогена идут на удовлетворение собственных потребностей тканей, и только гликоген печени, превращаясь в глюкозу, используется для нужд всего организма и поддерживает определенный уровень сахара в крови.

Органические соединения, которые являются основным источником энергии, называются углеводами. Чаще всего сахара встречаются в пище растительного происхождения. Дефицит углеводов может вызвать нарушение работы печени, а их избыток вызывает повышение уровня инсулина. Поговорим о сахарах подробнее.

Что такое углеводы?

Это органические соединения, которые содержат карбонильную группу и несколько гидроксильных. Они входят в состав тканей организмов, а также являются важным компонентом клеток. Выделяют моно -, олиго - и полисахариды, а также более сложные углеводы, такие как гликолипиды, гликозиды и другие. Углеводы являются продуктом фотосинтеза, а также основным исходным веществом биосинтеза других соединений в растениях. Благодаря большому разнообразию соединений данный класс способен играть многоплановые роли в живых организмах. Подвергаясь окислению, углеводы обеспечивают энергией все клетки. Они участвуют в становлении иммунитета, а также входят в состав многих клеточных структур.

Виды сахаров

Органические соединения делятся на две группы - простые и сложные. Углеводы первого типа - моносахариды, которые содержат карбонильную группу и представляют собой производные многоатомных спиртов. Ко второй группе принадлежат олигосахариды и полисахариды. Первые состоят их остатков моносахаридов (от двух до десяти), которые соединены гликозидной связью. Вторые могут содержать в своем составе и сотни и даже тысячи мономеров. Таблица углеводов, которые чаще всего встречаются, выглядит следующим образом:

1. Глюкоза.
2. Фруктоза.
3. Галактоза.
4. Сахароза.
5. Лактоза.
6. Мальтоза.
7. Раффиноза.
8. Крахмал.
9. Целлюлоза.
10. Хитин.
11. Мурамин.
12. Гликоген.

Список углеводов обширен. Остановимся на некоторых из них подробнее.

Простая группа углеводов

В зависимости от места, которое занимает карбонильная группа в молекуле, различают два вида моносахаридов - альдозы и кетозы. У первых функциональной группой является альдегидная, у вторых - кетонная. В зависимости от числа углеродных атомов, входящих в молекулу, складывается название моносахарида. Например, альдогексозы, альдотетрозы, кетотриозы и так далее. Эти вещества чаще всего не имеют цвета, плохо растворимы в спирте, но хорошо в воде. Простые углеводы в продуктах - твердые, не гидролизуются при переваривании. Некоторые из представителей обладают сладким вкусом.

Представители группы

Что относится к углеводам простого строения? Во-первых, это глюкоза, или альдогексоза. Она существует в двух формах - линейной и циклической. Наиболее точно описывает химические свойства глюкозы - это вторая форма. Альдогексоза содержит шесть атомов углерода. Вещество не имеет цвета, но зато сладкое на вкус. Отлично растворяется в воде. Встретить глюкозу можно практически везде. Она существует в органах растений и животных организмах, а также во фруктах. В природе альдогексоза образуется в процессе фотосинтеза.

Во-вторых, это галактоза. Вещество отличается от глюкозы расположением в пространстве гидроксильной и водородной групп у четвертого атома углерода в молекуле. Обладает сладким вкусом. Она встречается в животных и растительных организмах, а также в некоторых микроорганизмах.

И третий представитель простых углеводов - фруктоза. Вещество является самым сладким сахаром, полученным в природе. Она присутствует в овощах, фруктах, ягодах, меде. Легко усваивается организмом, быстро выводится из крови, что обуславливает ее применение больными сахарным диабетом. Фруктоза содержит мало калорий и не вызывает кариес.

Продукты, богатые простыми сахарами

1. 90 г - кукурузный сироп.
2. 50 г - сахара-рафинад.
3. 40,5 г - мед.
4. 24 г - инжир.
5. 13 г - курага.
6. 4 г - персики.

Суточное употребление данного вещества не должно превышать 50 г. Что касается глюкозы, то в этом случае соотношение будет немного другое:

1. 99,9 г - сахар-рафинад.
2. 80,3 г - мед.
3. 69,2 г - финики.
4. 66,9 г - перловая крупа.
5. 61,8 г - овсяные хлопья.
6. 60,4 г - гречка.

Чтобы рассчитать суточное употребление вещества, необходимо вес умножить на 2,6. Простые сахара обеспечивают энергией человеческий организм и помогают справляться с разными токсинами. Но нельзя забывать, что при любом употреблении должна быть мера, иначе серьезные последствия не заставят долго ждать.

Олигосахариды

Наиболее часто встречающимся видом в данной группе являются дисахариды. Что такое углеводы, содержащие несколько остатков моносахаридов? Они представляют собой гликозиды, содержащие мономеры. Моносахариды связаны между собой гликозидной связью, которая образуется в результате соединения гидроксильных групп. Исходя из строения дисахариды делятся на два виды: восстанавливающие и не восстанавливающие. К первому относится мальтоза и лактоза, а ко второму сахароза. Восстанавливающий тип обладает хорошей растворимостью и имеет сладкий вкус. Олигосахариды могут содержать более двух мономеров. Если моносахариды одинаковые, то такой углевод относится к группе гомополисахаридов, а если разные, то к гетерополисахаридов. Примером последнего типа является трисахарид раффиноза, которая содержит остатки глюкозы, фруктозы и галактозы.

Лактоза, мальтоза и сахароза

Последнее вещество хорошо растворяется, имеет сладкий вкус. Сахарный тростник и свекла являются источником получения дисахарида. В организме при гидролизе сахароза распадается на глюкозу и фруктозу. Дисахарид в больших количествах содержится в сахаре-рафинаде (99,9 г на 100 г продукта), в черносливе (67,4 г), в винограде (61,5 г) и в других продуктах. При избыточном поступлении этого вещества увеличивается способность превращаться в жир практически всех пищевых веществ. Также повышается уровень холестерина в крови. Большое количество сахарозы негативно влияет на кишечную флору.

Молочный сахар, или лактоза, содержится в молоке и его производных. Углевод расщепляется до галактозы и глюкозы благодаря специальному ферменту. Если его в организме нет, то наступает непереносимость молока. Солодовый сахар или мальтоза является промежуточным продуктом распада гликогена и крахмала. В пищевых продуктах вещество встречается в солоде, патоке, меде и проросших зернах. Состав углеводов лактозы и мальтозы представлен остатками мономеров. Только в первом случае ими являются D-галактоза и D-глюкоза, а во втором вещество представлено двумя D-глюкозами. Оба углевода являются восстанавливающимися сахарами.

Полисахариды

Что такое углеводы сложные? Они отличаются друг от друга по нескольким признакам:

1. По строению мономеров, включенных в цепь.

2. По порядку нахождения моносахаридов в цепи.

3. По типу гликозидных связей, которые соединяют мономеры.

Как и у олигосахаридов, в данной группе можно выделить гомо -, и гетерополисахариды. К первой относятся целлюлоза и крахмал, а ко второй - хитин, гликоген. Полисахариды являются важным источником энергии, который образуется в результате обмена веществ. Они участвуют в иммунных процессах, а также в сцеплении клеток в тканях.

Список сложных углеводов представлен крахмалом, целлюлозой и гликогеном, их мы рассмотрим подробнее. Одним из главных поставщиков углеводов является крахмал. Это соединения, которые включают сотни тысяч остатков глюкозы. Углевод рождается и хранится в виде зернышек в хлоропластах растений. Благодаря гидролизу крахмал переходит в водорастворимые сахара, что способствует свободному перемещению по частям растения. Попадая в человеческий организм, углевод начинает распадаться уже во рту. В наибольшем количестве крахмал содержат зерна злаков, клубни и луковицы растений. В рационе на его долю приходится около 80% всего количества употребляемых углеводов. Наибольшее количество крахмала, в расчете на 100 г продукта, содержится в рисе - 78 г. Чуть меньше в макаронах и пшене - 70 и 69 г. Сто грамм ржаного хлеба включает в себя 48 г крахмала, а в той же порции картофеля его количество достигает лишь 15 г. Суточная потребность человеческого организма в данном углеводе равна 330-450 г.

Зерновые продукты также содержат клетчатку или целлюлозу. Углевод входит в состав клеточных стенок растений. Его вклад равен 40-50 %. Человек не способен переварить целлюлозу, так нет необходимого фермента, который бы осуществлял процесс гидролиза. Но мягкий тип клетчатки, например, картофеля и овощей, способен хорошо усваиваться в пищеварительном тракте. Каково содержание данного углевода в 100 г еды? Ржаные и пшеничные отруби являются самыми богатыми клетчаткой продуктами. Их содержание достигает 44 г. Какао-порошок включает 35 г питательного углевода, а сухие грибы лишь 25. Шиповник и молотый кофе содержат 22 и 21 г. Одними из самых богатых на клетчатку фруктов являются абрикос и инжир. Содержание углевода в них достигает 18 г. В сутки человеку нужно съедать целлюлозы до 35 г. Причем наибольшая потребность в углеводе наступает в возрасте от 14 до 50 лет.

В роле энергетического материала для хорошей работы мышц и органов используется полисахарид гликоген. Пищевого значения он не имеет, так как содержание его в еде крайне низкое. Углевод иногда называют животным крахмалом из-за схожести в строении. В данной форме в животных клетках хранится глюкоза (в наибольшем количестве в печени и мышцах). В печени у взрослых людей количество углевода может достигать до 120 г. Лидером по содержанию гликогена являются сахар, мед и шоколад. Также большим содержанием углевода могут «похвастаться» финики, изюм, мармелад, сладкая соломка, бананы, арбуз, хурма и инжир. Суточная норма гликогена равна 100 г в сутки. Если человек интенсивно занимается спортом или выполняет большую работу, связанную с умственной деятельностью, количество углевода должно быть увеличено. Гликоген относится к легко усваиваемым углеводам, которые хранятся про запас, что говорит о его использовании только в случае недостатка энергии от других веществ.

К полисахаридам также относятся следующие вещества:

1. Хитин. Он входит в состав роговых оболочек членистоногих, присутствует в грибах, низших растениях и в беспозвоночных животных. Вещество играет роль опорного материала, а также выполняет механические функции.

2. Мурамин. Он присутствует в качестве опорно-механического материала клеточной стенки бактерий.

3. Декстраны. Полисахариды выступают как заменители плазмы крови. Их получают путем воздействия микроорганизмов на раствор сахарозы.

4. Пектиновые вещества. Находясь вместе с органическими кислотами, могут образовывать желе и мармелад.

Белки и углеводы. Продукты. Список

Человеческий организм нуждается в определенном количестве питательных веществ каждый день. Например, углеводов необходимо употреблять в расчете 6-8 г на 1 кг массы тела. Если человек ведет активный образ жизни, то количество будет увеличиваться. Углеводы в продуктах содержатся практически всегда. Составим список их присутствия на 100 г пищи:

1. Наибольшее количество (более 70 г) содержатся в сахаре, мюслях, мармеладе, крахмале и рисе.
2. От 31 до 70 г - в мучных и кондитерских изделиях, в макаронах, крупах, сухофруктах, фасоли и горохе.
3. От 16 до 30 г углеводов содержат бананы, мороженое, шиповник, картофель, томатная паста, компоты, кокос, семечки подсолнечника и орехи кешью.
4. От 6 до 15 г - в петрушке, укропе, свекле, моркови, крыжовник, смородина, бобах, фруктах, орехах, кукурузе, пиве, семечках тыквы, сушеных грибах и так далее.
5. До 5 г углеводов содержится в зеленом луке, томатах, кабачках, тыквах, капусте, огурцах, клюкве, в молочных продуктах, яйцах и так далее.

Питательного вещества не должно поступать в организм меньше 100 г в сутки. В противном случае клетка не будет получать положенную ей энергию. Головной мозг не сможет выполнять свои функции анализа и координации, следовательно, мышцы не будут получать команды, что в итоге приведет к кетозу.

Что такое углеводы, мы рассказали, но, помимо них, незаменимым веществом для жизни являются белки. Они представляют собой цепочку аминокислот, связанных пептидной связью. В зависимости от состава белки различаются по своим свойствам. Например, эти вещества исполняют роль строительного материала, так как каждая клетка организма включает их в свой состав. Некоторые виды белков являются ферментами и гормонами, а также источником энергии. Они оказывают влияние на развитие и рост организма, регулируют кислотно-щелочной и водный баланс.

Таблица углеводов в еде показала, что в мясе и в рыбе, а также в некоторых видах овощей их число минимально. А каково содержание белков в пище? Самым богатым продуктом является желатин пищевой, на 100 г в нем содержится 87,2 г вещества. Далее идет горчица (37,1 г) и соя (34,9 г). Соотношение белков и углеводов в суточном употреблении на 1 кг веса должно быть 0,8 г и 7 г. Для лучшего усвоения первого вещества необходимо принимать пищу, в которой он принимает легкую форму. Это касается белков, которые присутствуют в кисломолочных продуктах и в яйцах. Плохо сочетаются в одном приеме пищи белки и углеводы. Таблица по раздельному питанию показывает, каких вариаций лучше избегать:

1. Рис с рыбой.
2. Картофель и курица.
3. Макароны и мясо.
4. Бутерброды с сыром и ветчиной.
5. Рыба в панировке.
6. Ореховые пирожные.
7. Омлет с ветчиной.
8. Мучное с ягодами.
9. Дыню и арбуз нужно есть отдельно за час до основного приема пищи.

Хорошо сочетаются:

1. Мясо с салатом.
2. Рыба с овощами или на гриле.
3. Сыр и ветчина по отдельности.
4. Орехи в целом виде.
5. Омлет с овощами.

Правила раздельного питания основаны на знаниях законов биохимии и информации о работе ферментов и пищевых соков. Для хорошего пищеварения любой вид еды требует индивидуального набора желудочных жидкостей, определенного количества воды, щелочную или кислотную среду, а также присутствие или отсутствие энзимов. Например, кушанье, насыщенное углеводами, для лучшего переваривания требует пищеварительного сока с щелочными ферментами, которые расщепляют данные органические вещества. А вот еда, богатая белками, уже требует кислых энзимов... Соблюдая нехитрые правила соответствия продуктов, человек укрепляет свое здоровье и поддерживает постоянный вес, без помощи диет.

«Плохие» и «хорошие» углеводы

«Быстрые» (или «неправильные») вещества - соединения, которые содержат небольшое число моносахаридов. Такие углеводы способны быстро усваиваться, повышать уровень сахара в крови, а также увеличивать количество выделяемого инсулина. Последний снижает уровень сахара крови, путем превращения его в жир. Употребление углеводов после обеда для человека, который следит за своим весом, представляет наибольшую опасность. В это время организм наиболее предрасположен к увеличению жировой массы. Что именно содержит неправильные углеводы? Продукты, список которых представлен ниже:

1. Кондитерские изделия.

3. Варенье.

4. Сладкие соки и компоты.

7. Картофель.

8. Макароны.

9. Белый рис.

10. Шоколад.

В основном это продукты, не требующие долгого приготовления. После такой еды необходимо много двигаться, иначе лишний вес даст о себе знать.

«Правильные» углеводы содержат более трех простых мономеров. Они усваиваются медленно и не вызывают резкого подъема сахара. Данный вид углеводов содержит большое количество клетчатки, которая практически не переваривается. В связи с этим человек долго остается сытым, для расщепления такой пищи требуется дополнительная энергия, кроме того, происходит естественное очищение организма. Составим список сложных углеводов, а точнее, продуктов, в которых они встречаются:

1. Хлеб с отрубями и цельнозерновой.
2. Гречневая и овсяная каши.
3. Зеленые овощи.
4. Макароны из грубого помола.
5. Грибы.
6. Горох.
7. Красная фасоль.
8. Помидоры.
9. Молочные продукты.
10. Фрукты.
11. Горький шоколад.
12. Ягоды.
13. Чечевица.

Для подержания себя в хорошей форме нужно больше есть «хороших» углеводов в продуктах и как можно меньше «плохих». Последние лучше принимать в первую половину дня. Если нужно похудеть, то лучше исключить употребление "неправильных" углеводов, так как при их использовании человек получает пищу в большем объеме. "Правильные" питательные вещества низкокалорийные, они способны надолго оставлять ощущение сытости. Это не означает полный отказ от "плохих» углеводов, а лишь только их разумное употребление.