Разное

Сколько углеводов в клетке: Функции углеводов – основные в организме человека и клетке в таблице

Содержание

Химические вещества в клетке. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс): уроки, тесты, задания.

1. Химические элементы клетки

Сложность: лёгкое

2
2. Гидрофильные и гидрофобные вещества

Сложность: лёгкое

2
3. Структура молекулы белка

Сложность: лёгкое

2
4. Ускорители процессов в клетке

Сложность: среднее

3
5. Углеводы и липиды

Сложность: среднее

3
6. Роль воды в клетке

Сложность: среднее

3
7. Нуклеиновые кислоты

Сложность: лёгкое

1
8. Нуклеотиды

Сложность: среднее

3
9. Роль минеральных веществ в клетке

Сложность: среднее

3
10. Мономеры органических веществ

Сложность: сложное

3

Химический состав клетки — Энциклопедия по биологии

Сходство элементарного химического состава клеток всех организмов доказывает единство живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. В этом находит свое выражение общность живой и неживой природы. Ниже дан перечень основных химических элементов, входящих в состав клетки (в % на сырую массу):

Кислород — 65 — 75
Углерод — 15 — 28
Водород — 8 — 10
Азот       — 1,5 — 3,0
Магний — 0,02 — 0,03
Натрий — 0,02 — 0,03
Кальций — 0,04 — 2,00
Железо — 0,01 — 0,015
Калий — 0,15 — 0,40
Сера — 0,15 — 0,20
Фосфор — 0,20 — 1,00
Хлор — 0,05 — 0,10
Цинк — 0,0003
Медь — 0,0002
Йод    — 0,0001
Фтор — 0,0001

Этот перечень, естественно, распадается на 3 группы. Кислород, углерод, водород и азот — группа элементов, которыми живые существа богаче всего. В клетке они составляют до 98% ее сырой массы. Вторая группа объединяет следующие 8 элементов, которые представлены десятыми и сотыми долями процента в веществе живой клетки; их общая сумма — около 1,9% общей массы клетки. В третью группу входят такие микроэлементы, которых в живой клетке очень мало, но они совершенно необходимы для ее нормального функционирования.

Несмотря на единство элементарного состава живой и неживой природы, клетки живых существ построены из таких специфических химических соединений этих элементов, которые получили специальное название — органические вещества. В настоящее время органические вещества в природе могут образовываться на нашей планете только в теле живых организмов. Это, конечно, не исключает возможности их искусственного синтеза, осуществляемого в лабораториях.

В состав клеток входят и неорганические соединения. Но за исключением воды они составляют незначительную долю по сравнению с содержанием органических веществ.

Процентное соотношение в клетке воды, различных органических и неорганических веществ следующее (в расчете на сырую массу):

Вода  — 70—85
Белки  — 10—20
Жиры  —  1—5
АТФ и другие низкомолекулярные  органические   вещества — 0,1—0,5
Углеводы — 0,2—2,0
Неорганические вещества (кроме воды)  —  1—1,5

Значение воды в теле живой клетки огромно. Вода составляет основу тех коллоидных систем, из которых состоит клетка. Она является растворителем, а все обменные процессы в клетке могут протекать лишь в растворах. Вода играет важную роль во многих реакциях, происходящих в организме. К их числу относятся, например, реакции гидролиза, при которых высокомолекулярные органические вещества (белки, жиры, углеводы) расщепляются за счет присоединения к ним воды. Наконец, вода служит основой для жидкостей, передвижение которых в теле многоклеточных организмов обеспечивает перенос необходимых веществ от одной части организма к другой. Поэтому чем выше биохимическая активность той или иной клетки или ткани, тем выше содержание в ней воды. Велика роль воды и в теплорегуляции клетки и организма в целом.

Неорганические вещества (кроме воды) находятся в организмах в виде анионов и катионов в растворах и в виде соединений с органическими веществами. Важное функциональное значение для нормальной жизнедеятельности клетки имеют катионы К+, Nа+, Са2+ и Mg2+ и анионы НРО24, Н2

РО4— ,НСО3-, Сl-В соединении с органическими веществами особое значение имеют сера, входящая в состав многих белков; фосфор как обязательный компонент веществ хромосом; железо, входящее в состав белка крови гемоглобина, и магний, находящийся в молекуле хлорофилла. Кроме того, фосфор в форме нерастворимого фосфорнокислого кальция составляет твердую основу костного скелета позвоночных и раковин моллюсков.

Ведущими органическими веществами, входящими в состав клетки, являются белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).
Белки — основная составная часть любой живой клетки. На их долю приходится половина сухого вещества клетки (после удаления из нее волы). Белки выполняют в ней чрезвычайно разнообразные функции, из которых самая важная — каталитическая функция. Любая химическая реакция в клетке протекает при участии особых биологических катализаторов — ферментов. А любой фермент — белок. Следовательно, без белков-ферментов клетка не смогла бы осуществить ни одной химической реакции, а значит не смогла бы ни расти, ни размножаться, ни функционировать. Где нет белка, там нет жизни. Именно это и заставило Ф. Энгельса определить жизнь как форму cуществования белковых тел — такую форму, которая реализуется через постоянный обмен веществ.

Помимо каталитической, очень важна структурная функции белков. Белки входят в состав всех мембран, окружающих и пронизывающих клетку. В соединении с ДНК белок составляет тело хромосом, а в соединении с РНК — тело рибосом. Растворы низкомолекулярных белков входят в состав жидких фракций клетки. Наконец, именно с белками связано осуществление таких функций, как перенос кислорода в теле организма (его осуществляет белок крови — гемоглобин), сокращение мускулатуры, передача раздражения по нервам и целый ряд других.

Химический состав белков чрезвычайно разнообразен, и в то же время все они построены по одному принципу — по принципу полимера: молекула одного белка состоит из многих не вполне одинаковых мономеров — молекул аминокислот. Всего известно 20 различных аминокислот, входящих в состав белков. Каждая из них имеет карбоксильную группу (СООН), аминную группу (NH2) и третью химическую составную часть (радикал — R), которой одна аминокислота отличается от другой. В молекуле, белка аминокислоты химически соединены пептидной связью: карбоксильная группа одной кислоты соединяется с аминной группой другой; при каждом таком соединении выделяется молекула воды:

В молекуле того или иного белка одни аминокислоты могут многократно повторяться, а другие совсем отсутствуют. Общее число аминокислот, составляющих одну молекулу белка, иногда достигает нескольких сот тысяч. В результате молекула белка представляет собой макромолекулу, т. е. молекулу с очень большой молекулярной массой: от нескольких десятков тысяч до многих сотен тысяч.

Химические и физиологические свойства белков определяются не только тем, какие аминокислоты входят в их состав, но и тем, какое место в длинной цепочке белковой молекулы занимает каждая из аминокислот. Так достигается огромное разнообразие первичной структуры белковой молекулы. В живой клетке белки имеют еще и вторичную и третичную структуру, с чем также связаны их специфические функциональные свойства. Вторичная структура белковой молекулы достигается ее спирализацией: длинная цепочка соединенных между собой аминокислот закручивается, а витки спирали плотно прилегают друг к другу. Третичная структура определяется тем, что слирализованная молекула белка еще многократно и закономерно сворачивается, образуя компактную глобулу (шарик). Именно такое состояние белковой молекулы соответствует активному состоянию белка-фермента. Если же под действием различных факторов (нагревание, обработка химическими веществами) происходит разворачивание белковой молекулы и потеря вторичной и третичной структуры белка, то он при этом теряет и свои ферментативные свойства.. Такое изменение может оказаться обратимым (белок восстановит свою вторичную и третичную структуру), если воздействие не было слишком сильным. Необратимые изменения структуры белков в клетке ведут к ее гибели.

Углеводы — столь же необходимая составная часть любой клетки, как и белок. В растительных клетках их значительно больше, чем в животных. Углеводы — своеобразное «топливо» для живой клетки: окисляясь, они высвобождают химическую энергию, которая расходуется клеткой на все процессы жизнедеятельности. У растений углеводы выполняют и важные строительные функции: из них образуются оболочки как живых клеток, так и мертвых (древесина).

По химическому составу углеводы делятся на две большие группы: простые и сложные углеводы. В наиболее широкоизвестных простых углеводах содержится 5 (пентозы) или 6 (гексозы) атомов углерода и столько же молекул воды. Примерами простых углеводов могут служить глюкоза и фруктоза, находящиеся во многих плодах растений.

Сложные углеводы — это соединение нескольких молекул простых углеводов в одну. Пищевой сахар (сахароза), например, состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы. Значительно большее количество молекул простых углеводов входит в такие сложные углеводы, как крахмал, клетчатка (целлюлоза), гликоген. В молекуле клетчатки, например, до 100—150 молекул глюкозы.

Жиры и липоиды — также обязательная составная часть любой клетки. Как и углеводы, жиры используются клеткой как источник энергии: при расщеплении жиров освобождается энергия. Подкожный жир играет важную теплоизоляционную роль у многих животных (водные млекопитающие). У животных, впадающих зимой в спячку, жиры обеспечивают организм необходимой энергией, так как питательные вещества извне в это время не поступают. Жиры составляют запас питательных веществ и в семенах многих растений.

По химическому составу жиры представляют собой соединение глицерина с различными жирными кислотами. Именно этим высокомолекулярным кислотам жиры и липоиды обязаны своим важным биологическим свойством: они не растворяются в воде. Поэтому жироподобные вещества — липоиды входят в состав всех мембран клетки и ее структурных элементов. Средний, липондный, слой таких мембран препятствует свободному перемещению воды из клетки в клетку.

Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены в ядрах клеток. Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновые (сокращенно ДНК) и рибонуклеиновые (сокращенно РНК). ДНК содержится преимущественно в ядре клетки, РНК — в цитоплазме и в ядре. Значение нуклеиновых кислот состоит в том, что они обеспечивают синтез в клетке специфических для нее белков. Благодаря функции ДНК, связанной с синтезом белков-ферментов, осуществляется и ее генетическая роль: ДНК является носителем наследственной информации.

Рис. 5. Схема строения нуклеотида

Молекулярная структура ДНК отражает ее особое химическое свойство — способность к саморепродукции (репликации) и ее основную функцию — обеспечение синтеза специфических белков. Это очень длинная двойная цепочка. Длина ее во многие сотни раз превышает длину цепочки белковой молекулы. Как и молекуле белка, молекуле ДНК присуща спиральная структура: двойная цепочка спирально закручена вокруг своей продольной оси. Каждая одинарная цепочка представляет собой полимер и состоит из отдельных, соединенных между собой мономеров — нуклеотидов. В состав любого нуклеотида входят два постоянных химических компонента (фосфорная кислота и углевод дезоксирибоза) и один переменный, который может быть представлен одним из четырех азотистых оснований: аденином, гуанином, тимином или цитозином (рис. 5). Поэтому в молекулах ДНК всего 4 разных нуклеотида. Разнообразие же молекул ДИК огромно и достигается благодаря различной последовательности нуклеотидов в цепочке ДНК. Таким образом, и ДНК и белки построены по одному и тому же химическому принципу: специфичность ДНК обусловливается порядком нуклеотидов в ее молекуле, специфичность белка — порядком аминокислот в его молекуле. Как будет видно из дальнейшего, это совпадение имеет первостепенное значение при синтезе белков.

Рис. 6. Схема строения молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК): две цепочки нуклеотидов, закрученные спирально, соединены азотистыми основаниями: а — аденин, Т— тимин, Г — гуанин, Ц — цитозин

Две одинарные цепи ДНК соединены в одну двойную через нуклеотиды. При этом возможны лишь такие химические соединения: аденина с тимином и гуанина с цитозином. Поэтому последовательность нуклеотидов в одной цепочке жестко определяет и последовательность их в другой цепочке. Строгое соответствие нуклеотидов друг другу в парных цепочках молекулы ДНК получило название комплементарности (рис. 6). Эта особенность химического строения молекулы ДНК создается в процессе синтеза ДНК в живой клетке, который называется репликацией. Схематически этот процесс изображен на рис. 7. Сводится он к тому, что исходная двойная цепочка молекулы ДНК под действием специального фермента постепенно распадается на две одинарные — и тут же к каждой из них по принципу химического сродства (аденин к тимину, гуанин к цитозину)   присоединяются свободные нуклеотиды. Тем самым вновь восстанавливается двойная структура ДНК. Но теперь уже таких двойных молекул получается две вместо одной. Поэтому синтез ДНК и получил название саморепродукции, или   репликации: каждая молекула ДНК как бы сама себя удваивает.

Молекулярная структура РНК близка к таковой ДНК. Но есть и существенные различия. Молекула РНК представляет собой не двойную, а одинарную цепочку из нуклеотидов. Поэтому РНК не способна к саморепродукции. В состав молекул РНК также входят 4 нуклеотида, но один из них иной, чем в ДНК: вместо тимина в РНК содержится другое азотистое соединение — урацил. Кроме того, в состав всех нуклеотидов молекулы РНК входит не дезоксирибоза, а рибоза. Молекулы РНК не столь велики, как молекулы ДНК. О двух формах РНК будет сказано дальше.

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Это органическое вещество входит в состав любой клетки, где выполняет одну из важнейших функций. Химически АТФ представляет собой нуклеотид, в состав которого входят азотистое основание аденин, углевод рибоза и фосфорная кислота. Но в отличие от нуклеотида, входящего в состав РНК, в молекуле АТФ содержатся три молекулы фосфорной кислоты. Это обстоятельство и определяет биохимические особенности и функцию АТФ. Неустойчивые химические связи, которыми соединены  молекулы  фосфорной кислоты в АТФ, очень богаты энергией: при разрыве этих связей энергия высвобождается и используется в живой клетке на процессы жизнедеятельности и синтез. Такой разрыв осуществляется через реакцию присоединения воды молекулой АТФ и отщеплением от нее одной молекулы фосфорной кислоты.

Рис. 7. Схема репликация (самоудвоения) молекулы ДНК. А — исходная молекула ДНК перед репликацией; Б — репликация молекулы ДНК: цепи расходятся и к каждой из них подстраивается новая цепь из свободных нуклеотидов по принципу комплементарпости; В — две молекулы ДНК. образовавшиеся в результате репликации

В результате молекула АТФ превращается в АДФ (аденозин-дифосфорная кислота):
АТФ + Н2О → АДФ + Н3РO4 +  свободная энергия.

Обратный процесс превращения АДФ в АТФ происходит путем присоединения молекулы фосфорной кислоты к АДФ с выделением воды и поглощением большого количества энергии. Таким образом, система обеспечивает в живой клетке постоянный обмен энергии.

О диете: быстрые и медленные углеводы

Сегодня мы с вами поговорим об одном из основных постулатов здорового питания: силе медленных углеводов. Что это такое и с чем это едят?

В последние десятилетия тема правильного питания пользуется все большей популярностью. Причина этому проста: правильное питание не только позволяет сохранить красивую фигуру и не набрать лишних килограмм, но и является залогом хорошего здоровья, отличного самочувствия, крепкого иммунитета и постоянного ощущения легкости и бодрости. Звучит заманчиво, правда?

Многие из нас сомневаются, подойдет ли им такой образ жизни? Не слишком ли запутаны правила этой мудреной диеты?

Мы утверждаем: правильное питание под силу каждому! Надо только запомнить несколько важных принципов, и можно смело делать первый шаг на этом увлекательном пути. В этой статье мы разберемся в чем же разница между быстрыми и медленными углеводами.

Приятно познакомиться — медленные углеводы

Может быть, вы помните, как несколько лет назад пользовалась большой популярностью низкоуглеводная диета? Ее посыл был очень простым: хочешь похудеть — ешь меньше углеводов. Частично это правильный подход к питанию, но нужно принять во внимание, что не все углеводы одинаково вредны. Скорее наоборот, без некоторых из них нашему организму просто не справиться. Объясняем.

