Углеводы обеспечивают организм энергией и играют важную роль в регуляции деятельности желудочно-кишечного тракта. Углеводы делятся на две группы в зависимости от их растворимости: растворимые и нерастворимые углеводы.

Моносахариды могут иметь альфа или бета конфигурацию. Углеводы, состоящие из α-моносахаридов , легко перевариваются ферментами пищеварительного тракта животных и относятся к растворимым углеводам.

Углеводы, состоящие из β-моносахаридов , устойчивы к действию эндогенных пищеварительных ферментов и относятся к нерастворимым углеводам. Однако, у некоторых видов животных микроорганизмы пищеварительного тракта продуцируют фермент целлюлазу , которая расщепляет нерастворимые углеводы до СО 2 , горючих газов и летучих жирных кислот.

Летучие жирные кислоты (ЛЖК) являются важнейшим энергетическим источником для травоядных животных. У не травоядных животных, таких, как собаки, микробиальные пищеварительные процессы ограничены, поэтому нерастворимые углеводы не представляют для них энергетической ценности. Они снижают энергетическую питательность рациона.

Следовательно, корма, содержащие высокий уровень нерастворимых углеводов, не должны использоваться для собак, имеющих высокие энергетические потребности (рост, поздние стадии беременности, лактация, стресс, работа). В тоже время, такие корма успешно используются для снижения избыточной массы тела и её контроля у животных, склонных к ожирению.

Альфа-связи во всех углеводах, за исключением дисахаридов, расщепляются с помощью пищеварительного фермента — амилазы . Этот фермент секретируется поджелудочной железой и у некоторых видов животных в небольшом количестве секретируется также слюнными железами.

Дисахариды (мальтоза , сахароза , лактоза ) расщепляются до моносахаридов с помощью специальных ферментов — дисахаридаз , таких как: мальтаза , изомальтаза , сахараза и лактаза . Эти ферменты содержатся в ворсинках щёточной каймы эпителиальных клеток кишечника. Если структура щёточной каймы повреждена или в этих клетках отсутствуют данные ферменты, то животные неспособны усваивать дисахариды.

При такой патологии дисахариды остаются в кишечнике и используются бактериями, стимулируя их размножение и повышая осмолярность содержимого кишечника, что приводит к выделению воды в просвет кишечника и диарее (поносу). Корма, включающие в свой состав дисахариды, например, молоко, содержащее лактозу, приводят к усилению диареи, если используются для кормления больных животных.

Растворимые углеводы являются легко доступным источником энергии и содержатся в достаточно высокой пропорции во многих рационах, за исключением тех, которые почти целиком состоят из мяса, рыбы или животных тканей. При избыточном содержании растворимых углеводов в рационе, часть углеводов запасается в организме в форме гликогена или жировой ткани для последующего использования. Поэтому избыток углеводов в рационе предрасполагает к возникновению ожирения у животных.

При отсутствии углеводов в рационе животных, концентрация глюкозы в их крови не снижается и не наблюдается дефицита энергии, так как при этом могут использоваться белки тела и глицерин для образования глюкозы, а жир и белки используются в качестве энергетических веществ.

Переваримость глюкозы, сахарозы, лактозы, декстрина и крахмала в смеси с животными тканями при правильно составленном рационе может достигать 94%. Однако, переваримость растворимых углеводов в промышленных кормах среднего качества не превышает 85%.

Хотя собаки способны частично переваривать сырой крахмал, содержащийся в злаковых, его переваримость значительно возрастает при тепловой обработке, проводимой в процессе приготовлении кормов по определённой технологии.

Нерастворимые углеводы, под общим названием “пищевые волокна” или “клетчатка” , включают целлюлозу , гемицеллюлозу , пектин , камеди , растительный клей и лигнин (являющийся структурным элементом растений).

Различные фракции пищевых волокон значительно отличаются по своим физическим и химическим свойствам. Добавка их к корму полезна при многих заболеваниях, а также при диареях и запорах. Положительное их влияние связано со способностью волокон удерживать воду и влиять на состав микрофлоры толстого отдела кишечника. Пищевые волокна способствуют раздражению рецепторов толстого отдела кишечника и стимулируют акт дефекации, а также способствуют образованию более объёмных и мягких каловых масс.

Пищевые волокна также могут влиять на липидный и углеводный обмен. Пектин и камеди могут ингибировать всасывание липидов, увеличивая этим выделение холестерина и желчных кислот, и снижая концентрацию липидов в крови, в то время как целлюлоза оказывает очень слабый эффект на концентрацию холестерина в сыворотке крови.

Пищевые волокна могут оказывать большое влияние на уровень глюкозы и инсулина в крови, что имеет важное значение при заболевании животных диабетом.

Снижение концентрации инсулина и глюкозы в крови при этом происходит в результате снижения всасывания глюкозы в кишечнике, замедления опорожнения желудка и изменения уровня секреции желудочно-кишечных пептидов.

Пищевые волокна влияют и на всасываемость других питательных веществ. Так, абсорбция белков и энергии тем ниже, чем выше содержание клетчатки в рационе. Влияние разных пищевых волокон на абсорбцию минеральных веществ не одинаково. Например, пектин снижает всасываемость некоторых минералов, а целлюлоза не влияет на данный процесс. Следовательно, рацион с высоким содержанием пектинов без соответствующих минеральных добавок, может приводить к недостатку микроэлементов в организме животных.

При избыточном содержании клетчатки в рационе, у собак может наблюдаться дефицит энергии.

Источники

1. «SMALL ANIMAL CLINICAL NUTRITION» L.D. Lewis, M. L. Morris (JR), M. S. Hand, MARK MORRIS ASSOCIATES TOPEKA, KANSAS 1987 (Перевод с английского и редакция доктора биологических наук А. С. Ерохина)
2. Кормление собак. Справочник. С.Н.Хохрин, «ВСВ-Сфинкс», 1996 г.
3. Абсолютно все о Вашей собаке, состав. В.Н.Зубко М.:Арнадия, 1996

служат основным источником энергии. Примерно 60% энергии организм получает за счет углеводов, остальную часть - за счет белков и жиров. Углеводы содержатся преимущественно в продуктах растительного происхождения.

В зависимости от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения углеводы пищевых продуктов делятся на:

простые углеводы - моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариды (сахароза, лактоза);

сложные углеводы - полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).

Простые углеводы легко растворяются в воде и быстро усваиваются. Они обладают выраженным сладким вкусом и относятся к сахарам.

Простые углеводы. Моносахариды.
Моносахариды - самый быстрый и качественный источник энергии для процессов, происходящих в клетке.

Глюкоза - наиболее распространенный моносахарид. Она содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Глюкоза наиболее быстро и легко используется в организме для образования гликогена, для питания тканей мозга, работающих мышц (в том числе и сердечной мышцы), для поддержания необходимого уровня сахара в крови и создания запасов гликогена печени. Во всех случаях при большом физическом напряжении глюкоза может использоваться как источник энергии.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, и может рассматриваться как ценный, легкоусвояемый сахар. Однако она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70 - 80%) задерживается в печени и не вызывает перенасыщение крови сахаром. В печени фруктоза более легко превращается в гликоген по сравнению с глюкозой. Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается большей сладостью. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшие ее количества для достижения необходимого уровня сладости продуктов и таким образом снизить общее потребление сахаров, что имеет значение при построении пищевых рационов ограниченной калорийности. Основными источниками фруктозы являются фрукты, ягоды, сладкие овощи.

Основными пищевыми источниками глюкозы и фруктозы служит мед: содержание глюкозы достигает 36.2%, фруктозы - 37.1%. В арбузах весь сахар представлен фруктозой, количество которой составляет 8%. В семечковых преобладает фруктоза, а в косточковых (абрикосы, персики, сливы) - глюкоза.

Галактоза является продуктом расщепления основного углевода молока - лактозы. Галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается.

Простые углеводы. Дисахариды.
Из дисахаридов в питании человека основное значение имеет сахароза, которая при гидролизе распадается на глюкозу и фруктозу.

Сахароза. Важнейший пищевой источник ее тростниковый и свекловичный сахар. Содержание сахарозы в сахаре-песке составляет 99.75%. Натуральными источниками сахарозы являются бахчевые, некоторые овощи и фрукты. Попадая в организм, она легко разлагается на моносахариды. Но это возможно, если мы потребляем сырой свекольный или тростниковый сок. Обыкновенный сахар имеет на много более сложный процесс усвоения.

Это важно! Избыток сахарозы оказывает влияние на жировой обмен, усиливая жирообразование. Установлено, что при избыточном поступлении сахара усиливается превращение в жир всех пищевых веществ (крахмала, жира, пищи, частично и белка). Таким образом, количество поступающего сахара может служить в известной степени фактором, регулирующим жировой обмен. Обильное потребление сахара приводит к нарушению обмена холестерина и повышению его уровня в сыворотке крови. Избыток сахара отрицательно сказывается на функции кишечной микрофлоры. При этом повышается удельный вес гнилостных микроорганизмов, усиливается интенсивность гнилостных процессов в кишечнике, развивается метеоризм. Установлено, что в наименьшей степени эти недостатки проявляются при потреблении фруктозы.

Лактоза (молочный сахар) - основной углевод молока и молочных продуктов. Ее роль весьма значительна в раннем детском возрасте, когда молоко служит основным продуктом питания. При отсутствии или уменьшении фермента лактозы, расщепляющей лактозу до глюкозы и галактозы, в желудочно-кишечном тракте наступает непереносимость молока.

Сложные углеводы. Полисахариды.
Сложные углеводы, или полисахариды, характеризуются усложненным строением молекулы и плохой растворимостью в воде. К сложным углеводам относятся крахмал, гликоген, пектиновые вещества и клетчатка.

Мальтоза (солодовый сахар) - промежуточный продукт расщепления крахмала и гликогена в желудочно-кишечном тракте. В свободном виде в пищевых продуктах она встречается в меде, солоде, пиве, патоке и проросшем зерне.

Крахмал - важнейший поставщик углеводов. Он образуется и накапливается в хлоропластах зеленых частей растения в форме маленьких зернышек, откуда путем гидролизных процессов переходит в водорастворимые сахара, которые легко переносятся через клеточные мембраны и таким образом попадают в другие части растения, в семена, корни, клубни и другие. В организме человека крахмал сырых растений постепенно распадается в пищеварительном тракте, при этом распад начинается еще во рту. Слюна во рту частично превращает его в мальтозу. Вот почему хорошее пережевывание пищи и смачивание ее слюной имеет исключительно важное значение. Старайтесь в своем питании чаще использовать продукты, содержащие естественную глюкозу, фруктозу и сахарозу. Наибольшее количество сахара содержится в овощах, фруктах и сухофруктах, а также проросшем зерне.

