Біологічна роль вуглеводів

Продовжуємо рубрику харчування, і сьогодні мова піде про вуглеводи. У цій статті Ви дізнаєтеся про те, що таке вуглеводи, які бувають види вуглеводів, а також яку роль вони грають в людському організмі.

Вуглеводи — що це таке?

 

У статті про основи живлення ми вже згадували про вуглеводах, як про макронутриентах, які є найбільш важливим джерелом енергії для життєдіяльності клітин нашого тіла. Та й, взагалі, якщо взяти раціон середньостатистичного людини, то саме вуглеводи займають більшу частину його раціону.

Вуглеводи — це цілий клас хімічних сполук, які відносяться до органічних і мають загальну структурну формулу См (H2O) n, де значення «m» і «n» завжди повинні бути більше трьох.

Іншими словами, в молекулі вуглеводів на кожен атом вуглецю припадає молекула води. Наприклад, формула глюкози буде виглядати так: C6H12O6.

У природі вуглеводи зустрічаються фактично у всіх видів організмів:

  • рослинних
  • тварин
  • бактеріях
  • грибах

Якщо окремо розглядати рослинні організми, то в них на вуглеводи припадає 80-90 відсотків з розрахунку на суху речовину клітини, тобто, у рослин вуглеводи є одним з основних структурних матеріалів. У тварин організмах цифра буде набагато нижчий — від 1 до 5 відсотків. Ну і в мікроорганізмах, відповідно, на вуглеводи припадає приблизно 12-30 відсотків.

Термін “вуглеводи” для даного класу органічних речовин запропонував відомий вітчизняний вчений німецько-балтійського походження Карл Шмідт в 1844 році.

Види вуглеводів

 

В залежності від молекулярної складності вуглеводу або, якщо бути точніше, від кількості структурних одиниць (сахаридів) розрізняють 3 класу вуглеводів:

  1. Моносахариди
  2. Олігосахариди
  3. Полісахариди

 

1. Моносахариди

Моносахаридами називають прості вуглеводи, які містять всього одну структурну одиницю. Моносахариди також часто називають «простими цукрами».

По суті моносахариди являють собою кристалічні речовини, які непогано розчиняються у воді, а якщо їх спробувати на смак, то вони виявляться дуже навіть солодкими!

До найважливіших представникам моносахаридів відносять:

Пентозы. До них відносяться: рибоза — моносахарид, який входить до складу нуклеоновых кислот РНК, а також в склад молекул АТФ. Дезоксирибоза — входить до складу молекули ДНК
Гексозы. Одним з найбільш поширених представників є простий цукор — глюкоза. Саме глюкоза є основним енергетичним субстратом для клітин нашого тіла, а також основним мономером головного ендогенного вуглеводного резерву — глікогену.
Галактоза — простий вуглевод, який входить до складу лактози — вуглеводу, який за своєю природою є дисахаридом і міститься в молочних продуктах.
Фруктоза. Також, як і глюкоза, фруктоза зустрічається як у вільному, так і зв’язаному вигляді. На смак фруктоза приблизно в півтора рази солодше сахарози і приблизно в два з половиною рази солодше глюкози. Саме тому фруктозу часто додають в різні дієтичні продукти, так як вона, в порівнянні з іншими моносахаридами, дає таку ж насолоду при меншій кількості, що дозволяє знизити загальну калорійність продукту. Крім цього фруктоза краще, ніж глюкоза й сахароза розчиняється у воді.

Читати ще :  Як пити новорічне шампанське

 

2. Олігосахариди

 

По суті олігосахариди є сахароподобными речовинами, особливістю яких є відносно невелика молекулярна маса, а також непогана розчинність у воді. Як правило, олігосахариди солодкі на смак.

Число структурних одиниць, що входять до складу олігосахаридів складає від «2» до «10» сахаридів.

Найпоширеніші з них — дисахариди (дві структурні одиниці). До них відносяться насамперед:

Мальтоза — його ще називають «солодовий цукор». Дуже багато мальтози міститься в представниках зернових культур.
Лактоза (глюкоза плюс галактоза) – дисахарид, який міститься в молоці
Сахароза (глюкоза плюс фруктоза) – міститься у величезній кількості рослин, але особливо багато її в таких рослинах, як цукрова тростина та цукровий буряк.

 

3. Полісахариди

 

Полісахариди представляють собою складні високомолекулярні речовини, які складаються з більш, ніж 10 залишків моносахаридів.