Углеводы дают нам энергию. Именно благодаря ним у нас есть силы вставать, ходить на работу, встречаться с друзьями, читать эту статью, в общем, жить нормальной жизнью. Если мы хотим, чтобы наш организм хорошо функционировал, то количество потребляемых углеводов должно составлять около 45-65% от общего количества пищи. В противном случае их недостаток может грозить нам сильными проблемами со здоровьем и нарушением обмена веществ. Однако это не повод бежать за конфетами!

Здесь начинается самое интересное: оказывается, углеводы углеводам рознь.

Существует два типа углеводов: медленные и быстрые. Грубо говоря, медленные углеводы дарят нам живительную энергию и силы, а быстрые — в основном, пустые калории и целлюлит.

Немного теории. Простые углеводы состоят из одной или пары молекул сахара. Сложные — это цепочка из нескольких молекул. Простые углеводы расщепляются нашим организмом очень быстро, а над сложными углеводами нужно еще потрудиться — что и обеспечивает нас энергией на долгое время.

Специалисты рекомендуют сделать ставку на потребление продуктов с большим количеством медленных углеводов.

Значит ли это, что быстрые углеводы нам совсем не нужны? Есть ситуации, когда и они могут быть полезны, — например, после серьезных тренировок для восстановления и восполнения мышечного гликогена. В это время организму требуется резкий приток глюкозы — а медленным углеводам для усвоения необходимо намного больше времени.

Что еще нам нужно знать про медленные углеводы
  • Основная функция сложных углеводов — обеспечивать нас постоянным уровнем энергии в течение всего дня. Мы долгое время будем чувствовать себя сытыми, а значит, меньше перекусывать и набирать лишних калорий.
  • Медленные углеводы лучше всего употреблять с утра и в первой половине дня, пока углеводный обмен работает с необходимой скоростью.
  • Продукты с медленными углеводами, как правило, богаты клетчаткой. Клетчатка хоть и не усваивается организмом, но играет очень важную роль. Проходя по пищеварительному тракту, она, как метелочка, вычищает все лишнее из нашего организма и помогает наладить пищеварение. А это, в свою очередь, — залог здоровья, энергичности и хорошего самочувствия на долгое время.
  • Продукты с медленными углеводами имеют низкий гликемический индекс. Это значит, что они не будут вызывать скачки инсулина, который, помимо всего прочего, отвечает за переработку лишних углеводов в жировые клетки.
  • От медленных углеводов, совсем как от улыбки, станет всем светлей — в буквальном смысле. Сахариды способствует выработке серотонина, который отвечает за наше хорошее настроение, а также помогает нам согреться в холодный день.

Зачем нужно знать гликемический индекс?

Гликемический индекс (сокращенно ГИ) продукта указывает на то, как меняется уровень сахара в крови при его употреблении. Чем выше ГИ, тем быстрее происходит повышение сахара.

Продукты с высоким ГИ (От 70 и выше)

  • дают много энергии,
  • быстро насыщают и быстрее усваиваются, но вместе с тем и быстрее наступает чувство голода. Кроме того, если вы ведете сидячий образ жизни и никуда не расходуете эту излишнюю энергию, то ничем хорошим для фигуры это, конечно же, не обернется.

Продукты с низким (от 10 до 40) и средним ГИ (от 40 до 70)

  • позволяют контролировать уровень сахара в крови,
  • усваиваются медленно и постепенно высвобождают необходимую энергию. Чувство насыщения при этом длится гораздо дольше.

Теперь, когда мы во всем разобрались, пришло время понять, какие же продукты предпочтительно употреблять?

Список продуктов с медленным углеводами

Найдено недостающее звено преобразования углеводов в жиры

Учёные выяснили, как съесть гору сладких булочек, не опасаясь потолстеть. Неуловимым звеном каскада сигналов в печени, где происходит превращение углеводов в жир, оказался белок DNA-PK. Впрочем, отключать белок ради сохранения стройности не стоит: его основная функция – ремонт порванной ДНК.

Неуёмная любовь детей и взрослых к сладкому имеет очень простое биологическое объяснение. Углеводы, из которых сахар состоит на 100%, — самый «скоростной» источник энергии для внутриклеточных процессов, известный науке. Проглотил сладкий пирожок, глубоко вдохнул — и вперёд: очень скоро кровь понесёт глюкозу к клеткам, а там она превратится в воду, углекислый газ и 4 килокалории энергии на каждый грамм окисленных углеводов. Делать это (конечно, без участия крови) научились ещё микроорганизмы, возникшие на Земле миллиарды лет назад.

Но животные, и особенно млекопитающие, очень далеко ушли от одноклеточных в плане повышения эффективности работы организма. Мы умеем превращать неизрасходованные излишки углеводов в жир, и это умение буквально выпирает эдаким «спасательным кругом» из-под коротких блузок сладкоежек, одетых в чересчур узкие джинсы. Жировые запасы, которые животные складируют на чёрный голодный день, только увеличиваются, если такой день так никогда и не наступает: обратный процесс преобразования жиров в глюкозу в организме животных невозможен.

Трудно сказать, что является главной причиной ожирения — потребление «вкусной» жирной или «питательной» мучной пищи, но именно углеводы составляют большую часть дневного рациона человека. Хлеб, макароны, картошка и литры сладкой газировки, в которых не отказывают себе жители сытых стран, — это всё углеводы, и они точно являются одной из причин эпидемии ожирения, которая охватила развитой мир.

Диеты с низким содержанием углеводов действительно помогают некоторым справиться с ожирением, даже тем, кто уже и не мыслил себя стройным и поджарым. Однако диеты — это всё-таки прошлый век. В наши дни мечтой любого лежебоки должна быть генная терапия: вставят тебе куда-нибудь ген — и тут же станешь моложе, умнее, стройней и сексуальнее. Всё это пока сказки, но учёные и впрямь методично разбираются в деталях регулирования самых разных внутриклеточных процессов, и существует немало препаратов, искусственно созданных для воздействия на тот или иной каскад реакций в наших клетках.

Возможно, когда-нибудь придёт и черёд таблеток от ожирения для любителей макарон и газировки.

Учёные нашли последнее недостающее звено механизма, ответственного за превращение углеводов в жиры.

Роджер Вонг, его научная руководительница Хейсук Соль и их коллеги по Университету Калифорнии в Беркли разобрались, каким образом организм регулирует превращение неизрасходованной глюкозы в липиды. И, как водится, в подтверждение представили мышей, которые могут есть столько углеводов, сколько им заблагорассудится, и при этом оставаться более или менее стройными. Работа учёных опубликована в последнем номере авторитетного журнала Cell.

Адипоциты, липогенез, липолиз

Адипоциты – крупные, диаметром до 0,25 мм клетки сферической формы, которые в жировых дольках плотно прилегают друг к другу, нередко приобретая форму многогранников. Ядро адипоцита смещено к краю клетки вместе с тонким ободком…

Превращение излишков глюкозы в жир происходит в специальных клетках внутри нашей печени (липоцитах) под действием целого набора ферментов, но центральная роль отдана синтазе жирных кислот FAS. Этот белок разными своими участками катализирует ни много ни мало 7 химических реакций, на выходе которых получаются триглицериды, готовые к упаковке в маленькие липидно-белковые шарики и отправке к местам складирования на животе или в ягодицах.

Учёным давно известно, что интенсивность этого процесса многократно возрастает после еды — в ответ на подъём концентрации инсулина в крови, оповещающего самые разнообразные клетки нашего организма о том, что им пора заняться утилизацией появившихся калорий. В клетках печени существуют специальные рецепторы, которые в ответ на связывание с ними молекул инсулина выделяют белок PP1 (протеинфосфотазу-1), и, как только в клетках начинает циркулировать PP1, скорость синтеза фермента FAS по его заложенному в ДНК генетическому коду возрастает многократно.

Учёные также знают, что скорость синтеза FAS регулирует специальный транкрипционный фактор USF, присоединяющийся к промотору гена. Но вот загадка: количество USF от концентрации инсулина в крови никак не зависит, и PP1 с ним никак не контактирует. Значит, мы то ли совсем не понимаем, как устроен регулирующий каскад, либо какое-то важное звено пропущено. К счастью, правильный ответ второй.

Вонг показал, что ключевую роль играет фермент под названием DNA-PK, ДНК-зависимая протеинкиназа.

Известно, что этот белок помогает «залечивать» разорванные цепочки ДНК, откуда и получил своё название. Но в данном случае он действует по-другому.

Фосфорилирование

процесс присоединения к какому-либо субстрату остатков фосфорной кислоты. Обратный процесс называется дефосфорилированием.

По сигналу инсулиновых рецепторов PP1 активирует DNA-PK, счищая с его полипептидной цепи мешающие работе остатки фосфорной кислоты. Как только DNA-PK оказывается в рабочем состоянии, он присоединяет такие же остатки к USF. USF они помогают — с фосфатными остатками он может взаимодействовать с молекулой (P/CAF) и в сотрудничестве с ней значительно ускорять считывание гена FAS. А значит, и синтез этого фермента, благодаря которому каждый съеденный пирожок добавляет положенные доли миллиметра к обхвату талии.

Проверить описанную конструкцию не составило труда: в распоряжении биологов есть линия мышей SCID, у которых с синтезом DNA-PK большие проблемы (этим мышам вообще не повезло — SCID означает Severe combined immunodeficiency, «тяжёлый комбинированный иммунодефицит»). Учёные поставили классический эксперимент: обычных и SCID-мышей сажали на одну и ту же диету, эквивалентом которой для человека стал бы неограниченный доступ к макаронному ресторану.

«Дефектные» мыши ели столько же, сколько и их нормальные собраться, но оказались на 40% менее жирными — без очевидного ущерба для здоровья и общей бодрости.

Учёные надеются, что их работа поможет диабетикам I типа, организм которых не синтезирует инсулин, а потому не способен запускать описанный каскад реакций в печени и превращать углеводороды в жиры; совсем без жиров человеку худо. Если появится возможность активировать DNA-PK каким-то иным способом, без участия инсулина, одна из проблем диабетиков будет решена.

Бороться с ожирением через умышленное отключение этого фермента вряд ли разумно — умение ремонтировать разорванные цепочки ДНК всё-таки важнее, чем способность есть булочки и не толстеть. Но теперь, когда мы знаем весь каскад реакций, умышленно вмешаться в него будет проще. Вопрос лишь в том, стоит ли: если вести достаточно активный образ жизни, никаких излишков глюкозы для преобразования в жир просто не останется.

Углеводы: какие, сколько и нужны ли они вообще? | Журнал Сахарок

Еще не так давно во всех грехах обвиняли жиры. Но теперь их сменил новый «враг» — углеводы. Сторонники трендовых низкоуглеводных диет призывают минимизировать углеводы, предлагая не ограничивать себя в поедании протеинов и жиров. Но так ли все просто?

Углеводы — главный поставщик энергии для нашего организм, которая вырабатывается преимущественно из крахмала и сахаров, и в меньшей степени — из пищевых волокон и сахарных спиртов.

Углеводы бывают простыми и сложными:

1. Простые углеводы — моносахариды и дисахариды — характеризуются небольшой молекулярной массой и простой структурой. Моносахариды — это своего роды отдельные «кирпичики», «моноблоки», и к ним относятся глюкоза, фруктоза и др. А простые углеводы из двух «блоков» — дисахариды, классическим примером которых есть сахар (из «блоков» глюкозы и фруктозы)

2. Сложные углеводы — полисахариды — не зря так называются: длинные цепи «блоков», из которых они состоят, определяют их сложную структуру и впечатляющие размеры. Отсюда и название полисахариды, которое происходит от древнегреческого «поли» — много. Сюда относятся крахмал, гликоген и другие.

Есть еще олигосахариды («олиго» — немного), которые находятся какбы посередине — занимают промежуточное положение: их молекулы содержат 2-10 «блоков».

Углеводы, переваривание и глюкоза

Углеводы, попадая в организм из потребляемых нами продуктов питания, подвергаются процессу переваривания. В этот момент они начинают разрушаться —  превращаются в глюкозу, которая всасывается, попадает в кровь, устремляется во все  органам, попадает в каждую клетку. И в этой точке (в клетке) из глюкозы образуется энергия в форме АТФ (аденозинтрифосфа́т — источник энергии, необходимый для любого биохимического процесса в организме).

Сейчас некоторые могли удивиться, узнав, что любой съеденный углевод в конце концов превращается в глюкозу. Да, так и есть! И вот тут самое главное: суть не в том во что превращаются углеводы, а как.⠀

Простые углеводы еще называют «быстрыми». И название это объясняется тем, что для их переваривания организм не тратит сил: они усваиваются быстро.

В свою очередь олигосахариды перевариваются немного дольше, но все же достаточно быстро.

А вот для того, чтобы усвоить сложные углеводы, организм затрачивает энергию — соответственно, на переваривание требуется время, что определяет их второе название «медленные» углеводы.

К сложным углеводам также относятся и пищевые волокна, которые организм не способен переварить (по причине отсутствия необходимых ферментов). Энергии от них ждать не приходится, но польза заключается в другом: пищевые волокна — клетчатка — обеспечивают  чувство насыщения, влияет на процессы всасывания жиров в тонком кишечнике, а в толстом кишечнике (при помощи присутствующих там бактерий) способствуют производству целого ряда важных химических веществ.

Сколько углеводов = полезно

Когда в клетках глюкоза преобразуется в энергию, но потребность в ней отсутствует (или она мала), то глюкоза начинает «складироваться», создавая запасы в мышцах и печени — гликоген. Но основная часть этого избытка будет сохраняться в форме жира (жировая ткань).

И вот тут сторонники трендовых низкоуглеводных диет (палео, кето и т.п.) активизируются, призывая минимизировать углеводы в рационе (в опалу попадают даже свежие фрукты). При этом они же предлагают не ограничивать себя в поедании протеинов и жиров.

НО! Избыток белка рано или поздно отразится на здоровье почек и печени, а недостаток углеводов приводет к хрупкости костей, постоянной слабости, проблемам с сердцем и нарушению мозговой деятельности.⠀

Поэтому важен здравый смысл и баланс. И возникает вопрос: как предотвратить превращение глюкозы в жир?

Углеводы, гликемический индекс, инсулиновый ответ

Серди продуктов, которые содержат углеводы, есть как необходимые и полезные для здоровья, так и способные подвергать опасности наш организм. И тут на сцене появляется новый герой — гликемический индекс (ГИ), который определяет с какой скоростью глюкоза из потребляемых продуктов высвобождается и попадает в кровь.

ГИ глюкозы = 100: на ее переваривание не затрачивается энергия организма — она молниеносно всасывается и быстро попадает в кровь. Каким будет инсулиновый ответ, догадаться несложно.

Соответственно, чтобы инсулиновый ответ был менее выраженным, нужно как-то замедлить процесс всасывания глюкозы. На это способны сложные («медленные») углеводы, в частности цельнозерновые крупы (например, ГИ гречки = 45). Они заставляют организм потрудиться над процессом переваривания и расщепления до глюкозы. К тому же, цельнозерновые продукты в своем составе содержат пищевые волокна, влияющие на замедление всасывания глюкозы. 

Если в питании преобладают очищенные углеводы (выпечка из белой муки, конфеты, сладости, сладкие напитки и др. ), кровь регулярно получает порцию глюкозы, которая стремительно высвобождается при их поедании. В ответ выделяется инсулин, который призван понижать сахар крови. Как следствие, избыток глюкозы превращается в запасы жира, снова хочется есть и вот оно — переедание.

Есть ряд продуктов, способных повышать уровень глюкозы в крови даже быстрее, чем глюкоза в чистом виде. Например, сухие завтраки (ГИ достигает 130), пиво (ГИ = 110), финики (ГИ = 146).

Снизить гликемический индекс помогут пищевые волокна: больше клетчатки — меньше ГИ. Кроме того, снижения ГИ можно при помощи комбинирования углеводов с белками и жирами.⠀

Обращаете внимание на ГИ, ограничиваете сахар? 