Крахмал имеет основное пищевое значение. Высоким его содержанием в значительной степени обуславливается пищевая ценность зерновых продуктов. В пищевых рационах человека на долю крахмала приходится около 80% общего количества потребляемых углеводов. Превращение крахмала в организме в основном направлено на удовлетворение потребности в сахаре.

Гликоген в организме используется в качестве энергетического материала для питания работающих мышц, органов и систем. Восстановление гликогена происходит путем его его ресинтеза за счет глюкозы.

Пектины относятся к растворимым веществам, усваивающимися в организме. Современными исследованиями показано несомненное значение пектиновых веществ в питании здорового человека, а также возможность использовать их с терапевтической целью при некоторых заболеваниях преимущественно желудочно-кишечного тракта.

Клетчатка по химической структуре весьма близка к полисахаридам. Высоким содержанием клетчатки характеризуются зерновые продукты. Однако помимо общего количества клетчатки, важное значение имеет ее качество. Менее грубая, нежная клетчатка хорошо расщепляется в кишечнике и лучше усваивается. Такими свойствами обладает клетчатка картофеля и овощей. Клетчатка способствует выведению из организма холестерина.

Потребность в углеводах определяется величиной энергетических затрат. Средняя потребность в углеводах для тех, кто не занят тяжелым физическим трудом, 400 - 500 г. в сутки. У спортсменов по мере увеличения интенсивности и тяжести физических нагрузок потребность в углеводах увеличивается и может возрастать до 800 г в сутки.

Это важно! Способность углеводов быть высокоэффективным источником энергии лежит в основе их сберегающего белок действия. При поступлении с пищей достаточного количества углеводов аминокислоты лишь в незначительной степени используются в организме как энергетический материал. Хотя углеводы не принадлежат к числу незаменимых факторов питания и могут образовываться в организме из аминокислот и глицерина, минимальное количество углеводов суточного рациона не должно быть ниже 50 - 60г., чтобы избежать кетоза, кислого состояния крови, которое может развиться, если для образования энергии используются преимущественно запасы жира. Дальнейшее снижение количества углеводов ведет к резким нарушениям метаболических процессов.

Если употреблять слишком много углеводов, больше, чем организм может преобразоваться в глюкозу или гликоген, то в результате, это ведет к ожирению. Когда телу нужно больше энергии, то жир преобразуется обратно в глюкозу, и вес тела снижается. При построении пищевых рационов чрезвычайно важно не только удовлетворить потребности человека в необходимом количестве углеводов, но и подобрать оптимальные соотношения качественно различных типов углеводов. Наиболее важно учитывать соотношение в рационе легкоусвояемых углеводов (сахаров) и медленно всасывающихся (крахмал, гликоген).

При поступлении с пищей значительных количеств сахаров они не могут полностью откладываться в виде гликогена, и их избыток превращается в триглицериды, способствуя усиленному развитию жировой ткани. Повышенное содержание в крови инсулина способствует ускорению этого процесса, поскольку инсулин оказывает мощное стимулирующее действие на жироотложение.

В отличие от сахаров крахмал и гликоген медленно расщепляются в кишечнике. Содержание сахара в крови при этом нарастает постепенно. В связи с этим целесообразно удовлетворять потребности в углеводах в основном за счет медленно всасывающихся углеводов. На их долю должно приходиться 80 - 90% от общего количества потребляемых углеводов. Ограничение легкоусвояемых углеводов приобретает особое значение для тех, кто страдает атеросклерозом, сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, ожирением.

Будет здорово, если вы напишете комментарий:

Углеводы - это альдегидоспирты или кетоспирты и их производные. В природе углеводы содержатся главным образом в растениях. В организме человека углеводов около 1%.

Основным природным углеводом является глюкоза, которая может находиться как в свободном виде (моносахарид), так и в составе олигосахаридов (сахароза, лактоза и др.) и полисахаридов (клетчатка, крахмал, гликоген).

Эмпирическая формула глюкозы СбН1206. Однако, как известно, глюкоза может иметь различные пространственные формы (ациклическую и циклические). В организме человека почти вся глюкоза (свободная и входящая в олиго- и полисахариды) находится в циклической а-пиранозной форме:

Свободная глюкоза в организме человека в основном находится в крови, где ее содержание довольно постоянно и колеблется в узком диапазоне от 3,9 до 6,1 ммоль/л (70-110 мг%).

Другим углеводом, типичным для человека и высших животных, является гликоген. Состоит гликоген из сильно разветвленных молекул большого размера, содержащих десятки тысяч остатков глюкозы. Эмпирическая формула гликогена - (С6Н10О5)п (С6Н10О5 - остаток глюкозы).

Гликоген является запасной, резервной формой глюкозы. Основные запасы гликогена сосредоточены в печени (до 5-6% от массы печени) и в мышцах (до 2-3% от их массы).

Глюкоза и гликоген в организме выполняют энергетическую функцию, являясь главными источниками энергии для всех клеток организма.

Растворимые в воде углеводы.

Моносахариды:

глюкоза- основной источник энергии для клеточного дыхания;

фруктоза - составная часть нектара цветов и фруктовых соков;

рибоза и дезоксирибоза - структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК;

Дисахариды:

сахароза (глюкоза + фруктоза) - основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях;

лактоза (глюкоза-Н галактоза)- входит в состав молока млекопитающих;

мальтоза (глюкоза + глюкоза) - источник энергии в прорастающих семенах.

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

Не растворимые в воде углеводы:

Крахмал - смесь двух полимеров: амилозы и амилопектина. Разветвленная спирализованная молекула, служащая запасным веществом в тканях растений;

Целлюлоза (клетчатка) - полимер, состоящий из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток;

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

Гликоген - запасное вещество животной клетки. Мономером является а-глюкоза.

Функции нерастворимых углеводов: структурная, запасающая, энергетическая, защитная.

Липиды - группа разнообразных по строению веществ, обладающих одинаковыми физико-химическими свойствами: липиды не растворяются в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (керосин, бензин, бензол, гексан и др.).

Липиды делятся на жиры и жироподобные вещества (липоиды).

Молекула жира состоит из остатка спирта - глицерина и трех остатков жирных кислот, соединенных сложноэфирной связью

Жирные кислоты, входящие в состав жиров, делятся на предельные, или насыщенные, (не имеют двойных связей) и непредельные, или ненасыщенные, (содержат одну или несколько двойных связей). Наиболее часто в состав природных жиров входят жирные кислоты, содержащие 16 или 18 атомов углерода (насыщенные: пальмитиновая, стеариновая; ненасыщенные: олеиновая, линолевая).

Отличаются друг от друга жиры разного происхождения набором жирных кислот.

Подобно углеводам жиры также являются важными источниками энергии для организма. 1 г жира при полном окислении дает около 9 ккал энергии, в то время как при полном окислении 1 г углеводов или белков выделяется только около 4 ккал. Однако жиры по сравнению с углеводами труднее окисляются и поэтому используются организмом для получения энергии во вторую очередь.

Липоиды являются обязательными компонентами всех биологических мембран. В организме человека имеются три класса липоидов: фосфолипиды, гликолипиды и стероиды.

Функции липидов:

Запасающая- жиры откладываются в запас в тканях позвоночных животных;

Энергетическая- половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды

Защитная - подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений;

Структурная - фосфолипиды входят в состав клеточных мембран;

Теплоизоляционная - подкожный жир помогает сохранить тепло;

Электроизоляционная - миелин, выделяемый клетками Шванна, изолирует некоторые нейро­ны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов;

Питательная- желчные кислоты и витамин D образуются из стероидов;

Смазывающая- воска покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих расте­ний, воск используется в строительстве пчели­ных сот;

Гормональная - гормон надпочечников - кортизон - и половые гормоны имеют липидную природу. Их молекулы не содержат жирных кислот.



biofile.ru

Углеводы

Углеводы

Общая характеристика. Углеводами называют вещества с общей формулой Сn (h3 O) m, где пит могут иметь разные значения. Само название «углеводы» отражает тот факт, что водород и кислород присутствуют в молекулах этих вешеств 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 входят в состав клеток всех других организмов. В животной клетке содержится I-2% углеводов, в растительных в некоторых случаях - 85-90%.

Выделяют три группы углеводов:

• моносахариды, или простые сахара;
• олигосахариды (греч. oligos - немногочисленный) - соединения, состоящие из 2-10 последовательно соединенных молекул простых Сахаров;
• полисахариды, состоящие более чем из 10 молекул простых Сахаров или их производных.

Моносахариды, Это соединения, в основе которых лежит не-разветвленная углеродная цепочка, в которой при одном из атомов углерода находится карбонильная группа (С=0), а при всех остальных - по одной гидроксильной группе. В зависимости от длины углеродного скелета (количества атомов углерода) моносахариды разделяют на триозы (С3), гетрозы (С4), пентозы (С5), гексозы (С6), гептозы (С7). Примерами пентоз являются рибоза, дезоксирибоза, гексоз-глюкоза, фруктоза, галактоза.

Моносахариды хорошо растворяются в воде, они сладкие на вкус. В водном растворе моносахариды, начиная с пентоз, приобретают кольцевую форму.

Циклические структуры пентоз и гексоз - их обычные 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, например:

К наиболее важным олигосахаридам относятся мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) и сахароза (тростниковый или свекловичный сахар):

глюкоза + глюкоза = мальтоза; глюкоза + галактоза - лактоза; глюкоза + фруктоза = саxароза.

Эти сахара называют также дисахаридами. Мальтоза образуется из крахмала в процессе его расщепления под действием ферментов амилаз. Лактоза содержится только в молоке. Сахароза наиболее распространена в растениях.

По своим свойствам дисахариды близки к моносахаридам. Они хорошо растворяются в воде и имеют сладкий вкус.

Полисахариды. Это высокомолекулярные (до 10 000 000 Да) биополимеры, состоящие из большого числа мономеров - простых Сахаров и их производных.

Полисахариды могут состоять из моносахаридов одного или разных типов. В первом случае они называются гомополисаха-риды (крахмал, целлюлоза, хитин и др.), во втором - гетеро-полисахариды (гепарин).

Полисахариды могут иметь линейную, неразветвленную структуру (целлюлоза) либо разветвленную (гликоген). 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 3-10 тыс. остатков P-D-тюкозы. Такая структура препятствует проникновению воды, очень прочна на разрыв, что обеспечивает устойчивость оболочек клеток растений, в составе которых 26-^0% целлюлозы.

Целлюлоза служит пищей для многих животных, бактерий и грибов. Однако большинство животных, в том числе и человек, не могут усваивать целлюлозу, поскольку железы желудочно-кишечного тракта не образуют фермента целлюлазы, расщепляющей целлюлозу до глюкозы. В то же время целлюлозные волокна играют важную роль в питании, так как они придают пище грубую консистенцию, объемность и стимулируют перистальтику кишечника.

Крахмал (у растений) и гликоген (у животных, человека и грибов) являются основными запасными полисахаридами по ряду причин: будучи нерастворимыми в воде, они не оказывают на клетку ни осмотического, ни химического влияния, что важно при длительном нахождении их в живой клетке. Твердое, обезвоженное состояние полисахаридов способствует увеличению полезной массы продукта запаса за счет экономии объема, причем существенно уменьшается вероятность потребления этих продуктов болезнетворными бактериями, грибами и другими микроорганизмами. И наконец, при необходимости запасные полисахариды легко могут быть превращены в простые сахара путем гидролиза.

Хитин образован молекулами pVD-глюкозы, в которой гидро-ксильная группа при втором атоме углерода замещена азотсодержащей группой NHCOCh4. 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:

1. Энергетическая. Глюкоза - основной источник энергии, высвобождаемой в клетках живых организмов в ходе клеточного дыхания. Крахмал и гликоген составляют энергетический запас в клетках.
2. Структурная, Целлюлоза входит в состав клеточных оболочек растений; хитин служит структурным компонентом покровов членистоногих и клеточных стенок многих грибов. Некоторые олигосахариды - составная часть цитоплазмати-ческой мембраны клетки (в виде гликопротеинов и гликолипи-дов), образующая гликокаликс.Пентозы участвуют в синтезе нуклеиновых кислот (рибоза входит в состав РНК, дезоксирибоза - в состав ДНК), некоторых коферментов (например, НАД, НАДФ, кофермента А, ФАД), АМФ; принимают участие в фотосинтезе (рибулозо-дифосфат является акцептором С02 в темновой фазе фотосинтеза).
3. Защитная. У животных гепарин препятствует свертыванию крови, у растений камеди и слизи, образующиеся при повреждении тканей, выполняют защитную функцию.

Источник: Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"

sbio.info

Какие углеводы полезные углеводы для похудения

Основная ошибка большинства худеющих заключается в том, что они полностью исключают из своего рациона углеводы, обвиняя их в появлении целлюлита и жировых складок. Углеводы жизненно важны для нормальной работы организма и мозга. Дефицит нутриента может спровоцировать головные боли, упадок сил, раздражительность, ухудшение памяти и умственной деятельности. Избежать негативных последствий и при этом не беспокоиться о своей фигуре можно, если употреблять полезные углеводы для похудения.

Зачем нужны углеводы

Углеводы являются одним из основных поставщиков энергии. При попадании в организм они расщепляются до простых сахаров – глюкозы, которая затем поступает во все клетки организма. Для полноценной работы мозга и умственной деятельности требуется вдвое больше энергии, чем остальным клеткам, так как нейроны активны непрерывно, даже во время сна. При недостатке углеводов организм заимствует энергию из минералов, витаминов и других нутриентов. В результате этого происходит нарушение работы всех систем, ухудшение обменных процессов.

Дефицит углеводов в питании увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний, снижает способности к обучению, ухудшает память, провоцирует появление мышечных судорог, потерю мышечных волокон. Возможно появление неприятного запаха из рта, слабости, головокружения, сильных головных болей. Длительное углеводное голодание может стать причиной эпилепсии и паралича.

Такие разные углеводы

В зависимости от своей химической структуры и способности расщеплять на мономеры углеводы делятся на простые и сложные. Органические вещества состоят из отдельных структурных единиц сахаридов. В моносахаридах содержится всего одна единица, они стремительно увеличивает концентрацию сахара в крови, отличаются высоким гликемическим индексом, хорошо растворяются в воде. Такие углеводы называют быстрыми, а в обиходе - вредными.

Углеводы, в которых 3 и более единиц, называются сложными. Благодаря сложной молекулярной формуле, они долго расщепляются до простых сахаров, медленно повышают уровень глюкозы в крови и характеризуются низким гликемическим индексом. Именно их называют полезными медленными углеводами.

Вред простых углеводов

После попадания простого углевода в пищеварительный тракт, буквально за минуту он оказывается в крови и попадает в конечный пункт назначения. Учитывая высокий гликемический индекс, в крови наблюдается резкий скачок уровня сахара. Для его нормализации поджелудочная железа начинает вырабатывать инсулин, в итоге уровень сахара падает вниз, о чем нервные рецепторы незамедлительно оповещают мозг и человек ощущает чувство голода.

Избыточное количество простых органических веществ отражается на фигуре. Клеткам нужно определенное количество глюкозы, а все излишки организм запасливо откладывает в виде жира на бедрах, животе, обволакивает им внутренние органы.

Простыми углеводами изобилуют следующие продукты: рафинированный сахар, все сладости, сладкие напитки, хлеб из муки высшего сорта, очищенный рис, кондитерские изделия, сухие завтраки, конфеты, фаст-фуд, мучные изделия и все продукты, в которых присутствует сахар. Диетологи настойчиво рекомендуют сократить потребление рафинированного сахара. По данным статистики житель России съедает не менее 40 кг сахара в год, что в два раза выше допустимых норм и 20 кг кондитерских изделий. Неудивительно, что 55 % населения страдает от лишнего веса.

Полезные углеводы для похудения

Полезными для похудения являются сложные углеводы. Они не провоцируют инсулиновых скачков, плохо растворяются в воде, поэтому долго и медленно усваиваются. К примеру, углеводный завтрак будет расщепляться в течение 3,5 - 4 часов и соответственно все это время человек не будет думать о еде.

Продукты, в составе которых есть полезные сложные углеводы поставляют в организм витамины, минералы, клетчатку – производную углеводов, которая способствует похудению. Нерастворимая клетчатка целлюлоза покидает организм в неизменном виде. Ее положительные качества заключаются в улучшении работы кишечника, выведении из организма накопившихся шлаков, в профилактике от запоров. Пектины растворяются в воде и становятся желеобразной субстанцией, которая подобно губке, впитывает в себя канцерогенные вещества, токсины, соли тяжелых металлов.

Полезные углеводы в продуктах питания

Практически во всех растительных продуктах, пропагандируемых правильным питанием, содержатся сложные углеводы. Различить их с простыми очень легко по вкусовым ощущениям. Последние всегда сладкие, в то время к как для сложных сладость не свойственна.

Полезные углеводы список.

1. Листовая зелень и овощи. Брюссельская, цветная, белокочанная капуста, морковь, свекла, огурцы, тыква, кабачки, цуккини, шпинат, листовой салат, репчатый лук, чеснок, морская капуста, помидоры – источники полезных углеводов и полезны для похудения. Если говорить о калорийности, то у всей группы она ничтожно мала и есть их в больших количествах. Особенное место в этой категории занимает картофель. Ввиду его высокого гликемического индекса, употреблять овощ надо в ограниченном количестве.
2. Злаки и бобы(за исключением сои): горох, чечевица, фасоль, бурый рис, цельнозерновые злаки, гречка, отруби – полноценные источники углеводов, витаминного и минерального комплекса. К этой же группе продуктов относятся и макаронные изделия. Только не вермишель быстрого приготовления или лапша из пшеничной муки высшего сорта, а сугубо макароны из твердых сортов злаков.
3. Ягоды и фрукты в свежем и сушеном виде. Для снижения веса лучше отдавать предпочтение несладким сортам и видам. Яблоки, груши, крыжовник, смородина, брусника, абрикос, слива, клубника, киви, айва, ананас, цитрусовые, персики, гранат, банан.
4. Молочные продукция также попадает в список полезных продуктов. Невзирая на то, что в молоке содержатся простые углеводы, продукты: молоко, творог, кефир поставляют в организм кальций, необходимый для строения костных тканей.
5. Черный горький шоколад отличается невысоким гликемическим индексом имеет массу полезных свойств и просто приносит удовольствие, так как способствует выработке гормона радости.

Правила употребления полезных углеводов

• Диетологи рекомендуют употреблять углеводную пищу не позднее 15-00, желательно в первой половине дня.
• Сложные нутриенты хорошо комбинируются с белками.
• Отдавать предпочтение органическим веществам с высоким содержанием пищевых волокон.
• Соблюдать меру. Переизбыток даже самых полезных углеводов обязательно скажется на объеме талии.
• Количество углеводов в рационе должно составлять 50-55 % от общей калорийности, из них только 10-15 % приходится на простые.

Суточная норма углеводов

Следить за количеством углеводов необходимо не только в период похудения, но и в повседневном питании. В 1 г содержится 4 калории, как минимум половину энергии организм должен получить из углеводов. Исходя из этих данных можно произвести индивидуальный расчет или воспользоваться формулой.

Для человека, который мало двигается, не занимается физическим трудом, на 1 кг веса массы тела положено 2-3 г углеводов. То есть человеку с массой тела 60 кг необходимо 180 г нутриента. При средней физической активности 1 кг соответствует 4 г. Людям, которые ведут активный образ жизни, много времени проводят в спортзалах или чья деятельность сопряжена с физическим трудом, а также в период лактации и беременности на 1 кг веса приходится 5 г углеводов.

← Архив статей Палео диета Углеводная диета

www.racionika.ru

Углеводы в питании

Углеводы представляют собой основной, наибольший по массе компонент рациона питания.

Структура углеводов определила их название: каждый атом углерода содержит два атома водорода – 2Н и один кислорода – O, как у воды.

Углеводы разделяют на простые (моно- и дисахариды) и сложные (полисахариды).

Моносахариды

Среди простейших представителей можно назвать фруктозу, галактозу и глюкозу, отличия между которыми заключаются в расположении атомов в молекуле. Соединяясь, они образуют сахар. Простые углеводы обладают сладким вкусом и легко растворяются в воде. Сладость относят к основным характеристикам углеводов. Сахар является одним из основных поставщиков энергии и вряд ли его стоит причислять к вредным продуктам, вредным можно назвать злоупотребление сахаром. Норма среднесуточного потребления сахара составляет 50 – 100 г.

Глюкоза очень быстро всасывается (для ее усвоения требуется выработка инсулина), поступает в кровь, быстро увеличивают уровень сахара. Фруктоза усваивается более медленно, но легче переносится больными диабетом, поскольку не требует синтеза инсулина.

Дисахариды

Наиболее важны для питания дисахариды: лактоза, мальтоза и сахароза.

1. Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар) включает в состав глюкозу и фруктозу.
2. Мальтоза (солодковый сахар) – это основная структурная единица крахмала и гликогена, состоит из двух фрагментов глюкозы.
3. Лактоза (молочный сахар) содержит галактозу и глюкозу, есть в молоке всех млекопитающих.

Усвоение дисахаридов занимает больше времени по сравнению с моносахаридами.

Полисахариды

Полисахариды (сложные) углеводы подразделяются на усваиваемые и неусваиваемые.

Усваиваемые углеводы

Гликоген – это резерв живых организмов, построенный из остатков глюкозы. В процессе пищеварения глюкоза, попадая в печень, откладывается (существенная ее часть) про запас на экстренные ситуации, а также питание мышц и нервной системы в качестве животного крахмала и называется гликоген. Его запасы в печени и мышцах составляют 300 – 400 г.

Крахмал представляет собой цепочки, в составе которых сотни молекул глюкозы. Крахмалы в воде не растворяются.

Усваиваются организмом крахмал и гликоген значительно дольше, чем простые углеводы.

Неусваиваемые углеводы

Молекулы глюкозы являются строительным материалом для растительных клеток – целлюлозы (клетчатки), которая находится в составе клеточных стенок всех растений, придавая им прочность.

Кроме того, к неусваиваемым углеводам относятся пектиновые вещества, гемицеллюлоза, камеди, слизи, лигнин.

Гемицеллюлоза составляет каркас клеточных стенок растительных тканей, а также совместно с лигнином является цементирующим материалом. Лигнины связывают соли желчной кислоты и иные органические вещества. Пектины помогают выводить токсины из организма.

Пищевые волокна необходимы для нормальной работы ЖКТ:

• стимулируют перистальтику, увеличивают объем стула, что способствует профилактики запоров;
• связывают в кишечнике холестерин и выводят его из организма;
• уменьшают риск развития дивертикулита и других воспалительных процессов;
• укрепляют иммунную систему путем вывода из кишечника колоний болезнетворных бактерий;
• ускоряют выведение желчи, которая образует желчные камни;
• выводят из организма бактериальные токсины.

Рекомендуемая норма клетчатки в сутки – 20 г. Чрезмерное потребление пищевых волокон становится причиной неполного переваривания пищи, нарушения всасывания кальция в кишечнике и других микроэлементов, а также жирорастворимых витаминов. Возникает дискомфорт от образования газов, боли в животе и диарея.

Углеводы в продуктах питания

Основной источник углеводов в продуктах питания - продукты растительного происхождения. Среди продуктов, в составе которых животные жиры, углеводы можно найти только в молоке – галактозу, входящую в состав лактозы (молочного сахара).

Глюкоза и фруктоза содержится в ягодах, фруктах, зеленых частях растений, меде.

В картофеле, крупах, зерновых, бобовых - много крахмала.

Гемицеллюлозу можно найти в скорлупе орехов, семечек, в оболочках зерен.

Пищевые волокна входят в состав зерен злаковых, фруктов и овощей.

Также представим вниманию несколько таблиц продуктов питания, в состав которых входят углеводы. Эти таблицы составлены для планирования меню сбалансированного питания по программе ЛСП:

1. Две таблицы продуктов, содержащих нормальный и высокий объем углеводов.
2. Таблица углеводных продуктов с указанием массы, которая соответствует пятидесяти грамм углеводов (норма углеводов в день согласно ЛСП).
3. Таблица продуктов, где указано общее количество углеводов и содержание клетчатки.
4. Таблица продуктов углеводы, жиры и белки, включившая в свой состав продукты, которые в обязательном порядке содержат три перечисленные компонента питания.

Углеводы в организме человека

Усваиваемые углеводы являются основным источником энергии для человеческого организма, сжигаются на 100% без образования шлаков.

В процессе переваривания, окисляясь, углеводы расщепляются до глюкозы, которая попадает в печень, где существенная часть их сохраняется про запас, образуя гликоген, часть отправляется в общий кровоток.

Последующие преобразования обусловлены величиной жировых запасов человека.

У здоровых взрослых людей худощавого телосложения глюкоза применяется в качестве топлива, основного источника энергии. Когда запасы иссякают, в организме происходит перестройка на потребление жиров. Как правило, запасы глюкозы заканчиваются ночью, поскольку большая часть людей часто кушает. После очередного приема еды количество глюкозы увеличивается, выделяется инсулин, происходит переключение на глюкозу. Ее избыток под действием инсулина преобразуется в жир.

То есть очевидны два вида энергетики: дневная – на углеводах, ночная – на жировых запасах.

В случае излишка веса, лишних пяти – шести килограмм, процесс протекает по-другому. В крови у полных людей всегда имеет место излишек жирных кислот, в любое время суток. Поэтому жиры применяются в качестве топлива. Глюкозу нельзя нормально сжечь из-за высокого содержания жиров. Избыток жира замедляет углеводный обмен. Сахар прежде чем израсходоваться, преобразуется в жир. Когда возникает необходимость в энергии, жир трансформируется в глюкозу.

Суточная норма углеводов

Среднестатистической суточной нормой углеводов считается 350 – 500 г, при значительных физических и умственных нагрузках – до 700 г, т.е. будет определяться в зависимости от рода деятельности и энергозатрат.

Недостаток глюкозы

Недостаток глюкозы вызывает слабость, головную боль, головокружение, сонливость, чувство голода, дрожь в руках, потливость. Минимальное суточное количество углеводов составляет 50-60 г, снижение или отсутствие их поступления приведет к нарушениям процессов обмена.

Углеводы в питании: избыток глюкозы

Употребление большого количества углеводов, которые не преобразуются в глюкозу или гликоген, приводит к превращению в жиры – ожирению, инсулин оказывает сильное стимулирующее воздействие на этот процесс. Избыток нарушает обменные процессы, приводит к заболеваниям.

При условии рационального питания 30% преобразуются в жиры. Когда преобладают при излишке легкоусвояемые углеводы, в жиры переходит значительно больше. При недостатке пищевых волокон наблюдается перегрузка и последующее истощение клеток поджелудочной железы, которая вырабатывает инсулин для усвоения глюкозы, т.е. увеличивается вероятность заболевания сахарным диабетом.

Избыток также может провоцировать нарушения жирового обмена, которые характерны для атеросклероза. Повышенное количество глюкозы в крови негативно воздействует на клетки кровеносных сосудов, склеивая тромбоциты, создавая вероятность тромбозов.

Гликемический индекс

Пищевая ценность углеводов определяется гликемическим индексом, отражающим их способность увеличивать содержание глюкозы в крови. Самый высокий гликемический индекс у мальтозы и чистой глюкозы, а также у меда, кукурузных хлопьев, пшеничного хлеба, картофеля, моркови.

Углеводы в правильном питании

Думая о правильном питании, необходимо сбалансировано подобрать соотношение различных типов углеводов: те, которые быстро усваиваются (сахара) и медленно (гликоген, крахмал). Последние расщепляются медленно в кишечнике, уровень сахара увеличивается постепенно. Поэтому целесообразно в большей степени - 80-90% от общего количества углеводов употреблять их. Сложные углеводы: овощи, зерновые и бобовые должны составлять 25-45% суточного рациона питания в целом. Простые углеводы: фрукты, ягоды, фруктово-ягодные соки, сладости (сахар, мед), молоко, ряженка – менее 10% суточного рациона.

Лучший вариант – употреблять углеводы в питании в виде натуральных, не переработанных свежих овощей, фруктов, ягод.

Добавленные белковые или жирные продукты в овощные салаты снижают колебания уровня сахара в крови.

Материалы к статье указаны в общем списке http://properdiet.ru/literatura/

properdiet.ru

Сложные углеводы

Избегаете углеводов? А вот и зря! Сложные углеводы – то, что нужно, чтобы сохранять энергию на протяжении целого дня! Узнайте все о полезных медленных углеводах!

В этой статье вы узнаете, что собой представляют сложные углеводы, какие существуют виды полезных медленных углеводов в продуктах. Мы поговорим о важности углеводов для пауэрлифтеров и о том, откуда можно их брать, сидя на диете. Поверьте, углеводы намного сложнее, чем вы думаете.

В настоящее время огромное внимание уделяется макроэлементам и особенно углеводам. За последнее десятилетие мнения диетологов о способах употребления углеводов претерпели значительные изменения. Существуют различные диеты: с низким содержанием углеводов, с высоким и с полным их исключением, диеты типа зона и т. д.

Что же собой представляют углеводы, и почему они вызывают такой повышенный интерес по сравнению с жирами и белками? На самом деле, весь интерес сводится к тому, что они просто намного вкуснее двух других макроэлементов.

Простые и сложные углеводы

Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. Это наиболее предпочтительный пищевой источник энергии. В 1 грамме углеводов 4 калории, столько же содержит и 1 грамм белка.

В последние годы множество людей сократило потребление сложных углеводовв пользу простых и рафинированных. Именно этот факт повлиял на то, что учёные и диетологи стали изучать воздействие углеводов на здоровье и работоспособность.

Углеводы можно разделить на 2 основные группы: простые и сложные. В каждой группе есть свои разновидности.

Простые углеводы

Моносахариды (известны как простые сахара)

Ученые обнаружили более 200 различных видов моносахаридов, но большинству пауэрлифтеров они не известны.

• Глюкоза - представляет собой натуральный сахар, который содержится в пищевых продуктах. Глюкоза также известна как декстроза или сахар, содержащийся в крови. Вы обязательно найдете её во многих гейнерах, спортивных напитках и формулах креатина с транспортной системой. Глюкоза также присутствует в содовой воде в виде кукурузного сиропа. В одной баночке очень популярной сладкой газированной воды 13 чайных ложек сахара. Рекомендуется употреблять не более 10 чайных ложек сахара в день. Выпив только одну банку содовой, вы уже превысите дневную норму.
• Галактоза- содержится в молоке, так как она производится молочной железой млекопитающих, например, коров.
• Фруктоза - в отличие от других полезных углеводов не пополняет запасы гликогена, однако её преимущество состоит в том, что она превращается в гликоген в печени. Именно поэтому фруктоза выступает основным ингредиентом в спортивных энергетических напитках. Когда запасы гликогена в мышцах истощаются, организм начинает использовать в качестве энергии гликоген из печени. Мозг также пользуется энергией, поступающей из гликогена печени. В отличие от других простых углеводов, галактоза не содержится в растениях.

Дисахариды (состоят из 2 молекул моносахаридов)

• Сахароза наиболее известный вид сахара, его все знают как столовый сахар. Она состоит из одной молекулы глюкозы и одной фруктозы. Сахароза главный виновник разрушения зубов, поэтому старайтесь по возможности избегать.
• Лактоза хорошо известна, так как у многих людей, особенно из стран Азии и Африки, отсутствуют ферменты лактозы, необходимые для усваивания этого вида сахара. Она содержится в молоке и молочных продуктах. Лактоза состоит из одной молекулы галактозы и одной глюкозы.
• Мальтоза состоит из двух молекул глюкозы. Она также известна как мальтозный сахар. Так как в основном она присутствует в злаковых, пиве и пророщенных семенах, то почти полностью отсутствует в рационе. Вот если вы едите много пророщенных семян или у вас есть своя пивоварня в подвале, тогда другое дело. Однако не используйте эту информацию в своих целях: не говорите своим женам, что вы следуете рекомендациям диетолога и для предотвращения дефицита мальтозы вам необходима ещё одна баночка пива. Это вряд ли сработает!

Сложные углеводы

Или полисахариды состоят из нескольких цепей молекул моносахаридов.

• Крахмал
• Клетчатка
• Гликоген

Давайте поподробнее остановимся на каждом из видов сложных углеводов.

В отличие от простых углеводов, упомянутых выше, он состоит из длинных цепочек молекул глюкозы. Крахмал содержится в таких продуктах, как хлеб, крупы, макаронные изделия, рис, злаковые, картофель и фасоль. Существуют также обработанные формы полисахаридов. К ним относятся полимеры глюкозы и мальтодекстрин. Эти формы полисахаридов обладают более короткими полимерами, чем твердая форма, как, например, картофельный крахмал. Они хорошо растворяются в воде, поэтому попадут в кровь быстрее, чем вы успеете их съесть. Кроме того, крахмал не вызывает вздутие живота, как твердая пища. Тем не менее, замена сложных углеводов простыми – не самая лучшая идея. Это одна из причин, почему растёт количество людей, страдающих диабетом и ожирением. Сложные углеводы считаются наиболее полезными и лучшим источником энергии из всех видов углеводов, вот почему пуэрлифтерам стоит включать их в свою диету.

Клетчатка

Клетчатка - еще одно ценное питательное вещество, которым обделён рацион большинства людей. Клетчатка содержится в овощах, фруктах, бобовых, зерновых и орехах.

Наверняка вы думаете "Какое отношение клетчатка имеет к пауэрлифтингу?" Ответим сразу: клетчатка имеет большое преимущество для пауэрлифтера.

Клетчатка считается не крахмалистым полисахаридом. Большинство людей знают клетчатку как пищевые волокна. В отличие от других полезных углеводов, она не переваривается, так как она устойчива к пищеварительным ферментам человеческого организма.Употребление клетчатки помогает предотвратить возникновение рака толстой кишки, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Она также снижает уровень «плохого» или ЛПНП-холестерина. Растворимые волокна выводят из организма желчные кислоты, которые необходимы для производства холестерина, поэтому его уровень снижается.

Выделяют 2 вида волокон: нерастворимые и растворимые. В каждой группе есть свои типы. Нерастворимые волокна повышают работу пищеварительного тракта, замедляю процесс гидролиза крахмала, улучшают вывод продуктов распада и задерживают всасывание глюкозы. Растворимые волокна замедляют работу пищеварительного тракта, снижают уровень холестерина в крови (ЛПНП), и, тоже задерживают всасывание глюкозы. Как вы видите, клетчатка обладает рядом преимуществ, которыми могут воспользоваться и пауэрлифтеры. Так что убедитесь, что клетчатка присутствует в вашем рационе.

Гликоген

Он состоит из соединенных в цепочку молекул глюкозы. После приема пищи в кровь начинает поступать большое количество глюкозы и организм человека запасает излишки этой глюкозы в виде гликогена. Когда уровень глюкозы в крови начинает падать (например, при выполнении физических упражнений), организм с помощью ферментов расщепляет гликоген, в результате чего уровень глюкозы остается в норме и органы (в том числе и мышцы во время тренинга) получают достаточное ее количество для производства энергии.

Главным образом гликоген откладывается в печени и мышцах. Общий запас гликогена составляет 100-120 г. В бодибилдинге имеет значение только тот гликоген, который содержится в мышечной ткани.

При выполнении силовых упражнений (бодибилдинг, пауэрлифтинг) общая усталость наступает в связи с истощением запасов гликогена, поэтому за 2 часа до тренировки рекомендуется съедать богатую углеводами пищу, чтобы восполнить запасы гликогена.

Виды волокон и их источники

Волокна сложных углеводов делятся на следующие типы и формы. Целлюлоза содержится в овощах, фруктах и бобовых, так как она является основным компонентов растительных клеток. Гемицеллюлоза в основном встречается в овсянке и отрубях. Из-за того, что они состоят из нескольких различных молекул моносахаридов, они могут быть нерастворимыми и растворимыми. Именно поэтому они находятся в обеих колонках в таблице.

Пектины присутствуют в цитрусовых и ​​овощах. Они также используются для сгущения желе, потому что способны сохранять стабильность и текстуру. Смолы и растительные клеи применяют в различных целях. Смолы используются в качестве добавки в пищевые продукты, а растительные клеи – в качестве пищевых стабилизаторов. Лигнины содержатся в мелких семенах, например, в клубнике и моркови. Лигнины считаются не полисахаридными волокнами.

Виды простых и сложных углеводов и их источники

Простые углеводы		Сложныеуглеводы
моносахариды	дисахариды	полисахариды
Спортивные напитки Креатин с транспортной системой Формулы Энергетические батончики Содовая Гейнеры Напитки	Сахароза Столовый сахар Коричневый сахар Кленовый сироп Конфеты Шоколадные батончики Печенье	Картофель Злаковые Макароны Мальтодекстрин
Фруктоза Фрукты напитки, повышающие выносливость организма Энергетические батончики	Молоко Молочные продукты	Растворимые волокна Бобовые Фрукты Геркулес
Галактоза Молоко Молочные продукты	Мальтоза Злаковые Пророщенные семена	Нерастворимые волокна

Роль полезных углеводов

Несмотря на то, что высокое содержание углеводов в рационе не самый лучший выбор,особенно для пауэрлифтера, этот макроэлемент играет важную роль в функционировании организма. Углеводы служат основным источником энергии или топлива. Для оптимальной производительности пауэрлифтерам необходимо определённое количество углеводов. Этоцифрабудетразличнойдляразныхлюдей.

Кроме того, углеводы оказывают огромное влияние на белки. То есть, когда запасы гликогена и глюкозы в плазме истощаются, медленные углеводы не дают организму потреблять белки в качестве энергии. Этот процесс называется гликонеогенез и возникает, когда уровень концентрации глюкозы в крови снижается. Что, в свою очередь, вызывает выброс гормона глюкагона.

Он высвобождается альфа-клетками в островке Лангерганса. Это область печени, которая управляет инсулином и глюкагоном. Этот гормон называют «антагонистом инсулина», так как они оба работаю на противоположных концах одной шкалы. Основная проблема глюконеогенеза состоит в том, что во время этого процесса сжигается мышечная ткань.

Это приводит организм в катаболическое состояние или к атрофии мышц, тем самым сокращается мышечная масса. Именно этого все стремятся избежать, конечно, если ваша цель не состоит в потере мышц, наборе жира, замедлении обмена веществ и потери силы.

Полезные углеводы служат еще одной важной цели. Они крайне важны для нормального функционирования центральной нервной системы (ЦНС).Человеческий мозг использует глюкозу крови в качестве основного источника энергии.В мозге нет запасов гликогена, как в мышцах или печени. Вот почему на низкоуглеводной диете снижается острота ума.

Достаточное количество углеводов в рационе помогает избежать гипогликемии или так называемого низкого уровня сахара в крови. Выделяют следующие симптомы: чувство голода, головокружение, слабость и усталость. Ничто так не снижает производительность, как гипогликемия во время тренировки, поэтому убедитесь, что вы питаете освой организм полезными углеводами.

Обладая базовыми знаниями об углеводах, вы составите план благодаря которому сможете максимально использовать все преимущества медленных углеводов. Старайтесь включать в свой рацион больше полезных и сложных углеводов и меньше мальтозы.

bodymaster.ru

Углеводы | Tervisliku toitumise informatsioon

Углеводы являются главным источником энергии в организме. Энергия, получаемая с содержащимися в пище углеводами, в основном вырабатывается из крахмала и сахаров, а также (в меньшей степени) из пищевых волокон и сахарных спиртов.

Основными источниками углеводов являются зерновые и картофель. Фрукты, фруктовый сок, ягоды и молоко также содержат сахара (моно- и дисахариды). Сладости, сладкие напитки, фруктовые сиропы, подслащенные кондитерские изделия и молочные продукты со вкусовыми добавками – основные источники добавленных сахаров. Добавленными сахарами называются сахара, добавляемые в продукты в процессе их обработки или приготовления.

Понятия «углевод» и “сахар” – не одно и то же. Сахар – это условное обиходное понятие, используемое в основном в отношении сахарозы (т.н. столовый сахар), а также других водорастворимых простых углеводов со сладким вкусом (моно- и дисахариды, такие как глюкоза, фруктоза, лактоза, мальтоза).

• Углеводы должны покрывать 50–60% суточной потребности в пищевой энергии.
• Энергия, получаемая с добавленным сахаром, не должна превышать 10% суточной пищевой энергии.

Человеку с суточной потребностью в энергии 2000 ккал за день следует употреблять: от 0,5 x 2000 ккал / 4 ккал = 250 г до 0,6 x 2000 / 4 ккал = 300 г углеводов. При суточной потребности в энергии 2500 ккал рекомендуемое дневное количество углеводов 313–375 г, при 3000 ккал – 375–450 г.

Наш организм, а в особенности мозг, нуждается в постоянном снабжении глюкозой, обеспечивающей эффективность и результативность его работы. При длительном недостатке углеводов организм начинает синтезировать глюкозу из собственных белков, из-за чего заметно снижается его защитная способность в отношении факторов внешней среды.

С точки зрения пищевой ценности углеводы делятся на две больших группы:

В первую входят углеводы, которые перевариваются и всасываются, снабжая клетки тела в основном глюкозой, то есть гликемические углеводы (крахмал и сахара).

Во вторую группу входят пищевые волокна.

Глюкоза – основное «топливо» для большинства клеток тела. Она откладывается в печени и мышцах в виде гликогена. Гликоген печени используется для поддержания в норме уровня глюкозы в крови в перерывах между едой, гликоген мышц является основным источником мышечной энергии. В пищеварительном тракте человека, питающегося богатой крахмалом пищей, происходит расщепление крахмала, в результате которого образуется большое количество глюкозы. Наиболее богаты крахмалом зерновые и картофель.

Они не перевариваются и направляются в кишечник, образуя необходимый для его микрофлоры субстрат.

Углеводы выполняют в организме множество функций:

• являются главным источником энергии в организме: 1 грамм углеводов = 4 ккал,
• входят в состав клеток и тканей,
• определяют группу крови,
• входят в состав многих гормонов,
• выполняют защитную функцию в составе антител,
• играют роль запасного вещества в организме: аккумулирующийся в печени и мышцах гликоген – временный запас глюкозы, которой организм при необходимости может легко воспользоваться,
• пищевые волокна необходимы для исправной работы пищеварительной системы.

Основные углеводы и их лучшие источники:

Моно- и дисахариды*, то есть простые углеводы, то есть сахара
Глюкоза, или виноградный сахар	мед, фрукты, ягоды, соки
Фруктоза, или фруктовый сахар	фрукты, ягоды, соки, мед
Лактоза, или молочный сахар	молоко и молочные продукты
Мальтоза, или солодовый сахар	зерновые продукты
Сахароза, или столовый сахар	сахарный тростник, сахарная свекла, столовый сахар, сахаросодержащие продукты, фрукты, ягоды
Олигосахариды
Мальтодекстрин	вырабатывается из крахмала, используется преимущественно как БАД. Содержится также в пиве и хлебе
Рафиноза	бобовые
Полисахариды
Крахмал	картофель, зерновые продукты, рис, макаронные изделия
Пищевые волокна (целлюлоза, пектин)	зерновые, фрукты

* дисахариды по структуре относятся к олигосахаридам

Пищевые волокна

Пищевые волокна содержатся только в растениях, например, целлюлоза и пектин встречаются в основном в цельнозерновых продуктах, фруктах и овощах, а также бобовых.

Обитающие в кишечнике микроорганизмы способны частично расщеплять пищевые волокна, которые являются пищей для микробов пищеварительного тракта, в свою очередь важных для защитных сил организма человека.

Пищевые волокна:

• ​увеличивают объем пищевой кашицы, вызывая тем самым ощущение сытости,
• ускоряют продвижение пищевой массы по тонкому кишечнику,
• способствуют предотвращению запоров и могут предотвращать некоторые формы рака, заболевания сердечно-сосудистой системы и диабет II типа,
• облегчают вывод из организма холестерина,
• замедляют всасывание глюкозы, предотвращая слишком резкое возрастание уровня сахара в крови,
• помогают поддерживать нормальную массу тела.

Пищевые волокна в организме не всасываются, но, благодаря частичному разложению в кишечнике под действием микрофлоры пищеварительного тракта, образуют жирные кислоты с короткой молекулярной цепью и дают около 2 ккал/г энергии.

Пищевые волокна можно подразделить на водорастворимые и нерастворимые. Поскольку они выполняют разные функции, следует ежедневно употреблять продукты, содержащие пищевые волокна обоих видов:

• Овес, рожь, фрукты, ягоды, овощи и бобовые (горох, чечевицу, фасоль) – хорошие источники водорастворимых пищевых волокон.
• Цельнозерновые продукты (ржаной хлеб, цельнозерновой пшеничный хлеб, сепик, крупы, цельнозерновые хлопья, цельнозерновой рис) – хорошие источники не растворимых в воде пищевых волокон.

Взрослый человек должен получать от 25 до 35 г пищевых волокон в день в зависимости от суточной потребности в энергии (ок. 13 г пищевых волокон на 1000 ккал).

Рекомендуемое суточное количество пищевых волокон для ребенка старше одного года составляет 8–13 г на 1000 ккал потребленной энергии. Рекомендуемое суточное количество для ребенка можно приблизительно подсчитать по формуле «возраст + 7». Чрезмерное употребление пищевых волокон не рекомендуется, поскольку возникает опасность, что какое-либо необходимое организму минеральное вещество окажется связанным в труднорастворимом соединении, и организм не сможет его усвоить.

Рекомендации по увеличению потребления продуктов, богатых крахмалом и пищевыми волокнами:

• Выбирая основное блюдо, предпочтите цельнозерновые макаронные изделия или рис и поменьше соуса.
• В случае сосисок с отварным картофелем возьмите больше картофеля и меньше сосисок.
• Добавляйте фасоль и горох в рагу, овощные запеканки или тушеные блюда. Этим вы повысите содержание в блюде пищевых волокон. Действуя таким образом, можно употреблять меньше мяса, блюда становятся экономнее, также сокращается количество употребляемых насыщенных жирных кислот.
• Предпочтите цельнозерновой ржаной и пшеничный хлеб.
• Выберите цельнозерновой рис: он содержит большое количество пищевых волокон.
• Употребляйте на завтрак цельнозерновые хлопья или подмешивайте их в свои любимые хлопья.
• Каша – отлично согревающий зимний завтрак, цельнозерновые овсяные хлопья со свежими фруктами, ягодами и йогуртом – освежающий летний завтрак.
• Съедайте 3–5 ломтиков цельнозернового ржаного хлеба в день.
• Съедайте за день по меньшей мере 500 г фруктов и овощей.

Сахар

Большинство людей норовят употреблять слишком много сахара, поскольку едят много сладостей, пирожных, выпечки и других богатых сахаром продуктов, пьют прохладительные и соковые напитки. Сахаров, содержащихся в необработанных продуктах, например, во фруктах и молоке, опасаться не стоит. Прежде всего следует сокращать употребление пищи, содержащей добавленный сахар.

Сахар добавляют во многие продукты, но больше всего его содержат:

• прохладительные и соковые напитки: например, 500 мл лимонада могут содержать до 50 г, то есть 10-15 чайных ложек сахара,
• сладости, конфеты, печенье,
• варенье,
• ​пирожные, торты, булочки, пудинги,
• мороженое.

Основными недостатками многих богатых сахаром продуктов является, с одной стороны, относительно высокое содержание энергии, а с другой – как правило, довольно низкое содержание витаминов и минеральных веществ. Кроме того, многие насыщенные сахаром продукты содержат и много жира – например, шоколад, печенье, булочки, пирожные и мороженое.

Богатыми сахаром продуктами и напитками можно повредить зубы, если не уделять достаточного внимания гигиене полости рта. Зубы следует тщательно чистить не менее 2 раз в день, а между приемами пищи очищать, например, с помощью жевательной резинки. Если сахара, содержащиеся во фруктах, не так уж сильно вредят зубам, то в составе соков их структура уже расщеплена, и потому они настолько же вредны для зубов, как и любая другая богатая сахаром пища, особенно если употреблять их часто. Выпивать стакан фруктового сока в день все же рекомендуется (причем желательно вместе с пищей), поскольку он обогащает наш стол витаминами, минералами и фитохимикатами.

Употреблять меньше сахара – задача решаемая!

toitumine.ee

отличие простых и сложных, подробный обзор

Углеводы являются одними из трех макро питательных веществ, которые составляют обычный рацион человека. Они входят в состав различных пищевых продуктов, таких как крупы, фрукты, овощи и молочные продукты. Эта статья расскажет, чем являются углеводы, исследует различия между типами углеводов и их влияние на здоровье.

Что это такое

Основы для понимания структуры углеводов

Все углеводы состоят из различных цепей отдельных единиц, называемых сахариды (сахар). Длины цепей могут состоять от одной или двух молекул до сотен.

Небольшие цепи одного или двух сахаридов, называемые моносахариды, известны как сахар или простые углеводы.

Длинные цепочки (называемые полисахариды или дисахариды) имеют название сложные углеводы или волокна.

Углеводы выполняют меньше ролей в организме, чем два других макро питательных вещества (белки и жиры), и в основном используются в качестве источника энергии для клеток.

Общие моносахариды

В природе существует три моносахарида, которые входят в состав нашего рациона:

1. глюкоза,
2. фруктоза,
3. рибоза.

Глюкоза

Глюкоза производится растениями и является наиболее широко потребляемой и известной молекулой сахара. Она легко поглощается пищеварительной системой и попадает в кровоток. Все клетки в организме преобразовывают энергию из глюкозы.

При употреблении большого количества глюкозы, она быстро всасывается, увеличивая уровень сахара в крови, в результате чего производится инсулин. Это заставляет клетки печени и мышц преобразовывать глюкозу в гликоген, который является длинной цепью молекул сахара, соединенных вместе. Роль гликогена заключается в хранении, и когда уровень глюкозы в крови начинает истощать, организм перерабатывает гликоген обратно в глюкозу для обеспечения энергии клеток. Этот процесс позволяет поддерживать уровень энергии в организме.

Если большое количество глюкозы потребляется регулярно и гликогена в мышцах и печени достаточно, избыток глюкозы будет сохраняться в виде жира, который обеспечивает длительное хранение энергии для сахара. Регулярное потребление больших количеств глюкозы может сделать клетки устойчивыми к воздействию инсулина и привести к развитию сахарного диабета 2 типа.

Фруктоза

Фруктоза часто заменяет глюкозу в пищевых продуктах. Фруктоза легко поглощается пищеварительной системой, но только клетки печени способны использовать фруктозу в качестве источника энергии. Фруктоза накапливается в печени в виде гликогена. Она не стимулирует инсулиновую реакцию, и не имеет непосредственного влияния на уровни энергии в организме. Однако, поскольку фруктоза накапливается в печени в виде гликогена, это увеличивает риски развития жировых клеток и сахарного диабета 2 типа.

Общие дисахариды

Дисахариды 2 типа и моносахариды связаны. Есть ряд вариаций дисахаридов, но наиболее распространенными в нашем рационе являются:

Сахароза

Сахароза состоит из глюкозы и фруктозы. Эта форма сахара является наиболее распространенной. Быстро впитывается пищеварительной системой. При употреблении сахароза разбивается на глюкозу и фруктозу очень быстро, и две молекулы поглощаются так, как если бы они были употреблены отдельно. Регулярное употребление сахарозы наряду с пассивным образом жизни чревато увеличением веса и развитием диабета 2 типа.

Мальтоза

Мальтоза состоит из двух молекул глюкозы, соединенных вместе. Содержится в злаковых. Ее расщепление в пищеварительной системе на две молекулы глюкозы происходит очень быстро, и употребление мальтозы оказывает аналогичный эффект на организм, как и употребление глюкозы. Как и сахароза, употребление мальтозы наряду с отсутствием физической активности может привести к увеличению веса и развитию сахарного диабета 2 типа.

Лактоза

Лактоза состоит из молекул глюкозы и галактозы и является наименее распространенным из 3 рассмотренных дисахаридов. Она является производным от молока и молочных продуктов. Молекулы лактозы легко распадаются и быстро всасываются.

Галактоза

В подгруппу лактозы входит и галактоза.

Галактоза является наименее известным веществом из трех моносахаридов. Ее не так много в рационе, чем глюкозы и фруктозы. Галактоза входит в состав молочных и сладких продуктов.

Исследования галактозы ограничены. Известно, что помимо обеспечения клеток энергией, она выполняет еще несколько ролей в организме. Галактоза оказывает решающее значение при передаче данных между клетками, особенно иммунными, что необходимо для оптимальной иммунной защиты. Существует также доказательство того, что галактоза может ингибировать рост опухолей, за счет ее иммунно-поддерживающих и стимулирующих свойств, может защитить от болезни Альцгеймера. Галактоза преобразовывается в глюкозу в организме, и используется в качестве источника энергии в клетках.

Полисахариды или сложные углеводы

Полисахариды - это длинные цепи указанных моносахаридов в любой комбинации и часто связаны с другими молекулами, такими как аминокислоты.

Сложные углеводы можно разделить на 2 группы:

1. усваиваемые или растворимые волокна перевариваемой клетчатки;
2. нерастворимые волокна

Перевариваемые растворимые волокна

Этот тип сложных углеводов расщепляется с помощью ферментов на более мелкие единицы. В конечном итоге в пищеварительной системе происходит поглощение дисахаридов и моносахаридов. Расщепление растворимой клетчатки может занять длительный период времени, в течение которого моносахариды эффективно поставляют организму энергию. Такой процесс практически не стимулирует выработку инсулина, поэтому растворимые волокна заслуженно считаются предпочтительным источником сахара, в отличие от простых углеводов. По этой причине растворимые волокна могут помочь предотвратить развитие диабета 2 типа и контролировать массу тела. Растворимые волокна поглощают воду, что замедляет процессы пищеварения и опорожнения желудка, продлевает чувство сытости после еды.

Не перевариваемые нерастворимые волокна

Этот тип сложных углеводов не может быть расщеплен с помощью ферментов, и проходит через пищеварительную систему относительно нетронутыми. Небольшое количество нерастворимых волокон ферментируется в кишечнике, но большинство остается в неизменном виде. Этот тип волокон двигается вместе с пищей и каловыми массами через пищеварительную систему, тем самым помогая предотвратить запор. Нерастворимые волокна также могут снизить уровень циркулирующего холестерина ЛПНП в крови.

Вывод

Из-за быстрого поглощения простых сахаров (моносахаридов и дисахаридов) и соответствующих негативных последствий для здоровья, их потребление должно быть минимизировано. Если регулярно не заниматься физическими упражнениями и не вести активный образ жизни, который требует затрат большого количества энергии, существует риск развития диабета 2 типа и появления лишнего веса.

Как установить душевую кабину в частном доме

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

Моносахариды: глюкоза – основной источник энергии для клеточного дыхания. Фруктоза – составная часть нектара цветов и фруктовых соков. Рибоза и дезоксирибоза – структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК.

Дисахариды: 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.

Слайд 8

Полимерные углеводы :

крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Они не растворимы в воде.

Функции полимерных углеводов : структурная, запасающая, энергетическая, защитная.

Крахмал состоит из разветвленных спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза – полимер, образованный остатками глюкозы, состоящими из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток.

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы. Основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Гликоген – запасное вещество животной клетки. Гликоген еще более ветвистый, чем крахмал и хорошо растворимы в воде.

Липиды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода. Виды липидов: жиры, воска, фосфолипиды.

Слайд 9

Функции липидов:

Запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных.

Энергетическая – половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка.

Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.

Структурная – фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.

Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло.

Электроизоляционная – миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.

Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма.

Смазывающая – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот.

Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу.

Слайд 10

Белки, их строение и функции

Белки – это биологические гетерополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Белки синтезируются в живых организмах и выполняют в них определенные функции.

В состав белков входят атомы углерода, кислорода, водорода, азота и иногда серы.

Мономерами белков являются аминокислоты – вещества, имеющие в своем составе неизменяемые части аминогруппу NH 2 и карбоксильную группу СООН и изменяемую часть – радикал. Именно радикалами аминокислоты отличаются друг от друга.

Аминокислоты обладают свойствами кислоты и основания (они амфотерны), поэтому могут соединяться друг с другом. Их количество в одной молекуле может достигать нескольких сотен. Чередование разных аминокислот в разной последовательности позволяет получать огромное количество различных по структуре и функциям белков.

В белках встречается 20 видов различных аминокислот, некоторые из которых животные синтезировать не могут. Они получают их от растений, которые могут синтезировать все аминокислоты. Именно до аминокислот расщепляются белки в пищеварительных трактах животных. Из этих аминокислот, поступающих в клетки организма, строятся его новые белки.

Слайд 11

Структура белковой молекулы .

Под структурой белковой молекулы понимают ее аминокислотный состав, последовательность мономеров и степень скрученности молекулы, которая должна умещаться в различных отделах и органоидах клетки, причем не одна, а вместе с огромным количеством других молекул.

Последовательность аминокислот в молекуле белка образует его первичную структуру. Она зависит от последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК (гене), кодирующем данный белок. Соседние аминокислоты связаны пептидными связями, возникающими между углеродом карбоксильной группы одной аминокислоты и азотом аминогруппы другой аминокислоты.

Длинная молекула белка сворачивается и приобретает сначала вид спирали. Так возникает вторичная структура белковой молекулы. Между СО и NH – группами аминокислотных остатков, соседних витков спирали, возникают водородные связи, удерживающие цепь.

Молекула белка сложной конфигурации в виде глобулы (шарика), приобретает третичную структуру. Прочность этой структуры обеспечивается гидрофобными, водородными, ионными и дисульфидными S-S связями.

Некоторые белки имеют четвертичную структуру, образованную несколькими полипептидными цепями (третичными структурами). Четвертичная структура так же удерживается слабыми нековалентными связями – ионными, водородными, гидрофобными. Однако прочность этих связей невелика и структура может быть легко нарушена. При нагревании или обработке некоторыми химическими веществами белок подвергается денатурации и теряет свою биологическую активность. Нарушение четвертичной, третичной и вторичной структур обратимо. Разрушение первичной структуры необратимо.

В любой клетке есть сотни белковых молекул, выполняющих различные функции. Кроме того, белки имеют видовую специфичность. Это означает, что каждый вид организмов обладает белками, не встречающимися у других видов. Это создает серьезные трудности при пересадке органов и тканей от одного человека к другому, при прививках одного вида растений на другой и т.д.

Слайд 12

Функции белков .

Каталитическая (ферментативная ) – белки ускоряют все биохимические процессы, идущие в клетке: расщепление питательных веществ в пищеварительном тракте, участвуют в реакциях матричного синтеза. Каждый фермент ускоряет одну и только одну реакцию (как в прямом, так и в обратном направлении). Скорость ферментативных реакций зависит от температуры среды, уровня ее рН, а также от концентраций реагирующих веществ и концентрации фермента.

Транспортная – белки обеспечивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны, транспорт кислорода и углекислого газа, транспорт жирных кислот.

Защитная – антитела обеспечивают иммунную защиту организма; фибриноген и фибрин защищают организм от кровопотерь.

Структурная – одна из основных функций белков. Белки входят в состав клеточных мембран; белок кератин образует волосы и ногти; белки коллаген и эластин – хрящи и сухожилия.

Сократительная – обеспечивается сократительными белками – актином и миозином.

Сигнальная – белковые молекулы могут принимать сигналы и служить их переносчиками в организме (гормонами). Следует помнить, что не все гормоны являются белками.

Энергетическая – при длительном голодании белки могут использоваться в качестве дополнительного источника энергии после того, как израсходованы углеводы и жиры.

Слайд13

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты были открыты в 1868 г. швейцарским ученым Ф. Мишером. В организмах существует несколько видов нуклеиновых кислот, которые встречаются в различных органоидах клетки – ядре, митохондриях, пластидах. К нуклеиновым кислотам относятся ДНК, и-РНК, т-РНк, р-РНК.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – линейный полимер, имеющий вид двойной спирали, образованной парой антипараллельных комплементарных (соответствующих друг другу по конфигурации) цепей. Пространственная структура молекулы ДНК была смоделирована американскими учеными Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком в 1953 г.

Мономерами ДНК являются нуклеотиды . Каждый нуклеотид ДНК состоит из пуринового (А – аденин или Г – гуанин) или пиримидинового (Т – тимин или Ц – цитозин) азотистого основания , пятиуглеродного сахара – дезоксирибозы и фосфатной группы .

Нуклеотиды в молекуле ДНК обращены друг к другу азотистыми основаниями и объединены парами в соответствии с правилами комплементарности: напротив аденина расположен тимин, напротив гуанина – цитозин. Пара А – Т соединена двумя водородными связями, а пара Г – Ц – тремя. При репликации (удвоении) молекулы ДНК водородные связи рвутся и цепи расходятся и на каждой из них синтезируется новая цепь ДНК. Остов цепей ДНК образован сахарофосфатными остатками.

Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК определяет ее специфичность, а также специфичность белков организма, которые кодируются этой последовательностью. Эти последовательности индивидуальны и для каждого вида организмов, и для отдельных особей.