Кількість структурних одиниць, що входять у склад моносахаридів може складати сотні і навіть тисячі моносахаридів. Давайте розглянемо найважливіші з полісахаридів:

Крохмаль — будується з залишків глюкози, є основним складним вуглеводом у рослин. У людському тілі крохмаль дуже навіть непогано засвоюється.
Глікоген — складний вуглевод тваринного походження. Його ще часто називають «тваринним крохмалем». Він також складається з залишків глюкози, як і крохмаль, тільки його ланцюг більш розгалужена, ніж у крохмалю. Глікоген є головним внутрішньому «депо» глюкози для людини. Значна його частина відкладається в наших м’язах і в печінці, а також в інших органах.
Целюлоза (клітковина) — являє собою складний лінійний полісахарид. На відміну від крохмалю і глікогену залишки глюкози в молекулі целюлози з’єднані трохи інакше. Цей полісахарид є структурним компонентом клітинних стінок рослин. В організмі людини клітковина не перетравлюється, зате неймовірно корисна для кишечника.
Хітин — азотовмісні речовина, яка входить до складу панцирів багатьох членистоногих, а також входить до складу клітинних стінок бактеріальних організмів і грибів.

 

Роль вуглеводів в організмі людини

 

Вуглеводи, як правило, забезпечують до 50-80 відсотків потреби організму в енергії. При окисленні одного грама глюкози виділяється 17,6 кілоджоулів енергії, що еквівалентно 4,1 кілокалоріям.

Крім покриття поточних енергетичних витрат клітин нашого тіла, вуглеводи також виконують запасающую функцію. У людському тілі глюкоза, утворена в процесі гідролізу вуглеводів, прийнятих з їжею, відкладаються на запас у вигляді складного полісахариду — глікогену. У рослин глюкоза депонується у вигляді рослинного полісахариду — крохмалю, а у грибів — також, як і у нас, у вигляді глікогену.

Читати ще :  Виды вегетарианства, польза и вред с точки зрения науки

Деякі клітини нашого організму використовують глюкозу в якості головного енергетичного матеріалу (наприклад, мозок). Коли таким клітинам потрібна енергія, а людина давно не їв вуглеводів з їжею, відбувається наступне: глікоген, який зберігається в печінці, віддає свою глюкозу в кров, тим самим, підвищуючи цукор в крові.

Деякі складні вуглеводні сполуки виконують захисну функцію. Наприклад, така речовина, як гепарин, бере участь у запобіганні згортання крові.

В організмі грибів, рослин і мікроорганізмів вуглеводи також виконують структурну функцію — тобто, є матеріалом для їх клітин. У людей же улеводы особливо не є будівельним матеріалом. Хіба що деякі вуглеводи входять до складу нуклеїнових кислот (рибоза — РНК, дезоксирибоза — ДНК) та інших речовин.

Також величезну роль для роботи шлунково-кишкового тракту грають неперетравлювані вуглеводи — клітковина. Про клітковину я, взагалі, напишу окрему статтю найближчим часом.

У цій статті ми коротко розглянули вуглеводи та їх роль у людському організмі. У наступному випуску я розповім Вам про такий важливий показник харчової цінності вуглеводів, як глікемічний індекс.

Біологічна роль вуглеводів

1 . Енергетична .

Вуглеводи , наприклад глюкоза , здатні окислюватися як в аеробних так і анаеробних умовах. Окислення вуглеводів забезпечує організм 60 % всієї легко використовуваної енергії .

2 . Структурна .

Прикладом є глікозаміноглікани у складі протеогліканів , припустимо , хондроітінсульфат , що входить до складу сполучної тканини.

3 . Захисна .

Гіалуронова кислота та інші глікозаміноглікани є основним компонентом тертьових поверхонь суглобів , входять до складу слизових оболонок , знаходяться в судинній стінці.

4 . Кофакторная .

Наприклад , гепарин входить до складу ліпопротеінліпази плазми крові і ферментів згортання крові.

5 . Гідроосмотіческая .

Гетерополісахариди мають негативним зарядом і високу гідрофільність . Це дозволяє їм утримувати молекули води , іони кальцію , магнію та натрію в міжклітинному речовині , забезпечуючи необхідну пружність тканин.

6 . Пластична .

У комплексі з білками вуглеводи утворюють гормони , ферменти , секрети слинних і слизових залоз.