Молекулярный уровень: общая характеристика

итак добрый день уважаемые слушатели уважаемые обучающиеся которые сегодня будут просматривать данные видео урок сегодня мы с вами разберём введение молекулярный уровень общую характеристику молекулярного уровня и разберем сегодня на нашем занятии углеводы значит наши с вами занятия мы построим форме трех вопросов первый вопрос это общая характеристика молекулярного уровня что он у себя представляет вода неорганические вещества клетки и углеводы их строение и функции и значение в организмах значит мы с вами на очень занятиях выяснили одну важную вещь что изначально до элементарной структурной единицей биологии является клетка клетка является неотъемлемой части всех живых систем все живые системы состоят из клеток и естественно клетки могут скажем так быть образованы именно теми молекулами веществ об которых мы с вами будем разговорить то есть синтезы которые происходят в клетках это все благодаря тому что там присутствуют различные разнообразные вещества то есть у каждой клетке существовать свой химический состав соответственно изначально если углубиться в историю и вспомнить его происхождения жизни на земле то теория пары опарина холдинг говорит нам а следующим что изначально наша планета земля представляла собой первичный бульон в котором находилось четыре основных химических элементов такие как углерод-водород кислород и азот и все именно они являются неотъемлемой частью веществ клетки и так вещества клетки можно по сути своей разделить на две большие группы это неорганические вещества и органические вещества каждый из них в организме выполняют свои строго определенные функции ну неорганическим веществам клетки можно отнести воду до 90 процентов воды содержит все живые системы пока существует ядро в клетке пока вокруг него существует цитоплазма цитоплазме не что иное как молекулы воды и растворенные в ней компоненты питательны и также вне формируются различные органы и клетки пока живы эти основные органоиды будет жить и клетка и будет жить целостный организм и естественно минеральные соли которые также участвует в различных метаболических и катаболических процессов органические вещества клетки можно разделить на белки жиры углеводы нуклеиновые кислоты да у меня здесь на слайде изображена что липиды являются то же самое что и жир это синонимичные название еще сюда можно отнести к органическим веществам клетки это а атф энергия нашего с вами организма которая участвует в энергетическом обмене клетки и формируется в результате него и так же можно сюда отнести витамины то есть витамины является та же неотъемлемой частью органических соединений клетки и так как минеральным солям можно отнести не растворимые соли и растворимые соли каждый из них образуются из остатков неорганических соединений ну например вы можете увидеть например межклеточное вещество костной ткани до костная ткань у нас содержит в себе остатки катионов кальция но и в основном это остатки элемента фосфора который будет находиться в фосфат нам его не то есть например p43 минус раковины моллюсков те также состоят из кальций и благодаря тому что например отмершие раковины моллюсков могут образовывать различные минералы кольцевые например тот же мел тут же частично мрамор то есть полезные ископаемые какие то ну и хитиновой а кутикула то есть формирование хитинового покрова до хитина вот этого скелета членистоногих там тоже присутствуют соли кальция но помимо этого хитин это и ничто иное как углеводы просил и сегодня про него мы с вами тоже поговорим что хитиновый покров это тоже основной элемент членистоногих и их наружного скелета также hitting статьи является структурным элементом царство грибов буферные системы поддерживают естественно кислотно-щелочной баланс я неоднократно об этом говорил на при растворимые соли поваренной соли хлорид натрия участвует в внутри клеточным скажем так водно-солевой баланс и вот так мы отправили нам должно даже назвать внутриклеточной жидкости и он участвует в различных тоже важных процессах также можете обратить внимание что внутриклеточной жидкости и и он и которые растворимых солей могут находиться в плазме крови то же самое например катионы кальция и натрия обеспечивать передачу нервного импульса ну и некоторые например катионы на прокате он железо 3 + входят состав гемоглобина крови которая непосредственно является транспортером можно так его назвать кислородов нашего с вами организме цинк является неотъемлемой частью гормон инсулина гормон инсулин участвуют в скажем так усвоение углеводных остатков то есть непосредственно сахара соответственно само по себе вода но мы можем с вами по сути своей разделить различные вещества клетки на по растворимость в воде на две большие группы это гидрофобные вещества которые нерастворимые в воде hydra вода лад латыни переводится фобос боясь то есть гидрофобные вещества они не растворяются в воде в таким вещества можно отнести жир и липиды нуклеиновые кислоты и полисахариды например мы все с вами разумно понимаем что тот же крахмал doc крахмал это запасное вещество растений очень сложно растворимое вещество даже некоторые ребятки знают о том что напрямую тонов жизнью тоновая жидкость как раз благодаря тому что свойство крахмала именно от удара да то есть например если просто положить какой-то предмет он начнет проваливаться если например ударять то большая очень площадь соприкосновения и выдерживают эту эту определенную нагрузку то же самое мы можем сказать например целлюлозы до полисахарид тоже он является и вы знаете прекрасно что если листочек бумаги опустить воду то он не растворится до этом может быть потребуется какое-то определенное время может быть какие-то потребуются внешние факторы но этот листочек никаким образом никак не растворится сразу же например как мы растворяем с вами сахар или как мы с вами растворяем соль то есть это гидрофобные вещества гидрофильные вещества то же самое hydra вода фил из любовь то есть те вещества которые любят воду который очень хорошо в ней растворим ну к ним можно отнести например полярные молекулы например которые образованы либо ионным механизмом либо еще какие-то определенные компоненты глюкоза обращаю кстати ваше внимание что глюкоза и углевод который очень хорошо растворяется в воде но при этом не является электролитом это очень важная особенность обращаю ваше внимание не путайте пожалуйста два этих важных понятий то есть диссоциация электролит и растворимость это ну в данном случае для глюкозы это неприменимо глюкоза да она очень хорошо растворима в воде я бы даже сказал замечательно растворима но [смех] глюкоза не является электролитом то есть это очень важный показатель и очень важный момент который я хотел бы отметить итак наш с вами непосредственно основной вопрос который я бы хотел сегодня разобрать это углеводы углеводы по-другому можно называть сахара то есть это их синонимичные название от органические соединения которые имеют общую формулу c nh3 о м где ным может быть любое натуральное число начиная с 3 то есть 12 сюда не подойдет начиная с 3 поэтому например их можно систематизировать классифицировать следующим образом привет трио за это три атома углерода that розы это 4 атома углерода углерода прошу прощения пентос это пять атомов углерода и гиксосы это шесть атомов углерода то есть вот так их можно систематизировать но естественно их большое биохимическое значение в природе и в жизни человека и естественно эти вещества этой группы состоят из углерода водорода и кислорода то есть тех самых химических элементов которые изначально зародились на нашей с вами планете соотношение атомов углерода и кислорода будет такой же как и в воде поэтому от обратите внимание что например да откуда произошло это слово углеводы вот в 1844 году шмитт предложил это название углерода и вода то есть объединить между ними соединительная гласная о и получилось углевод то есть вот такая вот замечательная форма обращаю ваше внимание формула сын h3o м итак все углеводы можно классифицировать на три большие группы это моносахариды моно в переводе с латыни означает один углеводы которые не распадаются водой до более простых соединений для человека они важны такие как глюкоза фруктоза галактоза рибозы de saxe рибоза кстати с рибозы и дезоксирибозой мы будем также с вами еще встречаться неоднократно потому что рибозы дезоксирибоза является основным таким пластическим компонентом для образования нуклеиновых кислот и молекул атф там есть остатки пугливо мы тоже об этом будем с вами беседовать на последующих уроках дисахариды это углеводы который очень хорошо гидролизуется с образованием двух простейших моно сахаров то есть грубо говоря моносахарид из за счет так называемых макроэргических связей за счет кислородного мостика имеют уникальную возможность соединяться и вот самыми такими ярчайшими представителями являются сахароза мальтоза и лактоза на полисахариды это уже компоненты которые образовались в результате большого числа моносахаридов естественно каждый из полисахаридов имеет свой мономер потому что мономер это соединение которое в будущем будет образовывать высокомолекулярные органическое соединение которое получило название полимер полимер от слова поле много полимера это органические соединения которые образованы элементарными звеньями мономерами каждый из них имеет свой определенный as to the chick а сам полимер обладает уникальным свойством образовывать высокую молекулярную массу то есть это очень важно в параграфе номер 34 с этим можно познакомиться более подробно что такое полимер как он формируется там есть целая схема я рекомендую просмотру данный параграф и к изучению там это все есть соответственно возвращаясь полисахаридам их можно разделить на перевариваемые и неперевариваемые в желудочно-кишечном тракте ки тракте например к перевариваем и относятся крахмал и гликоген и старых для человека очень важно клетчатка а вот например к не перевариваем им как раз относятся такой интересный углевод который называется he then he then является основным структурным углеводам для царства грибов и структурного скелета членистоногих почему например многие скажем так врачи доктора говорят о том что переедание грибов очень опасны именно по этой причине потому что хитин очень сложно гидролизу и мая вещество это очень опасно потому что углеводы имеют уникальную возможность вступать всевозможных биохимические превращения с вами будем рассматривать их на уроках и будем об этом говорить такие процесса как ассимиляция диссимиляции углеводы могут быть скажем так под воздействием каких-то ферментов под воздействием например дрожжей могут образовывать различные продукты на при под действием ферментов они могут образовать молочную кислоту углеводы в данном случае мы будем смотреть глюкозу некоторые из углеводов способны образовывать спирт и as персии вы прекрасно знаете является токсичным веществом который может отравить наш с вами организм то есть вот таким вот образом ну теперь поговорим про отдельных представителей углеводов самым ярчайшим представителем всех углеводов которые рассматриваются в школьном курсе это глюкоза в другом она получила название виноградный сахар относится к подгруппе гексов гекса это 6 обращаю ваше внимание на слайде изображена структурная формула глюкозы видно да всем такая гексагональная структурка и молекулярная формула глюкоза это c 6 h 12 о 6 это молекулярная формула глюкозы соответственно соответственно само по себе глюкоза само по себе глюкоза является основным компонентом для формирования различных полисахаридов то есть по сути своей можно сказать что глюкоза является мономером для таких углеводов как крахмал целлюлоза то есть до из не ем из глюкозы из ста тачках глюкозы могут образовываться вот эти полисахариды соответственно в плодах овощах и в мёде содержится большое количество глюкозы в организме человека на является обязательным компонентом и глюкоза вовлекается в энергетические процессы то есть в нашем в нашем организме такие процессы как катаболизм метаболизм входят в качестве основного звена составе многих природных полисахаридов о чем я уже отмечал ну вот таким вот образом она содержится в природе в виде меда фруктах очень много глюкозы также глюкозы используется в медицине раствор глюкозы для инъекции например некоторым людям и и прописывают для понижения температуры то есть сама по себе глюкоза является неотъемлемой частью для организма человека ну также ее используют в кондитерских изделиях для изготовления вин потому что оно вступает в спиртовое брожение для получения не технического спирта а пищевого спирта фруктоза по-другому получила название плодовый сахар относится к по типу пентос содержится в семечковых плодах мёде арбузах различных соках которые представляют собой скажем так основную такую как бы смесь глюкоза и фруктоза фруктоза входит состав сложных сахаров например тростникового и свекольного сахара сахароза вот как раз это есть свекольный сахар обращаю ваше внимание что сахароза уже относится к подтипу дисахаридов она состоит из остатков глюкоза и сахароза то есть между ними вот он этот кислородный мостик и между ними как раз формируется вот это вот связь лактоза или по-другому молочный сахар содержится в молоке млекопитающих состоит из остатка галактоза и глюкоза под действием ферментов молочнокислых бактерий она очень хорошо сбраживается только краз молоко и и показатель молока то что она имеет уникальную возможность бродить и образовывать важный компонент молочной кислоты и именно вот это свойство вы это свойство как раз и основана на получение различных кисломолочных продуктов то есть именно поэтому молоко очень богата различными органическими компонентами белковыми молекулами google и водными молекулами а также например жирность молока то есть молоко это вообще такое скажем так природный ресурс который нам необходим почему например да многие маленькие детишечки которые находятся до нафс к на грудном вскармливании очень хорошо развиваются именно а там маминого молочка потому что мамино молоко содержит в себе именно все богатые набор скажем так органических веществ которые необходимы для построения взрослого большого организма крахмал ну я извиняюсь за то что у меня буковка тут немножечко уехала крахмал является запасным компонентом растений то есть крахмал будет расходоваться в том случае если вы растительного организма будет недостаток до углеводов соответственно сам по себе крахмал содержится практически во всех растительных компонентах и вы можете дома даже самостоятельно провести такой интересный эксперимент если вы возьмете крахмал капните на нее капельку йода то коричневый j спиртовая настойка спиртовой раствор йода посинеет то есть это будет характерная реакция для определения крахмалов пищевых продуктов которые так и получила название j крахмальная реакция то есть крахмал и это не друг друга то есть йод будет окрашиваться в синий цвет ну вы видите в каких продуктах питания содержится большое количество крахмала в муке в хлебобулочных изделиях гречки очень много углеводов и в других растительных компонентах ну вот где применяется крахмал да вот есть тут не моё не моё нелюбимое блюдо это кисель я не очень его люблю как раз она на крахмале делается и вот например раньше клей обойный клей ел ли сдать элси из крахмала то есть это же действительно так мы в картофеле его добавляют различные потоки кондитерские изделия и так далее мы с вами отметили что крахмал является запасным веществом растений а вот запасным веществом животных мы в частности на с вами является гликоген его по-другому видите называют животный крахмал это наш важный и резервный полисахарид он у нас откладывается в печени мы с вами восьмом классе об этом говорили рассматривали говорили о том что до 20 процентов откладывается в печени и до четырех процентов откладывается в мышцах конечно же он растворим в воде под действием различных ферментов и продуктом гидролиза а я хотел бы напомнить что реакция гидролиза это реакция взаимодействия различных органических соединений их распад под действием воды то есть образование и сложных молекул органических и неорганических веществ более простых это и есть процесс гидролиза и вот как раз гликоген под действием воды под действием различных ферментов будет образовывать глюкозу а глюкоза являя неотъемлемым компонентом для энергетического обмена в клетках и нас с вами и в принципе растений целлюлоза целлюлозы и является основным структурным компонентом клеток растений клеточные стенки все состоят из целлюлозы это основное вещество растительных растений вся древесина на 50 процентов состоит из целлюлозы как раз вот хлопок и лен да почему к ценится до льняная одежда ха ха башня одежды до хлопчатобумажная это чистая целлюлоза то есть это природный материал слезы это скажем так твердо и волокнистые вещество которое нерастворимый в воде но растворима в мяч нам растворе гидроксида меди 2 его можно приготовить этот реактив получил название реактив швейцара то есть в целлюлоза там будет растворяться но на самом-то деле бытует мнение о том уважаемые леди и джентльмены о том что если например взять тому кусочек бумаги его там смять хорошо да положить его там в теплую воду и эту воду постепенно нагревать там в течение какого-то долгого продолжительное количество времени то частично целлюлоза начнем гидролиза ваться то есть как бы такое бытует мнение что это действительно возможно соответственно целлюлоза как природный полимер до отличается от крахмала в том что ее молекулы состоят четко из линейных цепей то есть это линейная структура если например у крахмала не бывает разветвленные тоо целлюлоза это четко линейной цепи целлюлоза применяется вообще во многих сферах жизни человека вот на вашем экране вы можете это увидеть где используются целлюлоза то есть самым важным да это производство бумаги то производства различных волокон например 3 нитроцеллюлоза до или по-другому используется это бездымный порох свое время его использовались качестве компонента баллистики оружия также используется как строительный материал для всех главных частей клетка растений которые будущем будут формировать орос органы растительный корм для различных жвачных животных и например там древесина стройматериалы и различные еще компоненты ну соответственно поговорим про значение углеводов и их функций сама я неотъемлемая часть неотъемлемая часть углеводов заключается в том что углеводы являются топливом то есть углеводы их самая основная функция это энергетическая функция то есть это энергетический материал естественно при окислении 1 грамма углевода вы видите выделяется 4,1 килокалорий или порядка 17,8 по-моему 17-ти 8 до одета так примерно 17 617 и 8 разных источниках но чуть более 17 килоджоулей на моль энергии то есть это в принципе большое достаточно большое количество 1 грамма углеводов ну поэтому мы с вами все прекрасно помню что на различных продуктах питания есть так называемая энергетическая ценность продукта сколько граммов содержится белков жиров углеводов и можно рассчитать себе свой там рацион питания сколько килокалорий вам необходим то есть например многие спортсмены прекрасно знают о том что при большом употребление углеводов да когда человек занимается спортом естественно в увлекается очень много энергии и естественно происходят различные метаболические процессы тоже самое можно с вами сказать что углеводы выполняет еще одну немаловажную функцию то запасающих то есть мы с вами уже сказали что гликоген откладывается в у животных крахмал откладывается у растений и это капа неотъемлемой частью запасной той компоненты если вдруг ним ну скажем так произойдет недостаток углеводов например целлюлоза до является строительным компонентам для формирования клеточной стенки растений поэтому еще можно одно выделить функцию то что они являются скажем так пластическими компонентами которые будут выполнять различные строительные функции тоже самое можно сказать что углеводы являются неотъемлемой частью для формирования других органических соединений то есть других биополимеров например нуклеиновых кислот например молекул атф некоторые витамины содержит в углеводные остатки то есть это те самые компоненты которые сегодня выполняют также пластическую функцию некоторые например углеводы содержится в крови в лимфатических жидкости и естественно в нашем организме в зависимости от концентрации глюкозы той сколько глюкозы в нашем организме присутствует такой есть понятие как осмотическое давление крови или так понятие осмоса то есть здесь непосредственно именно но как скажем так глюкоза и ее скажем так компоненты до другие какие то углеводы участвуют вот в этом осмотическом давлении то есть вот таким вот образом вот такие функции выполняют углеводы но как происходит биосинтез очень важно помнить о том что при физических нагрузках когда идет вовлечения углеводов в этот энергетический процесс то можно сказать следующее что по сути своей углеводы углеводы до начинают окисляться под действием кислорода и это можно увидеть на картинке то есть когда мы с вами вдыхаем кислород они углеводы вовлекаются в обмен веществ то есть как только мы с вами вдыхаем кислород происходит процесс газообмена и естественно этот газообмен сопровождается выделением продуктов газообмен это углекислый газ молекулы воды вовлекаются в различные физиологические процессы также вали избытке воды удаляются из нашего организма и вы видите да в уравнение реакции написано слово энергии то есть вы дорабатывается вы именно в этот момент вырабатывается энергия а вот например растение под действием солнечного света до за счет того что у них есть пигмент хлорофилл могут себя обеспечивать питательными веществами то есть растения наоборот они забирают углекислый газ с молекулами воды и образуют себе запасной компонент глюкозу который в дальнейшем будет вовлекаться в различные биохимические превращения и образовывать крахмал то есть вот таким вот образом что стоит еще отметить что побочным продуктом в результате реакции фотосинтеза так она правильно по имеет свое название мы с вами будем разбирать отдельно мы с вами видим что выделяется молекула кислорода то есть выделяется чистый кислород вот таким вот образом это важный процесс биосинтеза углеводов итак выводы по сегодняшнему занятию углеводы обеспечивают нас различными необходимыми компонентами такими как пища одеждами иль кров книги даже некоторые дома углеводы участвуют в построении различных белков и ферментов и гормонов других каких-то сложных бьем полимеров углеводами являются жизненно важно необходимые вещества например гепарин да это углевод который играет важнейшую роль предотвращает свертываемость крови то есть и процесс фотосинтеза который сопровождается именно у растений протекает в клетках живых растений приводит к синтезу новых углеводов из воды и углекислого газа при этом процесс фотосинтеза является биологически важным процессом потому что именно благодаря процессу фотосинтеза растений образуется молекулярный кислород кота без которого наша с вами жизнь была бы просто невозможна вот такая огромная роль углеводов на последующих занятиях мы с вами также будем разбирать жир и будем разбирать с вами белки и другие биополимеры на этом у меня сегодня все берегите себя берегите своих близких и всех жду на своем youtube канале до новых встреч до свидания [музыка]

главный энергетический спонсор клетки.

Или где взять энергию? Митохондриальные дисфункции.

Мурзаева Ирина Юрьевна

Эндокринолог, Врач превентивной медицины

Сегодня внедряемся в научные изыскания. Статья будет сложной для прочтения. Я максимально упрощала материал, но проще — некуда. На написание меня как всегда «вдохновила» всеобщая бесконечная жалоба — «слабость, ничего не помогает, ваших капельниц, таблеток хватило на 2 недели….». Сегодня рассмотрим самый сложный случай дефицита Энергии — дисфункция Митохондрий. Это еще малоизученная и сложная часть медицинской науки. Дисфункция митохондрий может быть врожденная и в нашем (рассматриваемом случае) — приобретенная.

Энергия в нашем организме представлена в следующем виде — молекула АТФ.

АТФ-аденозинтрифосфат, является основным источником энергии для клеток в частности и организма в целом. Представляет собой — эфир аденозина (пурин). Кроме того, является источником синтеза нуклеиновых кислот, для образования структуры ДНК!(наш генетический код)и посредником передачи в клетку гормонально сигнала! Вывод: нехватка АТФ — чревата извращение/недостатком гормонального ответа и не только. АТФ образуется в митохондриях (это маленькие структурные компоненты любой клетки, митохондрия имеет собственную ДНК!, как и ядро клетки!!,это высокоорганизованная структура ). Вот почему заболевания с нарушением синтеза АТФ — называются митохондриальные дисфункции.

В сутки в организме образуется 40 кг АТФ. Органы с максимальной выработкой АТФ: мозг 22%, печень 22%, мышцы 22 %, сердце 9%, жировая ткань всего — 4%, заметьте — ЩЖ с в этот перечень даже не вошла… Мозг и печень лидеры !

Теперь о самом процессе образования энергии. Смотрим на картинку.

Процесс образования энергии можно разделить на 3 этапа.

1 этап — это получение более простых молекул( в цикл образования энергии) из углеводов(У), жиров(Ж) и белков пищи(Б). Углеводы расщепляются до моносахаров(глюкоза,фруктоза), жиры до жирных кислот, белки до аминокислот. «Расщепление» Б,Ж,У происходит как к кислородной среде(аэробной), так и в бескислородной(анаэробной) среде. Это крайне важно! Так как из анаэробного гликолиза 1 молекулы глюкозы образуется — 2 молекулы АТФ, из аэробного (кислородного) гликолиза 1 молекулы глюкозы — образуются 36 молекул АТФ, из аэробного окисления 1 молекулы жирной кислоты — 146 молекул АТФ, ( жиры и белки в бескислородной среде вообще не расщепляются!, вывод — например, при нелеченной анемии(дефицитО2) снижение веса почти невозможно). Так, и усвоение 1 молекулы глюкозы требует 6 молекул О2, а 1 молекулы жирных кислот -23 молекулы О2. Вывод — жиры основной источник энергии, и всем нужен О2!!! 

2 этапом — образуется из всех молекул У, Ж, Б — АцетилКоА — промежуточный метаболит. Суть этого этапа, что кол-во выработанного АцетилКоА зависит от уровня многих витаминов и микроэлементов (витамина С, группы В, цинка, меди, железа и др). Почему так важно для образования энергии — восполнение дефицита этих элементов!

3 этап — этот самый АцетилКоА поступает в 2 основных биохимических пути выработки АТФ — это цикл Кребса( лимонной кислоты) и цикл окислительного фосфорилирования ( передачи электронов, «дыхательная цепь»;), происходит образование НАД- и НАДН+. Связь между этими двумя б/х циклами — и «есть узкое горлышко», «слабое место» в образовании АТФ. И зависит от рН среды клетки — при развитии в/клеточной гипоксии = в/клеточного ацидоза и ухудшается процесс образования АТФ — организм захлебывается в избытке НАДН, а НАДН сопряжен с «утечкой кислорода из клетки»( механизм не буду расшифровывать) и образованием активных(агрессивных) форм кислорода ( свободных радикалов) — а это повреждающие агенты для клетки при образовании в избыточном количестве.

Метаболический ацидоз — это следствие первичного дефицита О2 в организме (сам ацидоз становится причиной вторичного дефицита О2-утечки кислорода). Ацидоз выражается накоплением промежуточного продукта обмена — лактата, избытком Н+(иона водорода), митохондрии «начинают задыхаться и стареть и гибнуть»! А в месте со старением митохондрий — стареет организм, вот почему так молодеют некоторые заболевания — раньше развиваются атеросклероз, б-нь Альцгеймера, сахарный диабет (да-да , это митохондриальное заболевание), рак, артериальная гипертензия, АИТ, синдром хр усталости, даже НЯК и болезнь Крона (как одна из теорий) и др.

Как цикл лимонной кислоты (цикл Кребса) , например, связан с ожирением? — активное поступления с пищей жирных кислот- приводят к истощению транспортных карнитиновых (всем известен для сравнения Карнитин для спорт -питания) систем( переносчиков жирных кислот, их и так немного) и снижения активности работы «дыхательной цепи» , снижается чувствительность тканей к инсулину- развивается многим известная инсулинорезистентость! Исход — метаболическая печалька — метаболический синдром.

Соответственно: причинами снижения синтеза АТФ прежде всего являются дефицит О2!(как бывает в больших городах, где мало зелени!!, загазованность — продукт сгорания бензина это не О2-а СО2 !!!!, люди не выходят из помещений, мало двигаются — «мелкие сосуды закрыты для доступа О2», причинами могут быть болезни органов дыхания и сердечно-сосудистые патологии), ацидоз = «закисление организма» (накопление лактата, избыток Н+), полидефицит витаминов и микроэлементов для улучшения усвоения Ж, Б, У. Для лечение дефицита О2 даже был придуман аппарат — в основе которого интервальная гипоксическая тренировка. Это новая эра в лечении многих патологий.

Как же заподозрить митохондриальные проблемы? Они сложны как для понятия, так и для диагностики.

Из «простых анализов», которые можно набрать любой лаборатории — снижение рН крови, О2, повышение: лактата, СРБ, фибриногена, холестерина, ЛПНП, триглицеридов, гомоцистеина, мочевой кислоты, (клинически — повышение Ад, учащение ЧСС в покое, одышка в покое), снижение ферритина, из редких — снижение глутатиона, витаминов крови, снижение Q10, нарушение в системе антиоксидантов (по крови).

Из более редких , но все же доступных анализов (более специфических) — органические кислоты мочи ( благодаря этому анализу можно определить примерно на каком уровне идет нарушение и чем его скорректировать).
Если патология так сложно выявляемая — «как это лечить?»,- спросите вы

Лечить можно.

Прежде всего меняем образ жизни — улучшаем доставку О2!, бросаем курить! чаще дышим в парке и не только.. Лечим и приводим в ремиссию хронические дыхательные заболевания , восполняем дефицит витаминов и минералов!, добавляем антиоксиданты, сосудистые препараты(!) очень важно улучшить коровок(слабость всегда сопровождается рассеянностью, снижением памяти и внимания, — правильно, максимальная сосудистая сеть в головном мозге!!), реже добавляем «энергетики» — янтарная кислота, Q10, карнитин, НАДН и др. Я не говорю здесь про врожденные митохондриальные дисфункции — это следствие генетической поломки,а мы говорим сейчас больше о приобретенных причинах. Будем ждать новых научных материалов по этой теме. ..

Глава 4. Углеводы — Введение в молекулярную и клеточную биологию

Большинство людей знакомы с углеводов , одним типом макромолекул, особенно когда речь идет о том, что мы едим. Чтобы похудеть, некоторые люди придерживаются «низкоуглеводной» диеты. Спортсмены, напротив, часто «нагружают углеводы» перед важными соревнованиями, чтобы у них было достаточно энергии для соревнований на высоком уровне. Фактически, углеводы являются неотъемлемой частью нашего рациона; злаки, фрукты и овощи — все это естественные источники углеводов.Углеводы обеспечивают организм энергией, особенно через глюкозу , простой сахар, который является компонентом крахмала и ингредиентом многих основных продуктов питания. Углеводы также выполняют другие важные функции у людей, животных и растений.

Углеводы можно представить химической формулой (CH 2 O) n , где n — количество атомов углерода в молекуле. Другими словами, соотношение углерода, водорода и кислорода в молекулах углеводов составляет 1: 2: 1.Эта формула также объясняет происхождение термина «углевод»: компоненты — это углерод («углевод») и компоненты воды (отсюда «гидрат»). Углеводы подразделяются на три подтипа: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите химическую природу моносахаридов и способы, которыми отдельные моносахариды могут отличаться друг от друга.
  • Назовите некоторые распространенные моносахариды.

Моносахариды (моно- = «один»; sacchar- = «сладкий») представляют собой простых сахаров , наиболее распространенным из которых является глюкоза . В моносахаридах количество атомов углерода обычно составляет от трех до семи. Большинство названий моносахаридов оканчиваются на суффикс «-оза». Если сахар имеет альдегидную группу (функциональная группа со структурой R-CHO), он известен как альдоза, а если у него есть кетонная группа (функциональная группа со структурой RC (= O) R ‘), он известен как кетоза. В зависимости от количества атомов углерода в сахаре они также могут быть известны как триозы (три атома углерода), пентозы (пять атомов углерода) и / или гексозы (шесть атомов углерода). См. Рисунок 4.2 для иллюстрации некоторых моносахаридов.

Рисунок 4.2 Моносахариды классифицируются на основе положения их карбонильной группы и количества атомов углерода в основной цепи. Альдозы имеют карбонильную группу (обозначена зеленым) на конце углеродной цепи, а кетозы имеют карбонильную группу в середине углеродной цепи.Триозы, пентозы и гексозы имеют три, пять и шесть углеродных скелетов соответственно.

Химическая формула глюкозы: C 6 H 12 O 6 . У человека глюкоза является важным источником энергии. Во время клеточного дыхания из глюкозы выделяется энергия, которая используется для выработки аденозинтрифосфата (АТФ). Растения синтезируют глюкозу, используя углекислый газ и воду, а глюкоза, в свою очередь, используется для удовлетворения потребностей растений в энергии. Избыточная глюкоза часто хранится в виде крахмала, который катаболизируется (расщепление более крупных молекул клетками) людьми и другими животными, которые питаются растениями.

Галактоза (входит в состав лактозы или молочного сахара) и фруктоза (содержится в сахарозе, во фруктах) — другие распространенные моносахариды. Хотя глюкоза, галактоза и фруктоза имеют одинаковую химическую формулу (C 6 H 12 O 6 ), они различаются структурно и химически (и известны как изомеры) из-за разного расположения функциональных групп вокруг асимметричный углерод; все эти моносахариды имеют более одного асимметричного углерода ( Рисунок 4.3 ).

Рис. 4.3. Глюкоза, галактоза и фруктоза — это гексозы. Они являются структурными изомерами, то есть имеют одинаковую химическую формулу (C 6 H 12 O 6 ), но атомы связаны друг с другом в другом расположении.

Глюкоза, галактоза и фруктоза представляют собой изомерные моносахариды (гексозы), что означает, что они имеют одинаковую химическую формулу, но имеют немного разные структуры. Глюкоза и галактоза — это альдозы, а фруктоза — кетоза.

Моносахариды могут существовать в виде линейной цепи или кольцевых молекул; в водных растворах они обычно находятся в кольцевых формах ( Рисунок 4.4 ). Глюкоза в кольцевой форме может иметь два разных расположения гидроксильной группы (ОН) вокруг аномерного углерода (углерод 1, который становится асимметричным в процессе образования кольца). Если гидроксильная группа находится ниже углеродного номера 1 в сахаре, говорят, что она находится в положении альфа ( α ), а если она выше плоскости, говорят, что она находится в положении бета ( β ). .

Рис. 4.4 Пять и шесть углеродных моносахаридов находятся в равновесии между линейной и кольцевой формами. Когда кольцо образуется, боковая цепь, на которой оно замыкается, фиксируется в положении α или β. Фруктоза и рибоза также образуют кольца, хотя они образуют пятичленные кольца в отличие от шестичленного кольца глюкозы.

Проверка концепции Какие сахара представляют собой глюкозу, галактозу и фруктозу: альдозу или кетозу?

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите химическую природу дисахаридов.
  • Назовите некоторые распространенные дисахариды и входящие в их состав моносахариды.
  • Назовите тип связи, которая удерживает моносахариды вместе, и определите его в структуре дисахарида.

Дисахариды (ди- = «два») образуются, когда два моносахарида подвергаются реакции дегидратации (также известной как реакция конденсации или синтез дегидратации). Во время этого процесса гидроксильная группа одного моносахарида соединяется с водородом другого моносахарида, высвобождая молекулу воды и образуя ковалентную связь.Ковалентная связь, образованная между молекулой углевода и другой молекулой (в данном случае между двумя моносахаридами), известна как гликозидная связь или гликозидная связь (рис. 4.5). Гликозидные связи могут быть альфа- или бета-типа.

Рисунок 4.5 Сахароза образуется, когда глюкоза и мономер фруктозы соединяются в реакции дегидратации с образованием гликозидной связи. При этом теряется молекула воды. По соглашению атомы углерода в моносахариде нумеруются от концевого углерода, ближайшего к карбонильной группе.В сахарозе гликозидная связь образуется между углеродом 1 в глюкозе и углеродом 2 во фруктозе.

Обычные дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу (, рис. 4.6, ). Лактоза — это дисахарид, состоящий из мономеров глюкозы и галактозы. Он содержится в молоке. Мальтоза, или солодовый сахар, представляет собой дисахарид, образующийся в результате реакции дегидратации между двумя молекулами глюкозы. Наиболее распространенным дисахаридом является сахароза или столовый сахар, который состоит из мономеров глюкозы и фруктозы.

Рисунок 4.6 Общие дисахариды включают мальтозу (зерновой сахар), лактозу (молочный сахар) и сахарозу (столовый сахар).

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите химическую природу полисахаридов.
  • Назовите некоторые общие полисахариды и их функции.

Длинная цепь моносахаридов, связанных гликозидными связями, известна как полисахарид (поли- = «много»). Цепь может быть разветвленной или неразветвленной, и она может содержать разные типы моносахаридов.Крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин и пептидогликаны являются основными примерами полисахаридов.

Крахмал — это хранимая в растениях форма сахаров, состоящая из смеси амилозы и амилопектина (оба полимера глюкозы). Растения способны синтезировать глюкозу, а избыток глюкозы, превышающий непосредственные потребности растения в энергии, хранится в виде крахмала в различных частях растения, включая корни и семена. Крахмал в семенах обеспечивает питание зародыша во время его прорастания, а также может служить источником пищи для людей и животных.Крахмал, потребляемый людьми, расщепляется ферментами, такими как амилазы слюны, на более мелкие молекулы, такие как мальтоза и глюкоза. Затем клетки могут поглощать глюкозу.

Крахмал состоит из мономеров глюкозы, которые соединены гликозидными связями α, 1-4 или α 1–6. Цифры 1-4 и 1-6 относятся к числу атомов углерода двух остатков, которые соединились с образованием связи. Как показано на рис. 4.7 , амилоза представляет собой крахмал, образованный неразветвленными цепями мономеров глюкозы (только α 1-4 связей), тогда как амилопектин представляет собой разветвленный полисахарид ( α 1-6 связей в точках ветвления).

Рисунок 4.7 Амилоза и амилопектин — две разные формы крахмала. Амилоза состоит из неразветвленных цепей мономеров глюкозы, соединенных α 1,4 гликозидными связями. Амилопектин состоит из разветвленных цепей мономеров глюкозы, соединенных гликозидными связями α 1,4 и α 1,6. Из-за способа соединения субъединиц цепи глюкозы имеют спиральную структуру. Гликоген (не показан) похож по структуре на амилопектин, но имеет более сильную разветвленность.

Гликоген — это форма хранения глюкозы в организме человека и других позвоночных, состоящая из мономеров глюкозы.Гликоген является животным эквивалентом крахмала и представляет собой сильно разветвленную молекулу, обычно хранящуюся в клетках печени и мышц. Когда уровень глюкозы в крови снижается, гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы в процессе, известном как гликогенолиз.

Целлюлоза — самый распространенный природный биополимер. Клеточная стенка растений в основном состоит из целлюлозы; это обеспечивает структурную поддержку клетки. Дерево и бумага в основном целлюлозные по своей природе. Целлюлоза состоит из мономеров глюкозы, которые связаны гликозидными связями β, 1-4 ( Рисунок 4.8 ).

Рисунок 4.8 В целлюлозе мономеры глюкозы связаны в неразветвленные цепи β 1-4 гликозидными связями. Из-за способа соединения субъединиц глюкозы каждый мономер глюкозы переворачивается относительно следующего, что приводит к линейной волокнистой структуре.

Как показано на рис. 4.8 , каждый второй мономер глюкозы в целлюлозе перевернут, и мономеры плотно упакованы в виде удлиненных длинных цепей. Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на разрыв, что так важно для растительных клеток.В то время как связь β 1-4 не может быть разрушена пищеварительными ферментами человека, травоядные животные, такие как коровы, коалы, буйволы и лошади, способны с помощью специализированной флоры в их желудке переваривать богатый растительный материал. в целлюлозе и использовать ее в качестве источника пищи. У этих животных определенные виды бактерий и простейших обитают в рубце (часть пищеварительной системы травоядных животных) и секретируют фермент целлюлазу. В аппендиксе пасущихся животных также содержатся бактерии, переваривающие целлюлозу, что придает ей важную роль в пищеварительной системе жвачных животных.Целлюлазы могут расщеплять целлюлозу на мономеры глюкозы, которые могут использоваться животным в качестве источника энергии. Термиты также способны расщеплять целлюлозу из-за присутствия в их телах других организмов, выделяющих целлюлазы.

Хитин образует внешний скелет, называемый экзоскелетом, членистоногих (насекомых, ракообразных и других) ( Рисунок 4.9 ). Хитин представляет собой азотсодержащий полисахарид, который состоит из повторяющихся единиц N-ацетил- β -d-глюкозамина, модифицированного сахара.Хитин также является основным компонентом клеточных стенок грибов.

Рис. 4.9. У насекомых есть твердый внешний скелет, сделанный из хитина, типа полисахарида. (кредит: Луиза Докер)

Пептидогилканы являются основным компонентом клеточных стенок бактерий. Подобно хитину, пептидогликаны содержат азотсодержащие сахара, связанные в длинные цепи. В отличие от хитина, пептидогилканы имеют короткие цепи аминокислот, прикрепленных к сахарам. Эти аминокислоты образуют пептидные связи между молекулами пептидогликана, связывая цепи вместе.

Многие антибиотики, такие как пенициллин и его производные, нацелены на бактериальные пептидогликаны. Общий протокол окрашивания, называемый окрашиванием по Граму, позволяет различать различные типы стенок бактериальных клеток и помогает медицинским работникам определить, какой антибиотик следует использовать. Грамположительные бактерии имеют более толстые клеточные стенки, которые сохраняют больше пурпурной окраски по Граму.

4.4.1 Углеводные функции

Как описано выше, углеводы выполняют в клетках множество функций.Например, дисахариды, крахмал и гликоген служат молекулами хранения энергии, поскольку они состоят из моносахаридов. Растения, водоросли и некоторые бактерии производят моносахариды, используя энергию солнца, в процессе, называемом фотосинтезом . Фотосинтез по существу преобразует энергию солнца в химическую энергию в связях глюкозы. Глюкоза расщепляется клеточным дыханием или другими путями, чтобы преобразовать свою энергию в АТФ, основную молекулу топлива для клеток.

Другие углеводы, включая целлюлозу, хитин и пептидогликаны, являются структурными молекулами. Они образованы из длинных цепочек моносахаридов, сшитых водородными или пептидными связями в жесткие волокнистые листы.

Углеводы также могут быть использованы для создания других сложных молекул. Например, в следующей главе вы узнаете, что ДНК нуклеиновой кислоты содержит сахар, называемый дезоксирибозой. Сахар также можно использовать для производства некоторых аминокислот, которые клетки используют для создания белков.

Важный класс углеводов находится на внешней поверхности многих клеток. Эти углеводы служат маркерами идентичности, помогая клеткам многоклеточных организмов узнавать и общаться друг с другом ( Рисунок 4.10 ).

Рисунок 4.10 Клеточные мембраны состоят из фосфолипидного бислоя (желтый) с встроенными в него белками (красный). К некоторым белкам на внешней поверхности клетки прикреплены углеводные цепи (синие). Они помогают клеткам узнавать друг друга и общаться друг с другом.(Изображение предоставлено Марией Хрмовой.)

4.4.2 Польза углеводов

Полезны ли углеводы? Людям, желающим похудеть, часто говорят, что углеводы вредны для них и их следует избегать. Некоторые диеты полностью запрещают потребление углеводов, утверждая, что низкоуглеводная диета помогает людям быстрее похудеть. Однако углеводы были важной частью рациона человека на протяжении тысячелетий; артефакты древних цивилизаций свидетельствуют о наличии пшеницы, риса и кукурузы в хранилищах наших предков.

Углеводы следует дополнять белками, витаминами и жирами для сбалансированного питания. Углеводы содержат растворимые и нерастворимые элементы. Нерастворимая часть, известная как клетчатка, в основном состоит из целлюлозы. Волокно имеет множество применений; он способствует регулярному опорожнению кишечника за счет увеличения объема и регулирует скорость потребления глюкозы в крови. Клетчатка также помогает удалить излишки холестерина из организма, связывая холестерин в тонкой кишке, предотвращая его попадание в кровоток и заставляя его выходить из организма через кал.Диета, богатая клетчаткой, также снижает риск рака толстой кишки. Кроме того, еда, содержащая цельнозерновые и овощи, дает ощущение сытости. В качестве непосредственного источника энергии глюкоза расщепляется в процессе клеточного дыхания, в результате чего образуется АТФ, энергетическая валюта клетки. Без потребления углеводов доступность «мгновенной энергии» снижается. Низкокалорийная диета, богатая цельнозерновыми, фруктами, овощами и нежирным мясом, вместе с большим количеством упражнений и большим количеством воды — самый разумный способ похудеть.

Дипломированный диетолог

Ожирение является проблемой здравоохранения во всем мире, и многие болезни, такие как диабет и болезни сердца, становятся все более распространенными из-за ожирения. Это одна из причин, почему к зарегистрированным диетологам все чаще обращаются за советом. Зарегистрированные диетологи помогают планировать программы питания для людей в различных условиях. Они часто работают с пациентами в медицинских учреждениях, разрабатывая планы питания для лечения и профилактики заболеваний. Например, диетологи могут научить пациента с диабетом, как контролировать уровень сахара в крови, употребляя в пищу правильные типы и количества углеводов.Диетологи также могут работать в домах престарелых, школах и частных клиниках.

Чтобы стать дипломированным диетологом, нужно получить как минимум степень бакалавра в области диетологии, питания, пищевых технологий или в смежных областях. Кроме того, дипломированные диетологи должны пройти программу стажировки под руководством и сдать национальный экзамен. Те, кто занимается диетологией, проходят курсы по питанию, химии, биохимии, биологии, микробиологии и физиологии человека. Диетологи должны стать экспертами в области химии и физиологии (биологических функций) пищи (белков, углеводов и жиров).

Что делает вас толстым: слишком много калорий или неправильные углеводы?

Почему многие из нас становятся такими толстыми? ответ кажется очевидным. «Основная причина ожирения и избыточного веса, — утверждает Всемирная организация здравоохранения, — это энергетический дисбаланс между потребляемыми и затраченными калориями». Проще говоря, мы либо едим слишком много, либо ведем сидячий образ жизни, либо и то, и другое. Согласно этой логике, любой избыток калорий — будь то из белков, углеводов или жиров (трех основных компонентов, или «макроэлементов» в пище) — неизбежно приведет к увеличению веса.Таким образом, решение также очевидно: меньше есть, больше заниматься спортом.

Причина сомневаться в этом общепринятом мышлении также очевидна. Рецепт «есть меньше / больше двигаться» широко распространен в течение 40 лет, и тем не менее распространенность ожирения или накопления нездорового количества жира в организме достигла беспрецедентного уровня. Сегодня более трети американцев страдают ожирением — более чем в два раза больше, чем 40 лет назад. Во всем мире в настоящее время ожирением страдают более полумиллиарда человек.

Помимо увеличения веса, у нас также развивается больше метаболических нарушений, таких как диабет 2 типа, который характеризуется гормональными нарушениями в переработке и хранении питательных веществ и гораздо чаще встречается у людей с ожирением, чем у худых.

Диссонанс постоянно усугубляющейся проблемы, несмотря на, казалось бы, хорошо принятое решение, предполагает две возможности. Во-первых, наше понимание того, почему люди толстеют, верно, но те, кто страдает ожирением — по генетическим, экологическим или поведенческим причинам — не могут или не хотят лечить себя.Во-вторых, наше понимание неверно, и, следовательно, таковы вездесущие советы о том, как улучшить ситуацию.

Если верен второй вариант, то, возможно, то, что делает нас толстыми, — это не энергетический дисбаланс, а что-то более похожее на гормональный дефект, идея, которую европейские исследователи поддержали до Второй мировой войны. Если это так, то главным подозреваемым или экологическим триггером этого дефекта будет количество и качество потребляемых нами углеводов. Согласно этому сценарию, одна фундаментальная ошибка, которую мы допустили, размышляя об ожирении, — это предположить, что калорийность продуктов — будь то авокадо, стейк, хлеб или газировка — делает их полными, а не последствия, которые эти продукты, в частности, углеводы , есть гормоны, регулирующие накопление жира.

Учитывая, как часто исследователи называют ожирение нарушением энергетического баланса, можно предположить, что эта концепция была тщательно проверена несколько десятилетий назад. Но надлежащей научной проверки на самом деле так и не произошло. Эксперименты были слишком сложными, если не слишком дорогими, чтобы их можно было правильно провести. И исследователи обычно думали, что ответ очевиден — мы слишком много едим, поэтому эксперименты не стоили затраченных усилий. В результате, научное обоснование самой важной проблемы нашего времени — растущих показателей ожирения и диабета и их осложнений — остается открытым вопросом.

После десятилетия изучения науки и ее истории я убежден, что значительный прогресс в борьбе с ожирением будет достигнут только в том случае, если мы переосмыслим и тщательно проверим наше понимание его причины. В прошлом году вместе с Питером Аттиа, бывшим хирургом и исследователем рака, я стал соучредителем некоммерческой организации Nutrition Science Initiative (NuSI), чтобы решить эту проблему отсутствия окончательных доказательств. При поддержке Фонда Лауры и Джона Арнольдов в Хьюстоне, штат Техас, мы наняли независимых ученых для разработки и проведения экспериментов, которые будут тщательно проверять конкурирующие гипотезы ожирения (и, соответственно, увеличения веса).Фонд Арнольда взял на себя обязательство профинансировать до 60 процентов текущего бюджета NuSI на исследования и трехлетние операционные расходы на общую сумму 40 миллионов долларов. Следователи будут следить за доказательствами, куда бы они ни вели. Если все пойдет по плану, мы сможем получить недвусмысленные доказательства биологической причины ожирения в ближайшие полдюжины лет.

Гормональная гипотеза
Чтобы понять, что делает гормональную гипотезу ожирения такой интригующей, нужно понять, где гипотеза энергетического баланса терпит неудачу.Идея о том, что ожирение вызвано потреблением большего количества калорий, чем мы тратим, якобы проистекает из первого закона термодинамики, который просто гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена. Применительно к биологии это означает, что энергия, потребляемая организмом, должна быть либо преобразована в полезную форму (метаболизирована), либо выделена, либо сохранена. Таким образом, если мы потребляем больше калорий, чем расходуем или выделяем, избыток должен быть сохранен, а это означает, что мы становимся толще и тяжелее. Пока все очевидно. Но этот закон ничего не говорит нам о том, почему мы потребляем больше калорий, чем тратим, и не объясняет, почему избыток откладывается в виде жира.И именно на эти вопросы «почему» нужно ответить.

В частности, почему жировые клетки накапливают молекулы жира в избытке? Это биологический вопрос, а не физический. Почему эти молекулы жира не метаболизируются для выработки энергии или тепла? И почему жировые клетки поглощают излишки жира в одних частях тела, но не в других? Сказать, что они делают это потому, что потребляются лишние калории, не является значимым ответом.

Ответ на эти вопросы приводит к рассмотрению роли, которую гормоны, в частности инсулин, играют в стимулировании накопления жира в различных клетках.Инсулин секретируется в ответ на углевод, называемый глюкозой. Когда количество глюкозы в крови повышается — как это происходит после приема пищи, богатой углеводами — поджелудочная железа выделяет больше инсулина, который помогает удерживать уровень глюкозы в крови от опасно высокого уровня. Инсулин заставляет мышцы, органы и даже жировые клетки поглощать глюкозу и использовать ее в качестве топлива. Он также приказывает жировым клеткам накапливать жир, в том числе жир из еды, для последующего использования. Пока уровень инсулина остается высоким, жировые клетки сохраняют жир, а другие клетки преимущественно сжигают глюкозу (а не жир) для получения энергии.

Основными диетическими источниками глюкозы являются крахмал, зерно и сахар. (В отсутствие углеводов печень будет синтезировать глюкозу из белка.) Чем легче усваиваются углеводы, тем больше и быстрее повышается уровень глюкозы в крови. (Клетчатка и жиры в пище замедляют этот процесс.) Таким образом, диета, богатая рафинированными зернами и крахмалом, вызывает большую секрецию инсулина, чем диета, которая не содержит этого. Сахара, такие как сахароза и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, могут играть ключевую роль, поскольку они также содержат значительное количество углевода, называемого фруктозой, который метаболизируется в основном клетками печени.Хотя и не окончательные, исследования показывают, что большое количество фруктозы может быть важной причиной «инсулинорезистентности». Когда клетки инсулинорезистентны, требуется больше инсулина для контроля уровня глюкозы в крови. В результате, согласно гипотезе гормонов, в течение дня увеличивается количество инсулина в крови, в результате чего жир накапливается в жировых клетках, а не используется для подпитки организма. Всего лишь 10-20 калорий, накапливаемых в виде лишнего жира каждый день, могут на десятилетия привести к ожирению.

Гипотеза гормонов предполагает, что — только способ предотвратить эту нисходящую спираль и обратить ее вспять, когда это произойдет, — это избегать сахаров и углеводов, которые работают на повышение уровня инсулина. Тогда организм естественным образом использует свои запасы жира для сжигания в качестве топлива. По логике, переход от сжигания углеводов к сжиганию жира может произойти, даже если общее количество потребляемых калорий останется неизменным. Клетки сжигают жир, потому что гормоны фактически говорят им об этом; в результате увеличивается расход энергии организма.Согласно этой точке зрения, чтобы избавиться от лишнего жира, углеводы должны быть ограничены и заменены, в идеале, жиром, который не стимулирует секрецию инсулина.

Эта альтернативная гипотеза ожирения подразумевает, что продолжающиеся во всем мире эпидемии ожирения и диабета 2 типа (который в значительной степени проистекает из инсулинорезистентности) в значительной степени вызваны зерном и сахаром в нашем рационе. Это также означает, что первым шагом в решении этих кризисов является отказ от сахара и ограничение потребления крахмалистых овощей и зерновых, не беспокоясь о том, сколько мы едим и тренируемся.

Забытая история
Общепринятая точка зрения не всегда поддерживала преобладающую сегодня гипотезу энергетического дисбаланса. До Второй мировой войны ведущие специалисты в области ожирения (и большинства медицинских дисциплин) работали в Европе и пришли к выводу, что ожирение, как и любое другое нарушение роста, вызвано гормональным и регуляторным дефектом. Они считали, что что-то не так с гормонами и ферментами, которые влияют на хранение жира в жировых клетках.

Густав фон Бергманн, немецкий терапевт, более века назад разработал оригинальную гипотезу.(Сегодня высшая награда, удостоенная Немецкого общества внутренней медицины — медаль Густава фон Бергмана.) Бергманн использовал термин «липофилия» — любовь к жирам — для описания способности различных тканей тела накапливать жир. Так же, как мы выращиваем волосы в одних местах, а в других — нет, в одних местах мы накапливаем жир, а в других — нет, и эта «липофильная тенденция», как он полагал, должна регулироваться физиологическими факторами.

Концепция липофилии исчезла после Второй мировой войны с заменой немецкого на английский в качестве научного lingua franca.Между тем технологии, необходимые для понимания регуляции накопления жира в жировых клетках и, следовательно, биологической основы ожирения — в частности, методы точного измерения уровня жирных кислот и гормонов в крови — были изобретены только в конце 1950-х годов.

К середине 1960-х годов стало ясно, что инсулин является основным гормоном, регулирующим накопление жира, но к тому времени ожирение фактически считалось расстройством пищевого поведения, которое лечили путем побуждения или принуждения субъектов с ожирением к потреблению меньшего количества калорий.После того, как исследования связали количество холестерина в крови с риском сердечных заболеваний, а диетологи выбрали насыщенные жиры как основное диетическое зло, власти начали рекомендовать диеты с низким содержанием жира и высоким содержанием углеводов. Идея о том, что углеводы могут вызвать ожирение (диабет или сердечные заболевания), была отброшена.

Тем не менее, несколько работающих врачей приняли гипотезу об углеводах и инсулине и написали книги по диетам, в которых утверждали, что толстые люди могут похудеть, съедая столько, сколько захотят, при условии, что они избегают углеводов.Поскольку наиболее влиятельные эксперты считали, что люди толстеют вначале с , а именно с , потому что они ели столько, сколько хотели, эти диетические книги были восприняты как мошенничество. Самый известный из этих авторов, Роберт С. Аткинс, не помог делу, утверждая, что насыщенные жиры можно есть сколько угодно — омаров Ньюбург, двойные чизбургеры — при условии, что избегают углеводов — предложение, которое многие считали равносильным врачебная халатность.

Строгие эксперименты
За последние 20 лет накопились значительные доказательства того, что эти диетологи, возможно, были правы, что гипотеза гормонов является жизнеспособным объяснением того, почему мы толстеем, и что резистентность к инсулину, обусловленная, возможно, сахарами в рационе, является фундаментальной. дефект не только при диабете 2 типа, но и при сердечных заболеваниях и даже при раке.Это делает критически важным тщательное тестирование роли углеводов и инсулина. Поскольку конечной целью является определение факторов, вызывающих ожирение из окружающей среды, в идеале эксперименты должны быть направлены на выяснение процессов, которые приводят к накоплению лишнего жира. Но ожирение может развиться десятилетиями, поэтому прирост веса от месяца к месяцу может быть слишком незначительным, чтобы его можно было обнаружить. Таким образом, первый шаг, который сделают исследователи, финансируемые NuSI, — это проверка конкурирующих гипотез о потере веса, что может произойти относительно быстро.Эти первые результаты затем помогут определить, какие будущие эксперименты необходимы для дальнейшего выяснения действующих механизмов и какая из этих гипотез верна.

Ключевой первоначальный эксперимент будет проведен совместно исследователями из Колумбийского университета, Национальных институтов здравоохранения, Института трансляционных исследований больницы Флориды – Сэнфорд-Бернхэм в Орландо и Центра биомедицинских исследований Пеннингтона в Батон-Руж, штат Луизиана. В этом пилотном исследовании , 16 участников с избыточным весом и ожирением будут размещены на протяжении всего эксперимента в исследовательских центрах, чтобы обеспечить точную оценку потребления калорий и расхода энергии.На первом этапе участники будут сидеть на диете, аналогичной диете среднего американца — 50 процентов углеводов (15 процентов сахара), 35 процентов жира и 15 процентов белка. Исследователи будут тщательно управлять потребляемыми калориями, пока не станет ясно, что участники не набирают и не теряют жир. Другими словами, калории, которые они потребляют, будут соответствовать потребляемым калориям, которые они измеряют в устройстве, называемом метаболической камерой. На втором этапе испытуемые будут получать диету с точно таким же количеством калорий, которое они потребляли, — распределенное на такое же количество приемов пищи и закусок, — но состав резко изменится.

Общее содержание углеводов в новой диете будет чрезвычайно низким — порядка 5 процентов, что означает только углеводы, которые естественным образом содержатся в мясе, рыбе, птице, яйцах, сыре, животном жире и растительном масле, а также в порциях зеленые листовые овощи. Содержание белка в этой диете будет соответствовать содержанию белка в диете, которую участники ели изначально — 15 процентов калорий. Остальное — 80 процентов калорий — будет состоять из жиров из этих реальных источников пищи. Идея состоит не в том, чтобы проверить, является ли эта диета здоровой или устойчивой на всю жизнь, а в том, чтобы использовать ее для максимального снижения уровня инсулина в кратчайшие сроки.

В идеале содержательные научные эксперименты создают ситуацию, в которой конкурирующие гипотезы делают разные прогнозы относительно того, что произойдет. В этом случае, если накопление жира в первую очередь вызвано энергетическим дисбалансом, эти субъекты не должны ни худеть, ни набирать вес, потому что они будут есть ровно столько калорий, сколько расходуют. Такой результат подтвердит общепринятое мнение о том, что калория — это калория, независимо от того, происходит ли она из жиров, углеводов или белков.Если, с другой стороны, состав макроэлементов влияет на накопление жира, то эти субъекты должны терять и вес, и жир в режиме с ограничением углеводов, а их энергетические затраты должны увеличиваться, подтверждая идею о том, что калорийность углеводов приносит больше веса, чем калорийность углеводов. белок или жир, предположительно из-за воздействия на инсулин.

Один из недостатков этого строгого научного подхода состоит в том, что его нельзя ускорить, не идя на неприемлемые компромиссы. Даже это пилотное исследование займет большую часть года.Более амбициозные последующие испытания, вероятно, займут еще три года. По мере того, как мы собираем больше средств, мы надеемся поддержать большее количество тестов, включая более пристальное изучение роли определенных сахаров и макроэлементов в других заболеваниях, таких как диабет, рак и неврологические состояния. Ни один из этих экспериментов не будет легким, но они выполнимы.

Одна из конечных целей — заверить широкую публику в том, что любые советы по диете, которые она получает — по снижению веса, общему здоровью и профилактике ожирения — основаны на строгих научных данных, а не на предубеждениях или слепом консенсусе.Ожирение и диабет 2 типа являются серьезным бременем не только для людей, страдающих этим заболеванием, но и подавляют нашу систему здравоохранения и, вероятно, нашу экономику. Если мы собираемся бороться с этими нарушениями и предотвращать их, нам отчаянно нужны недвусмысленные доказательства, которые призваны генерировать эксперименты NuSi.

Переваривание + всасывание сахара

Каждый раз, когда мы что-то едим, мы не только едим вкусную закуску или еду, но и поглощаем молекулярные соединения и элементы, из которых состоит эта еда.По мере того, как наша пища проходит через наш организм, она претерпевает ряд изменений, поэтому мы можем более эффективно ее переваривать и извлекать питательные вещества и топливо, необходимые для питания клеток нашего тела.

Многие из продуктов, которые мы едим, содержат углеводы, в том числе сахар и крахмал, и наш организм усваивает их тремя основными способами: —

  1. пищеварение,
  2. Абсорбция
  3. и
  4. транспорт.

Когда наше тело метаболизирует углеводы, это приводит к производству молекул глюкозы, которые являются наиболее эффективным источником энергии для наших мышц и мозга.Все, что мы едим, способствует росту, восстановлению и нормальному функционированию клеток, или, если потребляется слишком много пищи (энергии), мы сохраняем этот избыток в различных местах по всему телу.

Какие углеводы расщепляются в организме?

Когда мы едим пищу, она обычно состоит из множества различных питательных веществ и элементов, которые в сочетании могут составить здоровую пищу. Большую часть пищи и напитков, которые мы едим, можно разделить на три основные части: белки, жиры и углеводы.Остальные — витамины, минералы и вода.

Что такое полисахариды? (например, крахмал, клетчатка или целлюлоза)

Продукты, содержащие полисахариды, можно разделить на три основные группы или типы продуктов: —

  • Продукты, содержащие крахмал или «крахмалистые углеводы», такие как картофель, кукуруза и рис. Продукты, содержащие клетчатку, такие как горох, нут, фасоль и чечевица.
  • Продукты, содержащие целлюлозу, например фрукты и овощи (включая кожуру яблок и груш), пшеничные отруби и шпинат.
Что такое дисахариды? (например, лактоза, мальтоза, сахароза)

Продукты, содержащие дисахариды, можно разделить на три основные группы или типы продуктов: —

  • Продукты, содержащие лактозу, например молочные продукты (молоко, сыр, йогурт и т. Д.), Шоколад и мягкое мороженое.
  • Продукты, содержащие мальтозу, такие как зерна и пшеница (пшеница, кукурузная мука, некоторые древние злаки, сладкий картофель и т. Д.).
  • Продукты, содержащие сахарозу, такие как безалкогольные напитки, печенье, пирожные, некоторые фрукты (например, мандарины) и сладкие злаки.
Что такое моносахариды? (например, глюкоза, галактоза, фруктоза)
  • Продукты, содержащие глюкозу, например виноград, курага, мед и безалкогольные напитки.
  • Продукты, содержащие галактозу, такие как сельдерей, свекла, базилик, шпинат, киви и сливы.
  • Продукты, содержащие фруктозу, такие как большинство фруктов, безалкогольные напитки, спортивные напитки, торты, кондитерские изделия и шоколад.
Все углеводы состоят из небольших строительных блоков, называемых простыми сахарами или моносахаридами.

Когда два строительных блока или моносахарида соединяются вместе, они образуют дисахарид. Самый распространенный дисахарид, с которым мы все знакомы, — это сахароза или столовый сахар.

Помимо сахаров, другие типы углеводов состоят из длинных цепочек моносахаридов или дисахаридов, соединенных вместе в различных комбинациях — которые часто могут быть очень сложными — их называют полисахаридами. Обычно они содержат от 10 до нескольких тысяч моносахаридов, расположенных в цепочки.

Основные типы полисахаридов, о которых вы, вероятно, уже слышали: крахмал, целлюлоза, пектин, камеди и клетчатка.

Моносахариды

Существует три основных моносахарида, которые в сочетании образуют множество различных типов сахаров или дисахаридов, естественным образом содержащихся в пищевых продуктах.

Глюкоза — это одна из важнейших форм сахара, используемых организмом для получения энергии. Все остальные углеводы (включая другие сахара) превращаются в глюкозу во время переваривания пищи.Глюкоза естественным образом содержится в некоторых фруктах и ​​овощах, а также в нектаре или соке растений.

Фруктоза — также известна как фруктовый сахар и является основным сахаром, содержащимся во фруктах, ягодах, меде, корнеплодах и некоторых зерновых.

Галактоза — этот моносахарид в основном содержится в молоке и йогурте.

Дисахариды

Сахароза — это наиболее распространенная форма сахара, которую обычно получают из сахарного тростника или сахарной свеклы.Его также можно найти в некоторых фруктах и ​​овощах.

Сахароза = 1 глюкоза + 1 фруктоза

Лактоза — это то, что мы обычно называем молочным сахаром, потому что он содержится в молоке и молочных продуктах всех млекопитающих.

Лактоза = 1 глюкоза + 1 галактоза

Мальтоза — содержится в проросших зернах, таких как ячмень, а также в солоде или солодовых продуктах и ​​напитках. Его часто называют солодовым сахаром

.

Мальтоза = 1 глюкоза + 1 глюкоза

Углеводы прочие

Крахмал — вероятно, самый распространенный из полисахаридов, состоящий из длинных цепочек глюкозы.Крахмал вырабатывается растениями во время фотосинтеза. Он присутствует в зерновых культурах [пшеница, овес, рожь, ячмень, гречка, рис и т. Д.], Картофеле и бобовых (фасоль, горох, чечевица).

Целлюлоза — еще один длинноцепочечный полисахарид, состоящий из многих строительных блоков глюкозы. Мы часто говорим о целлюлозе как о пищевых волокнах или о том, что мы привыкли называть «грубыми кормами», поскольку человеческий организм не может расщепить их во время пищеварения.

Пектин — это тип волокна, который содержится в основном в стенках растений, что придает фруктам структуру и прочность.Если вы когда-нибудь пробовали варить варенье или мармелад, вы наверняка знаете о пектине! Пектин естественным образом содержится во фруктах и ​​овощах, но в разных количествах, поэтому некоторые варенья устанавливаются без добавления пектина, а другие — нет. Фрукты с высоким содержанием пектина включают яблоки и большинство цитрусовых. Меньшее количество содержится в ягодах, косточковых фруктах, инжире и ревене.

Камеди — Вы когда-нибудь задумывались, что такое агар-агар, гуаровая камедь или ксантановая камедь? Вы можете увидеть это на этикетках некоторых продуктов. Это то, что мы называем растительными камедями, которые также являются полисахаридами и используются в основном в качестве загустителей в пище.Некоторые морские водоросли также являются отличным источником камедей и обычно называются каррагинаном и альгинатами. Их часто используют как овощной заменитель желатина.

Гликоген — хранится из глюкозы в организме человека. Организм хранит в печени, мышцах и головном мозге достаточно гликогена, чтобы его хватило на 24 часа.

Переваривание углеводов организмом

Когда мы едим продукты, содержащие углеводы, организму необходимо расщепить их на простые моносахариды для использования в организме.

Процесс переваривания полисахаридов, таких как крахмал, начинается во рту, где он расщепляется или «гидролизуется» амилазой слюны (фермент в вашей слюне, который помогает расщеплять крахмал). Количество гидролизованного во рту крахмала часто невелико, так как большая часть пищи не остается во рту очень долго.

Когда вы проглотили углеводную пищу и она попадает в желудок, ферменты слюны, которые помогают пищеварению, либо изменяются, либо разрушаются, поэтому не будут работать так же эффективно.В результате пищеварение происходит преимущественно в тонком кишечнике с другим ферментом, панкреатической амилазой, трансформируя или разрушая [технически гидролиз] крахмал до более управляемых молекул декстрина и мальтозы.

Кроме того, ферменты, классифицируемые как глюкозидазы, на стенке щеточной каймы тонкой кишки [участок тонкой кишки, который помогает всасыванию переваренных питательных веществ] расщепляют декстрин до мальтозы, а затем до глюкозы. Остальные дисахариды расщепляются и превращаются в свои две моносахаридные единицы.

Как организм поглощает и транспортирует расщепленные углеводы в организме

Моносахаридные единицы, глюкоза, галактоза и фруктоза транспортируются через стенку тонкой кишки и затем в воротную вену, которая затем переносит эти элементы прямо в печень. Вид транспорта варьируется между тремя моносахаридами и кратко описан ниже.

И глюкоза, и фруктоза всасываются относительно быстро, в зависимости от того, какие другие питательные вещества потребляются одновременно.Например, еда или продукты, содержащие белок и жир, вызывают медленное усвоение сахаров, чем при самостоятельном потреблении.

  • Глюкоза в низких концентрациях транспортируется через слизистую оболочку в эпителиальные клетки кишечника посредством активного транспорта через натрий-зависимый транспортер. При более высоких концентрациях вовлекается второй способствующий переносчик. Из эпителиальных клеток глюкоза перемещается в окружающие капилляры за счет облегченной диффузии.
  • Галактоза транспортируется так же, как глюкоза, с использованием тех же транспортеров. Поскольку галактоза не встречается в природе в виде моносахарида, поглощенная галактоза в основном возникает в результате расщепления лактозы.
  • Фруктоза перемещается полностью за счет облегченной диффузии. В этом процессе используется другой переносчик глюкозы при входе в энтероциты, однако и фруктоза, и глюкоза используют один и тот же транспортер для выхода из энтероцита в капилляры. Всасывание фруктозы намного медленнее, чем у глюкозы, и количественно ограничено.

Было показано, что потребление большого количества фруктозы вызывает нарушение всасывания фруктозы почти во всех случаях. Было показано, что совместный прием глюкозы с фруктозой способствует всасыванию фруктозы. Точные механизмы этого все еще исследуются.

Попадая в печень, галактоза и фруктоза удаляются из крови и превращаются в другие метаболиты. При употреблении в пищу в умеренных количествах большая часть фруктозы поглощается печенью и превращается в глюкозу, гликоген и лактат.Часть этих элементов также может окисляться или превращаться в жирные кислоты и мочевую кислоту.

Лишь небольшое количество фруктозы попадает в кровоток, поэтому концентрация фруктозы в крови обычно всегда низкая. Галактоза в первую очередь превращается в глюкозу и хранится в виде гликогена.

С другой стороны, большая часть глюкозы, полученной с пищей, транспортируется через кровоток в периферические ткани, где в нормальных условиях гормон инсулин позволяет ему поглощаться клетками и использоваться в качестве источника энергии через метаболический путь. известный как «путь гликолиза».

Поскольку глюкоза является наиболее важным источником топлива для организма и, в частности, для мозга, организм пытается поддерживать базальный уровень глюкозы в циркулирующей крови на уровне около 4-5 ммоль / л. Этот механизм гомеостаза преимущественно контролируется действием гликогена и инсулина.

Как организм накапливает лишнюю энергию?

Избыток глюкозы изначально хранится в виде гликогена в печени или мышцах. В печени может храниться около 100 г гликогена, который затем используется для поддержания базального уровня глюкозы в крови между приемами пищи, в то время как мышцы обычно хранят 400-500 г, которые часто используются во время движения.

Когда эти запасы достигают пика или насыщаются, избыток глюкозы превращается в жир для более длительного хранения. Потребление большего количества энергии, чем нам нужно из любого из этих источников, приводит к накоплению избыточной энергии в виде жира.

Хотя для нормального функционирования нашему телу необходима энергия из углеводов, жиров и белков, важно учитывать энергию, которую мы получаем из всех источников, чтобы мы могли достичь сбалансированной диеты.

Исключения

Наиболее заметным исключением из описанного выше углеводного обмена является пищевые волокна.Пищевые волокна — тип полисахаридов, которые можно классифицировать как растворимые [растворяется в воде] или нерастворимые [не растворяются в воде].

Организм не может переваривать или поглощать пищевые волокна, как другие углеводы. Вместо этого часть ферментируется кишечными бактериями. В результате он относительно нетронутым проходит через пищеварительную систему и выводится с калом.


ССЫЛКИ

Clemens RA et al. Функциональность сахаров в продуктах питания и здоровье. Всесторонние обзоры по пищевой науке и безопасности пищевых продуктов 2016: Том 15, 433-470 https: // doi.org. обработанные продукты — больше, чем продукты, содержащие только жир или только углеводы. Исследование 206 взрослых, которое будет опубликовано 14 июня в журнале « Cell Metabolism », подтверждает идею о том, что эти виды продуктов перехватывают врожденные сигналы нашего организма, управляющие потреблением пищи.

«Биологический процесс, который регулирует связь продуктов с их питательной ценностью, эволюционировал, чтобы тщательно определять ценность пищи, чтобы организмы могли принимать адаптивные решения», — говорит старший автор Дана Смолл, директор Исследовательского центра современной диеты и физиологии Йельского университета. «Например, мышь не должна рисковать выбежать на открытое место и подвергнуться нападению хищника, если еда дает мало энергии».

«Удивительно, но продукты, содержащие жиры и углеводы, по-видимому, сигнализируют о своей потенциальной калорийной нагрузке в мозг посредством различных механизмов.Наши участники очень точно оценивали калории, исходя из жиров, и очень плохо — из углеводов. Наше исследование показывает, что когда оба питательных вещества объединены, мозг, кажется, переоценивает энергетическую ценность пищи », — говорит она.

В работе, которая могла помочь объяснить механизмы мозга и тела, лежащие в основе генетической предрасположенности к ожирению, приемам пищи в отсутствие голода и трудностям с потерей или удержанием лишнего веса, Смолл и его коллеги из Германии, Швейцарии и Канады изучили нейронную реакцию на пищевые сигналы.

Испытуемые прошли сканирование мозга, при этом им были показаны фотографии знакомых закусок, содержащих в основном жир, в основном сахар, и комбинацию жира и углеводов.

Выделяли ограниченную сумму денег на участие в торгах на продукты первого выбора, и испытуемые были готовы платить больше за продукты, сочетающие в себе жиры и углеводы. Более того, комбинация жиров и углеводов зажгла нервные цепи в центре вознаграждения мозга больше, чем любимая еда, потенциально более сладкая или более калорийная еда или больший размер порции.

Наши предки охотники-собиратели ели в основном древесные растения и мясо животных, отметили исследователи. «В природе продукты с высоким содержанием жиров и углеводов очень редки и, как правило, содержат клетчатку, которая замедляет обмен веществ», — говорит Смолл. «Напротив, обработанные пищевые продукты часто содержат большое количество жиров и углеводов».

После приручения растений и животных и развития производства зерна и молочных продуктов около 12000 лет назад возможности совместного потребления жиров и углеводов увеличились, но обработанные пищевые продукты, такие как пончики, которые могут содержать 11 граммов жира и 17 граммов углеводов, имеют существует всего 150 лет, этого недостаточно для того, чтобы у нас появился новый ответ мозга на них.

Ученые полагают, что наш прошлый опыт с питательными свойствами углеводов высвобождает дофамин в головном мозге посредством пока еще неизвестного метаболического сигнала. Такие сигналы помогают регулировать, что и сколько мы едим.

Исследователи предполагают, что одновременная активация сигнальных путей жиров и углеводов запускает эффект, с которым физиология человека не смогла справиться. В соответствии с этим предложением, грызуны, получившие доступ только к жирам или только к углеводам, регулируют свое общее суточное потребление калорий и массу тела.Но при неограниченном доступе к жирам и углеводам они быстро набирают вес.

История Источник:

Материалы предоставлены Cell Press . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Chem4Kids.com: Биохимия: Углеводы


Углеводы — это причудливый способ сказать « сахара ». Ученые придумали это название, потому что в молекуле много атомов углерода (C), связанных с гидроксидными (OH ) группами. Углеводы могут быть очень маленькими или очень большими молекулами, но они все равно считаются сахарами. Растения могут создавать длинные цепочки из этих молекул по причинам хранения пищи или по структурным причинам.
Углеводы называют органическими соединениями, потому что они состоят из длинной цепочки атомов углерода. Сахара снабжают живые существа энергией и действуют как вещества, используемые для строения. Когда сахара расщепляются в митохондриях , они могут приводить в действие клеточные механизмы для создания богатого энергией соединения, называемого АТФ (аденозинтрифосфат).Некоторыми примерами структурного использования могут быть панцирь краба (хитин) или стебель растения (целлюлоза). Мы поговорим о них чуть позже.
Ученые также используют слово сахарид для описания сахаров. Если есть только одна молекула сахара, она называется моносахаридом. Если их два, это дисахарид. Если их три, это трисахарид. Вы уловили идею.
А как насчет простейшего сахара? Сахар, называемый глюкозой, является самым важным моносахаридом на Земле. Глюкоза (C 6 H 12 O 6 ) создается в результате фотосинтеза и используется в клеточном дыхании. Когда вы думаете о столовом сахаре, например о конфетах, на самом деле это дисахарид. Сахар на вашем обеденном столе состоит из глюкозы и другого моносахарида, называемого фруктоза (C 6 H 12 O 6 ). Эти сахара имеют одинаковое количество атомов, но имеют разные структуры, называемые изомерами .
Когда сочетаются несколько углеводов, он называется полисахаридом («поли» означает «много»). Сотни сахаров можно объединить в разветвленную цепочку. Эти цепочки также известны как крахмалов . Крахмал можно найти в таких продуктах, как макароны и картофель. Это очень хорошие источники энергии для вашего тела.
Важным структурным полисахаридом является целлюлоза . Целлюлоза содержится в растениях. Это один из тех углеводов, которые используются для поддержки или защиты организма.Целлюлоза находится в древесине и клеточных стенках растений. Вы знаете ту рубашку, которую носите? Если он из хлопка, то это тоже целлюлоза! В одной большой молекуле целлюлозы могут быть тысячи субъединиц глюкозы. Если бы мы были похожи на травоядных или насекомых, таких как термиты, мы могли бы есть целлюлозу в пищу. Эти животные на самом деле не переваривают полисахариды. У них в животе есть маленькие микроорганизмы, которые расщепляют молекулы и выделяют более мелкие сахара.

Полисахариды также используются в панцирях (хитине) ракообразных, таких как крабы и омары. Хитин в некоторой степени похож на структуру целлюлозы, но имеет совершенно другое применение. Раковины — это прочные защитные конструкции, которые необходимо линять (оставлять), когда ракообразное начинает расти. Он очень негибкий. С другой стороны, он очень устойчив к повреждениям. Хотя растение может обжечься, панцирь краба может повредить панцирь краба при очень высоких температурах. Если вы знаете, как готовятся крабы, вы знаете, что мясо крабов готовится на внутренней стороне панциря при варке. Повреждения оболочек при температуре кипящей воды (H 2 O при 100 o C) нет.

Chalk Talk: Liquid Crystals (видео США-NSF)


Углеводы


УГЛЕВОДЫ

На Земле примерно 92 встречающихся в природе элемента, но, что интересно, только 4 (кислород, углерод, водород и азот) составляют около 96% массы человеческого тела. Эти элементы объединяются, образуя биомолекулы, поддерживающие жизнь, которые можно разделить на четыре группы: углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.Углеводы, белки и липиды используются клетками в качестве строительных блоков для клеток или для получения энергии, в то время как нуклеиновые кислоты являются основой генетического материала. Углеводы — самая распространенная из биомолекул. Ежегодно Земля преобразует более 100 миллиардов метрических тонн CO 2 и H 2 O в углеводы. Если бы мы идентифицировали самую важную углеводную молекулу на планете с точки зрения ее способности поддерживать жизнь, мы, несомненно, выбрали бы моносахарид глюкозу.Без глюкозы не могла бы существовать почти вся животная жизнь в том виде, в каком мы ее знаем.

Есть три основных класса углеводов; моносахаридов , дисахаридов, и полисахаридов . Эта классификация основана на том, сколько субъединиц составляют молекулу. Название «сахарид» происходит от греческого, что означает сахар. Моносахариды — это простейшая форма углеводов, состоящая из одной молекулы или субъединицы. Дисахариды состоят из два моносахарида, связанных вместе, и полисахариды состоят из 3 или более моносахаридов, связанных вместе.Теперь мы рассмотрим каждый из этих типов углеводов.

МОНОСАХАРИДЫ

Моносахариды (моно = один, сахарид = сахар) являются основными субъединицами углеводов. Они содержат от 3 до 7 атомов углерода и имеют общую формулу (CH 2 O) n , где n находится в диапазоне от 3 до 7 (5 или 6 являются наиболее распространенными). Например, если n = 6, формула для моносахарида будет C 6 H 12 O 6 , а если n = 5, формула будет C 5 H 10 O 5. Надеюсь, очевидно, что моносахариды содержат значительное количество кислорода, по одному на каждый углерод в молекуле. Углеводы имеют самое высокое соотношение кислорода к углероду среди всех важных органических молекул. Общие моносахариды включают: глюкозу, фруктозу, галактозу, рибозу и дезоксирибозу. Обратите внимание, что название каждого из этих сахаров оканчивается суффиксом -ose. Этот суффикс -ose означает полный, в частности, полный кислорода. Названия большинства сахаров заканчиваются этим суффиксом.

Структуры трех распространенных моносахаридов показаны на рисунке ниже. Обратите внимание, что молекулы могут существовать в двух разных формах. Когда они находятся в сухом или порошкообразном состоянии, они существуют в виде линейной молекулы (вверху), но при растворении в воде они принимают кольцевую форму, причем кислород является одним из членов кольца (внизу). Поскольку все молекулы в нашем организме существуют в виде водных растворов, кольцевидная форма — это то, как мы находим моносахариды в организме. Также обратите внимание, что все три из этих соединений имеют 6 атомов углерода, следовательно, они имеют одинаковую молекулярную формулу: C 6 H 12 O 6 .Однако их структурные формулы различны (см. Рисунок ниже). Молекулы, которые имеют одинаковую молекулярную формулу, но разные структурные формулы, известны как изомеры. Несмотря на то, что каждый из них имеет 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода, они обладают очень разными биологическими действиями из-за различных структурных форм. Например, есть определенные носители, которые могут переносить глюкозу в клетку, но не переносят фруктозу.

Глюкоза, также называемая декстрозой, является преобладающим сахаром в нашей крови.Когда мы говорим об уровне сахара в крови, на самом деле мы говорим об уровне глюкозы в крови. Мы получаем глюкозу в основном в результате переваривания дисахаридов и полисахаридов. Как только эти углеводы расщепляются до глюкозы в тонком кишечнике, глюкоза всасывается в кровь и транспортируется к различным органам тела. Там он может метаболизироваться тканями, чтобы обеспечить топливо для клеточного метаболизма, или, если он не нужен немедленно для метаболизма, он может храниться в виде гликогена (подробнее об этом сложном углеводе позже) в печени и мышцах или преобразовываться в триглицериды. (жир) и хранится в жировых клетках.Когда уровень глюкозы в крови становится низким (как это бывает в постное воскресенье), гликоген в печени может расщепляться, чтобы высвободить глюкозу в кровь, или организм может фактически производить новые молекулы глюкозы из белков в процессе, называемом глюконеогенез.

Другие моносахариды, о которых нам нужно знать, — это фруктоза и галактоза (6 углеродных сахаров или гексозы ), которые являются субъединицами важных дисахаридов. Также рибоза и дезоксирибоза (5 углеродных сахаров или пентозы ), которые являются важными компонентами нуклеиновых кислот.

Изображение создано MG, 2013 г.

На изображении выше показаны линейные и кольцевые структуры трех распространенных моносахаридов. Все они имеют одинаковую молекулярную формулу (C 6 H 12 O 6 ), но имеют разную структуру (красный цвет) и, следовательно, являются изомерами друг друга.

ДИСАХАРИДЫ

Дисахариды (Di = 2, сахарид = сахар) образуются, когда две молекулы моносахарида связаны вместе.Как показано на рисунке ниже, когда два моносахарида связаны вместе, одним из продуктов реакции является вода. Поскольку вода удаляется для связывания субъединиц вместе, реакция называется дегидратационным синтезом реакцией . Это распространенный тип реакции синтеза, который мы снова увидим, когда узнаем об образовании липидов и белков.

Изображение создано MG, 2013 г.

Реакция синтеза дегидратации объединяет два моносахарида (глюкозу) с образованием дисахарида (мальтозы).

Мы обсудим три важных дисахрида; сахароза, лактоза и мальтоза . Во всех трех из этих дисахаридов глюкоза является одним из моносахаридов, из которых они состоят. На рисунке ниже показана структура этих дисахаридов, а в таблице 1 представлены их характеристики.

Изображение создано MG, 2013 г.

На изображении выше показаны структуры трех распространенных дисахаридов.Все они содержат глюкозу в качестве одной из своих субъединиц, разница между ними — вторая субъединица.

Таблица 1. Характеристики трех распространенных дисахаридов.

Имя

Комбинированные моносахариды

Информация о пищевой ценности

Сахароза

Глюкоза + фруктоза

Самый распространенный диетический дисахарид.Естественно содержится в свекольном и тростниковом сахаре, коричневом сахаре, кленовом сиропе и меде. Вы знаете его как столовый сахар.

Лактоза

Глюкоза + галактоза

Содержится в молочных продуктах.Это наименее сладкий из дисахаридов.

Мальтоза

Глюкоза + глюкоза

Содержится в продуктах питания, включая сухие завтраки, прорастающие семена и пиво.

Только моносахариды могут абсорбироваться из пищеварительного тракта в кровь, поэтому для того, чтобы попасть в организм, дисахариды сначала должны быть расщеплены до их моносахаридных субъединиц. В тонком кишечнике есть специфические ферменты для каждого из них: сахароза, для переваривания сахарозы, лактаза, для переваривания лактозы и мальтаза, для переваривания мальтозы. Реакция переваривания по существу является обратной реакцией синтеза дегидратации, т.е.е. вода снова добавляется в связь, чтобы разорвать ее. Этот тип реакции называется реакцией гидролиза . На рисунке ниже показан пример реакции гидролиза. Поскольку дисахариды легко перевариваются и быстро всасываются в кровь, их, наряду с моносахаридами, часто называют простыми сахарами .

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

На изображении выше показана реакция гидролиза.Связи между мономерами в полимере могут быть разорваны ферментативным добавлением воды к связям.

Вы можете знать кого-то с непереносимостью лактозы или у вас самих может быть непереносимость лактозы. Большинство млекопитающих не потребляют молоко, когда становятся взрослыми и больше не нуждаются в ферменте для переваривания лактозы, поэтому организм перестает вырабатывать фермент. Если лактоза не расщепляется на моносахаридные субъединицы, она не может всасываться и переходит в толстый кишечник. Бактерии, живущие в толстом кишечнике, любят лактозу и начинают ее есть.К сожалению, когда они едят много лактозы, они выделяют много газа. Кроме того, лактоза втягивает воду в толстый кишечник путем осмоса. Симптомы непереносимости лактозы включают вздутие живота, диарею, спазмы в животе, метеоризм (газы) и тошноту. Симптомы возникают из-за того, что непереваренная лактоза попадает в толстую кишку. Во всем мире около 75% взрослого населения в той или иной степени страдает непереносимостью лактозы, однако заболеваемость сильно различается от страны к стране (см. Рисунок ниже).Как правило, у северных европейцев и их потомков самый низкий уровень заболеваемости, в основном из-за того, что в их культуре крупный рогатый скот и козы были одомашнены давно, а молочные продукты этих животных остаются важным источником питания. Хотя это не изображено на картах, племена масаи в Восточной Африке также демонстрируют низкий уровень непереносимости лактозы, что также связано с их традицией выращивания крупного рогатого скота и коз для производства молочных продуктов.

Распространенность непереносимости лактозы во всем мире.Изображение загружено с Wikimedia Commons, декабрь 2013 г .: Автор: NmiPortal; Сайт: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Worldwide_prevalence_of_lactose_intolerance_in_recent_populations.jpg; Лицензия: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported


ПОЛИСАХАРИДЫ

Полисахариды представляют собой длинные цепи моносахаридных субъединиц, связанных вместе посредством реакций синтеза дегидратации. Эти цепи могут насчитывать от трех до тысяч субъединиц.Полисахариды — это то, что мы называем сложными углеводами . В зависимости от их функции полисахариды можно классифицировать как запасные молекулы или как структурные молекулы. Полисахариды хранения включают крахмал и глюкоген. Крахмал представляет собой крупный полимер субъединиц глюкозы и является формой хранения глюкозы в растениях. Источники включают семена, зерно, кукурузу, бобы, картофель и рис.

На самом деле существует два типа крахмала: амилоза и амилопектин. Амилоза представляет собой длинную неразветвленную цепь субъединиц глюкозы. Амилопектин, , с другой стороны, имеет разветвленную структуру (см. Рисунок ниже). Именно доля каждой формы крахмала в конкретной пище определяет ее способность к перевариванию. Пища с большим количеством амилопектина переваривается и всасывается быстро, тогда как продукты с более высоким уровнем амилозы расщепляются медленнее.

Гликоген — форма хранения углеводов у животных.Гликоген, как и крахмал, представляет собой полимер субъединиц глюкозы. Он похож по структуре на амилопектин, но еще более разветвлен. Мы храним гликоген в первую очередь в печени и скелетных мышцах. Гликоген в скелетных мышцах может быть истощен всего за 1 час упражнений на силу. С другой стороны, во время голодания гликогена в печени хватит на 12-24 часа. Это неуверенное ощущение, которое вы испытываете в конце голодания в постное воскресенье, во многом связано с истощением запасов гликогена.

Изображение создано MG, 2013 г.

На изображении выше показано разветвление в молекуле полисахарида.

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

На этом изображении выше показаны разные степени разветвления амилозы, амилопектина и гликогена.

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

Еще один рисунок, показывающий уровни разветвления крахмала, гликогена и целлюлозы.

Разветвленная структура гликогена позволяет ферментам легко расщепляться в организме с высвобождением глюкозы, чтобы ее можно было использовать для получения энергии. Гликоген, накопленный в мышцах, обеспечивает энергию, необходимую мышцам для физических упражнений, особенно высокоинтенсивных и выносливых. Гликоген, хранящийся в печени, используется для обеспечения энергией других тканей, таких как нейроны нервной системы.

Важным структурным полисахаридом является целлюлоза .Целлюлоза является важной структурной молекулой в растениях и обеспечивает волокон , которые необходимы нам в нашем рационе. Целлюлоза — это полимер глюкозы. Однако, в отличие от крахмала и гликогена, у нас нет ферментов для переваривания целлюлозы. Это связано с различием в конфигурации связей между мономерами глюкозы (см. Рисунок ниже). Целлюлоза образует структурные компоненты стенок растительных клеток. Его особенно много в листовых овощах и цельнозерновых продуктах. Хотя мы не можем переваривать целлюлозу для получения энергии, она обеспечивает объем стула и может снизить риск некоторых заболеваний, таких как дивертикулярная болезнь и рак толстой кишки.

Изображение создано MG, 2013 г.

На изображении выше показано связывание мономеров глюкозы в целлюлозе. Обратите внимание, что конфигурация отличается от конфигурации крахмала и гликогена (см. Рисунок выше). У нас нет ферментов для переваривания связей в целлюлозе.

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

ЗДОРОВЬЕ

Можно с уверенностью сказать, что углеводы являются важной частью здорового питания, хотя некоторые из них лучше, чем другие.Когда мы потребляем простые сахара, они быстро всасываются, и уровень сахара в крови быстро повышается. Это, в свою очередь, приводит к секреции большого количества инсулина с последующим быстрым падением сахара в крови. Это, наверное, не идеально. Действительно, недавнее исследование -1 показало, что употребление всего одного сладкого безалкогольного напитка в день увеличивает риск развития ишемической болезни сердца на 20% у мужчин. Было также показано, что употребление сахаросодержащих безалкогольных напитков увеличивает частоту ожирения, что увеличивает риск диабета 2 типа.С другой стороны, сложные углеводы, содержащиеся в цельнозерновых, обычно полезны для здоровья.

Одной из актуальных тем, вызывающих большой интерес, является кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы производится из кукурузного крахмала, который является полимером глюкозы. Крахмал гидролизуется для разделения мономеров глюкозы, а затем химически обрабатывается для преобразования части глюкозы во фруктозу. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы состоит из 55% фруктозы и 45% глюкозы. Фруктоза обрабатывается организмом иначе, чем глюкоза.В то время как глюкоза может поступать почти во все клетки организма (некоторым клеткам требуется небольшая помощь инсулина, чтобы усвоить глюкозу), фруктоза метаболизируется почти исключительно в печени. Кажется, появляется все больше доказательств того, что кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы может быть вредным для нас. В недавнем исследовании на крысах, сравнивавшем кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и сахарозу, крысы, потребляющие кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, имели больший набор веса, повышенное количество висцерального жира (жира вокруг наших органов брюшной полости) и повышение уровня циркулирующих триглицеридов. 2 (триглицериды являются основным компонентом жира в наших жировых клетках).Хотя есть те, кто все еще утверждает, что кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы для вас не хуже, чем сахароза, растущее количество доказательств, похоже, предполагает иное. Итак, в следующий раз, когда вы сядете с бокалом хорошего холодного Sprite, подумайте о том, что вы можете сделать со своим телом.

Список литературы

1. Koning, L. de, et al. Потребление подслащенного напитка, случай ишемической болезни сердца и биомаркеры риска у мужчин. Тираж (онлайн) 12.03.2012 г.

3.Bocarsly, M.E. et al. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы вызывает у крыс характеристики ожирения: увеличение массы тела, повышение уровня судьбы и уровня триглицеридов. Фармакология, биохимия и поведение. 97: 101-106-2012

** Вы можете использовать кнопки ниже, чтобы перейти к следующему или предыдущему чтению в этом модуле **

Распечатать эту страницу

Какова роль углеводов? | Здоровое питание

Автор: Джанет Рене Обновлено 6 декабря 2018 г.

Жир, белок и углеводы составляют три основных макроэлемента в вашем рационе.Углеводы бывают разных форм и содержатся в самых разных продуктах. Углеводы являются наиболее важным источником топлива для организма и необходимы для сбалансированного питания, но некоторые источники углеводов более полезны для здоровья, чем другие.

Углеводы обеспечивают немедленное топливо

Каждая клетка вашего тела зависит от глюкозы как топлива, особенно клетки вашего мозга. Углеводы обеспечивают немедленное топливо в виде глюкозы, чтобы ваши клетки могли выполнять свои функции. Вы получаете углеводы во многих формах.Простые углеводы, включая фруктозу, галактозу, глюкозу и сахарозу, быстро перевариваются и превращаются в топливо. Вы получаете их из таких продуктов, как фрукты, овощи и упакованные продукты с добавлением сахара. Независимо от того, какой сахар вы потребляете, ваше тело превращает его в глюкозу, и он поступает в клетки, чтобы удовлетворить ваши потребности в энергии.

Углеводы сохраняют энергию на будущее

Ежедневное потребление углеводов обеспечивает топливо для дальнейшего использования. Когда ваши непосредственные потребности в топливе удовлетворяются, организм накапливает дополнительные углеводы в виде гликогена.Эта форма углеводов играет важную роль в поддержании вашего уровня энергии между приемами пищи. Поскольку уровень сахара в крови должен оставаться постоянным, организм превращает гликоген в глюкозу, когда уровень сахара в крови падает. Это нормализует уровень сахара в крови и удерживает его в строго контролируемом диапазоне.

Накопление углеводов позволяет несколько часов обходиться без еды и при этом поддерживать нормальный уровень сахара в крови, например, в течение ночи во время сна. Гликоген в основном хранится в мышцах и печени.

Углеводы помогают сохранить мышцы

Получение достаточного количества углеводов с пищей сохраняет ваши мышцы. Когда глюкоза сразу недоступна, а запасы углеводов истощены, организм расщепляет белок в мышечных волокнах, чтобы преобразовать его в глюкозу в процессе, известном как глюконеогенез. Хотя это помогает удовлетворить ваши потребности в топливе, это не лучший способ получения глюкозы для организма. Если вы возьмете за привычку слишком сильно экономить на углеводах, ваша мышечная недостаточность для получения топлива может снизить мышечную массу.

Carbs Fuel Exercise Performance

Ваши мышцы накапливают гликоген, чтобы обеспечить вас топливом во время продолжительных упражнений. Когда вы начинаете двигаться и прорабатывать мышцы, например, в течение 30 минут упражнений средней интенсивности, запасы гликогена подпитывают ваши мышцы, чтобы вы могли работать оптимально. Катаетесь ли вы на велосипеде, бегаете или просто быстро ходите, вашим мышцам нужна энергия, чтобы поддерживать их в рабочем состоянии. Спортсмены на выносливость обычно загружают углеводы за несколько дней до соревнований, чтобы максимизировать запасы гликогена в мышцах.Роль углеводов в выполнении упражнений хорошо известна и может быть использована в ваших интересах.

Выбор здоровых углеводов

Несмотря на то, что ваше тело превращает все углеводы в глюкозу, тип углеводов, которые вы едите, жизненно важен для вашего здоровья.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.