Пример: дана последовательность нуклеотидов ДНК: ЦГА – ТТА – ЦАА.

На информационной РНК (и-РНК) будет синтезирована цепь ГЦУ – ААУ – ГУУ, в результате чего выстроится цепочка аминокислот: аланин – аспарагин – валин.

При замене нуклеотидов в одном из триплетов или их перестановке этот триплет будет кодировать другую аминокислоту, а следовательно изменится и белок, кодируемый данным геном.

Слайд 14

Изменения в составе нуклеотидов или их последовательности называются мутацией.

Слайд 15

Рибонуклеиновая кислота (РНК) – линейный полимер, состоящий из одной цепи нуклеотидов. В составе РНК тиминовый нуклеотид замещен на урациловый (У). Каждый нуклеотид РНК содержит пятиуглеродный сахар – ри– бозу, одно из четырех азотистых оснований и остаток фосфорной кислоты.

Виды РНК.

Матричная , или информационная , РНК. Синтезируется в ядре при участии фермента РНК-полимеразы. Комплементарна участку ДНК, на котором происходит синтез. Ее функция – снятие информации с ДНК и передача ее к месту синтеза белка – на рибосомы. Составляет 5% РНК клетки. Рибосомная РНК – синтезируется в ядрышке и входит в состав рибосом. Составляет 85% РНК клетки.

Транспортная РНК (более 40 видов). Транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка. Имеет форму клеверного листа и состоит из 70-90 нуклеотидов.

Слайд 16

Аденозинтрифосфорная кислота – АТФ . АТФ представляет собой нуклеотид, состоящий из азотистого основания – аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, в двух из которых запасается большое количество энергии. При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты освобождается 40 кДж/моль энергии. Сравните эту цифру с цифрой, обозначающей количество выделенной энергии 1 г глюкозы или жира. Способность запасать такое количество энергии делает АТФ ее универсальным источником. Синтез АТФ происходит в основном в митохондриях.

Слайд 17

II. Метаболизм: энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь. Ферменты, их химическая природа, роль в метаболизме. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле

Углеводы - это органические соединения, в состав которых входят в основном три химиче­ских элемента - углерод, водород и кислород, хотя целый ряд углеводов содержит также азот или серу. Общая формула углеводов - С m (Н 2 0) n . Их делят на простые и сложные углеводы.

Простые углеводы (моносахариды) содержат единственную молекулу сахара, которую невоз­можно расщепить на более простые. Это кристаллические вещества, сладкие на вкус и хоро­шо растворимые в воде. Моносахариды принимают активное участие в обмене веществ в клетке и входят в состав сложных углеводов - олигосахаридов и полисахаридов.

Моносахариды классифицируют по количеству углеродных атомов (С 3 -С 9), например, пентозы (С 5) и гексозы (С 6). К пентозам относятся рибоза и дезоксирибоза. Рибоза входит в состав РНК и АТФ. Дезоксирибоза является компонентом ДНК. Гексозы (С 6 Н 12 0 6) - это глюкоза, фруктоза, галактоза и др.

Глюкоза (виноградный сахар) (рис. 2.7) встре­чается во всех организмах, в том числе в крови человека, по­скольку является энергетическим резервом. Она входит в со­став многих сложных Сахаров: сахарозы, лактозы, мальтозы, крахмала, целлюлозы и др.

Фруктоза (плодовый сахар) в наи­больших концентрациях содержится в плодах, меде, корнепло­дах сахарной свеклы. Она не только принимает активное уча­стие в процессах обмена веществ, но и входит в состав сахарозы и некоторых полисахаридов, например инсулина.

Большинство моносахаридов способно давать реакцию «се­ребряного зеркала» и восстанавливать медь при добавлении фелинговой жидкости (смесь растворов сульфата меди (II) и ка­лий-натрий виннокислого) и кипячении.

К олигосахаридам относят углеводы, образованные несколь­кими остатками моносахаридов. Они в основном также хоро­шо растворимы в воде и сладки на вкус. В зависимости от количества этих остатков различают дисахариды (два остатка),

Рис. 2.7. Строение молекулы глюкозы

трисахариды (три) и др. К дисахаридам относятся сахароза, лактоза, мальтоза и др.

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) состоит из остатков глюкозы и фруктозы (рис. 2.8), она встречается в запасающих органах некоторых растений. Особенно много сахарозы в корнеплодах сахарной свеклы и сахарного тростника, откуда их получают промышленным способом. Она слу­жит эталоном сладости углеводов.

Лактоза, или молочный сахар, образована остатками глюкозы и галактозы, содержится в материнском и коровьем молоке.

Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух остатков глюкозы. Она образуется в процессе расщепления полисахаридов в семенах рас­тений и в пищеварительной системе человека, используется при производстве пива.

Полисахариды - это биополимеры, мономерами которых являются остатки моно- или ди- сахаридов. Большинство полисахаридов нерастворимы в воде и несладкие на вкус. К ним от­носятся крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин.

Крахмал - это белое порошкообразное веще­ство, не смачиваемое водой, но образующее при заваривании горячей водой взвесь - клейстер. В действительности крахмал состоит из двух полимеров - менее разветвленной амилозы и более разветвленного амилопектина (рис. 2.9). Мономером как амилозы, так и амилопектина является глюкоза. Крахмал - основное запасное вещество растений, которое в огромных количествах на­капливается в семенах, плодах, клубнях, корневищах и других запасающих органах растений. Качественной реакцией на крахмал является реакция с йодом, при которой крахмал окрашива­ется в сине-фиолетовый цвет.

Гликоген (животный крахмал) - это запасной полисахарид животных и грибов, который у человека в наибольших количествах накапливается в мышцах и печени. Он также нерастворим в воде и несладок на вкус. Мономером гликогена является глюкоза. По сравнению с молекулами крахмала, молекулы гликогена еще более разветвлены.

Целлюлоза, или клетчатка, - основной опорный полисахарид растений. Мономером целлю­лозы является глюкоза (рис. 2.10). Неразветвленные молекулы целлюлозы образуют пучки, кото­рые входят в состав клеточных стенок растений и некоторых грибов. Целлюлоза является основой древесины, она используется в строительстве, при производстве тканей, бумаги, спирта и многих органических веществ. Целлюлоза химически инертна и не растворяется ни в кислотах, ни в ще­лочах. Она также не расщепляется ферментами пищеварительной системы человека, однако ее перевариванию способствуют бактерии толстого кишечника. Кроме того, клетчатка стимулирует сокращения стенок желудочно-кишечного тракта, способствуя улучшению его работы.

Хитин - это полисахарид, мономером которого является азотсодержащий моносахарид. Он входит в состав клеточных стенок грибов и панцирей членистоногих. В пищеварительной системе человека также отсутствует фермент переваривания хитина, его имеют лишь некоторые бактерии.

Функции углеводов. Углеводы выполняют в клетке пластическую (строительную), энергети­ческую, запасающую и опорную функции. Они образуют клеточные стенки растений и грибов. Энергетическая ценность расщепления 1 г углеводов составляет 17,2 кДж. Глюкоза, фруктоза, сахароза, крахмал и гликоген являются запасными веществами. Углеводы могут также входить в состав сложных липидов и белков, образуя гликолипиды и гликопротеины, в частности в кле­точных мембранах. Не менее важной представляется роль углеводов в межклеточном узнава­нии и восприятии сигналов внешней среды, поскольку они в составе гликопротеинов выполняют функции рецепторов.

Липиды - это разнородная в химическом отношении группа низкомолекулярных веществ с гидрофобными свойствами. Данные вещества нерастворимы в воде, образуют в ней эмульсии, но при этом хорошо растворяются в органических растворителях. Липиды маслянисты на ощупь, многие из них оставляют на бумаге характерные невысыхающие следы. Вместе с белками и угле­водами они являются одними из основных компонентов клеток. Содержание липидов в различ­ных клетках неодинаково, особенно много их в семенах и плодах некоторых растений, в печени, сердце, крови.

В зависимости от строения молекулы липиды делят на простые и сложные . К простым липидам относятся нейтральные липиды (жиры), воски, стерины и стероиды. Сложные липиды содержат и другой, нелипидный компонент. Наиболее важными из них являются фосфолипиды, гликолипиды и др.

Жиры являются производными трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот (рис. 2.11). Большинство жирных кислот содержит 14-22 углеродных атома. Среди них есть как насыщенные, так и ненасыщенные, то есть содержащие двойные связи. Из насыщенных жирных кислот чаще всего встречаются пальмитиновая и стеариновая, а из ненасыщенных - олеиновая. Некоторые ненасыщенные жирные кислоты не синтезируются в организме человека или синте­зируются в недостаточном количестве, и поэтому являются незаменимыми. Остатки глицерина образуют гидрофильные «головки», а остатки жирных кислот - «хвосты».

Жиры выполняют в клетках в основном запасающую функцию и служат источником энергии. Ими богата подкожная жировая клетчатка, выполняющая амортизационную и термоизоляционную функции, а у водных животных - еще и повышающая плавучесть. Жиры растений большей частью содержат ненасыщенные жирные кислоты, вследствие чего они являются жидкими и называются маслами. Масла содержатся в семенах многих растений, таких как подсолнечник, соя, рапс и др.

Воски - это сложные смеси жирных кислот и жирных спиртов. У растений они образуют пленку на поверхности листа, которая защищает от испарения, проникновения патогенов и т. п. У ряда животных они покрывают тело или служат для построения сот.

К стеринам относится такой липид, как холестерол - обязательный компонент клеточных мембран, а к стероидам - половые гормоны эстрадиол, тестостерон и др.

Фосфолипиды, помимо остатков глицерина и жирных кислот, содержат остаток ортофосфор- ной кислоты. Они входят в состав клеточных мембран и обеспечивают их барьерные свойства.

Гликолипиды также являются компонентами мембран, но их содержание там невелико. Не- липидной частью гликолипидов являются углеводы.

Функции липидов. Липиды выполняют в клетке пластическую (строительную), энергетиче­скую, запасающую, защитную и регуляторную функции, кроме того, они являются растворите­лями для ряда витаминов. Это обязательный компонент клеточных мембран. При расщеплении 1 г липидов выделяется 38,9 кДж энергии. Они откладываются в запас в различных органах растений и животных. К тому же подкожная жировая клетчатка защищает внутренние органы от переохлаждения или перегревания, а также ударов. Регуляторная функция липидов связана с тем, что некоторые из них являются гормонами.