Всі прості вуглеводи (глюкоза , фруктоза ) швидко всмоктуються в шлунково -кишковому тракті і добре засвоюються. Сахароза , мальтоза і лактоза можуть засвоюватися після розщеплення їх відповідними ферментами шлунково -кишкового тракту до моносахаридів . Всіх повільніше засвоюється полісахарид крохмаль – попередньо через кілька стадій він повинен розщепнутися до глюкози. Харчові волокна ( клітковина , пектини ) , частково переварюючись , в основному транзитом проходять через ШКТ.

 

Норми споживання вуглеводів

 

Відповідно до прийнятих норм харчування вуглеводи повинні забезпечувати 50-60 % добової потреби в енергії.

Фізіологічна потреба в вуглеводах дітей до 1 року складає 13 г / кг маси тіла.

Для здорових чоловіків і жінок у віці від 18 до 29 років, що займаються переважно розумовою працею , добова норма споживання всіх різновидів вуглеводів становить 5 г на кг нормальної маси тіла , що дорівнює приблизно 350-360 г на добу для чоловіків і 290-300 г / добу для жінок.

Читати ще :  Плов з баранини в мультиварці

Прі важкій фізичній праці , активних заняттях спортом потреба у вуглеводах дорівнює 8г/кг нормальної маси тіла.

Харчовий цукор в чистому вигляді являє собою сахарозу , що складається з молекул глюкози і фруктози. При цьому потрібно пам’ятати , що споживання цукру здоровим дорослим чоловіком не повинно перевищувати 10 % загальної калорійності добового раціону харчування. Приблизно , для жінок і чоловіків старшої вікової групи , що займаються розумовою працею ця цифра становить 45-50 г цукру в день , а для молодих жінок і чоловіків з дуже високою фізичною активністю – 75-105 г цукру в день. Всі інші групи , відповідно, знаходяться посерединке .

Харчових волокон потрібно вживати не менше 20 г на добу.

 

Кількість моно- і дисахаридів зменшують

1 ) при порушеннях жирового обміну з підвищенням в крові рівня тригліцеридів і ліпопротеїдів дуже низької щільності ( про роль ліпопротеїдів дуже низької щільності можна прочитати в статті Біологічна роль холестерину)

2 ) при цукровому діабеті ;

3 ) при ожирінні ;

4 ) при метаболічному синдромі ;

5 ) при хронічному панкреатиті ;

6 ) при демпінг- синдромі після резекції шлунка.

Але потрібно пам’ятати , що різке обмеження вуглеводів при ожирінні та інших хворобах може призводити до підвищеного розпаду білків і жирів для забезпечення енергетичної функції організму. Це веде за собою утворення в організмі великої кількості кислих продуктів метаболізму , що дуже несприятливо позначиться на загальному самопочутті. Тому вважається , що кількість уживаних вуглеводів має бути не менше 100 г на добу.

Якщо з’явилася потреба у зменшенні кількості вуглеводів в харчуванні , то це потрібно робити поступово , щоб організм зміг спокійно пристосуватися до запропонованого варіанту обміну речовин. Для початку їх кількість зменшують до 200-250 г / добу і через 7 днів можна вже переводити на ще менший обсяг споживання.

 

Харчові волокна , наприклад клітковину , обмежують

1 ) при захворюваннях шлунково -кишкового тракту , коли потрібно механічно щадна дієта ;

2 ) передопераційний і післяопераційний періоди;

3 ) гострі інфекції;

4 ) недостатність кровообігу.

Споживання вуглеводів збільшують :

1 ) при підвищенні функції щитовидної залози ( при тиреотоксикозі ) ;

2 ) при туберкульозі , коли відсутня супутнє ожиріння;

3 ) при хронічній нирковій недостатності ;

4 ) при тяжкій печінковій недостатності. У цьому випадку різко знижену енергетичну потребу організму в основному повністю забезпечують за рахунок моно- і дисахаридів .

Зміст харчових волокон в дієтах збільшують

1 ) при атеросклерозі та ішемічної хвороби серця ;

2 ) при ожирінні ;

3 ) при цукровому діабеті ;

4 ) при жовчно -кам’яної хвороби , хронічних холециститах і в післяопераційному періоді видалення жовчного міхура при застої жовчі ;

5 ) при функціональних запорах ;

6 ) при дивертикулезе кишечника.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *